采收期對(duì)黃金梨果心褐變和膜脂過氧化的影響

劉夢(mèng)竹，周宏勝，胡花麗，張雷剛，羅淑芬，張映曈，李鵬霞,*

(1.沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110866；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，江蘇 南京 210014；3.江蘇省高效園藝作物遺傳改良重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，江蘇 南京 210014)

黃金梨(PyruspyrifoliNakai cv. Whangkeumbae)系韓國園藝場(chǎng)選育出的砂梨品種，果肉白色，汁多肉細(xì)，味甜，品質(zhì)極好，1997年引入我國后發(fā)展迅速，栽培面積逐漸增加[1]。黃金梨不耐貯藏，采后易軟化和褐變，低溫貯藏雖然可以延長黃金梨的貯藏期，但低溫貯藏后期極易果心褐變。0～1 ℃貯藏90 d的黃金梨未見明顯果心褐變，但貯藏180 d后果心褐變率高達(dá)70%[2]，果心褐變已成為影響黃金梨產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸。

雖然關(guān)于采收期對(duì)梨果心褐變發(fā)生及果實(shí)褐變與膜脂過氧化的關(guān)系已有部分報(bào)道[6, 7]，但不同采收期對(duì)黃金梨采后品質(zhì)、果心膜脂過氧化和果心褐變發(fā)生的影響還鮮見系統(tǒng)性報(bào)道。本研究通過探索2個(gè)不同采收期對(duì)果心膜脂過氧化及褐變的影響，旨在進(jìn)一步明確黃金梨果心褐變發(fā)生的機(jī)理，并為實(shí)際生產(chǎn)中采后黃金梨果心褐變防控方法的研究提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)用黃金梨采自江蘇省南京市溧水基地，分別于2017年8月15日(花后135 d，早采)和8月25日(花后145 d，晚采)采摘大小均勻、無病蟲害的果實(shí)，套果實(shí)網(wǎng)套后用紙箱包裝后當(dāng)天運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行低溫貯藏(溫度(0±1) ℃、相對(duì)濕度80%～90%)。采收當(dāng)天(0 d)取樣后，從60 d開始每隔30 d取樣一次，測(cè)定各相關(guān)指標(biāo)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 硬度、可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)含量測(cè)定

采用FT-011手持硬度計(jì)測(cè)定黃金梨果肉硬度；

PAL-1型數(shù)顯手持折光儀測(cè)定TSS含量；

酸堿滴定法測(cè)定可滴定酸含量[8]。

1.2.2 果心褐變率、果心褐變指數(shù)、丙二醛(MDA)含量、細(xì)胞膜離子滲透率測(cè)定

果肉褐變率和褐變指數(shù)測(cè)定：沿黃金梨果實(shí)赤道部位橫切，對(duì)果心部位褐變情況進(jìn)行觀察，參照梁麗雅等[3]方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和計(jì)算；

果心丙二醛含量測(cè)定和細(xì)胞膜離子滲透率的測(cè)定參考曹建康等[9]的方法。

1.2.3 過氧化氫(H2O2)和超氧陰離子的測(cè)定

H2O2含量的測(cè)定采用硫酸鈦比色法，參考Patterson等的方法[10]；

1.2.4 POD、CAT、SOD活性測(cè)定

POD、CAT和SOD活性的測(cè)定參考梁麗雅等的方法[3]：

POD、CAT酶活以每分鐘內(nèi)OD值變化0.01為1個(gè)活性單位U，酶比活力均以U·g-1表示；

SOD活性測(cè)定：以抑制NBT光化還原的50%為一個(gè)酶活性單位U，酶比活力用U·g-1表示。

1.2.5 總酚含量和多酚氧化酶(PPO)活性的測(cè)定

總酚含量的測(cè)定采用福林酚法[12]；

PPO活性的測(cè)定采用鄰苯二酚比色法測(cè)定多酚氧化酶的活性[9]。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

所有數(shù)據(jù)均平行測(cè)定3 次，采用 Origin 8.5軟件制圖，所有數(shù)據(jù)用SPSS 20.0軟件進(jìn)行分析，顯著性采用ANOVA進(jìn)行鄧肯氏多重差異分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同采收期對(duì)低溫貯藏期黃金梨果肉品質(zhì)的影響

