仲丁醇對采后龍眼低溫貯藏特性的影響

李麗　李杰民　孫健　李昌寶　零東寧　盛金鳳　鄭鳳錦　何雪梅　劉國明　辛明　李志春　冉德華

摘要：【目的】探討仲丁醇（2-butanol）對龍眼采后品質(zhì)、抑制褐變和衰老的影響，為維持龍眼采后品質(zhì)和延長貯藏期提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳允堼堁酃麑崬樵囼灢牧希芯?.05%仲丁醇處理對龍眼低溫（4℃）貯藏過程中果實失重率、果皮失水率、褐變指數(shù)、果肉自溶指數(shù)、可溶性固形物含量、可定量酸含量、呼吸強度和乙烯釋放量等指標(biāo)變化的影響?！窘Y(jié)果】仲丁醇處理能抑制龍眼果實失重和果皮水分損失；從貯藏的第5 d開始，仲丁醇處理可延遲果皮褐變和果實自溶；在第15 d后，仲丁醇處理顯著抑制可溶性固形物的分解和可滴定酸的產(chǎn)生（P<0.05）；此外，仲丁醇處理能延緩龍眼果實呼吸作用和乙烯釋放?！窘Y(jié)論】適當(dāng)濃度的仲丁醇有助于維護(hù)龍眼采后果實品質(zhì)，延緩果實衰老褐變。

關(guān)鍵詞：仲丁醇；龍眼；磷脂酶D抑制劑；采后品質(zhì)；生理特性

中圖分類號：S667.209.3 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-1191（2017）12-2247-06

0引言

【研究意義】龍眼是一種典型的非躍變型水果，采摘后不繼續(xù)成熟（Chomkitichai et al.，2014），廣泛種植于世界各國和地區(qū)，特別是中國、泰國、越南和印度等地產(chǎn)量較高（Chen et al.，2014）。龍眼果實具有細(xì)膩的口感和香甜味，新鮮食用口味最佳，其貯存保質(zhì)期較短且易褐變（Saengnil et al.，2014）。目前，化學(xué)試劑和涂膜處理、改性包裝及冷凍等保鮮方法已應(yīng)用于減緩龍眼采后果實褐變，但仍存在化學(xué)殘留、冷鏈物流不完善等問題（Duan et al.，2007；Linet al.，2014）。因此，進(jìn)一步加強和完善龍眼貯藏保鮮技術(shù)，對有效延長龍眼果實的貯藏保鮮期和貨架期具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】磷脂酶D（PLD）的主要底物為磷脂酰膽堿（Phosphatidycholine，PC），可催化其生成磷脂（Phosphatidic acid，PA）和膽堿（Lis-covitch et al.，2000），而PA在磷脂酸磷酸酶（Phos-phatidate phosphatase，PAP）或特異性的磷脂酶A2（PLA2）的作用下又生成三磷酸肌醇（Inositol tri-sphosphate，IP3）、二酰基甘油（Diacylglycer，DAG）和溶血磷脂酸（Lysophosph～idic acid，LPA）（Li et al.，2009）。PLD催化的這條生化通路被認(rèn)為是細(xì)胞信號傳導(dǎo)的重要環(huán)節(jié)（Zhang et al.，2005）。PLD不僅對細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性有重要影響，還能調(diào)節(jié)許多關(guān)鍵的細(xì)胞功能，包括細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、囊泡運輸、細(xì)胞骨架的形成、細(xì)胞增殖、激素作用、防衛(wèi)反應(yīng)、種子發(fā)芽和劣變衰老（李麗等，2012）。因此，PLD活性的調(diào)節(jié)可顯著影響采后果實品質(zhì)的維護(hù)（Romero et al.，2013）。化學(xué)物質(zhì)如丁醇、2，3-二磷酸甘油酸、N一?；掖及?、溶血磷脂酰乙醇胺和Wortmannin是已報道的PLD抑制劑（Bargmann andMunnik，2006；Peters et al.，2007；Sun et al.，2011），其中，丁醇是一種轉(zhuǎn)磷脂酰反應(yīng)底物，被認(rèn)為是PLD的特異性抑制劑（Choi et al.，2005）。Motes等（2005）研究表明，丁醇作為基材的轉(zhuǎn)移反應(yīng)可以通過抑制磷脂酸的生成及膜脂降解來保護(hù)膜的完整性。本課題組前期已研究了不同的PLD抑制劑，如正丁醇、仲丁醇、N-酰基乙醇胺、2，3-二磷酸甘油酸、溶血磷脂酰乙醇胺、Wortmannin、沙丁胺醇和色甘酸鈉等對采后龍眼果實貯藏特性的影響（李杰民等，2013），結(jié)果表明仲丁醇能有效延緩龍眼果實衰老褐變?！颈狙芯壳腥它c】目前，尚無仲丁醇對龍眼在低溫下儲存后其生理特性影響的研究報道。【擬解決的關(guān)鍵問題】探討仲丁醇對低溫下貯藏過程中龍眼采后品質(zhì)、抑制褐變和衰老的影響，為維持龍眼采后品質(zhì)和延長貯藏期提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1試驗材料

