冷激處理對(duì)冷藏香蕉果實(shí)內(nèi)源多胺和乙烯的影響

邱佳容， 張良清， 陳 純，2， 王則金*，2

（1.福建農(nóng)林大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2.福建省農(nóng)副產(chǎn)品保鮮技術(shù)開發(fā)基地，福建 福州 350002）

冷激處理對(duì)冷藏香蕉果實(shí)內(nèi)源多胺和乙烯的影響

邱佳容1， 張良清1， 陳 純1，2， 王則金*1，2

（1.福建農(nóng)林大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002；2.福建省農(nóng)副產(chǎn)品保鮮技術(shù)開發(fā)基地，福建 福州 350002）

為了研究冷激處理對(duì)冷藏香蕉果實(shí)內(nèi)源多胺和乙烯的影響及其與冷害的關(guān)系。將3℃冷激處理6 h和未經(jīng)冷激處理的香蕉同時(shí)置于（8±0.5）℃下貯藏，定期測(cè)定香蕉果實(shí)冷害指數(shù)、感官品質(zhì)、內(nèi)源多胺和乙烯的含量。結(jié)果表明：腐胺與乙烯生成存在比較明顯的正相關(guān)關(guān)系，但隨著乙烯生成的增加，亞精胺和精胺含量會(huì)明顯下降。與對(duì)照組相比，3℃冷激處理6 h可明顯降低香蕉果實(shí)的腐胺含量和乙烯釋放量，并延遲二者峰值的出現(xiàn)，延緩亞精胺和精胺含量的下降，同時(shí)降低香蕉果實(shí)的冷害指數(shù)，維持果實(shí)較好的的貯藏品質(zhì)，從而減輕香蕉果實(shí)冷害的發(fā)生。

冷激處理；香蕉；內(nèi)源多胺；乙烯；冷害

香蕉以其營(yíng)養(yǎng)豐富、芳香味美而深受人們的喜愛(ài)[1]。低溫貯藏是我國(guó)目前應(yīng)用最廣泛且行之有效的果蔬貯藏方法，但香蕉對(duì)低溫很敏感，在低溫貯藏中極易受到冷害，導(dǎo)致果皮快速褐變，催熟后出現(xiàn)斑點(diǎn)，不能正常食用；溫度較高時(shí)又易發(fā)生病害，從而降低香蕉的商品價(jià)值，制約香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

多胺與乙烯是植物體內(nèi)廣泛存在并具有重要生理作用的生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)。多胺是生物體代謝過(guò)程中產(chǎn)生的具有生物活性的低相對(duì)分子質(zhì)量脂肪族含氮堿，最常見(jiàn)的多胺主要包括精胺、亞精胺和腐胺[2]。多胺是大多植物逆境生理反應(yīng)的重要指標(biāo)之一，溫度脅迫會(huì)引起植物體內(nèi)各種多胺之間的轉(zhuǎn)變和含量改變[3-5]。許多研究證明，冷害溫度條件下，植物的抗冷性與內(nèi)源多胺含量密切相關(guān)[6-13]。一般來(lái)說(shuō)低溫貯藏可以有效地抑制果蔬采后內(nèi)源乙烯的釋放[14]，乙烯作為一種植物內(nèi)源激素，具有促進(jìn)成熟和加速衰老的作用，同時(shí)與逆境脅迫關(guān)系密切，而低溫條件下乙烯釋放量的增加是果蔬對(duì)冷害的一種生理反應(yīng)[15]。

多胺抑制乙烯合成已在多種植物中報(bào)道，這在油桃[11]、獼猴桃[16]和大麥[17]等農(nóng)產(chǎn)品中已得到證實(shí)。而在逆境脅迫下，植物體內(nèi)的多胺含量與乙烯的產(chǎn)生速率會(huì)發(fā)生顯著的變化并相互影響。因此，作者從香蕉果實(shí)內(nèi)源多胺含量變化與乙烯釋放量的關(guān)系入手，分析了冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)內(nèi)源多胺和乙烯的影響及其與冷害的關(guān)系，為進(jìn)一步揭示香蕉冷害機(jī)理提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與處理

