魏 杰, 宋 威, 張國坤, 張 瀟

（遼寧大學生命科學院，遼寧 沈陽 110036）

金褐霉素和納他霉素對冬棗品質(zhì)及代謝相關酶的影響

魏 杰, 宋 威, 張國坤, 張 瀟

（遼寧大學生命科學院，遼寧 沈陽 110036）

通過研究金褐霉素對果蔬采后品質(zhì)的貯藏保鮮效果，開發(fā)金褐霉素作為抗真菌的食品防腐劑。將冬棗分別用金褐霉素和納他霉素（1.0 g/L）浸泡后，在4℃下貯藏并檢測冬棗的品質(zhì)及代謝相關酶。結果表明，同納他霉素相比較，金褐霉素能更好地保持冬棗果實硬度，減少轉(zhuǎn)紅率和失重，抑制丙二醛含量的上升及多聚半乳糖醛酸酶活性的提高，抑制果實中可溶性固形物及Vc含量的下降，提高了冬棗的苯丙氨酸解氨酶的活性。研究表明，金褐霉素在不損害果實質(zhì)量的前提下，能夠有效地控制冬棗采后腐爛，具有較好的保鮮效果。

冬棗；金褐霉素；保鮮效果；生理變化；防腐劑

編者按：果蔬產(chǎn)品不耐貯藏，化學防腐劑一直是延長果蔬貯藏期的主要手段，但隨著民眾食品安全意識的逐漸提高，綠色保鮮技術成為近年來果蔬采后生物學領域的研究熱點。本期3篇文章涉及果蔬綠色保鮮技術的3個重要領域，分別研究了我國特有的金褐霉素對保持冬棗果實品質(zhì)的影響，無毒、可生物降解的動物源防腐劑殼寡糖對擴展青霉菌體生長和毒素分泌量的影響，以及氣體沖擊處理對草莓果實品質(zhì)及活性氧代謝的影響。這些研究成果可為果蔬采后品質(zhì)的調(diào)控提供新的思路。

（主持人：王友升教授）

金褐霉素（Aureofuscin）是從我國土壤中分離得到的鏈霉菌新種——金褐鏈霉菌（Streptomyces aureofuscus.n.sp）所產(chǎn)生的一種四烯大環(huán)內(nèi)酯類抗真菌抗生素。1975年上海藥物研究所金褐霉素研究小組發(fā)現(xiàn)金褐霉素，并初步研究其化學結構、理化性質(zhì)、生物學特性和急性毒性，但一直未做深入研究和進行產(chǎn)業(yè)化開發(fā)［1-2］。江西農(nóng)業(yè)大學王華等先后報道了金褐鏈霉菌固體種子培養(yǎng)的相關研究［3］，金褐鏈霉菌發(fā)酵條件的進一步優(yōu)化［4］，以及金褐霉素高產(chǎn)菌株的推理選育研究［5］。本項目組從2006年開始研究金褐霉素，發(fā)表了其分離提取工藝優(yōu)化［6］，金褐霉素高產(chǎn)菌株選育［7］，前體物質(zhì)提高其發(fā)酵產(chǎn)量［8］，以及生物合成基因簇中AURJ3M基因的獲得和序列分析等［9］。然而，有關金褐霉素在果蔬采后貯藏保鮮方面的研究鮮有報道。

本研究是在前期建立了一套金褐霉素的快速檢測方法，并完成金褐霉素的制備及其毒理學檢測的基礎上，進一步研究金褐霉素抑菌性及其在果蔬采后貯藏保鮮方面應用的效果。本實驗選擇冬棗果實作為研究對象。鑒于金褐霉素化學結構與國外文獻報道的納他霉素（Natamycin）結構相似，并且納他霉素是美國食品藥品監(jiān)督管理局（Food and Drug Adiministration，F(xiàn)DA）正式批準使用的食品防腐劑，本文主要對比金褐霉素和納他霉素對冬棗果實品質(zhì)及其代謝相關酶的影響，為在果蔬食品保鮮中開發(fā)應用金褐霉素奠定了理論基礎。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