供試品種為石硤龍眼，于2014年6月采摘自廣西南寧武鳴縣里建基地。參照李杰民等（2013）的方法，選擇大小、顏色一致、無病害的果實，清洗后用0.05%（V/V）的仲丁醇溶液在低溫下浸泡10 min；對照組在低溫（4℃）下用清水處理。每組設(shè)定龍眼30個，重復(fù)3次，晾干后裝袋（塑料密封袋0.03mm厚），在4℃下貯藏25 d。每隔一段時間取樣測定各項指標(biāo)。

1.2龍眼果實品質(zhì)和貯藏特性測定

1.2.1果實失重率、果皮失水率測定 失重率每隔2 d測定1次，重復(fù)3次，以果實鮮重（FW）計算。果肉水分含量測定：在烘箱（ULE 400，Memmert，Schwabach，Germany）中105℃干燥48 h后稱重。

失重率（%）=（W₁-W₂）/WIx100

式中，W₁為貯藏0d龍眼果實的質(zhì)量，W₂為各貯藏期新鮮龍眼果實的質(zhì)量。

1.2.2褐變指數(shù)、自溶指數(shù)測定 每次隨機取30個果實，根據(jù)果皮內(nèi)表面褐變面積與整個果皮內(nèi)表面面積比值S，將果皮褐變程度分為6級：1級，褐變面積為0；2級，S<1/4；3級，1/4≤S<1/2；4級，1/2≤S<3/4；5級，S≥3/4；6級，全部褐變（Jiang，2000）。

果皮褐變指數(shù)=∑（褐變級數(shù)×該級果數(shù)）/總果數(shù)

每次隨機取30個果實，根據(jù)果肉自溶面積與整個果肉面積比值（A），將龍眼果肉自溶程度分為5級：0級為果肉有彈性、無自溶；1級，果肉變軟，A<1/4；2級，果肉變軟、流汁，1/4≤A<1/2；3級，果肉變軟、流汁，1/2≤A<3/4；4級，果肉糜爛，A≥3/4（Sun et al.，2010）。

自溶指數(shù)=∑（自溶級數(shù)×該級果數(shù)）/總果數(shù)

1.2.3可溶性固形物、可滴定酸測定可溶性固形物使用手持式折光儀（Atago，Tokyo，Japan）參考Li等（2015）的方法進(jìn)行測定?？傻味ㄋ岵捎盟岫扔嫞═itroline easy，Schott，Mainz，Germany）用0.1 mol/L的NaOH溶液滴定到pH 8.2。結(jié)果表示為檸檬酸百分比（g/100 g FW）。

1.2.4呼吸強度和乙烯含量測定 龍眼乙烯產(chǎn)量測定：將龍眼置于純氮氣中0～9 h，然后儲存在相對濕度90%、溫度20℃的條件下，在不同貯藏時間進(jìn)行測定。龍眼呼吸強度測定：將3個果實放置于25℃密封的4.2 L玻璃瓶內(nèi)2 h，將1 mL的氣體樣品由玻璃瓶頂部排出并注入到GC-9A氣相色譜儀（Shimad-zu，Kyoto，Japan）中。CO₂濃度用熱導(dǎo)檢測器（TCD）連接柱子（Shimadzu）測定，乙烯含量用火焰離子化檢測器（FID）和OV17毛細(xì)管柱（zhonghuida Co.，Dalian，China）測定（An et al.，2006）。

1.3統(tǒng)計分析

應(yīng)用SPSS 13.0對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計整理，并采用Duncans進(jìn)行多重比較分析。

