褪黑素处理对采后冬枣贮藏期间品质的影响

李庚辰,黑鸿爱,耿子凡,伍襟傧,唐贺胤,赵蕊,石飞

(山西农业大学 食品科学与工程学院,山西 太谷,030801)

摘 要 为探究褪黑素处理对采后冬枣的保鲜效果,该实验以新鲜采摘半红期的冬枣为实验材料,在0 ℃[相对湿度为(90±5)%]下贮藏60 d。采用100、150、200 μmol/L褪黑素处理半红期冬枣,通过失重率、硬度、果皮褐变指数、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性以及其他贮藏品质和色泽变化相关指标,筛选出保持贮藏期间冬枣品质的最佳褪黑素处理浓度。结果表明,150 μmol/L褪黑素处理能显著降低冬枣的失重率和PPO活性以及延缓硬度、可溶性固形物、可滴定酸的下降;有效抑制了叶绿素酶活性增加,增强了类黄酮糖基转移酶活性,并有效抑制了叶绿素和类胡萝卜素含量及类黄酮含量的下降,延缓果实褐变,维持冬枣果实品质,延长果实的贮藏期。总之,150 μmol/L褪黑素处理能有效保持冬枣的贮藏品质,延缓色泽劣变,为褪黑素在冬枣采后保鲜中的应用提供了理论依据。

关键词 褪黑素;冬枣;冷藏;果实品质;色泽变化

枣属于鼠李科,是一种可以直接食用且营养价值较高的水果,在中国有四千多年的种植历史[1]。冬枣是枣的一个优质鲜食分支,以其酥脆爽口、肉质细嫩、汁液充沛的独特口感著称,同时具备风味浓郁、营养均衡等优势。其果肉组织紧密,咬感清脆,富含多种维生素、矿物质及抗氧化成分,具有较高的食用价值和健康功效[2-3]。冬枣富含多种生物活性成分,包括抗坏血酸、类黄酮、酚类、核苷、三萜酸和多糖[4],因此,冬枣受到众多人群的喜爱。

枣果的颜色是影响其食用性和经济价值的重要品质[5],主要与内部色素含量相关。低温冷藏是目前延长冬枣货架期的主要保鲜手段,但长期冷藏仍会导致果实品质的显著下降。针对冬枣冷藏期间的品质劣变以及颜色变化问题,目前已开发出几种保鲜方法来维持其生理品质以及颜色控制。例如,木犀草素处理通过抑制冬枣的花青素和槲皮素合成进而减缓叶绿素和类胡萝卜素的降解速度,延缓颜色变化速率[6]。提升O2浓度可以调节果实中类胡萝卜素含量从而调控采后枣果的品质[7]。苯乳酸(phenyllactic acid,PLA)浸泡后的冬枣可以降低失重,抑制了LB和ΔE 值升高,大量地保存了冬枣中的叶绿素含量,延缓了冬枣变红[8]。目前采用的技术手段虽然能够有效延长冬枣的保鲜期并维持其品质特性,但若引入天然保鲜剂进行辅助处理,不仅可能获得更理想的保鲜效果,同时还能显著降低对环境的负面影响,实现更加绿色可持续的贮藏目标。

褪黑素(melatonin,MT)是一种天然存在于许多生物体中的色氨酸衍生物[9],因其强大的抗氧化特性而得到认可,其合成和分泌在植物的生长发育和抗逆作用应对中扮演着关键角色[10]。研究表明,褪黑素处理在哈密瓜贮藏后期可以降低冷害指数,提高可溶性糖的含量,使可溶性蛋白含量和叶绿素等指标显著提升[11]。阎然[12]发现,褪黑素处理在采后西兰花保鲜实验中,维持了西兰花的叶绿素含量,抑制了叶绿素降解基因的表达量,延缓西兰花黄化。胡燕等[13]研究发现,不同浓度褪黑素处理可以延缓鲜切山药变黄,降低酶促褐变的速率,抑制多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性。在豇豆采后衰老实验中,褪黑素处理抑制叶绿素和原果胶的降解,延缓豇豆衰老[14]。褪黑素处理在猕猴桃贮藏期间,可以有效增加果实的叶绿素含量,促进猕猴桃外观着色,延缓果实硬度降低和果重减轻[15]。综上所述,褪黑素处理可以抑制微生物生长,提高果实叶绿素含量和类胡萝卜素含量,降低果实褐变程度,减缓果实采后衰老速率,能够作为保持和调节果实采后的理化性质的有效方法,从而延长果实的货架期。然而,褪黑素对冬枣贮藏品质的影响研究较少。因此,本实验研究了不同浓度的褪黑素对冬枣果实品质及色泽变化的影响,为褪黑素在果蔬保鲜方面的应用提供理论支持,并为冬枣果实的保鲜提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

