Effect of exogenous melatonin treatment on postharvest quality of apricot fruit through antioxidant metabolism

Subject Areas : Genetic

Parviz Malekzadeh ^{1 *} , Mehdi Sadeghi ² , Reza Sheikhakbari mehr ³

1 - Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Qom, Qom, Iran
2 - Department of Biology, Faculty of Basic Sciences, Semnan University, Iran
3 - Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Qom, Qom, Iran.

Received: 2024-10-04 Accepted : 2024-12-08 Published : 2025-06-22

Keywords: Antioxidant, Ascorbic Acid, Apricot, Total Phenol, Shelf Life. ,

Abstract :

 The apricot fruit is sensitive to chilling during storage, and melatonin is used to alleviate chilling injury. Melatonin plays a crucial role in enhancing the postharvest quality of fruits. Apricots were treated with five different concentrations of melatonin solution (0, 100, 200, 300, and 400 µmol/L) for 30 minutes and then stored for 28 days. In comparison to the control group, the optimal concentration of melatonin (300 µmol/L) significantly reduced physiological weight loss. It delayed the decline in total soluble solids (TSS), thus preserving the postharvest quality of the fruit. Exogenous melatonin has been shown to enhance antioxidant activity and reduce oxidative damage. It achieves this by inhibiting increases in cell membrane permeability, lowering the levels of malondialdehyde (MDA), and maintaining high concentrations of ascorbic acid (ASA), phenolic compounds, and flavonoids. Additionally, melatonin promotes the activity of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT). The results indicate that using exogenous melatonin effectively maintains the postharvest quality of apricot fruit and slows down senescence.

References:

Aghdam, M. S., Jannatizadeh, A., Sheikh-Assadi, M., & Malekzadeh, P. (2016). Alleviation of postharvest chilling injury in anthurium cut flowers by salicylic acid treatment. Scientia Horticulturae, 202, 70-76.
Aghdam, M. S., Mukherjee, S., Flores, F. B., Arnao, M. B., Luo, Z., & Corpas, F. J. (2022). Functions of melatonin during postharvest of horticultural crops. Plant and Cell Physiology, 63(12), 1764-1786.
Ali, M., Raza, M. A., Li, S., Zhou, L., Huan, C., Shuling, S., & Zheng, X. (2021). 1-MCP regulates ethanol fermentation and GABA shunt pathway involved in kiwifruit quality during postharvest storage. Horticultural Plant Journal, 7(1), 23-30.
Babalar, M., Pirzad, F., Sarcheshmeh, M. A. A., Talaei, A., & Lessani, H. (2018). Arginine treatment attenuates chilling injury of pomegranate fruit during cold storage by enhancing antioxidant system activity. Postharvest Biology and Technology, 137, 31-37.
Bhardwaj, R., Pareek, S., Saravanan, C., & Yahia, E. M. (2022). Contribution of pre-storage melatonin application to chilling tolerance of some mango fruit cultivars and relationship with polyamines metabolism and γ-aminobutyric acid shunt pathway. Environmental and Experimental Botany, 194, 104691.
Bibi, H., Haroon, U., Farhana, Kamal, A., Akbar, M., Anar, M., Batool, S. S., Bilal, A., Jabeen, H. and Ahmed, J. (2023). Impact of bacterial synthesized nanoparticles on quality attributes and postharvest disease control efficacy of apricot and loquat. Journal of Food Science, 88(9), 3920-3934.
Cao, S., Shao, J., Shi, L., Xu, L., Shen, Z., Chen, W., & Yang, Z. (2018). Melatonin increases chilling tolerance in postharvest peach fruit by alleviating oxidative damage. Scientific reports, 8(1), 806.
Chen, G., Hou, Y., Zheng, Y., & Jin, P. (2022). 2, 4-epibrassinolide enhance chilling tolerance of loquat fruit by regulating cell wall and membrane fatty acid metabolism. Scientia Horticulturae, 295, 110813.
Deng, L.-Z., Pan, Z., Zhang, Q., Liu, Z.-L., Zhang, Y., Meng, J.-S., Gao, Z.-J., & Xiao, H.-W. (2019). Effects of ripening stage on physicochemical properties, drying kinetics, pectin polysaccharides contents and nanostructure of apricots. Carbohydrate polymers, 222, 114980.
Dou, J., Wang, J., Tang, Z., Yu, J., Wu, Y., Liu, Z., Wang, J., Wang, G., & Tian, Q. (2022). Application of exogenous melatonin improves tomato fruit quality by promoting the accumulation of primary and secondary metabolites. Foods, 11(24), 4097.
El-Mogy, M. M., Ali, M. R., Darwish, O. S., & Rogers, H. J. (2019). Impact of salicylic acid, abscisic acid, and methyl jasmonate on postharvest quality and bioactive compounds of cultivated strawberry fruit. Journal of Berry Research, 9(2), 333-348.
Fan, S., Li, Q., Feng, S., Lei, Q., Abbas, F., Yao, Y., Chen, W., Li, X., & Zhu, X. (2022). Melatonin maintains fruit quality and reduces anthracnose in postharvest papaya via enhancement of antioxidants and inhibition of pathogen development. Antioxidants, 11(5), 804.
Fan, T. T., Zhang, J., Cao, J. X., Xia, M. H., Wang, T., & Cao, S. (2022). Effects of resveratrol treatment on quality and antioxidant properties of postharvest strawberry fruit. Journal of food Biochemistry, 46(8), e14176.
Gao, H., Zhang, Z., Lv, X., Cheng, N., Peng, B., & Cao, W. (2016). Effect of 24-epibrassinolide on chilling injury of peach fruit in relation to phenolic and proline metabolisms. Postharvest Biology and Technology, 111, 390-397.
Gurrieri, F., Audergon, J.-M., Albagnac, G., & Reich, M. (2001). Soluble sugars and carboxylic acids in ripe apricot fruit as parameters for distinguishing different cultivars. Euphytica, 117(3), 183-189.
He, Z., Wen, C., & Xu, W. (2023). Effects of Endogenous Melatonin Deficiency on the Growth, Productivity, and Fruit Quality Properties of Tomato Plants. Horticulturae, 9(8), 851.
Jarerat, A., Techavuthiporn, C., Chanchomsuek, C., & Nimitkeatkai, H. (2022). Enhancement of antioxidant activity and bioactive compounds in eggplants using postharvest LEDs irradiation. Horticulturae, 8(2), 134.
Jiao, J., Jin, M., Liu, H., Suo, J., Yin, X., Zhu, Q., & Rao, J. (2022). Application of melatonin in kiwifruit (Actinidia chinensis) alleviated chilling injury during cold storage. Scientia Horticulturae, 296, 110876.
Kiralan, M., & Ketenoglu, O. (2022). Apricot (Prunus armeniaca L.) kernel: a valuable by-product. In Mediterranean Fruits Bio-wastes: Chemistry, Functionality and Technological Applications (pp. 547-558). Springer.
Liang, C., Cui, X., Sun, C., Ye, S., Huang, N., Chen, R., Zhang, A., Yang, Y., Gong, H., & Sun, S. (2023). Synergistic and antagonistic effects of preharvest salicylic acid and postharvest 1-methylcyclopropene treatments on the storage quality of apricot. Food Chemistry, 405, 134764.
Liu, L., Huang, A., Wang, B., Zhang, H., Zheng, Y., & Wang, L. (2024). Melatonin mobilizes the metabolism of sugars, ascorbic acid and amino acids to cope with chilling injury in postharvest pear fruit. Scientia Horticulturae, 323, 112548.
Liu, X., Wei, L., Miao, C., Zhang, Q., Yan, J., Li, S., Chen, H., & Qin, W. (2024). Application of exogenous phenolic compounds in improving postharvest fruits quality: Classification, potential biochemical mechanisms and synergistic treatment. Food Reviews International, 40(6), 1776-1795.
Malekzadeh, P. (2024). The effect of melatonin treatment in improving the antioxidant system and increasing the shelf life of post-harvesting of bell peppers (Capsicum annuum L.). Journal of Environmental Science Studies, 8(4), 7218-7232.
Malekzadeh, P. (2022). The effect of folic acid treatment on the post-harvest life of cucumber through influencing the activity of enzymes involved in the biosynthesis of proline, polyamine, and chlorophyll-degradation. Journal of Plant Environmental Physiology, 17; 67:126-139.
Mastilović, J., Kevrešan, Ž., Milović, M., Kovač, R., Milić, B., Magazin, N., Plavšić, D., & Kalajdžić, J. (2022). Effects of ripening stage and postharvest treatment on apricot (Prunus armeniaca L.) cv. NS4 delivered to the consumers. Journal of Food Processing and Preservation, 46(3):16399.
Meng, Z., Wang, T., Malik, A. U., & Wang, Q. (2022). Exogenous isoleucine can confer browning resistance on fresh-cut potato by suppressing polyphenol oxidase activity and improving the antioxidant capacity. Postharvest Biology and Technology, 184:111772..
Molla, S. M. H., Rastegar, S., Omran, V. G., & Khademi, O. (2022). Ameliorative effect of melatonin against storage chilling injury in pomegranate husk and arils through promoting the antioxidant system. Scientia Horticulturae, 295, 110889.
Nahar, K., Hasanuzzaman, M., Alam, M. M., & Fujita, M. (2015). Exogenous glutathione confers high temperature stress tolerance in mung bean (Vigna radiata L.) by modulating antioxidant defense and methylglyoxal detoxification system. Environmental and Experimental Botany, 112, 44-54.
Peng, J., Zhu, S., Lin, X., Wan, X., Zhang, Q., Njie, A., Luo, D., Long, Y., Fan, R., & Dong, X. (2023). Evaluation of Preharvest Melatonin on Soft Rot and Quality of Kiwifruit Based on Principal Component Analysis. Foods, 12(7), 1414.
Sati, H., Khandelwal, A., & Pareek, S. (2023a). Effect of exogenous melatonin in fruit postharvest, crosstalk with hormones, and defense mechanism for oxidative stress management. Food Frontiers.
Sati, H., Khandelwal, A., & Pareek, S. (2023b). Effect of exogenous melatonin in fruit postharvest, crosstalk with hormones, and defense mechanism for oxidative stress management. Food Frontiers, 4(1), 233-261.
Shahbazi, S., Hatamnia, A. A., & Malekzadeh, P. (2023). Effect of Melatonin Treatment on Post-Harvest Life of Broccoli during Storage. Journal of Vegetables Sciences, 6(2).
Shang, F., Liu, R., Wu, W., Han, Y., Fang, X., Chen, H., & Gao, H. (2021). Effects of melatonin on the components, quality and antioxidant activities of blueberry fruits. LWT, 147, 111582.
Shekari, A., Naghsiband Hassani, R., Soleimani Aghdam, M., Rezaii, M., & Janatizadeh, A. (2023). The effect of postharvest treatments of melatonin and γ-aminobutyric acid on improving antioxidant activity and reducing browning of fresh cut button mushroom (Agaricus bisporus) during cold storage. Journal of Plant Production Research, 29(4), 45-61.
Song, L., Tan, Z., Zhang, W., Li, Q., Jiang, Z., Shen, S., Luo, S., & Chen, X. (2023). Exogenous melatonin improves the chilling tolerance and preharvest fruit shelf life in eggplant by affecting ROS-and senescence-related processes. Horticultural Plant Journal, 9(3), 523-540.
Varlı Yunusoğlu, S., & Ekinci, N. (2023). The Effect of Post-Harvest Salicylic Acid and Modified Atmosphere Packaging Treatments on the Storage of ‘Roxana’Apricots. Erwerbs-Obstbau, 1-9.
Wang, D., Li, D., Xu, Y., Li, L., Belwal, T., Zhang, X., & Luo, Z. (2021). Elevated CO2 alleviates browning development by modulating metabolisms of membrane lipids, proline, and GABA in fresh-cut Asian pear fruit. Scientia Horticulturae, 281, 109932.
Wang, F., Zhang, X., Yang, Q., & Zhao, Q. (2019). Exogenous melatonin delays postharvest fruit senescence and maintains the quality of sweet cherries. Food Chemistry, 301, 125311.
Wang, M., Li, Y., Li, C., Xu, H., Sun, T., & Ge, Y. (2023). Melatonin induces resistance against Penicillium expansum in apple fruit through enhancing phenylpropanoid metabolism. Physiological and Molecular Plant Pathology, 102082.
Wang, X., Gu, S., Chen, B., Huang, J., & Xing, J. (2017). Effect of postharvest l-arginine or cholesterol treatment on the quality of green asparagus (Asparagus officinalis L.) spears during low temperature storage. Scientia Horticulturae, 225, 788-794. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.07.058
Wang, Z., Pu, H., Shan, S., Zhang, P., Li, J., Song, H., & Xu, X. (2021). Melatonin enhanced chilling tolerance and alleviated peel browning of banana fruit under low temperature storage. Postharvest Biology and Technology, 179, 111571.
Yilmaz, N., Islek, F., Cavusoglu, S., Nečas, T., Ondrášek, I., & Ercisli, S. (2023). Effect of exogenous essential oil treatments on the storage behaviour of apricot fruit harvested at different altitudes. Folia Horticulturae.
Zhang, L., Chen, F., Lai, S., Wang, H., & Yang, H. (2018). Impact of soybean protein isolate-chitosan edible coating on the softening of apricot fruit during storage. LWT, 96, 604-611.
Zhang, Y., Tang, H., Lei, D., Zhao, B., Zhou, X., Yao, W., Fan, J., Lin, Y., Chen, Q., & Wang, Y. (2023). Exogenous melatonin maintains postharvest quality in kiwiberry fruit by regulating sugar metabolism during cold storage. LWT, 174, 114385.
Zhang, Y., Zhu, X., Ma, H., Ren, X., Shi, H., Liu, Z., & Liang, J. (2023). Exogenous glucose reduces the incidence of black rot disease in apricot (Prunus armeniaca L.) by regulating energy metabolism and ROS. Scientia Horticulturae, 313, 111903.

