果皮脫蠟對庫爾勒香梨采后生理活性的影響

鐘瑋迪，李學文，張瑞杰，趙曉敏，張姣姣，程俊嘉

(新疆農業大學食品科學與藥學學院 ，烏魯木齊 830052)

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果皮脫蠟對庫爾勒香梨采后生理活性的影響

鐘瑋迪，李學文，張瑞杰，趙曉敏，張姣姣，程俊嘉

(新疆農業大學食品科學與藥學學院 ，烏魯木齊 830052)

【目的】研究脫蠟處理對香梨生理活性的影響，探討蠟質在香梨采后的生物學作用。【方法】以庫爾勒香梨為材料，采用常溫加熱結合法，用氯仿對香梨進行脫蠟處理，貯藏于-1.5℃、RH95%的條件下，定期取樣測定果實可溶性固形物含量、失重率、VC含量、呼吸速率、細胞膜滲透率、丙二醛含量、乙烯釋放速率變化以及未脫蠟果實蠟質含量的變化。【結果】與未脫蠟香梨相比，在整個貯藏過程中，脫蠟組失重率快速上升，均高于同期未脫蠟組，并且提前25 d出現呼吸高峰和乙烯高峰。【結論】香梨脫蠟后促進香梨的衰老，降低了其商品價值及縮短貯藏期。

庫爾勒香梨；脫蠟處理；品質；生理活性

0 引 言

【研究意義】庫爾勒香梨是新疆特色水果之一，廣泛種植在孔雀河流域以及塔克拉瑪干沙漠的北邊緣[1]。庫爾勒香梨含糖量高、果香濃郁、果肉細嫩、酥脆多汁而被稱為“果中之王”，遠銷香港，東南亞等地，深受廣大消費者喜愛[2-3]。植物表面覆蓋著一層蠟質疏水屏障[4-5]，對其生長發育和適應外界環境起著重要的作用。果實采后隨著貯藏時間的增加，蠟質層的含量及結構也會發生明顯的變化[6]，這種變化對香梨的品質及生理活性產生較大的影響，但研究甚少。香梨在采摘，運輸，貯藏，銷售等過程中難免會破壞到果實表面的蠟質，導致果實的商品價值降低。因此研究蠟質對庫爾勒香梨品質及生理活性的影響，對香梨貯藏保鮮有實際意義。【前人研究進展】香梨的貯藏保鮮的方法有冷藏和氣調，結合1-甲基環丙烯(1- MCP)、氯化鋅處理取得了很好的保鮮效果[7-9]。童莉等[10]以γ射線對庫爾勒香梨進行輻照處理對延緩衰老起到一定作用。霍君生等[11]和郝燕燕等[12]通過掃描電子顯微鏡發現梨果實和蘋果果實表皮蠟質布滿網狀裂紋，蠟質裂紋的變化同果實表皮病害之間也存在一定聯系。陶世蓉[13]研究發現梨果實的組織結構，特別是表面結構與果實的耐貯性有重要關系。Premachandra[14]通過對玉米葉片的研究發現，植物蠟質含量和其耐旱能力成正比。【本研究切入點】目前關于香梨蠟質層變化方面的文獻較少。采用氯仿對庫爾勒香梨進行脫蠟處理，研究蠟質層對香梨果實采后貯藏期間品質及生理活性變化所產生的影響。【擬解決的關鍵問題】通過氯仿脫蠟處理，研究采后香梨可溶性固形物含量、失重率、VC含量、呼吸速率、細胞膜滲透率、丙二醛含量、乙烯釋放速率的變化以及未脫蠟香梨蠟質含量的變化。分析香梨蠟質對其品質及生理活性的影響。為庫爾勒香梨的貯藏保鮮技術提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 庫爾勒香梨

2015年9月，以采自新疆庫爾勒市恰爾巴格鄉商品香梨園的庫爾勒香梨為材料，果皮色澤基本一致，果型大小一致(質量大于100 g)，無機械損傷，無病蟲害；用拷白紙包果，外套網袋后裝箱，于采后次日晚運回新疆農業大學食品科學與藥學學院冷庫。