新鮮冬棗，市售，篩選成熟度為果面1/4紅，大小均一，無病害冬棗果實進行實驗。在4℃預冷后開始處理。

納他霉素標準品（純度97%），金褐霉素標準品（純度95%），北京東方瑞德生物技術有限公司；L-苯丙氨酸、L-甲硫氨酸、3，5-二硝基水楊酸、鄰苯二酚，上海伯奧生物科技有限公司；多聚半乳糖醛酸（進口分裝），F(xiàn)LUKA；果膠（進口分裝），SIGMA；三氯乙酸、丙酮、β-巰基乙醇，上?；瘜W試劑有限公司。

1.2 主要儀器

CT3型質(zhì)構儀，美國Brookfield公司；UV-2201型紫外分光光度計，日本島津；冰柜，山東省青島海爾集團；SHZ-22型水浴恒溫振蕩器，江蘇省太倉市醫(yī)療器械廠；GA110型萬分之一電子分析天平，德國科恩；WYT型手持糖度測定儀，上海精密儀器儀表有限公司；78A型高速組織搗碎機，江蘇省鹽城縣龍岡醫(yī)療機械廠；Heidolph真空旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀，德祥科技有限公司；CR-22型高速冷凍離心機，日本日立；KQ-500DB型數(shù)控超聲波清洗器，昆山市定山湖檢測儀器廠。

1.3 實驗方法

1.3.1 生物源防腐劑浸果處理

將預冷48 h的冬棗分別用1.0 g/L金褐霉素及納他霉素對冬棗進行處理，將棗果浸泡3 min后撈出，自然晾干后分別裝入雙層PE塑料袋（膜厚0.04 mm，長80 cm，寬50 cm），每袋1.0 kg。每個處理重復6次，處理完后棗果置于4℃中貯藏。不處理直接入庫貯藏的冬棗為對照組。測定時各組隨機取1袋。

1.3.2 冬棗生理、生化指標測定方法

初始指標的測定于采收后當日進行；貯藏過程中每隔10 d測定一次，每次隨機抽取棗果30個，重復3次。

硬度采用GY-1型果實硬度計測定［10］；可溶性固形物含量采用CT3質(zhì)構儀測定［11］；抗壞血酸（vitaminc，Vc）含量用2，6-二氯靛酚鈉鹽法［12］測定；可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定［13］；多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）測定參照韓雅珊［14］的方法；丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量測定用硫代巴比妥酸法測定［15-19］；苯丙氨酸解氨酶（phenylalnin ammonialyase，PAL）活性測定參照薛應龍等［20-22］的方法。

轉(zhuǎn)紅率［16］：取不同處理貯藏的棗果依其果面轉(zhuǎn)紅的面積確定轉(zhuǎn)紅級別，分為4級。1級，轉(zhuǎn)紅面積為0～1/4；2級，轉(zhuǎn)紅面積為1/4～1/2；3級，轉(zhuǎn)紅面積為1/2～1；4級，全紅果。

轉(zhuǎn)紅率=｛∑（轉(zhuǎn)紅級別×該級別果數(shù)）/（最高級別×檢查總果數(shù)）｝×100%。

腐爛率［16］：依其棗果表面腐爛生霉的面積分為4級。0級，果表面無生霉腐爛現(xiàn)象；1級，果表面生霉腐爛面積為0～1/4；2級，果表面生霉腐爛面積為1/4～1/2；3級，果表面生霉腐爛面積為1/2～1。

腐爛率=｛∑（腐爛級別×該級別果數(shù)）/（最高級別×檢查總果數(shù)）｝×100%。

1.3.3 數(shù)據(jù)處理

本實驗采用完全隨機取樣，每個處理重復3次，用Excel整理原始數(shù)據(jù)并作圖，實驗采用SPSS數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)軟件進行數(shù)據(jù)分析，顯著性水平：P＜0.05，差異顯著；P＜0.01，差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 不同生物源防腐劑處理對冬棗硬度、轉(zhuǎn)紅率和失重率的影響

