不同貯藏溫度下油櫛采后生理變化及其與耐貯性的關系

宋虎衛 潘東明

摘要研究了油果實在室溫、(8±1)℃和(3±1)℃貯藏溫度下呼吸強度、乙烯生物合成、脂氧合酶活性、果實硬度和乙醇含量等變化特點,分析了它們與油耐貯性的關系,并探求油果實最佳冷藏溫度,結果表明:在3個貯藏溫度下,油果實呼吸速率呈雙峰型,而內源乙烯釋放速率主要表現出單個大高峰,其與第2次呼吸躍變峰和ACC氧化酶活性高峰在發生時間上幾乎具有同步性,而LOX活性峰與ACC含量積累峰具有協同性,并發生在乙烯和呼吸躍變前1周左右,可作為果實轉向衰老和不耐貯藏前期的預兆;(3±1)℃比(8±1)℃下冷藏顯著地抑制了各指標的變化,并推遲了呼吸、乙烯和LOX躍變期的到來,有效地延緩了果實后熟衰老進程,使油貯藏期延長到77d以上,并未發現果實褐變。因此,油果實最適冷藏溫度以(3±1)℃為佳。

關鍵詞油;采后生理變化;耐貯性;呼吸強度;乙烯生物合成;脂氧合酶

中圖分類號S662.9文獻標識碼A文章編號 1007-5739(2009)21-0063-03

(Prunus salicina Lindl var. cordata J Y Zhang et al)系薔薇科(Rosaceae)李屬(pruns)的一個變種,起源于福建省,在江西、湖南、湖北、廣東、廣西、貴州等省也有大量的引種栽培,其總種植面積與產量已成規模。油果實以色艷肉厚、核小多汁、酸甜適口、形美鮮食加工均優和具有開胃健脾益消化等優點而備受國內外消費者喜愛。但油果實的成熟期時值7~8月高溫,采后在室溫下貯存1周左右即會軟化、褐變腐爛,造成大量的經濟損失。前人已對果低溫貯藏條件進行了探索,指出0~10℃范圍為適宜貯藏溫度[1],但關于油冷藏的最適溫度仍不是很明確。乙烯和呼吸作用是影響躍變型果實成熟衰老進程的主要因素,目前關于油果實采后貯藏生理的研究主要集中在品質成分、呼吸強度、活性氧清除酶、內源激素(IAA,GA3,ABA,ZR)等方面[2-4],而對內源乙烯及其生物合成、LOX等其他生理指標的研究仍未見報道。本試驗對油果實在2個冷藏及室溫貯藏下采后呼吸強度、乙烯生物合成和LOX活性等生理指標的變化進行了研究,并分析這些變化特點與油果實耐貯性的關系,探求油果實最佳冷藏溫度,從而為科學貯運、延長油 果實上市時間提供理論依據與實踐指導。

1材料與方法

1.1供試材料

供試油果實來自福建省古田縣,采后當日運回實驗室(福州),立即進行預冷。選取大小和成熟度基本一致、無病蟲害、無機械損傷的果實進行試驗,經防腐保鮮劑(1mL/L美國戴唑霉+100mg/L GA3)浸泡5min,撈出晾干,包裝于0.04mm厚度的聚乙烯薄膜袋中,每袋裝果約1kg,封口。

1.2試驗設計

按貯藏溫度將試驗分為3個處理,分別為:(3±1)℃、(8±1)℃,以室溫22~35℃作對照。每周定期從各處理中隨機取樣3袋果實即3個重復,檢測相關品質和生理指標。

1.3測定項目與方法

1.3.1呼吸強度測定。采用氣流法,參考《植物生理學實驗手冊》[5],用大氣采樣器測定。

1.3.2LOX的提取與測定。參照羅云波[6]方法進行。

1.3.3乙烯釋放量的測定。稱取1kg果實置于干燥器內,密封,靜置3h,抽取2mL氣體注入氣相色譜儀上分析乙烯含量。分析條件:日本島津GC-9AM氣相色譜儀,不銹鋼填充柱(Chromosorb 102GC,60～80目,3mmid×2mm),柱溫100℃,氣化室溫度120℃,氫離子火焰(FID)檢測器,載氣為高純氮氣流速100mL/min,進樣量為2mL。

