茉莉酸甲酯与乙醇一起，能增加抗氧化能力，挥发性化合物和草莓的贮藏时间
茉莉酸甲酯与乙醇一起，能增加抗氧化能力，挥发性化合物和草莓的贮藏时间
J. Fernando Ayala-Zavala · Shiow Y.Wang ·
Chien Y. Wang · Gustavo A. Gonz′alez-Aguilar
收稿日期：2005年3月22日/修订日期：2005年6月3日/接受日期：2005年6月5日/发表时间：2005年8月5日 斯普林格出版社 2005年
摘要：在与天然抗菌化合物一起处理并在温度下储存后，抗氧化能力，花青素总含量，酚类化合物总含量，挥发性化合物以及草莓贮藏质量都被评定出来。草莓在茉莉酸甲酯（MJ）和乙醇（MJ-ETOH）的一起处理作用下，比乙醇或控制（未经处理）处理表现出较高的抗氧化能力，酚类化合物总含量和花青素总含量。MJ-ETOH和乙醇的处理也增加了挥发性化合物的贮藏期。然而，个别挥发性化合物受到的影响有所不同。在存储过程中，乙酸甲酯，乙酸异戊酯，己酸乙酯，乙酸丁酯，乙酸己酯的含量增加了，而 丁酸乙酯，3-乙酸叶醇酯 ，己酸甲酯的含量减少了。MJ - 乙醇和MJ比乙醇或控制水果治疗的治疗那些浆果采后寿命更长。MJ-ETOH和MJ比乙醇或控制处理那些浆果的贮藏时间要长。总之，MJ-ETOH处理的草莓保持了一个可接受的贮存时间最长的整体质量和保留了较高的挥发性化合物含量；并且，MJ处理的浆果与其他处理方法相比在贮藏期间表现了最高的抗氧化能力的。
关键词：抗氧化剂、挥发性化合物、茉莉酸甲酯、乙醇、草莓
引言
草莓是天然抗氧化剂的良好来源。此外，草莓除了含有通常的营养物质外，如维生素和矿物质，还含有丰富的花青素、黄酮类化合物和酚酸。草莓对产生化学自由基已显示出非常高的清除活性，从而能使它们有效抑制人体低密度脂蛋白的氧化。以往的研究表明，草莓对过氧自由基（ROO），超氧阴离子自由基（O2-），双氧水（H2O2），羟基自由基（OH），单线态氧（1O2）有较高的氧自由基吸收活性；并且不同品种的抗氧化活性也不同。抗氧化性和酚类化合物或花青素含量之间呈正相关。
水果和蔬菜的储藏时间被传统性地定义为视觉外观（新鲜度、颜色和没有腐烂或生理功能紊乱）和质地（硬度，多汁，脆性）。虽然这个概念涉及审美情趣和与质量相关的机械性能，它无视味道和营养品质。味道在消费者满意程度中起着重要作用并且一般影响着水果和食物的进一步消费。除了其审美品质，水果是我们的饮食的重要组成部分，主要是因为她是能量、维生素、矿物质和抗氧化剂的主要来源。
几种天然的挥发性化合物已被报告说具有抗菌性。茉莉酸甲酯（MJ）无论是作为气体还是乳液都已被证明能减少鲜切的芹菜和辣椒的微生物污染，抑制草莓感染灰霉病，抑制柚子中绿色霉菌的生长和控制玫瑰花的葡萄孢菌枯病。当茉莉酸甲酯与麝香草酚或香芹作烟熏剂一起使用时，也能降低甜樱桃储藏出现褐色腐烂的程度。乙醇也被发现具有抗菌性能，外表无损害或质地良好的葡萄用乙醇浸泡后储藏能消除表面大部分真菌和细菌种群。乙醇蒸气也能防止苹果变色和降低Protea“Pink Ice”的茎叶发黑程度。采用乙醇处理有利于水果生理的影响，如提高苹果感官品质，减少柿子和香蕉的涩味，延迟番茄的成熟，减少柑橘和核果的腐烂和控制苹果变色。
研究抗氧化剂对人体健康的作用的兴趣促进了园艺和食品科学领域的研究，以评估水果和蔬菜的抗氧化剂，并确定通过作物育种，文化习俗和采摘后贮藏和加工，如何保持甚至是提高其含量和活性。收获前的因素，如遗传背景和文化习俗，有可能影响农作物的抗氧化能力。来自山上塑料大棚的草莓始终比有植物生长乱蓬蓬的地方的水果含有较高的黄酮和抗氧化能力。收货后贮藏，也可以影响水果和蔬菜的花青素、酚类化合物含量和抗氧化能力。受控大气（CA）下草莓的存储没有影响外部组织中花青素的含量，但内部组织中花青素含量下降了。加工过程也对水果中酚含量和抗氧化能力有明显影响。草莓加工生产的果酱能降低黄酮总含量20％，鞣花酸含量15-20％。也有报道说，冷冻过程中四个品种的树莓酚类化合物总含量和清除自由基的能力下降了4-20％。抗氧化剂含量正在成为衡量水果和蔬菜质量越来越重要的参数，在园艺作物的贮藏过程中评估抗氧化状态的变化，对这一研究已经有了极大兴趣。然而，有关储存条件的影响有很少的信息，如暴露的天然抗菌化合物，花青素的变化，酚类化合物和草莓抗氧化能力。这项研究用来调查天然抗菌化合物对酚类化合物总含量，花青素总含量，抗氧化能力以及主要的挥发性成分和水果贮藏过程中的质量的影响。
