韓艷文,廉雙秋,韓云云,李曉丹,閆師杰,4,*

(1.天津農(nóng)學院園藝園林學院,天津 300384;2.北京正大果業(yè)有限公司，北京 101206;3.天津農(nóng)學院食品科學與生物工程學院,天津 300384;4.天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心,天津 300384)

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不同采收成熟度和降溫方式對鴨梨POD活性及果心褐變的影響

韓艷文1,廉雙秋2,韓云云1,李曉丹3,閆師杰3,4,*

(1.天津農(nóng)學院園藝園林學院,天津 300384;2.北京正大果業(yè)有限公司，北京 101206;3.天津農(nóng)學院食品科學與生物工程學院,天津 300384;4.天津市農(nóng)副產(chǎn)品深加工技術(shù)工程中心,天津 300384)

通過對早、中、晚3種不同采收成熟度的鴨梨果實分別采用急速與緩慢降溫處理,并對鴨梨貯藏過程中果心褐變指數(shù)、果心過氧化物酶(POD)活性及同工酶活性等指標進行測定,結(jié)果表明:緩慢降溫處理鴨梨果心的POD同工酶活性比同時期采摘的急速降溫處理的鴨梨POD活性高,這與鴨梨果心褐變指數(shù)的變化趨勢相反,說明POD同工酶與鴨梨果心褐變密切相關;緩慢降溫貯藏鴨梨能有效抑制褐變。同時,中采鴨梨的POD同工酶活性最高,早采次之,晚采最低,說明成熟度也是影響鴨梨果心褐變的重要因素。緩慢降溫結(jié)合中采鴨梨可以有效抑制鴨梨果心的褐變。

鴨梨，果心，褐變，POD同工酶

鴨梨(PyrusbretschneideriRehd cv. Yali),原產(chǎn)于中國,是中國白梨品系的主栽品種,但鴨梨儲運、貯藏過程中經(jīng)常伴隨褐變現(xiàn)象,嚴重影響鴨梨的品質(zhì)[1]。因此,研究果實褐變機理,減緩褐變發(fā)生,對鴨梨保鮮具有一定的意義。鴨梨褐變首先表現(xiàn)在果心局部變褐,然后褐變程度逐步增強,使整個果心、果肉都發(fā)生變褐[2]。鴨梨褐變主要是酶促褐變,一般認為,果實中的多酚氧化酶(PPO)是引起果實酶促褐變的主要酶類[3],而過氧化物酶(POD)是植物逆境環(huán)境下體內(nèi)酶促防御系統(tǒng)中一個重要的酶,它能將細胞中H2O2還原成H2O,從而清除果實中的自由基,進而減輕果實褐變[4]。同時,POD又是果蔬成熟和衰老的一個指標,若能較好地維持POD的活性可以有效延緩翠冠梨的衰老[5]。同工酶是基因的直接產(chǎn)物,具有明顯的種屬、組織和發(fā)育階段特異性,植物體內(nèi)的許多生理過程及植物的不同發(fā)育時間,環(huán)境條件的變化常與同工酶的種類及活性有關[6]。有研究顯示蘋果的POD酶活性與其同工酶分析,發(fā)現(xiàn)POD活性與同工酶譜的活性表達一致[6]。國內(nèi)外對于一些外源處理調(diào)節(jié)POD及同工酶活性對果實褐變情況影響方面的研究較多。1-MCP處理可誘導果實POD活性,對延緩西洋梨果實的衰老有很好的效果[7]。短波紫外線對木薯[8]和龍眼[9]進行照射處理以及1-MCP對無核寒香蜜葡萄[10]進行采前處理都可以維持POD活性在較高的水平,保持果實的貯藏品質(zhì),推遲果實的成熟軟化過程。但是不同成熟度結(jié)合兩種降溫方式對POD及同工酶活性與鴨梨果心褐變的影響還鮮有報道,本文擬對此進行研究,為延長鴨梨的貯藏品質(zhì)提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

套袋鴨梨(PyrusbretschneideriRehd cv. Yali)采自河北省深州,早、中和晚采分別于2014年9月6日、9月16日和9月26日,采摘后挑選(230±5) g大小、無機械傷、無病蟲害的果實,套網(wǎng)套裝入紙箱中運抵天津農(nóng)學院冷庫;微孔膜大小85×70 cm、厚度0.05～0.06 mm、孔徑15～20 μm,由國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)生產(chǎn)。

