| 主题 | 冷藏软枣猕猴桃“Autumn Sense”的生理紊乱取决于贮藏温度和目标代谢物的调节 | ||
| 题目 | Rhysiological disorders in cold-stored “Autumn Sense” hardy kiwifruit depend on the storage temperature and the modulation of targeted metabolites | ||
| 期刊 | Food Chemistry | ||
中科院 分区 | 1区 | 影响因子 | 8.5 |
| 第一 作者 | Hyowon Park | 通讯作者 | Jinwook Lee |
| 单位 | Department of Plant Scienceand Technology, Chung-Ang University, Anseong 17546, Republic of Korea | ||
| 原文 链接 | https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.140730 | ||
软枣猕猴桃[Actinidia arguta (Sieb. et Zucc.) Planch.ex Miq.]是最独特的猕猴桃品种之一，与其他品种相比，其具有果实小巧、表皮光滑无毛的特点。此外，软枣猕猴桃果实富含维生素C、酚类物质、氨基酸及多种矿物质。由于其兼具高营养价值和食用便利性，因此深受消费者青睐，目前已在美国、新西兰、澳大利亚和中国等国家广泛种植。
软枣猕猴桃是一种典型的呼吸跃变型果实，果实采后对乙烯高度敏感。成熟过程对果实均衡风味的形成至关重要，不利环境因素诱导的果实干瘪、不均匀成熟、腐烂和过熟均会导致果实品质恶化。果实中可溶性碳水化合物、有机酸和氨基酸代谢受贮藏温度的显著影响。最佳贮藏温度应抑制果实乙烯产生，减少呼吸作用，延缓衰老；但贮藏温度过低，果实可能会出现生理紊乱，例如果皮褐变、表皮凹陷和木质化。研究表明，在 0°C 下贮藏时，软枣猕猴桃表现出明显的与柠檬酸盐循环、脂肪酸生物合成及淀粉和蔗糖代谢相关的冷害症状。在 1°C 下贮藏的软枣猕猴桃在冷藏70天后也会产生明显的冷害症状。因此，管理贮藏温度对保持果实品质和延长货架期尤为重要。然而，由于缺乏关于软枣猕猴桃最适贮藏温度的信息，商业果园多使用0-10℃的广泛贮藏温度。
3.1 不同贮藏温度下果实生理紊乱的发生率和严重程度
果实冷藏过程中产生干瘪、腐烂、果皮点蚀和褐变等症状被认为是生理紊乱。软枣猕猴桃通常在完全成熟后会发生干瘪或褐变，此后真菌生长导致果实腐烂。此外，冷藏过程中果皮组织形成了不规则黑色或棕色斑点，这称为果皮点蚀（图1A）。在本研究中，冷藏3周后，与0.5和3℃下贮藏的果实相比，在10℃下贮藏的果实的干瘪和腐烂程度更高。相反，冷藏3周后，在0.5℃下贮藏的果实果皮点蚀程度最高（图1B)。
3.2 热图
采用热图结合层次聚类分析评估不同贮藏温度对水果品质特性、生理紊乱情况和目标代谢物的整体影响。标准化热图和方差分析（使用贮藏温度和贮藏时间及其交互作用）如图2。果实品质特性和目标代谢物在10℃与0.5℃或3℃时的响应显著不同。与其他贮藏温度相比，10℃下果实苏氨酸、甘氨酸、γ-氨基丁酸（GABA）、蔗糖、果糖、葡萄糖、总叶绿素、叶绿素a、叶绿素b和总类胡萝卜素水平较高，而蛋氨酸、油酸、α-亚麻酸、脯氨酸和组氨酸水平在0.5℃和3℃时高于10℃。10℃下果实腐烂和干瘪的严重程度较高，而0.5℃下果皮点蚀的严重程度较高。此外，SSC、果皮褐变、果皮点蚀和果肉硬度受贮藏温度和贮藏时间的显著影响，与它们的交互作用无关（图2）。
3.3 偏最小二乘判别分析
