李 健，趙麗麗，劉 野，王友升

(北京工商大學(xué)食品學(xué)院，北京市食品風(fēng)味化學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，食品添加劑與配料北京高等學(xué)校工程研究中心，北京100048)

自發(fā)氣調(diào)貯藏(Modified atmosphere packaging，簡(jiǎn)稱MAP)主要是通過(guò)果實(shí)自身的呼吸作用，逐漸在包裝中形成高CO2低O2的氣調(diào)環(huán)境，從而起到延緩果實(shí)衰老進(jìn)程的作用，具有成本低，操作方便，易于推廣等特點(diǎn)［1］。然而不當(dāng)?shù)腗AP貯藏不但不能延長(zhǎng)果實(shí)的貯藏期，還會(huì)引起果實(shí)的生理失調(diào)，佟偉等研究發(fā)現(xiàn)不適宜的薄膜會(huì)引起西洋梨CO2傷害的發(fā)生［2］。鴨梨果實(shí)同樣對(duì)CO2很敏感，不論在常溫還是低溫條件下，高濃度CO2都會(huì)對(duì)鴨梨組織造成傷害［3－4］。CO2傷害會(huì)引起組織發(fā)生褐變，誘發(fā)果實(shí)產(chǎn)生不良風(fēng)味，嚴(yán)重影響了鴨梨果實(shí)的商品價(jià)值。關(guān)于MAP對(duì)鴨梨果實(shí)貯藏品質(zhì)的影響還未見報(bào)道。本文以鴨梨果實(shí)為試材，研究了MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)黑心病發(fā)病率的影響，通過(guò)測(cè)定果實(shí)內(nèi)過(guò)氧化氫，丙二醛含量及活性氧代謝相關(guān)酶的活性變化規(guī)律，初步探討了MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)黑心病發(fā)生的影響機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試?guó)喞尜?gòu)于新發(fā)地農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)，挑選果實(shí)色澤勻稱、大小一致，無(wú)機(jī)械損傷和病蟲害的果實(shí)用于實(shí)驗(yàn)。將果實(shí)密封于保鮮盒中(尺寸為456mm×225mm×300mm，厚度為1.8mm)進(jìn)行自發(fā)氣調(diào)貯藏，對(duì)照組不密封。所有果實(shí)均置于(17±1)℃的環(huán)境中貯藏。每處理30個(gè)果實(shí)，進(jìn)行3次重復(fù)，每隔7d定期取樣。取樣部位為果實(shí)赤道部分。

T25分散機(jī) 德國(guó)Ultra－turrax公司;F－80C型制冰機(jī) 北京博威興業(yè)科技發(fā)展有限公司;Eppendorf 5810R型離心機(jī) 德國(guó)艾本德公司;UV－2450型分光光度計(jì) 日本Shimadzu公司;電熱恒溫水浴鍋 重慶萬(wàn)達(dá)儀器有限公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 果心褐變率的測(cè)定 將果實(shí)沿果心中心部位橫切，統(tǒng)計(jì)果心是否發(fā)生褐變。褐變率用果心褐變果實(shí)占總果數(shù)的百分比表示［5］。

1.2.2 多酚氧化酶的測(cè)定 稱取果肉組織5.0g，加入20mL 100mmol/L、pH7.8的磷酸緩沖液(含 0.2g PVPP)，研磨勻漿，然后于4℃、10000×g離心20min，上清液即為粗酶提取液。多酚氧化酶(PPO)活性參

考Chen等方法測(cè)定［6］。以酶促反應(yīng)體系吸光度值變化0.01為一個(gè)PPO活力單位(U)。重復(fù)3次。

1.2.3 總酚含量的測(cè)定 稱取5.0g鴨梨果肉，加入20mL的甲醇在冰浴條件下研磨，提取30min后離心(10000 ×g，20min，4℃)。取 0.1mL 上清液加入2.58mL水，0.12mL福林，0.2mL飽和Na2CO3溶液后于暗處存放1h后于760nm測(cè)定總酚，重復(fù)3次。計(jì)算總酚含量，用 μg·g－1FW 表示。