冬枣采自山西省运城市的一个商业种植园,选取大小均匀,没有机械损伤、害虫和疾病污染的果实。褪黑素,上海源叶生物科技有限公司;邻苯二酚、磷酸盐缓冲液、氢氧化钠、酚酞、丙酮、无水乙醇、EDTA、甲醇、氯化钠、醋酸钠、叶绿素酶(chlorophyllase,Chlase)活性检测试剂盒、花色苷合成通路PCR检测试剂盒、类黄酮糖基转移酶(flavonoid glycosyltransferase,UFGT)PCR检测试剂盒、苯丙氨酸解氨酶(phenylalaninase,PAL)活性检测试剂盒,北京索莱宝科技有限公司。

1.2 仪器与设备

JM-B10002电子分析天平,奥豪斯仪器(常州)有限公司;TMS-PRO质构仪,美国FTC公司;DL-80000C离心机,上海安亭科学仪器厂;UV-2550分光光度计,日本Shimadzu公司;ST2100型pH计,上海仪田精密仪器有限公司;ZE7700电色差仪,上海首放电子科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

半红期的冬枣果实采收后被迅速运送到实验室。冬枣被分成4组,每组4 kg。将各组水果浸泡在蒸馏水(对照组)和100、150、200 μmol/L褪黑素溶液中8 min,然后自然风干。将枣果实放入多孔聚乙烯袋(厚度0.05 mm,尺寸25 cm×18 cm)中,在(0±1) ℃下贮存60 d,每10 d测量1次果实品质和色素代谢相关指标。所有实验重复3次。

1.3.2 失重率

参照JIA等[16]方法采用称重法分别在0、10、20、30、40、50、60 d对样品进行称重,根据公式(1)计算失重率:

式中:m1m2分别为贮藏前和贮藏不同时间后冬枣果实的质量,g。

1.3.3 硬度

根据CHANG等[17]方法,使用质构分析仪来测量枣果的硬度。选择针型探头,挤压距离为5 mm,从每组样品中选择15个红枣使用质构仪测定。通过质构仪测定其硬度,求出其平均值即为果实的硬度值,单位为N。

1.3.4 果皮褐变指数

参考王晓丽等[18]的方法,稍作修改,对每个处理的15个果实进行观察统计,每个处理重复3次实验。褐变程度分为5级:0级(无褐变);1级(褐变面积0%~25%);2级(25%~50%);3级(50%~75%);4级(≥75%)。褐变指数计算如公式(2)所示:

1.3.5 PPO活性

参照朱一帆[19] 方法稍作修改,取出配制好的0.5 mL的酶溶液与2 mL邻苯二酚底物混合于路径长度为1 cm比色皿中,在37 ℃下测定在420 nm的吸光度的增加量,在前3 min内每30 s间隔使用紫外可见分光光度计读数1次。

1.3.6 可溶性固形物(total soluble solids,TSS)

使用手持式折光仪测定[20],每组随机选取8颗果实,重复测定3次,结果取平均值,单位为%。

1.3.7 可滴定酸(titratable acidity,TA)

参照石飞等[21]的方法,用酸碱中和滴定法测定。

1.3.8 呼吸速率与乙烯生成量

呼吸速率采用果蔬呼吸速率测试仪测定,参考DU等[22]的方法测定。乙烯采用气相色谱仪测定,参照JIA等[16]的方法。

1.3.9 色差

根据CHANG等[23]的方法,采用比色计对半红冬枣果皮测定色差(Lab)值。每组样品随机选择10颗冬枣果实,在果实赤道平面选取4个点测定。色差计算如公式(3)所示:

式中:L0a0b0为第0 d冬枣果皮色度值;Lab为贮藏期冬枣果皮色度值,ΔE 为色差值。

1.3.10 叶绿素含量和类胡萝卜素含量的测定

参照李汶轩[24]的方法稍作修改,首先称量1.0 g果皮(带少许果肉),倒入液氮并进行研磨,随后加入10 mL 80%(体积分数)的丙酮溶液,混匀,在4 ℃下避光反应30 min,随后4 000 r/min离心10 min,持续离心直至残渣无色停止,收集上清液定容至25 mL。使用分光光度计分别在470、645、663 nm处测量上清液的吸光度。80% 丙酮溶液作为对照(体积分数)。

叶绿素含量计算如公式(4)、(5)、(6)所示:

类胡萝卜素含量计算如公式(7)所示:

式中:A663 为663 nm处的吸光度值;A645 为645 nm处的吸光度值;Ca 为叶绿素a浓度;Cb 为叶绿素b浓度;A=1 000 ×A470 +563.05 × A663-2 095.05 × A645;A470为470 nm处的吸光度值;Vt:提取液总体积;M:样品质量。

1.3.11 类黄酮含量的测定

参照ZHAO等[25]的方法稍作修改,取0.5 g冬枣果皮,加入5 mL无水乙醇混匀后于4 ℃、10 000 r/min离心20 min,取上清液,按上述操作依次加入NaNO2溶液,Al(NO3)3 溶液和NaOH溶液进行逐步反应并于510 nm处测量溶液吸光值。

1.3.12 Chlase和UFGT活性测定

参照ZHANG等[26]的方法,使用酶活性试剂盒测定Chlase、UFGT。结果均以U/mg蛋白表示。

1.3.13 PAL活性测定

粗酶液的提取:称取0.2 g冬枣果实置于液氮中迅速研磨,加入提取缓冲液 K2HPO4/KH2PO4(50 mmol/L,pH7.0)置于4 ℃,15 000 r/min离心20 min。PAL活性测定:取上清液与0.7 mL平衡液[100 mmol/L Tris-HCl和5 mmol/L二硫苏糖醇(dithiothreitol,DDT)]和100 μL 100 mmol/L苯丙氨酸溶液混合。对照组不加入苯丙氨酸溶液。37 ℃孵育45 min后,混合液中加入200 μL的350 g/L三氯乙酸终止反应。10 000 r/min离心5 min后,取上清液在290 nm处测量吸光度。

1.4 数据处理

每组数据重复3次,数据结果以“平均值± 标准差”代表,使用SPSS软件进行分析,使用Origin 2024软件绘图。

2 结果与分析

2.1 褪黑素处理对冬枣颜色的影响

如图1所示,CK组与褪黑素处理组在冬枣果实贮藏期间均发生了不同程度的褐变情况。CK组在贮藏20 d时出现了大面积红褐色,60 d时基本全部变红,而100、150、200 μmol/L褪黑素处理组在贮藏第20天时出现了不同程度的红褐色,变化程度低于对照组。说明在果实的颜色变化方面,褪黑素处理可以延缓果实色泽变化的速度,其中150 μmol/L褪黑素处理效果最好。

图1 褪黑素处理后冬枣贮藏期间的颜色变化
Fig.1 The color change of winter jujube during storage after melatonin treatment

2.2 褪黑素处理对冬枣贮藏期间失重率和硬度的影响

失重率是衡量果实采后品质变化的重要指标,主要反映水分流失以及营养物质消耗程度等[27]。如图2-a所示,在贮存期间,随着贮藏时间的延长,各组的失重率都在增加,CK组从0上升至60 d的3.76%,100 μmol/L褪黑素处理组从0上升至60 d的3.49%,150 μmol/L褪黑素处理组从0上升至60 d的2.83%,200 μmol/L褪黑素处理组从0上升至60 d的3.23%,其中10~60 d不同浓度褪黑素处理组的失重率显著低于对照组(P <0.05)。在整个贮藏期间,经不同浓度褪黑素处理后的冬枣其失重率均有所降低,其中150 μmol/L的褪黑素处理组冬枣的失重率最低,显著低于其他处理组(P <0.05),说明褪黑素能有效延缓冬枣失重,其150 μmol/L褪黑素处理组效果最好。