Full-Text:



 

 

 

Effect of exogenous melatonin treatment on postharvest quality

of apricot fruit through antioxidant metabolism

 

Parviz Malekzadeh¹*    , Mehdi Sadeghi²   , Reza Sheikh Akbari-Mehr¹

1 Associate Professor, Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Qom, Qom, Iran,

  Email: [e-mail]

2 Assistant Professor, Department of Biology, Faculty of Sciences, Semnan University, Semnan, Iran.Email: [e-mail]  

3 Assistant Professor, Department of Biology, Faculty of Sciences, University of Qom, Qom, Iran.Email: [e-mail]  

Article type:		Abstract
Research article           Article history Received:04.10.2024 Revised:27.11.2024 Accepted:08.12.2024 Published:22.06.2025         Keywords Antioxidant Ascorbic Acid Apricot Total Phenol Shelf Life		The apricot fruit is sensitive to chilling during storage, and melatonin is used to alleviate chilling injury. Melatonin plays a crucial role in enhancing the postharvest quality of fruits. Apricots were treated with five different concentrations of melatonin solution (0, 100, 200, 300, and 400 µmol/L) for 30 minutes and then stored for 28 days. In comparison to the control group, the optimal concentration of melatonin (300 µmol/L) significantly reduced physiological weight loss. It delayed the decline in total soluble solids (TSS), thus preserving the postharvest quality of the fruit. Exogenous melatonin has been shown to enhance antioxidant activity and reduce oxidative damage. It achieves this by inhibiting increases in cell membrane permeability, lowering the levels of malondialdehyde (MDA), and maintaining high concentrations of ascorbic acid (ASA), phenolic compounds, and flavonoids. Additionally, melatonin promotes the activity of antioxidant enzymes such as superoxide dismutase (SOD) and catalase (CAT). The results indicate that using exogenous melatonin effectively maintains the postharvest quality of apricot fruit and slows down senescence.
Cite this article as: Malekzadeh, P., Sadeghi, M., Sheikh Akbari-Mehr, R. (2025). Effect of exogenous melatonin treatment on postharvest quality of apricot fruit through antioxidant metabolism. Journal of Plant Environmental Physiology, 78: 23-38.
	©The author(s) Publisher: Islamic Azad University, Gorgan branch DOI: https://doi.org/10.71890/IPER.2025.1185898

 

 

 

تأثیر تیمار ملاتونین برونزاد بر کیفیت پس از برداشت میوه زرد آلو از طریق 

متابولیسم آنتی‌اکسیدانی

 

پرویز ملک‌زاده1*     ، مهدی صادقی2      ، رضا شیخ اکبری مهر1

1 دانشیار گروه زیست­شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم، ایران، رایانامه:  [e-mail]

2  استادیار گروه زیست­شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه سمنان، سمنان، ایران. رایانامه: [e-mail]  

3  استادیار گروه زیست­شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه قم، قم، ایران. رایانامه: [e-mail]

