采后枇杷果皮細胞壁代謝和果實超微結構與貯藏性的關系

林建城等

摘 要 研究‘早鐘6號枇杷果實裸藏和聚乙烯薄膜袋藏下果皮的細胞壁代謝。結果表明：裸藏與袋藏的‘早鐘6號枇杷果實采后8 ℃下貯藏期間，果實失重率不斷增大，果皮細胞膜相對滲透率、果膠酯酶（PE）和多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性逐漸升高；果皮細胞膜相對滲透率與PE、PG活性呈顯著正相關效應（p<0.01）；但袋藏可極顯著（p<0.01）地減少果實失重率，延緩果皮的細胞膜相對滲透率、PE和PG活性升高，說明薄膜包裝貯藏能抑制果實失水、降低細胞壁降解酶（PE、PG）活性和維持果皮細胞膜的完整性。進一步通過掃描電鏡觀察比較了不同貯藏性的5個枇杷品種果實的超微結構，結果表明：枇杷果皮多皮孔，果頂與果蒂部位絨毛少且稀疏，果肉肉質細、具有大的細胞間隙和胞間腔，這些超微結構易引起采后枇杷果實失水和病原微生物侵染，從而導致果實貯藏性和抗病性下降。

關鍵詞 枇杷；果皮；細胞壁代謝；超微結構；貯藏性

中圖分類號 S667.3 文獻標識碼 A

Cell Wall Metabolism of Pericarp and Ultra-structure of Fruit in Relation to Storability of Harvested Loquats

LIN Jiancheng1， LIN Hetong2 *， ZHENG Hong1， YE Dengyun1，LIN Yifen2

1 College of Environment & Biological Engineering ， Putian University， Putian，Fujian 351100， China

2 College of Food Science， Fujian Agriculture and Forestry University， Fuzhou， Fujian 350002，China

Abstract The cell wall metabolism in the pericarp of ‘Zaozhong 6 loquat（Eriobotrya japonica Lindl. cv. Zaozhong 6）fruits was investigated. Fruits packaged in sealed polyethylene film bags（0.02 mm thickness） and without package both were stored at 8 ℃. The results indicated that the weight loss of fruit， cell membrane relative leakage rate of pericarp， activities of pectinesterase（PE） and polygalacturonase（PG） increased with extending storage time. Both PE activity and PG activity were positively correlated with cell membrane relative leakage rate of pericarp（p<0.01）. Storage in plastic film bags was effective in reducing weight loss of fruit， delaying the increases of cell membrane relative leakage rate and activities of PE and PG in pericarp of harvested loquats. It is suggested that sealing polyethylene film bags could reduce the weight loss of fruit， decrease the activities of cell-wall degrading enzymes such as PE and PG， and maintain the cellular membrane integrity of pericarp in harvested loquats. The ultra-structures of fruits among five loquat varieties were observed and compared by scanning electron microscope. The results indicated that the characteristics of poor storage of loquat fruits were a lot of lenticels， sparse villi around the top and bottom of loquat fruit， tender pulp， large parenchyma cell interstices and intercellular cavity. These ultra-structures of loquat fruit were facilitated to postharvest fruit water loss and pathogens infection， which caused poor storability and low resistant to diseases of fruit.

Key words Loquat；Pericarp；Cell wall metabolism；Ultra-structure；Storability

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.01.029

枇杷系薔薇科蘋果亞科枇杷屬植物，栽培品種均屬普通枇杷（Eriobotrya japonica Lindl），是福建省的6大名果之一。但由于枇杷果實成熟于4～5月的氣溫回升季節，果實采后生理代謝旺盛，貯藏期間鮮果易失水，果實出現果皮漸變難剝、果肉粗糙少汁等劣變現象。所以，如何有效防止采后枇杷果實失水這一采后保鮮技術以及采后生物學等問題成為目前研究的熱點。近年來有研究認為，果實形態結構與果實的耐藏性密切相關，還與果實的抗病性和采后生理等密切相關[1-4]，而有關枇杷果實超微結構與耐藏性的關系尚未見報道。本研究探討了薄膜包裝對采后‘早鐘6號‘枇杷果皮細胞壁代謝的影響，比較觀察了5個不同品種枇杷果實掃描電鏡超微結構，探討其與耐藏性間的關系，以期為評價果實性狀特征提供資料，同時為枇杷果實的貯藏保鮮技術提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

