采后菠蘿果實品質(zhì)及果膠分解酶活性的變化

葉玉平　夏杏洲　劉海　李江明　鐘賽意

摘要[目的] 研究采后后熟軟化過程中菠蘿貯藏品質(zhì)及果膠酶活性的變化，探討菠蘿果實成熟軟化的原因。[方法]試驗以菠蘿為原料，測定常溫貯藏過程中菠蘿果實的色差、硬度、呼吸強度、可滴定酸（TA）、抗壞血酸（VC）、可溶性固形物（TSS）等品質(zhì)指標，同時分析多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果膠甲酯酶（PME）、β半乳糖苷酶（βGal）3種果膠酶活性的變化。[結(jié)果]試驗表明，菠蘿果實的后熟軟化是一個漸變的過程，隨著果實成熟度的提高，其果肉硬度逐漸降低，呼吸強度、TSS及TA含量逐漸增強，VC含量先上升后下降。PG等果膠酶的活性先升后降，且與菠蘿果肉硬度呈顯著負相關(guān)，說明3種酶參與了菠蘿果實的后熟軟化。[結(jié)論] 研究可為菠蘿果實貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞菠蘿；非呼吸躍變型；貯藏品質(zhì)；后熟軟化

中圖分類號S668.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2014）09-02735-04

基金項目2009年廣東海洋大學自然科學基金項目。

作者簡介葉玉平（1988- ），男，湖南衡陽人，碩士研究生，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工。*通訊作者，副教授，從事農(nóng)海產(chǎn)品深加工研究。

菠蘿[Ananas Comosus（L.）Merr.]又名鳳梨，主要分布在我國廣東、海南、福建等省區(qū)，是我國最具特色和競爭優(yōu)勢的熱帶水果品種之一，年產(chǎn)百萬噸以上[1]。菠蘿作為熱帶水果，不僅風味獨特，營養(yǎng)也很豐富，具有很高的營養(yǎng)、保健和藥用價值。

菠蘿屬非呼吸躍變型果實[2]，采后仍然進行著新陳代謝，期間涉及一系列復雜的生理生化反應過程。菠蘿果實在后熟軟化過程中，色、香、味發(fā)生明顯變化，其中可溶性固形物（TSS）、可滴定酸（TA）、VC以及類胡蘿卜素等物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和形成具有重要意義[2]。大量研究結(jié)果表明，果實的后熟軟化主要是因為細胞壁降解酶特別是PG等果膠酶含量增加及活性升高導致不溶性果膠轉(zhuǎn)化為可溶性果膠，果實細胞壁降解，果實硬度下降。筆者研究采后后熟軟化過程中菠蘿貯藏品質(zhì)及果膠酶活性的變化，探討菠蘿果實成熟軟化的原因，以期為菠蘿貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料菠蘿：巴里種，采自廣東湛江徐聞曲界鎮(zhèn)。選擇發(fā)育良好、無機械傷、無病害蟲的鮮果于室溫下貯藏。菠蘿成熟度按以下方法界定：Ⅰ果眼較平，綠色果皮面積超過95%為全綠期；Ⅱ果眼較平，綠色果皮面積在80%～90%為綠熟期；Ⅲ果眼飽滿，黃色果皮面積在70%～80%為黃熟期；Ⅳ果眼飽滿，85%～90%果皮轉(zhuǎn)黃為完熟期；Ⅴ全部轉(zhuǎn)黃并且開始劣變?yōu)檫^熟期[4-5]。對每個時期果實取樣并進行相關(guān)指標測定，并將取樣后的果肉切碎后用液氮迅速冷凍，置于-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

主要儀器：TMSPro食品物性分析儀，美國FTC公司；GR22GII高速冷凍離心機，日本日立HITACHI；UU2800AH紫外可見光分光光度計，尤尼柯（上海）儀器有限公司；美菱BC/BD516DTF冷柜，合肥美菱股份有限公司；HH6數(shù)顯電子恒溫水浴鍋，金壇市晶玻實驗儀器廠；T25數(shù)顯型分散機，德國IKA公司；WAY 手持式糖量折光儀，上海光學儀器廠；CR10色差儀，日本柯尼卡美能達公司。

1.2方法

1.2.1果皮顏色測定。采用CR10色差儀測定果皮顏色。分別在每個菠蘿曲面上等距離的近端（近果冠一端）、中端、遠端（近果蒂一端）各取4個點，即一個菠蘿樣品共12個測試點，每個點重復測定3次以上；每個成熟度各取3個菠蘿測定色澤。用L、a、b值表示果實顏色：其中L表示亮度，范圍從黑（0）到白（100）；a值的正值表示色澤紅/紫，負值表示淺藍/綠；b的正值表示黃，負值表示藍[6]。

1.2.2果實硬度。使用TMSPro食品物性分析儀測定果實硬度。測定橫切面距果心1 cm處果肉硬度（取樣厚度1 cm），取近端、遠端、中端3處，每處重復測定6次，以各處平均值計算[7]。

1.2.3呼吸強度。采用靜置堿液吸收法[8]測定果實采后貯藏期間的呼吸強度。

1.2.4菠蘿貯藏品質(zhì)。可溶性固形物（TSS）含量測定：分別對不同成熟度的菠蘿取樣、勻漿、定性濾紙過濾、手持式糖量折光儀測定[9-10]；VC含量測定：2，6二氯酚靛酚法[11]測定，以1 kg菠蘿含量計算；可滴定酸（TA）含量測定[11]：以檸檬酸計，單位mg/kg。