供試的“坂仔”香蕉于2014年7月23日采自漳州地區(qū)一個(gè)管理良好的果園，采收成熟度為7~8成，在果園用紙箱包裝后當(dāng)天運(yùn)回福建農(nóng)林大學(xué)海西農(nóng)產(chǎn)品中心實(shí)驗(yàn)室。選擇端正、大小均勻一致、無(wú)機(jī)械損傷和病蟲害的果實(shí)于（12±0.5）℃的冷庫(kù)中預(yù)冷約48 h至中心溫度降至12℃。將冷激組（經(jīng)3℃冷激處理6 h）和對(duì)照組（不經(jīng)冷激處理）的香蕉果實(shí)分別用0.05 mm打孔聚乙烯薄膜袋包裝，扎口，置于（8±0.5）℃下貯藏30 d，定期取樣測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.2 主要儀器設(shè)備及試劑

LC-10A液相色譜儀：日本島津公司產(chǎn)品；Agilent7890A氣相色譜儀：美國(guó)安捷倫公司產(chǎn)品；DJW-2000高精度全自動(dòng)交流穩(wěn)壓電源：上海全力電器有限公司產(chǎn)品；SIGMA 2-16K型通用臺(tái)式冷凍離心機(jī)：上海東工實(shí)業(yè)有限公司產(chǎn)品；多胺（腐胺、精胺、亞精胺）標(biāo)樣：購(gòu)自美國(guó)sigma公司產(chǎn)品；高純H2（99.999%）、高純N2（99.999%）、純空氣：福州新航工業(yè)氣體有限公司產(chǎn)品；AL-0.3 L鋁箔復(fù)合膜氣體采樣袋：上海申源科學(xué)儀器有限公司產(chǎn)品。

1.3.1 冷害指數(shù)（CII）的測(cè)定 冷害程度根據(jù)香蕉表皮表現(xiàn)癥狀確定，分別從表面色澤、褐變程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，每次評(píng)價(jià)均通過(guò)3次重復(fù)取樣觀察而獲得最終數(shù)值。冷害級(jí)別分為5級(jí)，見(jiàn)表1。

1.3.2 感觀品質(zhì)的評(píng)定 根據(jù)果皮黑斑、腐爛，果肉風(fēng)味、硬度評(píng)分。評(píng)定小組由10名具有相關(guān)專業(yè)知識(shí)的老師和學(xué)生組成，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2，貨架期要求感觀指標(biāo)高于或等于5分。感觀指標(biāo)評(píng)定以單果進(jìn)行。

1.3.3 內(nèi)源多胺含量的測(cè)定 取1.0 g香蕉果肉，加入5 mL預(yù)冷的5%HClO4溶液，冰浴勻漿后在冰浴中靜置提取60 min，隨后于4℃下15 000 g離心30 min，取上清液即為多胺待測(cè)液。取待測(cè)上清液1 ml，加入2 mol/L的NaOH溶液2 mL和15 μL苯甲酰氯，漩渦振蕩（混勻）10 s，室溫下放置20 min。在混合液中加2 mL飽和NaOH溶液和2 mL乙醚混勻、萃取、離心（10 000 g，5 min）。之后取1 mL上清液，在超凈臺(tái)上將乙醚吹干，殘余物溶于100 μL甲醇，用于多胺含量測(cè)定。液相色譜的流動(dòng)相為體積分?jǐn)?shù)64%的色譜級(jí)甲醇，流量為0.5 mL/min，波長(zhǎng)254 nm，柱溫25℃。

1.3.4 乙烯釋放速率的測(cè)定 稱取香蕉果實(shí)1 kg左右于廣口瓶?jī)?nèi)用橡膠塞塞緊，并放置在貯藏溫度下密閉3 h后、吸取0.4 mL氣體進(jìn)氣相色譜分析。氣相色譜工作條件為：色譜柱HP-PLOT/Q（毛細(xì)管柱）30 m×0.32 mm×20 um，柱溫60℃，檢測(cè)器溫度200℃，氫氣流量30 mL/min，空氣流量400 mL/min，氮?dú)饬髁?5 mL/min。計(jì)算公式如下：

式中，VS為乙烯釋放速率，μg/（kg·h）；c為氣相色譜測(cè)定的樣品氣體中乙烯含量，uL/L；V為容器體積，L；m為香蕉質(zhì)量，kg；t為釋放時(shí)間，h。

1.3.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 樣品指標(biāo)均進(jìn)行3次重復(fù)試驗(yàn)。采用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件DPS V3.01數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) （Data Processing System）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA），各處理平均數(shù)間采用Duncan多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析，差異顯著水平為α=0.05，極顯著水平為α=0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)冷害指數(shù)的影響

