熱水處理對葡萄采后衰老與病害相關(guān)酶活性的影響

黃銳,劉娟

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院產(chǎn)業(yè)開發(fā)管理處，甘肅 蘭州　730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州　730070)

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熱水處理對葡萄采后衰老與病害相關(guān)酶活性的影響

黃銳1,劉娟2

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院產(chǎn)業(yè)開發(fā)管理處，甘肅 蘭州730070；2.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，甘肅 蘭州730070)

摘要：【目的】 研究不同溫度的熱水處理對葡萄采后衰老與病害相關(guān)酶活性的影響，篩選能夠延長葡萄貯藏時間的適宜處理溫度.【方法】 以‘無核白雞心’葡萄為試驗材料，分別在45，50，55及60 ℃下浸泡2 min，用葡萄專用PE包裝袋包裝，(0±1)℃冷藏庫中貯藏，每隔10 d統(tǒng)計一次好果率，每隔5 d進行一次酶活測定.【結(jié)果】 45 ℃處理2 min可以明顯抑制果實貯藏期間的腐爛，并且能夠提高過氧化物酶(POD)、過氧化氫酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)在貯藏期間的活性.55 ℃以上溫度處理會加快果實腐爛.同時，越高的處理溫度對多酚氧化酶(PPO)活性的抑制作用越明顯.55 ℃處理2 min可以提高果實β-1，3-葡聚糖酶(GLU)的活性.【結(jié)論】 適宜溫度的熱處理可以抑制果實在貯藏過程中的衰老和病害發(fā)生， ‘無核白雞心’采后適宜處理水溫為45 ℃.

關(guān)鍵詞：葡萄；熱水處理；衰老；采后病害；酶

長期以來，我國鮮食葡萄貯運保鮮業(yè)一直比較滯后，基本是季產(chǎn)季銷，地產(chǎn)地銷.當(dāng)前人們常采用一些化學(xué)藥劑控制采后果實的病蟲害和延長貨架期,最常見的就是運用SO2熏蒸,但某些品種對SO2具有不耐受性，而且化學(xué)處理對人類的健康具有潛在的危害[1].隨著食品安全問題越來越受到重視，熱處理、有機酸浸泡和天然保鮮劑涂膜等物理防腐手段開始成為果蔬保鮮研究的熱點[2-4].采后熱處理一般是指用高于果實成熟季節(jié)的溫度對果實進行采后處理的一種保鮮技術(shù)，其目的在于控制果實病蟲害，調(diào)節(jié)果實生理生化代謝，延緩果實衰老.本試驗以‘無核白雞心’葡萄為材料，研究不同溫度熱水處理對其好果率以及衰老與病害部分相關(guān)酶活性的影響，以期探索熱處理對該品種葡萄采后衰老及病害發(fā)生的影響，并篩選出能夠延長貯藏時間的適宜處理溫度，為生產(chǎn)應(yīng)用提供依據(jù).

1材料與方法

1.1試驗材料

葡萄品種為‘無核白雞心’，采自甘肅省武威市石羊河林場.挑選果粒均勻、無病蟲害、無機械損傷的果穗，按商品成熟度采收.

1.2處理方法

采收當(dāng)日，按照“剪粒→清洗、瀝水→分組→熱水處理→晾干→包裝→貯藏”的操作流程進行處理.其中各步驟要點如下：1) 剪粒:從穗軸上用剪刀逐個將果粒剪下,保留果墊,不能碰傷果粒,并剔除不合格果粒.2) 清洗、瀝水:用水輕輕漂洗葡萄2～3 遍,然后瀝干水分.3) 分組：將剪下的果粒隨機挑選50粒為一組，用于測定好果率；再隨機挑選30粒，用于測定酶活性.每處理3個重復(fù)(每重復(fù)含50粒1包和30粒1包).4) 熱處理：將葡萄用干凈的紗布包好置于恒溫水浴鍋中，分別在45、50、55及60 ℃溫度下浸泡2 min.對照為室溫清水浸泡2 min.5) 包裝、貯藏：采用葡萄專用PE包裝袋(由石羊河林場提供)包裝后置于(0±1)℃冷庫中貯藏.

葡萄貯藏期間每隔10 d進行一次好果率測定，每隔5 d進行一次酶活性測定.隨機采樣，重復(fù)3次.

1.3測定方法

過氧化物酶(POD)活性的測定：愈創(chuàng)木酚氧化法[5]；超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定：氮藍四唑(NBT)法[5]；過氧化氫酶(CAT)活性的測定：紫外吸收法[6]；多酚氧化酶(PPO)活性的測定：比色法[7]；β-1，3-葡聚糖酶(GLU)活性的測定：還原糖測定法[8].好果率計算公式為：

好果率(%)=(好果數(shù)/總果數(shù))×100%

1.4數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

數(shù)據(jù)處理由軟件Microsoft Excel及SPSS完成.

