采收前后梨棗果實轉(zhuǎn)紅與果皮活性氧代謝比較

王海云

(馬鞍山師范高等?？茖W(xué)校 食品工程系，安徽 馬鞍山 243000)

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采收前后梨棗果實轉(zhuǎn)紅與果皮活性氧代謝比較

王海云

(馬鞍山師范高等?？茖W(xué)校 食品工程系，安徽 馬鞍山 243000)

棗；轉(zhuǎn)紅；褐變；活性氧代謝

0 引言

色澤是影響果實外觀品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，著色程度與其風(fēng)味品質(zhì)有很大相關(guān)性。果實中影響著色的物質(zhì)包括葉綠素、類胡蘿卜素、花色苷、類黃酮等。果皮的顏色除了與色素類物質(zhì)含量相關(guān)外，還受到酚類等次生物質(zhì)的影響。多酚氧化酶存在于果蔬中，果實采后貯藏過程中它催化酚類物質(zhì)發(fā)生氧化，導(dǎo)致組織褐變，直接影響果實的色澤。

王如福[1]發(fā)現(xiàn)棗果除了在樹上會正常轉(zhuǎn)紅外，采后也可以轉(zhuǎn)紅，但是采后轉(zhuǎn)紅棗果與樹上正常著色棗果相比顏色暗淡且無光澤，認為采后棗果果皮的轉(zhuǎn)紅可能是一種褐變。李紅衛(wèi)[2]研究發(fā)現(xiàn)棗果轉(zhuǎn)紅率與果皮總酚含量顯著相關(guān)，推測酚類物質(zhì)參與了果皮轉(zhuǎn)紅。王蕊[3]和李玲[4]通過研究采后棗果果皮和樹上棗果果皮色素含量和酚類物質(zhì)含量的變化，發(fā)現(xiàn)樹上棗果果皮的著色是葉綠素、類胡蘿卜素的降解與花青素、黃酮類化合物的合成兩方面綜合作用的結(jié)果，而棗果采后轉(zhuǎn)紅是一種褐變。但棗果果皮褐變是由于什么原因引起的，目前尚不清楚.有研究發(fā)現(xiàn)果實采后果皮及果肉褐變與果實發(fā)生生理失調(diào)有關(guān)[5]。前人試驗研究發(fā)現(xiàn)活性氧代謝失調(diào)對果實褐變有很大的影響，活性氧代謝的平衡對樹上棗果的正常轉(zhuǎn)紅是否有影響？有什么影響？有待證明。本研究以梨棗為試材，通過采摘前后棗果轉(zhuǎn)紅過程中活性氧代謝以及與褐變有關(guān)的生理生化指標(biāo)的分析，探討活性氧代謝對棗果轉(zhuǎn)紅的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

以梨棗為試材，采摘于太谷縣南沙河村果園，自樹體東、南、西、北4個方向，高度基本一致的果樹上，挑選大小均勻、無病蟲害、無機械損傷、帶果梗的果實為試材，人工采摘后立即放入冰壺，帶回實驗室，用于測定棗果在樹上自然著色過程中的各項指標(biāo)。從棗果全綠時開始測定，直到全紅。按照棗果著色面積分白熟、圈紅、1/4紅、1/3紅、1/2紅、2/3紅、3/4紅、全紅八個階段，測定其果皮總酚含量、褐變度及活性氧代謝相關(guān)指標(biāo)。

1.2 實驗設(shè)備與儀器

WFJ2100型可見分光光度計(尤尼柯(上海)儀器有限公司生產(chǎn))，BS210S電子天平(北京賽多利斯天平有限公司)，TGL-20M高速臺式冷凍離心機(長沙湘儀離心機儀器有限公司生產(chǎn))，HH-8數(shù)顯恒溫水浴鍋(常州華普達教學(xué)儀器有限公司生產(chǎn))以及研缽、容量瓶、吸量管和試管等。

