氣調(diào)貯藏對(duì)‘紅陽’獼猴桃果膠含量及相關(guān)酶活的影響*

王亞楠，胡花麗，張璇，古榮鑫，李鵬霞

1(南京農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科技學(xué)院，江蘇南京，210095)

2(江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所，江蘇南京，210014)

獼猴桃風(fēng)味獨(dú)特，Vc含量是蘋果的15～30倍，具有極高的營養(yǎng)價(jià)值和藥用保健作用［1］。獼猴桃種類繁多，‘紅陽’獼猴桃是世界首個(gè)紅肉型獼猴桃新品種［2］，與普通的綠肉獼猴桃相比，具備更佳的糖酸比和口感，消費(fèi)市場更加廣闊。但獼猴桃屬于漿果，采后極易軟化，是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。因此，研發(fā)有效抑制采后獼猴桃果肉軟化的貯藏保鮮技術(shù)尤其重要。

研究發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞壁降解是導(dǎo)致采后果實(shí)軟化的主要因素。果膠物質(zhì)是構(gòu)成細(xì)胞初生壁和中膠層的主要成分，果膠物質(zhì)由原果膠、果膠酸甲酯和果膠酸組成，果實(shí)的軟化過程伴隨著原果膠含量的降低［3－6］。前人的研究發(fā)現(xiàn)，PE、PG和CX是導(dǎo)致果實(shí)軟化主要的細(xì)胞壁降解酶［7－8］。目前，多項(xiàng)研究表明，氣調(diào)貯藏可以有效抑制采后果蔬硬度的下降，但不同材料、不同品種之間氣調(diào)參數(shù)有較大差異，如草莓適宜氣調(diào)組分 3%O2+5%CO2［9］，水芹菜適宜 氣 調(diào)組分4.48%O2+2.78%CO2［10］，棗最 適宜 的 氣 調(diào) 組 分10%O2+0%CO2［11］。

對(duì)‘秦美’和‘海沃德’獼猴桃的研究顯示，氣調(diào)貯藏可以有效地抑制采后獼猴桃果實(shí)中淀粉酶活性，延緩原果膠和葉綠素的降解等，有利于延長果實(shí)貯藏期、保持果實(shí)較好的品質(zhì)［12－14］。但有關(guān)氣調(diào)處理對(duì)采后紅陽獼猴桃果實(shí)中果膠含量及相關(guān)酶活性影響的研究鮮見報(bào)道。本試驗(yàn)以四川‘紅陽’獼猴桃為材料，研究了4種不同氣體組分對(duì)采后獼猴桃貯藏壽命、貯藏期間果膠含量變化及果膠代謝相關(guān)酶活性的影響，旨在探討氣調(diào)處理延緩紅陽獼猴桃果實(shí)軟化的機(jī)理，為氣調(diào)貯藏在獼猴桃中的應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

‘紅陽’獼猴桃，采自四川省獼猴桃實(shí)驗(yàn)基地，(2±1)℃預(yù)冷24 h后，單果包裝，6 h內(nèi)空運(yùn)至南京江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工所果蔬保鮮與加工實(shí)驗(yàn)室，在(1±0.5)℃條件下，放置24 h后，挑選無機(jī)械損傷，無病、蟲害，大小均一的果實(shí)為試驗(yàn)材料。

1.2 樣品前處理

試驗(yàn)設(shè)4組氣體成分處理:(1)CA1(2%O2+3%CO2);(2)CA2(2%O2+6%CO2);(3)CA3(5%O2+3%CO2);(4)CA4(5%O2+6%CO2)。以與氣調(diào)相同流速的空氣作為對(duì)照(CK)，每個(gè)處理80個(gè)果實(shí)，設(shè)3個(gè)重復(fù)。放入帶進(jìn)氣孔和出氣孔的氣調(diào)箱中，環(huán)境條件為溫度(1±0.5)℃、相對(duì)濕度80% ～98%。貯藏期間每15 d觀察其商品性變化(腐爛率等)，并取樣。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 貯藏壽命的判定