硬度、可溶性固形物含量和可滴定酸含量是梨果實(shí)重要的品質(zhì)指標(biāo)，與貯藏期黃金梨的品質(zhì)緊密相關(guān)。不同時(shí)期采收的黃金梨果實(shí)經(jīng)過冷藏后，果實(shí)硬度隨貯藏期的延長呈逐漸下降趨勢(shì)(圖1 A)。早采和晚采黃金梨果實(shí)采收時(shí)硬度分別為6.73和6.51 kg·cm-2，差異不顯著，貯藏120 d后，早采果硬度明顯地高于晚采果(P<0.05)。如圖1B所示，果實(shí)可溶性固形物含量(TSS)呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，貯藏90 d后可溶性固形物最高，之后逐漸降低；采收時(shí)晚采果的可溶性固形物含量略高于早采果，90 d后TSS含量差異不顯著。由圖1C可見，黃金梨果實(shí)的可滴定酸含量隨著貯藏期緩慢降低，早采果和晚采果的變化趨勢(shì)類似，但早采黃金梨可滴定酸含量的下降速度明顯慢于晚采果(P<0.05)。

圖1 不同采收期對(duì)低溫貯藏期黃金梨果肉品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of different harvest time on the quality of ‘Wangkeumbae’pear during low temperature storage

2.2 不同采收期對(duì)黃金梨低溫貯藏期果心褐變率及褐變指數(shù)的影響

不同時(shí)期采收的黃金梨在貯藏過程中果心褐變情況如圖2A和2B所示，隨貯藏期的延長，果心褐變逐漸發(fā)生。黃金梨果心褐變?cè)诶洳?0 d后逐漸發(fā)生，150 d時(shí)褐變程度急劇加重，90 d時(shí)，早采黃金梨和晚采黃金梨的果心褐變率分別為4%和9.33%，150 d時(shí)高達(dá)18%和35.33%，90 d后晚采黃金梨果心褐變率顯著高于早采果(圖2A)。如圖2B所示，果心褐變指數(shù)的變化趨勢(shì)和果心褐變率的變化趨勢(shì)類似，果心褐變指數(shù)隨貯藏期的延長逐漸升高，但90 d后，晚采黃金梨果心褐變指數(shù)明顯高于早采黃金梨(P<0.05)。

圖2 不同采收期對(duì)黃金梨低溫貯藏期間果心褐變率和褐變指數(shù)的影響Fig.2 Effects of different harvest time on core browning incidence and browning index of ‘Whangkeumbae’ pear during low temperature storage

2.3 不同采收期對(duì)黃金梨低溫貯藏期果心MDA含量和膜離子滲透率的影響

MDA是膜脂過氧化最重要的產(chǎn)物之一，MDA含量的變化通常用于指示膜系統(tǒng)受損程度。隨著貯藏時(shí)間的延長，黃金梨果心MDA含量不斷升高，貯藏后期，果心MDA含量快速上升；貯藏前期，早采和晚采果心的MDA含量差異不明顯，90 d起晚采果果心的MDA含量顯著地高于早采果(P< 0.05)(圖3 A)，說明晚采的黃金梨果心膜脂過氧化程度更為嚴(yán)重。膜離子滲透率可反映細(xì)胞膜受損程度，細(xì)胞膜受損越大，離子滲透率越高。低溫貯藏期間黃金梨果心離子滲透率的變化趨勢(shì)與MDA含量的變化趨勢(shì)類似，貯藏過程中膜離子滲透率不斷上升(圖3B)。貯藏后期，晚采黃金梨果心的膜離子滲透率明顯高于早采黃金梨，120 d時(shí)，早采黃金梨果心的離子滲透率為53.94%，而晚采黃金梨果心為68.71%，表明早采黃金梨的果心膜損傷程度較低。

圖3 不同采收期對(duì)黃金梨低溫貯藏期果心MDA含量和膜離子滲透率的影響Fig.3 Effects of different harvest time on the MDA content and ion leakage in the core of ‘Whangkeumbae’ pear during low temperature storage

2.4 不同采收期對(duì)黃金梨低溫貯藏期果心產(chǎn)生速率及H2O2含量的影響

圖4 不同采收期對(duì)黃金梨低溫貯藏期果心產(chǎn)生速率及H2O2含量的影響Fig.4 Effects of different harvest time on the rate of and H2O2 content in the core of ‘Whangkeumbae’ pear during low temperature storage

