金褐霉素和納他霉素對(duì)冬棗品質(zhì)及代謝相關(guān)酶的影響

魏 杰, 宋 威, 張國(guó)坤, 張 瀟

（遼寧大學(xué)生命科學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110036）

金褐霉素和納他霉素對(duì)冬棗品質(zhì)及代謝相關(guān)酶的影響

魏 杰, 宋 威, 張國(guó)坤, 張 瀟

（遼寧大學(xué)生命科學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110036）

通過(guò)研究金褐霉素對(duì)果蔬采后品質(zhì)的貯藏保鮮效果，開(kāi)發(fā)金褐霉素作為抗真菌的食品防腐劑。將冬棗分別用金褐霉素和納他霉素（1.0 g/L）浸泡后，在4℃下貯藏并檢測(cè)冬棗的品質(zhì)及代謝相關(guān)酶。結(jié)果表明，同納他霉素相比較，金褐霉素能更好地保持冬棗果實(shí)硬度，減少轉(zhuǎn)紅率和失重，抑制丙二醛含量的上升及多聚半乳糖醛酸酶活性的提高，抑制果實(shí)中可溶性固形物及Vc含量的下降，提高了冬棗的苯丙氨酸解氨酶的活性。研究表明，金褐霉素在不損害果實(shí)質(zhì)量的前提下，能夠有效地控制冬棗采后腐爛，具有較好的保鮮效果。

冬棗；金褐霉素；保鮮效果；生理變化；防腐劑

編者按：果蔬產(chǎn)品不耐貯藏，化學(xué)防腐劑一直是延長(zhǎng)果蔬貯藏期的主要手段，但隨著民眾食品安全意識(shí)的逐漸提高，綠色保鮮技術(shù)成為近年來(lái)果蔬采后生物學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本期3篇文章涉及果蔬綠色保鮮技術(shù)的3個(gè)重要領(lǐng)域，分別研究了我國(guó)特有的金褐霉素對(duì)保持冬棗果實(shí)品質(zhì)的影響，無(wú)毒、可生物降解的動(dòng)物源防腐劑殼寡糖對(duì)擴(kuò)展青霉菌體生長(zhǎng)和毒素分泌量的影響，以及氣體沖擊處理對(duì)草莓果實(shí)品質(zhì)及活性氧代謝的影響。這些研究成果可為果蔬采后品質(zhì)的調(diào)控提供新的思路。

（主持人：王友升教授）

金褐霉素（Aureofuscin）是從我國(guó)土壤中分離得到的鏈霉菌新種——金褐鏈霉菌（Streptomyces aureofuscus.n.sp）所產(chǎn)生的一種四烯大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗真菌抗生素。1975年上海藥物研究所金褐霉素研究小組發(fā)現(xiàn)金褐霉素，并初步研究其化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、生物學(xué)特性和急性毒性，但一直未做深入研究和進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)［1-2］。江西農(nóng)業(yè)大學(xué)王華等先后報(bào)道了金褐鏈霉菌固體種子培養(yǎng)的相關(guān)研究［3］，金褐鏈霉菌發(fā)酵條件的進(jìn)一步優(yōu)化［4］，以及金褐霉素高產(chǎn)菌株的推理選育研究［5］。本項(xiàng)目組從2006年開(kāi)始研究金褐霉素，發(fā)表了其分離提取工藝優(yōu)化［6］，金褐霉素高產(chǎn)菌株選育［7］，前體物質(zhì)提高其發(fā)酵產(chǎn)量［8］，以及生物合成基因簇中AURJ3M基因的獲得和序列分析等［9］。然而，有關(guān)金褐霉素在果蔬采后貯藏保鮮方面的研究鮮有報(bào)道。

本研究是在前期建立了一套金褐霉素的快速檢測(cè)方法，并完成金褐霉素的制備及其毒理學(xué)檢測(cè)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步研究金褐霉素抑菌性及其在果蔬采后貯藏保鮮方面應(yīng)用的效果。本實(shí)驗(yàn)選擇冬棗果實(shí)作為研究對(duì)象。鑒于金褐霉素化學(xué)結(jié)構(gòu)與國(guó)外文獻(xiàn)報(bào)道的納他霉素（Natamycin）結(jié)構(gòu)相似，并且納他霉素是美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Adiministration，F(xiàn)DA）正式批準(zhǔn)使用的食品防腐劑，本文主要對(duì)比金褐霉素和納他霉素對(duì)冬棗果實(shí)品質(zhì)及其代謝相關(guān)酶的影響，為在果蔬食品保鮮中開(kāi)發(fā)應(yīng)用金褐霉素奠定了理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

