基于代谢组的‘冬枣’果实采后特征

2024-01-30 14:31牛润滋张钟宋珺宇沈兵琪吴翠云李新岗
经济林研究 2023年3期
关键词:果实冬枣

牛润滋 张钟 宋珺宇 沈兵琪 吴翠云 李新岗

摘 要:【目的】为‘冬枣果实的采后品质维持及市场销售提供参考。【方法】以初红期大荔‘冬枣果实为试材,室温贮藏9 d,分别于贮藏1、3、5、7、9 d 时取样,通过测定生理指标和代谢组,探究‘冬枣果实采后不同贮藏期的生理代谢特征。【结果】‘冬枣果实采后呼吸速率下降,且无呼吸高峰出现,符合非跃变型呼吸生理特征。室温条件下‘冬枣果实失重率高,贮藏9 d 时失重率达到9%,果皮快速转红且开始出现皱缩现象。抗氧化酶SOD 活性、CAT 活性在贮藏1 ~ 7 d 时保持较高水平,贮藏7 d 后下降。‘冬枣果实采后贮藏过程中,果糖、葡萄糖、琥珀酸、柠檬酸、维生素C 的含量降低,导致果实口感变差,营养成分减少;表儿茶素是含量最丰富的类黄酮类物质,在贮藏过程中其含量显著下降,贮藏1 d 时的含量是贮藏9 d 时的3.23 倍;其他大部分类黄酮在贮藏5 d 时含量最高,贮藏5 d 后含量下降,表明贮藏5 d 后‘冬枣果实抗氧化能力下降。【结论】通过了解‘冬枣采后室温贮藏条件下主要营养成分和果实特征变化,构建‘冬枣果实采后衰老的生理变化规律和代谢网络,明确了‘冬枣果实采后室温下最佳自然货架期为5 ~ 7 d。

关键词:‘冬枣;果实;采后特征;代谢组

中图分类号:S665.1 文献标志码:A 文章编号:1003—8981(2023)03—0001—12

‘冬枣Ziziphus jujuba Mill. cv. ‘Dongzao 原产于我国渤海湾地区的山东、河北和天津一带,栽培历史悠久,其中山东沾化、河北黄骅至今仍有400 a 以上的‘冬枣古树[1-2]。‘冬枣是我国栽培面积最大、品质最好的鲜食枣品种[3]。自20 世纪90 年代以来,山东、河北、陕西和山西等地建成了规模化的‘冬枣产业基地,其中陕西大荔形成了我国最大的‘冬枣设施栽培基地,‘冬枣产业成为当地的支柱性产业[4]。储藏保鲜时间短、自然货架期短等因素降低了‘冬枣的商品性能[5],研究‘冬枣果实的采后代谢特征,对于推进其市场化具有重要意义。

果实成熟衰老是一个复杂且不可逆的过程,采后会发生一系列与糖类、脂类、有机酸和次级代谢物相关的代谢变化,从而影响果实的风味、颜色和质地等特征[6-7]。关于不同种类水果采后衰老变化的研究已有大量报道,如鲍威尔橙采后在常温贮藏条件下蔗糖代谢、糖酵解和糖异生等途径的相关基因显著上调,导致蔗糖、苹果酸、柠檬酸等的含量减少,加速果实衰老和品质下降[8]。Tang 等[9] 经研究发现,番茄采后在常温贮藏条件下脯氨酸、果糖、葡萄糖等会响应衰老胁迫,部分有机酸含量降低,导致果实品质下降。葡萄采后大多数类黄酮含量下降,泛酸含量增加[10];石榴采后贮藏期间除儿茶酸、绿原酸和表儿茶素等外,其他主要酚类物质含量均下降[11]。目前,研究人员围绕枣果实的发育和成熟、激素动态和呼吸规律等生理特征开展了广泛研究,发现枣果实发育过程中维生素C、原花青素、酚类物质的含量均降低[12],果糖、葡萄糖等糖类物质的含量呈现上升趋势[13],大多数核苷酸和氨基酸及其衍生物、三萜类物质增加,类黄酮在发育后期积累水平下降[14-16],醛类化合物是影响枣果实风味的主要挥发性物质[17]。‘冬枣为非跃变型果实,脱落酸在‘冬枣果实成熟启动中扮演着重要的角色[18]。但是有关枣果实采后过程中代谢物变化規律的研究报道较为鲜见。因此,揭示枣果实采后代谢特征,对于鲜食枣的贮藏保鲜和延缓营养损失等具有重要意义。