偏最小二乘判别分析（PLS-DA）评分图说明了5周贮藏期内每种处理的总体趋势（图3）。变量投影重要性值（VIP）确定了在不同贮藏条件下对PLS-DA评分图中的每个样品进行分类的关键变量。3℃和10℃的PLS-DA评分图分布表现出相似的响应趋势，而在0.5℃下观察到响应模式的显著差异。使用PLS-DA模型生成的VIP值来筛选受贮藏温度和贮藏时间影响最大的变量。VIP值高于1.0的变量通常被认为是重要的显著指标（图3）。总类胡萝卜素、叶绿素a、总叶绿素、叶绿素b、柠檬酸、果皮h°、苹果酸、苏氨酸、干瘪、甘氨酸、SSC、SSC/TA、蔗糖、葡萄糖、失重、腐烂和果糖的VIP值均高于1.0，并且在10℃时上调。相反，脯氨酸、组氨酸和亮氨酸在0.5℃时上调（图3C）。
图3 偏最小二乘判别分析（PLS-DA）评分图（A）、变量投影重要性值（VIP）（B）和VIP 值大于1.0的单个参数的响应情况（C）
3.4 相关系数网络比较
根据r≥|0.80|的条件构建Pearson相关系数网络(图4)。在0.5℃贮藏的果实中，异亮氨酸与TA、柠檬酸、莽草酸、奎宁酸、天冬氨酸、精氨酸、天冬酰胺、硬度和果皮L*呈强负相关。亮氨酸与苹果酸、莽草酸、柠檬酸和叶绿素呈负相关。此外，缬氨酸与大多数脂肪酸呈负相关。相反，丙氨酸与酪氨酸、丝氨酸和失重率呈正相关，但与谷氨酸和谷氨酰胺呈负相关。果皮点蚀与谷氨酸和谷氨酰胺呈负相关，而果皮褐变与丙氨酸呈正相关（图4A）。在贮藏于3℃下的果实中，亮氨酸与棕榈酸、油酸、花生酸、二十碳烯酸、亚油酸、果皮L*和果皮h°呈高度负相关。此外，天冬酰胺与蔗糖、丙氨酸、酪氨酸、丝氨酸和失重率呈负相关；油酸与棕榈酸、α-亚麻酸、二十碳烯酸和花生酸呈强正相关（图4）。谷氨酰胺与甘氨酸、丝氨酸、失重率、SSC、蔗糖、葡萄糖和果糖呈强负相关，但与谷氨酸和天冬氨酸呈正相关。果皮点蚀与蛋氨酸呈负相关，但果皮褐变与SSC、SSC/TA、失重率和甘氨酸呈正相关（图4C）。
图4 Pearson相关系数网络图。红线和蓝线分别表示正相关和负相关。相关系数网络线的粗细提供了变量之间相关系数（r）的显著性。
3.5 代谢反应的通路分析和火山图
与3℃相比，果实在0.5℃贮藏时上调的途径包括泛酸和CoA的生物合成、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸的降解、组氨酸代谢和苯丙氨酸代谢）。同时，与0.5℃相比，在3℃时上调的途径包括精氨酸和脯氨酸代谢和亚油酸代谢（图5）。与10℃相比，在0.5℃时上调的途径为苯丙氨酸代谢和异喹啉类生物碱生物合成（酪氨酸）。与0.5℃相比，10℃时上调的途径是糖酵解/糖异生、淀粉和蔗糖代谢、三羧酸循环（TCA）和亚油酸代谢（图5B)。
图5 0.5 °C 与 3 °C（A 和 C）和 0.5 °C 与 10 °C（B 和 D）下贮藏的软枣猕猴桃果实的生理紊乱和目标主要代谢物的途径分析（A 和 B）和火山图（C 和 D）
贮藏温度对软枣猕猴桃冷藏期间的果实品质特性、生理紊乱情况及目标代谢物具有一定影响。在贮藏于0.5℃下的果实中，脯氨酸、组氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和UFA/SFA含量最高，而叶绿素和类胡萝卜素水平较低。代谢过程的改变又反过来诱导了果实（0.5℃贮藏）较高的硬度、TA、果皮L*和果皮C*。相反，可溶性碳水化合物、柠檬酸、苹果酸、失重率、SSC、SSC/TA和果皮h°在贮藏于3℃和10℃的果实中较高。总体而言，目标代谢物的变化可能会对水果品质特性及生理紊乱发生率和严重程度产生不同的影响，这些影响取决于软枣猕猴桃的贮藏温度。
本文图表均来自本文献
文献解读：罗益
编辑：罗益
校稿：赵沁雨
审核：马婷婷
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