نوع مقاله: مقاله پژوهشی     تاریخ دریافت: 13/07/1403 تاریخ بازنگری: 07/09/1403 تاریخ پذیرش: 18/09/1403 تــاریخ چاپ:01/04/1404       واژه‌های کلیدی: آسکوربیک اسید آنتی اکسیدان زردآلو فنل کل ماندگاری	چکيده
	میوه زردآلو حساس به سرمازدگی در طول انبارمانی می‌باشد. ملاتونین برای تسکین سرمازدگی مورد استفاده قرار می‌گیرد.  در تحقیق حاضر میوه‌های زرد آلو با چهار غلظت مختلف محلول ملاتونین (صفر، 100، 200، 300 و 400 میکرومول بر لیتر) به مدت 30 دقیقه تیمار و به مدت 28 روز نگهداری شدند. در مقایسه با گروه شاهد، غلظت بهینه ملاتونین (300 میکرومول بر لیتر) باعث کاهش قابل توجه و کاهش وزن فیزیولوژیک شد و همچنین تیمار ملاتونین روند کاهش مواد جامد محلول کل (TSS) را به تأخیر انداخت و در نتیجه کیفیت میوه‌های پس از برداشت را حفظ کرد. ملاتونین برونزاد باعث افزایش فعالیت آنتی‌اکسیدانی و کاهش آسیب اکسیداتیو میوه از طریق مهار افزایش نفوذپذیری غشای سلولی، کاهش محتوای مالون‌دی‌آلدئید (MDA)، حفظ محتوای بالای اسید آسکوربیک (AsA)، ترکیبات فنولی و فلاونوئیدها و افزایش فعالیت آنزیم‌های سوپراکسید دیسموتاز (SOD)، کاتالاز (CAT) شد. این یافته‌ها نشان می‌دهد که کاربرد ملاتونین برونزاد در در حفظ کیفیت پس از برداشت میوه زرد آلو و تأخیر در پیری مؤثر است.
استناد: ملک‌زاده، پرویز؛ صادقی، مهدی؛ شیخ اکبری مهر، رضا. (1404). تأثیر تیمار ملاتونین برونزاد بر کیفیت پس از برداشت میوه زرد آلو از طریق متابولیسم آنتی‌اکسیدانی. فیزیولوژی محیطی گیاهی، 78: ۳۸-۲۳.
	ناشر: دانشگاه آزاد اسلامی گرگان © نویسندگان.	DOI: https://doi.org/10.71890/IPER.2025.1185898

 

مقدمه

میوه زرد آلو (Prunus armeniaca)، یک میوه هسته‌دار است که بومی مناطق آسیای مرکزی و شرقی، به جنس پرونوس (Prunus) به خانواده رُزآسه (Rosaceae) تعلق دارد و یک گیاه چندساله درختی است. در ایران، درخت زرد آلو یک درخت پرکشت با حدود 19 رقم مختلف است و تولید آن در سال 2023 بیش از 630،000 تن بوده است و در استانهای آذربایجان‌شرقی، آذربایجان‌غربی، کردستان و همدان بیشتر کشت را دارد. بر اساس مطالعات اخیر، میوه زرد آلو بسیار مغذی بوده و مقدار قابل توجهی از ترکیبات فنولی و کاروتنوئیدها را در خود دارد . همچنین، این میوه منبع خوبی از فیبر رژیمی است. در مطالعه ای نشان داده شد که گوشت میوه زرد آلو زرد غنی از ترکیبات فنولی، اسید آسکوربیک، کاروتنوئیدها و فلاونوئیدها است. مطالعات نشان داده‌اند که میوه زرد آلو اثرات سودمندی دارد، از جمله خواص ضد سرطانی، ضد پیری، پتانسیل ضد افسردگی، ضد میکروبی و ضد التهابی، و محافظت کبدی دارد (Peng et al., 2023). در سال‌های اخیر، میوه زرد آلو به دلیل طعم و ارزش غذایی و میزان بالای خانواده ویتامین‌ب منحصربفرد خود در بازار میوه محبوبیت یافته است. بازار جهانی شاهد نرخ رشد سالانه چشمگیر 15-20% در تقاضا برای میوه زرد آلو بوده است که نشان دهنده پتانسیل بازار قابل توجه آن است (Chen et al., 2022).

        میوه کلیماکتریک، به طور معمول در مرحله پس از برداشت به سرعت وارد مرحله پیری می‌شوند، همراه با شروع از دست دادن آب و چروکیده شدن که به طور جدی ارزش تجاری آن‌ها را تحت تأثیر قرار می‌دهد. گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) نقش مهمی در پیری میوه در طول نگهداری پس از برداشت ایفا می‌کنند. در طول رسیدن میوه، تجمع ROS به طور مستقیم به سلول‌ها آسیب می‌رساند و کیفیت میوه را کاهش می‌دهد. مطالعات نشان داده‌اند که ROS در طول رسیدن میوه هلو تجمع می‌یابند و با شدت تنفس به طور مثبت همبستگی دارند. در گیلاس شیرین، محتوای رادیکال پراکسید هیدروژن (H2O2) و آنیون سوپراکسید با گذشت زمان نگهداری افزایش یافته و محتوای MDA نیز افزایش یافته است که باعث افزایش نفوذپذیری غشای سلولی شده است. از دست دادن یکپارچگی غشا و افزایش سطوح MDA در میوه موز و کیوی تحت استرس اکسیداتیو در طول نگهداری نیز با تجمع بیش از حد ROS مرتبط بوده است (He et al., 2023). در همین حال، آسیب اکسیداتیو منجر به ایجاد حفره، قهوه‌ای شدن و از دست دادن آب در سطح میوه لیمو می‌شود. این نتایج نشان می‌دهند که استرس اکسیداتیو منجر به تجمع ROS و مرتبط با فرآیند پیری میوه است. برای کاهش آسیب اکسیداتیو ناشی از ROS، برخی میوه‌ها ROS را از طریق سیستم‌های آنتی‌اکسیدانی آنزیمی و غیرآنزیمی مهار می‌کنند (Malekzadeh et al., 2022).

        تیمار آرگون تحت فشار پوشیده شده با نانوسیلیکا، محتوای اسید آسکوربیک و گلوتاتیون را در سطح بالا نگه داشته و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی را افزایش داده، که آسیب اکسیداتیو را از طریق پاکسازی ROS کاهش می‌دهد. کاربرد پروآنتوسیانیدین‌های برون‌زا می‌تواند با افزایش آنتی‌اکسیدان‌های آنزیمی و غیرآنزیمی، تولید ROS را در میوه‌های موز پس از برداشت را به حداقل برساند. بنابراین، میوه‌های رسیده با فعالیت بالاتر مواد آنتی‌اکسیدانی و آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی می‌توانند عمر نگهداری میوه‌ها را طولانی‌تر کرده و کیفیت آن‌ها را برای مدت طولانی‌تری حفظ کنند (S. Fan et al., 2022).

        ملاتونین یک ماده کوچک زیست فعال است که دارای چندین عملکرد فیزیولوژیکی است. برای اولین بار، ملاتونین در جانوران یافت شد، اما آزمایشات بعدی نشان داد که ملاتونین همچنین در گیاهان وجود دارد و در طول فرایند رشد و توسعه بذرهای گیاهی دخالت دارد. در سال‌های اخیر، محققان دریافته‌اند که ملاتونین با مهار سنتز اتیلن، کاهش نرخ تنفس میوه، پاکسازی رادیکال‌های آزاد و افزایش ظرفیت آنتی اکسیدانی، موجب حفظ میوه‌های پس از برداشت می‌شود (Jiao et al., 2022; Malekzadeh, 2024; Molla et al., 2022; Sati et al., 2023a). تیمار میوه پاپایا در غلظت‌های مختلف محلول‌های ملاتونین نشان داد که غلظت‌های خاص ملاتونین بر رسیدن میوه‌های پاپایا نقش داشته و با تقویت مکانیسم‌های آنتی‌اکسیدانی و دفاعی، کیفیت میوه‌های پاپایا را بهبود داد (S. Fan et al., 2022). تیمار میوه‌ فلفل دلمه‌ای با محلول100 میکرومول برلیتر ملاتونین به مدت 30 دقیقه ، فعالیت آنزیم‌های کاتالاز، سوپراکسید دیسموتاز، آسکوربات پراکسیداز و گلوتاتیون ردوکتاز را افزایش داد و محتوای پراکسید هیدروژن (H2O2) و آنیون سوپراکسید و مالون‌دی‌آلدهید را کاهش داد (Malekzadeh, 2024). بنابراین، سیستم‌های آنتی‌اکسیدانی و دفاعی فلفل دلمه‌ای بهبود یافت تا کیفیت آنها حفظ شده و مقاومت آنها در برابر بیماری‌ها افزایش یابد. همچنین، Dou و همکاران گزارش کردند که کاربرد 100 میکرومول ملاتونین، بیان ژن RBOH را مهار کرده و فعالیت آنزیم‌های سوپراکسید دیسموتاز و ظرفیت پاکسازی رادیکال DPPH را افزایش داده است (Dou et al., 2022). مطالعات مختلف نشان داده اند که ملاتونین به‌طور قابل توجهی رسیدن پس از برداشت، فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی را افزایش داده و روند پیری را در محصولات باغی مانند کیوی، گوجه فرنگی و سیب به تأخیر انداخته است (He et al., 2023; Peng et al., 2023; Wang et al., 2023; Yunting Zhang et al., 2023).

