樱桃番茄(Lycopersicon esculentum var. Cerasiforme)属于茄科番茄属,含有糖类、维生素、有机酸和矿物质等营养物质。此外,樱桃番茄还含有酚类化合物、番茄红素、谷胱甘肽和β-胡萝卜素等多种抗氧化物质[1]。樱桃番茄属于呼吸跃变型果实,采后易出现软化、营养物质流失、风味变化等衰老特征,极大地限制了樱桃番茄的食用价值和商业价值。

静电场是一种非热、低成本的物理保鲜技术,根据输出电压可分为高压静电场(U>2.5 kV)和低压静电场(low-voltage electrostatic field,LVEF)(U≤2.5 kV)[2]。LVEF作为一种新兴的高效保鲜技术,具有更安全、节能,无污染等优点,有广泛的应用市场。LVEF可以使细菌无法适应静电场环境以抑制细菌的生长和代谢[3],同时降低了果蔬的呼吸作用和氧化作用来达到保鲜的目的[4]。目前,LVEF在国内外主要用于水产品和肉制品的保鲜和解冻,近几年逐渐在果蔬保鲜中应用。有研究表明,LVEF处理对延缓柑橘[5]、白玉菇[6]和桃子[4]等品质劣变有较好的效果,能有效延长果蔬的贮藏期。

细胞内线粒体有氧呼吸是影响果蔬采后变质的重要因素,线粒体的主要生理功能有产生ATP、调节氧化还原反应和钙通量[7]。线粒体呼吸作用过程中的电子传递链是活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生的主要过程[8],植物体内低浓度的ROS具有信号转导的作用[9],但ROS大量积累会对细胞膜系统造成损伤,进而破坏细胞结构,加速果实的衰老过程,甚至导致死亡[10]。植物自身具有完善的ROS代谢的清除系统,包括抗氧化酶类和抗氧化剂类两大清除系统,进而维持着细胞内ROS水平和氧化还原状态[11]。Li等[12]研究表明,谷胱甘肽处理秋葵可通过维持其体内氧化还原稳态来延长贮藏期。因此,维持果蔬体内氧化还原平衡至关重要。

目前有研究表明,LVEF处理对维持果蔬品质有一定效果,但其对线粒体氧化还原调控机理还不明确。因此,本研究以樱桃番茄为原料,分析不同强度LVEF处理对樱桃番茄表观特征、活性物质含量和线粒体代谢中信号物质的变化,进一步明确LVEF处理对樱桃番茄采后延缓衰老的调控机制,以期为LVEF技术在果蔬保鲜中的应用提供一定的理论基础和技术支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

樱桃番茄,宁夏回族自治区银川市北梁生态草莓采摘园。选取大小均一,成熟度一致,无病虫害和机械损伤的樱桃番茄。

过氧化氢、辅酶Ⅰ NAD(H)和过氧化氢酶活性检测试剂盒,北京索莱宝科技有限公司;精准控温电场保鲜库(3 m×4 m×2.5 m),自研装配;Denba+低压静电场装置,日本Agua商事株式会社;一氧化氮测定试剂盒,南京建成生物工程研究所;聚乙烯吡咯烷酮(PVP-40)、L-半胱氨酸、牛血清蛋白,北京博奥拓达科技有限公司;愈创木酚、L-甲硫氨酸、对氨基苯磺酸、三(羟甲基)甲基甘氨酸、3-(N-吗啡啉)丙磺酸,上海麦克林生化科技有限公司;蔗糖、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸二钠、甘露醇、盐酸羟胺,天津市大茂化学试剂厂。所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

TG-80型离心机,湘仪离心机有限公司;BioTek Epoch 2型酶标仪,美国Aglient公司;PAL-1型便携式数显水果糖度计,Atago(爱拓)中国分公司;41050 STEPS型手持式果实硬度计,北京博普特科技有限公司;177C FLUKE型电场强度测定仪,北京东方中科集成科技股份有限公司;EGM-5型便携式CO2气体监测仪,北京英驰科技有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 样品处理