图2 褪黑素对冬枣失重率、硬度的影响
Fig.2 Effect of melatonin on the weightlessness rate and hardness of winter jujube
注:不同字母表示差异显著(P <0.05)(下同)。

a-失重率;b-硬度

果实的硬度是衡量果实商品性重要指标之一,代表其是否可以食用[28],如图2-b所示,在贮存期内,所有组的冬枣硬度都随贮藏时间的延长而降低,贮藏0天冬枣的硬度为8.4 N,当贮藏60 d时,对照组的果实硬度为3.9 N,100 μmol/L和150 μmol/L褪黑素处理组的果实硬度分别为4.1、5.1 N,200 μmol/L褪黑素处理组的果实硬度为4.7 N,150 μmol/L褪黑素处理组的硬度显著高于其他组(P <0.05),说明150 μmol/L褪黑素对减缓冬枣的硬度效果最好。

2.3 褪黑素对冬枣果皮褐变指数的影响

果皮的褐变指数可以代表果实贮藏期间的褐变程度,指数越大代表果实品质越差[29]。冬枣在贮藏期间的果皮褐变指数如图3所示,在贮藏10 d时,100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的褐变指数分别为27.33%、23.33%、27.00%,而对照组的褐变指数为34.22%,显著高于其他组(P <0.05),贮藏60 d时,150 μmol/L褪黑素处理组的褐变指数为58.22%,分别比对照组、100 μmol/L和200 μmol/L褪黑素处理组降低了20.61%、13.96%、11.20%,显著低于其它组(P <0.05)。说明褪黑素可以有效的减缓冬枣贮藏期间的果皮褐变程度,而从整个贮藏期间各个处理组的褐变指数情况来看,150 μmol/L褪黑素处理效果最好。

图3 褪黑素对冬枣果皮褐变指数的影响
Fig.3 Effect of melatonin on peel browning index of winter jujube

2.4 褪黑素对冬枣PPO活性的影响

植物中常见的氧化现象是酶促褐变反应,其主要机制是细胞质中的PPO催化液泡内贮存的多酚类底物发生氧化反应,最终形成棕色物质[30]。如图4所示,在冬枣的贮藏期间内PPO活性呈显著的上升趋势,而褪黑素处理组的PPO活性低于对照组,说明褪黑素可以有效地抑制冬枣贮藏期间PPO活性的升高。在贮藏20 d时,3种浓度的褪黑素处理组之间无显著性差异,而在60 d时,150 μmol/L褪黑素处理组的PPO活性为0.07 U/g,分别比CK组、100 μmol/L和200 μmol/L褪黑素处理组降低了23.71%、19.57%和9.76%(P <0.05)。综上所述,褪黑素可以降低冬枣贮藏期PPO活性的增加,减缓冬枣贮藏期间褐变,延长冬枣的寿命且150 μmol/L褪黑素处理效果最佳。

图4 褪黑素对冬枣PPO活性的影响
Fig.4 Effect of melatonin on PPO activity of winter jujube

2.5 褪黑素对冬枣TSS和TA含量的影响

TSS、TA是评价果实口感的重要指标之一[31]。如图5-a所示为不同浓度的褪黑素处理和CK组对冬枣TSS含量的变化,各组的趋势呈先下降后上升再下降。在贮藏30 d时,各组的TSS含量均达到峰值,此时CK组的TSS含量为19.86%,100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的TSS含量分别为20.83%、20.47% 和20.27%。在整个贮藏期间内褪黑素处理组的TSS含量均高于对照组,其中以150 μmol/L褪黑素处理组效果最优,贮藏结束后,150 μmol/L褪黑素处理组的TSS含量达到18.43%,相比于CK组冬枣的TSS含量增加16.65%,显著高于其他浓度(P <0.05)。

图5 褪黑素对冬枣TSS、TA的影响
Fig.5 Effect of melatonin on total soluble solids and titrable acid of winter jujube

a-TSS;b-TA

由图5-b可以看出,在贮藏前40 d,各组的TA含量迅速下降,在贮藏40 d时,各组的TA含量达到最小值,此时CK组的TA含量为0.25%,100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的TA含量分别为0.28%、0.32%和0.26%。当贮藏结束后,150 μmol/L褪黑素处理组的TA含量比CK组、100 μmol/L和200 μmol/L褪黑素处理组高17.35%、23.18%和1.64%。综上,不同浓度褪黑素可以有效维持果实贮藏期的TSS、TA含量且使用150 μmol/L褪黑素效果最佳。

