《Agriculture》:Postharvest Performance of Purple and Green Near-Isogenic Peppers (Capsicum annuum) During Storage
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花色苷积累已被认为与番茄延长货架期和改善采后品质相关;然而,在辣椒中是否也存在类似效应尚不清楚。因此,本研究考察了紫色与绿色近等基因系辣椒(Capsicum annuum)在10 °C和25 °C下贮藏六周期间,其经济成熟期和生物学成熟期的采后表现。通过分光光
花色苷积累已被认为与番茄延长货架期和改善采后品质相关;然而,在辣椒中是否也存在类似效应尚不清楚。因此,本研究考察了紫色与绿色近等基因系辣椒(Capsicum annuum)在10 °C和25 °C下贮藏六周期间,其经济成熟期和生物学成熟期的采后表现。通过分光光度法和高效液相色谱法(HPLC)评价了物理品质性状、抗氧化相关参数、单体酚类化合物及果实腐烂情况。贮藏温度和贮藏时间显著影响果实品质,较高温度加速了失重和软化。在25 °C下,紫色果实比绿色果实表现出更大的失重,而绿色果实的硬度下降更为显著,尽管绿色与紫色果实之间的硬度差异不显著。相比之下,紫色表型显示出独特的植物化学特征,具有更高的总酚和类黄酮含量、花色苷积累以及抗氧化能力。HPLC分析显示,单体酚类化合物随果实颜色、贮藏时间和温度的变化而改变。在25 °C下出现自然腐烂,但未检测到果实颜色对腐烂率的总体影响。这些结果表明,与紫色番茄不同,辣椒中的花色苷积累并不一定赋予一致的货架期优势,而更多可能与更具优势的植物化学特性及抗氧化特性相关。
辣椒(Capsicum annuum L.)是重要的园艺作物,具有高营养和植物化学价值,但其果实采后损失严重,甜椒年损失估计高达25%–40%。失水、冷害、软化、可溶性固形物与酸度变化以及微生物腐烂会逐渐降低果实可售性,其中失水和冷害是影响消费者接受度的主要生理因素。贮藏温度是决定辣椒货架期的关键因子,高温加速失水和软化,而低于最适温度又可能引起冷害。此外,果实内部生化组成受基因型和成熟期影响,也参与采后表现调控。花色苷因具有抗氧化特性并参与逆境响应而受到关注。在番茄中,花色苷积累已被证实可延长货架期、延缓过熟并降低灰霉病感病性;但在辣椒中,花色苷是否具有类似效应尚不清楚。紫色辣椒的花色苷主要在外果皮外层细胞积累,而外果皮组织直接涉及失水、机械完整性和微生物互作。因此,本研究旨在探究紫色辣椒是否具有更优的采后性能及其与花色苷积累的关系。
研究人员以匈牙利Szentes温室中由Gábor Csilléry维持的樱桃椒(Capsicum annuum var. cerasiforme)近等基因系(NILs)为材料。紫色和绿色果实分别于经济成熟期(30 dpa)和生物学成熟期(60 dpa)采收,表面消毒后置于10 °C和25 °C暗处贮藏6周。研究采用分光光度法测定铁离子还原/抗氧化能力(FRAP)、总酚含量(TPC)、总黄酮含量(TFC)和总单体花色苷含量(TMA);采用高效液相色谱(HPLC)分析单体酚类、花色苷和维生素C;使用质构仪、pH计和折光仪测定果实硬度、pH和可溶性固形物(°Brix);对腐烂果实中的微生物进行分离培养,并通过16S rRNA和ITS测序进行分子鉴定。统计采用方差分析(ANOVA)、Tukey多重比较、Gamma广义线性模型(GLM)和Firth惩罚逻辑回归等方法。
### 3.1 贮藏期间采后物理品质的变化
通过每周测定硬度和失重发现,10 °C下紫色果实硬度下降24.5%,绿色果实下降15.9%;25 °C下紫色下降53.8%,绿色下降71.9%,但各贮藏时间点直接比较两种颜色果实硬度均无显著差异。失重方面,10 °C下紫色和绿色果实分别下降7.3%和7.8%;25 °C下紫色下降20.4%,绿色下降11.3%,紫色果实在第5和第6周显著高于绿色。果实pH受贮藏时间、温度和颜色显著影响,腐烂果实的pH显著高于健康果实(6.76 ± 1.12 vs 5.28 ± 0.39,p < 0.001)。可溶性固形物(°Brix)主要受果实颜色影响,红色成熟果实高于经济成熟果实。
### 3.2 贮藏期间抗氧化与植物化学物质的变化
TPC显著受贮藏时间和果实颜色影响,紫色果实初始显著高于绿色,但随着贮藏时间延长差异不再显著。TMA在紫色果实中受时间、温度及交互作用影响,10 °C下贮藏第4–6周的TMA浓度高于25 °C。FRAP受时间、温度和颜色显著影响,10 °C下高于25 °C,紫色果实整体高于绿色。TFC受时间和颜色影响,紫色果实初始较高,但仅在25 °C第5周仍显著高于绿色;红色果实(来自紫色与绿色)之间无显著差异。
### 3.3 贮藏期间单体酚类及花色苷化合物的变化
HPLC结合主成分分析(PCA)显示,四种果实颜色组明显分离,紫色果实形成独立簇,与飞燕草素衍生物(如delphinidin-3-transcoumaroylrutinoside-5-glucoside)以及芦丁、二咖啡酰葡萄糖苷等非花色苷酚类相关。热图进一步显示化合物丰度随颜色、物候期和贮藏时间变化。经Benjamini–Hochberg校正后,果实颜色显著影响25/27种化合物,贮藏时间影响22种,温度影响18种。不同非花色苷酚类响应不一致,但大多数花色苷在贮藏期间浓度下降。
### 3.4 腐烂果实中微生物的鉴定
共分离鉴定23株微生物,其中15株为丝状真菌和酵母,8株为细菌。真菌包括多种镰刀菌(Fusarium fujikuroi、F. subglutinans、F. verticillioides)、链格孢(Alternaria alternata)以及酵母类群(Meyerozyma和Pichia)。腐烂发生显著受贮藏时间和温度影响,但果实颜色无总体效应;所有腐烂果实均来自25 °C贮藏组。
讨论部分指出,高温加速失重与软化,与已有文献一致;但紫色果实失重率高于绿色,与紫色番茄中的报道相反,且花色苷未带来一致的物理保鲜优势。然而,紫色果实的植物化学特性更优,具有更高的总酚、总黄酮和抗氧化能力。花色苷积累主要与果实的营养和生物活性特性相关,而非直接改善采后物理表现。结论部分表明:与紫色番茄不同,花色苷积累不能直接赋予辣椒果实一致的货架期优势;在25 °C下紫色果实在贮藏后期表现出更大的鲜重损失,尽管绿色果实硬度下降更显著,但各时间点直接比较硬度无显著差异;未检测到果实颜色对腐烂率的总体影响。相比之下,紫色辣椒通常具有更高的总酚和类黄酮含量及更强的抗氧化能力,但受贮藏时间和温度影响。因此,辣椒中花色苷积累可能更多与维持或增强果实的营养和生物活性特性相关,而非改善其采后性能。