紫外線處理對新疆哈密瓜貯藏中幾種酶活性的影響

王靜　張正紅　李紅敏

摘要[目的]分析紫外線處理對新疆哈密瓜貯藏中幾種酶活性的影響。[方法]利用紫外線處理哈密瓜，測定貯藏期間哈密瓜的過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、脂氧合酶（LOX）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）和超氧化物歧化酶（SOD）等指標(biāo)，得出最佳的紫外線處理?xiàng)l件。 [結(jié)果] 哈密瓜紫外線處理及處理后貯藏過程中色澤、風(fēng)味、營養(yǎng)成分變化與POD、PPO、LOX、PAL及SOD 5種關(guān)鍵酶活密切相關(guān)。 [結(jié)論]紫外線處理哈密瓜50 min，對延緩果實(shí)后熟衰老效果最為明顯，可為哈密瓜的貯藏保鮮提供新的科學(xué)依據(jù)。

關(guān)鍵詞哈密瓜；紫外線；酶活性；貯藏效果

中圖分類號TS201.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號0517-6611（2018）25-0156-03

The Influence of Ultraviolet Treatment on the Enzyme Activity of Hami Melon from Xinjiang during Storage

WANG Jing，ZHANG Zhenghong，LI Hongmin et al

（Supervision and Testing Center for Food Quality Ministry of Agriculture， Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science， Shihezi ， Xinjiang 832000 ）

Abstract[Objective]To analyze the influence of ultraviolet treatment on the enzyme activity of Hami melon during storage. [Method]The activity of peroxidase（POD）， polyphenol oxidase（PPO）， lipoxygenase（LOX）， phenylalanine ammonialyase（PAL） and superoxide dismutase（SOD） of Hami melon were determined during the storage by treatment with ultraviolet. And the best ultraviolet treatment condition was obtained. [Result]The changes of color， flavor and nutrient components of Hami melon are closely related to the activities of POD， PPO， LOX， PAL and SOD after ultraviolet treatment. [Conclusion]The effect of delaying ripe and senescence of Hami melon fruit was most obvious after 50 min treatment. The study was provided a new basis processing for the preservation of Hami melon.

Key wordsHami melon；Ultraviolet radiations；Enzyme activity；Store effect

哈密瓜屬一個(gè)甜瓜品種，為新疆的名優(yōu)特產(chǎn)[1]，富含人體所需的多種物質(zhì)，香甜多汁，風(fēng)味獨(dú)特，受到人們的青睞[2]。哈密瓜多以鮮食為主，在其貯藏、加工和運(yùn)輸過程中常面臨酶促褐變、變味等問題[3-5]，加之哈密瓜水分含量高、糖度大，不宜長期貯藏[6]。在貯藏過程中，哈密瓜的變質(zhì)主要由微生物和酶作用引起，因此，殺菌是哈密瓜貯藏保鮮的重要手段之一[7]。紫外線殺菌技術(shù)為非熱殺菌技術(shù)，將其應(yīng)用于哈密瓜保鮮，就必須系統(tǒng)地研究其對哈密瓜內(nèi)源酶及其品質(zhì)的影響，但目前關(guān)于紫外線殺菌對哈密瓜酶活的影響還鮮見報(bào)道。因此，筆者探討了紫外線處理對新疆哈密瓜貯藏過程中幾種酶活的影響，以期為哈密瓜的貯藏保鮮提供科學(xué)依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原料與試劑。哈密瓜為新疆“8501”品種，八成熟，采摘后預(yù)冷，去除田間熱后運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。主要試劑：脂肪氧化酶 ，美國Fluka公司；亞油酸，美國sigma公司；L-苯丙氨酸，天津化學(xué)試劑公司；其他試驗(yàn)藥品與試劑均為分析純；分析用水均為去離子水。

1.1.2主要儀器及設(shè)備。冷凍離心機(jī)（15R），力康發(fā)展有限公司；超聲波清洗器（KQ-250B），舒美儀器有限公司；紫外可見分光光度計(jì)（UV-1240），日本島津公司；電子天平（DL203），上海精密科學(xué)儀器有限公司；恒溫水槽（DK8B），上海精密試驗(yàn)設(shè)備有限公司；恒溫?cái)?shù)顯水箱（HH42），國華電器有限公司；恒溫水浴鍋（XMT-DA），亞星儀器儀表有限公司；制冰機(jī)（KC55），KATSUNO；冷柜（SCD218），科龍電器。

1.2方法

1.2.1哈密瓜預(yù)處理及貯藏。

選取完好哈密瓜120個(gè)，洗凈晾干，分成4組，每組30個(gè)。其中3組利用紫外線分別處理30、50、70 min，設(shè)置1組為對照。處理完置于冷藏庫內(nèi)，溫度6～8 ℃，相對濕度80%～90%，每隔7 d取樣測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.2.2酶活性測定方法。