由圖1可知，香蕉在（8±0.5）℃貯藏期間，對(duì)照組和冷激組的冷害指數(shù)在貯藏前期均未發(fā)生冷害；但隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組的香蕉果實(shí)在貯藏第11 d出現(xiàn)輕微冷害，在貯藏第30 d達(dá)到中度冷害，冷害指數(shù)為37%；而冷激組的則在貯藏第17 d出現(xiàn)輕微冷害，在貯藏第30 d冷害指數(shù)僅為18%，與對(duì)照組相比冷害指數(shù)明顯降低；在貯藏后期，對(duì)照組和冷激組均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)冷害指數(shù)不斷增加，但對(duì)照組的上升幅度和冷害指數(shù)均明顯高于冷激組的?？梢?jiàn)，冷激處理可以明顯減輕香蕉果實(shí)的冷害程度。

文中以國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)陣列為基礎(chǔ)，加入基于FPGA硬件加解密的安全存儲(chǔ)模塊和存儲(chǔ)軟件，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)國(guó)產(chǎn)存儲(chǔ)陣列中數(shù)據(jù)進(jìn)行安全保護(hù)?；趪?guó)產(chǎn)平臺(tái)的安全存儲(chǔ)系統(tǒng)用戶讀寫IO流程圖如圖2所示（黑雙向箭頭表示IO流向），F(xiàn)PGA硬件加解密模塊與軟件加解密模塊（圖2中虛框部分）位于同一位置層級(jí)，通過(guò)所設(shè)計(jì)的硬件加解密模塊取代軟件加解密模塊完成對(duì)存儲(chǔ)陣列中數(shù)據(jù)的加解密操作。

2.2 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)感官品質(zhì)的影響

由表3可知，當(dāng)香蕉果實(shí)經(jīng)（8±0.5）℃貯藏30 d后于（20±0.5）℃下催熟，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組的香蕉果實(shí)雖能勉強(qiáng)后熟，但食用品質(zhì)大大下降，果肉迅速軟化，風(fēng)味變淡，果皮出現(xiàn)較多的褐斑，商品價(jià)值受到較大的影響，在（12±0.5）℃下貨架期僅有1 d；而冷激組的香蕉果實(shí)能正常后熟，且保持果實(shí)的正常品質(zhì)和風(fēng)味，果皮有極少褐斑，但還保持了較高的商品價(jià)值，在（12±0.5）℃下貨架期達(dá)到3 d；可見(jiàn)。冷激處理在一定程度上可以減輕香蕉冷害，從而保證能夠香蕉能夠正常后熟以維持香蕉果實(shí)較好的感官品質(zhì)。

2.3 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)腐胺含量的影響

由圖2可知，香蕉在（8±0.5）℃貯藏期間，對(duì)照組和冷激組的腐胺含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)，但對(duì)照組的在整個(gè)貯藏過(guò)程中始終高于冷激組的。在貯藏前8 d對(duì)照組和冷激組的腐胺含量緩慢上升，之后迅速上升，其中，對(duì)照組香蕉果實(shí)腐胺含量在貯藏第20 d達(dá)到最大值63.49 nmol/g，為初始值的5.58倍，之后緩慢下降；而冷激組的香蕉果實(shí)在貯藏第24 d達(dá)到最大值49.65 nmol/g，隨后逐漸下降。統(tǒng)計(jì)分析表明，對(duì)照組和冷激組的腐胺含量差異性達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。在貯藏前期，香蕉果實(shí)腐胺含量的快速增加可能是因?yàn)榈蜏孛{迫造成了細(xì)胞膜的損傷和其他生化代謝的紊亂，從而使腐胺大量合成。有研究表明，腐胺累積是采后果蔬對(duì)冷害的普遍反應(yīng)[10]。但關(guān)于腐胺積累是冷害的促進(jìn)劑或是冷害的產(chǎn)物，還是對(duì)冷害的一種防衛(wèi)反應(yīng)，目前尚存在爭(zhēng)議。一些研究顯示，腐胺過(guò)量積累可能對(duì)植物有害[18]。作者實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，冷害低溫促進(jìn)香蕉果實(shí)腐胺的積累，而冷激處理能顯著降低香蕉果實(shí)低溫貯藏期間腐胺的積累。