为了明确‘冬枣果实采后生理和代谢特征,本研究中采用生理生化和代谢组等技术,研究‘冬枣果实采后呼吸、失水、抗氧化酶活性以及果实品质和功能代谢物的变化规律,旨在揭示‘冬枣果实贮藏过程中品质衰老特征,为‘冬枣的成熟采收、运输和销售提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

2021 年9 月,在西北农林科技大学大荔‘冬枣试验站,采集初红期‘冬枣果实作为试材。树龄约为10 年生,冷棚栽培。选取大小、形状基本一致且着色均匀的果实,共采集20 kg,带回实验室备用。在室温(25±1)℃、相对湿度85% ~ 95% 的条件下,将果实贮藏9 d。每隔2 d 取样1 次(即贮藏1、3、5、7、9 d 时取样),均为3 个生物学重复,使用液氮速冻后,转存于-80 ℃超低温冰箱中备用。

1.2 测定和分析方法

1)呼吸速率。参照Zhang 等[19] 的方法,使用光合仪(LI-6400XT,USA)测定呼吸速率。连接圆柱形密闭呼吸室,气流速度为500 μmol/s,记录相对稳定的CO2 浓度差值,用于计算呼吸速率,设5 个生物学重复。

2)失重率。称取并记录各处理组贮藏前后的质量,5 个生物学重复,结果取平均值,计算失重率(R)。R=[(m0-m1)/m0]×100%(m0 是初始质量,m1 是贮藏后质量)。

3)硬度和色泽。每组选取10 个果实,使用质构仪(EZ-SZ500N,日本)沿着果实赤道部位测定硬度,3 次重复,取均值。每组选取10 个果实,使用CR400 色差仪(Konica Minolta,日本)测定果实赤道部位的L*(亮度)、a*(绿- 红)和b*(蓝-黄)值,取平均值代表色泽情况。

4)抗氧化酶活性。称取0.5 g‘冬枣果实,加入0.1 mol/L 磷酸缓冲液5 mL,研磨匀浆,离心后取上清液即为酶粗提液。过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性测定参照Huang 等的方法[20],参照Lyu 等[21] 和Bai 等[22] 的方法并加以改进后测定过氧化物酶(POD)活性。CAT活性以1 nmol H2O2 在波长420 nm 处每分钟吸光值变化0.01 为1 个酶活单位;SOD 的1 个活性单位(U)为波长560 nm 处抑制50%NBT 还原的酶量;使用H2O2 氧化愈创木酚在波长470 nm 处测定POD 活性,以每分钟吸光值变化0.01 为1 个活性单位(U)。所有酶活性以鲜质量计算,均设3 个生物学重复。

5)丙二醛(MDA)含量。丙二醛含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法测定[23]。称取0.5 g‘冬枣果实,用5 mL 10%TCA 研磨匀浆,离心后取2.0 mL 上清液,加入2.0 mL 0.67%TBA,混合后在沸水中煮沸20 min。分别测定波长450、532、600 nm 处吸光值,设3 个生物学重复。