材料和方法
化学材料
来自Porphydium球藻的R-Phycoerythrin (R-PE)购自Sigma公司（密苏里州圣路易斯）。2'，2'-Azobis（2-amidinopropane）dihydrochloride（AAPH）从美国Wako化学物质公司（弗吉尼亚州里士满）购买。6-Hydroxy-25,7,8-tetramethylchroman-2-carboxylic acid (Trolox) 从Aldrich公司（威斯康星州密尔沃基）获得。来自茉莉的茉莉酸甲酯（Officinale Linnaeus）购自Sigma-Aldrich公司（密苏里州圣路易斯）。 植物材料
草莓(Fragaria x ananassas Duch. cv. Allstar)种植在美国MD州Germantown的果园里，在市场销售成熟阶段采用手工采摘，根据破损、干瘪、未成熟情况进行排序，并挑选统一的大小和颜色。70个浆果被放置在3.8升有盖的罐中，每次处理三罐。在这项研究中使用的挥发性物质，包括MJ（22.4毫克每升），无水乙醇（乙醇，400微升每升）以及其混合物。个别小烧杯，随后的前盖被覆盖的罐子内放置放入指定每个挥发性化合物体积。每个特定体积的挥发性化合物放入个别小烧杯里，这随后被放在盖上盖子的罐子里。挥发性化合物被允许在温度的容器内自发地蒸发24小时。然后该容器被转移到温度下。处理控制样品就类似于处理挥发的异常情况。香气，抗氧化能力，花青素总含量，酚类化合物和质量在收获0、5、7和11天后被评估。
整体质量
每处理30％的水果就有一个质量评价。贮藏期间各处理的样品在开始那一天，第5、7、11和13天进行评估。根据水果的整体状况，1-5级整体质量被评估，其中1=不可接受的，2=不好，3=可以接受的，4=好，5=优秀。评估结果作为一个整体的质量指标表示出来。
真菌腐烂指数
在实验过程中，用目测评估腐烂情况。草莓表面显示的生长的菌丝体被认为是腐烂。在腐烂级数1-5级中，其中1 =正常，2 =微量（影响高达5％的表面），3=轻微（5-20％表面被影响），4 =中度（20-50％表面被影响），5=严重（> 50％表面被影响）。结果表示整体的腐烂指数。
总可溶性固形物和总滴定酸度
每20个水果用纱布包裹，并用一只手按挤，分析果汁的总可溶性固形物（TSS）和可滴定酸度（TA）三次。TSS在温度下Atago DBX-55 验光仪（日本东京Atago公司）上确定。TA通过在5毫升每等份的草莓汁用95毫升蒸馏水稀释后，然后用0.1 mol /l的NaOH滴定至pH值为8.2确定。
表面颜色测量
水果表面颜色通过使用色度计（新泽西州拉姆齐美能达公司CR200）在10个水果上测定，提供CIE L*，a*和b*值。负a*值表示绿色和较高的正a*表示红色。较高的正b*值表示一个更黄的肤色。然后使用这些值来计算色相度（h?= arctangent [b*/a*]），其中0?=紫红色；90?=黄色；80°=蓝绿色；270?=蓝色；色度（C*= [a *2+ b*2] 1/2），这表明强度或色彩饱和度。
总酚类化合物的分析
果汁提取物中的可溶性酚类化合物根据Slinkard和Singleton方法使用五倍子酸作为标准采用Folin-Ciocalteu试剂确定。结果表示为毫克五倍子酸，相当于每个鲜重100克。
总花青素含量的分析
