不同贮藏温度下油栉采后生理变化及其与耐贮性的关系

宋虎卫 潘东明

摘要研究了油果实在室温、(8±1)℃和(3±1)℃贮藏温度下呼吸强度、乙烯生物合成、脂氧合酶活性、果实硬度和乙醇含量等变化特点,分析了它们与油耐贮性的关系,并探求油果实最佳冷藏温度,结果表明:在3个贮藏温度下,油果实呼吸速率呈双峰型,而内源乙烯释放速率主要表现出单个大高峰,其与第2次呼吸跃变峰和ACC氧化酶活性高峰在发生时间上几乎具有同步性,而LOX活性峰与ACC含量积累峰具有协同性,并发生在乙烯和呼吸跃变前1周左右,可作为果实转向衰老和不耐贮藏前期的预兆;(3±1)℃比(8±1)℃下冷藏显著地抑制了各指标的变化,并推迟了呼吸、乙烯和LOX跃变期的到来,有效地延缓了果实后熟衰老进程,使油贮藏期延长到77d以上,并未发现果实褐变。因此,油果实最适冷藏温度以(3±1)℃为佳。

关键词油;采后生理变化;耐贮性;呼吸强度;乙烯生物合成;脂氧合酶

中图分类号S662.9文献标识码A文章编号 1007-5739(2009)21-0063-03

(Prunus salicina Lindl var. cordata J Y Zhang et al)系蔷薇科(Rosaceae)李属(pruns)的一个变种,起源于福建省,在江西、湖南、湖北、广东、广西、贵州等省也有大量的引种栽培,其总种植面积与产量已成规模。油果实以色艳肉厚、核小多汁、酸甜适口、形美鲜食加工均优和具有开胃健脾益消化等优点而备受国内外消费者喜爱。但油果实的成熟期时值7~8月高温,采后在室温下贮存1周左右即会软化、褐变腐烂,造成大量的经济损失。前人已对果低温贮藏条件进行了探索,指出0~10℃范围为适宜贮藏温度[1],但关于油冷藏的最适温度仍不是很明确。乙烯和呼吸作用是影响跃变型果实成熟衰老进程的主要因素,目前关于油果实采后贮藏生理的研究主要集中在品质成分、呼吸强度、活性氧清除酶、内源激素(IAA,GA3,ABA,ZR)等方面[2-4],而对内源乙烯及其生物合成、LOX等其他生理指标的研究仍未见报道。本试验对油果实在2个冷藏及室温贮藏下采后呼吸强度、乙烯生物合成和LOX活性等生理指标的变化进行了研究,并分析这些变化特点与油果实耐贮性的关系,探求油果实最佳冷藏温度,从而为科学贮运、延长油 果实上市时间提供理论依据与实践指导。

1材料与方法

1.1供试材料

供试油果实来自福建省古田县,采后当日运回实验室(福州),立即进行预冷。选取大小和成熟度基本一致、无病虫害、无机械损伤的果实进行试验,经防腐保鲜剂(1mL/L美国戴唑霉+100mg/L GA3)浸泡5min,捞出晾干,包装于0.04mm厚度的聚乙烯薄膜袋中,每袋装果约1kg,封口。

1.2试验设计

按贮藏温度将试验分为3个处理,分别为:(3±1)℃、(8±1)℃,以室温22~35℃作对照。每周定期从各处理中随机取样3袋果实即3个重复,检测相关品质和生理指标。

1.3测定项目与方法

1.3.1呼吸强度测定。采用气流法,参考《植物生理学实验手册》[5],用大气采样器测定。

1.3.2LOX的提取与测定。参照罗云波[6]方法进行。

1.3.3乙烯释放量的测定。称取1kg果实置于干燥器内,密封,静置3h,抽取2mL气体注入气相色谱仪上分析乙烯含量。分析条件:日本岛津GC-9AM气相色谱仪,不锈钢填充柱(Chromosorb 102GC,60～80目,3mmid×2mm),柱温100℃,气化室温度120℃,氢离子火焰(FID)检测器,载气为高纯氮气流速100mL/min,进样量为2mL。