6)代谢物。将‘冬枣果实放置于冻干机中真空冷冻干燥,然后利用研磨仪研磨(30 Hz,1.5 min)至粉末状。称取50 mg 粉末,溶于1.2 mL70% 甲醇中,离心后,取上清液,用微孔滤膜(孔径0.22 μm)过滤,待测。参照Zhang 等[24] 的方法进行UPLC-MS/MS 分析,数据采集仪器系统主要包括超高效液相色谱(Ultra performance liquidchromatography,UPLC) 和串联质谱(Tandemmass spectrometry,MS/MS)。液相条件:色谱柱Agilent SB-C18(1.8 μm,2.1 mm×100 mm);流动相A 相为超纯水(加入0.1% 的甲酸),B 相为乙腈(加入0.1% 的甲酸);洗脱梯度为0 minB 相比例5%,9.00 min 内B 相比例线性增加到95%,并维持在95% 1 min,10.00 ~ 11.10 min B相比例降为5%,并以5% 平衡至14 min;流速0.35mL/min;柱温40 ℃;进样量4 μL。质谱条件:电喷雾离子源温度550 ℃;离子喷雾电压(IS)5 500 V(正离子模式)/-4 500 V(负离子模式);离子源气体Ⅰ(GS Ⅰ)、气体Ⅱ(GS Ⅱ)和气帘气(CUR)分别设置为0.34、0.41、0.17 MPa,碰撞诱导电离参数设置为高。在QQQ 和LIT 模式下,分别用10、100 μmol/L 聚丙二醇溶液进行仪器调谐和质量校准。使用MRM 模式进行QQQ 扫描,并将碰撞气体(氮气)设置为中等。通过进一步的去簇电压和碰撞能优化,完成各MRM 离子对的去簇电压(DP)和碰撞能(CE)。根據每个时期内洗脱的代谢物,在每个时期监测1 组特定的MRM 离子对。

1.3 数据分析

利用R 包对代谢组数据进行主成分分析(PCA)、K-means 聚类分析、KEGG 注释分析和Pearson 相关性分析。所有样本重复3 次,结果以“平均数± 标准差”表示,采用SPSS 单因素方差分析后进行Duncan 检验(α=0.05)。

利用Analyst 1.6.3 软件处理质谱数据,在本地代谢数据库的基础上,对样品的代谢物进行质谱定性和定量分析。通过三重四级杆筛选出每个物质的特征离子,在检测器中获得特征离子的信号强度(CPS),用MultiQuant 软件打开样本下机质谱文件,进行色谱峰的积分和校正工作,每个色谱峰的峰面积代表对应物质的相对含量,最后导出所有色谱峰面积积分数据,保存。

2 结果与分析

2.1 ‘冬枣果实采后形态与生理指标的变化

‘冬枣果实在贮藏9 d 内色泽逐渐转变为全红(图1)。果皮色泽参数变化如图2 所示,L*值和b* 值持续下降,a* 值持续增加。由图2 可见,果实呼吸速率整体呈现下降趋势,贮藏6 d 时出现小幅上升,至贮藏9 d 时最低,符合非跃变型果实呼吸生理特征。由图2 可见,采后‘冬枣果实质量变化明显,果实失重率随着贮藏时间的增加而升高,且差异显著,贮藏5 d 时失重率约达到5%,贮藏9 d 时失重率可达9%,果皮表面可见明显皱缩(图1)。由图2 可见,果肉硬度在贮藏3 d 时增加,在其他时间点无明显变化。

‘冬枣果实常温贮藏9 d 时,与果实衰老氧化相关的酶活性和丙二醛含量如图2 可见。由图2可见:CAT 活性随着贮藏时间的增加逐渐升高,贮藏7 d 时其活性达到峰值700 U;SOD 活性先快速增加再下降,贮藏7 d 时活性达到20.91 U,然后开始迅速降低;POD 活性在贮藏7 d 内持续下降,7 d 后活性迅速增加;贮藏过程中MDA 含量在贮藏3 d 时显著升高,贮藏后期维持稳定的含量。

2.2 ‘冬枣果实采后代谢组的变化

利用课题组前期建立的枣果实广泛靶向代谢组数据库[24],在‘冬枣果实中共鉴别化合物915 种,包含213 种类黄酮(占比23.28%)、140 种酚酸(占比15.30%)、99 种生物碱( 占比10.82%)、91种脂质(占比9.95%)、71 种氨基酸及其衍生物(占比7.76%)、68 种有机酸(占比7.43%)、68 种糖类(占比7.43%)、46 种核苷酸及其衍生物(占比5.03%)、37 种香豆素和木脂素(占比4.04%)、15 种鞣质(占比1.64%)、37 种萜类(占比4.04%)、16 种维生素(占比1.75%)及其他种类。将不同代谢物含量进行主成分分析,结果表明各组样品间差异明显,组内样品一致性良好(图3)。分别比较相邻贮藏时长样品代谢物的含量变化,共鉴别到428 种差异代谢物(VIP 值不小于1,差异倍数不小于1.5 或不大于0.67),约占总代谢物种类的46.8%。

