水杨酸处理对猕猴桃细胞壁的影响

傅丽娜，孙旭科，吴 超，江辉耀，陈文荣

（浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华321004）

水杨酸（SA）化学名称为邻羟基苯甲酸，是一种植物体内产生的简单酚类化合物，广泛存在于高等植物中。20世纪90年代，SA被看作是一种新的植物内源激素，其作用和机制受到了研究人员的关注[1-2]。外源SA处理对园艺产品采后的保鲜作用研究还处于起步阶段[3-5]。但是许多试验发现，SA处理能减缓果实硬度的下降，延长果实贮藏期[6-8]，这可能与改变细胞壁代谢有关。

本试验以金艳猕猴桃（Actinidia chinensis×A.eriantha）果实为材料，研究果实后熟进程中，施加外源SA对细胞壁多糖代谢的影响，探讨SA处理对几种细胞壁多糖含量变化的影响，为SA通过调控细胞壁多糖代谢而延长园艺产品产后贮藏期提供理论依据。

1 材料和方法

1.1 材料与试剂

金艳猕猴桃采自四川省成都市蒲江县复兴乡，单果包装后空运至浙江师范大学植物分子生物学实验室。水杨酸及试剂均为分析纯，购于中国医药集团上海化学试剂公司；有机溶剂及浓硫酸购于衢州巨化集团。

1.2 仪器与设备

试验仪器与设备包括：磁力搅拌器、低温冰箱、匀浆机、真空泵、烘箱、电子天平、摇床、紫外-可见光分光光度计（日本岛津）、气相色谱仪（日本岛津）。

1.3 方法

1.3.1 SA溶液的配制 准确称取2.76 g SA溶于蒸馏水中，用蒸馏水定容至2 L，常温下用磁力搅拌器搅拌均匀，配成10 mmol/LSA溶液。

1.3.2 猕猴桃浸果试验 挑选大小均匀、无病虫害和机械损伤的果实，分为2组（对照组和处理组），每组45个果实，设3个重复，每个重复为15个果实。对照组和处理组果实分别于蒸馏水和10 mmol/L SA溶液浸泡10 min，取出在室温下自然晾干，用0.025 mm厚的聚乙烯塑料袋包装，每袋5个果实。常温（（25±2）℃）下贮藏 40 d，每20 d取样1次。

1.3.3 测定项目及方法

1.3.3.1 果实品质测定 硬度用GY-1型水果硬度计测定（最小量程0.5 kg/cm2）；可溶性固形物（TSS）含量用手持阿贝折光仪测定；Vc含量用2，6-二氯靛酚测定，以mg/100 g表示；可滴定酸（TA）含量用酸碱滴定法测定，用苹果酸的百分含量表示[9-11]。

1.3.3.2 乙醇不溶物质（AIR）的提取 AIR的提取参考Cheng等[12]的方法进行。

1.3.3.3 细胞壁多糖的分布提取 参照Vicente的方法分布提取出螯合剂溶性果胶（CSP）、碳酸钠溶性果胶（SSP）和半纤维素（HC）[13]。

1.3.3.4 细胞壁多糖含量的测定 总糖和酸性糖含量的测定参照Cheng等[12]的方法进行。

1.3.3.5 纤维素（CEL）多糖含量的测定 纤维素的提取及分析参考Updegraff[14]的方法进行。

1.3.3.6 多糖的单糖组成分析 多糖的单糖组成分析参照Wen等[15]的方法进行。

2 结果与分析

2.1 贮藏期间的硬度，TSS，TA，Vc含量的变化

随着常温贮藏时间的延长，果实的硬度、TA和Vc含量均呈明显的下降趋势，对照组下降幅度大于SA处理组；而TSS含量呈先上升后下降的趋势，20 d时，TSS含量较0 d时有明显的增加，且对照组小于10 mmol/LSA溶液处理组，但40d时，TSS含量较20d时略有下降，且10 mmol/L SA溶液处理组大于对照组（表1）。目前已有定论，果实质地的改变是因为细胞壁中胶层和初生壁多糖降解的结果[16]，对照组的硬度小于处理组，是因为SA处理减缓了细胞壁多糖的降解。

表1 金艳猕猴桃果实常温（（25±2）℃）贮藏期间的果实硬度，TSS，TA和Vc含量的变化

TSS，TA和Vc是果实营养品质的主要指标，从表1还可以发现，SA处理能减缓金艳猕猴桃果实营养成分的下降，维持较高品质。对照组TSS含量始终低于处理组，可能是因为对照组TSS含量先于处理组出现最高峰，这也充分说明SA处理能减缓猕猴桃果实的代谢。