新鮮冬棗，市售，篩選成熟度為果面1/4紅，大小均一，無(wú)病害冬棗果實(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在4℃預(yù)冷后開(kāi)始處理。

納他霉素標(biāo)準(zhǔn)品（純度97%），金褐霉素標(biāo)準(zhǔn)品（純度95%），北京東方瑞德生物技術(shù)有限公司；L-苯丙氨酸、L-甲硫氨酸、3，5-二硝基水楊酸、鄰苯二酚，上海伯奧生物科技有限公司；多聚半乳糖醛酸（進(jìn)口分裝），F(xiàn)LUKA；果膠（進(jìn)口分裝），SIGMA；三氯乙酸、丙酮、β-巰基乙醇，上?；瘜W(xué)試劑有限公司。

1.2 主要儀器

CT3型質(zhì)構(gòu)儀，美國(guó)Brookfield公司；UV-2201型紫外分光光度計(jì)，日本島津；冰柜，山東省青島海爾集團(tuán)；SHZ-22型水浴恒溫振蕩器，江蘇省太倉(cāng)市醫(yī)療器械廠(chǎng)；GA110型萬(wàn)分之一電子分析天平，德國(guó)科恩；WYT型手持糖度測(cè)定儀，上海精密儀器儀表有限公司；78A型高速組織搗碎機(jī)，江蘇省鹽城縣龍岡醫(yī)療機(jī)械廠(chǎng)；Heidolph真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德祥科技有限公司；CR-22型高速冷凍離心機(jī)，日本日立；KQ-500DB型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市定山湖檢測(cè)儀器廠(chǎng)。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 生物源防腐劑浸果處理

將預(yù)冷48 h的冬棗分別用1.0 g/L金褐霉素及納他霉素對(duì)冬棗進(jìn)行處理，將棗果浸泡3 min后撈出，自然晾干后分別裝入雙層PE塑料袋（膜厚0.04 mm，長(zhǎng)80 cm，寬50 cm），每袋1.0 kg。每個(gè)處理重復(fù)6次，處理完后棗果置于4℃中貯藏。不處理直接入庫(kù)貯藏的冬棗為對(duì)照組。測(cè)定時(shí)各組隨機(jī)取1袋。

1.3.2 冬棗生理、生化指標(biāo)測(cè)定方法

初始指標(biāo)的測(cè)定于采收后當(dāng)日進(jìn)行；貯藏過(guò)程中每隔10 d測(cè)定一次，每次隨機(jī)抽取棗果30個(gè)，重復(fù)3次。

硬度采用GY-1型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定［10］；可溶性固形物含量采用CT3質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定［11］；抗壞血酸（vitaminc，Vc）含量用2，6-二氯靛酚鈉鹽法［12］測(cè)定；可滴定酸含量采用酸堿滴定法測(cè)定［13］；多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）測(cè)定參照韓雅珊［14］的方法；丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量測(cè)定用硫代巴比妥酸法測(cè)定［15-19］；苯丙氨酸解氨酶（phenylalnin ammonialyase，PAL）活性測(cè)定參照薛應(yīng)龍等［20-22］的方法。

轉(zhuǎn)紅率［16］：取不同處理貯藏的棗果依其果面轉(zhuǎn)紅的面積確定轉(zhuǎn)紅級(jí)別，分為4級(jí)。1級(jí)，轉(zhuǎn)紅面積為0～1/4；2級(jí)，轉(zhuǎn)紅面積為1/4～1/2；3級(jí)，轉(zhuǎn)紅面積為1/2～1；4級(jí)，全紅果。

轉(zhuǎn)紅率=｛∑（轉(zhuǎn)紅級(jí)別×該級(jí)別果數(shù)）/（最高級(jí)別×檢查總果數(shù)）｝×100%。

腐爛率［16］：依其棗果表面腐爛生霉的面積分為4級(jí)。0級(jí)，果表面無(wú)生霉腐爛現(xiàn)象；1級(jí)，果表面生霉腐爛面積為0～1/4；2級(jí)，果表面生霉腐爛面積為1/4～1/2；3級(jí)，果表面生霉腐爛面積為1/2～1。

腐爛率=｛∑（腐爛級(jí)別×該級(jí)別果數(shù)）/（最高級(jí)別×檢查總果數(shù)）｝×100%。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

本實(shí)驗(yàn)采用完全隨機(jī)取樣，每個(gè)處理重復(fù)3次，用Excel整理原始數(shù)據(jù)并作圖，實(shí)驗(yàn)采用SPSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，顯著性水平：P＜0.05，差異顯著；P＜0.01，差異極顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同生物源防腐劑處理對(duì)冬棗硬度、轉(zhuǎn)紅率和失重率的影響