贮藏期‘冬枣的差异代谢物分为13 类,主要是类黄酮(126 种)、酚酸(70 种)、生物碱(47种)、氨基酸及其衍生物(36 种)、脂质(29 种)、有机酸(27 种)、木脂素和香豆素(24 种)、核苷酸及其衍生物(22 种)、糖类(17 种)、鞣质(12 种)、维生素(8 种)、萜类(4 种)、其他(6 种)。如表1 所示:贮藏1 d 与贮藏3 d 相比,有153 种显著差异代谢物,其中76 种上调、77 种下调;贮藏3 d 与贮藏5 d 相比,有114 种代谢物上调、63 种代谢物下调;贮藏5 d 与贮藏7 d 相比,共有159 种差异显著的代谢物,其中73 种上调、86 种下调;贮藏7 d 与贮藏9 d 相比,共有159 种差异代谢物,其中上调97 种、下调62 种。

根据K-means 聚类分析结果,得到代谢物变化趋势,并分为4 个簇,从簇1 到簇4,分别包括110、188、143、88 种代谢物(图4)。在簇1 中,贮藏5 d 时有110 种代谢物含量显著升高,主要是类黄酮;在簇2 中,贮藏1 ~ 9 d 时代谢物持续增加,主要包括酚酸、脂质和有机酸类物质;在簇3中,贮藏1 ~ 9 d 时代谢物减少,其中以黄酮、氨基酸及其衍生物和生物碱类物质为主;在簇4 中,贮藏7 d 时88 种代谢物含量显著降低,主要是生物碱、氨基酸及其衍生物和有机酸类物质。

对差异代谢物的KEGG 注释结果表明:贮藏1 d 与贮藏3 d 时的差异代谢物集中在代谢途径、氨基酸的生物合成、苯丙烷代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、苯丙氨酸代谢等59 条通路上;贮藏3 d与贮藏5 d 时的差异代谢物集中在苯丙烷代谢、黄酮和黄酮醇的生物合成、托品烷/ 哌啶/ 吡啶类生物碱生物合成、异喹啉生物碱的生物合成、维生素B6 代谢等40 条通路上;贮藏5 d 与贮藏7 d 时的差异代谢物集中在次级代谢产物的生物合成、类黄酮的生物合成、色氨酸代谢、核黄素代谢、丙酮酸代谢等38 条代谢通路上;贮藏7 d 与贮藏9 d 时的差异代谢物集中在次级代谢产物的生物合成、氨基酸的生物合成、辅因子的生物合成、苯丙烷代谢、嘌呤代谢、2- 氧代羧酸代谢等69 条代谢通路上。‘冬枣果实采后代谢通路的变化(主要10 条)见表2。这些结果表明,‘冬枣采后贮藏过程中代谢发生了变化,不同的贮藏时长对代谢物产生的影响不同。

2.3 ‘冬枣果实采后风味品质成分的变化

糖和有机酸是决定果实风味的重要代谢物。共检测出68 种糖类代谢物。‘冬枣果实采后贮藏过程中所含主要的糖是果糖、葡萄糖、半乳糖、蔗糖,主要的糖醇是肌醇。采后大部分糖类代谢物含量下降,如果糖、葡萄糖、苏阿糖、半乳糖和甘露糖(图5)。果糖和葡萄糖占总糖的比例接近,二者含量在贮期9 d时分别是贮藏1 d时的1.27、1.17 倍;但是蔗糖含量呈现“上升、下降、上升”的变化趋势。糖醇中肌醇的含量呈现下降趋势,在贮期5 d 时小幅增加;山梨糖醇、麦芽糖醇的含量在贮藏1 ~ 7 d 阶段上升,随后略有下降,贮藏9 d 时含量分别是贮藏1 d 时的1.12、1.56 倍;除蔗糖-6- 磷酸在贮藏过程中含量增加外,大部分的糖磷酸盐含量在贮藏1 ~ 7 d 阶段下降,贮藏7 d后增加,如葡萄糖-6- 磷酸、葡萄糖-1- 磷酸、果糖-6-磷酸等。

