不同采收成熟度和降溫方式對(duì)鴨梨POD活性及果心褐變的影響

韓艷文,廉雙秋,韓云云,李曉丹,閆師杰,4,*

(1.天津農(nóng)學(xué)院園藝園林學(xué)院,天津 300384;2.北京正大果業(yè)有限公司，北京 101206;3.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院,天津 300384;4.天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心,天津 300384)

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不同采收成熟度和降溫方式對(duì)鴨梨POD活性及果心褐變的影響

韓艷文1,廉雙秋2,韓云云1,李曉丹3,閆師杰3,4,*

(1.天津農(nóng)學(xué)院園藝園林學(xué)院,天津 300384;2.北京正大果業(yè)有限公司，北京 101206;3.天津農(nóng)學(xué)院食品科學(xué)與生物工程學(xué)院,天津 300384;4.天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心,天津 300384)

通過(guò)對(duì)早、中、晚3種不同采收成熟度的鴨梨果實(shí)分別采用急速與緩慢降溫處理,并對(duì)鴨梨貯藏過(guò)程中果心褐變指數(shù)、果心過(guò)氧化物酶(POD)活性及同工酶活性等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,結(jié)果表明:緩慢降溫處理鴨梨果心的POD同工酶活性比同時(shí)期采摘的急速降溫處理的鴨梨POD活性高,這與鴨梨果心褐變指數(shù)的變化趨勢(shì)相反,說(shuō)明POD同工酶與鴨梨果心褐變密切相關(guān);緩慢降溫貯藏鴨梨能有效抑制褐變。同時(shí),中采鴨梨的POD同工酶活性最高,早采次之,晚采最低,說(shuō)明成熟度也是影響鴨梨果心褐變的重要因素。緩慢降溫結(jié)合中采鴨梨可以有效抑制鴨梨果心的褐變。

鴨梨，果心，褐變，POD同工酶

鴨梨(PyrusbretschneideriRehd cv. Yali),原產(chǎn)于中國(guó),是中國(guó)白梨品系的主栽品種,但鴨梨儲(chǔ)運(yùn)、貯藏過(guò)程中經(jīng)常伴隨褐變現(xiàn)象,嚴(yán)重影響鴨梨的品質(zhì)[1]。因此,研究果實(shí)褐變機(jī)理,減緩褐變發(fā)生,對(duì)鴨梨保鮮具有一定的意義。鴨梨褐變首先表現(xiàn)在果心局部變褐,然后褐變程度逐步增強(qiáng),使整個(gè)果心、果肉都發(fā)生變褐[2]。鴨梨褐變主要是酶促褐變,一般認(rèn)為,果實(shí)中的多酚氧化酶(PPO)是引起果實(shí)酶促褐變的主要酶類(lèi)[3],而過(guò)氧化物酶(POD)是植物逆境環(huán)境下體內(nèi)酶促防御系統(tǒng)中一個(gè)重要的酶,它能將細(xì)胞中H2O2還原成H2O,從而清除果實(shí)中的自由基,進(jìn)而減輕果實(shí)褐變[4]。同時(shí),POD又是果蔬成熟和衰老的一個(gè)指標(biāo),若能較好地維持POD的活性可以有效延緩翠冠梨的衰老[5]。同工酶是基因的直接產(chǎn)物,具有明顯的種屬、組織和發(fā)育階段特異性,植物體內(nèi)的許多生理過(guò)程及植物的不同發(fā)育時(shí)間,環(huán)境條件的變化常與同工酶的種類(lèi)及活性有關(guān)[6]。有研究顯示蘋(píng)果的POD酶活性與其同工酶分析,發(fā)現(xiàn)POD活性與同工酶譜的活性表達(dá)一致[6]。國(guó)內(nèi)外對(duì)于一些外源處理調(diào)節(jié)POD及同工酶活性對(duì)果實(shí)褐變情況影響方面的研究較多。1-MCP處理可誘導(dǎo)果實(shí)POD活性,對(duì)延緩西洋梨果實(shí)的衰老有很好的效果[7]。短波紫外線(xiàn)對(duì)木薯[8]和龍眼[9]進(jìn)行照射處理以及1-MCP對(duì)無(wú)核寒香蜜葡萄[10]進(jìn)行采前處理都可以維持POD活性在較高的水平,保持果實(shí)的貯藏品質(zhì),推遲果實(shí)的成熟軟化過(guò)程。但是不同成熟度結(jié)合兩種降溫方式對(duì)POD及同工酶活性與鴨梨果心褐變的影響還鮮有報(bào)道,本文擬對(duì)此進(jìn)行研究,為延長(zhǎng)鴨梨的貯藏品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

