自發(fā)氣調(diào)對鴨梨果實生理生化品質(zhì)的影響

李 健，趙麗麗，劉 野，王友升

(北京工商大學食品學院，北京市食品風味化學重點實驗室，食品添加劑與配料北京高等學校工程研究中心，北京100048)

自發(fā)氣調(diào)貯藏(Modified atmosphere packaging，簡稱MAP)主要是通過果實自身的呼吸作用，逐漸在包裝中形成高CO2低O2的氣調(diào)環(huán)境，從而起到延緩果實衰老進程的作用，具有成本低，操作方便，易于推廣等特點［1］。然而不當?shù)腗AP貯藏不但不能延長果實的貯藏期，還會引起果實的生理失調(diào)，佟偉等研究發(fā)現(xiàn)不適宜的薄膜會引起西洋梨CO2傷害的發(fā)生［2］。鴨梨果實同樣對CO2很敏感，不論在常溫還是低溫條件下，高濃度CO2都會對鴨梨組織造成傷害［3－4］。CO2傷害會引起組織發(fā)生褐變，誘發(fā)果實產(chǎn)生不良風味，嚴重影響了鴨梨果實的商品價值。關(guān)于MAP對鴨梨果實貯藏品質(zhì)的影響還未見報道。本文以鴨梨果實為試材，研究了MAP貯藏對鴨梨果實黑心病發(fā)病率的影響，通過測定果實內(nèi)過氧化氫，丙二醛含量及活性氧代謝相關(guān)酶的活性變化規(guī)律，初步探討了MAP貯藏對鴨梨果實黑心病發(fā)生的影響機制。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試鴨梨購于新發(fā)地農(nóng)貿(mào)市場，挑選果實色澤勻稱、大小一致，無機械損傷和病蟲害的果實用于實驗。將果實密封于保鮮盒中(尺寸為456mm×225mm×300mm，厚度為1.8mm)進行自發(fā)氣調(diào)貯藏，對照組不密封。所有果實均置于(17±1)℃的環(huán)境中貯藏。每處理30個果實，進行3次重復，每隔7d定期取樣。取樣部位為果實赤道部分。

T25分散機 德國Ultra－turrax公司;F－80C型制冰機 北京博威興業(yè)科技發(fā)展有限公司;Eppendorf 5810R型離心機 德國艾本德公司;UV－2450型分光光度計 日本Shimadzu公司;電熱恒溫水浴鍋 重慶萬達儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 果心褐變率的測定 將果實沿果心中心部位橫切，統(tǒng)計果心是否發(fā)生褐變。褐變率用果心褐變果實占總果數(shù)的百分比表示［5］。

1.2.2 多酚氧化酶的測定 稱取果肉組織5.0g，加入20mL 100mmol/L、pH7.8的磷酸緩沖液(含 0.2g PVPP)，研磨勻漿，然后于4℃、10000×g離心20min，上清液即為粗酶提取液。多酚氧化酶(PPO)活性參

考Chen等方法測定［6］。以酶促反應(yīng)體系吸光度值變化0.01為一個PPO活力單位(U)。重復3次。

1.2.3 總酚含量的測定 稱取5.0g鴨梨果肉，加入20mL的甲醇在冰浴條件下研磨，提取30min后離心(10000 ×g，20min，4℃)。取 0.1mL 上清液加入2.58mL水，0.12mL福林，0.2mL飽和Na2CO3溶液后于暗處存放1h后于760nm測定總酚，重復3次。計算總酚含量，用 μg·g－1FW 表示。

1.2.4 丙二醛的測定 稱取5.0g果肉，加入20mL經(jīng)4℃預(yù)冷的5%(w/v)三氯乙酸溶液(含10mmol/L EDTA－Na2)在冰浴條件下研磨勻漿，并于4℃、10000×g離心 20min，上清液用于丙二醛(MDA)含量的測定［7］。

1.2.5 過氧化氫含量的測定 稱取3.0g鴨梨果肉，加入3mL冷丙酮在冰浴條件下研磨成勻漿，然后于4℃、10000×g離心20min，上清液用于 H2O2的測定［8］。H2O2含量以 mg·100g－1FW 表示。

1.2.6 過氧化物酶活性的測定 過氧化物酶(CAT)提取方法同1.2.2，酶活參考Havir等方法測定［9］。以酶促反應(yīng)體系吸光度值變化0.01為一個CAT活力單位(U)。重復3次。

1.2.7 抗壞血酸過氧化物酶活性的測定 抗壞血酸過氧化物酶(APX)提取方法同1.2.2。參考Nakano等的方法測定APX活性［10］。以酶促反應(yīng)體系吸光度值變化0.01為一個APX活力單位(U)。重復3次。

1.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計及制圖 數(shù)據(jù)使用Excel統(tǒng)計分析，計算標準誤差并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 MAP貯藏對鴨梨果實果心褐變率的影響

鴨梨果實容易發(fā)生黑心病。鴨梨果實常溫貯藏4周后的果實褐變率如圖1所示，MAP貯藏果實的褐變率顯著高于對照果實，比對照高了78%，說明鴨梨果實在MAP貯藏條件下黑心病發(fā)生率有所增加。

圖1 MAP貯藏對鴨梨果實褐變指數(shù)的影響Fig.1 Effect of MAP treatment on brown index of Yali pear fruit during storage