采后冬棗果實的硬度呈逐漸下降趨勢，數(shù)據(jù)為每處理組分別取10個棗果測定平均值，最初硬度為13.9 kg/cm2，如圖1。由圖1（a）可以看出，兩種生物源防腐劑處理能很好地保持果實硬度。貯藏到30 d，各處理組間硬度差異不顯著。貯藏60 d，金褐霉素處理組的硬度平均為11.9 kg/cm2，納他霉素處理組的硬度平均為11.5 kg/cm2，對照組效果差僅為8.3 kg/cm2。生物源防腐劑處理組與對照組之間差異顯著（P＜0.05），兩種生物源防腐劑處理間差異不顯著，但金褐霉素處理組效果稍優(yōu)于納他霉素處理組。圖1（b）的結果表明，各處理組間失重率差異不顯著。對照組、金褐霉素處理組與納他霉素處理組效果相近。從圖1（c）可以看出，貯藏到10 d，各處理組間轉(zhuǎn)紅率差異不顯著。貯藏40 d，各處理組間轉(zhuǎn)紅率差異顯著，金褐霉素處理組明顯降低冬棗轉(zhuǎn)紅率，效果優(yōu)于納他霉素處理組。

2.2 不同生物源防腐劑處理對冬棗可溶性固形物和可滴定酸含量的影響

棗果中可溶性固形物主要是可溶性糖，其含量高低是評價果實質(zhì)量好壞的重要指標［16，23-24］，如圖2。從圖2（a）可以看出，貯藏到10 d，生物源防腐劑處理組及對照的可溶性固性物含量均有小幅升高，而后隨貯藏時間延長而逐漸降低。對照組與生物源防腐劑處理組間開始顯現(xiàn)差異，對照組可溶性固性物下降速度顯著高于處理組。貯藏到40 d，納他霉素處理效果與對照組差異顯著；金褐霉素處理組顯著抑制了冬棗果實中可溶性固形物含量的下降，與對照組之間差異極顯著。

圖2 不同防腐劑處理對冬棗可溶性固形物和可滴定酸含量的影響Fig.2 Effects of different biological origin preservatives on soluble solid content and titratable acid content of Dong jujube

從圖2（b）可以看出，貯藏到20 d，冬棗的可滴定酸含量先上升，20 d以后開始下降，不同生物源防腐劑處理對冬棗可滴定酸含量的影響不大。貯藏到40 d測定，各處理之間無顯著差異。

2.3 不同生物源防腐劑處理對冬棗抗壞血酸含量的影響

冬棗貯藏效果可由Vc含量變化直接反映，一般只要Vc含量高，其他性能均表現(xiàn)良好［16，23-24］，如圖3。由圖3看出，貯藏到20 d，Vc含量呈上升趨勢，20 d以后開始下降，金褐霉素和納他霉素均能很好地抑制Vc含量的下降。貯藏到40 d，金褐霉素和納他霉素處理組很好地抑制Vc含量的下降，但金褐霉素組處理效果優(yōu)于納他霉素處理組，各處理組與對照組之間差異顯著。

圖3 不同防腐劑處理對冬棗抗壞血酸Vc含量的影響Fig.3 Effects of different biological origin preservatives on Vc content of Dong jujube

2.4 不同生物源防腐劑處理對冬棗丙二醛含量的影響

丙二醛是膜脂過氧化作用的最終產(chǎn)物，也是評價膜脂過氧化程度的重要指標，其含量的增多是由活性氧代謝失調(diào)和積累造成的，過多的MDA不僅能破壞細胞膜結構的完整性，而且是果實衰老的標志［16，23-24］，如圖4。

圖4 不同防腐劑處理對冬棗丙二醛含量的影響Fig.4 Effects of different biological origin preservatives on malonaldehyde content of Dong jujube

由圖4可以看出，貯藏過程中冬棗的丙二醛含量均呈不斷上升趨勢，貯藏前期30 d，生物源防腐劑組對MDA的抑制作用未明顯顯現(xiàn)。貯藏到40 d，金褐霉素和納他霉素處理組的MDA含量均低于對照組，并且金褐霉素處理組更顯著抑制了丙二醛含量的增加，其MDA含量顯著低于對照組MDA含量，效果也優(yōu)與納他霉素處理組。