樱桃番茄放入冷库(4 ℃)预冷3 h,随机分成3组,每组3 000 g,用聚乙烯(PE)保鲜袋包装,其中2组采用200、300 mV低压静电场处理,记为LVEF 200组和LVEF 300组;另外1组不做任何处理,作为对照(CK)组。3组样品均置于4 ℃的环境中,每隔6 d取样,每组取600 g的樱桃番茄,立即进行相关品质指标的检测;其余果实于液氮中速冻,置于-80 ℃的冰箱保存,用于线粒体氧化还原指标分析。

1.3.2 樱桃番茄品质指标测定

1.3.2.1 呼吸速率的测定

使用CO2气体监测仪测定樱桃番茄呼吸速率。

1.3.2.2 硬度的测定

利用硬度计测定樱桃番茄硬度。每组随机取9个樱桃番茄,在樱桃番茄中心等距离的3个点测定硬度。

1.3.2.3 失重率的测定

根据称重法测定失重率。

1.3.2.4 可溶性固形物的测定

可溶性固形物(TSS)采用糖度计测定。每个实验组随机选取9个番茄打浆后用8层纱布过滤,取上清液测定。

1.3.2.5 可滴定酸含量的测定

可滴定酸(TA)含量采用酸碱滴定法[13]测定。

1.3.3 樱桃番茄活性氧代谢指标测定

1.3.3.1 超氧阴离子自由基生成速率与过氧化氢含量的测定

超氧阴离子自由基生成速率的测定。采用曹建康[13]的方法并稍加修改。称取5 g樱桃番茄果实样品,加入5 mL提取液(含1 mmol/L EDTA,0.3 g/mL TritonX-100和0.02 g/mL PVP,pH值为7.8)后,在冰浴条件下匀浆,经4 ℃、10 000 r/min离心10 min分离。取1 mL上清液,依次加入1 mL 50 mmol/L的磷酸缓冲液(pH=7.8)和1 mL 1 mmol/L盐酸羟胺溶液混合均匀于25 ℃培养60 min,再依次加入1 mL 17 mmol/L的对氨基苯磺酸[V(冰醋酸)∶V(水)=3∶1]和7 mmol/ L的α-萘胺[V(冰醋酸)∶V(水)=3∶1],于25 ℃下继续反应20 min,然后立即于530 nm处测定混合溶液的吸光度,同时用Na2NO2绘制标准曲线。

过氧化氢(H2O2)含量测定。采用过氧化氢试剂盒测定。

1.3.3.2 抗氧化酶活力的测定

采用曹建康[13]的方法测定超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)活力。称取5 g樱桃番茄果实样品,加入5 mL提取液(含5 mmol/L DTT和0.05 g/mL PVP,pH=7.8),经4 ℃、10 000 r/min离心10 min分离。将50 μL上清液与2.5 mL 50 mmol/L PBS(pH=7.8)、0.15 mL 750 μmol/L硝基蓝四唑(NBT)、0.15 mL 130 mmol/L蛋氨酸、0.5 mL 100 μmol/L EDTA-Na2和0.15 mL 20 μmol/L核黄素混合。将2支对照管(蒸馏水),一支不照光,另一支和样品管暴露在白光(4 000 lx)下60 min。 1个酶活力单位定义为使NBT在560 nm处的光化学还原受到50%抑制时酶的质量(U/g)。

采用曹建康[13]的方法测定过氧化物酶(peroxidase, POD)活力。称取5 g樱桃番茄果实样品,加5 mL提取液(含1 g/mL TritonX-100和0.04 g/mL PVP, pH=7.8)在冰槽中匀浆,经4 ℃、10 000 r/min离心10 min分离。将40 μL上清液加入1.5 mL的25 mmol/L愈创木酚中,通过加入0.2 mL 0.5 mol/L的H2O2启动反应。反应15 s开始记录反应体系在470 nm处的吸光度,作为初始值,之后每隔1 min测量1次,共测5个点。