        با این حال، هیچ مطالعه‌ای در مورد تأثیر تیمار با ملاتونین (MT) بر کیفیت پس از برداشت میوه زردآلو و متابولیسم فیزیولوژیکی آن انجام نشده است. بر اساس موارد ذکر شده، در این مطالعه، تأثیر غلظت‌های مختلف ملاتونین بر کیفیت پس از برداشت میوه زرد‌آلو مورد بررسی قرار گرفته است. ویژگی‌های فیزیولوژیک پس از برداشت، خصوصیات فیزیکی (شاخص قهوه‌ای شدن، وزن)، کیفیت تغذیه‌ای (اسید آسکوربیک، فنل‌های کل، فلاونوئیدها و غیره) و فعالیت آنزیم‌های آنتی‌اکسیدانی میوه زرد آلو مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته است. نتایج این مطالعه می‌تواند به عنوان مرجعی برای استفاده از ملاتونین در طول انبارداری پس از برداشت، حمل و نقل و بازاریابی میوه زرد آلو مورد استفاده قرار گیرد.

 

مواد و روش‌ها

        میوه‌های زردآلو رسیده تجاری از بازار محلی در باغ‌های دماوند در استان تهران جمع‌آوری شد. میوه‌های زردآلو مورد استفاده در مطالعه ما بین 25 تا 45 گرم وزن داشتند و حدود  3 الی 4 سانتی‌متر قطر داشتند. میوه‌های زرد آلو به منظور حذف گرد و خاک سطح میوه شسته شده و میوه‌هایی با اندازه یکسان جدا شده و میوه‌هایی که از نظر آفات، بیماری‌ها و آسیب‌های مکانیکی پوست عاری بودند انتخاب شدند.

تیمار با ملاتونین: میوه‌های زرد آلو به پنج گروه تقسیم و به مدت 30 دقیقه در آب مقطر (گروه شاهد) و محلول‌های ملاتونین با غلظت‌های صفر (شاهد)، 100، 200، 300 و 400 میکرومول بر لیتر که با آب مقطر تهیه شده بود، غوطه‌ور شدند. میوه‌های غوطه‌ور شده خارج و در یک محیط تهویه‌دار و در آزمایشگاه خشک شدند، سپس در کیسه‌های پلی‌اتیلنی 20×25 سانتی‌متر قرار داده شدند. در بین این گروه‌ها، تیمار با آب مقطر به عنوان گروه شاهد استفاده شد. نمونه‌ها در دمای 25 درجه سلسیوس و رطوبت نسبی
70-85% نگهداری شدند. نمونه‌ها به طور دوره‌ای خارج شده و رسیدن میوه در روزهای 0، 7، 14، 21 و 28 پس از تیمار مورد ارزیابی و سنجش قرار گرفت.

اندازه‌گیری میزان کاهش وزن: شش میوه زردآلو تازه از هر تکرار و از هر تیمار برای تعیین میزان کاهش وزن انتخاب شد. درصد کاهش وزن با استفاده از فرمول زیر محاسبه شد:    

100× وزن اولیه / (وزن روزانه – وزن اولیه) = درصد کاهش وزن

مواد جامد محلول کل (TSS) و مقدار pH میوه: سه میوه به طور تصادفی از هر تیمار انتخاب شدند و هسته و مغز میوه جدا و فشرده شد تا آب میوه استخراج شود. این آب میوه برای آنالیز TSS و pH مورد استفاده قرار گرفت. محتوای TSS با استفاده از رفراکتومتر PAL-1 (شرکت ATAGO، ژاپن) تعیین شد و نتایج به صورت درصد بیان شدند. مقدار pH با استفاده از pH متر M818 (شرکت آزمایشگاهی هنگ کنگ زیما، چین) تعیین شد (Varlı Yunusoğlu & Ekinci, 2023). هر تیمار با سه بار تکرار مورد سنجش قرار گرفت.

اندازه گیری محتوای رادیکال سوپراکسید (O2 –) و پراکسید هیدروژن H2O2: مقدار تولید آنیون­های سوپراکسید (O2-) و پراکسید هیدروژن (H2O2) در طی دوره انبارمانی با استفاده از روش توصیف شده توسط Cao و همکاران اندازه­گیری شد (Cao et al., 2018). پنج گرم نمونه‌ زردآلو در 5 میلی‌لیتر بافر فسفات 50 میلی‌مولار با pH7.8   همگن شدند، سپس به مدت 15 دقیقه در دور g 10000 و در دمای 4 درجه سانتی‌گراد سانتریفیوژ شدند. پس از آن، 1 میلی­لیتر مایع رویی به 1 میلی­لیتر بافر فسفات 50 میلی­مولار با pH 7.8 و 1 میلی­لیتر هیدروکسیل­آمین هیدروکلراید1 میلی­مولار اضافه شد. پس از نگهداری به مدت 1 ساعت در دمای 25 درجه­سانتی­گراد، 1 میلی­لیتر 4-آمینو بنزن سولفونیک اسید 17 میلی­مولار و 1 میلی­لیتر
α-نفتیلامین 7 میلی­مولار به مخلوط واکنش اضافه شد. سپس اتر به مخلوط اضافه شد تا اجازه دهد به دو لایه جدا شود تا از هرگونه تداخل اندازه­گیری به دلیل وجود رنگدانه­ها جلوگیری شود. جذب فاز آبی پایین‌تر و صورتی در طوم موج 530 نانومتر اندازه‌گیری شد.

        برای اندازه­گیری محتوای H2O2، 5 گرم پودر زردآلو منجمد در 5 میلی­لیتر استون از قبل خنک شده همگن شد. سپس مخلوط به مدت 15 دقیقه در دور
g 10000 در دمای 4 درجه سانتی­گراد سانتریفیوژ شد. پس از آن، یک میلی لیتر از مایع رویی به 1/0 میلی‌لیتر اسید تیتانیوم تتراکلرید هیدروکلریک اسید 10 درصد و 2/0 میلی­لیتر هیدروکسید آمونیوم اضافه شد، سپس به مدت 10 دقیقه در دور 10000 × گرم در دمای 4 درجه سانتی­گراد سانتریفیوژ شد. رسوب به دست آمده بارها با استون سرد شسته و در 3 میلی‌لیتر H2SO4 2 مولار حل شد. محتوای H2O2 با اندازه گیری جذب در طول موج 412 نانومتر تعیین شد.

اندازه گیری میزان فعالیت آنزیم­های CAT و SOD: فعالیت آنزیم‌های سوپراکسیداز دیسموتاز (SOD) و کاتالاز (CAT) با استفاده از روش کائو و همکاران تعیین شد (Cao et al., 2018).

اندازه­گیری محتوای فنل کل و فلاونوئیدها: فنول کل و فلاونوئید با استفاده از روش توصیف شده توسط ژو و همکاران اندازه‌گیری شدند (27). به طور خلاصه، 5/0 گرم زردآلو به 10 میلی­لیتر متانول 80 درصد (حجم/حجم) اضافه شد و به مدت 30 دقیقه تحت فراصوت قرار گرفت. سپس مخلوط به مدت 20 دقیقه در دور g 10000 سانتریفیوژ شد و از مایع رویی جهت آنالیز مورد استفاده قرار گرفت. مخلوط واکنش برای فنل کل شامل یک میلی لیتر مایع رویی، یک میلی­لیتر معرف Folin-Ciocalteu و 2 میلی‌لیتر Na2CO315 درصد (وزنی/حجمی) بود. سپس آب مقطر اضافه شد تا به حجم نهایی 10 میلی­لیتر برسد. جذب مخلوط واکنش پس از 1 ساعت نگهداری در دمای اتاق در طول موج 760 نانومتر اندازه­گیری شد. برای اندازه‌گیری فلاونوئید کل، 1 میلی‌لیتر مایع رویی به 1 میلی‌لیتر NaNO2  5 درصد (وزنی/حجمی) و 25/0 میلی‌لیتر 10 درصد (وزنی/حجمی) AlCl3 اضافه شد. متعاقباً، یک میلی‌لیتر NaOH  یک مولار به مخلوط واکنش اضافه شد. بعد از 5 دقیقه جذب مخلوط واکنش در طول موج 510 نانومتر اندازه­گیری شد.

اندازه‌گیری فعالیت آنزیم فنیل آلانین‌آمونیا لیاز: فعالیت آنزیم فنیل آلانین‌آمونیا لیاز (PAL) با استفاده از روش توضیح داده شده توسط گائو و همکاران با کمی تغییرات مورد سنجش قرار گرفت (Gao et al., 2016). دو گرم زردآلو با ۱۰ میلی‌لیتر بافر بورات سدیم (pH = 8.8) و ۶ گرم پلی‌وینیل‌پیرولیدون (PVP) همگن شد. پس از سانتریفیوژ با دور g۱۶,۰۰۰ به‌مدت ۱۵ دقیقه، مایع رویی جمع‌آوری شد و باقیمانده برای بار دیگر استخراج گردید. دو بخش مایع رویی به عنوان عصاره آنزیم PAL مخلوط شدند. پنج میلی‌لیتر محلول L-فنیل آلانین با 5/0 میلی‌لیتر عصاره آنزیم PAL مخلوط شده و سپس به مدت ۳۰ دقیقه در دمای ۳۷ درجه سلسیوس انکوبه شد. جذب نور سیستم واکنش در طول موج ۲۹۰ نانومتر خوانده شد. یک واحد فعالیت PAL به عنوان 01/0 تغییر جذب در ۲۹۰ نانومتر در هر دقیقه تعریف شد و واحد آن U mg⁻¹ پروتئین بود.

