中短波紫外線調(diào)節(jié)采后番茄品質(zhì)及相關(guān)次生代謝的效應(yīng)與機(jī)理.pdf

1、中短波紫外線照射處理采后果蔬是一種無(wú)化學(xué)污染的物理保鮮方法，符合當(dāng)前消費(fèi)者追求安全營(yíng)養(yǎng)食品的趨勢(shì)。尤其值得關(guān)注的是，紫外線照射采后果蔬有助于提高品質(zhì)和酚類等抗氧化物質(zhì)，在果蔬品質(zhì)調(diào)節(jié)方面具有重要意義。番茄是世界上生產(chǎn)和消費(fèi)范圍最廣的果蔬之一，并且被認(rèn)為是膳食抗氧化劑的重要來(lái)源。因此，本論文主要研究了中波紫外線(UV-B)和短波紫外線(UV-C)照射處理對(duì)采后番茄品質(zhì)的調(diào)節(jié)效應(yīng)及其相應(yīng)的次生代謝生理、生化和分子機(jī)制。
　　 采后4

2、和8 kJ/m2 UV-C照射處理能有效保持番茄果實(shí)硬度，推遲轉(zhuǎn)色，促進(jìn)總酚、類黃酮的次生代謝合成，提高番茄紅素含量以及番茄的抗氧化能力。2和16 kJ/m2 Uv-C照射處理也能提高果實(shí)的抗氧化能力，但效果不顯著。4 kJ/m2UV-C照射處理使抗氧化酶(CAT，SOD，PX，GR)活性維持在較高水平。同時(shí)，采用高效液相色譜法(HPLC)對(duì)番茄果實(shí)中7種酚類單體(沒食子酸、(+)-兒茶素、綠原酸、咖啡酸、丁香酸、對(duì)香豆酸和槲皮素)的研

3、究發(fā)現(xiàn)，沒食子酸是番茄果實(shí)中主要的酚類物質(zhì)并和抗氧化能力顯著相關(guān)。在貯藏35d后，4和8kJ/m2 UV-C照射處理顯著提高了沒食子酸、綠原酸、丁香酸、對(duì)香豆酸和槲皮素等酚類單體的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在保持番茄果實(shí)品質(zhì)、提高酚類物質(zhì)含量及抗氧化能力、延遲成熟衰老等方面，UV-C的最佳照射劑量是4或8 kJ/m2。
　　 采后20和40 kJ/m2 UV-B照射處理能有效保持番茄果實(shí)硬度和推遲轉(zhuǎn)色，并能促進(jìn)總酚和類黃酮的積累，提高

4、其抗氧化能力。但是，UV-B照射處理對(duì)抗壞血酸含量有負(fù)作用。低劑量(10 kJ/m2)UV-B照射處理也能在一定程度上改善番茄果實(shí)品質(zhì)和提高抗氧化能力。最高劑量80 kJ/m2 UV-B照射處理雖能提高番茄紅素含量，但對(duì)番茄果實(shí)硬度、顏色和抗氧化能力有負(fù)作用。因此，在保持番茄果實(shí)品質(zhì)和提高其抗氧化能力方面，UV-B的最佳照射劑量是20或40 kJ/m2。這些結(jié)果表明，UV-B照射處理作為一種非化學(xué)手段在保持采后番茄品質(zhì)和提高抗氧化能力方

5、面具有潛在應(yīng)用前景。
　　 采后4 kJ/m2 UV-C或20 kJ/m2 UV-B照射預(yù)處理能有效降低冷藏番茄果實(shí)的冷害指數(shù)和推遲乙烯峰的出現(xiàn)。另外，UV-C或UV-B照射處理能保持冷藏番茄在20℃貨架期的品質(zhì)，比如降低失重率，保持果實(shí)硬度，有較高的可溶性固形物含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和可溶性糖含量。在20℃貯藏第10d時(shí)，UV-C照射處理能顯著推遲果實(shí)轉(zhuǎn)色和降低番茄紅素的積累。另一方面，UV-C或UV-B照射處理能降低冷藏果實(shí)

6、的總酚含量和抗氧化能力，可能是UV照射處理能減輕冷藏引起的生理?yè)p害，從而表現(xiàn)出較低的逆境脅迫反應(yīng)。
　　 應(yīng)用Affymetrix基因芯片對(duì)4 kJ/m2 UV-C照射后24h和7d番茄果實(shí)總基因表達(dá)譜的變化情況進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，4 kJ/m2 UV-C照射采后番茄果實(shí)后24h，差異表達(dá)變化倍數(shù)值在大于2和小于-2范圍內(nèi)的基因共677個(gè)，其中上調(diào)基因274個(gè)，下調(diào)基因403個(gè)。UV-C照射可誘導(dǎo)部分信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因和抗性基因的表

7、達(dá)，并抑制主要細(xì)胞壁降解、部分脂質(zhì)代謝和光合作用相關(guān)基因的表達(dá)。4kJ/m2UV-C照射采后番茄果實(shí)后7d，差異表達(dá)變化倍數(shù)值在大于2和小于-2范圍內(nèi)的基因共481個(gè)，其中上調(diào)基因331個(gè)，下調(diào)基因150個(gè)。UV-C照射可誘導(dǎo)部分細(xì)胞壁相關(guān)基因、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)基因、脅迫相關(guān)基因和抗性基因等的表達(dá)，并抑制部分乙烯相關(guān)基因和基礎(chǔ)代謝基因等的表達(dá)。這些結(jié)果為探索采后UV-C照射誘導(dǎo)番茄抗性反應(yīng)，抑制乙烯合成，推遲果實(shí)軟化，從而推遲成熟，延長(zhǎng)番茄采后

8、壽命的分子機(jī)制建立了基礎(chǔ)。
　　 綠熟番茄果實(shí)在14℃、相對(duì)濕度約95％的黑暗條件下貯藏21d后，電鏡觀察結(jié)果顯示未處理果實(shí)的細(xì)胞壁發(fā)生降解，萎縮，質(zhì)壁分離嚴(yán)重。胞間層消失，胞壁纖維松散，葉綠體膨脹變形，數(shù)量減少。4 kJ/m2UV-C照射處理能減緩番茄果皮細(xì)胞細(xì)胞壁的降解速率，細(xì)胞壁及胞間層結(jié)構(gòu)排列致密，顏色深，電子密度大，葉綠體等細(xì)胞器衰老延緩。另外，實(shí)時(shí)熒光定量PCR分析結(jié)果顯示4 kJ/m2UV-C照射處理能下調(diào)多聚半乳