2.6 褪黑素对冬枣呼吸强度和乙烯产量的影响

如图6-a所示,各个处理组在贮藏期间的呼吸强度呈下降趋势,乙烯产量呈上升趋势。在贮藏结束后,CK组的呼吸强度为5.39 mg CO2/(kg·h),此时150 μmol/L褪黑素处理组的呼吸强度仅为0.58 mg CO2/(kg·h),分别比CK组、100 μmol/L和200 μmol/L褪黑素处理组的呼吸强度降低了89.42%、67.24%、57.14%。同时不同浓度褪黑素处理均能抑制乙烯的产生。如图6-b所示贮藏结束后,CK组的乙烯生成量达到14.13 L/(kg·h),而100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的乙烯生成量分别为12.70、8.93、10.17 L/(kg·h),并具有显著性差异(P <0.05)。本研究发现,在冬枣贮藏期间,褪黑素处理可以有效地减缓冬枣呼吸速率与乙烯的产量,其中150 μmol/L褪黑素处理效果最好。相关研究表明,褪黑素可以有效地抑制桃果实贮藏期间的呼吸强度[32]

图6 褪黑素对冬枣呼吸强度、乙烯生成量的影响
Fig.6 Effect of melatonin on the respiratory intensity and ethylene production of winter jujube

a-呼吸强度;b-乙烯生成量

2.7 褪黑素对冬枣色差的影响

Lab和ΔE 值用于估算枣果皮的颜色变化。 L值表示亮度程度,ab值分别反映红绿轴和蓝黄轴的颜色变化[33]。如图7-a所示,不同处理组冬枣果实的L值均呈逐渐下降趋势,其中CK组的L值下降最快,贮藏60 d的L值达到22.54。与CK组相比,不同浓度的褪黑素处理在贮藏时间内均能抑制L值的下降,在贮藏60 d时,100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的L值分别是CK组的1.41、1.76和1.63倍。150 μmol/L褪黑素处理组显著高于其他3组(P <0.05)。

图7 褪黑素对冬枣色差的影响
Fig.7 Effect of melatonin on the color difference of winter jujube

a-L值;b-a值;c-b值;d-ΔE

如图7-b所示,在整个贮藏期间,所有处理组的a值均呈现逐渐上升趋势,且CK组始终高于不同浓度的褪黑素处理组,其中150 μmol/L褪黑素处理组显著低于CK组(P <0.05)。在贮藏60 d时,CK组的a值为25.11,100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的a值分别为22.95、19.87和22.89。

如图7-c所示,CK组和不同浓度的褪黑素处理组b值均呈下降趋势。在所有处理组中,与对照和其他处理相比,150 μmol/L褪黑素处理组始终表现出显著性更高的b值(P <0.05)。第30天,150 μmol/L褪黑素处理的b值比对照组高了33.80%。此外,在第60天,150 μmol/L褪黑素处理组的b值分别比100 μmol/L和200 μmol/L褪黑素处理组高了22.17%和10.67%。

ΔE 值表示整体颜色的差异。如图7-d所示,所有处理组均呈上升趋势,而不同浓度褪黑素处理组的ΔE 值始终低于CK组。第60天,对照组的ΔE 值为29.6%,比100、150、200 μmol/L褪黑素处理组分别提高了29.74%、57.90%、46.25%。其中,150 μmol/L褪黑素处理组的ΔE 值显著低于其他组(P <0.05)。综上所述,褪黑素处理可以有效维持贮藏期间内冬枣果实的色泽,在贮藏过程中最有效的保留了原始颜色,且150 μmol/L褪黑素处理效果最好。

2.8 褪黑素对冬枣色素含量的影响

叶绿素是植物组织呈现出绿色的关键色素,其含量的变化与果蔬的成熟衰老过程密切相关[34]。如图8-a所示,在贮藏期间,各组的叶绿素含量均呈下降趋势,而不同浓度褪黑素处理组的叶绿素含量始终高于CK组。在第30天,CK组的叶绿素含量为1.71 ×10-2 mg/g,而150 μmol/L褪黑素处理组的叶绿素含量为3.17 ×10-2 mg/g,显著高于其他组(P <0.05)。在贮藏结束后,150 μmol/L褪黑素处理组的叶绿素含量为1.71 × 10-2 mg/g,分别比CK组、100 μmol/L和200 μmol/L褪黑素处理组的叶绿素含量提高了50.00%、20.42%和7.55%,可能是褪黑素作为抗氧化剂发挥作用,防止活性氧(reactive oxygen species,ROS)和脂质自由基等自由基的积累,从而延缓叶绿素的降解[35]