2.5 不同生物源防腐劑處理對冬棗多聚半乳糖醛酸酶活性的影響

果實的軟化及貨架壽命與細胞壁水解酶的活性，尤其與多聚半乳糖醛酸酶的活性密切相關［16，23-24］。圖5顯示了冬棗低溫貯藏期金褐霉素與納他霉素處理對冬棗果實多聚半乳糖醛酸酶活性的影響。結果表明：4℃條件下，貯藏前20 d，PG活性緩慢下降，金褐霉素與納他霉素處理組的抑制作用明顯；貯藏20～40 d，PG活性下降較快，生物源防腐劑處理組對PG活性的抑制作用明顯。貯藏到40 d，金褐霉素、納他霉素處理組與對照組無顯著差異，金褐霉素組效果稍優(yōu)于納他霉素處理組。

圖5 不同防腐劑處理對冬棗多聚半乳糖醛酸酶活性的影響Fig.5 Effects of different biological origin preservatives on polygalacturonase activity of Dong jujube

2.6 不同生物源防腐劑處理對冬棗苯丙氨酸解氨酶活性的影響

PAL活性被認為是抗病指標之一，它是苯丙烷類次生代謝的限速酶［16，23-24］。金褐霉素與納他霉素處理對貯藏期冬棗果實PAL活性的影響見圖6。

圖6 不同防腐劑處理對冬棗苯丙氨酸解氨酶活性的影響Fig.6 Effects of different biological origin preservatives on phenylalnine ammonialyase activity of Dong jujube

由圖6可以看出，在冬棗貯藏到20 d，生物源防腐劑處理PAL活性明顯高于對照組，金褐霉素與納他霉素差異不顯著，生物源防腐劑處理與對照組之間差異顯著（P＜0.05）。貯藏到40 d，金褐霉素處理組PAL活性高于納他霉素組與對照組，但各生物源防腐劑處理組之間差異不顯著（P＞0.05）。

3 結 論

研究結果表明，與納他霉素相比較，金褐霉素能更好地保持冬棗果實硬度；減少轉(zhuǎn)紅率；顯著抑制果實中可溶性固形物及Vc含量的下降；抑制丙二醛含量上升；降低失重率、可滴定酸及提高多聚半乳糖醛酸酶與苯丙氨酸解氨酶的活性等指標，與納他霉素處理組效果相近。實驗結果表明金褐霉素能夠有效地控制冬棗采后腐爛，具有較好的保鮮效果，能夠在食品防腐保鮮中發(fā)揮好的作用。

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Effects of Aureofuscin and Natamycin on Quality and Metabolizing Enzymes of Dong Jujube

WEI Jie， SONG Wei， ZHANG Guokun， ZHANG Xiao
（School of Life Science，Liaoning University，Shenyang 110036，China）

Effects of Aureofuscin on postharvest fruit quality during storage was investigated and a promising antifungal agent to be used industrially as a food preservative was developed.Dong Jujube was treated with Aureofuscin（1.0 g/L）and Natamycin（1.0 g/L）and then stored at 4℃.Quality and metabolizing enzymes were detected.Results showed that Aureofuscin could inhibit the increase of malonaldehyde（MDA）and polygalacturonase（PG）activities and decrease of the solid content and Vc content，and increase the phenylalnine ammonialyase（PAL）activity，compared with Natamycin.The results showed that Aureofuscin was effective in controlling postharvest decay of Dong jujube without damage of fruit quality.

Dong jujube；Aureofuscin；fresh-keeping physiological activity；physiology；preservative

檀彩蓮）

TS201.2；TS255.3

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2015.05.004

2095-6002（2015）05-0018-05

魏杰，宋威，張國坤，等.金褐霉素和納他霉素對冬棗品質(zhì)及代謝相關酶的影響［J］.食品科學技術學報，2015，33（5）：18-22.

WEI Jie，SONG Wei，ZHANG Guokun，et al.Effects of Aureofuscin and Natamycin on quality and metabolizing enzymes of Dong jujube［J］.Journal of Food Science and Technology，2015，33（5）：18-22.

2015-08-20

遼寧省海洋與漁業(yè)廳科學研究基金資助項目（L201407）。

魏 杰，女，副教授，主要從事食品生物技術及保鮮加工方面的研究。