1.3 測定指標(biāo)及方法

1.3.1 褐變度大小的測定

采用改進的Lee等[6]的測定方法，稱取果皮2g，加入95%的乙醇10mL研磨成勻漿，在4000rpm/min下離心20min，取上清液在420nm波長下的紫外分光光度計上測定其OD值。

1.3.2 總酚含量的測定

參照朱廣廉等[7]的方法并略做修改，取果皮2g，加入4mL無水乙醇和2mL三氯乙酸(10%)，研磨成勻漿后用10%三氯乙酸定容到20mL，冰箱4℃靜置24h后，12000×g離心15min得上清液。取上清液2mL加入3mL FoLin試劑、3mL蒸餾水，混勻后加入2mL堿液(10%Na2CO3+2%NaOH)，50℃保溫15min，冰浴冷卻5min，于580nm波長下測定其OD值，以沒食子酸為基準(zhǔn)物質(zhì)作標(biāo)準(zhǔn)曲線，單位為mg/gFW。

1.3.3 多酚氧化酶(PPO)活性的測定

參照朱廣廉等[7]的方法并略做修改，取2.5g果皮，加入7.5mL，pH6.8的0.05M的磷酸緩沖液(內(nèi)含5%W/V的PVP)，研磨成勻漿，于4℃下提取30min，后在0～4℃、10000×g條件下離心30min，收集上清液并用于酶活測定，酶活以每分鐘內(nèi)OD420變化0.01為1個活性單位U，活力單位以U/gFW.min表示。

1.3.4 超氧陰離子生成速率的測定

超氧陰離子提取液的制備:準(zhǔn)確稱取2g果皮，加入8mL 0.05M(PH=7.8)磷酸緩液，加入少量石英砂，冰浴下研磨成勻漿，將勻漿液全部轉(zhuǎn)入離心管，10000r/min，冷凍離心15分鐘，上清液即提取液。

1.3.5 超氧化物歧化酶(SOD)活性的測定

參照李合生方法[8](NBT光還原法)，單位以抑制NBT光化還原的50%為一個酶活性單位來表示。

1.3.6 H2O2含量的測定

稱取果皮2g，加入6mL冷丙酮，研磨后在4℃下12000 r/min離心10 min。取上清液。參照Mukheriec和Choudhuri[9]們的方法測定H2O2的含量。

1.3.7 過氧化氫酶(CAT)活性的測定

參照韓雅珊[10]的碘量法測定，反應(yīng)溫度為30℃．酶活單位以H2O2mg·min-1·g-1FW表示。

圖1 樹上梨棗和采后梨棗果皮褐變度的變化

1.3.8 丙二醛含量的測定

參照李合生[8]方法測定，單位為μmol/gFW。

1.4 數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計分析

采用Excel和SPSS.V 13.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 棗果果皮褐變度、酚類物質(zhì)及相關(guān)酶活性的變化

2.1.1 棗果褐變度的變化

如圖1所示，樹上梨棗隨果皮著色面積的增大，褐變度變化幅度很小。采后梨棗果皮褐變度整體呈現(xiàn)上升的趨勢，1/4紅到1/3紅時褐變度迅速增大，全紅時達到最大值1.4。方差分析表明，采摘前后梨棗果皮褐變度差異顯著(P<0.05)。

2.1.2 棗果果皮酚類物質(zhì)的變化

圖2 樹上梨棗和采后梨棗果皮中總酚含量變化

如圖2所示，樹上梨棗果皮總酚含量的變化整體呈上升趨勢，到3/4紅達到最大值為5mg/gFW。采收后梨棗果皮總酚含量白熟期至圈紅階段略為升高，1/4紅時達到最大值為3.7mg/gFW，之后急劇下降，到全紅時，果皮總酚含量僅為1.1mg/gFW。方差分析表明，從1/3紅開始樹上梨棗和采收后梨棗的果皮總酚含量差異顯著(P<0.05)。相關(guān)性分析顯示采后棗果果皮總酚含量與褐變度呈顯著負相關(guān)(r=-0.786)，表明酚類物質(zhì)參與了褐變過程。