1.1.2 主要儀器

雷磁電導率儀(上海儀電科學儀器股份有限公司)；WYT-J型手持糖度計(成都豪創光電儀器有限公司)；AL204-IC型電子分析天平(梅特勒托利多儀器廠)；721型可見分光光度計(上海菁華科技儀器有限公司)；KQ-250DE型數控超聲清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)；島津2014C型氣相色譜儀(日本島津公司)。

1.2 方 法

1.2.1 試驗統計

選取大小均勻(果實橫徑 75～80 mm)，無傷口及病蟲害的香梨520個，其中未經脫蠟香梨240個，進行統一脫蠟香梨280個。 經蒸餾水清洗后，自然晾干后，按照趙曉敏[6]的方法略微改動，采用常溫加熱結合法提取蠟質。首先于室溫下將香梨置于含有500 mL三氯甲烷燒杯中，將燒杯置于超聲波上浸泡洗脫1 min后迅速取出，然后將處理后的香梨立即放入到同樣體積的60℃三氯甲烷中，置于超聲波上浸泡洗脫1 min后取出，晾干。每500 mL三氯甲烷處理10個香梨后進行更換。以未脫蠟香梨為對照，將未脫蠟香梨和脫蠟香梨均貯藏于-1.5℃、RH95%的條件下冷庫當中，于貯藏第0、25、50、75、100和125 d進行取樣，測定相關指標。

1.2.2 測定指標

1.2.2.1 可溶性固形物含量

用WYT-J型手持糖度計測定，每次取10個果實，打孔取出果肉，研磨勻漿，每個果實測定3次，試驗結果取平均值(%)。

1.2.2.2 失重率

采用稱重法測定，按下式計算：失重率(%)=(貯藏前重量-貯藏后重量)/貯藏前重量×100%，重復三次(%)。

1.2.2.3 VC含量

采用2，6-二氯靛酚滴定法測定果實VC含量[15](mg/100 g·FW)。

1.2.2.4 呼吸速率

采用靜置法[15](mg/(kg·h))。

1.2.2.5 細胞膜滲透率

使用雷磁電導率儀測定。每次取10個果實，用打孔器(直徑8 mm)打取一定的果肉，用小刀將果肉切成相同厚度(2 mm)的薄片，每個果實取2片圓片置于小燒杯中，加入40 mL蒸餾水進行沖洗，沖洗3次，保留最后一次沖洗的蒸餾水，靜置30 min后用電導率儀測定，測定電導率后，煮沸5 min再次測定煮沸后的果肉的電導率，計算公式為Le(%)=(L1/L0)×100(%)。

1.2.2.6 丙二醛含量

參照曹建康等的方法[15](nmol/(g·FW))。

1.2.2.7 乙烯釋放速率

采用島津 2014C型氣相色譜儀測定。色譜條件：Porapak 80～100，2 mm×2 m，不銹鋼填充柱，FID檢測器。載氣N2流速50 mL/min，燃氣H2流速50 mL/min，助燃氣體空氣流速100 mL/min。進樣溫度120℃，柱溫60℃，檢測溫度150℃。定量用外標法：將1 kg左右果實置于干燥器后密閉靜置1 h，再頂空抽氣1 mL上氣相測定(μL/(kg·h))。

1.2.2.8 乙烯釋放標準曲線

取300 mL樣品瓶，將氮氣充入瓶中，完全排出空氣。向樣品瓶中充入乙烯標準氣(純度>99.999%)，分別配制含量為0、5、10、15、20 μL/L的乙烯氣體后，抽取1 mL氣體，制作標準曲線。圖1

計算得標準曲線方程：Y= 13.62X-0.6，R2=0.999 29

圖1 乙烯標準曲線氣相色譜

1.2.2.9 香梨果實表皮蠟質含量

在整個貯藏期間每25 d，準確稱取1 kg香梨，進行脫蠟，將溶有蠟質的脫液裝入預先稱重的燒杯(W0)中，然后將其放在通風櫥中，讓其自然烘干，再對燒杯進行稱重(W1)，記錄數據。按下列公式計算：

蠟質的含量(mg)=(W1-W0).