供試材料為來自福建莆田市耐貯運的‘解放鐘（Eriobotrya japonica Lindl. cv. Jiefangzhong）、較耐貯運的‘早鐘6號（Eriobotrya japonica Lindl. cv. Zaozhong 6）、 ‘長紅3號（Eriobotrya japonica Lindl. cv. Changhong 3）等3個紅肉類枇杷品種和耐貯運的‘烏躬白（Eriobotrya japonica Lindl. cv. Wugongbai）、 不耐貯運的‘白梨（Eriobotrya japonica Lindl. cv. Baili）等2個白肉類枇杷品種[5-6]。 選擇九成熟， 無病蟲害、無機械損傷且具有各品種典型特征的果實供電鏡掃描觀察枇杷果實超微結構。

‘早鐘6號枇杷果實采收后于當日運回莆田學院環境與生命科學系實驗室，袋藏處理組用0.02 mm厚30.0 cm× 38.5 cm的聚乙烯薄膜袋包裝30袋，袋口用普通橡皮筋繞2圈，每袋裝10個；裸藏（CK）對照組是將300個枇杷果實直接分裝置于6個透氣的塑料框中。2個處理組分別置于（8± 1）℃、相對濕度為60%～65%下的人工氣候箱中貯藏，每隔4 d取樣測定果實失重率、果皮細胞膜相對滲透率、果膠酯酶（PE）、多聚半乳糖醛酸酶（PG）活性。

1.2 測定方法

1.2.1 失重率測定 每次隨機取10個果實測定果實失重率，失重率用%FW表示。

1.2.2 果皮細胞膜相對滲透率的測定 從5個果實中取果皮2 g，參照鄭永華等[2]方法測定果皮細胞膜相對滲透率，結果以相對電導率（%）表示。

1.2.3 PE活性的測定 從5個果實中取果皮2 g，參照文獻[7]的方法測定PE活性，以每30 min釋放出1 μmol的CH3O-的酶用量為1個PE酶活性單位（U）， 結果以U/g FW表示。

1.2.4 PG活性的測定 從5個果實中取果皮2 g，參照Miller[8]方法測定PG活性，以每分鐘產生1 g半乳糖醛酸的酶用量為1個PG酶活性單位（U）， 結果以U/g FW表示。

以上指標測定均重復3次，取其平均值，采用SPSS17.0數據分析軟件對以上數據進行統計分析。

1.3 枇杷果實超微結構的電鏡掃描觀察

取5個供試枇杷品種果實，用雙刃刀片切取長、寬約為3 mm×2 mm 的果皮，長、寬和厚約為3 mm×3 mm×2 mm的中部果皮果肉，厚度約為1.5 mm 的果頂果蒂部位橫切面數塊，投入0.1 mol/L pH6.8磷酸緩沖液配制的5%戊二醛溶液中，在4 ℃冰箱內固定4 h。經相應的磷酸緩沖液漂洗后， 再移進1%餓酸中固定4 h；用蒸餾水清洗，再經酒精逐級脫水，環氧丙烷置換，放入真空干燥器中干燥40～60 min。干燥后用電導膠分別把樣品粘貼在樣品臺上，粘貼時樣品觀察面朝上。用JFC21200型鍍膜儀進行鍍金膜，置于JSM-6380LV 型掃描電子顯微鏡（SEM）于15 kV 加速電壓下觀察拍片[9]。

2 結果與分析

2.1 ‘早鐘6號枇杷果實采后的失重作用

隨著‘早鐘6號枇杷果實采后貯藏時間的延長，袋藏、裸藏枇杷果實的失重率均逐漸上升（圖1），裸藏枇杷果實的失重率增大較快，貯藏28 d后的失重率高達8.79%，袋藏枇杷果實的失重率為2.20%，明顯低于裸藏枇杷果實的失重率，袋藏、裸藏枇杷果實采后失重率兩者呈極顯著差異（p<0.01），表明袋藏能顯著減緩枇杷貯藏期間水分的散失。同時，由于裸藏枇杷果實失水迅速，果皮比袋藏枇杷更易皺縮，果皮也更難剝。用0.02 mm 厚的聚乙烯薄膜袋包裝能有效地控制枇杷果實的失水、失重，延緩果皮皺縮現象。