2結(jié)果與分析

2.1熱水處理對葡萄好果率的影響

由圖1可知，用適宜溫度處理無核白雞心葡萄果實可以顯著抑制其在貯藏期間的腐爛.在整個貯藏期除45 ℃處理，其他處理好果率下降都比較明顯.45 ℃和50 ℃處理在貯藏前期(前10 d)稍高于CK，但不明顯，55 ℃和60 ℃處理稍低于CK.在貯后第20天，45 ℃和50 ℃處理效果明顯高于CK(P<0.05)，55 ℃和60 ℃處理顯著低于CK(P<0.05)，而且下降幅度較大.在貯后第30天，45 ℃處理依然維持較高的好果率，貯藏結(jié)束時好果率比CK高12%.50 ℃處理開始出現(xiàn)下降，與對照差異不顯著(P<0.05),55 ℃和60 ℃處理好果率下降明顯.

不同小寫字母表示處理間差異顯著(P<0.05)圖1　貯藏期間各處理無核白雞心好果率的變化Fig.1　Fine fruit rate change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.2熱水處理對葡萄采后衰老相關(guān)酶的影響

2.2.1熱水處理對POD活性的影響從圖2可以看出，‘無核白雞心’葡萄在貯藏期間POD活性呈先升高后降低的趨勢.前10 d經(jīng)熱處理的果實POD活性變化都很小.在貯后第10天，除CK外所有處理開始出現(xiàn)急速升高的趨勢，貯后20 d均達到最大值，且都高于CK.CK峰值出現(xiàn)較早，且數(shù)值較小.60 ℃處理峰值與對照峰值相差不大，但滯后10 d左右.45 ℃和50 ℃處理的變化趨勢基本一致，POD活性高.

圖2　貯藏期間各處理‘無核白雞心’過氧化物酶的變化Fig.2　POD change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.2.2熱水處理對SOD活性的影響由圖3可知，‘無核白雞心’葡萄在貯藏期間SOD活性呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢.在貯藏期的前5 d，CK、45℃和60℃處理緩慢升高，之后的10 d里上升速度有所增加，到貯后第15天出現(xiàn)峰值，其中45 ℃處理具有最大值.50 ℃和55 ℃處理貯藏前期SOD活性升高較快，并且在貯后第10天就達到了最大值，到貯藏結(jié)束時和60 ℃處理在同一水平.45 ℃處理可有效保持SOD活性.

圖3　貯藏期間各處理‘無核白雞心’超氧化物歧化酶的變化Fig.3　SOD change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.2.3熱水處理對CAT活性的影響由圖4可以看出，‘無核白雞心’葡萄在貯藏期間CAT活性一直呈現(xiàn)下降趨勢.除45 ℃處理在貯藏的前10 d有緩慢升高的趨勢外，CK和其他處理在貯藏期間都以不同的速率降低，所有處理都高于對照.貯藏15 d后，CK和60 ℃處理CAT活性下降明顯，50 ℃和55 ℃處理下降過程稍有延遲.45 ℃處理保持CAT活性的效果最好，到貯藏結(jié)束時比CK高1倍還多.

圖4　貯藏期間各處理‘無核白雞心’過氧化氫酶的變化Fig.4　CAT change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.3熱水處理對葡萄采后病害相關(guān)酶的影響

2.3.1熱水處理對PPO活性的影響從圖5可以看出，無核白雞心葡萄在貯藏期間PPO活性總體呈先升高后降低的過程，經(jīng)過熱處理的葡萄PPO活性峰值較CK出現(xiàn)的早，且數(shù)值較小，處理溫度越高對PPO活性的抑制越明顯.55 ℃和60 ℃處理的效果基本一致，并且變化不明顯，一直在很小的范圍內(nèi)波動.45 ℃和50 ℃處理在貯藏后期開始下降，最終所有處理的PPO活性值比較接近，且都小于CK.

圖5　貯藏期間各處理‘無核白雞心’多酚氧化酶的變化Fig.5　PPO change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.3.2熱水處理對GLU活性的影響由圖6可以看出，無核白雞心葡萄在貯藏期間GLU活性先升高后下降.熱水處理可以提高GLU活性.CK、50 ℃和55 ℃處理的峰值出現(xiàn)在貯后第20天.45 ℃和60 ℃處理的峰值出現(xiàn)較早，貯后第10天即達到最大值.在貯后第5天55 ℃處理GLU活性迅速升高，其他處理和CK有小幅升高，并且升高速率基本無差別.效果最明顯的是55 ℃處理，GLU活性在貯藏前期較高，后雖有下降，但一直保持較高的值.