其中：W0為燒杯的重量(mg)；W1為燒杯和蠟質總重量(mg)。

1.3 數據統計

采用Excel軟件對數據進行統計，采用SigmaPlot 12軟件進行作圖，并用SPSS 19.0統計軟件進行差異顯著性分析。P<0.05表示差異顯著，P<0.01表示差異極顯著。

2 結果與分析

2.1 脫蠟處理對香梨果實可溶性固形物含量的影響

SSC含量能直接反映果實成熟度和品質狀況，也是判斷果實耐貯藏性的一個重要指標。研究表明，未脫蠟和脫蠟香梨在125 d的貯藏期間內，SSC含量逐漸增加，均呈現明顯的向上趨勢，脫蠟香梨SSC含量始終高于未脫蠟香梨。脫蠟香梨在貯藏第100 d之前時SSC含量平穩上升，之后開始陡然上升，在貯藏125 d時達到最大的15.558 3%。脫蠟香梨貯藏第125 d時SSC含量較貯藏0 d時，增加了3.771 6%。而未脫蠟香梨SSC含量僅增加了1.686 7%。脫蠟能增加香梨的可溶性固形物含量，加快果實成熟。圖2

圖2 脫蠟處理香梨可溶性固形物含量變化

2.2 脫蠟處理對香梨果實失重率的影響

果實在貯藏期間會隨呼吸作用失去水分，果實質量減輕。研究表明，未脫蠟香梨與脫蠟香梨隨著貯藏時間的延長，失重率均有所升高，但脫蠟香梨失重率則增幅更為明顯。在貯藏第25 d時，未脫蠟香梨失重率為1.743 0%，脫蠟香梨為5.421 9%。在此之后脫蠟香梨失重率快速上升，在貯藏末期第125 d時達到56.145 1%，未脫蠟香梨為6.921 1%，兩者相差49.224%。圖3

圖3 脫蠟處理香梨果實失重率變化

2.3 脫蠟處理對香梨果實VC含量的影響

果實中VC的含量，能很好的表明果實的營養品質和貯藏效果。研究表明，未脫蠟和脫蠟香梨，在貯藏期間均呈先上升再下降的趨勢。未脫蠟和脫蠟香梨在貯藏中期第50 d VC含量達到最大，分別為37.400 0 mg/100g FW，41.733 3 mg/100g FW，脫蠟香梨Vc含量均高于未脫蠟香梨。在貯藏第50 d之后，未脫蠟和脫蠟香梨VC含量開始下降，并且脫蠟香梨VC含量均要低于未脫蠟香梨。到貯藏結束時，未脫蠟香梨VC含量為39.766 7 mg/100g FW，與貯藏0時的30.533 3 mg/100g FW相差不大，而脫蠟香梨為26.533 3 mg/100g FW，比貯藏0 d降低了13.9%。圖4

2.4 脫蠟處理對香梨果實呼吸速率的影響

呼吸作用是果實生命活動的基本代謝過程，也是果實在貯藏期間的重要生理活動之一，而香梨是典型的呼吸躍變型果實，在貯藏期間會出現呼吸高峰。在香梨貯藏期間，各組香梨呼吸速率均呈先上升再降低的趨勢。未脫蠟香梨在貯藏75 d時出現呼吸高峰，峰值為7.626 7 CO2mg/(kg·h)，而脫蠟香梨在貯藏50 d時出現呼吸高峰，峰值為7.120 0 CO2mg/(kg·h)，較未脫蠟香梨提前25 d出現呼吸高峰。圖5

圖4 脫蠟處理香梨果實VC含量變化

圖5 脫蠟處理香梨果實呼吸速率變化

2.5 脫蠟處理對香梨果實細胞膜滲透率的影響

細胞膜滲透率是細胞膜通透性變化及細胞膜完整性的生理指標。研究表明，在未脫蠟和脫蠟香梨貯藏過程中，由于兩組香梨后熟衰老，其細胞膜結構被破壞并導致相對電導率不斷升高，脫蠟香梨相對電導率始終高于未脫蠟香梨。在貯藏末期125 d時，脫蠟香梨相對電導率為85.008 3%，未脫蠟香梨相對電導率為67.645 6%，脫蠟香梨相對電導率高于未脫蠟香梨17.362 7%，同貯藏0 d相比則分別增加了36.052 5%和20.220 2%。圖6