2.1.3 棗果果皮PPO活性的變化

如圖3所示，樹上梨棗果皮的PPO活性在果實著色過程中逐漸增加，但變化幅度較小，棗果全紅時果皮PPO活性最大為2.9U/min.gFW。梨棗在采后轉(zhuǎn)紅過程中，果皮的PPO活性整體呈上升趨勢，至全紅時PPO活性達到最大，最大值為5.9U/min.gFW。方差分析表明，從1/2紅樹上和采后梨棗果皮PPO活性差異極顯著(P<0.01)。相關(guān)性分析，采后棗果果皮PPO活性與褐變度呈顯著正相關(guān)(r=0.976)，表明棗果果皮PPO活性與褐變密切相關(guān)。

圖3 樹上梨棗和采后梨棗果皮PPO活性的變化

2.2 棗果果皮活性氧代謝相關(guān)物質(zhì)的變化

圖4 樹上梨棗和采后梨棗果皮中超氧陰離子含量變化

2.2.2 棗果果皮H2O2含量的變化

如圖5所示，樹上梨棗從白熟期到全紅的過程中果皮H2O2含量變化較為平緩，而采后梨棗果皮H2O2含量變化整體呈上升的趨勢，圈紅到1/4紅過程中H2O2含量迅速上升，全紅時達到最大值5.1μmol/g，為全綠時的3.2倍。相關(guān)性分析，采后棗果果皮H2O2含量與褐變度呈極顯著正相關(guān)(r梨棗=0.986)，可見H2O2含量的變化與采后棗果果皮褐變有關(guān)。

圖5 樹上梨棗和采后梨棗果皮中H2O2含量變化

2.2.3 棗果果皮SOD活性的變化

細胞內(nèi)過剩的活性氧和自由基會引發(fā)或加劇膜脂過氧化作用。由于細胞內(nèi)存在酶促和非酶促兩類防御系統(tǒng)，植物衰老過程中清除體內(nèi)過量的活性氧，維持機體的動態(tài)平衡。SOD就是酶促防御系統(tǒng)中的重要保護酶。

2.2.4 棗果果皮CAT活性的變化

如圖7所示，隨著樹上梨棗著色面積的增大，果皮白熟期到圈紅時CAT活性迅速增加，圈紅到全紅過程中果皮CAT活性變化趨勢較為平緩，但整體呈上升趨勢。采收后的梨棗前期小幅度上升，圈紅到1/4紅迅速下降，之后呈緩慢下降的趨勢，全紅時活性最低，為全綠時的20.3%。經(jīng)相關(guān)性分析，采后棗果果皮CAT活性與H2O2含量呈極顯著負相關(guān)(r梨棗=-0.958)，表明采后棗果轉(zhuǎn)紅過程中果皮CAT對H2O2的清除能力降低。

圖7 樹上梨棗和采后梨棗果皮中CAT活性變化

圖8 樹上梨棗和采后梨棗果皮中MDA含量的變化

2.2.5 棗果果皮MDA含量的變化

MDA是膜脂的過氧化產(chǎn)物，它的積累可作為膜傷害和植物衰老的標(biāo)志[12]。

如圖8所示，樹上梨棗果皮MDA含量前期變化均較平緩，1/4紅到3/4紅呈下降趨勢，3/4紅到全紅呈上升趨勢，但整體變化較為平緩。采后梨棗果皮MDA含量白熟期到1/3紅與樹上梨棗變化趨勢相同，1/3紅到1/2紅時迅速上升到達到0.43 mmol/gFW，后期呈緩慢上升趨勢，全紅時達到最大值為0.57 mmol/gFW，白熟期時MDA含量僅為全紅時的35%，表明采后棗果果皮轉(zhuǎn)紅過程中，加快了果實的膜脂過氧化進程，MDA迅速積累。

相關(guān)性分析表明，采后棗果果皮MDA含量與褐變度呈顯著正相關(guān)(r梨棗=0.714)，說明采后棗果隨著果皮紅色面積的增大，膜的完整性和穩(wěn)定性受到了損害。