1.2.4 丙二醛的測(cè)定 稱取5.0g果肉，加入20mL經(jīng)4℃預(yù)冷的5%(w/v)三氯乙酸溶液(含10mmol/L EDTA－Na2)在冰浴條件下研磨勻漿，并于4℃、10000×g離心 20min，上清液用于丙二醛(MDA)含量的測(cè)定［7］。

1.2.5 過(guò)氧化氫含量的測(cè)定 稱取3.0g鴨梨果肉，加入3mL冷丙酮在冰浴條件下研磨成勻漿，然后于4℃、10000×g離心20min，上清液用于 H2O2的測(cè)定［8］。H2O2含量以 mg·100g－1FW 表示。

1.2.6 過(guò)氧化物酶活性的測(cè)定 過(guò)氧化物酶(CAT)提取方法同1.2.2，酶活參考Havir等方法測(cè)定［9］。以酶促反應(yīng)體系吸光度值變化0.01為一個(gè)CAT活力單位(U)。重復(fù)3次。

1.2.7 抗壞血酸過(guò)氧化物酶活性的測(cè)定 抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)提取方法同1.2.2。參考Nakano等的方法測(cè)定APX活性［10］。以酶促反應(yīng)體系吸光度值變化0.01為一個(gè)APX活力單位(U)。重復(fù)3次。

1.2.8 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及制圖 數(shù)據(jù)使用Excel統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)誤差并作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)果心褐變率的影響

鴨梨果實(shí)容易發(fā)生黑心病。鴨梨果實(shí)常溫貯藏4周后的果實(shí)褐變率如圖1所示，MAP貯藏果實(shí)的褐變率顯著高于對(duì)照果實(shí)，比對(duì)照高了78%，說(shuō)明鴨梨果實(shí)在MAP貯藏條件下黑心病發(fā)生率有所增加。

圖1 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)褐變指數(shù)的影響Fig.1 Effect of MAP treatment on brown index of Yali pear fruit during storage

2.2 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)多酚氧化酶活性和總酚含量的影響

如圖2A所示，對(duì)照果實(shí)的多酚氧化酶(PPO)活性在貯藏過(guò)程中無(wú)明顯變化，而MAP貯藏果實(shí)的PPO活性在貯藏14d后迅速增加，貯藏至21和28d時(shí)，MAP貯藏果實(shí)的PPO活性分別比對(duì)照高出16%和18%。

鴨梨果實(shí)貯藏過(guò)程中總酚含量的變化情況如圖2B所示，對(duì)照果實(shí)的總酚含量在整個(gè)貯藏期間變化不大，而MAP貯藏果實(shí)的總酚含量在貯藏后期迅速下降，貯藏結(jié)束時(shí)，其含量?jī)H為對(duì)照果實(shí)的7%。

圖2 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)PPO活性和總酚含量的影響Fig.2 Effect of MAP treatment on PPO activity and total phenol content of Yali pear fruit during storage

2.3 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)丙二醛含量的影響

丙二醛(MDA)是膜質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物，可以反映出細(xì)胞的膜質(zhì)過(guò)氧化程度。在貯藏期間，MAP貯藏增加了果實(shí)的MDA含量，貯藏第28d，MAP貯藏果實(shí)的MDA含量較對(duì)照高出29%。

圖3 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)MDA含量的影響Fig.3 Effect of MAP treatment on MDA content of Yali pear fruit during storage

2.4 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)過(guò)氧化氫含量的影響

在貯藏后期，MAP貯藏果實(shí)的H2O2含量迅速上升，在貯藏21和28d時(shí)，MAP貯藏果實(shí)的H2O2含量分別比對(duì)照高出262%和71%。

2.5 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)活性氧代謝相關(guān)酶活性的影響

圖4 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)H2O2含量的影響Fig.4 Effect of MAP treatment on H2O2content of Yali pear fruit during storage

鴨梨果實(shí)中CAT活性的變化趨勢(shì)如圖5A所示，對(duì)照果實(shí)CAT在貯藏前期迅速上升，在貯藏后期維持在較高水平，MAP貯藏果實(shí)的CAT活性在貯藏21d出現(xiàn)高峰，但仍低于對(duì)照果實(shí)，之后迅速下降，在貯藏結(jié)束時(shí)，活性僅為對(duì)照果實(shí)的43%。