HERMLE Z323K高速冷凍離心機德國Hermle(哈默)公司;XH-D漩渦振蕩器江蘇天翎儀器有限公司;超低溫冰箱 Thermo Scientific Forma-86 ℃ ULTThermo Fisher Scientific;伯樂基礎電泳電源Biorad Powerpac Basic 041BR81404上海珂淮儀器有限公司;Biorad Mini-PROTEAN Tetra Cell電泳槽上海珂淮儀器有限公司;UV-1800 240V 島津紫外分光光度法島津公司。

1.2實驗方法

1.2.1預處理鴨梨進行挑選后裝入內(nèi)襯微孔膜的專用包裝紙箱中[11],每箱50個鴨梨,共6個處理:早采+急降溫處理(早急)、早采+緩降溫處理(早緩)、中采+急降溫處理(中急)、中采+緩降溫處理(中緩)、晚采+急降溫處理(晚急)、晚采+緩降溫處理(晚緩)。緩降溫處理的鴨梨放入12 ℃冷庫中,每5 d降2 ℃,30 d將溫度降至(0±1) ℃,然后在此溫度下貯藏;急降溫處理的鴨梨直接放入(0±1) ℃冷庫中貯藏。每20 d取樣進行指標測定,每次隨機選取20個鴨梨果實,沿果心線外側(cè)分開果心,迅速將果心切成塊狀的樣品用液氮急凍,然后置于-70 ℃下保存[12]。

1.2.2鴨梨果心褐變指數(shù)的測定將鴨梨果實沿中心部位橫切,根據(jù)果實橫切面果心組織的褐變程度和面積劃分為4個褐變級別。0級:無褐變;1級:輕微褐變(果心個別心皮內(nèi)壁有褐斑);2級:輕微至20%褐變(1～2個果心室褐變);3級:褐變面積在20%～50%之間;4級:褐變面積大于50%。每個處理隨機選取30個鴨梨果實進行統(tǒng)計,按下面公式計算:

1.2.3鴨梨果心POD活性及POD同工酶的測定

1.2.3.1POD酶活測定愈創(chuàng)木酚法,參考王偉玲[13]的方法,略有改動。

POD粗酶液的提取:稱取果心凍樣3.0 g放入研缽中,加入1 mL已預冷的0.05 mol/L磷酸緩沖液(pH8.0)中,充分研磨,再加入9 mL提取液,全部轉(zhuǎn)移到10 mL的離心管中,漩渦震蕩混勻。4 ℃下12000×g離心10 min,上清液即為POD粗酶提取液,立即測定酶活。

POD酶活反應體系為:pH8.0的磷酸緩沖液2.2 mL、H2O2(0.46%)0.1 mL,愈創(chuàng)木酚(2%)0.2 mL和酶液0.5 mL。將2.5 mL反應混合液靜置于25 ℃恒溫水浴中10 min,酶液加入混合液后自動反應3 min,測定470 nm處OD值,每30 s讀數(shù)記錄OD值變化?？瞻诪橐?.5 mL pH8.0的磷酸緩沖液替代POD酶液,其余同反應體系。酶活計算:1個活性單位U為每分鐘內(nèi)OD值變化0.01,每個樣品重復測3次,用U/min·g表示酶活性。

1.2.3.2POD同工酶的測定POD同工酶測定采用聚丙烯酰胺凝膠電泳(PAGE),方法參見李學強等[14],并加以改進。凝膠濃度分別為:濃縮膠濃度為5%,分離膠濃度為8%,其濃縮膠與分離膠配比見表1。上樣量為20 μL,當前沿指示劑遷移到距離凝膠底部約0.5 cm處,停止電泳。用醋酸聯(lián)苯胺溶液(現(xiàn)用現(xiàn)配)進行染色。

表1　PAGE分離膠Table 1　PAGE separation gel

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析與制圖方法

用Excel 2003統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)并制圖,用 SPSS11.5軟件進行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1成熟度及降溫方法不同對果心褐變指數(shù)的影響

圖3　不同降溫方法對早采鴨梨果心POD同工酶的影響Fig.3　Effects of different cooling methods on POD isozymes of fruit core of early adoption Yali pear

