套袋紅富士蘋果貯藏過程中硬度及相關(guān)酶的變化

魏樹偉 王少敏 王宏偉 張 勇 趙 峰

摘 要:以套袋紅富士蘋果為試材,部分樣品貯藏前用保鮮劑1-MCP進(jìn)行了處理,以不套袋紅富士果實(shí)為對(duì)照,測(cè)定了果實(shí)在冷藏條件下的硬度及相關(guān)酶的變化,目的在于探討套袋紅富士蘋果貯藏過程中硬度與相關(guān)酶的變化,為套袋紅富士蘋果的貯藏提供依據(jù)。結(jié)果表明: 隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),紅富士硬度均呈降低趨勢(shì),套袋果實(shí)降幅小于對(duì)照。在0℃貯藏條件下,套袋紅富士蘋果的硬度及相關(guān)酶與對(duì)照果實(shí)變化趨勢(shì)無明顯差異,但套袋果實(shí)抗氧化酶活性、MDA含量與對(duì)照有差異。貯藏結(jié)束時(shí),紅富士套雙層內(nèi)紅袋、雙層內(nèi)黑袋果實(shí)MDA含量分別為對(duì)照果實(shí)的79.3%、84.5%,SOD活性分別是對(duì)照的1.28倍、1.24倍,CAT活性分別是對(duì)照的1.26倍、1.28倍,而其POD、ACS、ACO活性均低于對(duì)照。1-MCP顯著抑制了紅富士果實(shí)貯藏期間果實(shí)硬度的降低、MDA含量的升高和抗氧化酶活性的變化。

關(guān)鍵詞:套袋;紅富士蘋果;硬度;酶

中圖分類號(hào):S661.109+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào):A 文章編號(hào):1001-4942(2009)12-0055-05

蘋果是世界四大水果之一。2007年我國(guó)蘋果栽培面積196.18×104 hm²,產(chǎn)量2785.99×10⁴ t,在我國(guó)水果產(chǎn)業(yè)中占有舉足輕重的地位[1]。果實(shí)套袋是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、安全、無公害水果的重要技術(shù)措施之一。20世紀(jì)初,日本果農(nóng)為了防止桃小食心蟲對(duì)果實(shí)的危害,在梨、葡萄上進(jìn)行了套袋,后又在蘋果上應(yīng)用[1]。從生產(chǎn)實(shí)踐來看,套袋除可預(yù)防病蟲害外,還可顯著提高果實(shí)的外觀品質(zhì),防止農(nóng)藥、塵埃及病蟲對(duì)果實(shí)的直接污染和侵害。果實(shí)生長(zhǎng)期套袋改變了果實(shí)周圍的微域環(huán)境,形成了遮光、保濕、保溫的微環(huán)境[2,3]。果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育環(huán)境的改變對(duì)其貯藏性可能產(chǎn)生重要影響。果實(shí)硬度是考察果實(shí)貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo),果實(shí)抗氧化酶與果實(shí)的衰老有密切的關(guān)系。因此,研究套袋果實(shí)采后及貯藏期間的硬度及抗氧化酶的變化,對(duì)于分析套袋對(duì)蘋果貯藏性的影響,豐富蘋果套袋理論研究具有重要的意義。

1 材料與方法

1.1 試材及處理

紅富士(Malus domestica Borkh cv.Red Fuji)樣品取自棲霞市蛇窩泊鎮(zhèn)、觀里鎮(zhèn),10年生樹,砧木為平邑甜茶,株行距為3 m×4 m,果園沙壤土,土壤有機(jī)質(zhì)豐富,管理水平較高。2005、2006和2007年6月10日分別采用雙層內(nèi)黑袋、雙層內(nèi)紅袋進(jìn)行套袋處理,以不套袋為對(duì)照。分別于當(dāng)年10月13日9∶30采收,統(tǒng)一采向陽枝果,果實(shí)直徑在80 mm以上,大小均勻,具有該品種典型特征,無病蟲害和機(jī)械傷。采收后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室,0℃預(yù)冷24 h后,將果實(shí)放入高壓聚乙烯(PE)保鮮袋內(nèi),保鮮袋規(guī)格為0.02 mm×65 cm×65 cm。封口后置于中轉(zhuǎn)箱內(nèi),貯藏于0℃冷庫中。

1-MCP處理參考孫希生(2003)[8]的方法。1-MCP由美國(guó)羅門哈斯公司(Rohm and HAAS Company,AgroFreshTMTechnology)提供,濃度為1 000 nl/L,在(20±1)℃的室溫下處理12 h。

1.2 生理指標(biāo)及測(cè)定方法

1.2.1 SOD、POD、CAT 活性的測(cè)定 酶液的提取:于4℃研缽中,加5倍于樣品量的50 mmol/L磷酸緩沖液(pH 7.8)、少許1%聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和少量石英砂。在冰浴中研磨勻漿后,于4℃、10 000 r/min離心20 min,上清液即為三種酶粗提液。SOD、CAT活性按趙世杰等(1998)[4]的方法測(cè)定,POD 活性按Rao 等(1996)[5]的方法測(cè)定。