‘冬枣果实中的有机酸主要有琥珀酸、奎宁酸、柠檬酸和苹果酸等,大部分有机酸在贮藏5 d时积累水平最低(图6)。苹果酸含量在贮藏1 ~ 7 d随着果实贮藏时间的延长而不断增加,在贮藏7 d后略有下降,是贮藏1 d 时的1.52 倍;柠檬酸和莽草酸含量在贮藏5 d 内均呈现下降趋势,且贮藏5 d 时含量最低;延胡索酸在贮藏结束后的积累水平较贮藏开始高出1.61 倍。琥珀酸的含量在贮藏过程中呈现下降趋势,贮藏5 d 时含量最低,贮藏1 d 时其含量是贮藏9 d 时的1.48 倍;α- 酮戊二酸含量在贮藏1 ~ 7 d 阶段显著下降,贮藏7 d 后出现小幅度的增加;顺式乌头酸含量在贮藏1 ~ 5 d时下降,贮藏7 d 时略有增加,贮藏9 d 时未检测到。上述有机酸均为三羧酸循环的中间产物,在‘冬枣果实采后贮藏过程中呈现不同的变化趋势。

2.4 ‘冬枣果实采后维生素、氨基酸类代谢物的变化

维生素和氨基酸类成分是形成果实营养成分的重要物质。共检测到17 种维生素类成分。维生素C 和异抗坏血酸为‘冬枣中主要的维生素类物质,这2 种物质的含量随着贮藏时间的延长而减少,贮藏1 d 时含量分别是贮藏9 d 时的1.25、1.26 倍,维生素B2 在贮藏9 d 后相对含量也减少(图7),表明采后贮藏过程中会消耗维生素类物质。‘冬枣果实中也含有一定量的维生素B类物质,维生素B1 在贮藏过程中其含量呈现增加的趋势。

共检测到70 种氨基酸及其衍生物,其中包括正亮氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、脯氨酸和谷氨酸等18 种主要的氨基酸。通过进一步分析,可将氨基酸含量的变化趋势分为4 类(图8)。第1 类含量变化呈现先下降、后上升的趋势,在贮藏5 ~ 7 d阶段含量低,主要包括赖氨酸、缬氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、谷氨酸、酪氨酸、正亮氨酸和亮氨酸。

第2 类是贮藏1 ~ 3 d 阶段积累量高,后期随着贮藏时间的增加而下降,包括苯丙氨酸、瓜氨酸、丝氨酸和色氨酸,其中色氨酸在贮藏9 d 时下降最快,贮藏1 d 时的含量是贮藏9 d 时的2.34 倍。第3 类包括酵母氨酸、精氨酸和异亮氨酸,贮藏1 ~ 7 d阶段含量高,贮藏7 d 后含量显著降低。第4 类包括天冬氨酸、脯氨酸和组氨酸,其含量随着贮藏时间的延长而增加,在贮藏9 d 时达到最高,其中脯氨酸此时的含量是贮藏1 d 时的2.03 倍。

2.5 ‘冬枣果实采后多酚类代谢物的变化

多酚类物质是果实中重要的次生类代谢物质,主要包括类黄酮、酚酸类、鞣质等化合物。共鉴定出213 种类黄酮,主要包括92 种黄酮醇、53 种黄酮、3 种花青素、21 种二氢黄酮、10 种二氢黄酮醇、10 种查耳酮、22 种黄烷醇类和2 种其他类黄酮。其中,3 种黄烷醇(表儿茶素、儿茶素、表儿茶素苷)、1 种黄酮醇(6- 羟基山柰酚-7-O- 葡萄糖苷)和1 种黄酮(木犀草素-7-O- 新橘皮糖苷)含量丰富。