試驗(yàn)中果實(shí)貯藏壽命根據(jù)NY/T 1392－2007的腐爛果率判定［15］。若腐爛率≥3%，則達(dá)到貯藏壽命，不能繼續(xù)貯藏;腐爛率≤2%，則繼續(xù)貯藏。

1.3.2 果膠的測(cè)定

咔唑比色法［6］。稱取樣品5 g，置于150 mL三角瓶中，加入50 mL 95% 的乙醇，沸水浴30 min，以除去糖分及其他物質(zhì)。用濾紙過濾，棄去濾液，沉淀放入原三角瓶中，加水40 mL，50℃水浴30 min，以溶解可溶性果膠。過濾，用少量水洗滌濾紙和沉淀。濾液移入50 mL容量瓶中加蒸餾水定容，此為可溶性果膠溶液;沉淀放入原三角瓶中，加100 mL 0.5 mol/L H2SO4，沸水浴1 h，以水解原果膠，冷卻后移至100 mL容量瓶中加水定容，此為原果膠溶液。

吸取可溶性果膠和原果膠溶液各0.1 mL至20 mL刻度管中，分別加入0.9 mL H2O和6 mL H2SO4，混勻后沸水浴加熱20 min，冷卻至室溫，分別加入0.5 mL 0.15%咔唑乙醇溶液，搖勻，暗處放置2 h，在530 nm波長處測(cè)定消光值。用半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)溶液做標(biāo)準(zhǔn)曲線，以吸光值的大小在標(biāo)準(zhǔn)曲線中查找對(duì)應(yīng)的數(shù)值。

1.3.3 酶活性的測(cè)定［16－19］

1.3.3.1 酶液的提取

取2 g樣品，用6 mL酶提取液(6%NaCl，內(nèi)含0.6%EDTA，1%PVP)勻漿。然后再10 000 r/min離心20 min，上清液即為粗酶提取液，待用。

1.3.3.2 果膠甲酯酶(PE)的測(cè)定

取酶提取液2 mL，37℃預(yù)熱3 min，加入酚酞指示劑2滴，加1% 果膠8 mL，用0.01 mol/L NaOH溶液滴定至淡紅色，記錄30 min內(nèi)其保持淡紅色所消耗的NaOH溶液的體積。以該條件下每分鐘每克鮮樣催化果膠釋放1 mmol的CH3O—為1個(gè)酶活力單位(U)。

1.3.3.3 多聚半乳糖醛酸酶(PG)的測(cè)定

將酶提取液稀釋10倍，取稀釋液0.1 mL，加0.5% 的果膠溶液(pH 4.0)1.0 mL，對(duì)照為pH 4.0的醋酸緩沖液，37℃恒溫反應(yīng)30 min后加入0.9 mL DNS試劑，沸水浴5 min，冷卻，加水定容至15 mL，搖勻，540 nm波長處測(cè)吸光值。以D-(+)半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)溶液作標(biāo)準(zhǔn)曲線。以每分鐘每克鮮樣37℃時(shí)分解果膠產(chǎn)生1 μg的游離半乳糖醛酸為1個(gè)酶活力單位(U)。

1.3.3.4 纖維素酶(CX)的測(cè)定

將酶提取液稀釋10倍，取稀釋液0.1 mL，加CMC溶液(pH 4.0)1.0 mL，對(duì)照為pH 4.0檸檬酸緩沖液，40℃恒溫反應(yīng)30 min后加入0.9 mL DNS試劑，沸水浴5 min，加水定容至15 mL，搖勻，540 nm下測(cè)吸光值。以每分鐘每克鮮樣37℃時(shí)分解CMC產(chǎn)生1 μg的葡萄糖為1個(gè)纖維素酶活力單位(U)。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣調(diào)貯藏對(duì)獼猴桃貯藏壽命及硬度的影響

試驗(yàn)中通過觀察果實(shí)腐爛率發(fā)現(xiàn)，不同處理的紅陽獼猴桃的貯藏壽命不同(表1)，CK和CA4處理的獼猴桃貯藏至60 d時(shí)，腐爛率達(dá)3%，達(dá)到貯藏壽命;CA2處理的獼猴桃可貯藏至90 d;CA1和CA3處理的獼猴桃能顯著延長其貯藏壽命，可達(dá)120 d。