1.3.4ACC含量測定。ACC的提取參照《現代植物生理學實驗指南》[7]中方法轉化成乙烯釋放量,測定條件同上。

1.3.5ACC氧化酶活性測定。稱取1mm厚2.0g果肉薄片,置于10mL反應瓶中(內含10mmoL/L磷酸鉀緩沖液pH值5.6+10mmoL/L ACC+1mmoL/L KCl),于25℃下搖床振蕩3h,靜置1h后,立即抽取1mL氣體在氣相色譜儀上測定乙烯濃度,分析條件同前。

1.3.6果實乙醇含量的測定。參照《果樹研究法》[8]中方法。

1.3.7果實硬度測定。用GY-1型果實硬度計隨機測定10個單果,取平均值。

2結果與分析

2.1不同貯藏溫度下油果實硬度和乙醇含量變化與耐貯性的關系

由圖1a可以看出,在3個不同貯藏溫度下,油果實硬度的下降速率和果肉中乙醇含量的增加速率都隨著貯藏溫度的降低而受到顯著抑制。在室溫貯藏下,油果實硬度和乙醇含量變化速率在第14天后明顯加快,結合感觀檢測,表明14d后果實品質已失去商品和營養價值。在(8±1)℃貯溫下,油果實硬度在21d前下降較緩慢,其后以0.129 kg/cm2·d平均速率迅速下降,56d時已明顯軟化。在(3±1)℃貯溫下,果實硬度在42d前下降較平緩,其后下降明顯加快(0.057kg/cm2·d),77d時果實硬度(5.36kg/cm2)僅相當于(8±1)℃下35d時的硬度(5.31kg/cm2),并無果肉褐變癥狀。在果肉乙醇含量變化方面,(3±1)℃與(8±1)℃貯溫下的油果實在14d后乙醇含量皆逐漸增加,但(3±1)℃在56d時果肉乙醇含量(0.67mg/100g)僅維持在(8±1)℃ 28d時乙醇含量水平上。表明(3±1)℃比(8±1)℃和室溫貯藏能顯著抑制油果實后熟衰老進程,增強耐貯性,可使商品果貯藏到77d(見圖1b)。

2.2不同貯藏溫度下油果實呼吸強度和乙烯生物合成變化與耐貯性的關系

在室溫和2個冷藏溫度下,油 果實呼吸強度皆表現出明顯的雙峰躍變型特點,且貯藏溫度越低,果實的呼吸峰值越低,躍變期也被明顯推遲(見圖2a)。在(8±1)℃貯溫下,油果實第1次呼吸高峰比室溫下(第14天)延遲2周,第2次呼吸高峰在56d左右出現,是果實由完熟轉向衰老的轉折點。在(3±1)℃貯溫下,果實呼吸強度在63d前表現出較平緩的變化,其第1次呼吸峰(約在35d)受到嚴重抑制而表現不顯著,其后呈逐漸上升趨勢,預示著第2次呼吸高峰的到來。這些表明(3±1)℃比(8±1)℃貯藏能嚴重抑制油果實呼吸強度的變化。

內源乙烯生物合成速率是影響躍變型果實成熟衰老進程的主導因素。由圖2b~2d可知,在室溫、(3±1)℃和(8±1)℃冷藏條件下,油果實內源乙烯的釋放速率與ACC氧化酶活性變化具有高度協同性,在3個貯藏溫度下二者高峰期皆分別出現在采后14d、56d和77d左右,而ACC含量的積累高峰比乙烯釋放速率和ACC氧化酶活性提早出現1～2周。通過比較與分析發現,在室溫下,油果實乙烯釋放速率與呼吸強度的變化也具有同步性,皆呈雙峰型,而在(3±1)℃和(8±1)℃低溫下,油果實乙烯釋放速率皆呈單峰型變化,其高峰期分別與各自第2次呼吸躍變期相呼應,而在果實第2次呼吸高峰到來前內源乙烯生成量被抑制在極低水平,可能是冷藏維持了系統Ⅰ乙烯產生所致,其后隨著后熟作用完成啟動了系統Ⅱ乙烯的大量形成。但(3±1)℃比(8±1)℃貯藏下內源乙烯峰期推遲并上升緩慢,前者在56d時達到釋放高峰,而(3±1)℃在77d時仍呈上升躍變狀態。