1.2.5果膠分解酶活性。

1.2.5.1PG提取及酶活性測定。參照文獻[12-13]的方法，略有改動。以標準D半乳糖醛酸繪制標準曲線。在4 ℃條件下，5.00 g菠蘿果實組織中加入20.0 ml 50 mmol/L Na醋酸緩沖液（pH 6.0，含2.4 mol/L NaCl）和少量石英砂及050 g PVP后在研缽中進行研磨，研磨2 min（低溫庫中），攪拌4 h后，以10 000 r/min離心30 min，上清液裝入透析膜（MW cutoff12800纖維素膜，sigma），并在Na醋酸緩沖液（pH 45，含150 mmol/L NaCl）中透析24 h（透析液更換1次），上清液即為粗酶液。

酶活測定：在0.4 ml 0.2%的多聚半乳糖醛酸基質(zhì)中加入0.1 ml粗酶液在40 ℃條件下反應1 h，反應完成后加入15 ml DNS試劑煮沸10 min，降至室溫后稀釋5倍在540 nm波長下測定OD值；對照在終止反應后加入酶液進行測定。定義40 ℃條件下1 g果實1 h生成1 mg D半乳糖醛酸為一個酶活性單位，以U表示。

1.2.5.2PME酶提取及活性測定。參照文獻[12，14]的方法，略有改動。在4 ℃條件下，20.00 g果實組織中加入40.0 ml預冷的2 mol/L的NaC1溶液和少量石英砂及0.50 g PVP研磨2 min，然后以12 000 r/min離心20 min。上清液以“12.5.1”同樣的透析膜在0.1 mol/L Na磷酸緩沖液（pH 75）中透析24 h（透析液更換1次），即得粗酶液。以0.1 mol/L醋酸鈉緩沖液（pH 5.5 ）溶解的0.5%的果膠為基質(zhì)。

酶活測定：0.3 ml果膠溶液中加入0.1 ml PME酶提取液和0.6 ml 0.1 mol/L 醋酸緩沖液（pH 5.5 ），30 ℃保溫1 h，反應液冷卻至室溫后加入2 ml高錳酸鉀-磷酸溶液，室溫放置90 min，然后加入2 ml 10%草酸溶液，加熱使其褪色，最后加入2 ml乙酰丙酮溶液，搖勻，沸水浴加熱5 min，水浴冷卻后于波長418 nm波長處測定其吸光度；以煮沸的酶液為對照。定義30 ℃條件下1 min生成1 mmol甲醇定為1個酶單位，以U表示。

1.2.5.3βGal酶提取及活性測定。參照文獻[12]的方法，略有改動。在4 ℃條件下，5.00 g果實組織中加入20.0 ml 1.4 mol/L NaCl（pH 6.0）和少量石英砂及0.50 g PVP進行研磨，在冰池中攪拌1 h后以12 000 r/min離心20 min，上清液用透析膜（MWcutoff12800纖維素膜，Sigma）在0.1 mol/L檸檬酸緩沖液（pH 4.0）中透析24 h（透析液更換一次），上清液即為粗酶液。

酶活測定：在0.1 ml酶液中加入0.5 ml 0.1 mol/L檸檬酸緩沖液（pH 4.0）和0.4 ml BSA（0.1%清蛋白）及0.4 ml 16 mmol/L p硝基酚半乳糖苷（0.1 mol/L檸檬酸緩沖液中溶解），將其混合液作為反應液，反應液在37 ℃條件下精確反應5 min后立即加入2 ml 0.2 mol/L的Na2CO3終止反應。在400 nm波長下測定游離的p硝基酚濃度。參比管在加入酶液、緩沖液和BSA后，即加入2 ml 0.2 mol/L Na2CO3，反應結(jié)束后再加入0.4 ml底物。定義在上述測定條件下，1 min分解底物生成1 μmol對硝基酚所需的酶量為1個βGal酶活單位，結(jié)果以U表示。

2結(jié)果與分析

2.1果實成熟軟化過程中果皮顏色變化情況由圖1可知，隨著菠蘿果實成熟度上升，菠蘿果皮的a值和b值相應增大，與目測結(jié)果一致。其中b值的極差為26.69，a值的極差為15.53，即黃色加深更為顯著，黃色多少可以作為判斷菠蘿的成熟度主要依據(jù)。

2.4.1TA含量變化。TA含量直接影響果實的風味品質(zhì)，同時也是影響耐貯性的主要原因之一。在貯藏期間，水果中酸的含量和呼吸作用、微生物代謝以及水果腐爛程度有關(guān)。從圖4可以看出，隨著貯藏時間的增加，菠蘿TA含量呈現(xiàn)上升趨勢，且變化趨勢明顯，這可能和微生物的活動有關(guān)。

2.5.1PG酶活性的變化。PG酶是水解果膠的重要酶。為探討PG酶在菠蘿果實不同成熟期對果實軟化的影響，該試驗分析了菠蘿果實在不同成熟期PG酶的活性，結(jié)果如圖7所示。采后菠蘿PG酶活性呈峰形變化，在貯藏前期活性逐漸增加，隨著果實硬度下降，到成熟度Ⅲ時達到峰值，然后活性降低。相關(guān)性分析表明，菠蘿果肉PG活性與硬度呈顯著負相關(guān)（r=-0.735 0），表明采后菠蘿果肉PG與硬度的下降密切相關(guān)，該酶對果實成熟中后期的快速軟化產(chǎn)生較大的影響。

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