2.2 ‘早鐘6號枇杷果實采后果皮細胞膜相對滲透率的變化

‘早鐘6號枇杷果實采后貯藏期間，果皮細胞膜相對滲透率不斷增大（圖2）。但采后不同時期，其上升幅度不同。在貯藏0～16 d期間，枇杷果皮的細胞膜相對滲透率增加緩慢；在貯藏16～20 d期間的枇杷果皮細胞膜相對滲透率升高加快，貯藏20 d之后的果皮細胞膜相對滲透率緩慢增加。圖2還顯示，袋藏枇杷的果皮細胞膜相對滲透率比裸藏枇杷果實低，表明裸藏枇杷細胞破壞速度較快，但兩者不存在顯著性差異（p>0.05），貯藏后期兩者差異較大。聚乙烯薄膜袋包裝在一定程度上減緩了枇杷果實果皮細胞膜相對滲透率的升高。

2.3 ‘早鐘6號枇杷果實采后果皮PE和PG活性的變化

PE和PG是重要的細胞壁降解酶。圖3-a可知，‘早鐘6號枇杷果實采后貯藏期間果皮的PE活性逐漸升高，后期升高有加快現象。袋藏枇杷比裸藏枇杷的果皮PE活性要低。采后8～24 d 貯藏期間，袋藏和裸藏枇杷的果皮PE活性存在較顯著性差異（p<0.05）。圖3-b可知，‘早鐘6號枇杷果實在采后貯藏期間，枇杷果皮的PG活性逐漸升高，在貯藏0～12 d期間，枇杷果皮PG活性升高較快；貯藏12 d之后，枇杷果皮PG活性變化較平緩。圖3-b還顯示，枇杷果實貯藏期間，袋藏枇杷比裸藏枇杷的果皮PG活性低，兩者之間存在極顯著差異（p<0.01）。上述結果表明，薄膜袋包裝能降低采后枇杷果實果皮PE和PG等細胞壁降解酶活性，減緩采后貯藏期間PE和PG等細胞壁降解酶活性的升高。

2.4 種品種枇杷果實果皮掃描電鏡比較觀察

枇杷果實成熟期的果實主要分為果皮、果肉、膜瓣和果核。對5個不同品種枇杷果實的果皮絨毛進行掃描電鏡觀察（圖4-1～5），結果表明：枇杷果皮絨毛主要分布于果頂與果蒂部位，絨毛表面還有少量分泌物，果實中部外表皮上極少分布絨毛。5種不同品種枇杷果頂或果蒂絨毛數量、粗細和長短存在一定差異，耐貯品種‘解放鐘和‘烏躬白枇杷果皮絨毛粗壯，‘解放鐘與‘早鐘6號枇杷果皮絨毛密集且多，而‘長紅3號與‘白梨枇杷果皮絨毛相對細且稀疏。

對5個不同品種枇杷果實的果皮表面進行掃描電鏡觀察（圖4-6～10），發現‘解放鐘與‘白梨枇杷果皮表面角臘質層厚，微裂隙多且裂口深，‘烏躬白枇杷果皮微裂隙少裂口較淺；‘早鐘6號枇杷果皮薄，但表面角臘質層連成較平整的一片，果皮連續性好，微裂隙少，具耐貯藏的一些結構特征；而‘長紅3號枇杷果皮表面呈凹凸不平狀，有小皮孔出現，不耐擠壓；‘白梨枇杷果皮表面還有較大皮孔，易失水，耐藏性差。

2.5 種品種枇杷果實果肉掃描電鏡比較觀察

對5個不同品種枇杷果實果肉進行掃描電鏡觀察（圖4-11～15），發現不同品種枇杷果實果肉致密度不同，‘解放鐘與‘烏躬白枇杷的果肉薄壁細胞致密，細胞層緊湊，具耐貯藏的結構特點；‘長紅3號與‘白梨枇杷果肉薄壁細胞疏松，具有大的細胞間隙和胞間腔，不耐擠壓與貯藏；‘早鐘6號枇杷果肉內部薄壁細胞較致密，表面分布大量顆粒狀物，‘長紅3號枇杷果肉細胞表面也分布有少量顆粒狀物。

3 討論與結論

一般果實在成熟衰老過程中，PE、PG和纖維素酶等細胞壁降解酶活性增強，果膠、纖維素等細胞壁物質發生降解，從而導致果肉的軟化和出汁率的提高。本試驗結果表明：在‘早鐘6號枇杷果實采后冷藏期間，枇杷果皮細胞PE、PG活性均逐漸升高。鄭永華等[10]研究認為，在1和12 ℃貯藏下，枇杷果肉的PE、PG活性逐漸下降而導致枇杷果肉在貯藏期間硬度不斷增加。本試驗結果與鄭永華等[10]的研究結果不同，說明在貯藏期間果皮與果肉中PE、PG的生理代謝差異較大。

