jinnian金年会官方网站入口《食品科学》:新疆农业大学朱璇教授等:外源葡萄糖通

2024-03-23 09:15:42 来源:jinnianhui金年会官网 作者:jinnian金年会官网

  新疆‘赛买提’杏(Prunus armeniaca L. cv.Saimaiti)风味独特、果香浓郁、营养价值丰富,深受当地消费者喜爱,具有较高的商业价值。低温贮藏是延缓果实采后衰老、品质劣变和腐烂的常用策略之一。但杏是冷敏性水果,在低温贮藏期间易发生冷害,致使果实生理代谢紊乱,这是影响果实长期贮藏的主要限制因素。

  研究发现,葡萄糖、果糖和蔗糖等可溶性糖可通过作为渗透压调节剂、低温保护剂、活性氧清除剂及信号分子等多重作用来缓解果实的低温胁迫。葡萄糖不仅是植物体内主要的能量供应物质,同时也可作为结构物质为合成酚类及黄酮类等物质提供碳骨架。此外,研究表明,外源葡萄糖的施用可使园艺作物提质增产、缓解植物逆境胁迫、调控植物成熟衰老。

  新疆农业大学食品科学与药学学院的张昱,卢玉佳,朱璇*等人以新疆‘赛买提’杏为材料,研究不同浓度葡萄糖处理对杏果实采后冷害与糖代谢的影响,旨在为杏果实冷害的控制提供参考。

  如图1A所示,在贮藏期间,杏果实的冷害发病率不断上升。在贮藏14 d时,对照组的杏果实已发生冷害,而葡萄糖处理组在21 d时才开始发生冷害。此时(21 d)对照组杏果实冷害发病率分别是100、200 mmol/L和400 mmol/L葡萄糖处理组的1.23、2.09、1.23 倍。在贮藏第49天时,100、200 mmol/L和400 mmol/L葡萄糖处理组杏果实冷害发病率分别比对照组低15.87%、34.92%和19.04%(P<0.05)。结果表明,不同浓度的葡萄糖处理均可显著抑制杏果实冷害发病率的上升。

  如图1B所示,在贮藏过程中,杏果实的冷害指数呈上升趋势,200 mmol/L葡萄糖处理组冷害指数在贮藏过程中显著低于对照组。在贮藏结束时,对照组冷害指数分别是100、200 mmol/L和400 mmol/L葡萄糖处理组的1.31、1.81、1.36 倍(P<0.05)。说明外源葡萄糖处理可显著抑制杏果实冷害指数的上升。

  与对照组相比,外源葡萄糖处理对杏果实采后冷害发病率和冷害指数都有一定的抑制作用,其中以200 mmol/L葡萄糖处理效果最显著。

  L*值表示果实的亮度,如图2A所示,在贮藏期内,各组杏果实的L*值均不断下降。在贮藏期14~49 d时,200 mmol/L葡萄糖处理组杏果实的L*值显著高于对照组(P<0.05)。a*值表示果实的红绿程度,a*值越大则果皮越红,反之越绿。如图2B所示,在贮藏过程中,杏果实的a*值呈现逐渐上升的趋势,对照组a*值上升速率快于葡萄糖处理组。在贮藏结束时,200 mmol/L葡萄糖处理组的杏果实a*值分别比对照组、100 mmol/L葡萄糖处理组和400 mmol/L葡萄糖处理组低23.07%、11.53%、21.32%(P<0.05)。如图2C所示,在整个贮藏过程中,杏果实的b*值呈先上升后保持稳定的趋势,且各葡萄糖处理组b*值低于对照组,在第49天时,200 mmol/L葡萄糖处理组b*值比对照组低5.70%(P<0.05)。说明,外源葡萄糖处理可有效维持杏果实贮藏期间的色泽,其中200 mmol/L葡萄糖处理效果最显著。

  如图3A所示,在贮藏期间,杏果实硬度不断降低,外源葡萄糖处理组杏果实的硬度高于对照组。在贮藏第49天时,200 mmol/L葡萄糖处理组的硬度比对照组高23.74%(P<0.05)。说明适宜浓度的外源葡萄糖处理可有效维持杏果实硬度。

  如图3B、C所示,贮藏期间,杏果实TA质量分数与ASA含量呈下降趋势。在贮藏初期,对照组TA质量分数下降迅速,在第14天时100、200 mmol/L和400 mmol/L葡萄糖处理组TA质量分数分别是对照组的1.11、1.12、1.08 倍(P<0.05);在贮藏第35天时,100、200 mmol/L葡萄糖处理组杏果实AsA含量分别比对照组高14.75%、25.98%(P<0.05)。说明适宜浓度的外源葡萄糖处理可有效维持贮藏期间杏果实TA质量分数与ASA含量。

