野生軟棗獼猴桃冷藏期間生理變化與葉綠素降解相關性研究

鄒 強，趙 婷，樸一龍，張 先

(延邊大學食品科學系，吉林延吉133000)

軟棗獼猴桃(Actinidia arguta Sieb.et Zucc.)，又名軟棗子，是獼猴桃屬在中國地域分布最廣泛的野生水果之一，主要分布于東北、華北、西北及長江流域各省，但我國東北三省的資源最為豐富，其中，小興安嶺和長白山山區(qū)較多見［1］。野生軟棗獼猴桃鮮食美味，但是采收后果實軟化速度快，并在多年的實踐中發(fā)現(xiàn)果實在貯藏和加工過程中易發(fā)生失綠的現(xiàn)象，大大限制了果實的貯藏和開發(fā)利用。通過對小麥、菠菜等植物的研究發(fā)現(xiàn)許多因素如熱、酸堿、光、生物因素等都可以引起葉綠素含量的下降，有人把葉綠素降解代謝反應歸納為四類:葉綠素光氧化;“POD-H2O2”分解系統(tǒng)引起的葉綠素減少;脂肪氧化酶引起的葉綠素減少:葉綠素氧化酶引起的葉綠素分解，研究認為葉綠素降解包括酶促降解和光氧化兩種類型的反應［2-5］。雖然李繼蘭［6］從葉綠素酶等各種酶活性及結構方面研究了“秦美”獼猴桃在冷藏過程中葉綠素降解機理，但是“秦美”獼猴桃和軟棗獼猴桃不屬于同一組類型的獼猴桃，具有不同的貯藏特性。目前，還未見野生軟棗獼猴桃葉綠素降解方面的研究報道，因此本實驗進行了冷藏條件下野生軟棗獼猴桃果實葉綠素相關理化指標及一些酶活性的分析，以期為軟棗獼猴桃的貯藏和加工提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

軟棗獼猴桃 2011年9月采自延吉峰林，在5℃冷藏15d的過程中，每隔三天取樣測定;葉綠素a Sigma公司;聚乙二醇辛基苯基醚 北京華美轉導科技有限公司Triton-X100;三羥甲基氨基甲烷(Tris)國藥集團化學試劑有限公司。

色差儀CM-5 日本柯尼卡美能達公司;質構儀TMS-PRO 美國FTC公司。

1.2 理化指標測定

1.2.1 果實色澤及質地的測定 取10個軟棗獼猴桃果實利用色差儀沿果實橫徑測定L*、a*、b*值，平行測定5次取均值。果實質地利用質構儀以移動速度60mm/min、起始力0.5N、型變量50%的條件下對果實進行TPA測定。

1.2.2 總酸及pH的測定 總酸利用滴定法［7］測定，pH用酸度計測定。

1.2.3 色素類物質測定 葉綠素含量參照文獻［8］的方法測定;β-胡蘿卜素含量測定利用丙酮比色法［9］;總黃酮含量利用分光光度法測定［10-12］。

1.3 酶活力測定

葉綠素酶活性測定參照文獻［13］的方法，脫鎂螯合酶活性參照文獻［14］的方法進行測定。

1.4 統(tǒng)計分析

各種指標間的相關性，利用統(tǒng)計軟件SPSS進行分析。

2 結果與分析

2.1 野生軟棗獼猴桃冷藏過程中果實色度和硬度的變化

色澤和質地是評價果實品質的重要指標。野生軟棗獼猴桃成熟后果實呈鮮綠色，采收后冷藏過程中其色澤的變化如表1。隨著冷藏時間的延長，軟棗獼猴桃果實的L*值和b*值不斷下降，L*值由采收當天的51.2冷藏15d后降到36.5，b*值由采收當天的27.3冷藏15d后降到13.4，冷藏過程開始9d內b*值減少幅度大，之后較平穩(wěn)。冷藏期間軟棗獼猴桃果實的a*值逐漸升高，由冷藏第一天的-9.0開始15d后上升到-4.8，即果實的綠色度減少了近50%。

表1 野生軟棗獼猴桃冷藏期間色度和硬度的變化Table 1 Changes of colors and firmness of wild kiwi fruit during the cold storage

軟棗獼猴桃果實采后最大的特征就是果實軟化現(xiàn)象明顯。果實采收后在5℃條件下貯藏過程中硬度的變化如圖1所示，硬度在冷藏前6d急劇下降，下降了72%，之后的6d呈緩慢下降的趨勢，硬度下降的原因可能為多糖類物質降解。

