降溫方法對(duì)鴨梨采后種子轉(zhuǎn)色及膜透性的影響

閆師杰,王繼棟,王如福,郭李維,郝曉玲,李曉丹

(1.天津農(nóng)學(xué)院 食品科學(xué)系,天津 300384;2.天津市農(nóng)產(chǎn)品加工科技創(chuàng)新與成果轉(zhuǎn)化基地,天津300384;3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西太谷 030801)

鴨梨(Pyrus bretschneideri Rehd cv Yali)是白梨品系中優(yōu)良主栽品種,在采后貯藏過(guò)程易發(fā)生黑心病,最初從心皮或心皮背部、腹部微管束開(kāi)始變色,并且從近萼洼一端開(kāi)始變色[1]。為什么黑心病總是從心皮和近萼端開(kāi)始?我們知道心皮內(nèi)部是種子,是否黑心病的發(fā)生與種子有關(guān)?本實(shí)驗(yàn)擬用急速和緩慢兩種降溫方法對(duì)早、中、晚不同采收成熟度鴨梨進(jìn)行處理,研究降溫方法對(duì)不同成熟度鴨梨種子生理及轉(zhuǎn)色的影響,從而研究種子與鴨梨果實(shí)褐變的關(guān)系。關(guān)于急速降溫和緩慢降溫對(duì)鴨梨生理、果實(shí)顏色變化的影響已有資料報(bào)道[2,3],而對(duì)于不同降溫方法對(duì)鴨梨種子生理及顏色變化影響的資料還未見(jiàn)報(bào)道,本實(shí)驗(yàn)擬對(duì)此進(jìn)行研究,以進(jìn)一步完善鴨梨褐變機(jī)理,提高鴨梨貯藏品質(zhì)和延長(zhǎng)保鮮期。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料及取樣方法

實(shí)驗(yàn)用套袋鴨梨采自北京市密云縣不老屯鎮(zhèn)燕落村,分別于2007年9月6日、9月16日和9月26日采摘中等大小、無(wú)蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械傷的果實(shí),套網(wǎng)套裝入紙箱中運(yùn)抵天津農(nóng)學(xué)院實(shí)驗(yàn)冷庫(kù),精選后用微孔膜包裝,裝入專用包裝紙箱中,每箱裝50個(gè)果,每個(gè)處理共裝18箱。急速降溫處理的果實(shí)經(jīng)預(yù)冷后直接放入0±1℃冷庫(kù)中貯藏;緩慢降溫處理的果實(shí)直接放入12℃冷庫(kù)中,每5 d降2℃,30 d內(nèi)將溫度降至0±1℃,濕度80%～85%。每隔一定時(shí)間從不同果箱中隨機(jī)選取一定數(shù)量的果實(shí),沿果實(shí)赤道偏果梗處(盡量避免傷及種子)切開(kāi)果實(shí),挑出種子,快速進(jìn)行觀察和測(cè)定。不同處理方式用以下縮寫名表示:早采急降種子-ZJZ,早采緩降種子-ZHZ,中采急降種子-ZHJZ,中采緩降種子-ZHHZ,晚采急降種子-WJZ,晚采緩降種子-WHZ。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 種子轉(zhuǎn)色指數(shù)的測(cè)定

隨機(jī)選取10個(gè)果實(shí),沿果實(shí)赤道偏果梗處切開(kāi)果實(shí),挑出種子,分成三組,每組10～15粒種子,根據(jù)種子顏色深淺和面積劃分轉(zhuǎn)色級(jí)別:淡綠色無(wú)褐色為0級(jí);輕微褐變至褐變部位占全部面積的20%以下為1級(jí);20%～50%為2級(jí);50%～75%為3級(jí);大于75%為4級(jí)。種子轉(zhuǎn)色指數(shù)的計(jì)算方法為:

1.2.2 多酚氧化酶(PPO)測(cè)定

參照 Venisse等[4]、Galeazzi等[5]和朱廣廉[6]的方法進(jìn)行測(cè)定。酶活以每分鐘內(nèi) OD420變化0.01為1個(gè)活性單位 U,酶活性以U?min-1?mg protein-1表示,重復(fù)3次。

1.2.3 細(xì)胞膜滲透率測(cè)定

準(zhǔn)確稱取計(jì)算過(guò)種子轉(zhuǎn)色指數(shù)的種子2 g,用DDS-Ⅱ型電導(dǎo)率儀測(cè)定提取液電導(dǎo)度C1,再將試管放入沸水浴中煮沸5 min,冷卻后再測(cè)定提取液的電導(dǎo)度C0,電導(dǎo)率/%=C1/C0×100計(jì)算種子細(xì)胞膜滲透率,重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