如圖5B所示，對(duì)照果實(shí)的APX活性在貯藏前期略有下降，隨后出現(xiàn)活性高峰，而MAP貯藏果實(shí)APX活性在貯藏開始時(shí)就迅速下降，之后一直保持在較低水平。

圖5 MAP貯藏對(duì)鴨梨果實(shí)CAT和APX活性的影響Fig.5 Effect of MAP treatment on CAT and total APX activity of Yali pear fruit during storage

3 結(jié)論與討論

黑心病是鴨梨貯藏過(guò)程中常見的生理性病害。黑心病的發(fā)生首先從心皮內(nèi)壁開始，隨后發(fā)展到整個(gè)果心。黑心病分為冷敏性，氣敏性和衰老性褐變，急劇降溫，環(huán)境CO2中濃度升高都會(huì)加劇黑心病的發(fā)生［11］。以往的研究表明黑心病的發(fā)生與酚類物質(zhì)在多酚氧化酶(PPO)的作用下形成褐色物質(zhì)有關(guān)［5］。本研究發(fā)現(xiàn)自發(fā)氣調(diào)(MAP)貯藏果實(shí)的PPO活性較對(duì)照高，這可能是引起黑心病發(fā)生率增加的原因。

PPO一般情況下與細(xì)胞器膜或細(xì)胞膜結(jié)合，活性較低，同時(shí)多酚常存在于液泡中，PPO不能催化多酚氧化;當(dāng)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)被破壞時(shí)，PPO被釋放出來(lái)，活性增強(qiáng)，此時(shí)PPO有機(jī)會(huì)與多酚結(jié)合，引起組織發(fā)生褐變［11］。丙二醛(MDA)是膜脂過(guò)氧化的產(chǎn)物之一，可以用來(lái)表示膜損傷的程度，本文研究發(fā)現(xiàn)MAP貯藏果實(shí)的MDA含量在貯藏后期高于對(duì)照果實(shí)，說(shuō)明此時(shí)果實(shí)細(xì)胞膜的完整性已經(jīng)受到破壞，MAP貯藏果實(shí)PPO活性的增加可能也與此有關(guān)。

果實(shí)組織中的活性氧不但會(huì)影響蛋白質(zhì)的合成，還可以引起膜質(zhì)過(guò)氧化作用［12］，從而引起果實(shí)的衰老［13］。過(guò)氧化氫是毒性較強(qiáng)的活性氧之一，在本次實(shí)驗(yàn)中，MAP貯藏鴨梨果實(shí)中H2O2含量迅速增加，這可能是導(dǎo)致果實(shí)細(xì)胞膜損傷的原因。

正常植物組織中有很多活性氧的清除系統(tǒng)，過(guò)多的活性氧可以被不同的抗氧化酶或抗氧化物質(zhì)清除掉［14］。過(guò)氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)是兩種重要的活性氧清除酶，CAT可以將H2O2催化轉(zhuǎn)化為H2O和氧氣，APX可以利用抗壞血酸為電子供體清除H2O［15］2。本研究中發(fā)現(xiàn)MAP貯藏抑制了果實(shí)內(nèi)的CAT和APX活性，所以可以推測(cè)這可能是導(dǎo)致MAP貯藏果實(shí)貯藏后期H2O2迅速積累的原因。

不當(dāng)?shù)淖园l(fā)氣調(diào)貯藏可以抑制鴨梨果實(shí)內(nèi)過(guò)氧化氫酶和抗壞血酸過(guò)氧化物酶的活性，提高過(guò)氧化氫的含量，增加果實(shí)細(xì)胞膜的通透性，同時(shí)可以提高果實(shí)多酚氧化酶的活性，從而引起果實(shí)黑心病發(fā)生率的增加。在進(jìn)行鴨梨自發(fā)氣調(diào)貯藏時(shí)，應(yīng)及時(shí)打開包裝，進(jìn)行通風(fēng)換氣，預(yù)防果實(shí)黑心病的發(fā)生。

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