2.2 MAP貯藏對鴨梨果實多酚氧化酶活性和總酚含量的影響

如圖2A所示，對照果實的多酚氧化酶(PPO)活性在貯藏過程中無明顯變化，而MAP貯藏果實的PPO活性在貯藏14d后迅速增加，貯藏至21和28d時，MAP貯藏果實的PPO活性分別比對照高出16%和18%。

鴨梨果實貯藏過程中總酚含量的變化情況如圖2B所示，對照果實的總酚含量在整個貯藏期間變化不大，而MAP貯藏果實的總酚含量在貯藏后期迅速下降，貯藏結(jié)束時，其含量僅為對照果實的7%。

圖2 MAP貯藏對鴨梨果實PPO活性和總酚含量的影響Fig.2 Effect of MAP treatment on PPO activity and total phenol content of Yali pear fruit during storage

2.3 MAP貯藏對鴨梨果實丙二醛含量的影響

丙二醛(MDA)是膜質(zhì)過氧化產(chǎn)物，可以反映出細胞的膜質(zhì)過氧化程度。在貯藏期間，MAP貯藏增加了果實的MDA含量，貯藏第28d，MAP貯藏果實的MDA含量較對照高出29%。

圖3 MAP貯藏對鴨梨果實MDA含量的影響Fig.3 Effect of MAP treatment on MDA content of Yali pear fruit during storage

2.4 MAP貯藏對鴨梨果實過氧化氫含量的影響

在貯藏后期，MAP貯藏果實的H2O2含量迅速上升，在貯藏21和28d時，MAP貯藏果實的H2O2含量分別比對照高出262%和71%。

2.5 MAP貯藏對鴨梨果實活性氧代謝相關(guān)酶活性的影響

圖4 MAP貯藏對鴨梨果實H2O2含量的影響Fig.4 Effect of MAP treatment on H2O2content of Yali pear fruit during storage

鴨梨果實中CAT活性的變化趨勢如圖5A所示，對照果實CAT在貯藏前期迅速上升，在貯藏后期維持在較高水平，MAP貯藏果實的CAT活性在貯藏21d出現(xiàn)高峰，但仍低于對照果實，之后迅速下降，在貯藏結(jié)束時，活性僅為對照果實的43%。

如圖5B所示，對照果實的APX活性在貯藏前期略有下降，隨后出現(xiàn)活性高峰，而MAP貯藏果實APX活性在貯藏開始時就迅速下降，之后一直保持在較低水平。

圖5 MAP貯藏對鴨梨果實CAT和APX活性的影響Fig.5 Effect of MAP treatment on CAT and total APX activity of Yali pear fruit during storage

3 結(jié)論與討論

黑心病是鴨梨貯藏過程中常見的生理性病害。黑心病的發(fā)生首先從心皮內(nèi)壁開始，隨后發(fā)展到整個果心。黑心病分為冷敏性，氣敏性和衰老性褐變，急劇降溫，環(huán)境CO2中濃度升高都會加劇黑心病的發(fā)生［11］。以往的研究表明黑心病的發(fā)生與酚類物質(zhì)在多酚氧化酶(PPO)的作用下形成褐色物質(zhì)有關(guān)［5］。本研究發(fā)現(xiàn)自發(fā)氣調(diào)(MAP)貯藏果實的PPO活性較對照高，這可能是引起黑心病發(fā)生率增加的原因。

PPO一般情況下與細胞器膜或細胞膜結(jié)合，活性較低，同時多酚常存在于液泡中，PPO不能催化多酚氧化;當細胞膜結(jié)構(gòu)被破壞時，PPO被釋放出來，活性增強，此時PPO有機會與多酚結(jié)合，引起組織發(fā)生褐變［11］。丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的產(chǎn)物之一，可以用來表示膜損傷的程度，本文研究發(fā)現(xiàn)MAP貯藏果實的MDA含量在貯藏后期高于對照果實，說明此時果實細胞膜的完整性已經(jīng)受到破壞，MAP貯藏果實PPO活性的增加可能也與此有關(guān)。

果實組織中的活性氧不但會影響蛋白質(zhì)的合成，還可以引起膜質(zhì)過氧化作用［12］，從而引起果實的衰老［13］。過氧化氫是毒性較強的活性氧之一，在本次實驗中，MAP貯藏鴨梨果實中H2O2含量迅速增加，這可能是導致果實細胞膜損傷的原因。

正常植物組織中有很多活性氧的清除系統(tǒng)，過多的活性氧可以被不同的抗氧化酶或抗氧化物質(zhì)清除掉［14］。過氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過氧化物酶(APX)是兩種重要的活性氧清除酶，CAT可以將H2O2催化轉(zhuǎn)化為H2O和氧氣，APX可以利用抗壞血酸為電子供體清除H2O［15］2。本研究中發(fā)現(xiàn)MAP貯藏抑制了果實內(nèi)的CAT和APX活性，所以可以推測這可能是導致MAP貯藏果實貯藏后期H2O2迅速積累的原因。

不當?shù)淖园l(fā)氣調(diào)貯藏可以抑制鴨梨果實內(nèi)過氧化氫酶和抗壞血酸過氧化物酶的活性，提高過氧化氫的含量，增加果實細胞膜的通透性，同時可以提高果實多酚氧化酶的活性，從而引起果實黑心病發(fā)生率的增加。在進行鴨梨自發(fā)氣調(diào)貯藏時，應(yīng)及時打開包裝，進行通風換氣，預(yù)防果實黑心病的發(fā)生。

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