1.3.4ACC含量测定。ACC的提取参照《现代植物生理学实验指南》[7]中方法转化成乙烯释放量,测定条件同上。

1.3.5ACC氧化酶活性测定。称取1mm厚2.0g果肉薄片,置于10mL反应瓶中(内含10mmoL/L磷酸钾缓冲液pH值5.6+10mmoL/L ACC+1mmoL/L KCl),于25℃下摇床振荡3h,静置1h后,立即抽取1mL气体在气相色谱仪上测定乙烯浓度,分析条件同前。

1.3.6果实乙醇含量的测定。参照《果树研究法》[8]中方法。

1.3.7果实硬度测定。用GY-1型果实硬度计随机测定10个单果,取平均值。

2结果与分析

2.1不同贮藏温度下油果实硬度和乙醇含量变化与耐贮性的关系

由图1a可以看出,在3个不同贮藏温度下,油果实硬度的下降速率和果肉中乙醇含量的增加速率都随着贮藏温度的降低而受到显著抑制。在室温贮藏下,油果实硬度和乙醇含量变化速率在第14天后明显加快,结合感观检测,表明14d后果实品质已失去商品和营养价值。在(8±1)℃贮温下,油果实硬度在21d前下降较缓慢,其后以0.129 kg/cm2·d平均速率迅速下降,56d时已明显软化。在(3±1)℃贮温下,果实硬度在42d前下降较平缓,其后下降明显加快(0.057kg/cm2·d),77d时果实硬度(5.36kg/cm2)仅相当于(8±1)℃下35d时的硬度(5.31kg/cm2),并无果肉褐变症状。在果肉乙醇含量变化方面,(3±1)℃与(8±1)℃贮温下的油果实在14d后乙醇含量皆逐渐增加,但(3±1)℃在56d时果肉乙醇含量(0.67mg/100g)仅维持在(8±1)℃ 28d时乙醇含量水平上。表明(3±1)℃比(8±1)℃和室温贮藏能显著抑制油果实后熟衰老进程,增强耐贮性,可使商品果贮藏到77d(见图1b)。

2.2不同贮藏温度下油果实呼吸强度和乙烯生物合成变化与耐贮性的关系

在室温和2个冷藏温度下,油 果实呼吸强度皆表现出明显的双峰跃变型特点,且贮藏温度越低,果实的呼吸峰值越低,跃变期也被明显推迟(见图2a)。在(8±1)℃贮温下,油果实第1次呼吸高峰比室温下(第14天)延迟2周,第2次呼吸高峰在56d左右出现,是果实由完熟转向衰老的转折点。在(3±1)℃贮温下,果实呼吸强度在63d前表现出较平缓的变化,其第1次呼吸峰(约在35d)受到严重抑制而表现不显著,其后呈逐渐上升趋势,预示着第2次呼吸高峰的到来。这些表明(3±1)℃比(8±1)℃贮藏能严重抑制油果实呼吸强度的变化。

内源乙烯生物合成速率是影响跃变型果实成熟衰老进程的主导因素。由图2b~2d可知,在室温、(3±1)℃和(8±1)℃冷藏条件下,油果实内源乙烯的释放速率与ACC氧化酶活性变化具有高度协同性,在3个贮藏温度下二者高峰期皆分别出现在采后14d、56d和77d左右,而ACC含量的积累高峰比乙烯释放速率和ACC氧化酶活性提早出现1～2周。通过比较与分析发现,在室温下,油果实乙烯释放速率与呼吸强度的变化也具有同步性,皆呈双峰型,而在(3±1)℃和(8±1)℃低温下,油果实乙烯释放速率皆呈单峰型变化,其高峰期分别与各自第2次呼吸跃变期相呼应,而在果实第2次呼吸高峰到来前内源乙烯生成量被抑制在极低水平,可能是冷藏维持了系统Ⅰ乙烯产生所致,其后随着后熟作用完成启动了系统Ⅱ乙烯的大量形成。但(3±1)℃比(8±1)℃贮藏下内源乙烯峰期推迟并上升缓慢,前者在56d时达到释放高峰,而(3±1)℃在77d时仍呈上升跃变状态。