2.6 脫蠟處理對香梨果實丙二醛含量的影響

果實在后熟衰老過程中，會產生脂質自由基導致細胞膜透性增加。細胞受到損傷。研究表明，未脫蠟和脫蠟香梨丙二醛含量均呈逐步上升的趨勢，脫蠟香梨丙二醛含量整體高于未脫蠟香梨，未脫蠟香梨在貯藏第25～50 d時，丙二醛含量略有下降。脫蠟香梨貯藏結束125 d時的丙二醛含量由貯藏開始0的2.004 6 nmol/g FW增長至5.268 3nmol/g FW，未脫蠟香梨則從1.654 9 nmol/g FW增長至2.911 6 nmol/g FW，此時脫蠟香梨丙二醛含量為未脫蠟香梨的1.8倍。圖7

圖7 脫蠟處理香梨果實丙二醛含量變化

2.7 脫蠟處理對香梨果實乙烯釋放速率的影響

乙烯是重要的成熟衰老激素與果實采后生理活動密切相關。研究表明，貯藏前期，未脫蠟和脫蠟香梨大量釋放乙烯，到第75 d，未脫蠟香梨達到乙烯釋放高峰，乙烯釋放量為68.948 4 μL/(kg·h)FW，脫蠟香梨乙烯則在第50 d時迎來了高峰，釋放量為78.950 5 μL/(kg·h)FW，且未脫蠟香梨高峰為脫蠟香梨的1.15倍。在兩組香梨各自到達最高峰后，隨著貯藏時間的延長，未脫蠟香梨乙烯釋放量呈平緩下降趨勢，而脫蠟香梨呈迅速下降趨勢。圖8

2.8 香梨果實表皮蠟質含量的變化

研究表明，試驗以1 kg果實標準進行脫蠟，整個貯藏過程中蠟質含量隨著貯藏時間的增加而增大，在貯藏初期0 d蠟質含量為237 mg/kg，貯藏中期蠟質含量大幅上升至119 4 mg/kg，貯藏末期125 d蠟質含量達到1 956 mg/kg，若香梨繼續貯藏蠟質含量可能還會繼續上升。貯藏末期蠟質含量較貯藏初期增加了1 719 mg/kg，增幅達到825%。果實在長時間貯藏過程中，失水率升高，逐漸衰老，而蠟質為保護香梨，延緩衰老，會大量分泌來防止香梨非氣孔性水分散失，從而導致了蠟質含量的增加。圖9

圖8 脫蠟處理香梨果實乙烯釋放速率變化

圖9 貯藏時間香梨表皮蠟質含量變化

3 討 論

果品的外觀品質如色澤、大小、形狀等及內在品質如硬度、糖度、口味、維生素含量等共同構成了果實的商品價值[16]。生理活性指標影響其貯藏期限的長短。研究結果表明，未脫蠟香梨在低溫貯藏期間果實的可溶性固形物含量緩慢升高、VC含量呈先上升后下降的趨勢、貯藏第75 d出現呼吸高峰和乙烯釋放高峰，這些與李學文等[16]，王風霞等[17]，wills等[18]，付雅麗等[19]對香梨、蘋果、番茄、黃金梨的研究結果相一致。