由圖1看出成熟度及降溫方法不同對采后鴨梨果心褐變指數(shù)的影響較大,并隨著貯藏期的延長,鴨梨果心的褐變程度逐漸增大。早、中和晚采鴨梨的變化規(guī)律為:急速降溫>緩慢降溫,褐變指數(shù)最高的處理方案為晚采急降,最低的處理為中采緩降。晚采急降在貯藏期0 d就出現(xiàn)了褐變現(xiàn)象,晚采緩降和中采急降在20 d時開始出現(xiàn)褐變,而中采緩降、中采急降和早采緩降在40 d時才開始出現(xiàn)褐變,果心整體在貯藏前100 d褐變均較為緩慢,最高為晚采急降,其褐變指數(shù)為0.26,最低為中采緩降褐變指數(shù)0.1。隨后鴨梨果心褐變速度加快,到180 d 時,晚采急降最高達到0.8,中采緩降最低為0.62。整體看相同采收期的緩慢降溫果心褐變指數(shù)均低于急速降溫果心褐變指數(shù),而中采鴨梨果心褐變指數(shù)增加趨勢均小于早采鴨梨果心褐變指數(shù),早采褐變指數(shù)增加趨勢小于晚采。這可能是因為早采鴨梨果實還未成熟,生理還沒有發(fā)育完全,鴨梨果實一部分能量要用于其果實的后熟,而另一部分才用于果實的抗氧化,所以其相同貯藏時間的鴨梨果心褐變指數(shù)要大于中采鴨梨褐變指數(shù);晚采鴨梨果心褐變現(xiàn)象相對早采果實和中采果實嚴重,是因為晚采鴨梨采收時間晚,果實已走向衰老所致;而中采鴨梨適時采收,果實抗氧化能力相對較強,進而減少了鴨梨果心的褐變,從而達到良好的貯藏效果[15],因此中采結(jié)合緩慢降溫貯藏可以減少和延緩鴨梨果心褐變。

圖1　成熟度及降溫方法不同對鴨梨果心褐變指數(shù)的影響Fig.1　Effects of different cooling methods on fruit core browning index of Yali pear

2.2成熟度及降溫方法對果心POD活性的影響

由圖2可知,采后鴨梨果心POD活性總體呈緩慢下降趨勢。不同采收期的鴨梨經(jīng)緩慢降溫處理后,其果心POD活性都高于相同貯藏期的急速降溫的POD活性,緩慢降溫貯藏鴨梨減緩POD活性的降低,進而延緩了鴨梨果心的褐變。相同的降溫方法,晚采果心POD活性下降幅度大于早采的,中采鴨梨果心POD活性下降趨勢略小于早采的。綜上所述,成熟度及降溫方法對鴨梨果實貯藏中果心的POD活性影響較大,隨著貯藏時間的延長,果心POD活性降低,晚采急降的果實POD活性降低速度最快,這與晚采急降的鴨梨果心褐變指數(shù)變化趨勢相反,說明POD活性與褐變指數(shù)有關。

圖2　成熟度及降溫方法對鴨梨果心POD活性的影響Fig.2　Effects of different cooling methods on POD activity of fruit core of different maturity Yali pear

2.3成熟度及降溫方法對果心POD同工酶活性的影響

從圖3～圖5中都可以看到,出現(xiàn)了兩條譜帶,按分子量從小到大標記為A、B,A條帶為遷移率(Rf)0.84的譜帶,B為遷移率0.59的譜帶。由圖3可知,不同成熟度的鴨梨果心的POD同工酶譜帶相同,且不同降溫方法對同工酶的表達有影響;早采果心中的B條帶為主譜帶,顏色較深,說明這種POD同工酶得到較好的表達。由圖3a可知,A同工酶在貯藏前120 d均有表達,在貯藏后期無表達,B條帶的顏色隨貯藏時間的延長緩慢變淺,由圖3b知,A、B條帶的顏色變化不明顯,同時圖3b中的A條帶的顏色比圖3a中的深。

由圖4可知,中采果心中的B條帶為主譜帶,顏色較深,說明這種POD同工酶得到較好的表達。由圖4a可知,A同工酶在貯藏前期有表達,B條帶的顏色隨貯藏時間的延長緩慢變淺。由圖4b可知,A同工酶在整個貯藏期間均有表達,但表達量相對B同工酶表達量低,B條帶的顏色隨貯藏時間的延長變化不明顯,同時圖4b中的A、B兩條帶的顏色都比圖4a中的深。