果汁中总花青素含量的测定，使用pH值差分法。采用Shimadzu分光光度计（ShimadzuUV-160）在510和700nm的缓冲区处的吸光度在pH值1.0和4.5下测定，使用A =[（A510—A700）pH1.0—（A510—A700的）pH4.5]草莓果汁中pelargonidin 3-glucoside(22，400)的摩尔消光系数。结果表示为每100克鲜重含pelargonidin 3-glucoside的毫克值。
用ORAC检测氧自由基吸收能力
曹等人从前面所述的方法中对草莓的ORAC检测程序进行了修改。通过过氧自由基发生器，2',2' azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride(AAPH)对R-藻红蛋白（R-PE）的荧光诱导，此法测量的草莓果汁抗氧化成分的影响在下降。该反应混合物中含有1.7毫升75mM磷酸盐缓冲液（pH值7.0），100μL的R-PE（3.4毫克/升），100μL320mM的AAPH和100μL样品。磷酸盐缓冲液作为空白溶液，并在每次运行1μM的Trolox被用来（溶性类似物α-生育酚）作为一个标准。最后2毫升的量用在10毫米宽的荧光比色皿里。R-PE，磷酸盐缓冲液和样品在的温度下培养15分钟。加入AAPH后反应开始。荧光光谱在570nm发射处和540nm激发处使用Shimadzu RF-Mini 150录音荧光仪（MD哥伦比亚）每5分钟测量和记录一次，直到最后阅读的荧光与第一次阅读的下降不足5％（约70分钟）。一个空白，一个标准，同一时间最多对10个样品进行分析。每个样品重复三次。ORAC值是指抗氧化剂存在的R-PE淬火曲线中的净保护区。最终结果（ORAC值）使用Trolox等值（TE）按每克鲜重计算并表示。
ORAC Value（μmolTE/ gF.W）
=20K（Ssample—Sblank）/（Strolox —Sblank）
其中K=样品稀释因子，S=样品的荧光衰减曲线下的Trolox或空白区域。S的计算公式如下：
S = (0.5 + f5/ f0 + f10/ f0 + f15/ f0 + f20/ f0
+ f25/ f0+ f30/ f0+ · · · + f60/ f0+ f65/ f0+ f70/ f0) × 5
其中f0=0分钟时的初始荧光，fi=时间i时的实时荧光。
挥发性化合物的分析
草莓（100克）被放置在一个安置在恒温水浴（）的全封闭的容器（500毫升）中。经过10分钟的平衡时间，挥发性化合物被吸附在SPME纤维（65μm聚（二甲基硅氧烷）/DVB）（美国PA贝尔丰特Supelco公司）上。采样时间为20分钟。每天重复此过程2次。SPME纤维上脱吸掉的挥发性化合物被直接用GC采样。挥发物使用配备有熔融石英毛细管柱5-HP（5m×0.25mm)的GC HP-6890（美国MD洛克维尔惠普公司）分析。烘箱温度最初设定在的温度下1.5分钟，然后以升温至。正宗的标准被用于挥发性化合物的鉴定。通过每一个确定的复合曲线的整合区域下进行量化过程。
统计学分析
实验根据完全随机设计来进行。本实验数据的方差分析（ANOVA）使用NCSS统计分析系统进行处理。天然的挥发性化合物和水果质量的储藏时间（腐烂，TSS，TA，水果颜色，芳香化合物）和酚类化合物、花青素及其抗氧化能力通过Fischer测试评估。数据方法之间的差异用最少显着性差异（LSD）进行了比较。差异在p≤0.05被认为是显著的。
结果和讨论
整体质量和腐烂指数
图1显示了草莓抗菌化合物对整体质量和腐烂的影响。未经处理的草莓与用乙醇、MJ-ETOH 和 MJ处理的草莓相比，在储藏期间的整体质量不断下降，草莓有很短的保质期，主要是由于其相对较高的水含量，较高的代谢活性，对微生物霉菌和腐烂的敏感性。我们实验中的控制水果在达到了限制的6天保质期。MJ- ETOH的结合物是在储藏期间保持草莓的整体质量最有效的处理物。这种处理方法下处理的草莓能保持可接受的质量达11天，这是延长储藏期5天以上的控制水果。