过氧化氢酶(catalase, CAT)活力测定。采用过氧化氢酶试剂盒测定。

1.3.3.3 抗坏血酸含量的测定

抗坏血酸采用2, 6-二氯靛酚滴定法测定。

1.3.4 樱桃番茄线粒体氧化还原指标测定

1.3.4.1 线粒体的提取

线粒体的提取参照井广琴[14]和Wang等[15]的方法。称取-80 ℃保存的样品7 g,加入液氮研磨至形成均匀粉末,分别加入14 mL 4 ℃预冷的线粒体提取液Mops A [包括25 mmol/L Mops-KOH缓冲液(pH=7.8)、8 mmol/L L-半胱氨酸、0.4 mol/L甘露醇、1 mg/mL PVP 40、10 mmol/L麦黄酮、1 mmol/L EGTA、1 mg/mL BSA],6层纱布过滤。将滤液在4 ℃、6 000 r/min 离心5 min,弃掉沉淀,并将上清液在4 ℃条件下12 000 r/min离心25 min,弃去上清液。用3 mL重悬浮缓冲液Mops B [包括0.4 mol/L甘露醇、10 mmol/L Mops-KOH缓冲液(pH=7.2)、1 mg/mL BSA、1 mmol/L EGTA]将沉淀重悬浮,得到粗提的线粒体溶液。

1.3.4.2 细胞色素c/a的测定

细胞色素(Cyt)c/a测定采用Baracca等[16]的方法,测定含有0.5 mL粗线粒体提取物和2.5 mL 2 mg/mL 牛血清蛋白(BSA)的反应混合物的吸光度,结果用550 nm和630 nm吸光度之比表示。

1.3.4.3 线粒体NO含量、NAD(H)含量的测定

NO含量、NAD(H)含量采用试剂盒测定。

1.4 数据处理

所有指标平行实验3次。采用Excel 2022和Origin 2021进行数据统计分析(ANOVA)和图形绘制,SPSS 22.0进行Pearson相关性分析。

2 结果与分析

2.1 LVEF处理对樱桃番茄贮藏期间品质的影响

2.1.1 对樱桃番茄呼吸速率的影响

果实的呼吸作用会消耗多种营养物质,呼吸速率的大小反映果实的衰老速度。LVEF处理后樱桃番茄贮藏期间呼吸速率的变化见图1。由图1可知,樱桃番茄呼吸速率整体呈先下降后上升的趋势,在贮藏第21天出现呼吸峰值。樱桃番茄经200、300 mV低压静电场处理后,贮藏前10 d的呼吸速率低于CK组;在贮藏第9天时,2个LVEF组呼吸速率与CK组有显著差异(P<0.05),分别比CK组低13.39%和10.41%;但LVEF 200组和LVEF 300组之间无显著差异。在贮藏后期,LVEF组樱桃番茄的呼吸速率均高于CK组,这可能是因为在贮藏后期CK组樱桃番茄已经严重生霉、变软或破裂,这些情况导致测定的呼吸速率不是真实的;而LVEF组的果实相对完整,能保持活跃的呼吸状态。邵金升[17]对枸杞进行二氧化碳处理后发现,实验组生霉腐烂率比对照组低,果实结构保持相对完整,从而导致实验组呼吸速率升高,与本研究结果一致。因此,LVEF处理对樱桃番茄的呼吸有一定的抑制作用。

2.1.2 对樱桃番茄硬度和失重率的影响

果实硬度是果蔬采后贮藏品质评价指标之一。LVEF处理后樱桃番茄果实贮藏期间硬度和失重率的变化见图2。由图2(a)可知,各组樱桃番茄的硬度在贮藏期总体呈下降趋势,但LVEF组樱桃番茄的硬度始终高于CK组。在贮藏第6天和第12天时,CK组的硬度分别为7.06、6.63 N,而LVEF 200组和LVEF 300组硬度分别为8.12、7.31 N和8.48、8.08 N,均显著高于CK组(P<0.05),分别比CK组高15.01%、10.26%和20.11%、21.87%。结果表明,LVEF可以较好地保持樱桃番茄的质地。

失重率表示果实在贮藏期间水分和干物质的损耗。由图2(b)可知,各组樱桃番茄的失重率随贮藏时间的延长而呈上升趋势。LVEF 300组中樱桃番茄在贮藏期失重率与CK组相比差异不显著(P>0.05),但LVEF 200组与其他2组相比有显著性差异(P<0.05)。贮藏24 d时,各组的失重率达到最大,CK组的失重率达到了1.32%,而LVEF 200组和LVEF 300组失重率分别为1.05%和1.20%,分别比CK组低20.45%和9.09%。因此,LVEF在200 mV的条件下可以较好地抑制番茄樱桃失重率的上升。