2結(jié)果與分析

2.1低溫貯藏條件下仲丁醇處理對龍眼果實失重率和果皮失水率的影響

從圖1可看出，由于龍眼果實的呼吸作用，隨著貯藏時間的延長，所有處理組的果實失重率不斷增加。貯藏15 d后，仲丁醇處理組的龍眼失重率顯著低于對照組（P<0.05，下同），表明仲丁醇處理可減少采后龍眼果實蒸發(fā)失水和失重。

從圖2可看出，所有處理組龍眼的果皮失水率不斷上升，仲丁醇處理組龍眼的果皮失水率顯著低于對照組。結(jié)合失重率和果皮失水率的試驗結(jié)果可知，仲丁醇處理能有效保留龍眼果實中的水分。

2.2低溫貯藏條件下仲丁醇處理對龍眼褐變指數(shù)和果肉自溶指數(shù)的影響

褐變是果實衰老的生理特征之一，從圖3可看出，在低溫貯藏過程中，貯藏0～5 d褐變指數(shù)基本保持不變；5 d后，隨著貯藏時間的延長，褐變指數(shù)不斷上升，仲丁醇處理組龍眼的褐變指數(shù)顯著低于對照組；在貯藏25 d時，對照組褐變指數(shù)達(dá)3.98，而仲丁醇處理組僅為2.98。

果肉自溶是龍眼果實采后品質(zhì)劣變的常見現(xiàn)象之一。從圖4可看出，與褐變指數(shù)的變化相似，貯藏5 d后，果肉自溶指數(shù)緩慢增加；貯藏5 d后，自溶指數(shù)變化速率較大，經(jīng)仲丁醇處理的龍眼果肉自溶指數(shù)均明顯低于對照果實；貯藏20 d后，0.05%仲丁醇能顯著延緩龍眼果實的褐變和果肉自溶。

2.3低溫貯藏條件下仲丁醇處理對龍眼可溶性固形物和可滴定酸含量的影響

可溶性固形物是評價龍眼營養(yǎng)品質(zhì)和口感的主要指標(biāo)之一。從圖5可知，在低溫貯藏過程中，0～5 d時可溶性固形物含量下降速率較明顯；貯藏10～15 d時，可溶性固形物含量略有上升；第15 d后，含量又不斷下降，且兩組差異增大，仲丁醇處理組抑制可溶性固性物下降作用明顯；在第10、20和25 d，仲丁醇處理組顯著高于對照組?？傮w上，仲丁醇處理組的可溶性固形物含量高于對照組。

可滴定酸是影響果實風(fēng)味品質(zhì)的重要因素。由圖6可知，貯藏0～15 d時，龍眼可滴定酸含量變化不明顯；貯藏15 d后，可滴定酸含量快速上升，仲丁醇抑制可滴定酸含量上升作用開始明顯，且至第25d仲丁醇處理組顯著低于對照組。由此可知，5%仲丁醇能有效降低龍眼貯藏期間果肉可溶性固形物的分解及抑制可滴定酸的產(chǎn)生，在一定程度上有效抑制了龍眼果實貯藏期間果實品質(zhì)劣變。

2.4低溫貯藏條件下仲丁醇處理對龍眼呼吸強度和乙烯釋放量的影響

龍眼是一種典型的非躍變型水果，成熟中呼吸不活躍（Jiang and Joyce，2003）。從圖7可知，在低溫下貯藏，隨著貯藏時間延長龍眼呼吸強度緩慢增加。低溫貯藏10 d后，仲丁醇處理組果實呼吸強度顯著低于對照組，表明0.05%仲丁醇處理能延緩龍眼果實的呼吸作用。

相比躍變型水果，龍眼果實在采摘后產(chǎn)生少量的乙烯，而乙烯的產(chǎn)生與龍眼品質(zhì)劣變密切相關(guān)。從圖8可知，乙烯釋放量在貯藏過程中不斷增加，在第20 d達(dá)峰值；貯藏5和20 d時，仲丁醇處理組乙烯釋放量顯著低于對照組。由此可見，低溫條件下0.05%仲丁醇能抑制龍眼釋放乙烯。