表1 紅陽獼猴桃在貯藏過程中的腐爛情況Table 1 Decay rate of Hongyang kiwiftuit in the storage process

與CK相比，4種處理的獼猴桃的硬度變化差異很大(圖1)。其中CA1的硬度下降較慢，貯藏120 d時(shí)，硬度是貯藏第1天的53.5%;CA2和CA3的硬度無顯著差異，但CA3貯藏期較長;0～30 d，CK和CA4的硬度呈直線下降，但在30～60 d時(shí)，CA4的硬度下降的速率極顯著地低于CK。因此可知，以上4個(gè)處理對(duì)抑制采后獼猴桃果實(shí)硬度下降能力的排序是CA1＞CA3＞CA2＞CA4＞CK。

圖1 氣調(diào)對(duì)紅陽獼猴桃果實(shí)硬度的影響Figure 1 Effect of controlled atmosphere on fruit firmness of Hongyang kiwifruit

2.2 氣調(diào)貯藏對(duì)獼猴桃果膠含量的影響

獼猴桃果實(shí)貯藏期，可溶性果膠含量整體呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢(shì)(圖2);CA1的可溶性果膠含量下降后緩慢上升，顯著低于CK和其他3個(gè)處理(P＜0.01);CA3貯藏壽命雖與CA1相同，但其可溶性果膠含量顯著高于CA1(P＜0.05);CA2和CA4與CK無顯著差別。獼猴桃原果膠含量隨貯藏時(shí)間的延長呈現(xiàn)明顯下降的趨勢(shì)(圖3)，整體上CA1的原果膠含量比CK和其他3個(gè)處理高。

圖2 氣調(diào)對(duì)紅陽獼猴桃中可溶性果膠含量的影響Fig.2 Effect of controlled atmosphere on soluble pectin content of Hongyang kiwifruit

圖3 氣調(diào)對(duì)紅陽獼猴桃中原果膠含量的影響Fig.3 Effect of controlled atmosphere on original pectin content of Hongyang kiwifruit

由此可知，相比對(duì)照和其他處理，CA1處理更好地抑制原果膠的降解，延緩可溶性果膠的增加。

2.3 氣調(diào)貯藏對(duì)果膠甲酯酶(PE)活性的影響

獼猴桃果實(shí)貯藏期間，CK和各處理的PE活性在貯藏30 d時(shí)達(dá)到最大值，之后呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)(圖4)。0～60 d，CA1、CA3和CA4處理的PE 活性顯著低于CK(P＜0.05)，CA2處理與CK無明顯差異。整個(gè)貯藏期間，CA1與CA3處理差別極顯著(P＜0.01)。但總體上，PE活性在貯藏前后無明顯變化。

2.4 氣調(diào)貯藏對(duì)多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的影響

PG活性在貯藏期間整體呈現(xiàn)上升趨勢(shì)(圖5)。貯藏前60 d，貯藏第60 d時(shí)，與CK相比，4個(gè)處理組的PG活性分別相對(duì)降低了22.6%，13.9%，26.8%，16.9%;除60 d外的整個(gè)貯藏過程，CA1極顯著低于CA3處理(P＜0.01)。因此可知，CA1處理能更有效地使PG活性維持在一個(gè)較低水平。

圖4 氣調(diào)對(duì)紅陽獼猴桃中果膠甲酯酶(PE)活性的影響Fig.4 Effect of controlled atmosphere on activity of PE of Hongyang kiwifruit

圖5 氣調(diào)對(duì)紅陽獼猴桃中多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性的影響Fig.5 Effect of controlled atmosphere on activity of PG of Hongyang kiwifruit

2.5 纖維素酶(CX)活性

圖6 氣調(diào)對(duì)紅陽獼猴桃中纖維素酶(CX)活性的影響Fig.6 Effect of controlled atmosphere on activity of CX of Hongyang kiwifruit