2.1.3 对樱桃番茄TSS和TA含量的影响

TSS和TA是果实呼吸作用重要的底物,同时也是评价番茄果实贮藏品质和衡量果实采后成熟衰老程度的重要指标。LVEF处理后樱桃番茄TSS和TA含量的变化见图3,两者均呈现出先上升后下降的趋势。由图3(a)可知,贮藏前18 d,LVEF 200组和LVEF 300组中樱桃番茄的TSS含量与CK组相比有显著差异(P<0.05);贮藏18 d时达到峰值后,随着贮藏时间的延长营养物质被呼吸作用消耗,TSS含量下降。贮藏24 d时,LVEF 200组、LVEF 300组TSS含量分别比CK组高5.35%和13.39%,LVEF 300组TSS含量与各组之间有显著差异(P<0.05)。由图3(b)可知,CK组TA含量下降最明显。贮藏12 d时,LVEF 200组和LVEF 300组TA含量与CK组有显著差异(P<0.05),分别比CK组高10.42%和14.58%;贮藏24 d时,LVEF 300组TA含量与CK组有显著差异(P<0.05),其TA含量比CK组高19.45%。结果表明,LVEF可以减缓樱桃番茄TSS消耗和TA下降速率,其中300 mV的LVEF处理效果更佳。

2.2 LVEF处理对樱桃番茄贮藏期间活性氧代谢的影响

2.2.1 对樱桃番茄生成速率和H2O2含量的影响

在抗氧化系统失衡的情况下,细胞会迅速大量生成H2O2,而是一种活性氧自由基,促进果蔬衰老褐变。大量的自由基和H2O2积累会使细胞膜脂过氧化,对生物体造成伤害,进而加速生物体的衰老[11]。LVEF处理后樱桃番茄生成速率和H2O2含量的变化见图4。由图4可知,随着贮藏天数的增加,LVEF组中生成速率和H2O2含量随之增加。贮藏12、24 d时,LVEF 200组、LVEF 300组和CK组的生成速率有显著差异(P<0.05),其中24 d时2个处理组比CK组分别低13.87%和32.10%。贮藏6、24 d时,LVEF 200组和LVEF 300组中樱桃番茄中H2O2含量与CK组相比均有显著差异(P<0.05),但2个处理组之间无显著差异。贮藏12、18 d时,CK组与LVEF 300组 H2O2含量有显著差异(P<0.05)。结果表明,LVEF处理可以抑制樱桃番茄贮藏期间生成速率和 H2O2 含量的上升。

2.2.2 对樱桃番茄抗氧化酶活力的影响

植物对氧化应激具有复杂的防御系统。抗氧化酶系统的主要酶组分有SOD、CAT和POD[18]。LVEF处理后樱桃番茄POD、SOD和CAT活力的变化见图5。由图5(a)、图5(b)可知,随着贮藏时间的延长,樱桃番茄POD和SOD活力呈升高后下降的趋势,在贮藏的第12天达到最大值;由图5(c)可知,CAT活力随着贮藏时间的延长逐渐增大。LVEF 200组、LVEF 300组与CK组的POD和CAT活力分别在第6、18、24天时有显著差异(P<0.05),其中贮藏24 d时,2个处理组POD活力比CK组分别高22.79%和37.38%,CAT活力分别高17.83%和35.08%。贮藏第12、24天,3组SOD活力均差异显著(P<0.05),其中12 d时LVEF 200组、LVEF 300组SOD活力比CK组分别高6.36%和13.41%。由此可见,LVEF处理可以提高樱桃番茄SOD、CAT和POD的活力,其中300 mV处理效果较佳,可以延缓果实的衰老。