圖4　不同降溫方法對中采鴨梨果心POD同工酶的影響Fig.4　Effects of different cooling methods on POD isozymes of fruit core of middle adoption Yali pear

圖5　不同降溫方法對晚采鴨梨果心POD同工酶的影響Fig.5　Effects of different cooling methods on POD isozymes of fruit core of late adoption Yali pear

由圖5可知,晚采果心B條帶的顏色隨貯藏時間的延長緩慢變淺。由圖5a可知,A條帶只在貯藏前60 d有表達,B條帶的顏色隨貯藏時間緩慢變淺。由圖5b知,B條帶的顏色隨貯藏時間的延長緩慢變淺,A條帶只在貯藏前140 d有表達。同時圖5b中的A、B兩條帶的顏色都比圖5a中的亮。

總體來說,同一成熟度不同處理的鴨梨果心的同工酶譜帶相同,均為2條。但是緩降處理的鴨梨果心的同工酶譜帶比急降的顏色深,說明緩慢降溫處理后POD同工酶表達優(yōu)于急速降溫處理。

3　討論

4　結(jié)論

本實驗研究了急速降溫和緩慢降溫處理對不同采收成熟度(早采、中采、晚采)的鴨梨貯藏期間果心中POD活性、POD同工酶的影響及其與果心褐變的關系。結(jié)果表明:不同成熟度的鴨梨在兩種降溫方式處理后,貯藏期間果心褐變指數(shù)與POD活性變化趨勢相反,中采緩降褐變指數(shù)最低,POD活性高且降低速度慢;晚采急降褐變指數(shù)最高,POD活性降低速度最快。則中采的果實選用緩慢降溫方式處理后,有利于POD活性的保持,減緩鴨梨果心褐變,提高鴨梨品質(zhì)。在POD同工酶中,果心僅有2條POD同工酶酶帶,其中B譜帶為鴨梨的特征譜帶,而此條譜帶同工酶隨著貯藏時間的延長表達量降低,與鴨梨果心POD的活性變化趨勢相一致,而與褐變指數(shù)變化趨勢相反,同樣說明POD同工酶與鴨梨果實的褐變有一定關系,特別是對主酶帶B的影響較大;貯藏期間,主酶帶B的表達量一直很高,采收成熟度對其影響較大;急速降溫處理的鴨梨果心中的POD同工酶帶B的表達量總體要比緩慢降溫中低,說明降溫方法主要對主酶帶B有影響,從而影響到鴨梨的褐變。

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Effect of different harvest maturity and cooling methods on POD activity and browning of Yali pear

HAN Yan-wen1,LIAN Shuang-qiu2,HAN Yun-yun1,LI Xiao-dan3,YAN Shi-jie3,4,*

(1.College of Horticulture and Landscape,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;2.Beijing Chia Tai Fruit Industry Company Limited,Beijing 101206,China;3.College of Food Science and Biotechnology,Tianjin Agricultural University,Tianjin 300384,China;4.Tianjin Engineering and Technology Research Center of Agricultural Products Processing,Tianjin 300384,China)

The indexes of browning index,peroxidase(POD)and isozymes activity were determined,which was after the rapid and slow cooling treatment of different maturity of pears. The results showed that the POD isozymes activity of slow cooling treatment pear core was higher than that of rapid cooling at the same period. The change trend was opposite to pear core browning index trend. It was shown that the POD isozymes was closely related to the browning of pear core and slow cooling storage of pear could effectively inhibit browning. Meanwhile,the POD isozymes activity of mid-harvest pear was highest,early picking follows by,and late picking was the lowest. So different maturities were also the factors affected the browning of pear. Slow cooling in combination with mid-harvest pears could effectively inhibit browning.

Yali pear;core;browning;POD isozymes

2016-01-06

韓艷文(1990-)，女，碩士研究生，主要從事果蔬貯藏與保鮮方面的研究，E-mail:sxtyhanyw@126.com。

閆師杰(1971-)，男，博士，教授，研究方向：果蔬貯藏保鮮、食品質(zhì)量與安全，E-mail:yanshijie@126.com。

國家自然科學基金項目(31471630)。

TS255.36

A

1002-0306(2016)14-0320-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.14.055