2.3不同贮藏温度下油果实LOX活性变化和乙烯合成与耐贮性的关系

油果实在不同贮藏温度下脂氧合酶(LOX)活性变化见图3,结果表明:不同贮温下果实中LOX活性呈现明显的波谷变化特点,其中在(8±1)℃和室温下,果实LOX活性在采后7d内持续上升,这可能与果心温度在1周内仍保持较高有关系(根据测定结果),而2个冷藏温度下油果实在28d和49d后出现了LOX高峰,这可能与果实第1次和第2次呼吸峰有关系;(3±1)℃比(8±1)℃冷藏和室温显著地抑制了果实LOX活性的变化,并延迟了其最大峰期的到来。通过与同温下内源乙烯生物合成过程相比较发现:LOX最大活性峰与ACC含量积累高峰具有同步性,由此推测LOX与ACC合成酶可能具有平行作用,故与乙烯生成也呈正相关;LOX最大活性峰出现在内源乙烯与ACC氧化酶高峰之前,表明LOX大量活动引发膜脂氧化降解是导致内源乙烯跃变发生的预兆。

3结论与讨论

呼吸作用、乙烯生物合成及脂氧合酶氧化级联反应是影响跃变型果实采后成熟衰老进程与耐贮性的3个关键性生理活动[9],目前对这3个环节的研究报道虽然已较多,但关于油在不同贮藏条件下内源乙烯生物合成、LOX变化规律及其与呼吸强度之间的动态关系研究还不清楚。研究结果表明,在3个贮藏温度下,油果实内源乙烯释放高峰与第2次呼吸跃变峰及ACC氧化酶活性高峰在发生时间上几乎具有同步性,而LOX活性峰与ACC含量积累峰具有协同性,并在乙烯和呼吸跃变之前1周左右出现,这些贮藏机理的揭示对于采后油采取高效贮藏技术具有重要的理论意义。

前人对果低温贮藏条件进行了一定探索,指出0~10℃范围为适宜贮藏温度,但2℃以下长期贮藏时果肉易发生冷害褐变,冷冲击[3]、变温贮藏[10]等措施可减轻褐变,因此关于油长期冷藏最适温度仍不明确。研究结果表明,在(3±1)℃比(8±1)℃下冷藏能显著地抑制呼吸、乙烯、LOX、果实硬度和乙醇等指标的变化,并推迟了前三者跃变期的到来,因而有效延缓了果实后熟衰老进程,结合防腐保鲜剂和包装处理技术,使油果实贮藏期延长到77d以上(长于前人保鲜期2～3周),并未发现果肉褐变现象。因此,认为油果实冷藏最适温度以(3±1)℃为佳。

潘东明等[2]曾根据室温下研究指出,油属呼吸跃变双峰型果实,本试验在(8±1)℃贮藏下油 呼吸强度变化特点也符合这一结论,其第1次呼吸高峰是果实达到完熟的标志,而第2次呼吸高峰是判断耐贮性的临界线(跃变后果实便转入组织衰老与崩溃阶段)。但在(3±1)℃冷藏温度下,油 果实呼吸峰受到严重抑制,其第1次峰表现不显著,而第2次跃变高峰比(8±1)℃下推迟了3周以上,说明冷藏低温是影响油果实呼吸强度变化的主因。从内源乙烯变化特点来看,油果实在2个冷藏温度下内源乙烯释放速率只表现出单个高峰(与第2次呼吸跃变峰相对应),但导致油第1次呼吸跃变的诱因是否与乙烯有关系,还值得进一步研究或探讨。

脂氧合酶是高等植物脂肪酸-LOX氧化途径中的一个关键酶,关于它的作用及与乙烯的关系,有研究指出,LOX直接催化由细胞膜脂水解产生的游离态不饱和脂肪酸亚油酸和亚麻酸的过氧化反应,然后直接或间接生成游离脂质氢过氧化物、自由基等衰老促进因子[11],LOX可能通过这些因子间接或直接参与了ACC向乙烯的转化[12,13],LOX活性也能影响ACC合成酶基因的表达[14,15]。LOX可能是内源乙烯生成的上游调控者,其在果实成熟期由系统Ⅰ 乙烯向系统Ⅱ乙烯转变过程中起作用[16]。本研究结果亦表明,LOX变化与内源乙烯生物合成之间存在显著正

相关关系,因此可将油LOX活性高峰的出现作为内源乙烯跃变发生和不耐贮藏时期的预兆。

4参考文献

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