1.2.2.1過氧化物酶（POD）活性測定。

①提取緩沖液的配制[8]：稱取340 mg PEG 6000、4 g聚乙烯吡咯烷酮（PVPP），1 mL Triton X-100，用100 mmol/L、pH 5.5醋酸緩沖液溶解、稀釋至100 mL。②酶液的制備：取5.00 g哈密瓜樣品、5.00 mL提取緩沖液，冰浴條件下研磨成漿，在12 000 r/min、4 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。

③酶活性測定：取3.00 mL 25 mmol/L愈創(chuàng)木酚溶液和0.50 mL酶提取液，混勻再加入200 μL 0.5 mol/L H2O2溶液，迅速混勻并計(jì)時(shí)。測定波長470 nm處的吸光值，以反應(yīng)15 s時(shí)記為初始值，隨后每隔1 min 測定1次，重復(fù)3遍，以蒸餾水作為參比，下同。酶活計(jì)算公式如下：

POD活性（U）=ΔOD470×VΔt×Vs×W

式中，ΔOD470為吸光度變化值；Δt 為酶促反應(yīng)時(shí)間（min）；V 為樣品提取液總體積（mL）；Vs為所取樣品提取液體積（mL）；W 為樣品重量（g）。

1.2.2.2多酚氧化酶（PPO）活性測定。

①提取緩沖液的配制：同“1.2.2.1①”所述步驟。②酶液的制備：取0.50 g哈密瓜樣品于研缽中，加入5.00 mL磷酸緩沖液（0.05 mol/L、pH6.8），冰浴條件下研磨成漿，在12 000 r/min、2 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。

③酶活性測定：試管中加入4.00 mL的醋酸緩沖液（50 mmol/L、pH 5.5）和1.00 mL 50 mmol/L鄰苯二酚溶液，隨后加入100 μL的酶提取液，開始計(jì)時(shí)。測定波長420 nm處吸光值，以反應(yīng)15 s時(shí)記為初始值，隨后每隔1 min測定1次，重復(fù)3遍。酶活計(jì)算公式同“1.2.2.1③”，取△OD420進(jìn)行計(jì)算。

1.2.2.3脂氧合酶（LOX）活性測定。

① LOX抽提緩沖液的配制：取1.00 mL Triton X100和4.00 g PVPP，加入到100 mL100 mmol/L、pH 6.8磷酸鈉緩沖液中，搖勻，置于4 ℃冰箱預(yù)冷。

②酶液的制備：取3.00 g哈密瓜樣品、3.00 mL LOX抽提緩沖液，混勻，在冰浴條件下研磨成漿，在12 000 r/min、4 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。③酶活性測定：取2.75 mL 100 mmol/L、pH 5.5醋酸緩沖液，加入50 μL 100 mmol/L亞油酸鈉，30 ℃保溫10 min，加入200 μL粗酶液，混勻。測定234 nm處吸光值，以反應(yīng)15 s時(shí)記為初始值，然后每隔30 s測定1次，共測定3 min，重復(fù)3遍。酶活計(jì)算公式如下：

LOX活性（U）=ΔOD234×V0.01×Δt×Vs×W

式中，△OD234為測定液的吸光度變化值；△t 為酶促反應(yīng)時(shí)間（min）；V為樣品提取液總體積（mL）；Vs為所取樣品提取液體積（mL）；W為樣品重量（g）。

1.2.2.4苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性測定。

①提取緩沖液的配制：取4.00 g PVP、58 mg EDTA，35 μL β-巰基乙醇，加100 mmol/L、pH 8.8硼酸緩沖液溶解、定容至100 mL，低溫（4 ℃）保存?zhèn)溆?。②酶液的制備：?.00 g哈密瓜樣品、5.00 mL提取緩沖液，混勻，并在冰浴條件下研磨成漿。隨后在12 000 r/min、4 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。③酶活性測定：反應(yīng)管中加入3.00 mL硼酸緩沖液（50 mmol/L、pH 8.8）和0.5 mL 20 mmol/L L-苯丙氨酸，37 ℃作用10 min后，加入0.5 mL酶提取液，混勻后測定波長290 nm處吸光值（OD0）。然后將反應(yīng)管在37 ℃下保溫60 min，隨即混勻并測定波長290 nm處的吸光值（OD1），重復(fù)3遍。酶活計(jì)算公式如下：

PAL活性（U）=（OD1-OD0）×V0.01×Vs×t×W

式中，OD1為保溫前反應(yīng)液的初始值；OD0為保溫后反應(yīng)液的終止值；V為樣品提取液總體積（mL）；Vs為所取樣品提取液體積（mL）；t為酶促反應(yīng)時(shí)間（h）；W為樣品重量（g）。

1.2.2.5超氧化物歧化酶（SOD）的活性測定。

①提取緩沖液的配制：稱取77 mg DTT，5.00 g PVP，加入100 mmol/L、pH 7.8磷酸緩沖液，定容至100 mL，混勻，低溫貯藏備用。②酶液的制備：取5.00 g哈密瓜樣品、5.00 mL提取緩沖液，混勻后在冰浴條件下研磨成漿。在12 000 r/min、4 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。