圖1 野生軟棗獼猴桃冷藏期間果實硬度的變化Fig.1 Changes of firmness of wild kiwi fruits during the cold storage

2.2 野生軟棗獼猴桃冷藏期間果實的總酸和pH變化

野生軟棗獼猴桃在冷藏過程中果實總酸和pH的變化如圖2所示，由圖2可知，冷藏前3d總酸有所增加，然后一直下降。果實酸度的變化與總酸的變化趨勢相反，冷藏前3d pH有所下降，之后逐漸地上升。

圖2 野生軟棗獼猴桃冷藏期間pH和總酸的變化Fig.2 Changes of pH value and total acid of wild kiwi fruits during the cold storage

2.3 野生軟棗獼猴桃冷藏期間果實的色素類物質含量變化

野生軟棗獼猴桃在冷藏中葉綠素、β-胡蘿卜素和黃酮類物質含量的變化如表2。冷藏15d的過程中果實的葉綠素含量由17.40mg/100g降到7.15mg/100g，減少了58.9%，其中葉綠素a含量在冷藏前6d下降速度較快，之后下降速度緩慢，葉綠素b含量冷藏從開始前3d和6～9d期間減少幅度大。軟棗獼猴桃中β-胡蘿卜素的含量也不斷下降，冷藏期間下降了51.4%，其變化趨勢為:冷藏初始3d急劇下降，之后較緩慢地減少。但是，軟棗獼猴桃果實中黃酮類物質含量在整個冷藏過程中先下降后增加，貯藏第6d時含量最低，到貯藏15d時黃酮類物質含量上升到21.33mg/100g，與采收當天相比增加了30.6%。

表2 野生軟棗獼猴桃冷藏中色素類物質含量(mg/100g)的變化Table 2 Changes of chlorophyll content of wild kiwi fruits during the cold storage(mg/100g)

2.4 野生軟棗獼猴桃冷藏過程中葉綠素降解相關酶活性的變化

軟棗獼猴桃在冷藏過程中葉綠素酶和脫鎂螯合酶活性變化如圖3所示。從圖中可以看出，采收時葉綠素酶活性最大，貯藏初始3d活性急劇下降，之后隨著貯藏時間延長活性緩慢下降。但是脫鎂螯合酶活性貯藏初始3d有所增加，第3～9d活性急劇上升，12天后又急劇下降，表現(xiàn)出與葉綠素酶活性不同的變化趨勢。

2.5 野生軟棗獼猴桃果實理化指標相關性分析

用SPSS軟件對野生軟棗獼猴桃果實色度與色素類物質含量間的相關性、葉綠素含量與葉綠素降解相關酶活性及理化指標的相關性、葉綠素相關酶活性與pH、酸度、硬度之間的相關性進行了分析，結果如表3所示。

表3 軟棗獼猴桃果實各項理化指標間相關性分析Table 3 The physical and chemical indicators correlation analysis of wild kiwi fruits

圖3 野生軟棗獼猴桃冷藏期間葉綠素降解相關酶活力變化Fig.3 Changes of enzyme activity on chlorophyll degradation of wild kiwi fruits during the cold storage

果實色度a*值與葉綠素a和b含量及β-胡蘿卜素含量呈顯著負相關，色度b*值與葉綠素含量及β-胡蘿卜素含量呈顯著正相關，但是果實色度與類黃酮含量相關性不顯著。

葉綠素a和b含量與葉綠素酶活性呈顯著正相關，葉綠素a和b含量與脫鎂螯合酶活性不呈相關性。

葉綠素含量與pH及總酸呈極顯著的負相關和正相關，這與王陽光［14］所得結果一致，而與 TiJiskens［15］所得結果相反。在0.05水平上葉綠素酶與pH呈負相關，而與總酸呈正相關，這與王陽光得出的結果相符，而脫鎂螯合酶與pH、總酸不呈相關性。

通過分析得出，果實的硬度與葉綠素含量及葉綠素酶活性呈正相關，而且相關性顯著。

3 結論與討論

葉綠素酶活力在葉綠素降解過程中是否起到重要作用，現(xiàn)在還沒有準確的定論，在一些果蔬中葉綠素酶活力與葉綠素含量不完全呈負相關，且葉綠素酶活力隨著果實衰老而降低，因此認為它可能不是葉綠素降解的調控因子［16］。AmirShapira［17］發(fā)現(xiàn)果實葉綠素降解的同時葉綠素酶活性提高，Holden［18］發(fā)現(xiàn)葉綠素酶活性與葉綠素降解成正相關，本實驗也證明葉綠素含量與葉綠素酶活性呈顯著正相關。