اندازه‌گیری فعالیت آنزیم پلی‌فنول اکسیداز (PPO): فعالیت آنزیم پلی‌فنول اکسیداز (PPO) طبق روش وانگ تعیین شد (D. Wang et al., 2021). دو گرم زردآلو با ۶ میلی‌لیتر محلول استات سدیم ۱۰۰ میلی‌مولار (pH 5.5، حاوی ۲۰ گرم در لیتر پلی‌وینیل پلی‌پیریمیدین) همگن شد و سپس به مدت ۱۵ دقیقه با دور g ۱۶,۰۰۰ سانتریفیوژ گردید. مایع رویی جمع‌آوری شد و باقیمانده برای بار دیگر استخراج شد. دو بخش مایع رویی به عنوان عصاره آنزیم PPO مخلوط شدند. عصاره آنزیم (2/0 میلی‌لیتر) به سرعت به ۳ میلی‌لیتر محلول کاتهکول ۲۰ میلی‌مولار اضافه شد و جذب نور سیستم واکنش در طول موج ۴۰۰ نانومتر خوانده شد. یک واحد فعالیت PPO به عنوان 1/0 تغییر جذب در ۴۰۰ نانومتر در هر دقیقه تعریف شد و واحد آن U mg⁻¹ پروتئین بود.

 

تحلیل آماری 

تمام تجزیه و تحلیل­های آماری با استفاده از  نرم‌افزار SPSS ورژن 25 انجام شد. داده‌های هر آنالیز تحت تجزیه و تحلیل واریانس یک‌طرفه (ANOVA) قرار گرفتند و میانگین جداسازی‌ها با آزمون کمترین تفاوت معنی‌دار (LSD) در سطح معنی‌داری 05/0p<  مقایسه شد. داده‌های ارائه شده نشان دهنده میانگین ± انحراف استاندارد است.

 

نتایج

تأثیر تیمار ملاتونین بر ظاهر میوه: تغییرات در ظاهر میوه زرد آلو نشانگر متابولیسم فیزیولوژیکی آن است که کیفیت و ارزش تجاری میوه زرد آلو را تعیین می‌کند. درجه چروکیدگی پوست میوه زرد آلو و شاخص قهوه‌ای شدن نشان دهنده تغییرات در کیفیت میوه است. میوه‌های زرد آلو تیمار شده با ملاتونین در مقایسه با شاهد ظاهر درخشان‌تری داشتند.

تأثیر تیمار ملاتونین بر مواد جامد محلول کل و pH: مواد جامد محلول کل (TSS) و اسیدیته، شاخص‌های بلوغ و کیفیت میوه بوده و نقش مهمی در طعم میوه زردآلو ایفا می‌کنند. همانطور که نتایج نشان می‌دهد؛ در طول دوره نگهداری، مواد جامد محلول میوه‌های زردآلو گروه شاهد روند کاهشی کلی نشان داد، در حالی که میوه‌های تیمار شده با ملاتونین در غلظت‌های 100 و 200 میکرومول روند کاهشی و سپس افزایشی را نشان دادند و بالاتر از گروه شاهد بودند (شکل 1). در روز 28 نگهداری، میوه‌های زردآلو تیمار شده با 300 میکرومول‌در لیتر ملاتونین بالاترین محتوای TSS را داشتند.

 

 

شکل1: درصد محتوای مواد جامد در میوه زردآلو در طول نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 28 روز.

حروف متفاوت نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار بین گروه‌های تیمار و کنترل (P< 0.05) هستند.

 

شکل 2: میزان pH در میوه زردآلو در طول نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 28 روز.

حروف متفاوت نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار بین گروه‌های تیمار و کنترل (P< 0.05) هستند.

 

 

        میزان pH میوه زردآلو در هر دو گروه شاهد و تیمار شده با ملاتونین روند افزایشی نشان داشت و مقدار pH میوه‌های تیمار شده با ملاتونین همچنان بالا باقی ماند (شکل 2). در روز 21 و 28، pH میوه‌های زردآلو تیمار شده با 300 و 400 میکرومول در لیتر ملاتونین به طور معنی‌داری بالاتر از گروه شاهد بود (۰۵/۰p <). در این مطالعه، تیمار با ملاتونین روند کاهش TSS میوه را کند کرد، افزایش pH را تشویق کرد و کیفیت میوه را حفظ کرد، و بهترین اثر در تیمار 300 میکرومول در لیتر ملاتونین مشاهده گردید.

تأثیر تیمار با ملاتونین بر نفوذپذیری غشای سلولی و محتوای مالون‌دی‌آلدهید: نفوذپذیری غشای سلولی با بررسی هدایت الکتریکی نسبی پوست میوه زردآلو برآورد شد (شکل 3). در طول 7 روز اول نگهداری، هدایت میوه‌های تیمار شده با ملاتونین در غلظت‌های 100، 200 و 400 میکرومول به طور کلی پایین‌تر از گروه شاهد بود، اما به لحاظ آماری در غلظت 200 و 400 میکرمول معنی‌دار نبود اما در غلظت 100میکرومول تفاوت معنی‌داری مشاهد شد (شکل 3). در روز 21 و 28 نگهداری، هدایت میوه‌های زردآلو تیمار شده با 300 میکرومول در لیتر ملاتونین به‌طور معنی‌داری کمتر از گروه شاهد بود.

        مالون دی آلدهید (MDA) محصول نهایی پراکسیداسیون لیپیدی در سلول‌ها است و می‌تواند به عنوان شاخصی از سطح اکسیداسیون لیپیدها استفاده شود. از شکل 3-4 می‌توان دید که محتوای MDA با رسیدن و پیری میوه افزایش می‌یابد. محتوای MDA میوه‌های تیمار شده با ملاتونین به طور معنی‌داری بالاتر از گروه شاهد بود، که در آن محتوای MDA میوه‌های زردآلو تیمار شده با 300 میکرومول در لیتر ملاتونین در کل چهار هفته انبارمانی در سطح پایین‌تری قرار داشت. می‌توان فرض کرد که تیمار با ملاتونین در غلظت 300 میکرومول تاحدودی پراکسیداسیون پوست میوه زردآلو را مهار می‌کند (شکل4).

 

 

شکل3: درصد هدایت الکتریکی در میوه زردآلو در طول نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 28 روز.

حروف متفاوت نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار بین گروه‌های تیمار و کنترل (P< 0.05) هستند.

 

 

تأثیر تیمار با ملاتونین بر محتوای اسید آسکوربیک، کل فنل‌ها و فلاونوئیدها: در طول دوره نگهداری پس از برداشت، محتوای اسید آسکوربیک میوه‌های زردآلو گروه شاهد روند کاهشی نشان داد (شکل 5)، و میوه‌های زردآلو تیمار شده با ملاتونین روندی افزایشی و سپس کاهشی در محتوای اسید آسکوربیک نشان دادند که به طور معنی‌داری بالاتر از گروه شاهد بود. این نتایج نشان داد که تیمار با ملاتونین می‌تواند سنتز اسید آسکوربیک را در مرحله اولیه افزایش دهد و تجزیه اسید آسکوربیک را در مرحله بعدی تسکین دهد تا محتوای بهتری از اسید آسکوربیک حفظ شود.

 

 

شکل4: محتوای مالون دی آلدهید در میوه زردآلو در طول نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 28 روز.

حروف متفاوت نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار بین گروه‌های تیمار و کنترل (P< 0.05) هستند.

 

 

شکل5: محتوای آسکوربیک اسید در میوه زردآلو در طول نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 28 روز.

حروف متفاوت نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار بین گروه‌های تیمار و کنترل (P< 0.05) هستند.

 

شکل 6: محتوای فنل کل در میوه زردآلو در طول نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 28 روز.

حروف متفاوت نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار بین گروه‌های تیمار و کنترل (P < 0.05) هستند.

