磁场对草莓果实冷藏品质和生理代谢的影响

草莓是一种深受消费者喜爱的水果,其色泽鲜艳、芳香柔软,汁水丰富,甜酸适口,具有丰富的维生素、多酚、矿物质等营养物质。草莓采后呼吸代谢旺盛,又因其果皮软薄,容易发生失水皱缩、营养风whole-cell biocatalysis味损耗和受微生物侵害引发的腐烂变质等不利变化。磁场作为一种新兴的物理场辅助保鲜技术,由于其具有非接触、无污染、作用温和、生物相容性好的特点在提高果蔬的贮藏品质方面受到越来越多的关注。本研究采用不同强度的磁场(0 m T、2 m T、4 m T、6 m T和8 m T)作用于草莓果实4℃贮藏过程,探究磁场对草莓表观品质影响,以及营养成分和风味物质的变化,进一步从呼吸和活性氧两大生理代谢角度阐述磁场延缓果实衰老、提升草莓贮藏品质的机制。主要研究结果如下:(1)以草莓在4℃下贮藏过程中表观、表面色泽、腐败率、微生物、硬度、细胞形态、综合感官评分为指标,考察了磁场对其表观品质的影响。贮藏15天后,对照组草莓(0 m T)的亮度(L*)下降了53.01%,2 m T、4 m T、6 m T和8 m T磁场处理的草莓L*下降程度较小,分别为45.40%,33.15%、36.84%和32.47%;对照组草莓腐败率为85.83%,而磁场处理显著减少了草莓表面腐败率,且减少作用依赖于磁场强度,分别为70.83%(2 m T)、60.83%(4 m T)、57.78%(6 m T)和51.94%(8 m T),菌落总数、霉菌和酵母菌数量较对照组也显著降低。磁场下草莓的硬度和细胞完整性也得到较好保维持,通过综合感官评价,4 m T、6 m T和8 m T磁场下冷藏草莓的感官评分显著高于其他组(0 m T和2 m T),但三组之间差异不大。(2)以草莓在4℃下贮藏过程中失重率、水分分布、总可溶性固形物、可滴定酸和p H、糖酸比、抗坏血酸、挥发性化合物为指标,考察了磁场对其营养成分和风味物质的影响。贮藏15天后,2 m T、4 m T、6 m T和8 m T均显著减缓了草莓果实贮藏期间的失重,但是4 m T、6 m T和8 m T三组草莓失重率差异不显著。低场核磁结果分析表明磁场抑制了贮藏期间细胞壁水和细胞质水向自由水的转化,表现为2 m T、4 m T、6 m T和8 m T贮藏15天的草莓自由水T_(24)弛豫时间较对照组(1383.46 ms)分Erastin采购别减少了48.03ms、137.57 ms、137.57 ms和260.11 ms。核磁成像观察到草莓在冷藏过程中水分由中心向外部的迁移,但是磁场作用限制了该水分的迁移。贮藏15天后,对照组草莓总可溶性固形物含量由11.53%下降到8.77%,而2 m T、4 m SAHA试剂T、6 m T和8 m T磁场组保持在9.43%、9.70%、9.73%和10.03%;对照组可滴定酸含量由1.25%降低到0.69%,p H值由3.49增大为3.88,而磁场处理组草莓在贮藏末期可滴定酸含量和p H值仍维持在0.77%~0.82%和3.57~3.61,其中磁场组抗坏血酸含量分别较对照组高出6.90%(2 m T)、12.90%(4 m T)、10.00%(6 m T)和10.00%(8 m T)。4 m T磁场贮藏15天显著延缓草莓中有益酯类化合物如丁酸甲酯、己酸甲酯、己酸乙酯的浓度的降低,抑制不益香气挥发物呋喃醇和苯乙烯含量的积累,磁场处理延缓贮藏期间草莓风味物质的损失,且效果随着贮藏时间的延长而愈加明显,但与磁场强度不一定线性相关。(3)以呼吸速率、能量物质、呼吸代谢底物、能量代谢酶、靶向能量代谢物、活性氧、DPPH清除率、内源性抗氧化物、丙二醛(MDA)和细胞膜相对渗透率为指标,探究了磁场对草莓贮藏品质的作用机制。结果发现4 m T磁场组草莓在整个贮藏期间始终显示出比对照组草莓更低的呼吸速率。贮藏15天后,对照草莓中的能量物质ATP含量由最初的41.97 mg/g降低到19.15 mg/g,ADP含量由5.35mg/g增加到9.36 mg/g,能荷水平由0.93下降到0.79,4 m T磁场组显著维持较高的ATP含量、较低的ADP含量和较高的能荷水平,贮藏末期,三者分别为26.24 mg/g、8.26 mg/g和0.83;常规冷藏15天,相关能量代谢酶H~+-ATPase酶活由9.56 U/g下降到3.82 U/g,Ca~(2+)-ATPase酶活由10.54 U/g下降到1.79 U/g,而磁场显著延缓两酶活性的下降,保持在6.36 U/g和3.41U/g,磁场草莓中的琥珀酸脱氢酶和细胞色素氧化酶活也较对照组高出39.41%和21.72%。磁场处理降低了葡萄糖和柠檬酸的消耗,在贮藏末期两者含量较对照组高出40.64%和32.71%。同时,磁场抑制草莓活性氧包括过氧化氢和超氧阴离子含量的积累,使草莓保持了较高的DPPH清除率和花青素、类黄酮、多酚等内源性抗氧化物的含量,有效缓解了脂质过氧化物MDA的生成和细胞膜相对渗透率的改变。