2.5 不同采收期對(duì)黃金梨低溫貯藏期果心抗氧化酶活性的影響

SOD、POD、CAT等可參與氧化脅迫響應(yīng)，抑制膜脂過氧化對(duì)膜系統(tǒng)的傷害。從圖5A可知，在整個(gè)貯藏期，SOD活力呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，且從第60 d起，早采黃金梨果心SOD活性始終明顯高于晚采黃金梨果心(P<0.05)。由圖5B可知，在貯藏過程中CAT活性在貯藏前期急劇上升，60 d時(shí)達(dá)到最大值，之后逐漸下降。貯藏60 d后，早采黃金梨果心CAT活性顯著高于晚采果(P<0.05)。由圖5C可知，POD活性也呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，第90 d、120 d和150 d時(shí)，早采黃金梨果心POD活性顯著高于晚采黃金梨(P<0.05)。

圖5 不同采收期對(duì)黃金梨低溫貯藏期果心SOD、CAT、POD活性的影響Fig.5 Effects of different harvest time on the activity of SOD、CAT、POD in the core of ‘Whangkeumbae’ pear during low temperature storage

2.6 不同采收期黃金梨低溫貯藏期果心總酚含量及PPO活性的變化

如圖6A所示，黃金梨果心組織的酚類物質(zhì)含量在貯藏60 d前緩慢升高，60 d后急劇升高并在120 d時(shí)含量最高，120 d之后略有下降。與晚采黃金梨相比，早采黃金梨果心酚類物質(zhì)含量較低，特別是90、120、150 d期間果心酚類物質(zhì)含量顯著低于晚采果(P<0.05)。由圖6B可知，果心PPO活性在90 d前緩慢升高，90 d后急劇升高；整個(gè)貯藏期，早采黃金梨果心PPO活性均低于晚采黃金梨。在貯藏前期，兩個(gè)采收期的黃金梨果心PPO活性并無顯著差異，直至90 d后，晚采黃金梨果心PPO活性顯著高于早采黃金梨(P<0.05)。

3 討論與結(jié)論

3.1 討論

圖6 不同采收期對(duì)黃金梨低溫貯藏期果心總酚含量及PPO活性的變化Fig.6 Effects of different harvest time on the total phenolic content and PPO activity in the core of ‘Whangkeumbae’ pear during low temperature storage

果心褐變的發(fā)生主要是由于酚類物質(zhì)的酶促氧化所致：即在有氧條件下，酚類物質(zhì)由PPO催化被氧化為醌，醌再通過聚合作用產(chǎn)生有色物質(zhì)而引起組織褐變[15]。本研究中，貯藏期黃金梨果心的酚類物質(zhì)含量和PPO活性持續(xù)升高，可能是果心褐變發(fā)生的重要的原因，提早采收顯著降低了黃金梨果心中的酚類含量和PPO活性，這將有利于減少PPO催化酚類物質(zhì)氧化引起的褐變反應(yīng)，減少果心褐變的發(fā)生。Queiroz等發(fā)現(xiàn)酚類物質(zhì)存在于液泡中，而PPO存在于質(zhì)體中，正常發(fā)育的果實(shí)中，由于液泡的區(qū)室化作用避免了酚的酶促氧化，液泡膜破裂后PPO活性才被激活導(dǎo)致褐變的發(fā)生[16]。黃金梨果心褐變指數(shù)的變化趨勢(shì)與氧化脅迫、膜損傷相關(guān)指標(biāo)的變化趨勢(shì)一致，表明貯藏過程中氧化脅迫造成的液泡膜、細(xì)胞膜的損傷可能是導(dǎo)致褐變發(fā)生的重要原因。

隨著其采收期的推遲，黃金梨果實(shí)品質(zhì)逐漸提高，表現(xiàn)為較高的可溶性固形物含量。不同時(shí)期采收的黃金梨果實(shí)的耐貯性不同，晚采收的黃金梨耐貯性明顯低于早采果，果實(shí)的硬度和可滴定酸含量的下降明顯的快于早采果，這與前人的研究結(jié)果類似[4]。黃金梨果心褐變主要發(fā)生在貯藏后期，早采果實(shí)明顯延緩了果心褐變發(fā)生，黃金梨適宜采收期應(yīng)該綜合考慮果實(shí)品質(zhì)和果實(shí)貯藏性，根據(jù)果實(shí)的不同用途針對(duì)性采收。

3.2 結(jié)論