套袋鴨梨(PyrusbretschneideriRehd cv. Yali)采自河北省深州,早、中和晚采分別于2014年9月6日、9月16日和9月26日,采摘后挑選(230±5) g大小、無(wú)機(jī)械傷、無(wú)病蟲(chóng)害的果實(shí),套網(wǎng)套裝入紙箱中運(yùn)抵天津農(nóng)學(xué)院冷庫(kù);微孔膜大小85×70 cm、厚度0.05～0.06 mm、孔徑15～20 μm,由國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)生產(chǎn)。

HERMLE Z323K高速冷凍離心機(jī)德國(guó)Hermle(哈默)公司;XH-D漩渦振蕩器江蘇天翎儀器有限公司;超低溫冰箱 Thermo Scientific Forma-86 ℃ ULTThermo Fisher Scientific;伯樂(lè)基礎(chǔ)電泳電源Biorad Powerpac Basic 041BR81404上海珂淮儀器有限公司;Biorad Mini-PROTEAN Tetra Cell電泳槽上海珂淮儀器有限公司;UV-1800 240V 島津紫外分光光度法島津公司。

1.2實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1預(yù)處理鴨梨進(jìn)行挑選后裝入內(nèi)襯微孔膜的專(zhuān)用包裝紙箱中[11],每箱50個(gè)鴨梨,共6個(gè)處理:早采+急降溫處理(早急)、早采+緩降溫處理(早緩)、中采+急降溫處理(中急)、中采+緩降溫處理(中緩)、晚采+急降溫處理(晚急)、晚采+緩降溫處理(晚緩)。緩降溫處理的鴨梨放入12 ℃冷庫(kù)中,每5 d降2 ℃,30 d將溫度降至(0±1) ℃,然后在此溫度下貯藏;急降溫處理的鴨梨直接放入(0±1) ℃冷庫(kù)中貯藏。每20 d取樣進(jìn)行指標(biāo)測(cè)定,每次隨機(jī)選取20個(gè)鴨梨果實(shí),沿果心線(xiàn)外側(cè)分開(kāi)果心,迅速將果心切成塊狀的樣品用液氮急凍,然后置于-70 ℃下保存[12]。

1.2.2鴨梨果心褐變指數(shù)的測(cè)定將鴨梨果實(shí)沿中心部位橫切,根據(jù)果實(shí)橫切面果心組織的褐變程度和面積劃分為4個(gè)褐變級(jí)別。0級(jí):無(wú)褐變;1級(jí):輕微褐變(果心個(gè)別心皮內(nèi)壁有褐斑);2級(jí):輕微至20%褐變(1～2個(gè)果心室褐變);3級(jí):褐變面積在20%～50%之間;4級(jí):褐變面積大于50%。每個(gè)處理隨機(jī)選取30個(gè)鴨梨果實(shí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),按下面公式計(jì)算:

1.2.3鴨梨果心POD活性及POD同工酶的測(cè)定

1.2.3.1POD酶活測(cè)定愈創(chuàng)木酚法,參考王偉玲[13]的方法,略有改動(dòng)。

POD粗酶液的提取:稱(chēng)取果心凍樣3.0 g放入研缽中,加入1 mL已預(yù)冷的0.05 mol/L磷酸緩沖液(pH8.0)中,充分研磨,再加入9 mL提取液,全部轉(zhuǎn)移到10 mL的離心管中,漩渦震蕩混勻。4 ℃下12000×g離心10 min,上清液即為POD粗酶提取液,立即測(cè)定酶活。

POD酶活反應(yīng)體系為:pH8.0的磷酸緩沖液2.2 mL、H2O2(0.46%)0.1 mL,愈創(chuàng)木酚(2%)0.2 mL和酶液0.5 mL。將2.5 mL反應(yīng)混合液靜置于25 ℃恒溫水浴中10 min,酶液加入混合液后自動(dòng)反應(yīng)3 min,測(cè)定470 nm處OD值,每30 s讀數(shù)記錄OD值變化。空白為以0.5 mL pH8.0的磷酸緩沖液替代POD酶液,其余同反應(yīng)體系。酶活計(jì)算:1個(gè)活性單位U為每分鐘內(nèi)OD值變化0.01,每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)3次,用U/min·g表示酶活性。

1.2.3.2POD同工酶的測(cè)定POD同工酶測(cè)定采用聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE),方法參見(jiàn)李學(xué)強(qiáng)等[14],并加以改進(jìn)。凝膠濃度分別為:濃縮膠濃度為5%,分離膠濃度為8%,其濃縮膠與分離膠配比見(jiàn)表1。上樣量為20 μL,當(dāng)前沿指示劑遷移到距離凝膠底部約0.5 cm處,停止電泳。用醋酸聯(lián)苯胺溶液(現(xiàn)用現(xiàn)配)進(jìn)行染色。