2.2.3 对樱桃番茄抗坏血酸含量的影响

抗坏血酸含量会影响果实的风味和颜色。LVEF处理后樱桃番茄抗坏血酸含量的变化见图6。由图6可知,抗坏血酸含量先增大后减少,贮藏12 d时质量比达到最大,LVEF 200组达到85.5 mg/100 g。 贮藏前12 d,LVEF 200组、LVEF 300组与CK组抗坏血酸含量均无显著差异(P>0.05);而在贮藏18 d时,LVEF 200组含量与CK组有显著差异(P<0.05);贮藏24 d,2个LVEF组与CK组的抗坏血酸含量均有显著差异(P<0.05)。结果表明,LVEF处理抑制了樱桃番茄贮藏过程中抗坏血酸的分解。

2.3 LVEF处理对樱桃番茄贮藏期间线粒体氧化还原代谢的影响

2.3.1 对樱桃番茄线粒体Cyt c/a和NO含量的影响

LVEF处理后樱桃番茄贮藏期间线粒体Cyt c/a和NO含量的变化见图7。由图7(a)可知,LVEF处理可以抑制整个贮藏期间樱桃番茄Cyt c/a值的下降。贮藏12 d时,LVEF 200组、LVEF 300组和CK组3组间Cyt c/a有显著差异(P<0.05),分别比CK组高出4.79%和8.23%。贮藏18、24 d时,2个LVEF组与CK组的Cyt c/a有显著差异(P<0.05)。

NO在调控采后果实贮藏品质和后熟中有着重要作用。由图7(b)可知,贮藏6、18、24 d时,LVEF 300组中NO含量与CK组相比有显著差异(P<0.05);贮藏12 d时,LVEF 200组NO含量与CK组有显著差异(P<0.05)。由此可见,LVEF处理可以提高樱桃番茄线粒体内NO含量。

2.3.2 对樱桃番茄线粒体NAD(H)含量的影响

NADH是一种重要的调节因子,参与调节细胞内谷胱甘肽和抗坏血酸的氧化还原平衡[19]。LVEF处理后樱桃番茄线粒体NAD+、NADH含量和NAD+/NADH值的变化见图8。由图8(a)可知,在贮藏期间NAD+含量总体呈先上升后下降的趋势。贮藏第18天,LVEF 200组和LVEF 300组的NAD+含量与CK组相比有显著差异(P<0.05),其含量分别比CK组高5.94%和9.17%。由图8(b)可知,NADH含量在贮藏期间呈先上升后下降趋势。贮藏第6、18天,CK组NADH含量与2个LVEF组相比有显著差异(P<0.05);贮藏第24天,LVEF 300组NADH含量与CK组相比有显著差异(P<0.05)。由图8(c)可知,在整个贮藏过程中NAD+/NADH值呈先上升后下降的趋势。2个LVEF组维持了较高的NAD+/NADH值,贮藏第6天,2个LVEF组的比值与CK组均有显著差异(P<0.05);在贮藏第18天,LVEF 200组、LVEF 300组和CK组3组之间的比值均有显著差异(P<0.05),2个处理组分别比CK组高出13.99%和25.82%。

2.4 LVEF处理后品质指标、抗氧化酶活力和线粒体氧化还原信号物质含量的相关性分析

樱桃番茄品质指标、抗氧化酶活力和线粒体氧化还原信号物质含量的相关性分析见图9。由图9可知,生成速率、H2O2含量与硬度、TSS含量和TA含量呈显著负相关,与失重率呈显著正相关(P<0.05);说明ROS的产生会导致樱桃番茄品质变差。POD活力与硬度、TSS含量、TA含量呈显著正相关(P<0.05)。SOD活力与失重率呈显著正相关;CAT活力与硬度、TSS含量、TA含量呈显著负相关(P<0.05);但是SOD、CAT活力与生成速率、H2O2含量呈显著正相关(P<0.05),说明可以通过提高抗氧化酶活力来清除ROS进而保持品质稳定。NO含量与POD活力、SOD活力、抗坏血酸含量呈显著正相关,与生成速率呈显著负相关(P<0.05)。Cyt c/a与生成速率、H2O2含量呈显著负相关(P<0.05)。NAD+/NADH值与抗坏血酸含量和POD活力呈显著正相关(P<0.05),与其他指标无相关性。因此,樱桃番茄的品质与抗氧化酶活力和线粒体内Cyt c/a、NO含量有一定的相关性。