采后冬棗果實(shí)的硬度呈逐漸下降趨勢(shì)，數(shù)據(jù)為每處理組分別取10個(gè)棗果測(cè)定平均值，最初硬度為13.9 kg/cm2，如圖1。由圖1（a）可以看出，兩種生物源防腐劑處理能很好地保持果實(shí)硬度。貯藏到30 d，各處理組間硬度差異不顯著。貯藏60 d，金褐霉素處理組的硬度平均為11.9 kg/cm2，納他霉素處理組的硬度平均為11.5 kg/cm2，對(duì)照組效果差僅為8.3 kg/cm2。生物源防腐劑處理組與對(duì)照組之間差異顯著（P＜0.05），兩種生物源防腐劑處理間差異不顯著，但金褐霉素處理組效果稍?xún)?yōu)于納他霉素處理組。圖1（b）的結(jié)果表明，各處理組間失重率差異不顯著。對(duì)照組、金褐霉素處理組與納他霉素處理組效果相近。從圖1（c）可以看出，貯藏到10 d，各處理組間轉(zhuǎn)紅率差異不顯著。貯藏40 d，各處理組間轉(zhuǎn)紅率差異顯著，金褐霉素處理組明顯降低冬棗轉(zhuǎn)紅率，效果優(yōu)于納他霉素處理組。

2.2 不同生物源防腐劑處理對(duì)冬棗可溶性固形物和可滴定酸含量的影響

棗果中可溶性固形物主要是可溶性糖，其含量高低是評(píng)價(jià)果實(shí)質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)［16，23-24］，如圖2。從圖2（a）可以看出，貯藏到10 d，生物源防腐劑處理組及對(duì)照的可溶性固性物含量均有小幅升高，而后隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸降低。對(duì)照組與生物源防腐劑處理組間開(kāi)始顯現(xiàn)差異，對(duì)照組可溶性固性物下降速度顯著高于處理組。貯藏到40 d，納他霉素處理效果與對(duì)照組差異顯著；金褐霉素處理組顯著抑制了冬棗果實(shí)中可溶性固形物含量的下降，與對(duì)照組之間差異極顯著。

圖2 不同防腐劑處理對(duì)冬棗可溶性固形物和可滴定酸含量的影響Fig.2 Effects of different biological origin preservatives on soluble solid content and titratable acid content of Dong jujube

從圖2（b）可以看出，貯藏到20 d，冬棗的可滴定酸含量先上升，20 d以后開(kāi)始下降，不同生物源防腐劑處理對(duì)冬棗可滴定酸含量的影響不大。貯藏到40 d測(cè)定，各處理之間無(wú)顯著差異。

2.3 不同生物源防腐劑處理對(duì)冬棗抗壞血酸含量的影響

冬棗貯藏效果可由Vc含量變化直接反映，一般只要Vc含量高，其他性能均表現(xiàn)良好［16，23-24］，如圖3。由圖3看出，貯藏到20 d，Vc含量呈上升趨勢(shì)，20 d以后開(kāi)始下降，金褐霉素和納他霉素均能很好地抑制Vc含量的下降。貯藏到40 d，金褐霉素和納他霉素處理組很好地抑制Vc含量的下降，但金褐霉素組處理效果優(yōu)于納他霉素處理組，各處理組與對(duì)照組之間差異顯著。

圖3 不同防腐劑處理對(duì)冬棗抗壞血酸Vc含量的影響Fig.3 Effects of different biological origin preservatives on Vc content of Dong jujube

2.4 不同生物源防腐劑處理對(duì)冬棗丙二醛含量的影響

丙二醛是膜脂過(guò)氧化作用的最終產(chǎn)物，也是評(píng)價(jià)膜脂過(guò)氧化程度的重要指標(biāo)，其含量的增多是由活性氧代謝失調(diào)和積累造成的，過(guò)多的MDA不僅能破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，而且是果實(shí)衰老的標(biāo)志［16，23-24］，如圖4。

圖4 不同防腐劑處理對(duì)冬棗丙二醛含量的影響Fig.4 Effects of different biological origin preservatives on malonaldehyde content of Dong jujube

由圖4可以看出，貯藏過(guò)程中冬棗的丙二醛含量均呈不斷上升趨勢(shì)，貯藏前期30 d，生物源防腐劑組對(duì)MDA的抑制作用未明顯顯現(xiàn)。貯藏到40 d，金褐霉素和納他霉素處理組的MDA含量均低于對(duì)照組，并且金褐霉素處理組更顯著抑制了丙二醛含量的增加，其MDA含量顯著低于對(duì)照組MDA含量，效果也優(yōu)與納他霉素處理組。