用Excel2003統(tǒng)計(jì)分析所有數(shù)據(jù),計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差并制圖;用SPSS 11.5軟件進(jìn)行方差分析和顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同降溫方法對(duì)不同成熟度鴨梨采后種子轉(zhuǎn)色指數(shù)的影響

由圖1可以看出,早采、中采、晚采鴨梨種子轉(zhuǎn)色指數(shù)初值分別為0.13(圖1A),0.41(圖1B)和0.55(圖1C),說(shuō)明不同采收成熟度果實(shí)的種子顏色有顯著差異(P＜0.05)。早采果種子為花籽,顏色較淺,部分為綠白色,部分為淺褐色,隨著果實(shí)的貯藏期延長(zhǎng),鴨梨種子顏色逐漸加深,轉(zhuǎn)色指數(shù)增加;晚采果種子顏色最深,呈褐色,種子轉(zhuǎn)色指數(shù)最大,但晚采果種子顏色變化的趨勢(shì)最緩;中采果種子的顏色及轉(zhuǎn)色指數(shù)的增加介于早采和晚采果種子之間,說(shuō)明不同成熟度果實(shí)種子采后轉(zhuǎn)色速度是有差異的。從圖1還可看到,在貯藏前中期,急速降溫果種子轉(zhuǎn)色指數(shù)變化趨勢(shì)略快于緩慢降溫果種子;但后期,兩種降溫方法對(duì)鴨梨種子轉(zhuǎn)色的影響不明顯。到貯藏180 d時(shí),早緩、早急、中緩、中急、晚緩、晚急種子轉(zhuǎn)色指數(shù)與初值相比分別提高了85.22%、85.71%,52.33%、53.93%、39.56%、38.2%。說(shuō)明不同成熟度和不同降溫方式對(duì)采后種子轉(zhuǎn)色影響不同,成熟度越低種子顏色變化越大。

2.2 不同降溫方法對(duì)不同成熟度鴨梨采后種子PPO活性的影響

從圖2可看出,鴨梨采后初期種子PPO活性較高,早采鴨梨種子PPO活性為98.6 U?min-1?mg pro-1,中采為121.8 U ?min-1?mg pro-1,晚采為85.4 U?min-1?mg pro-1。鴨梨采后種子PPO活性變化總體呈先緩慢下降,后迅速升高至高峰后又下降的趨勢(shì)變化?？傮w來(lái)看,整個(gè)貯藏期間早采鴨梨種子PPO活性較高,中采次之,晚采變化最小,這也與圖1種子轉(zhuǎn)色指數(shù)變化趨勢(shì)相對(duì)應(yīng),由于早采種子PPO活性較高造成了其轉(zhuǎn)色指數(shù)變化也較快。從圖2A中可看出,早采急速降溫種子PPO活性在緩慢降溫期間(采后40 d前)低于同期緩慢降溫果種子,如在高峰時(shí),急速降溫和緩慢降溫種子PPO活性分別是 127.4 U?min-1?mg pro-1和88.7 U ?min-1?mg pro-1;而40 d之后直到貯藏結(jié)束始終高于同期緩慢降溫種子(P＜0.05),說(shuō)明低溫促進(jìn)了種子PPO活性的增加。從圖2B可看出,中采鴨梨急速降溫種子在貯藏前中期PPO活性略高于同期緩慢降溫種子,而后期差異不顯著。如圖2C所示,不同降溫處理對(duì)晚采鴨梨種子PPO活性影響只是在高峰時(shí)有所區(qū)別,而在其它貯藏時(shí)間影響不明顯(P＞0.05),這可能是因?yàn)橥聿煞N子成熟度較高,種子顏色大部分已呈褐色,保護(hù)組織已經(jīng)形成的緣故。

圖1 降溫方法對(duì)不同成熟度鴨梨采后種子褐變指數(shù)的影響Fig.1 Effect of cooling methods on browning index of seeds of different maturity Yali pear after harvest

圖2 降溫方法對(duì)不同成熟度鴨梨采后種子多酚氧化酶(PPO)活性的影響Fig.2 Effects of cooling methods on PPO activity of seeds of different maturity Yali pear after harvest

