自發氣調對鴨梨果實生理生化品質的影響

李 健，趙麗麗，劉 野，王友升

(北京工商大學食品學院，北京市食品風味化學重點實驗室，食品添加劑與配料北京高等學校工程研究中心，北京100048)

自發氣調貯藏(Modified atmosphere packaging，簡稱MAP)主要是通過果實自身的呼吸作用，逐漸在包裝中形成高CO2低O2的氣調環境，從而起到延緩果實衰老進程的作用，具有成本低，操作方便，易于推廣等特點［1］。然而不當的MAP貯藏不但不能延長果實的貯藏期，還會引起果實的生理失調，佟偉等研究發現不適宜的薄膜會引起西洋梨CO2傷害的發生［2］。鴨梨果實同樣對CO2很敏感，不論在常溫還是低溫條件下，高濃度CO2都會對鴨梨組織造成傷害［3－4］。CO2傷害會引起組織發生褐變，誘發果實產生不良風味，嚴重影響了鴨梨果實的商品價值。關于MAP對鴨梨果實貯藏品質的影響還未見報道。本文以鴨梨果實為試材，研究了MAP貯藏對鴨梨果實黑心病發病率的影響，通過測定果實內過氧化氫，丙二醛含量及活性氧代謝相關酶的活性變化規律，初步探討了MAP貯藏對鴨梨果實黑心病發生的影響機制。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

供試鴨梨購于新發地農貿市場，挑選果實色澤勻稱、大小一致，無機械損傷和病蟲害的果實用于實驗。將果實密封于保鮮盒中(尺寸為456mm×225mm×300mm，厚度為1.8mm)進行自發氣調貯藏，對照組不密封。所有果實均置于(17±1)℃的環境中貯藏。每處理30個果實，進行3次重復，每隔7d定期取樣。取樣部位為果實赤道部分。

T25分散機 德國Ultra－turrax公司;F－80C型制冰機 北京博威興業科技發展有限公司;Eppendorf 5810R型離心機 德國艾本德公司;UV－2450型分光光度計 日本Shimadzu公司;電熱恒溫水浴鍋 重慶萬達儀器有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 果心褐變率的測定 將果實沿果心中心部位橫切，統計果心是否發生褐變。褐變率用果心褐變果實占總果數的百分比表示［5］。

1.2.2 多酚氧化酶的測定 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等方法測定［6］。以酶促反應體系吸光度值變化0.01為一個PPO活力單位(U)。重復3次。

1.2.3 總酚含量的測定 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測定總酚，重復3次。計算總酚含量，用 μg·g－1FW 表示。

1.2.4 丙二醛的測定 稱取5.0g果肉，加入20mL經4℃預冷的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)含量的測定［7］。

1.2.5 過氧化氫含量的測定 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的測定［8］。H2O2含量以 mg·100g－1FW 表示。

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

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

1.2.8 數據統計及制圖 數據使用Excel統計分析，計算標準誤差并作圖。

2 結果與分析

2.1 MAP貯藏對鴨梨果實果心褐變率的影響

鴨梨果實容易發生黑心病。鴨梨果實常溫貯藏4周后的果實褐變率如圖1所示，MAP貯藏果實的褐變率顯著高于對照果實，比對照高了78%，說明鴨梨果實在MAP貯藏條件下黑心病發生率有所增加。

圖1 MAP貯藏對鴨梨果實褐變指數的影響Fig.1 Effect of MAP treatment on brown index of Yali pear fruit during storage

2.2 MAP貯藏對鴨梨果實多酚氧化酶活性和總酚含量的影響

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

鴨梨果實貯藏過程中總酚含量的變化情況如圖2B所示，對照果實的總酚含量在整個貯藏期間變化不大，而MAP貯藏果實的總酚含量在貯藏后期迅速下降，貯藏結束時，其含量僅為對照果實的7%。

圖2 MAP貯藏對鴨梨果實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貯藏對鴨梨果實丙二醛含量的影響

丙二醛(MDA)是膜質過氧化產物，可以反映出細胞的膜質過氧化程度。在貯藏期間，MAP貯藏增加了果實的MDA含量，貯藏第28d，MAP貯藏果實的MDA含量較對照高出29%。

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

2.4 MAP貯藏對鴨梨果實過氧化氫含量的影響

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

2.5 MAP貯藏對鴨梨果實活性氧代謝相關酶活性的影響

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

鴨梨果實中CAT活性的變化趨勢如圖5A所示，對照果實CAT在貯藏前期迅速上升，在貯藏后期維持在較高水平，MAP貯藏果實的CAT活性在貯藏21d出現高峰，但仍低于對照果實，之后迅速下降，在貯藏結束時，活性僅為對照果實的43%。

如圖5B所示，對照果實的APX活性在貯藏前期略有下降，隨后出現活性高峰，而MAP貯藏果實APX活性在貯藏開始時就迅速下降，之后一直保持在較低水平。

圖5 MAP貯藏對鴨梨果實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 結論與討論

黑心病是鴨梨貯藏過程中常見的生理性病害。黑心病的發生首先從心皮內壁開始，隨后發展到整個果心。黑心病分為冷敏性，氣敏性和衰老性褐變，急劇降溫，環境CO2中濃度升高都會加劇黑心病的發生［11］。以往的研究表明黑心病的發生與酚類物質在多酚氧化酶(PPO)的作用下形成褐色物質有關［5］。本研究發現自發氣調(MAP)貯藏果實的PPO活性較對照高，這可能是引起黑心病發生率增加的原因。

PPO一般情況下與細胞器膜或細胞膜結合，活性較低，同時多酚常存在于液泡中，PPO不能催化多酚氧化;當細胞膜結構被破壞時，PPO被釋放出來，活性增強，此時PPO有機會與多酚結合，引起組織發生褐變［11］。丙二醛(MDA)是膜脂過氧化的產物之一，可以用來表示膜損傷的程度，本文研究發現MAP貯藏果實的MDA含量在貯藏后期高于對照果實，說明此時果實細胞膜的完整性已經受到破壞，MAP貯藏果實PPO活性的增加可能也與此有關。

果實組織中的活性氧不但會影響蛋白質的合成，還可以引起膜質過氧化作用［12］，從而引起果實的衰老［13］。過氧化氫是毒性較強的活性氧之一，在本次實驗中，MAP貯藏鴨梨果實中H2O2含量迅速增加，這可能是導致果實細胞膜損傷的原因。

正常植物組織中有很多活性氧的清除系統，過多的活性氧可以被不同的抗氧化酶或抗氧化物質清除掉［14］。過氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過氧化物酶(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。本研究中發現MAP貯藏抑制了果實內的CAT和APX活性，所以可以推測這可能是導致MAP貯藏果實貯藏后期H2O2迅速積累的原因。

不當的自發氣調貯藏可以抑制鴨梨果實內過氧化氫酶和抗壞血酸過氧化物酶的活性，提高過氧化氫的含量，增加果實細胞膜的通透性，同時可以提高果實多酚氧化酶的活性，從而引起果實黑心病發生率的增加。在進行鴨梨自發氣調貯藏時，應及時打開包裝，進行通風換氣，預防果實黑心病的發生。

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