3 結(jié)論與討論

本試驗研究發(fā)現(xiàn)，樹上正常轉(zhuǎn)紅的棗果果皮褐變度變化不大，且酚類物質(zhì)含量及PPO活性均呈上升趨勢，這表明樹上棗果果皮著色并不是酚類物質(zhì)褐變引起的，與王蕊[3]研究的結(jié)果一致。至于果皮酚類物質(zhì)和PPO活性為什么均呈上升趨勢，這有可能是由于正常成熟的棗果，膜系統(tǒng)保持完整性，酚酶區(qū)域化沒有被破壞，酚類物質(zhì)沒有發(fā)生氧化反應(yīng)，但具體原因有待進一步研究。

在正常情況下，植物體內(nèi)的活性氧處于產(chǎn)生與清除的動態(tài)平衡狀態(tài)，使活性氧維持在較低水平。如果活性氧不能及時清除而積累，從而促進膜過氧化作用而破壞膜結(jié)構(gòu),膜脂過氧化產(chǎn)物MDA就會積累，而MDA的含量則成為果實抗氧化水平的指標(biāo)。

本試驗研究發(fā)現(xiàn)，棗果在樹上生長發(fā)育期間，隨著果實成熟度的增加及棗果著色面積的增大，果皮SOD和CAT活性均呈上升趨勢，且經(jīng)相關(guān)性分析，果皮SOD活性與超氧陰離子產(chǎn)生速率呈顯著負相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為-0.814，棗果果皮中H2O2含量變化與CAT活性變化呈負相關(guān)，表明抗氧化酶對活性氧的清除能力增加，標(biāo)志著果皮自我防御功能的加強和完善，且棗果果皮褐變度變化不大，表明棗果樹上著色褐變不起主要作用。

[1] 王如福.鮮棗耐貯性的影響因素及調(diào)控機理研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2002.

[2] 李紅衛(wèi).冬棗采后衰老調(diào)控及乙醇積累機理的研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué),2003.

[3] 王蕊.棗果轉(zhuǎn)紅過程中色素和酚類物質(zhì)的變化[D].晉中：山西農(nóng)業(yè)大學(xué),2010.

[4] 李玲.棗著色機理的研究[D].晉中：山西農(nóng)業(yè)大學(xué),2008.

[5] ZHOU H, FAN XC. Changes of Ca2+ATPase activity and oxygen free radicals in mierosome membranes of post—harvest peach fruit[J]. Acta Bot Boreal Occident Sin, 2007(6):1161-1166.

[6] Lee CY, Kagan V, Jaworski AW, et al. Enzymatic browning in relation to phenolic compounds and polyphenoloxidase activity among various peach cultivars[J]. J. Agril Food Chem, 1990(8): 99-101.

[7] 朱廣廉,鐘海文,張愛琴. 植物生理實驗[M].北京：北京大學(xué)出版社,1990.

[8] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社,1998.

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[10] 韓雅珊.食品化學(xué)實驗指導(dǎo)[M].北京：北京農(nóng)業(yè)大學(xué)出版社,1992.

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[12] 胡曉丹,盧黎明,謝筆鈞. 蓮藕酶促褐變的研究[J]. 江蘇食品與發(fā)酵,1999(2):1-4.

(責(zé)任編輯：孫文彬)

Comparison of Turn Red and Peel Jujube Active Oxygen Metabolism and its Relation of Pear-jujube Fruit in and out of the Tree

WANG Hai-yun

(Department of Food Engineering, Maanshan Teacher's College, Maanshan Anhu 243000, China)

jujube; turn red; browning; active oxygen metabolism

2016-05-17

安徽省級質(zhì)量工程(2015gxk095)

王海云(1984-)，女，山東聊城人，助教，碩士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工及貯藏、果酒發(fā)酵等方面的研究。

TF225.4

A

1009-7961(2016)05-0045-05