3 讨 论

番茄属于呼吸跃变型果实,贮藏过程中代谢作用依然旺盛,易软化腐烂。LVEF处理可以影响樱桃番茄的品质属性。本研究发现,LVEF处理樱桃番茄在贮藏前期可以抑制呼吸作用,但在贮藏后期2个LVEF处理组呼吸速率升高。有研究表明,LVEF可以电离臭氧进行杀菌,抑制微生物的生长[20],因此,推测LVEF处理可以降低果实腐败变质进而保持较高的呼吸状态。LVEF可以抑制樱桃番茄贮藏期间的质量损失和硬度下降,其原因可能是LVEF可以抑制果实呼吸及微生物作用,同时降低细胞壁酶活力延缓细胞壁成分降解,进而延缓果实品质的不断下降[21]。此外,LVEF处理的樱桃番茄内部的淀粉被转化成可溶性糖,使TSS和TA含量先增大,后期由于呼吸作用消耗导致含量下降。这与安磊等[22]的结果相似,3种多糖处理草莓缓解了TSS含量和TA含量下降并保持了果实良好的风味。结果表明,LVEF技术可以有效延缓樱桃番茄贮藏期间的品质下降,延长其保鲜期。

当果实进入衰老阶段或受到冷害、病菌侵染等逆境胁迫时,植物体内会形成大量的ROS,如和H2O2。此时SOD、POD、CAT组成的酶促抗氧化防御系统协同清除过量ROS。SOD能够歧化形成H2O2和O2,但如果单独产生SOD会使组织体内积累过多的H2O2,此时,需要CAT将细胞内过量的H2O2催化为O2和H2O,POD催化H2O2生成H2O,降低ROS的含量,从而降低氧化应激,对机体起到保护作用[23-24]。本研究中,生成速率和H2O2含量随着贮藏时间的延长逐渐增大,LVEF处理延缓了二者含量的增加。另外,LVEF处理的果实中SOD、CAT和POD活力和抗氧化物质抗坏血酸含量均较高,这可能是由于LVEF处理保持了果实细胞保护机制的完整,在加强抗氧化酶系统的协作能力方面发挥了关键的作用。Xu等[20]研究发现,LVEF可通过提高抗氧化酶(SOD、CAT、抗坏血酸过氧化物酶)活性和提高抗氧化剂(抗坏血酸、还原性谷胱甘肽)含量来降低草莓中的ROS水平。夏明慧[1]研究表明,樱桃番茄经海藻糖处理可以维持细胞内较高的抗氧化酶活力和抗氧化物质含量。因此,LVEF处理可能通过促进樱桃番茄抗氧化系统来维持果实的品质,延缓衰老。

NAD(H)主要参与了线粒体的代谢,NAD(P)H含量的高低可用来评价氧化还原电势与线粒体呼吸的强弱[19],NAD+是线粒体中众多代谢中主要的电子受体[25],在线粒体呼吸电子转移链中被还原成NADH,并产生能量。因此,作为线粒体中能量产生过程中的标志物,NADH水平的上升表示代谢失衡[26],当线粒体中NAD+/NADH值降低时,细胞整体氧化代谢速率减慢[27]。另外,线粒体内会产生NO和ROS且可以相互调控,NO能够抑制果实呼吸并刺激抗氧化防御系统来对抗ROS[28]。高水平的Cyt c/a有利于降低和 H2O2的生成来延缓果蔬(白蘑菇[29]、猕猴桃[15]等)的衰老。本研究中,LVEF处理在贮藏18 d后可以提高NAD+含量,降低NADH含量,上调NAD+/NADH值,这反映出LVEF可调控樱桃番茄贮藏期间线粒体的代谢水平,维持线粒体氧化还原平衡状态;同时,LVEF处理提高了线粒体内NO含量和Cyt c/a值,降低了和H2O2含量,推测LVEF促进了线粒体内源NO的生成,刺激了抗氧化系统以保护线粒体免受氧化损伤影响,同时减少了ROS对线粒体乃至果实的毒性,从而有利于延迟采后果实褐变,维持其品质。