圖6　貯藏期間各處理‘無核白雞心’葡聚糖酶的變化Fig.6　GLU change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

3討論

試驗結(jié)果表明適宜溫度熱處理可以減少葡萄在貯藏期間的損失，對于類似‘無核白雞心’這種果皮薄的品種，溫度不宜過高，過高溫度的處理可能會導(dǎo)致副作用，使果實加快變質(zhì)、腐爛.推測這可能是由于過高的溫度對表皮組織造成傷害，使生物酶失活，無法進行正常生理代謝，這和番茄[9]、草莓[10]等果蔬上的研究報道結(jié)果一致.

POD、SOD和CAT是活性氧自由基清除系統(tǒng)的重要酶.經(jīng)適宜溫度熱處理后，葡萄POD活性有所升高，且有一個先上升后下降的過程.有研究認為POD存在兩種相反的作用機制，一種機制是在果蔬衰老初期或遇到逆境表達，表現(xiàn)為保護效應(yīng)，可以增加果實耐貯性；另一種是在衰老后期或逆境后期表達，表現(xiàn)為傷害效應(yīng)[11].貯藏前期的平穩(wěn)可以認為是果實還未進入衰老期，而隨著時間的推移，POD活性上升，保護作用開始顯現(xiàn)出來，45 ℃處理效果最明顯.在植物衰老過程中SOD 負責(zé)清除組織中的活性氧,維持活性氧的平衡,保護膜結(jié)構(gòu),因而具有延緩衰老的作用[9].45 ℃處理的SOD活性變化趨勢呈現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，在貯藏中后期高于對照和其他溫度處理，而過高溫度的處理會起到相反的效果，SOD活性低于未作處理的果實.H2O2是植物細胞中的一種活性氧,H2O2的積累會對植物細胞產(chǎn)生毒害，組織中高濃度的H2O2可通過CAT催化分解[12].雖然葡萄的CAT活性在貯藏期內(nèi)一直呈現(xiàn)下降趨勢，但45 ℃處理能抑制CAT活性的下降，到貯藏末期CAT活性值是CK的1.5倍強.綜上所述，適宜溫度熱處理可以激發(fā)活性氧自由基清除系統(tǒng)的酶活性，對果實采后衰老有延緩作用.

在受到病原菌侵染時，PPO能將酚類物質(zhì)氧化成對病原菌具有很高毒性的醌類物質(zhì)，是植物抗性的重要組成部分，可直接抑制病原菌對植物的侵染[13].本研究中葡萄的PPO活性呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，熱處理抑制了PPO活性的增加，且溫度越高抑制效果越明顯，這可能是由于高溫對病原菌的殺死和抑制作用所致，經(jīng)高溫處理的果實其病原物就會越少，對PPO的激活作用也就越小.β-1，3-葡聚糖酶是一種重要的PR蛋白，可以通過降解病原菌細胞壁成分的作用來達到抑制病原菌生長和侵染的效果[14].本研究表明熱處理可以提高葡萄貯藏期的GLU活性，55 ℃處理表現(xiàn)最好，不僅GLU活性值較高，而且降低速率也是最低的，對提升GLU活性效果顯著.

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(責(zé)任編輯胡文忠)

Influence of hot water treatments on activity of senescence and disesae related enzymes of postharvest grapes

HUANG Rui1,LIU Juan2

(1.Management Office of the Industry Development,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou 730070,China;2.College of Food Science and Engineering,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

Abstract：【Objective】 To explore the influence of hot water treatments on activity of related enzymes on postharvest grapes,and to find the suitable condition for hot water treatments.【Method】 The table grapes ‘cv.Centennial Seedless’ were treated at 45,50,55 and 60 ℃ of hot water for 2 minutes.The treated grapes were packed with PE bag and stored at (0±1) ℃.The enzyme activity were measured once per 5 d,and good fruit rate were investigated once per 10 d.【Result】 Treatment at 45 ℃ for 2 min significantly inhibited rot of fruit,increased activity of peroxidase,catalase and superoxide dismutase during storage.Treatment at 55 ℃ caused higher rot of fruit,inhibited polyphenol oxidase activity，However,raised β-1,3-glucanase activity.【Conclusion】 It is suggested that the hot water at optimum temperature can inhibit the senescence and rot of table grapes ‘cv.Centennial Seedless’.

Key words：heat water treatment;grapes;senescence;postharvest diseases;enzymes

通信作者：劉娟，女，講師，主要從事作物遺傳育種和農(nóng)產(chǎn)品采后加工方面的研究.E-mail:147520879@qq.com

收稿日期：2015-09-27；修回日期：2016-01-11

中圖分類號：S 609+.3

文獻標(biāo)志碼：A

文章編號：1003-4315(2016)02-0069-04

第一作者：黃銳(1982-)，男，研究實習(xí)員，碩士，研究方向為果樹采后生理.E-mail:251976507@qq.com