1.2.2 MDA含量的測(cè)定 按照趙世杰等(1998)[4]的方法。

1.2.3 ACS 活性的測(cè)定 ACS 的提取及活性測(cè)定按照吳有梅等(1990)[7]的方法,反應(yīng)生成的ACC 按趙世杰等(1998)[4]的方法測(cè)定。

1.2.4 ACO 活性的測(cè)定 按Nadeau等(1993)[6]的方法,取0.5 g果肉,切成1 mm厚的小片,置于裝有2 ml ACC 溶液(0.5 mmol/L,含有0.5 mmol/L KCl)的小瓶?jī)?nèi),于搖床上搖1 h,靜置1 h后抽取1 ml氣體測(cè)定乙烯釋放量,以乙烯生成量表示ACO活性。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用Duncan′s新復(fù)極差檢驗(yàn)法。

2 結(jié)果與分析

2.1 套袋果實(shí)貯藏期間的硬度變化

果實(shí)硬度是貯藏期間果實(shí)品質(zhì)變化的重要指標(biāo)之一。從圖1看出,貯藏前套袋果實(shí)硬度低于對(duì)照果實(shí),貯藏過程中各處理果實(shí)的硬度均呈下降趨勢(shì),貯藏30天后下降幅度加快,但套袋果實(shí)硬度下降幅度小于對(duì)照。貯藏結(jié)束時(shí),套袋果實(shí)硬度較貯藏前平均下降了30.89%,而對(duì)照果實(shí)下降了36%,差異顯著(P<0.05)。

1-MCP處理可以顯著抑制不同處理紅富士果實(shí)硬度的降低。貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理的套袋果實(shí)的硬度是未用1-MCP處理的1.31倍;1-MCP處理的未套袋果實(shí)的硬度是未用1-MCP處理的1.32倍,均差異顯著(P<0.05)。

2.2 套袋紅富士蘋果貯藏期間抗氧化酶活性及MDA變化

2.2.1 貯藏過程中SOD活性變化 從圖2 (A)可以看出,貯藏過程中不同套袋處理和對(duì)照紅富士蘋果SOD活性的變化趨勢(shì)基本一致,均呈現(xiàn)雙峰曲線;出現(xiàn)峰值的時(shí)間一致,均在貯藏后30天和90天出現(xiàn)高峰,但貯藏結(jié)束時(shí),套袋果實(shí)的SOD活性是對(duì)照的1.24～1.28倍,套袋與對(duì)照差異顯著(P<0.05)。

1-MCP處理果實(shí)的SOD活性變化較平穩(wěn),沒有出現(xiàn)明顯的峰值。貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理果實(shí)的SOD活性平均為37 U/g FW,未用1-MCP處理的果實(shí)SOD活性平均為29.3 U/g FW,1-MCP處理顯著提高了果實(shí)的SOD活性。

2.2.2 貯藏過程中POD活性變化 從圖2 (B)可以看出,不同套袋處理和對(duì)照果實(shí)的POD活性均呈現(xiàn)先升高后降低最后又升高的趨勢(shì),均在貯藏后30天出現(xiàn)高峰,但不同套袋果實(shí)的峰值是對(duì)照的63.2%,差異極顯著(P<0.01)。

1-MCP顯著影響紅富士POD活性,在貯藏過程沒有出現(xiàn)明顯峰值,貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理紅富士POD活性顯著低于對(duì)照。

2.2.3 貯藏過程中CAT活性變化 由圖2(C)可以看出,不同套袋處理和對(duì)照果實(shí)的CAT活性均在貯藏后30天出現(xiàn)第一個(gè)高峰,貯藏結(jié)束時(shí)酶活性又顯著升高,呈現(xiàn)先升高后降低又升高的趨勢(shì)。至貯藏120天時(shí),不同套袋處理果實(shí)的CAT活性接近,均顯著高于對(duì)照果實(shí)。

1-MCP處理顯著抑制了紅富士CAT活性的升高。貯藏后的前90天,1-MCP處理果實(shí)的酶活性很低,90天后酶活性顯著升高。貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理紅富士的CAT活性升高了67倍,而未用1-MCP處理紅富士的CAT活性升高了139倍,差異極顯著(P<0.01)。

2.2.4 MDA含量變化趨勢(shì) 果實(shí)在衰老過程中往往發(fā)生膜脂過氧化作用,而丙二醛是膜脂過氧化的重要產(chǎn)物之一,所以丙二醛含量的多少能反映出膜損傷程度的大小。從圖2(D)可以看出,冷藏過程中丙二醛含量均呈上升趨勢(shì),貯藏90天之后顯著上升。貯藏結(jié)束時(shí),紅富士套雙層內(nèi)紅、雙層內(nèi)黑和對(duì)照果實(shí)的MDA含量分別為0.046、0.049、0.058 mol/gFW,套袋和對(duì)照差異顯著(P<0.05)。