表1　PAGE分離膠Table 1　PAGE separation gel

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析與制圖方法

用Excel 2003統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)并制圖,用 SPSS11.5軟件進(jìn)行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1成熟度及降溫方法不同對(duì)果心褐變指數(shù)的影響

圖3　不同降溫方法對(duì)早采鴨梨果心POD同工酶的影響Fig.3　Effects of different cooling methods on POD isozymes of fruit core of early adoption Yali pear

由圖1看出成熟度及降溫方法不同對(duì)采后鴨梨果心褐變指數(shù)的影響較大,并隨著貯藏期的延長(zhǎng),鴨梨果心的褐變程度逐漸增大。早、中和晚采鴨梨的變化規(guī)律為:急速降溫>緩慢降溫,褐變指數(shù)最高的處理方案為晚采急降,最低的處理為中采緩降。晚采急降在貯藏期0 d就出現(xiàn)了褐變現(xiàn)象,晚采緩降和中采急降在20 d時(shí)開(kāi)始出現(xiàn)褐變,而中采緩降、中采急降和早采緩降在40 d時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)褐變,果心整體在貯藏前100 d褐變均較為緩慢,最高為晚采急降,其褐變指數(shù)為0.26,最低為中采緩降褐變指數(shù)0.1。隨后鴨梨果心褐變速度加快,到180 d 時(shí),晚采急降最高達(dá)到0.8,中采緩降最低為0.62。整體看相同采收期的緩慢降溫果心褐變指數(shù)均低于急速降溫果心褐變指數(shù),而中采鴨梨果心褐變指數(shù)增加趨勢(shì)均小于早采鴨梨果心褐變指數(shù),早采褐變指數(shù)增加趨勢(shì)小于晚采。這可能是因?yàn)樵绮渗喞婀麑?shí)還未成熟,生理還沒(méi)有發(fā)育完全,鴨梨果實(shí)一部分能量要用于其果實(shí)的后熟,而另一部分才用于果實(shí)的抗氧化,所以其相同貯藏時(shí)間的鴨梨果心褐變指數(shù)要大于中采鴨梨褐變指數(shù);晚采鴨梨果心褐變現(xiàn)象相對(duì)早采果實(shí)和中采果實(shí)嚴(yán)重,是因?yàn)橥聿渗喞娌墒諘r(shí)間晚,果實(shí)已走向衰老所致;而中采鴨梨適時(shí)采收,果實(shí)抗氧化能力相對(duì)較強(qiáng),進(jìn)而減少了鴨梨果心的褐變,從而達(dá)到良好的貯藏效果[15],因此中采結(jié)合緩慢降溫貯藏可以減少和延緩鴨梨果心褐變。

圖1　成熟度及降溫方法不同對(duì)鴨梨果心褐變指數(shù)的影響Fig.1　Effects of different cooling methods on fruit core browning index of Yali pear

2.2成熟度及降溫方法對(duì)果心POD活性的影響

由圖2可知,采后鴨梨果心POD活性總體呈緩慢下降趨勢(shì)。不同采收期的鴨梨經(jīng)緩慢降溫處理后,其果心POD活性都高于相同貯藏期的急速降溫的POD活性,緩慢降溫貯藏鴨梨減緩POD活性的降低,進(jìn)而延緩了鴨梨果心的褐變。相同的降溫方法,晚采果心POD活性下降幅度大于早采的,中采鴨梨果心POD活性下降趨勢(shì)略小于早采的。綜上所述,成熟度及降溫方法對(duì)鴨梨果實(shí)貯藏中果心的POD活性影響較大,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),果心POD活性降低,晚采急降的果實(shí)POD活性降低速度最快,這與晚采急降的鴨梨果心褐變指數(shù)變化趨勢(shì)相反,說(shuō)明POD活性與褐變指數(shù)有關(guān)。

圖2　成熟度及降溫方法對(duì)鴨梨果心POD活性的影響Fig.2　Effects of different cooling methods on POD activity of fruit core of different maturity Yali pear

2.3成熟度及降溫方法對(duì)果心POD同工酶活性的影響

從圖3～圖5中都可以看到,出現(xiàn)了兩條譜帶,按分子量從小到大標(biāo)記為A、B,A條帶為遷移率(Rf)0.84的譜帶,B為遷移率0.59的譜帶。由圖3可知,不同成熟度的鴨梨果心的POD同工酶譜帶相同,且不同降溫方法對(duì)同工酶的表達(dá)有影響;早采果心中的B條帶為主譜帶,顏色較深,說(shuō)明這種POD同工酶得到較好的表達(dá)。由圖3a可知,A同工酶在貯藏前120 d均有表達(dá),在貯藏后期無(wú)表達(dá),B條帶的顏色隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)緩慢變淺,由圖3b知,A、B條帶的顏色變化不明顯,同時(shí)圖3b中的A條帶的顏色比圖3a中的深。