 

        از روز 0 تا 28 انبارمانی، محتوای کل فنل‌های میوه‌های زردآلو در گروه شاهد روند کاهشی مداوم نشان داد (شکل6). محتوای کل فنل‌های میوه‌های زردآلو تیمار شده با ملاتونین در روزهای 7 و 14 کاهش یافت، سپس در غلظت 300 میکرومول به تدریج افزایش یافت و در روز 28 به اوج رسید و با گروه شاهد تفاوت معنی‌داری داشت. بالاترین محتوای کل فنل میوه‌های زردآلو تیمار شده با 300 میکرومول در لیتر ملاتونین 0926/0 میلی گرم برگرم بود. فلاونوئیدها متابولیت‌های ثانویه موجود در گیاهان با خواص آنتی اکسیدانی قوی هستند که می‌توانند رنگ و طعم میوه‌ها را تغییر دهند. در طول نگهداری، محتوای فلاونوئیدهای میوه‌های زردآلو تیمار شده با ملاتونین و گروه شاهد، 100 و 200 میکرومول در لیتر ملاتونین روندی کاهشی نشان داد (شکل7). در گروه تیمار شده با 300 و 400 میکرومول در لیتر در  روزهای 7 و14 تا حدودی ثابت ماند سپس در روزهای 21 و 28 کاهش یافت. در میوه‌های زردآلو تیمار شده با 300 و 400 میکرومول در لیتر ملاتونین، محتوای فلاونوئیدها در کل دوره بیشترین مقدار در نشان داد. براساس نتایج مشاهده شده در شکل‌های 5، 6 و 7، نتایج حاکی از آن است که تیمار با ملاتونین می‌تواند تجزیه اسید آسکوربیک و کاهش محتوای کل فنول و فلاونوئیدها را به طور مؤثری به تأخیر اندازد. در میان آنها، تیمار با 300 میکرومول در لیتر ملاتونین بهترین اثر را داشت.

 

 

شکل 7: محتوای فلاونوئیدها در میوه زردآلو در طول نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 28 روز.

حروف متفاوت نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار بین گروه‌های تیمار و کنترل (P < 0.05)  هستند.

 

شکل 8: فعالیت آنزیم کاتالاز در میوه زردآلو در طول نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 28 روز.

حروف متفاوت نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار بین گروه‌های تیمار و کنترل (P < 0.05) هستند.

 

اثر ملاتونین بر  فعالیت آنزیم‌های آنتی اکسیدان میوه: فعالیت آنزیم کاتالاز (CAT) با بلوغ میوه کاهش یافت، با این حال فعالیت CAT در میوه‌های تیمار شده با ملاتونین در طول دوره نگهداری ال حدودی بالاتر از گروه شاهد باقی ماند (شکل 8). در این میان، فعالیت CAT در میوه‌های تیمار شده با 200، 300 و 400 میکرومول بر لیتر ملاتونین در روزهای 21 و 28  به طور قابل توجهی بالاتر از گروه شاهد بود.

        فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز (SOD) در گروه شاهد و تیمار شده با ملاتونین روند کاهشی را در طول نگهداری نشان داد (شکل9). در روز 28 نگهداری، فعالیت آنزیم SOD میوه زرد آلو کمترین مقدار را در کل دوره انبارمانی نشان داد. در روزهای 7 و 14، فعالیت آنزیم SOD میوه زرد آلو در تیمار 100 و 200 میکرومول برلیتر ملاتونین به طور قابل توجهی بالاتر از گروه شاهد بود.

 

 

 

شکل 9: فعالیت آنزیم سوپراکسید دیسموتاز در میوه زردآلو در طول نگهداری در دمای 4 درجه سانتی‌گراد به مدت 28 روز.

حروف متفاوت نشان‌دهنده تفاوت‌های معنی‌دار بین گروه‌های تیمار و کنترل (P < 0.05) هستند.

 

 

بحث

        همانطور که  می‌دانیم زردآلو یک میوه آب‌میوه‌ای است، که بسیار در معرض خشک‌شدن پس از برداشت، بیماری‌ها و کوچک‌شدن پریکارپ (پوشش میوه) است (Kiralan & Ketenoglu, 2022; Yilmaz et al., 2023). در حال حاضر، روش‌های اصلی برای نگهداری میوه زردآلو شامل تیمار حرارتی، نگهداری در دمای پایین، پوشش‌های خوراکی، تیمار با نگهدارنده‌های شیمیایی و نگهداری در اتمسفر شاهد‌شده است (Deng et al., 2019; Gurrieri et al., 2001; Mastilović et al., 2022; Varlı Yunusoğlu & Ekinci, 2023; Zhang et al., 2018; Yu Zhang et al., 2023). نگهدارنده‌های شیمیایی به دلیل سهولت استفاده و آثار قابل توجه، به طور معمول در تولید و حمل و نقل میوه‌ها و سبزیجات استفاده می‌شوند. در بین نگهدارنده‌های شیمیایی گسترده‌ استفاده، کلرید کلسیم، 1-متیل سیکلوپروپن، اسید سالیسیلیک و ملاتونین هستند (Aghdam et al., 2016; Ali et al., 2021; El-Mogy et al., 2019; Liang et al., 2023; L. Liu et al., 2024). این نگهدارنده‌ها در به تعویق انداختن رسیدن و پیری میوه‌ها و سبزیجات، حفظ طعم و کیفیت تغذیه‌ای آنها و افزایش زمان نگهداری آنها موثر هستند (Sati et al., 2023b). به ویژه، ملاتونین به عنوان ماده‌ای ایمن و دوستدار محیط زیست شناخته می‌شود و به‌طور گسترده در محصولات باغبانی به عنوان یک مهارکننده رادیکال‌های آزاد و آنتی‌اکسیدان موثر استفاده می‌شود (Shang et al., 2021). در سال‌های اخیر، تعداد زیادی از مطالعات نشان داده‌اند که تیمار با ملاتونین در به تعویق انداختن پیری میوه و حفظ کیفیت میوه موثر است (Bhardwaj et al., 2022; Malekzadeh, 2024; Sati et al., 2023b; Shahbazi et al., 2023; Shekari et al., 2023).

        در این مطالعه، تیمار مناسب با ملاتونین نه تنها از دست دادن وزن، کاهش هدایت الکترونیکی و افززایش محتوای مالون دی الدهید، را به تأخیر انداخت، بلکه محتوای TSS و pH را نیز حفظ کرد. این نتایج با نتایج مشاهده‌شده در موز، گلابی، گوجه‌فرنگی و پاپایا مطابقت داشت (Dou et al., 2022; S. Fan et al., 2022; Wang et al., 2023; Wang et al., 2017). به طور کلی، این نتایج نشان می‌دهد که تیمار با ملاتونین به‌طور موثر پیری میوه زردآلو را به تأخیر می‌اندازد و حفظ ویژگی‌های کلیدی کیفیت را بهبود می‌بخشد. سفتی میوه شاخص مهمی برای ارزیابی رسیدگی و کیفیت میوه است و از دست دادن آن به دلیل تخریب دیواره‌های سلولی، پکتین یا آمیلاز در میوه‌های تازه است (Chen et al., 2022). بنابراین، فرض شده است که تیمار با ملاتونین برونزاد می‌تواند تخریب دیواره‌های سلولی، پکتین و آمیلاز در میوه‌های زردآلو نگهداری شده در دمای اتاق را مهار کند (Bibi et al., 2023). محتوای مالون‌دی‌آلدهید شاخصی است که سلامت غشا پلاسمایی و حفظ تمامیت سلول را نشان می‌دهد. همانطور که در شکل 3-4 مشاهده شد؛ میوه‌های زردآلو تیمار شده با 300 میکرومول برلیتر ملاتونین به طور موثر افزایش مالون‌دی‌آلدهید را مهار کردند. این نکته حائز اهمیت است که غلظت‌های مختلف ملاتونین اثرات متفاوتی بر محتوای مالون‌دی‌آلدهید میوه زردآلو دارند. تیمار 300 میکرومول برلیتر ملاتونین موثرترین روش برای مهار آسیب سرمازدگی و جلوگیری از پیری میوه زردآلو است، در حالی که تیمار‌های 100 1 میکرومول برلیتر ملاتونین آسیب به دیواره سلولی میوه را شتاب می‌بخشند. مطالعات نشان می‌دهند که غلظت بالای (1000 میکرومول) ملاتونین برونزاد سنتز ملاتونین درونزا در میوه‌ها را افزایش می‌دهد، که باعث تولید اتیلن و در نتیجه، پیشبرد رسیدن و پیری میوه می‌شود (Aghdam et al., 2022; Peng et al., 2023). مشابه با این، در میوه‌های موز پس از برداشت، تیمار با غلظت‌های بالای 10 میلی‌مولار ملاتونین باعث بالارفتن عامل رونویسی اتیلن ERF و پروتئین‌های وابسته به اتیلن شد و سبب تسریع پیری میوه زردآلو شد (Z. Wang et al., 2021).