1-MCP顯著抑制了紅富士MDA的上升。貯藏后的前90天,不同處理果實(shí)的MDA沒有明顯升高,90天后上升較快。貯藏結(jié)束時(shí),1-MCP處理套袋果實(shí)MDA含量?jī)H為對(duì)照的42.5%,1-MCP處理未套袋果實(shí)為對(duì)照的66%,均與對(duì)照差異極顯著(P<0.01)。

2.3 套袋果實(shí)貯藏期間ACS、ACO活性變化

不同套袋處理與對(duì)照果實(shí)的ACS、ACO活性在貯藏期間均呈先增加后降低的趨勢(shì)(見圖3), 1-MCP處理延緩了ACS、ACO峰值的出現(xiàn)。

套袋和對(duì)照果實(shí)ACS、ACO 活性在0至60天的貯藏期間迅速增加,其后緩慢降低。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)ACS活性高峰時(shí)雙層內(nèi)紅、雙層內(nèi)黑分別為對(duì)照果實(shí)的90.37%、84.8%。高峰時(shí)雙層內(nèi)紅、雙層內(nèi)黑和對(duì)照果實(shí)的ACO活性分別為11.654、11.23、12.54 μl/(kg?h),套袋和對(duì)照差異顯著(P<0.05)。

1-MCP處理顯著抑制了紅富士蘋果的ACS活性,貯藏120天期間沒有出現(xiàn)明顯的躍變高峰。1-MCP 處理延緩了ACO活性的升高速率和高峰出現(xiàn)時(shí)間,貯藏后的前60天活性基本沒有升高。對(duì)照果實(shí)的ACS、ACO活性高峰時(shí),1-MCP 處理果實(shí)的ACS、ACO平均值分別是未用1-MCP 處理的28.7%和59.3%,差異均極顯著(㏄<0.01)。

3 結(jié)論與討論

在0℃貯藏條件下,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),套袋紅富士蘋果的硬度及相關(guān)酶與不套袋果實(shí)變化趨勢(shì)類似,但不套袋果實(shí)的硬度降幅大于套袋果實(shí),套袋果實(shí)抗氧化酶活性、MDA含量與對(duì)照也有差異。貯藏結(jié)束時(shí),紅富士套雙層內(nèi)紅袋、雙層內(nèi)黑袋果實(shí)MDA含量分別為對(duì)照果實(shí)的79.3%、84.5%,SOD活性分別是對(duì)照的1.28倍、1.24倍,CAT活性分別是對(duì)照的1.26倍、1.28倍,而其ACS、ACO、POD活性低于對(duì)照。1-MCP顯著抑制了果實(shí)貯藏期間硬度的降低、抗氧化酶活性的變化和MDA含量的升高。

在果實(shí)成熟、衰老及遇到各種不利環(huán)境條件時(shí),細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)與功能首先發(fā)生變化,所以作為膜脂過氧化重要產(chǎn)物之一的丙二醛含量多少可反映出膜損傷的程度。SOD、CAT 和POD 是植物細(xì)胞中清除活性氧的主要酶類。SOD專一的將O-?₂)歧化為H₂O₂ 和O₂,CAT和POD則催化H₂O₂ 轉(zhuǎn)化為H2O,只有三者協(xié)調(diào)一致,才能使活性氧維持在一個(gè)較低的水平,從而防止其毒害。POD對(duì)果實(shí)成熟、衰老和耐藏性的作用效應(yīng)可分為兩種類型:一是在遇逆境或衰老初期表現(xiàn)為保護(hù)效應(yīng),增加果實(shí)的耐藏性;二是在逆境或衰老后期表現(xiàn)為傷害效應(yīng),降低果實(shí)的耐藏性。

試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)POD活性在貯藏過程中呈先升高后降低最后又升高的趨勢(shì),前期POD 活性增大可能是果實(shí)對(duì)低溫逆境所產(chǎn)生的保護(hù)效應(yīng),而在貯藏后期POD活性的升高則可能是果實(shí)衰老的表現(xiàn)。紅富士蘋果在0℃貯藏條件下CAT 活性呈單峰曲線,高峰出現(xiàn)的時(shí)間與SOD、POD基本一致,證明了SOD、CAT、POD 等酶協(xié)同作用,才能防御活性氧或其過氧化物自由基對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)的傷害。

在0℃貯藏中,套袋和對(duì)照果實(shí)的丙二醛含量均呈上升趨勢(shì),SOD 活性呈雙峰曲線,這與馬慧(2007)[10]的結(jié)果接近。果實(shí)SOD 活性在貯藏初期(0～30天)增大,可能是為了防御低溫對(duì)果實(shí)的傷害。

1-MCP(1-甲基環(huán)丙烯)作為一種新型的乙烯抑制劑,已在果蔬貯藏保鮮業(yè)得到廣泛應(yīng)用。各國(guó)園藝工作者對(duì)1-MCP在果蔬貯藏保鮮上的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究,絕大部分已充分肯定了1-MCP對(duì)果蔬的保鮮效果。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),1-MCP處理延緩了套袋和不套袋富士蘋果果實(shí)的衰老,推遲了保護(hù)酶的活性峰值出現(xiàn)的時(shí)間。

參 考 文 獻(xiàn):

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