大部分类黄酮在贮藏5 d 时积累水平达到最高(图9),部分类黄酮在贮藏结束后积累水平上升,包括高车前素、香叶木素和黄芩素等,还有少量类黄酮在贮藏结束后积累水平下降,主要包括木犀草素-7-O- 葡萄糖苷-5-O- 阿拉伯糖苷、荭草素-7-O- 葡萄糖苷等物质。黄酮醇类化合物含量的变化趋势如图9 所示,整体来看这些物质在贮藏5 d 时的含量高于其他时期,根据其变化可分为2 类。第1 類在贮藏后期的含量高于贮藏前期,第2 类物质含量变化趋势是“下降、上升、下降”。

黄烷醇类物质在整个贮藏期积累水平下降,其中表儿茶素是含量最丰富的类黄酮,贮藏过程中含量显著下降,贮藏1 d 时含量是贮藏9 d 时的3.23倍。3 种花青素在贮藏结束后,含量均降低。结果表明,‘冬枣果实在采后贮藏过程中类黄酮的积累出现了显著变化。

如图10 所示,在不同贮藏时长‘冬枣果实中酚酸类代谢物含量不同,但大部分酚酸类代谢物在贮藏9 d 时积累水平达到最高。其中6-O- 咖啡酰-D- 葡萄糖、6-O- 阿魏酰-D- 葡萄糖、紫丁香苷、肉桂酸、水杨酸、阿魏酸、异阿魏酸的含量显著增加,贮藏9 d 后分别高于贮藏1 d 时6.97、5.43、3.89、2.34、1.47、2.67、3.08 倍。有少部分物质在贮藏结束后含量低于贮藏初期,如异绿原酸B、异绿原酸C、邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酸二丁酯等在贮藏结束后含量显著降低,贮藏开始时其含量分别是贮藏结束时的1.12、1.09、2.81、2.94 倍。

2.6 ‘冬枣果实采后贮藏过程中的代谢网络

‘冬枣果实采后在不同贮藏阶段代谢物的变化不同,由图11 可以看出,这些变化涉及了许多代谢通路。在氨基酸的生物合成途径中,脯氨酸、赖氨酸等显著积累,在碳水化合物代谢中果糖积累水平显著下降。苯丙氨酸被消耗形成肉桂酸,代谢开始向下游途径转化,通过苯丙烷代谢途径产生了紫丁香苷和松柏苷,类黄酮的生物合成过程中柚皮素查尔酮和柚皮素转化为表儿茶素、儿茶素和柚皮苷。因此,‘冬枣采后代谢变化主要集中在氨基酸的生物合成、碳水化合物代谢、苯丙烷代谢和类黄酮的生物合成通路上。

3 结论与讨论

‘冬枣果实采后容易失水,在贮藏后期快速转红且出现皱缩,抗氧化能力下降,导致果实外观品质迅速下降,加速果实衰老。采后贮藏时长对果实的营养品质具有显著影响。‘冬枣果实采后果糖和葡萄糖含量下降,蔗糖含量增加;琥珀酸、柠檬酸和α- 酮戊二酸含量下降。糖和有机酸类物质呈现不同的变化,影响糖酸比,导致果实口感下降。维生素C 含量显著下降,说明‘冬枣果实采后贮藏过程中营养物质大量流失,果实品质降低。表儿茶素是‘冬枣果实采后含量最丰富的类黄酮,在贮藏过程中显著减少,表明随着贮藏时间的增加,果实的抗氧化性能下降。所以,‘冬枣果实常温贮藏适宜的货架期为5 ~ 7 d。