由圖4可知,中采果心中的B條帶為主譜帶,顏色較深,說(shuō)明這種POD同工酶得到較好的表達(dá)。由圖4a可知,A同工酶在貯藏前期有表達(dá),B條帶的顏色隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)緩慢變淺。由圖4b可知,A同工酶在整個(gè)貯藏期間均有表達(dá),但表達(dá)量相對(duì)B同工酶表達(dá)量低,B條帶的顏色隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)變化不明顯,同時(shí)圖4b中的A、B兩條帶的顏色都比圖4a中的深。

圖4　不同降溫方法對(duì)中采鴨梨果心POD同工酶的影響Fig.4　Effects of different cooling methods on POD isozymes of fruit core of middle adoption Yali pear

圖5　不同降溫方法對(duì)晚采鴨梨果心POD同工酶的影響Fig.5　Effects of different cooling methods on POD isozymes of fruit core of late adoption Yali pear

由圖5可知,晚采果心B條帶的顏色隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)緩慢變淺。由圖5a可知,A條帶只在貯藏前60 d有表達(dá),B條帶的顏色隨貯藏時(shí)間緩慢變淺。由圖5b知,B條帶的顏色隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)緩慢變淺,A條帶只在貯藏前140 d有表達(dá)。同時(shí)圖5b中的A、B兩條帶的顏色都比圖5a中的亮。

總體來(lái)說(shuō),同一成熟度不同處理的鴨梨果心的同工酶譜帶相同,均為2條。但是緩降處理的鴨梨果心的同工酶譜帶比急降的顏色深,說(shuō)明緩慢降溫處理后POD同工酶表達(dá)優(yōu)于急速降溫處理。

3　討論

4　結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)研究了急速降溫和緩慢降溫處理對(duì)不同采收成熟度(早采、中采、晚采)的鴨梨貯藏期間果心中POD活性、POD同工酶的影響及其與果心褐變的關(guān)系。結(jié)果表明:不同成熟度的鴨梨在兩種降溫方式處理后,貯藏期間果心褐變指數(shù)與POD活性變化趨勢(shì)相反,中采緩降褐變指數(shù)最低,POD活性高且降低速度慢;晚采急降褐變指數(shù)最高,POD活性降低速度最快。則中采的果實(shí)選用緩慢降溫方式處理后,有利于POD活性的保持,減緩鴨梨果心褐變,提高鴨梨品質(zhì)。在POD同工酶中,果心僅有2條POD同工酶酶帶,其中B譜帶為鴨梨的特征譜帶,而此條譜帶同工酶隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)表達(dá)量降低,與鴨梨果心POD的活性變化趨勢(shì)相一致,而與褐變指數(shù)變化趨勢(shì)相反,同樣說(shuō)明POD同工酶與鴨梨果實(shí)的褐變有一定關(guān)系,特別是對(duì)主酶帶B的影響較大;貯藏期間,主酶帶B的表達(dá)量一直很高,采收成熟度對(duì)其影響較大;急速降溫處理的鴨梨果心中的POD同工酶帶B的表達(dá)量總體要比緩慢降溫中低,說(shuō)明降溫方法主要對(duì)主酶帶B有影響,從而影響到鴨梨的褐變。

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Effect of different harvest maturity and cooling methods on POD activity and browning of Yali pear

HAN Yan-wen1,LIAN Shuang-qiu2,HAN Yun-yun1,LI Xiao-dan3,YAN Shi-jie3,4,*

(1.College of Horticulture and Landscape,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;2.Beijing Chia Tai Fruit Industry Company Limited,Beijing 101206,China;3.College of Food Science and Biotechnology,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;4.Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing,Tianjin 300384,China)

The indexes of browning index,peroxidase(POD)and isozymes activity were determined,which was after the rapid and slow cooling treatment of different maturity of pears. The results showed that the POD isozymes activity of slow cooling treatment pear core was higher than that of rapid cooling at the same period. The change trend was opposite to pear core browning index trend. It was shown that the POD isozymes was closely related to the browning of pear core and slow cooling storage of pear could effectively inhibit browning. Meanwhile,the POD isozymes activity of mid-harvest pear was highest,early picking follows by,and late picking was the lowest. So different maturities were also the factors affected the browning of pear. Slow cooling in combination with mid-harvest pears could effectively inhibit browning.

Yali pear;core;browning;POD isozymes

2016-01-06

韓艷文(1990-)，女，碩士研究生，主要從事果蔬貯藏與保鮮方面的研究，E-mail:sxtyhanyw@126.com。

閆師杰(1971-)，男，博士，教授，研究方向：果蔬貯藏保鮮、食品質(zhì)量與安全，E-mail:yanshijie@126.com。

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31471630)。

TS255.36

A

1002-0306(2016)14-0320-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.14.055