2.4 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)亞精胺含量的影響

由圖3可知，香蕉在（8±0.5）℃貯藏期間，對(duì)照組和冷激組的亞精胺含量均呈先上升后下降的趨勢(shì)，但對(duì)照組的在整個(gè)貯藏期間始終低于冷激組的。對(duì)照組和冷激組在貯藏前期均緩慢上升，在貯藏第12 d達(dá)到最值分別為43.65 nmol/g和52.16 nmol/g，冷激組為對(duì)照組的1.19倍，隨后逐漸下降，在貯藏第16d時(shí)冷激組香蕉果實(shí)亞精胺含量比對(duì)照高了30.2%。且在貯藏末期，對(duì)照組和冷激組的亞精胺含量與初始值相比分別下降了 34.70%和22.27%。統(tǒng)計(jì)分析表明，對(duì)照組和冷激組的亞精胺含量達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。與對(duì)照相比，冷激處理促進(jìn)了香蕉果實(shí)貯藏前期內(nèi)源亞精胺的上升和抑制其在貯藏后期的下降。

2.5 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)精胺含量的影響

由圖4可知，香蕉在（8±0.5）℃貯藏期間，對(duì)照組和冷激組的精胺含量均呈緩慢下降的趨勢(shì)，但冷激組的下降趨勢(shì)明顯緩于對(duì)照的，對(duì)照組在整個(gè)貯藏過(guò)程中下降了 30.85%，而冷激組只下降了18.53%。在整個(gè)貯藏期間冷激組的香蕉果實(shí)精胺含量始終高于對(duì)照的，在貯藏第28 d時(shí)冷激組的比對(duì)照組的高23.24%。統(tǒng)計(jì)分析表明，對(duì)照組和冷激組的精胺含量差異性達(dá)到極顯著水平（P＜0.01）。與對(duì)照相比，說(shuō)明冷激處理能有效的延緩低溫貯藏下香蕉果實(shí)精胺含量的下降。

2.6 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)乙烯釋放速率的影響

由圖5可知，香蕉在（8±0.5）℃貯藏期間，對(duì)照組和冷激組的乙烯釋放速率均呈先上升后下降的趨勢(shì)。香蕉在貯藏前期乙烯釋放量很低，幾乎為零，對(duì)照組和冷激組無(wú)明顯差異；隨后出現(xiàn)不同程度的上升和下降趨勢(shì)，但對(duì)照組始終明顯高于冷激組的。對(duì)照組從第8 d開始乙烯釋放量急劇上升，在貯藏第20 d時(shí)達(dá)到高峰4.93 μg/（kg·h），之后又迅速下降；而冷激組在貯藏第12 d后才開始顯著上升，且上升幅度明顯低于對(duì)照組的，在貯藏第24 d時(shí)達(dá)到高峰2.27 μg/（kg·h），之后緩慢下降。這可能是因?yàn)殡S著冷害程度的加深，對(duì)照組的乙烯釋放變化異常，冷害脅迫刺激香蕉果實(shí)內(nèi)源乙烯的合成，當(dāng)冷害超過(guò)一定限度時(shí)，乙烯釋放量將不再增加，反而會(huì)急劇下降；而冷激組因受到的冷害程度比較輕且在可逆轉(zhuǎn)的范圍之內(nèi)，所以在貯藏后期保持平穩(wěn)下降?？梢?jiàn)，冷激處理明顯延緩了乙烯高峰的到來(lái)和香蕉內(nèi)源乙烯的釋放速率。

3 討論

冷害指數(shù)是判斷果實(shí)貯藏效果最直觀，也是最主要的生理指標(biāo)之一。而感官品質(zhì)的評(píng)定是判斷果實(shí)食用價(jià)值和商品價(jià)值最關(guān)鍵的手段。實(shí)驗(yàn)中，香蕉果實(shí)在（8±0.5）℃下貯藏，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)香蕉果實(shí)的冷害指數(shù)不斷增加，而感官品質(zhì)不斷下降；但與對(duì)照組相比，冷激組的變化幅度明顯比較緩慢，且冷害程度也較輕并能維持較好的感官品質(zhì)。