③酶活性測定：向指形玻璃管中加入表1所列溶液，混合均勻，再加入核黃素溶液。將4支反應(yīng)管置于4 000 lx日光燈下，反應(yīng)15 min，隨后置于暗處以終止反應(yīng)，設(shè)置1支對照管置于暗處作對比。以對照管為參比，測定各管在波長560 nm處的吸光值。酶活計(jì)算公式如下：

SOD活性（U）=（ODC-ODS）×V0.5×ODC×Vs×t×W

式中，ODS為照光對照管的吸光度值；ODC為樣品管的吸光度值；V為樣品提取液總體積（mL）；Vs 為所取樣品提取液體積（mL）；t為光照反應(yīng)時(shí)間（min）；W 為樣品重量（g）。

1.3統(tǒng)計(jì)分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析采用方差分析（analysis of variance，ANOVA）；使用Excel軟件分析，采用0.05水平；所有試驗(yàn)均重復(fù)3次。

2結(jié)果與分析

2.1不同紫外線處理對POD活性變化的影響

POD為有機(jī)體內(nèi)重要的自由基清除劑，隨著POD活性的增加，有機(jī)體的自我防御能力加強(qiáng)[9]。POD活性隨著貯藏時(shí)間的延長而增加，隨后逐漸下降并趨于平衡，如圖1所示。低溫貯藏條件下，紫外線各處理組在貯藏第28天時(shí)POD活性受到抑制，對照組在第21天受到抑制。紫外線處理時(shí)間越長，POD活性越大。

2.2不同紫外線處理對PPO活性變化的影響

哈密瓜在后熟和加工過程中，PPO能催化多種酚類物質(zhì)氧化形成醌類化合物，并進(jìn)一步聚合形成褐色或黑色聚合物，也就是常出現(xiàn)的褐變現(xiàn)象[10]。如圖2所示，哈密瓜PPO活性隨貯藏時(shí)間延長而逐漸增大，紫外線處理組第14天時(shí)PPO活性達(dá)到最大，第21天后受到抑制，酶活下降，貯藏后期下降幅度緩慢。紫外線處理50 min組的PPO活性波動(dòng)范圍不大，且低于對照組和其他處理組。進(jìn)一步增大紫外線處理時(shí)間（70 min），PPO活性升高。

2.3不同紫外線處理對LOX活性變化的影響

LOX是引起哈密瓜后熟衰老的重要酶之一，它與后熟衰老過程的啟動(dòng)、細(xì)胞脂質(zhì)過氧化等密切相關(guān)[11-12]。如圖3所示，哈密瓜的LOX活性呈現(xiàn)上升趨勢，并在第14天達(dá)到峰值，隨后LOX活性開始下降并趨于平衡。相對于對照組和其他處理組，紫外線處理50 min時(shí)，LOX活性最低。結(jié)果表明，經(jīng)紫外線處理后，LOX的蛋白結(jié)構(gòu)可能被破壞，而起到對LOX活性的鈍化作用。

2.4不同紫外線處理對PAL活性變化的影響

植物在感病或受到誘導(dǎo)劑誘導(dǎo)后，體內(nèi)的PAL活性是升高的[11]。哈密瓜在冷藏過程中，PAL活性逐漸升高，14 d后趨于平衡，如圖4所示。各處理組的PAL活性均在第7天時(shí)達(dá)到最大，隨著貯藏時(shí)間延長，PAL活性受到抑制，后又緩慢上升。其中經(jīng)紫外線處理的PAL活性均高于對照組，結(jié)果表明，紫外線處理可明顯提高PAL活性，這將有利于哈密瓜的貯運(yùn)與加工。

2.5不同紫外線處理對SOD活性變化的影響

SOD可通過與過氧化氫酶（CAT）和POD等酶類的協(xié)同作用，清除機(jī)體內(nèi)的自由基，以防止活性氧對膜系統(tǒng)的傷害，從而使機(jī)體免受自由基的毒害[12]。隨著冷藏時(shí)間的延長，哈密瓜SOD活性逐漸增大，后趨于平衡。從圖5可看出，經(jīng)紫外線處理后，哈密瓜的SOD活性高于對照組，其中處理50 min時(shí)的SOD活性最高。試驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)過紫外線處理的哈密瓜SOD活性上升，可減少自由基對哈密瓜的毒害作用，有利于哈密瓜的長期保存。

3結(jié)論

該研究得出，經(jīng)紫外線殺菌處理后，哈密瓜的POD和SOD活性被激活，PPO和LOX活性被鈍化；同時(shí)，果實(shí)內(nèi)的PAL活性明顯提高。經(jīng)對比分析，以紫外線處理50 min對延緩新疆哈密瓜果實(shí)后熟衰老的效果最佳。

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