貯藏期間，CX活性總體呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)(圖6)。0～60 d，CA1和CA2處理的CX活性低于CK，差異顯著(P＜0.05)，且CA1顯著低于CA2;CA3和CA4處理與CK相比無明顯差異;貯藏至90 d時(shí)，CA1處理酶活性相對(duì)較低，CA2和CA3無明顯差異，分別比CA1處理酶活性高15.1%，13.2%;貯藏至120 d時(shí)，CA1處理的CX活性比CA3處理低7.59%。除60 d外的整個(gè)貯藏過程中，CA1的CX活性顯著低于CA3(P＜0.05)。因此，相比CK和其他處理，CA1處理更有效地抑制了CX活性。

3 結(jié)論與討論

3.1 細(xì)胞壁酶與果實(shí)軟化

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明中PG和CX活性先增后降，與Abu-Bakr A［20］在石榴的研究中結(jié)論一致。PE活性先達(dá)到一個(gè)峰值再下降，與王愈等［21］在山楂的研究中結(jié)果類似，李春燕等［15］在甜橙的研究中則得出相反的結(jié)果，并指出PE活性與果實(shí)軟化有密切關(guān)系。也有報(bào)道指出，PE活性在果實(shí)軟化以前或未成熟的發(fā)育階段就較高，在后期成熟軟化過程中作用不大，貯藏前期PE作用于果膠，使其去甲酯化，作為PG作用的對(duì)象［22］。本試驗(yàn)中PE活性先升后降，且貯藏前后無明顯變化，說明PE與紅陽獼猴桃果實(shí)中果膠的降解可能無直接聯(lián)系。不同的處理或不同品種的果實(shí)品質(zhì)不同會(huì)導(dǎo)致一定的差異［23］。綜上，紅陽獼猴桃果實(shí)采后軟化主要是由PG和CX對(duì)細(xì)胞支撐物質(zhì)的降解引起的，PE在后期貯藏過程中作用不大。

3.2 紅陽獼猴桃氣調(diào)貯藏最適宜的組分配比

氣調(diào)貯藏可通過抑制細(xì)胞呼吸等減少有害物質(zhì)的積累，抑制相關(guān)酶活性，有效延長果蔬保鮮期［24］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，CA1(2%O2+3%CO2)和CA3(5%O2+3%CO2)處理果實(shí)貯藏壽命長達(dá)120 d;CA2(2%O2+6%CO2)次之，達(dá)90 d;CA4(5%O2+6%CO2)僅60 d。氣調(diào)處理中若氣體濃度不適，不僅不能達(dá)到保鮮目的，反而會(huì)對(duì)果實(shí)造成生理病害。有研究表明，過高的CO2可能造成果實(shí)的CO2毒害，加速果實(shí)的軟化［9］;黃永紅等［25］在海沃德獼猴桃的氣調(diào)貯藏試驗(yàn)中也指出，3% ～4%CO2和5% ～6%CO2雖然都可以抑制細(xì)胞呼吸，但前者處理的果實(shí)具有更佳的品質(zhì)，貯藏保鮮效果更好。本試驗(yàn)結(jié)果與黃永紅的試驗(yàn)結(jié)果一致，3%CO2更有助于獼猴桃果實(shí)的貯藏，其中CA1(2%O2+3%CO2)效果更好。CA1通過抑制細(xì)胞壁降解酶(PG、CX)的活性，從而有效延緩果實(shí)主要細(xì)胞支撐物質(zhì)(果膠、纖維素)的降解，延緩果實(shí)的軟化進(jìn)程。綜上，CA1(2%O2+3%CO2)是采后紅陽獼猴桃果實(shí)氣調(diào)貯藏的最適宜配比。

氣調(diào)對(duì)采后紅陽獼猴桃其他方面的影響還有待進(jìn)一步研究。通過對(duì)果蔬保鮮技術(shù)的研究，可以更有效地延緩果蔬的衰老，抑制果蔬褐變，保持果實(shí)更好的品質(zhì)和商品性，從而提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

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