2.3 不同降溫方法對(duì)不同成熟度鴨梨采后種子細(xì)胞膜滲透率的影響

不同降溫方法對(duì)不同成熟度鴨梨采后種子細(xì)胞膜滲透率的影響見(jiàn)圖3。

從圖3可以看出,在采收初期,早采種子由于沒(méi)有發(fā)育完全,部分為綠白色部分為淺褐色,種子保護(hù)組織未發(fā)育完全,細(xì)胞膜滲透率較高;中采果種子顏色大部分已呈淺褐色,保護(hù)層已基本形成,種子采收初期細(xì)胞膜滲透率要比早采種子低;晚采果種子顏色加深,發(fā)育較完全,采收初期細(xì)胞膜滲透率最低。鴨梨種子細(xì)胞膜滲透率在貯藏中緩慢升高到出現(xiàn)峰值,之后逐漸下降,到后期又出現(xiàn)升高的趨勢(shì)變化,高峰出現(xiàn)的時(shí)間與種子呼吸高峰出現(xiàn)相近。從圖3A可以看到,在緩慢降溫階段(采后40 d前)緩慢降溫果種子細(xì)胞膜滲透率略高于同期急速降溫果種子,之后整個(gè)貯藏期低于急速降溫果種子(P＜0.05),說(shuō)明急速降溫使得種子受到低溫脅迫,對(duì)種子細(xì)胞膜造成了損傷。緩慢降溫的中采和晚采果種子的細(xì)胞膜滲透率在緩慢降溫階段(采后40 d前)略高于同期急速降溫果種子,之后略低于急速降溫果種子,在后期影響差異不明顯。貯藏末期,種子細(xì)胞膜滲透率增高較快,尤其是晚采果趨勢(shì)最明顯,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于早采和中采,這也與晚采鴨梨種子發(fā)芽率較高,種子休眠被打破吻合。種子細(xì)胞膜滲透率出現(xiàn)高峰后下降,這可能是因?yàn)楦呋盍ΨN子對(duì)細(xì)胞膜有自我保護(hù)、自我修復(fù)的功能所致[7,8]。

圖3 降溫方法對(duì)不同成熟度鴨梨采后種子細(xì)胞膜滲透率的影響Fig.3 Effects of cooling methods on membrane permeability of seeds of different maturity Yali pear after harvest

3 討論

通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),隨著鴨梨果實(shí)貯藏期的延長(zhǎng),鴨梨種子顏色逐漸加深,轉(zhuǎn)色指數(shù)增加;PPO活性變化起伏不大,在種子呼吸高峰出現(xiàn)時(shí)出現(xiàn)高峰;細(xì)胞膜滲透率呈現(xiàn)先升后降再升的變化趨勢(shì),分別在種子呼吸高峰時(shí)和貯藏后期出現(xiàn)峰值。急速降溫促進(jìn)了鴨梨采后貯藏中種子轉(zhuǎn)色指數(shù)、PPO活性和細(xì)胞膜滲透率的升高。程奇等[9]研究發(fā)現(xiàn),低溫處理時(shí)間越長(zhǎng),越提高了杜梨種子的發(fā)芽率。鴨梨在貯藏后期種子發(fā)育成熟,果實(shí)因衰老褐變,細(xì)胞膜破壞,組織液滲漏到果心中,再加上低溫貯藏,這對(duì)鴨梨種子本身就是一種低溫層積處理,從而促進(jìn)鴨梨種子打破休眠萌發(fā)。費(fèi)亞利等[10]研究認(rèn)為,萌發(fā)階段種子呼吸強(qiáng)度和各種生理代謝急劇上升。本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果與此相一致,到貯藏末期種子打破休眠發(fā)芽,生理代謝和膜的破壞加強(qiáng),從而對(duì)鴨梨果心的褐變?cè)斐闪擞绊憽?/p>

4 結(jié)論

通過(guò)研究降溫方法對(duì)三種不同采收成熟度鴨梨種子轉(zhuǎn)色指數(shù)、PPO活性與細(xì)胞膜滲透率的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著采收成熟度的提高和貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),鴨梨種子顏色逐漸加深,轉(zhuǎn)色指數(shù)增加;早采果種子顏色變化最大,晚采果種子最緩,中采果種子介于兩者之間。早采鴨梨種子保護(hù)組織未發(fā)育完全,整個(gè)貯藏期間PPO活性和細(xì)胞膜滲透性最高,中采果次之,晚采果最低。緩慢降溫較好地抑制了鴨梨采后貯藏中種子轉(zhuǎn)色指數(shù)、PPO活性和細(xì)胞膜滲透率的升高,對(duì)早采果種子的影響更為明顯,進(jìn)而延緩了種子生理代謝和果心褐變。

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