图8 褪黑素对冬枣叶绿素含量、类胡萝卜素含量的影响
Fig.8 Effect of melatonin on chlorophyll content and carotenoid content of winter jujube

a-叶绿素含量;b-类胡萝卜素含量

与叶绿素含量变化趋势相近,如图8-b所示,褪黑素处理组的类胡萝卜素含量始终高于对照组。第20天,150 μmol/L褪黑素处理组的类胡萝卜素含量为1.4 ×10-2 mg/g,显著高于其他组(P <0.05)。在贮藏结束后,100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的类胡萝卜素含量分别为0.49 × 10-2、0.62 × 10-2、0.51 ×10-2 mg/g,分别比对照组提高了36.11%、69.44%、41.67%。综上,不同浓度的褪黑素处理可以有效地抑制果实色素的降解速率,其中150 μmol/L褪黑素处理的效果最好。

2.9 褪黑素对冬枣类黄酮含量的影响

在采后贮藏中,类黄酮具有抗氧化、抗炎等生理功能,其含量直接影响果实的营养价值和抗逆功能[36]如图9所示,冬枣果实在贮藏时间内的类黄酮含量持续下降,相比CK组,褪黑素处理可以缓解冬枣中类黄酮含量下降速率,显著维持类黄酮的含量。贮藏30 d,CK组、100、150、200 μmol/L褪黑素处理组分别比初始状态下降了32.06%、21.94%、11.81% 和20.25%。贮藏结束时,类黄酮的含量降至最低,而150 μmol/L褪黑素处理组的类黄酮含量分别比CK组、100 μmol/L和200 μmol/L褪黑素处理组提高了102.35%、23.26%和15.69%。总之,褪黑素处理能有效延缓类黄酮含量的下降,提高果实的抗氧化能力,延缓褐变速率,其中150 μmol/L褪黑素处理组的效果最佳。

图9 褪黑素对冬枣类黄酮含量的影响
Fig.9 Effect of melatonin on flavonoid content in winter jujube

2.10 褪黑素对冬枣Chlase活性的影响

如图10所示,在0~40 d,CK组冬枣和不同浓度褪黑素处理组的Chlase活性呈缓慢上升趋势,且褪黑素处理组均低于CK组,在贮藏40 d时,CK组Chlase活性达到峰值,此时CK组冬枣的Chlase活性为2.36 U/g,分别是100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的1.29、1.82和1.51倍,显著高于其他组(P <0.05)。在贮藏后期不同浓度褪黑素处理组的Chlase活性高于CK组,贮藏60 d时,150 μmol/L褪黑素处理组的Chlase活性达到峰值,此时150 μmol/L褪黑素处理组的Chlase活性为2.09 u/g,显著的高于其他处理组(P <0.05)。说明褪黑素处理组可以有效的抑制Chlase活性,并且可以延缓Chlase活性峰值到来,其中150 μmol/L褪黑素处理组的效果最好。

图10 褪黑素对冬枣Chlase的影响
Fig.10 Effect of melatonin on chlorophyll enzyme in winter jujube

2.11 褪黑素对冬枣UFGT、PAL活性的影响

图11-a表示的是经过不同浓度褪黑素处理的冬枣的UFGT活性,如图所示,对照组的UFGT活性随贮藏时间的延长而降低,而褪黑素处理组的UFGT活性呈先升高后降低的趋势。第20天,150 μmol/L和200 μmol/L褪黑素处理组的UFGT活性达到峰值,分别比对照组高出2.27倍和1.89倍。第60天,100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的UFGT活性分别比对照组提高了55.60%、163.23%、116.26%。150 μmol/L褪黑素处理组在整个时期均能明显的提升冬枣果皮UFGT活性。