2.3不同貯藏溫度下油果實LOX活性變化和乙烯合成與耐貯性的關系

油果實在不同貯藏溫度下脂氧合酶(LOX)活性變化見圖3,結果表明:不同貯溫下果實中LOX活性呈現明顯的波谷變化特點,其中在(8±1)℃和室溫下,果實LOX活性在采后7d內持續上升,這可能與果心溫度在1周內仍保持較高有關系(根據測定結果),而2個冷藏溫度下油果實在28d和49d后出現了LOX高峰,這可能與果實第1次和第2次呼吸峰有關系;(3±1)℃比(8±1)℃冷藏和室溫顯著地抑制了果實LOX活性的變化,并延遲了其最大峰期的到來。通過與同溫下內源乙烯生物合成過程相比較發現:LOX最大活性峰與ACC含量積累高峰具有同步性,由此推測LOX與ACC合成酶可能具有平行作用,故與乙烯生成也呈正相關;LOX最大活性峰出現在內源乙烯與ACC氧化酶高峰之前,表明LOX大量活動引發膜脂氧化降解是導致內源乙烯躍變發生的預兆。

3結論與討論

呼吸作用、乙烯生物合成及脂氧合酶氧化級聯反應是影響躍變型果實采后成熟衰老進程與耐貯性的3個關鍵性生理活動[9],目前對這3個環節的研究報道雖然已較多,但關于油在不同貯藏條件下內源乙烯生物合成、LOX變化規律及其與呼吸強度之間的動態關系研究還不清楚。研究結果表明,在3個貯藏溫度下,油果實內源乙烯釋放高峰與第2次呼吸躍變峰及ACC氧化酶活性高峰在發生時間上幾乎具有同步性,而LOX活性峰與ACC含量積累峰具有協同性,并在乙烯和呼吸躍變之前1周左右出現,這些貯藏機理的揭示對于采后油采取高效貯藏技術具有重要的理論意義。

前人對果低溫貯藏條件進行了一定探索,指出0~10℃范圍為適宜貯藏溫度,但2℃以下長期貯藏時果肉易發生冷害褐變,冷沖擊[3]、變溫貯藏[10]等措施可減輕褐變,因此關于油長期冷藏最適溫度仍不明確。研究結果表明,在(3±1)℃比(8±1)℃下冷藏能顯著地抑制呼吸、乙烯、LOX、果實硬度和乙醇等指標的變化,并推遲了前三者躍變期的到來,因而有效延緩了果實后熟衰老進程,結合防腐保鮮劑和包裝處理技術,使油果實貯藏期延長到77d以上(長于前人保鮮期2～3周),并未發現果肉褐變現象。因此,認為油果實冷藏最適溫度以(3±1)℃為佳。

潘東明等[2]曾根據室溫下研究指出,油屬呼吸躍變雙峰型果實,本試驗在(8±1)℃貯藏下油 呼吸強度變化特點也符合這一結論,其第1次呼吸高峰是果實達到完熟的標志,而第2次呼吸高峰是判斷耐貯性的臨界線(躍變后果實便轉入組織衰老與崩潰階段)。但在(3±1)℃冷藏溫度下,油 果實呼吸峰受到嚴重抑制,其第1次峰表現不顯著,而第2次躍變高峰比(8±1)℃下推遲了3周以上,說明冷藏低溫是影響油果實呼吸強度變化的主因。從內源乙烯變化特點來看,油果實在2個冷藏溫度下內源乙烯釋放速率只表現出單個高峰(與第2次呼吸躍變峰相對應),但導致油第1次呼吸躍變的誘因是否與乙烯有關系,還值得進一步研究或探討。

脂氧合酶是高等植物脂肪酸-LOX氧化途徑中的一個關鍵酶,關于它的作用及與乙烯的關系,有研究指出,LOX直接催化由細胞膜脂水解產生的游離態不飽和脂肪酸亞油酸和亞麻酸的過氧化反應,然后直接或間接生成游離脂質氫過氧化物、自由基等衰老促進因子[11],LOX可能通過這些因子間接或直接參與了ACC向乙烯的轉化[12,13],LOX活性也能影響ACC合成酶基因的表達[14,15]。LOX可能是內源乙烯生成的上游調控者,其在果實成熟期由系統Ⅰ 乙烯向系統Ⅱ乙烯轉變過程中起作用[16]。本研究結果亦表明,LOX變化與內源乙烯生物合成之間存在顯著正

相關關系,因此可將油LOX活性高峰的出現作為內源乙烯躍變發生和不耐貯藏時期的預兆。

4參考文獻

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