2.5 不同生物源防腐劑處理對(duì)冬棗多聚半乳糖醛酸酶活性的影響

果實(shí)的軟化及貨架壽命與細(xì)胞壁水解酶的活性，尤其與多聚半乳糖醛酸酶的活性密切相關(guān)［16，23-24］。圖5顯示了冬棗低溫貯藏期金褐霉素與納他霉素處理對(duì)冬棗果實(shí)多聚半乳糖醛酸酶活性的影響。結(jié)果表明：4℃條件下，貯藏前20 d，PG活性緩慢下降，金褐霉素與納他霉素處理組的抑制作用明顯；貯藏20～40 d，PG活性下降較快，生物源防腐劑處理組對(duì)PG活性的抑制作用明顯。貯藏到40 d，金褐霉素、納他霉素處理組與對(duì)照組無(wú)顯著差異，金褐霉素組效果稍?xún)?yōu)于納他霉素處理組。

圖5 不同防腐劑處理對(duì)冬棗多聚半乳糖醛酸酶活性的影響Fig.5 Effects of different biological origin preservatives on polygalacturonase activity of Dong jujube

2.6 不同生物源防腐劑處理對(duì)冬棗苯丙氨酸解氨酶活性的影響

PAL活性被認(rèn)為是抗病指標(biāo)之一，它是苯丙烷類(lèi)次生代謝的限速酶［16，23-24］。金褐霉素與納他霉素處理對(duì)貯藏期冬棗果實(shí)PAL活性的影響見(jiàn)圖6。

圖6 不同防腐劑處理對(duì)冬棗苯丙氨酸解氨酶活性的影響Fig.6 Effects of different biological origin preservatives on phenylalnine ammonialyase activity of Dong jujube

由圖6可以看出，在冬棗貯藏到20 d，生物源防腐劑處理PAL活性明顯高于對(duì)照組，金褐霉素與納他霉素差異不顯著，生物源防腐劑處理與對(duì)照組之間差異顯著（P＜0.05）。貯藏到40 d，金褐霉素處理組PAL活性高于納他霉素組與對(duì)照組，但各生物源防腐劑處理組之間差異不顯著（P＞0.05）。

3 結(jié) 論

研究結(jié)果表明，與納他霉素相比較，金褐霉素能更好地保持冬棗果實(shí)硬度；減少轉(zhuǎn)紅率；顯著抑制果實(shí)中可溶性固形物及Vc含量的下降；抑制丙二醛含量上升；降低失重率、可滴定酸及提高多聚半乳糖醛酸酶與苯丙氨酸解氨酶的活性等指標(biāo)，與納他霉素處理組效果相近。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明金褐霉素能夠有效地控制冬棗采后腐爛，具有較好的保鮮效果，能夠在食品防腐保鮮中發(fā)揮好的作用。

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Effects of Aureofuscin and Natamycin on Quality and Metabolizing Enzymes of Dong Jujube

WEI Jie， SONG Wei， ZHANG Guokun， ZHANG Xiao
（School of Life Science，Liaoning University，Shenyang 110036，China）

Effects of Aureofuscin on postharvest fruit quality during storage was investigated and a promising antifungal agent to be used industrially as a food preservative was developed.Dong Jujube was treated with Aureofuscin（1.0 g/L）and Natamycin（1.0 g/L）and then stored at 4℃.Quality and metabolizing enzymes were detected.Results showed that Aureofuscin could inhibit the increase of malonaldehyde（MDA）and polygalacturonase（PG）activities and decrease of the solid content and Vc content，and increase the phenylalnine ammonialyase（PAL）activity，compared with Natamycin.The results showed that Aureofuscin was effective in controlling postharvest decay of Dong jujube without damage of fruit quality.

Dong jujube；Aureofuscin；fresh-keeping physiological activity；physiology；preservative

檀彩蓮）

TS201.2；TS255.3

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2015.05.004

2095-6002（2015）05-0018-05

魏杰，宋威，張國(guó)坤，等.金褐霉素和納他霉素對(duì)冬棗品質(zhì)及代謝相關(guān)酶的影響［J］.食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2015，33（5）：18-22.

WEI Jie，SONG Wei，ZHANG Guokun，et al.Effects of Aureofuscin and Natamycin on quality and metabolizing enzymes of Dong jujube［J］.Journal of Food Science and Technology，2015，33（5）：18-22.

2015-08-20

遼寧省海洋與漁業(yè)廳科學(xué)研究基金資助項(xiàng)目（L201407）。

魏 杰，女，副教授，主要從事食品生物技術(shù)及保鮮加工方面的研究。