2.2 猕猴桃果实贮藏中AIR含量的变化

在细胞壁成分研究中至今主要利用AIR[17]。分析比较不同处理的金艳猕猴桃果实在贮藏过程中AIR含量变化，结果表明，贮藏40 d内AIR含量持续下降，且处理组的下降幅度小于对照组的下降幅度。对照组在40 d的贮藏过程中AIR下降了66.54%，而处理组只下降了42.99%（表2）。AIR提取过程中不能除去细胞内的淀粉，因此，本试验在AIR提取之后又溶于无水二甲亚砜以除去淀粉，经碘化钾淀粉试纸证明，AIR中不含淀粉。

2.3 猕猴桃果实细胞壁多糖含量的变化

根据各种细胞壁多糖在细胞壁中的位置以及与细胞壁网络结构结合的方式不同，可以用不用的溶剂提取出不同的多糖组分。本试验分别采用20 mmol/L CDTA溶液（用pH值6.0的醋酸钠缓冲液配制）、50 mmol/L碳酸钠溶液（含 20 mmol/L NaBH4）和 4 mol/L KOH 溶液（含20 mmol/LNaBH4）分别提取出 CSP，SSP 和 HC。

CSP中主要含有水溶性果胶和螯合剂溶性果胶，位于中胶层，主要是由不溶的SSP解聚合而来。由表2可知，CSP组分中的中性糖和酸性糖（半乳糖醛酸）在贮藏期间持续上升，且贮藏前期增长的幅度大于贮藏后期。在40 d的贮藏过程中，对照组的中性糖和酸性糖分别上升了161.17%和414.47%；而SA处理组的中性糖和酸性糖分别上升了110.91%和300.0%，导致中性糖与酸性糖的比例下降。半乳糖醛酸是果胶主链上最主要的多糖，而果胶支链上的单糖全是中性糖，因此，中性糖与酸性糖比例下降可以认为是支链断裂的程度比主链降解的程度高。SA处理组与对照组数据的差异，说明水杨酸处理可以抑制CSP多糖的降解。

SSP主要位于初生壁中，与纤维素-半纤维素网络通过共价键或疏水键相连接，需要用弱碱性的碳酸钠溶液提取。由表2可知，SSP含量在贮藏过程中不断下降。在40 d的贮藏过程中，对照组的中性糖和酸性糖含量分别下降了57.79%和39.53%，而处理组的中性糖和酸性糖含量分别下降了39.13%和27.70%，中性糖下降幅度比酸性糖大，使中性糖与酸性糖的比值下降，说明对于SSP多糖来说，支链的降解程度大于主链。对照组与处理组的数据比较可以得出，水杨酸处理可以明显抑制果实细胞壁中SSP的降解。SSP减少的量小于CSP增加的量，可能是由于SSP是动态的，在降解的同时又有新的SSP加入。

表2 金艳猕猴桃果实常温(（25±2）℃)贮藏期间细胞壁多糖的变化

HC又称基质多糖，位于细胞壁初生壁，与纤维素相互结合形成半纤维素-纤维素网络结构，HC主要分为2种成分，与纤维素结合紧密的成分和与纤维素结合不紧密的成分。在40 d的贮藏过程中，HC大量降解，对照组含量由最初的26.63 mg/100 mg下降到7.20 mg/100 mg，处理组下降到10.88 mg/100 mg，分别下降了72.99%和59.14%。说明水杨酸处理可抑制半纤维素的降解。

纤维素位于初生壁中，与半纤维素交织形成纤维素-半纤维素网络。在贮藏过程中，纤维素含量基本上没有变化。

2.4 猕猴桃果实细胞壁多糖的单糖组成变化

图1显示，在CSP和SSP中，除了Glc外，其他大量的单糖如GalA，Gal，Ara和Rha都是果胶的特征单糖[17]。图1-A中，这4种单糖比例的增加与多糖含量的增加相符合。图1-B中，只有GalA和Rha的含量增加，而Gal的含量下降，这与许多文献描述相符合[18]，Ara的含量没有发生变化，GalA和Rha是果胶主链上的单糖，而Gal和Ara是果胶支链上的单糖，这2类单糖不同的结果说明，SSP多糖的支链降解程度大于主链的降解程度。而果胶可以通过Ara和Gal与半纤维素-纤维素网络相连接，Gal比例的下降说明果胶正在逐步与纤维素-半纤维素网络相分离，细胞壁结构变得松散。从图1-C发现，HC多糖的单糖组分并未发生明显的变化，主要单糖是Glc和Xyl，这与HC中主要含有木葡聚糖相符合。同时，又有文献报道，HC中还含有半乳聚糖和阿拉伯聚糖[19]。

3 小结

通过对对照组和SA处理组猕猴桃的细胞壁的研究，发现水杨酸处理不但能明显降低猕猴桃果实营养成分的损失，还能有效减缓猕猴桃果实硬度的下降和细胞壁的代谢，证明水杨酸可通过影响细胞壁代谢延长猕猴桃果实的贮藏期。

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