3討論

許多因素協(xié)同誘導(dǎo)龍眼采后褐變和果實衰老（Apai，2010）。膜劣化導(dǎo)致酶和底物的作用發(fā)生褐變反應(yīng)，是龍眼衰老的固有特征（Lin et al.，2013）；膜結(jié)構(gòu)的保存有助于保持龍眼果實品質(zhì)和延長貨架壽命。PLD位于質(zhì)膜，其是膜磷脂在植物細(xì)胞衰老過程中分解代謝時起重要作用的酶。在植物衰老中，PLD介導(dǎo)的磷脂水解啟動脂解級聯(lián)導(dǎo)致膜劣化（Kanaho et al.，1993）。高PLD活性會危及膜功能和完整性，并因此引起植物細(xì)胞的衰老和退化。磷酸肌醇磷脂、鈣離子和G蛋白能夠調(diào)節(jié)PLD活性。PLD的活性可通過特異性抑制劑丁醇調(diào)控（Munnik etal.，1995）。在短鏈伯醇（正丁醇）存在的情況下，PLD優(yōu)先催化PC與短鏈伯醇發(fā)生轉(zhuǎn)磷脂?；磻?yīng)產(chǎn)生穩(wěn)定的磷脂酰醇和水，許多學(xué)者利用此反應(yīng)抑制PLD的生理功能（魏芳芳等，2010）。當(dāng)正丁醇存在時，會優(yōu)先于水作為PLD的催化底物，通過轉(zhuǎn)移磷脂酰反應(yīng)生成磷脂酰丁醇，由于PA合成受阻，正丁醇處理后出現(xiàn)各種生理上的抑制或變化。仲丁醇通過G蛋白信號傳導(dǎo)途徑激活PLD，并依賴磷酸肌醇磷脂，其用于PLD的G蛋白依賴性激活（Munnik et al.，1995）。仲丁醇已被應(yīng)用于植物PLD依賴性信號的研究。李杰民等（2013）研究了7種PLD抑制劑（正丁醇、仲丁醇、溶血磷脂酰乙醇胺、2，3-二磷酸甘油酸、Wortmannin、沙丁胺醇、色甘酸鈉）對龍眼貯藏過程中品質(zhì)變化的影響，結(jié)果表明，經(jīng)PLD抑制劑處理后的龍眼果實褐變指數(shù)及自溶指數(shù)上升速度低于未處理果實，而可溶性固形物含量高于未處理組，果實失重率低于未處理組，與其他抑制劑處理相比，仲丁醇處理能較好地保持龍眼果實采后品質(zhì)，說明仲丁醇處理能有效減緩貯藏過程中龍眼果實的品質(zhì)劣變，具有一定的保鮮效果。

本研究結(jié)果表明，0.05%仲丁醇能有效抑制龍眼果實失重和果皮水分損失，其果皮褐變指數(shù)和果實自溶指數(shù)也表現(xiàn)類似的結(jié)果。果皮褐變是龍眼果采后降低市場價值和保質(zhì)期最重要的問題之一（Shiet al.，2013）。龍眼在低溫條件下，果皮褐變指數(shù)和果實自溶指數(shù)呈上升趨勢。從貯藏第5 d開始，仲丁醇處理延遲果皮褐變和果實自溶。用0.05%仲丁醇處理果實具有較高的可溶性固形物，同時控制可滴定酸含量。龍眼果實采后，呼吸過程中的碳水化合物、果膠和蛋白質(zhì)等部分水解造成可溶性固形物下降（Jiang，2000），而仲丁醇處理能抑制這些過程。此外，0.05%仲丁醇處理抑制褐變和龍眼果實劣變可能是由于呼吸強度（速率）較慢所致。總之，0.05%仲丁醇處理后果實的重量、可溶性固形物、可滴定酸和酸度變化顯著地延遲，并且這顯著地抑制了果皮褐變、果肉分解和呼吸作用。

應(yīng)用適宜濃度的仲丁醇將是一個延長保質(zhì)期和采后維持龍眼果實品質(zhì)的新方法，但有必要更好地理解果實衰老和劣變的生化機理，以找出生理特性和仲丁醇處理之間的關(guān)系。在龍眼果實PLD活性抑制作用上還需要利用分子生物學(xué)等手段進(jìn)一步研究。在之前的研究中，本課題組已克隆獲得龍眼PLD基因家族的cDNA全長，并研究其成員的表達(dá)特性（You et al.，2014），發(fā)現(xiàn)PLD與龍眼果實的衰老密切相關(guān)。因此，今后有必要進(jìn)一步研究仲丁醇抑制PLD基因表達(dá)的機理及其如何調(diào)控PLD活性，確定其衰老過程中參與PLD激活的機理。

4結(jié)論

適宜濃度的仲丁醇有助于維護(hù)龍眼采后果實品質(zhì)，延緩果實衰老褐變。