未经处理的草莓在储藏5天后腐烂指数开始迅速增加（图1b）。的存储，用MJ或MJ+ETOH处理的浆果在储藏7天后显示有轻微腐烂。MJ-ETOH的组合物能非常有效地抑制草莓的真菌腐烂。用乙醇本身处理没有用MJ或者和MJ的结合物有效。茉莉酸甲酯已被证明能诱导应激蛋白的合成和表达，如热休克蛋白和发病机理相关蛋白，从而使对病原体的抵抗力增加和降低腐烂发生率。
乙醇已被证明能有效控制检疫性害虫，如叶螨和大肠杆菌。在环境温度下使用乙醇蒸气的这些研究，用乙醇浸渍结合高温能杀死昆虫和螨类。Buta and Moline证明，MJ能延长鲜切芹菜和辣椒的储藏保质期和减少微生物的污染。有报道说MJ只有当浓度相对较高时才能抑制细菌的生长，如使用的1×10-3 M。茉莉酸及其衍生产物，如MJ，已被描述为能刺激伤口诱导和抵御相关基因表达的信号化合物，以及在许多植物的发育过程中都涉及的化合物。观察到的抑制存储在的温度下草莓的真菌腐烂表明，植物组织的固有化学防御机制能够充分激活低浓度茉莉酸和乙醇，以延长收获后商品的保质期。这些茉莉酸和乙醇可能是一个加强新鲜水果和蔬菜抵抗真菌和细菌生长的的食品安全切实可行的手段。
图1.用乙醇、茉莉酸甲酯及其组合物处理的草莓在下储藏12天后的（a）整体质量和（b）草莓腐烂指数（cv.Allstar）。数据点是三次重复的测定数据，处理水平在0.05时的LSD和时间都在图中显示出来。
总可溶性固形物和总滴定酸度
乙醇蒸气能增加储藏在（图2a）的草莓可溶性固形物总含量。然而，MJ-ETOH的组合物和MJ处理能保持总可溶性固形物与样品在实验开始时的相似水平。在贮藏期间控制样品中可溶性固形物总含量降低了。控制的TSS枯竭可以用水果和衰老过程中的高代谢来解释。相比之下，用乙醇或乙醇-MJ结合物处理的草莓的呼吸率较低，可能有助于保护组织有较高水平的碳水化合物。
图2b显示了储藏12天后抗菌化合物对可滴定酸度的影响。那些用乙醇和MJ-ETOH的组合物处理的浆果的滴定酸度（TA）较高，同时，控制浆果也显示了最低的TA值。然而，在观察评估处理的过程中，在储藏期间的最后也没有显著的差异。
高糖分和酸含量相对较高需要有良好的草莓味道。虽然并非所有含高TSS的草莓是高质量的，因为高TSS并不能保证良好的质量。Galleta等人报道说，草莓的TSS根据基因型一般从7%至12％不等。已经有报道说，果糖和葡萄糖是草莓中两种主要糖分，TSS中超过65％都由这两种糖组成。
图2.用乙醇、茉莉酸甲酯及其组合物处理的草莓在下储藏12天后的（a）可溶性固形物含量和（b）滴定酸度（cv.Allstar）。数据点是三次重复的测定数据，处理水平在0.05时的LSD和时间都在图中显示出来。
颜色
不同的处理间，肤色参数L?没有显著的差异（表1）。然而，C?和色相角的颜色值有所不同。用MJ或MJ-ETOH处理的水果中，与控制和用乙醇处理的相比，发现C?值最高，这表明这样处理的浆果与用其他方法处理的有更加强烈的颜色。包括苹果和芒果等其他水果用MJ处理能保留或促进果实的颜色已经被报道了。
表1.在下储藏11天后天然抗菌化合物对草莓果实颜色的影响
花青素是草莓目前的主要成分。我们观察到处理的水果花青素总含量的差异（图3a）。这可能是草莓果肉内部花青素含量增加的结果。外部和内部组织的花青素变化可能不是必要的，这和不同处理方法的反应是类似的。例如，较高的二氧化碳能降低草莓内部组织的花青素，而对外部组织的花青素没有丝毫影响。这些色素在不同品种的草莓组织中的分布并不均匀。草莓内部“芳香”和“Diamante”的颜色大多是白色的，而“Selva”是淡红色的。
花青素总含量和总酚类化合物
这些抗菌剂和储藏期对花青素总含量有着显著影响。正如图3a观察到的，在所有的处理中，花青素含量不断下降。然而用乙醇蒸气处理的水果花青素含量下降速率较高。用MJ-ETOH结合物处理的草莓显示，在储藏期最后达到了最高值。