        بخوبی شناخته شده است که پیری پس از برداشت میوه، شامل خسارت سلولی، از جمله پراکسیداسیون لیپید، که منجر به از دست دادن یکپارچگی غشای سلول می‌شود، که با افزایش محتوای MDA و هدایت نسبی آشکار می‌گردد (Babalar et al., 2018; X. Liu et al., 2024). در این مطالعه، تیمار ملاتونین باعث کاهش هدایت نسبی و محتوای MDA، تاخیر در کاهش اسید آسکوربیک و بهبود تجمع کل فنل‌ها و فلاوونوئیدها در میوه زرد آلو در مراحل بعدی ذخیره‌سازی شد (شکل 4 تا 9). محتوای اسید آسکوربیک، کل فنل‌ها و فلاوونوئیدها در میوه‌های زرد آلو تیمار شده با 300 میکرومول برلیتر ملاتونین در طول ذخیره‌سازی در مقایسه با سایر تیمارها به طور مداوم بالا باقی ماندند. گزارش شده است که میوه‌های نکتارین تیمار شده با 1000 میکرومول برلیتر ملاتونین سطوح بالای کل فنل‌ها و کاهش کمتر محتوای اسید آسکوربیک و فلاوونوئیدها را حفظ کردند. نتایج مشابهی در مطالعه Liu و همکاران (2024) یافت شد، جایی که غوطه‌وری میوه‌های گلابی به مدت 20 دقیقه با استفاده از 100 میلی‌مول ملاتونین باعث کاهش کمتر اسید آسکوربیک و حفظ سطوح بالای غلظت کل فنلی و کل فلاوونوئید شد (L. Liu et al., 2024). در کنار سیستم‌های آنتی اکسیدانی غیر آنزیمی، برخی از میوه‌ها سیستم‌های پاسخ آنزیمی را توسعه داده‌اند تا از صدمات اکسیداتیو پیشگیری کنند (T. T. Fan et al., 2022; Jarerat et al., 2022; Meng et al., 2022; Shekari et al., 2023).

        سیستم‌های آنتی‌اکسیدانی آنزیمی همچون کاتالاز و سوپراکسیددیسموتاز راه اصلی برای برای جاروب کردن گونه‌های فعال اکسیژن (ROS) هستند (Malekzadeh, 2024; Molla et al., 2022; Nahar et al., 2015). Fan و همکاران (2022) دریافتند که تیمارهای برونزاد ملاتونین می‌توانند عمرپس از برداشت میوه پاپایا را با افزایش فعالیت‌های SOD، CAT، POD و PPO بهبود ببخشد (S. Fan et al., 2022). همانطور که نتایج نشان داد تیمار برونزاد ملاتونین باعث افزایش فعالیت‌ SOD و CAT شد، در نتیجه تعادل متابولیکی ROS را حفظ و کیفیت میوه را حفظ کرد. در این مطالعه، ما نشان داده‌ایم که تیمار ملاتونین کاهش فعالیت‌های CAT و SOD را به تأخیر انداخته است. این نشان می‌دهد که ملاتونین ممکن است با افزایش فعالیت‌های آنزیم‌های آنتی اکسیدانی، در جاروب کردن ROS اضافی موثر باشد، و افزایش در فعالیت این آنزیم‌ها می‌تواند به حفظ یکپارچگی غشاهای پوست زرد آلو و به تأخیر پیری پوست میوه کمک کند. به طور مشابه، فعالیت‌های آنزیم‌های آنتی اکسیدانی زرد آلو تیمار شده  با 300 میکرومول برلیتر ملاتونین به طور مداوم بالاتر از سایر تیمارها بود.

        این نشان می‌دهد که تیمار ملاتونین پراکسیداسیون لیپیدی غشاء را در زرد آلو کاهش می‌دهد و در نتیجه توانایی زرد آلو برای مقابله با تنش‌ اکسیداتیو ناشی از پیری را افزایش می‌دهد. بر اساس یافته‌های این پژوهش و سایر مطالعات، ملاتونین می‌تواند به عنوان یک جاروب کننده خوب ROS عمل کند تا میوه را از آسیب اکسیداتیو محافظت کند. در نهایت، با توجه به اینکه ملاتونین در انواع فرآیندهای زیستی در ارگانیسم‌های زنده دخالت دارد و در محدوده وسیعی برای انسان کم سمیت است (Song et al., 2023; Wang et al., 2019)، ما تیمار ملاتونین را به‌عنوان راهی امیدوارکننده برای به تأخیر انداختن پیری پس از برداشت و حفظ کیفیت زرد آلو در نظر می‌گیریم.

 

نتیجه‌گیری نهایی

        این مطالعه اثربخشی تیمار ملاتونین را در به تأخیر انداختن پیری پس از برداشت میوه زرد آلو در غلظت‌های مختلف (100، 200، 300 و 400 میکرومول برلیتر) نشان می‌دهد. به ویژه، غلظت متوسط (300 میکرومول برلیتر) ملاتونین بیشترین اثر حفاظتی را نشان داده است، که نشان‌دهنده غلظت بهینه برای حفاظت پس از برداشت میوه زرد آلو است. درکل، نتایج ما نشان می‌دهد که به تأخیر انداختن پیری مشاهده‌شده با تیمار 300 میکرومول بر لیتر ملاتونین ‌می‌تواند در نتیجه مهار تخریب غشا و همچنین افزایش سیستم آنتی‌اکسیدان آنزیمی و غیرآنزیمی باشد.

 

References

Aghdam, M. S., Jannatizadeh, A., Sheikh-Assadi, M., & Malekzadeh, P. (2016). Alleviation of postharvest chilling injury in anthurium cut flowers by salicylic acid treatment. Scientia Horticulturae, 202, 70-76.

Aghdam, M. S., Mukherjee, S., Flores, F. B., Arnao, M. B., Luo, Z., & Corpas, F. J. (2022). Functions of melatonin during postharvest of horticultural crops. Plant and Cell Physiology, 63(12), 1764-1786.

Ali, M., Raza, M. A., Li, S., Zhou, L., Huan, C., Shuling, S., & Zheng, X. (2021). 1-MCP regulates ethanol fermentation and GABA shunt pathway involved in kiwifruit quality during postharvest storage. Horticultural Plant Journal, 7(1), 23-30.

Babalar, M., Pirzad, F., Sarcheshmeh, M. A. A., Talaei, A., & Lessani, H. (2018). Arginine treatment attenuates chilling injury of pomegranate fruit during cold storage by enhancing antioxidant system activity. Postharvest Biology and Technology, 137, 31-37.

Bhardwaj, R., Pareek, S., Saravanan, C., & Yahia, E. M. (2022). Contribution of pre-storage melatonin application to chilling tolerance of some mango fruit cultivars and relationship with polyamines metabolism and γ-aminobutyric acid shunt pathway. Environmental and Experimental Botany, 194, 104691.

Bibi, H., Haroon, U., Farhana, Kamal, A., Akbar, M., Anar, M., Batool, S. S., Bilal, A., Jabeen, H., & Ahmed, J. (2023). Impact of bacterial synthesized nanoparticles on quality attributes and postharvest disease control efficacy of apricot and loquat. Journal of Food Science, 88(9), 3920-3934.

Cao, S., Shao, J., Shi, L., Xu, L., Shen, Z., Chen, W., & Yang, Z. (2018). Melatonin increases chilling tolerance in postharvest peach fruit by alleviating oxidative damage. Scientific reports, 8(1), 806.

Chen, G., Hou, Y., Zheng, Y., & Jin, P. (2022). 2, 4-epibrassinolide enhance chilling tolerance of loquat fruit by regulating cell wall and membrane fatty acid metabolism. Scientia Horticulturae, 295, 110813.

Deng, L.-Z., Pan, Z., Zhang, Q., Liu, Z.-L., Zhang, Y., Meng, J.-S., Gao, Z.-J., & Xiao, H.-W. (2019). Effects of ripening stage on physicochemical properties, drying kinetics, pectin polysaccharides contents and nanostructure of apricots. Carbohydrate polymers, 222, 114980.

Dou, J., Wang, J., Tang, Z., Yu, J., Wu, Y., Liu, Z., Wang, J., Wang, G., & Tian, Q. (2022). Application of exogenous melatonin improves tomato fruit quality by promoting the accumulation of primary and secondary metabolites. Foods, 11(24), 4097.

El-Mogy, M. M., Ali, M. R., Darwish, O. S., & Rogers, H. J. (2019). Impact of salicylic acid, abscisic acid, and methyl jasmonate on postharvest quality and bioactive compounds of cultivated strawberry fruit. Journal of Berry Research, 9(2), 333-348.

Fan, S., Li, Q., Feng, S., Lei, Q., Abbas, F., Yao, Y., Chen, W., Li, X., & Zhu, X. (2022). Melatonin maintains fruit quality and reduces anthracnose in postharvest papaya via enhancement of antioxidants and inhibition of pathogen development. Antioxidants, 11(5), 804.

Fan, T. T., Zhang, J., Cao, J. X., Xia, M. H., Wang, T., & Cao, S. (2022). Effects of resveratrol treatment on quality and antioxidant properties of postharvest strawberry fruit. Journal of food Biochemistry, 46(8), e14176.