在逆境脅迫下，植物體內(nèi)的多胺含量與乙烯釋放量均會(huì)發(fā)生顯著的變化并相互影響。本實(shí)驗(yàn)中，香蕉果實(shí)在（8±0.5）℃貯藏時(shí)，腐胺含量和乙烯釋放量在貯藏前期大量積累，之后又出現(xiàn)迅速下降，同時(shí)伴隨著冷害的發(fā)生，而冷激處理可抑制腐胺和乙烯的積累以及果實(shí)冷害的發(fā)生。亞精胺和精胺含量整體呈逐漸下降趨勢(shì)，并伴隨著冷害的發(fā)生，從而導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)下降；冷激處理可延緩內(nèi)源亞精胺和精胺的下降，減輕冷害發(fā)生從而保持果實(shí)較高的感官品質(zhì)，這表明亞精胺和精胺對(duì)提高果蔬抗冷性具重要作用。

隨著低溫貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，香蕉果實(shí)乙烯釋放量和腐胺含量迅速上升，而亞精胺和精胺含量逐漸下降，這可能是由于乙烯與亞精胺和精胺生成之間共同競(jìng)爭(zhēng)前體物質(zhì)S-腺蛋苷酸，隨著乙烯釋放量的增加，導(dǎo)致亞精胺和精胺含量的降低。雖然亞精胺在貯藏過(guò)程中呈先上升后降低趨勢(shì)，但在貯藏后期下降幅度與精胺相比較為明顯，說(shuō)明乙烯與亞精胺、精胺之間存在拮抗作用，且與亞精胺之間的拮抗關(guān)系較為明顯；而腐胺作為生成亞精胺和精胺的底物之一，所以亞精胺和精胺生成減少，必然導(dǎo)致腐胺含量上升；分析表明，腐胺含量與乙烯釋放量之間呈顯著正相關(guān)關(guān)系，r＝0.948，即乙烯釋放量較高時(shí)，香蕉果實(shí)腐胺含量也較高，反之亦然。

4 結(jié)語(yǔ)

香蕉果實(shí)在（8±0.5）℃下貯藏，會(huì)促進(jìn)香蕉果實(shí)乙烯的釋放，增加腐胺含量，使兩者峰值提早出現(xiàn)，同時(shí)會(huì)使亞精胺和精胺含量下降，并伴隨著冷害的發(fā)生，使果實(shí)感官品質(zhì)下降。而3℃冷激處理6 h可明顯降低香蕉果實(shí)的腐胺含量和乙烯釋放量，并延遲兩者峰值的出現(xiàn)，延緩亞精胺和精胺含量的下降，同時(shí)降低香蕉果實(shí)的冷害指數(shù)，維持果實(shí)較好的貯藏品質(zhì)，從而減輕香蕉果實(shí)冷害的發(fā)生。研究表明，香蕉果實(shí)內(nèi)源多胺和乙烯的生成與香蕉果實(shí)低溫冷害密切相關(guān)。

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Effects of Cold Shock Treatments on Polyamines and Ethylene of Cold-Stored Banana Fruit

QIU Jiarong1， ZHANG Liangqing1， CHEN Chun1，2， WANG Zejin*1，2
（1.College of Food Science，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou 350002，China；2.Agricultural Preservation Technology Development Base in Fujian Province，F(xiàn)uzhou 350002，China）

The effect of pre-storage cold shock treatment（CST）at 3℃on polyamines（Put，Spd，Spm）and ethylene of cold-stored banana fruit was investigated，and its relationship with chilling injury was also studied.The chilling injury index，sensory quality and the contents of polyamines and ethylene in banana fruit were determined periodically for fruits treated with cold air at 3℃for 6 h and the untreated control samples，all of which were stored at（8±0.5）℃.A positive correlation between Put and ethylene was observed.The contents of Spd and Spm decreased significantly with that of ethylene increased.The contents of Put and ethylene significantly decreased if pre-treated with CST at 3℃for 6 h，comparing with the control group.The delay of the maximum values of Put and ethylene was also observed.CST treatment could efficiently slowdown the reduction of Spd and Spm，while inhibit the chilling injury of fruit.A better quality of banana fruit could be achieved under CST treatment with effective resistance of fruit chilling injury.

cold shock treatment，banana fruit，polyamines，ethylene，chilling injury

S 667.9；TS 225.4

A

1673—1689（2016）11—1189—06

2015-02-16

科技部科技富民強(qiáng)縣專項(xiàng)（國(guó)科發(fā)農(nóng)[2013]514號(hào)）。

*通信作者：王則金（1957—），男，福建長(zhǎng)汀人，教授，博士研究生導(dǎo)師，主要從事農(nóng)副產(chǎn)品貯藏與加工研究。E-mail：wangzejin863@126.com