果實蠟質作為保護層覆蓋在果實表皮最外層，不溶解于水而溶解于有機溶液是植物進行自我防護的一道屏障[20-21]。蠟質是長鏈飽和脂肪酸在表皮細胞中合成的，主要由醇，酯，醛，鏈狀烷烴和酮等組成[22]。防止植物體內的水分的非氣孔性擴散，降低水分的蒸騰以及抵御植食性昆蟲的作用[23]。研究中，香梨會在長期貯藏過程中分泌覆蓋在果皮表面的蠟質，在香梨表面形成保護膜，防止水分散失，延緩自生衰老速度。表皮蠟質含量會隨著貯藏時間的增加而增加，在貯藏初期0 d蠟質含量為237 mg/kg，貯藏末期125 d蠟質含量達到1 956 mg/kg，貯藏末期蠟質含量較貯藏初期增加了1 719 mg/kg，增幅達825%。脫蠟香梨在貯藏末期失重率高達56.14%是未脫蠟香梨的8.1倍，這與Oliveira等[24]對擬南芥等研究結果一致，蠟質是決定表皮水分散失程度的一個重要因子。果實由于失去了蠟質層的保護快速失水，導致果實糖度升高迅速。脫蠟香梨較未脫蠟香梨提前25 d出現呼吸高峰和乙烯釋放量的高峰，這可能是由于失去蠟質保護，果實內外氣體交換通暢，呼吸作用增強，促進成熟衰老，導致細胞膜滲透率及丙二醛含量增加。

4 結 論

脫蠟處理的香梨在貯藏過程中，脫蠟果實失重率大幅增加，在貯藏第125 d時達到56.14%，未脫蠟香梨為6.92%，兩者相差49.22%。未脫蠟果實蠟質含量隨著貯藏時間的增長而增加，貯藏末期蠟質含量較貯藏初期增加了1 719 mg/kg，增幅達到825%,進一步說明蠟質層的保護對香梨組織內水分的重要作用。脫蠟香梨較未脫蠟香梨提前25 d出現乙烯釋放峰值和呼吸高峰，表明脫蠟處理會適當加快香梨的乙烯釋放及呼吸躍變的到來。細胞膜滲透率和丙二醛含量明顯高于未脫蠟香梨，表明脫蠟處理會增加其生理代活動導致香梨快速成熟衰老。

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Fund project:Supported by NSFC "Studies on the relationship between peel wax layer change and senescence of Korla fragrant pear" (31360418)

Effect of Peel Dewaxing on the Physiological Activity of Korla Fragrant Pear during Storage

ZHONG Wei-di，LI Xue-wen，ZHANG Rui-jie，ZHAO Xiao-min，ZHANG Jiao-jiao，CHENG Jun-jia

(College of Food and Pharmaceutical Sciences，Xinjiang Agricultural University，Urumqi 830052，china)

【Objective】 Korla fragrant pear was used to investigate the effect of dewaxing process on physiological activity and quality of fragrant pear in order to explore the biological role of wax on the postharvest of fragrant pear.【Method】Korla fragrant pear was used to research the change of fruit soluble solids content，weight-loss ration，VC content，respiration rate，cell membrane permeability，MDA content，ethylene release content by using room temperature and heating method，dewaxing treatment on pear with chloroform and epicuticular wax content without dewaxing treatment. Finally they were stored in the -1.5℃ and RH95% refrigerator.【Result】Compared the fragrant pear without lost wax，dewaxing treatment firmness was higher than that of the fragrant pear without lost wax during the storage time. Dewaxing treatment group firmness was higher than that of the fragrant pear without lost wax at the end of storage group. During the whole storage，dewaxing treatment group on the weight-loss ration increased rapidly. Respiratory peak 7.1 200 CO2mg/(kg·h) and ethylene peak 78.905 μL(kg·h) FW appeared 25 days earlier.【Conclusion】Dewaxing treatment accelerated senescence of Korla fragrant pear，reduced the value of the products and shorten the storage period.

Korla fragrant pear; dewaxing treatment; quality; physiological activity

10.6048/j.issn.1001-4330.2016.07.007

2016-03-10

國家自然科學基金項目“庫爾勒香梨采后果皮蠟質層變化與果實衰老關系研究”(31360418)

鐘瑋迪(1992-)，男，新疆人，碩士研究生，研究方向為果蔬采后生理及貯藏運輸保鮮技術，(E-mail)465241812@qq.com

李學文(1964-)，男，新疆人，教授，博士生導師，研究方向為農產品貯藏與加工，(E-mail)xjndsp@sina.com

S661.2

A

1001-4330(2016)07-1223-07