Gao, H., Zhang, Z., Lv, X., Cheng, N., Peng, B., & Cao, W. (2016). Effect of 24-epibrassinolide on chilling injury of peach fruit in relation to phenolic and proline metabolisms. Postharvest Biology and Technology, 111, 390-397.

Gurrieri, F., Audergon, J.-M., Albagnac, G., & Reich, M. (2001). Soluble sugars and carboxylic acids in ripe apricot fruit as parameters for distinguishing different cultivars. Euphytica, 117(3), 183-189.

He, Z., Wen, C., & Xu, W. (2023). Effects of Endogenous Melatonin Deficiency on the Growth, Productivity, and Fruit Quality Properties of Tomato Plants. Horticulturae, 9(8), 851.

Jarerat, A., Techavuthiporn, C., Chanchomsuek, C., & Nimitkeatkai, H. (2022). Enhancement of antioxidant activity and bioactive compounds in eggplants using postharvest LEDs irradiation. Horticulturae, 8(2), 134.

Jiao, J., Jin, M., Liu, H., Suo, J., Yin, X., Zhu, Q., & Rao, J. (2022). Application of melatonin in kiwifruit (Actinidia chinensis) alleviated chilling injury during cold storage. Scientia Horticulturae, 296, 110876.

Kiralan, M., & Ketenoglu, O. (2022). Apricot (Prunus armeniaca L.) kernel: a valuable by-product. In Mediterranean Fruits Bio-wastes: Chemistry, Functionality and Technological Applications (pp. 547-558). Springer.

Liang, C., Cui, X., Sun, C., Ye, S., Huang, N., Chen, R., Zhang, A., Yang, Y., Gong, H., & Sun, S. (2023). Synergistic and antagonistic effects of preharvest salicylic acid and postharvest 1-methylcyclopropene treatments on the storage quality of apricot. Food Chemistry, 405, 134764.

Liu, L., Huang, A., Wang, B., Zhang, H., Zheng, Y., & Wang, L. (2024). Melatonin mobilizes the metabolism of sugars, ascorbic acid and amino acids to cope with chilling injury in postharvest pear fruit. Scientia Horticulturae, 323, 112548.

Liu, X., Wei, L., Miao, C., Zhang, Q., Yan, J., Li, S., Chen, H., & Qin, W. (2024). Application of exogenous phenolic compounds in improving postharvest fruits quality: Classification, potential biochemical mechanisms and synergistic treatment. Food Reviews International, 40(6), 1776-1795.

Malekzadeh, P. (2024). The effect of melatonin treatment in improving the antioxidant system and increasing the shelf life of post-harvesting of bell peppers (Capsicum annuum L.). Journal of Environmental Science Studies, 8(4), 7218-7232.

Malekzadeh, P. (2022). The effect of folic acid treatment on the post-harvest life of cucumber through influencing the activity of enzymes involved in the biosynthesis of proline, polyamine, and chlorophyll-degradation. Journal of Plant Environmental Physiology, 17; 67:126-139.

Mastilović, J., Kevrešan, Ž., Milović, M., Kovač, R., Milić, B., Magazin, N., Plavšić, D., & Kalajdžić, J. (2022). Effects of ripening stage and postharvest treatment on apricot (Prunus armeniaca L.) cv. NS4 delivered to the consumers. Journal of Food Processing and Preservation, 46(3), e16399.

Meng, Z., Wang, T., Malik, A. U., & Wang, Q. (2022). Exogenous isoleucine can confer browning resistance on fresh-cut potato by suppressing polyphenol oxidase activity and improving the antioxidant capacity. Postharvest Biology and Technology, 184, 111772.

Molla, S. M. H., Rastegar, S., Omran, V. G., & Khademi, O. (2022). Ameliorative effect of melatonin against storage chilling injury in pomegranate husk and arils through promoting the antioxidant system. Scientia Horticulturae, 295, 110889.

Nahar, K., Hasanuzzaman, M., Alam, M. M., & Fujita, M. (2015). Exogenous glutathione confers high temperature stress tolerance in mung bean (Vigna radiata L.) by modulating antioxidant defense and methylglyoxal detoxification system. Environmental and Experimental Botany, 112, 44-54.

Peng, J., Zhu, S., Lin, X., Wan, X., Zhang, Q., Njie, A., Luo, D., Long, Y., Fan, R., & Dong, X. (2023). Evaluation of Preharvest Melatonin on Soft Rot and Quality of Kiwifruit Based on Principal Component Analysis. Foods, 12(7), 1414.

Sati, H., Khandelwal, A., & Pareek, S. (2023a). Effect of exogenous melatonin in fruit postharvest, crosstalk with hormones, and defense mechanism for oxidative stress management. Food Frontiers.

Sati, H., Khandelwal, A., & Pareek, S. (2023b). Effect of exogenous melatonin in fruit postharvest, crosstalk with hormones, and defense mechanism for oxidative stress management. Food Frontiers, 4(1), 233-261.

Shahbazi, S., Hatamnia, A. A., & Malekzadeh, P. (2023). Effect of Melatonin Treatment on Post-Harvest Life of Broccoli during Storage. Journal of Vegetables Sciences, 6(2).

Shang, F., Liu, R., Wu, W., Han, Y., Fang, X., Chen, H., & Gao, H. (2021). Effects of melatonin on the components, quality and antioxidant activities of blueberry fruits. LWT, 147, 111582.

Shekari, A., Naghsiband Hassani, R., Soleimani Aghdam, M., Rezaii, M., & Janatizadeh, A. (2023). The effect of postharvest treatments of melatonin and γ-aminobutyric acid on improving antioxidant activity and reducing browning of fresh cut button mushroom (Agaricus bisporus) during cold storage. Journal of Plant Production Research, 29(4), 45-61.

Song, L., Tan, Z., Zhang, W., Li, Q., Jiang, Z., Shen, S., Luo, S., & Chen, X. (2023). Exogenous melatonin improves the chilling tolerance and preharvest fruit shelf life in eggplant by affecting ROS-and senescence-related processes. Horticultural Plant Journal, 9(3), 523-540.

Varlı Yunusoğlu, S., & Ekinci, N. (2023). The Effect of Post-Harvest Salicylic Acid and Modified Atmosphere Packaging Treatments on the Storage of ‘Roxana’Apricots. Erwerbs-Obstbau, 1-9.

Wang, D., Li, D., Xu, Y., Li, L., Belwal, T., Zhang, X., & Luo, Z. (2021). Elevated CO2 alleviates browning development by modulating metabolisms of membrane lipids, proline, and GABA in fresh-cut Asian pear fruit. zcientia Horticulturae, 281, 109932.

Wang, F., Zhang, X., Yang, Q., & Zhao, Q. (2019). Exogenous melatonin delays postharvest fruit senescence and maintains the quality of sweet cherries. Food Chemistry, 301, 125311.

Wang, M., Li, Y., Li, C., Xu, H., Sun, T., & Ge, Y. (2023). Melatonin induces resistance against Penicillium expansum in apple fruit through enhancing phenylpropanoid metabolism. Physiological and Molecular Plant Pathology, 102082.

Wang, X., Gu, S., Chen, B., Huang, J., & Xing, J. (2017). Effect of postharvest l-arginine or cholesterol treatment on the quality of green asparagus (Asparagus officinalis L.) spears during low temperature storage. Scientia Horticulturae, 225, 788-794. https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.07.058 

Wang, Z., Pu, H., Shan, S., Zhang, P., Li, J., Song, H., & Xu, X. (2021). Melatonin enhanced chilling tolerance and alleviated peel browning of banana fruit under low temperature storage. Postharvest Biology and Technology, 179, 111571. 

Yilmaz, N., Islek, F., Cavusoglu, S., Nečas, T., Ondrášek, I., & Ercisli, S. (2023). Effect of exogenous essential oil treatments on the storage behaviour of apricot fruit harvested at different altitudes. Folia Horticulturae.

Zhang, L., Chen, F., Lai, S., Wang, H., & Yang, H. (2018). Impact of soybean protein isolate-chitosan edible coating on the softening of apricot fruit during storage. LWT, 96, 604-611.

Zhang, Y., Tang, H., Lei, D., Zhao, B., Zhou, X., Yao, W., Fan, J., Lin, Y., Chen, Q., & Wang, Y. (2023). Exogenous melatonin maintains postharvest quality in kiwiberry fruit by regulating sugar metabolism during cold storage. LWT, 174, 114385.

Zhang, Y., Zhu, X., Ma, H., Ren, X., Shi, H., Liu, Z., & Liang, J. (2023). Exogenous glucose reduces the incidence of black rot disease in apricot (Prunus armeniaca L.) by regulating energy metabolism and ROS. Scientia Horticulturae, 313, 111903.

        

 

 

 

 

 

23