图3b显示了抗菌化合物对草莓总酚类化合物的影响。使用挥发物处理的浆果，在下储藏第5天后，观察到总酚类化合物急剧增加。随后，图中展示了这些处理水果的总酚类化合物的减少。未经处理的浆果在储藏期间显示的是最低值。这两种处理方法和储藏期表明对草莓总酚类化合物含量有显著影响。对草莓的红色有主要影响的花青素苷类是pelargonidin 3-glucoside和cyanidin 3-glucoside。花青素的抗氧化能力，可能是其最显著的生物学特性之一。因此，重要的是在储藏期和保质期要将这些化合物保持在较高水平。
图3.用乙醇、茉莉酸甲酯及其组合物处理的草莓在下储藏12天后的（a）花青素总含量和（b）酚类化合物总含量（cv.Allstar）。数据点是三次重复的测定数据，处理水平在0.05时的LSD和时间都在图中显示出来。
氧自由基吸收能力（ORAC）检测法
在这项研究中，我们发现抗菌素对草莓的氧自由基吸收能力有显著影响（图4）。控制浆果贮藏在温度下ORAC值会改变。然而，在用MJ，MJ-ETOH和乙醇处理的草莓，观察到ORAC值显著增加。产生这种差异的解释之一是可能与酚类化合物总含量的差异有关。用MJ处理的草莓导致酚类化合物总含量显著增加（图3b）。然而，尽管那些用MJ处理的浆果的抗氧化性是最高的，用MJ-ETOH结合处理在延长保质期上是最有效的（图1）。看来用MJ和ETOH处理的草莓在保持质量而不是保持较高的抗氧化性上，有加成的效果。这些化合物可能的动作模式当在单独或组合应用时需要进行调查。
图4.用乙醇、茉莉酸甲酯及其组合物处理的草莓在下储藏12天后的抗氧化能力（cv.Allstar）。数据点是三次重复的测定数据，处理水平在0.05时的LSD和时间都在图中显示出来。
挥发性化合物
抗菌剂处理对草莓挥发性化合物有显著影响（图5）。尽管个别挥发性化合物根据处理的不同受到的影响程度也不同，用乙醇和MJ-ETOH处理的浆果，产生的这些挥发物含量一般较高。己酸乙酯，乙酸甲酯，乙酸丁酯是影响最严重的化合物。用乙醇和乙醇-MJ处理后，在贮藏期间乙酸甲酯，乙酸丁酯，乙酸异戊酯的含量稳步增加。只有在控制水果里，甲基己酸和己酯才有最高值。在所有的处理中，观察到己酸甲酯持续下降。用MJ-ETOH、MJ和乙醇处理中，在储藏末期，3-己烯乙酸增加了。
图5.用乙醇、茉莉酸甲酯及其组合物处理的草莓在下储藏12天后Allstar草莓的主要香气成分。数据点是两次重复的测定数据，处理水平在0.05时的LSD和时间都在图中显示出来。
草莓典型的香味不仅来自一个或几个影响挥发性香气的化合物，更多的是众多呈现一定的浓度的挥发物，特别是达到平衡的结果。因此，草莓的香气是许多芳香族成分的综合感知的结果。虽然有超过360个化合物已被确定与草莓的香气有关，但只有少数挥发性化合物（主要是甲基和乙基酯）似乎对草莓香气有重要贡献。一般说来，挥发性的酯，有助于增加储藏期间的香气。我们的研究发现，天然挥发性化合物对产生这些挥发性物质有显著影响。用MJ-ETOH或乙醇处理的草莓在下储藏期间产生较高水平含量的甲基或乙基酯。Pelayo等人表明，草莓贮藏期间的贮藏温度能影响香气化合物的产生。除了储存温度，其他的因素，例如成熟度，贮存的气氛和光照也被证明对草莓挥发性香气化合物的产生有影响。
总之，本文提出的数据表明，用MJ和ETOH处理能显著影响草莓的抗氧化能力，花青素，酚类化合物，挥发性化合物和整体质量。茉莉酸甲酯大大提高了草莓的抗氧化能力，MJ-ETOH的组合物进一步延长了水果的保质期。
致谢：在此衷心感谢Heloisa Filgueiras，David Spaulding，Hilarine Repace和Humberto Gonz′alez-R′?os对于技术和统计的援助。
茉莉酸甲酯与乙醇一起，能增加抗氧化能力，挥发性化合物和草莓的贮藏时间.doc