‘冬枣果实采后呼吸速率下降,无明显呼吸高峰,符合非跃变型呼吸生理特征,与前人的研究结果一致[19,25]。‘冬枣果实采后失重率高,贮藏9 d 时果实表面出现明显皱缩,可能是失水引起果皮萎蔫,该结果与Chen 等[26] 和Sang 等[27]的研究结果类似。果实采后产生的自由基可以氧化和破坏细胞膜,加速机体衰老,ROS 活性氧清除系统可以抵抗自由基对植物体的伤害[28]。本研究中‘冬枣果实SOD 活性、CAT 活性在贮藏7 d 内保持较高水平,说明在贮藏早期‘冬枣果实中O2- 和H2O2 被有效清除,但贮藏7 d 后抗氧化能力下降。MDA 含量可反映细胞衰老程度[29],‘冬枣果实采后MDA 含量增加,说明贮藏过程中细胞膜被破坏。‘冬枣果实采后失水严重,贮藏后期快速转红,抗氧化能力下降,且MDA 含量增加,表明‘冬枣果实在贮藏5 ~ 7 d 后抵抗外界非生物胁迫的能力下降。

糖和有机酸不仅参与果实的呼吸作用,还决定果实的风味和口感[30-35]。‘冬枣果实含有丰富的果糖、葡萄糖、半乳糖和蔗糖,这与Li 等[36]的研究结果类似。‘冬枣果实采后果糖和葡萄糖含量下降,且二者占总糖含量的比例接近,表明‘冬枣采后为维持新陈代谢,糖类物质被消耗,该变化与果实的呼吸作用有关,Kelebek 等[37]和Zhu 等[38] 在对柚子和甜橙的研究中发现了类似的结果。糖醇类物质可以缓解非生物胁迫对果实造成的伤害[39],本研究中肌醇、山梨糖醇和半乳糖醇等在贮藏1 ~ 7 d 时增加,表明‘冬枣采后通过合成糖醇类物质延缓衰老。琥珀酸、奎宁酸、柠檬酸和苹果酸是‘冬枣果实中主要的有机酸,该结果与Hernández 等[40] 的研究结果类似。柠檬酸、异柠檬酸、α- 酮戊二酸和琥珀酸的含量在贮藏结束后均下降,可能是其生物合成受到限制或降解速度加快造成的。Tang 等[8] 也发现橙子采后柠檬酸、α- 酮戊二酸等含量下降。维生素C 含量是用来评价果实营养价值和新鲜度的重要指标,本研究结果表明‘冬枣果实的维生素C 含量在贮藏过程中逐渐下降,这与Zhang 等[41] 的研究结果一致,说明贮藏过程中维生素C 被消耗,果实营养品质下降。枣果是人体必需氨基酸的良好来源,部分氨基酸会参与果实成熟过程中的代谢途径[42]。

‘冬枣果实含有丰富的正亮氨酸和亮氨酸,在贮藏过程中其含量下降。脯氨酸作为渗透调节物质,有助于抵御生物胁迫,‘冬枣果实采后贮藏过程中脯氨酸不断积累,可能是发挥了重要的膜保护和ROS 清除功能[43]。将主要有机酸和主要糖含量的下降速度进行对比后发现,有机酸含量的下降速度快,导致果实口感变差;维生素C 和氨基酸的含量下降,使得果实的营养品质和功能性降低。

多酚是果实中主要的次生代谢物,对水果颜色、感官和营养特性的形成有重要的作用[44],多酚类物质还具有抗氧化和抗衰老等作用[45]。类黄酮是在‘冬枣果实中检测到的含量最丰富的一类化合物,该类物质主要在采后贮藏5 d 时积累,提高了果实的抗氧化能力,贮藏后期果实的抗氧化能力下降。此外,‘冬枣果实采后肉桂酸含量增加,苯丙氨酸含量降低,可能是苯丙氨酸解氨酶催化苯丙氨酸生成肉桂酸,开启了苯丙氨酸途径。

本研究中通过比较‘冬枣果实采后室温贮藏过程生理基础和代谢物的变化,探究了‘冬枣果实采后衰老的特征,但关于‘冬枣果实采后衰老的分子调控机制尚不明确。虽然近年来化学保鲜技术和复合保鲜技术得到广泛应用,但是这些方法无法保证绝对的食品安全。因此,未来应深入研究‘冬枣果实采后衰老的分子调控机制,继续探索更加绿色、健康、經济和可持续的复合保鲜技术,延长‘冬枣的贮藏时间,带动‘冬枣产业的高质量发展。

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[ 本文编校:闻 丽]

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