  如图3D所示,在贮藏前期SSC不断上升,对照组杏果实SSC在14 d时达到峰值,而各葡萄糖处理组杏果实SSC在21 d时达到顶峰,此时(21 d),100、200 mmol/L和400 mmol/L葡萄糖处理组杏果实SSC比对照组分别高10.61%、8.84%、7.07%(P<0.05)。在42 d时,100、200 mmol/L和400 mmol/L葡萄糖处理组杏果实SSC分别是对照组的1.06、1.13、1.07 倍(P<0.05)。说明适宜浓度的外源葡萄糖处理可有效保持杏果实的SSC。

  综上所述,外源葡萄糖处理可维持杏果实的贮藏品质,但以200 mmol/L葡萄糖处理效果最佳,故将200 mmol/L葡萄糖处理作为最佳浓度用于后续的实验分析。

  如图4A、B所示,在贮藏过程中,杏果实的MDA含量与细胞膜渗透率呈上升趋势。但200 mmol/L葡萄糖处理组杏果实MDA含量与细胞膜电解质渗透率上升速率低于同期对照组。在贮藏第49天时,对照组MDA含量比200 mmol/L葡萄糖处理组高0.27 倍(P<0.05),细胞膜渗透率比200 mmol/L葡萄糖处理组高0.18 倍(P<0.05)。结果表明外源葡萄糖处理可显著抑制杏果实贮藏期MDA的积累与细胞膜电解质渗透率的上升。

  如图5A所示,在贮藏第0~14天,对照组蔗糖含量迅速下降,而葡萄糖处理组则呈上升趋势。在贮藏的21~35 d,各组蔗糖含量均呈下降趋势。在贮藏第28~42天,对照组蔗糖含量显著高于葡萄糖处理组,在第28天时,对照组蔗糖含量比葡萄糖处理组高0.12 倍(P<0.05)。如图5B所示,葡萄糖处理组在贮藏期间(14~49 d)果糖含量逐渐上升,从第21天起两组间开始出现显著性差异。在贮藏第49天时,葡萄糖处理组果糖含量比对照组高6.55%(P<0.05)。如图5C所示,贮藏初始时外源葡萄糖处理组葡萄糖含量呈快速,在贮藏第7天时,外源葡萄糖处理组葡萄糖含量比对照组高8.70%(P<0.05),且整个贮藏过程中外源葡萄糖处理组的葡萄糖含量均显著高于对照组。

  如图6A、B所示,在整个贮藏期间杏果实AI与NI活力先上升后下降,并在21 d时达到峰值,此时对照组AI活力比外源葡萄糖处理组低26.94%(P<0.05);外源葡萄糖处理组的NI活力比对照组高21.49%(P<0.05)。在贮藏后期,对照组AI与NI活力下降迅速,在49 d时,外源葡萄糖处理组杏果实AI活力是对照组的1.83 倍(P<0.05);对照组NI活力在42 d时比外源葡萄糖处理组低22.22%(P<0.05)。

  如图6C所示,杏果实SS活力呈先上升后下降趋势,在14 d时,外源葡萄糖处理组SS活力是对照组的1.36 倍(P<0.05),在第42天时,外源葡萄糖处理组杏果实SS活力比对照组高23.91%(P<0.05)。

  如图6D所示,贮藏期间,对照组杏果实SPS活力呈逐渐下降趋势,而外源葡萄糖处理组在贮藏前期(0~14 d)SPS活力略有增加,之后呈下降趋势。在14 d时,外源葡萄糖处理组SPS活力是对照组的1.21 倍(P<0.05)。在第49天时,外源葡萄糖处理组杏果实SPS活力比对照组高1.71 倍(P<0.05)。

  葡萄糖是植物细胞中主要的代谢前体及生物质来源,同时还可作为信号分子参与调控植物生长发育进程。有研究表明,外源葡萄糖处理可有效提高青花菜货架期间的抗氧化相关酶的活性,从而降低其衰老与黄化的速度。Wu Jiang等研究发现,葡萄糖可作为渗透调节剂,通过保持细胞质膜完整性来保护西瓜幼苗免受低温胁迫。本实验研究发现,200 mmol/L葡萄糖处理可通过调控蔗糖代谢相关酶活性,提高贮藏期间葡萄糖与果糖的含量,抑制MDA的积累与细胞膜电解质渗透率的上升,从而有效降低果实冷害发病率与冷害指数的升高,保持杏果实的贮藏品质。

  细胞膜损伤是植物遭受低温胁迫的原初反应结果,在低温环境下,细胞膜由液晶状转变为凝胶状,结构受损,致使胞内电解质外渗。此外,在低温胁迫下活性氧过度积累引起的膜过氧化损伤也是加剧冷害的重要原因之一。由此说明,果实抗冷性的强弱与细胞膜完整性密切相关。同时研究发现,蔗糖代谢在果实抵御低温胁迫中发挥了重要作用。SPS、SS、AI、NI是果实蔗糖代谢的关键酶,SS在蔗糖的转化过程中具有双重作用,可同时参与蔗糖的合成与分解;AI与NI可催化蔗糖分解为葡萄糖与果糖;而SPS则可催化果糖、葡萄糖转化为蔗糖。Zhu Yi等研究发。


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