图11 褪黑素对冬枣UFGT、PAL的影响
Fig.11 Effect of melatonin on UFGT and PAL of winter jujube

a-UFGT活性;b-PAL活性

由图11-b可知,对照组的PAL活性随贮藏时间先升高后降低,而不同浓度褪黑素处理组的PAL活性呈先下降再上升再下降趋势,但相比较与对照组,不同浓度的褪黑素处理组在贮藏初期均呈现明显的下降趋势,可能是由于低温贮藏环境与采后处理共同作用降低了冬枣果皮中PAL的活性[37]。贮藏30 d达到最大,其中150 μmol/L褪黑素处理组的PAL活性显著高于其他组(P <0.05),相比与CK组提高了1.60倍。在贮藏60 d,100、150、200 μmol/L褪黑素处理组的PAL活性分别为12.49、20.33、15.33 U/g,显著高于对照组(P <0.05)。相关研究表明,在果实红变过程中,PAL活性的升高确实能够促进果皮花青素的生物合成[38],这一结果说明,褪黑素处理可以有效地缓解PAL活性峰值的到来,从而促进果实花色素的合成,维持果实颜色的稳定,其中150 μmol/L褪黑素处理组的效果最优。综上,褪黑素处理可以有效提高UFGT和PAL活性,从而维持冬枣色素稳定,其中150 μmol/L褪黑素处理结果最好。

3 结论

综上所述,不同浓度褪黑素处理后的冬枣果实品质均得到了改善,其中150 μmol/L褪黑素处理效果最好。150 μmol/L褪黑素处理可以显著降低冬枣贮藏期间的失重率、抑制PPO活性从而减缓冬枣果实的褐变程度,保持果实中TSS、TA含量及果实的硬度,延缓果实软化,抑制贮藏期间冬枣的呼吸强度和乙烯产量。此外,褪黑素处理在贮藏期间,通过调节影响色泽变化相关的酶活性(抑制Chlase活性、促进PAL和UFGT活性),从而抑制叶绿素和类胡萝卜素含量以及类黄酮含量的降低,减缓冬枣果皮褐变速率,维持冬枣的色泽。研究结果为褪黑素在采后冬枣的应用提供理论依据,在延长冬枣货架期,兼顾色泽与品质,为绿色保鲜技术提供了一种可行的方法。但关于贮藏过程中代谢相关基因的转录和翻译水平变化有待进一步研究。

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Effect of melatonin treatment on quality of postharvest winter jujube during storage

LI Gengchen,HEI Hongai,GENG Zifan,WU Jinbin,TANG Heyin,ZHAO Rui,SHI Fei

(College of Food Science and Engineering,Shanxi Agricultural University,Taigu 030801,China)

ABSTRACT In order to explore the effect of melatonin treatment on the preservation of winter jujube after harvest,freshly harvested winter jujube in the semi-red stage was used as the experimental material,and the fruit was stored at 0 ℃[relative humidity was (90±5%)]for 60 days.The fruit was treated separately by 100,150,and 200 μmol/L melatonin,and the optimal melatonin concentration to maintain the quality of winter jujube during storage was screened out through the weight loss rate,hardness,peel browning index,polyphenol oxidase (PPO) activity,and other indexes related to storage quality and color change.The results showed that 150 μmol/L melatonin treatment could significantly reduce the weight loss rate and PPO activity,as well as the increase of hardness,total soluble solids(TSS),and titratable acidity (TA).It effectively inhibited the increase of chlorophyllase (Chlase) activity,enhanced the activity of flavonoid glycosyltransferase (UGFT),and effectively inhibited the decrease of chlorophyll and carotenoid content and flavonoid content,delayed fruit browning,maintained the quality of winter jujube fruit,and prolonged the storage period of fruit.In conclusion,150 μmol/L melatonin treatment could effectively maintain the storage quality of winter jujube and delay the deterioration of color,which provided a theoretical basis for the application of melatonin in postharvest preservation of winter jujube.

Key words melatonin;winter jujube;refrigeration;fruit quality;color change

DOI: 10.13995/j.cnki.11-1802/ts.043559

引用格式: 李庚辰,黑鸿爱,耿子凡,等.褪黑素处理对采后冬枣贮藏期间品质的影响[J].食品与发酵工业,2026,52(6):202-210.LI Gengchen,HEI Hongai,GENG Zifan,et al.Effect of melatonin treatment on quality of postharvest winter jujube during storage[J].Food and Fermentation Industries,2026,52(6):202-210.

第一作者: 硕士研究生(石飞副教授为通信作者,E-mail:2604826491@ qq.com)

基金项目: 山西省基础研究计划项目(202303021211094);山西农业大学科技创新基金(2018YJ01)

收稿日期: 2025-06-12,改回日期: 2025-08-07