4 结 论

本研究探讨了LVEF处理对采后樱桃番茄品质的影响及其可能机制。与CK组相比,LVEF处理抑制了樱桃番茄呼吸速率,延缓了失重率上升、可溶性固形物和可滴定酸含量的下降,保持了樱桃番茄的硬度。同时,LVEF处理通过增加抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活力和抗氧化物质(抗坏血酸)含量,降低樱桃番茄中的ROS水平。LVEF处理还可以抑制樱桃番茄线粒体Cyt c/a的降低,提高NO含量和NAD(P)+/NAD(P)H值,使线粒体氧化还原电势处于较高水平。LVEF处理可延长樱桃番茄贮藏期,其原理可能是提高了樱桃番茄抗氧化酶活力和抗氧化物质含量,降低了ROS水平以及维持了线粒体氧化还原平衡状态。

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Effect of Low-Voltage Electrostatic Field Treatment on Postharvest Quality and Mitochondrial Redox Metabolism of Cherry Tomatoes

NIU Peirong, MA Cunfu, WEI Xiaobo, MA Lihu, LIU Huiyan*, FANG Haitian*

(College of Food Science and Engineering, Ningxia University, Yinchuan 750021, China)

Abstract：Low-voltage electrostatic field technology is a technique that can prolong the shelf life of fruits and vegetables. To explore its impact on the postharvest quality of fruits and vegetables, the effects of low-voltage electrostatic field (200 mV and 300 mV) treatment on the quality, reactive oxygen metabolism and mitochondrial redox metabolism of cherry tomatoes during storage at (4±1)℃ were investigated using cherry tomatoes as materials. The results showed that compared with the control group, the low-voltage electrostatic field treatment reduced the respiration rate, delayed the increase of weight loss rate and the decrease of soluble solids and acidity, and maintained the hardness of cherry tomatoes. At the same time, the low-voltage electrostatic field treatment significantly increased the activities of peroxidase, catalase, and superoxide dismutase as well as the content of ascorbic acid in cherry tomatoes during storage (P<0.05), and in turn inhibited the production and accumulation of reactive oxygen species, such as hydrogen peroxide and superoxide radical. Further analysis revealed that low-voltage electrostatic field treatment also inhibited the decrease of mitochondrial cytochrome c/a and increased nitric oxide content in cherry tomatoes to maintain the mitochondrial redox state. Meanwhile, it increased mitochondrial NAD+ content and decreased NADH content, increased the NAD+/NADH ratio, and kept the mitochondrial redox potential at a high level. Low-voltage electrostatic field treatment could inhibit the generation of reactive oxygen species and maintain the balance of mitochondrial redox state in cherry tomatoes, thus maintaining their storage quality.

Keywords：low-voltage electrostatic field; cherry tomato; postharvest quality; reactive oxygen species metabolism; mitochondrial redox

doi：10.12301/spxb202300613

文章编号：2095-6002(2024)06-0091-11

引用格式：牛培荣,马存福,魏晓博,等.低压静电场处理对樱桃番茄采后品质及线粒体氧化还原代谢的影响[J]. 食品科学技术学报,2024,42(6):91-101.

NIU Peirong, MA Cunfu, WEI Xiaobo, et al. Effect of low-voltage electrostatic field treatment on postharvest quality and mitochondrial redox metabolism of cherry tomatoes[J]. Journal of Food Science and Technology, 2024,42(6):91-101.

中图分类号：TS255.3

文献标志码：A

收稿日期：2023-10-08

基金项目：宁夏自然科学基金项目(2022AAC03020);宁夏回族自治区青年拔尖人才工程项目(022004000010);宁夏大学贺兰山学者项目(2020)。

Foundation： Natural Science Foundation of Ningxia (2022AAC03020); Ningxia Hui Autonomous Region Young Top Talent Project (022004000010); Helan Mountain Scholars Project of Ningxia University (2020).

第一作者：牛培荣,女,硕士研究生,研究方向为农产品生物加工。

*通信作者： 刘慧燕,女,副教授,主要从事农产品生物加工方面的研究;

方海田,男,教授,博士,主要从事健康食品生物制造方面的研究。

(责任编辑：张逸群)