關于脫鎂螯合酶學者們做了一些研究，但一直未得到統(tǒng)一的答案，Almela［16］對荔枝果實采后葉綠素降解的研究中發(fā)現(xiàn)，貯藏第6d時脫鎂螯合酶的活性最大;對獼猴桃冷藏的研究發(fā)現(xiàn)，冷藏30d時脫鎂螯合酶活性最高［7］，本實驗中脫鎂螯合酶在第9d時活力最高，且其活力隨著冷藏時間的延長先上升后下降，表明脫鎂螯合酶在采后軟棗獼猴桃果實葉綠素降解過程中可能起到了作用或參與調控［2］。

葉綠素的降解過程有多種說法，主要歸納為兩種，酶降解或被光氧化。葉綠素酶降解途徑中，葉綠素降解的最初步驟可能是葉綠素b先轉化為葉綠素a［19］。本實驗中也發(fā)現(xiàn)了葉綠素a和b存在顯著正相關，即葉綠素a含量減少的同時葉綠素b含量也減少，驗證了葉綠素降解的最初步驟。

［1］樸一龍，趙蘭花.軟棗獼猴桃研究進展［J］.北方園藝，2008(3):76-78.

［2］陳文峻，蒯本科.植物葉綠素的降解［J］.植物生理學通訊，2001，37(4):336-339.

［3］Brown SB，Houghton JD，Hendry GAF.Chlorophyll breakdown.In:Scheer H(ed)Chlorophylls，CRC Press，Boca Raton［J］.Florida，1991:465-489.

［4］Fiedor L，RosenbachBelkin V，Scherz A.The stereospecific ineraction between chlorophyllsand chlorophyllase Possible implication for chlorphyllase biosynthesis and degradation［J］.Chem，1992，267:22043-22047.

［5］Hendry GAF，Houghton JD，Brown SB.The degradation of chlorophyll--a biological enigma［J］.New Phyt01，1987(7):255-302.

［6］李繼蘭.獼猴桃貯藏中葉綠素降解機理及加工中影響其穩(wěn)定性因素研究［D］.陜西:西北農林科技大學，2008.

［7］張志良，翟偉菁.植物生理學實驗指導［M］.第三版.北京:高等教育出版社，2003.

［8］潘增光，王國賓，李奎明，等.新紅星蘋果果實著色期幾種色素含量變化及其相關性［J］.植物生理學通訊，1996(32):347-349.

［9］李明，傅玉凡，王大一，等.不同肉色甘薯交互嫁接后根塊β-胡蘿卜素含量變化［J］.西南農業(yè)學報，2010(23):462-468.

［10］丁利君，吳振輝，蔡創(chuàng)海，等.菊花中黃酮類物質提取方法的研究［J］.食品工業(yè)科技，2000(2):20-22.

［11］李莉.桑葉黃酮化合物提取方法研究［J］.中國林副特產，2003(1):30-31.

［12］熊皓平，楊偉麗，何國慶，等.分光光度法測定顯齒蛇葡萄中黃酮含量［J］.食品科學，2004(2):144-145.

［13］Fang ZY，Bouwkamp JC，Solomos T.Chlorophyllase activities and chlorophyll degradation during leaf senescence in nonyellowing mutant and wild type of Phaseolus vulgaris L［J］.Journal of Experimental Botany，1996，49:503-510.

［14］王陽光.采后青梅果實葉綠素降解機制及保綠措施的研究［D］.杭州:浙江大學，2003.

［15］Tijskens LMN，Barringer SA，Biekman ESA.Modelling the effect of pH on the colour degradation of blanched broccoli［J］.Innovative Food Sci Emerging Tech，2001(2):315-322.

［16］Almela L，F(xiàn)ernandez-Lopez JA，Roca MJ.High-performance liquid chromatographic screening of chlorophyll derivatives produced during fruit storage［J］.Journal of Chromatography，2000，870:483-489.

［17］AmirShapira D，Goldschmidt EE，Airman A.Chlorophyll catabolism in senescing plant tissue:In vive breakdown intermediates suggest different degradative pathways for Citrus fruit and parsley leaves［J］.Prec Natl Accad Sci USA，1987，84:1901-1905.

［18］Holden M.The breakdown of chlorophyll by chlase［J］.Biochem，1961，78:356-364.

［19］Yamauchi N，Akiyama Y，Kako S，et al.Chlophyll degradation by peroxidase in paraley leaves［J］.J Jpn Sci Hort Sci，1985，54:265-271.