有研究表明[2， 11]，枇杷果實隨著貯藏期的延長，由于乙烯與其它衰老因素的作用，膜系統受到破壞，導致果實細胞膜相對滲透率上升，果實逐步走向衰老，耐貯性下降，本試驗也得到相似的結果。而貯藏期間‘早鐘6號枇杷果皮細胞膜相對滲透率的增加也導致果實失水率的升高，試驗結果顯示：隨著貯藏時間的不斷延長，枇杷果實失重率不斷提高。統計分析表明：裸藏和袋藏枇杷果實貯藏期間失重率與相應的果皮細胞膜相對滲透率間均存在顯著正相關效應（p<0.01）；進一步分析枇杷果皮細胞膜相對滲透率與果皮PE、PG活性的相關性，結果表明裸藏、袋藏枇杷果皮細胞膜相對滲透率與PE、PG活性也呈顯著正相關效應（p<0.01）。說明枇杷果皮中PE、PG活性的升高，使得細胞結構破壞，細胞膜相對滲透率逐漸增大，果實易失水，導致果實失重率的提高。分析表明：裸藏和袋藏枇杷貯藏期間失重率與相應的果皮PE及PG間均存在顯著正相關效應（p<0.01）。

有關果實衰老過程細胞壁代謝的研究，李娟等[12]認為，柑橘果皮隨著果實的成熟，果皮果膠甲酯酶（PE）活性增加，原果膠分解，水溶性果膠增加，細胞間分離，部分果皮內陷而導致果皮出現皺褶。同時，果皮細胞由于脫水會使合成酶活性降低或失活而使分解酶活性加強，加快果實的衰老過程。果實發育后期與細胞壁代謝相關的水解酶中，PE、PG和纖維素酶等細胞壁降解酶活性隨著果皮細胞不斷失水而增加[13]。而在枇杷果實貯藏期間的細胞壁代謝與柑橘果實發育后期衰老期間有相似的結果。研究結果表明：‘早鐘6號枇杷果實貯藏期間隨著果皮不斷失水，果皮細胞膜相對滲透率、PE和PG活性不斷升高；薄膜包裝的枇杷果實失重率較低，果皮皺縮現象推遲出現，說明薄膜袋藏能有效地控制‘早鐘6號枇杷果實的失水、失重，延緩果皮皺縮現象；與對照組相比，薄膜袋藏的枇杷果皮細胞膜相對滲透率、PE和PG活性升高較為緩慢，裸藏枇杷果皮失水快，果皮細胞的PE和PG活性較快增加。林河通等[14]研究報道，失水可導致采后龍眼果實果皮細胞膜系統膜脂過氧化作用加強，從而破壞細胞膜結構的完整性，使PPO和POD與酚類物質接觸，從而導致果皮褐變。而枇杷果實貯藏期間可能也是由于失水引起果皮細胞結構的破壞，導致果皮細胞膜相對滲透率升高；此外，采后枇杷果實失水引起PE和PG活性，進一步促進果膠等細胞壁物質的酶促降解作用，導致細胞間分離，細胞間隙隨之加大，進一步加快枇杷果實果皮細胞結構的破壞。

果實耐貯性與果實自身的組織結構密切相關，筆者已對福建省主栽5個枇杷品種果實形態結構與耐貯藏性的關系進行了比較研究[15]。目前，有關果實電鏡掃描超微結構與耐貯性關系的研究相對較少。屈紅霞等[16]利用掃描電鏡觀察了不耐貯藏的黃皮果皮超微結構，發現黃皮果皮外表皮薄，結構疏松，外表面有小裂隙，表皮組織與薄壁組織間有大的空腔；3個黃皮品種中‘大雞心黃皮果皮薄，氣孔開口較大，外表皮還觀察有菌絲穿過氣孔的現象，這些可能是‘大雞心黃皮不耐貯藏的重要原因。筆者研究了福建省主栽5個枇杷品種果實的貯藏性，發現‘解放鐘枇杷果實最耐貯藏，‘烏躬白、‘早鐘6號、‘長紅3號枇杷果實次之，‘白梨枇杷果實最不耐貯藏[6]。本試驗通過掃描電鏡對這5個不同枇杷品種果實的超微結構進行比較觀察，發現不耐貯藏枇杷品種的結構特征包含有：枇杷果皮多皮孔，果頂與果蒂部位絨毛少且稀疏，果肉肉質細，果肉薄壁細胞疏松，具有大的細胞間隙和胞間腔，這些超微結構易引起采后枇杷果實失水和病原微生物的侵染，從而導致枇杷果實耐藏性和抗病性下降。

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責任編輯：黃 艷