10個山東主栽石榴品種果實褐變及其相關酶活性比較

馮立娟+王傳增+尹燕雷

摘要：以10個山東主栽石榴品種為試材，比較分析了其成熟期果實品質、褐變及其相關酶活性、總酚含量和抗氧化能力的差異及相關關系。結果表明，不同石榴品種果實各品質指標存在顯著差異，‘泰山紅單果重和可溶性固形物含量最高，‘秋艷百粒重最大，‘大青皮酸可滴定酸含量最高，‘泰山三白甜固酸比和可溶性糖含量最高。不同品種果實褐變及其相關酶活性、總酚含量和DPPH自由基清除率存在顯著差異。‘泰山三白甜果實褐變度、PPO、POD、PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率均最高。果實品質各指標間存在不同的相關性，褐變度與果實品質、相關酶活性、總酚和DPPH自由基清除率間存在一定的相關性。PPO、POD是影響石榴果實褐變的主導酶類，PAL在一定程度上影響其褐變。果實酚類物質含量高低與其抗氧化能力密切相關。

關鍵詞：石榴；褐變；PPO；POD；PAL

中圖分類號：S665.401 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2016）11-0034-04

Abstract Taking 10 dominant pomegranate cultivars in Shandong as materials， the difference and correlation of fruit quality， browning and related enzyme activity， total phenols content， antioxidant capacity were compared and analyzed at maturation stage. The results indicated that the difference of fruit quality was significant in different pomegranate cultivars. The single fruit weight and soluble solid content of ‘Taishanhong were the highest. The 100-grain weight of ‘Qiuyan was the biggest. The titratable acid content of ‘Daqingpisuan was the highest. The ratio of soluble solid and titratable acid and soluble sugar content of ‘Taishansanbaitian were the highest. There were significant differences in the fruit browning and related enzyme activities， total phenols content and DPPH radial scavenging activity among different pomegranate cultivars. The browning degree， activities of PPO， POD， PAL， total phenols content and DPPH radial scavenging activity of ‘Taishansanbaitian were all the highest. The fruit quality indexes of different pomegranate cultivars existed different correlations. There was certain correlation of browning degree with fruit quality， related enzyme activities， total phenols， DPPH radial scavenging activity. PPO and POD were the dominant enzymes that influenced the fruit browning of pomegranate. PAL influenced the fruit browning of pomegranate to some extent. The antioxidant capacity of pomegranate fruits was closely related to the contents of phenolic compounds.

Keywords Pomegranate； Browning； PPO； POD； PAL

石榴（Punica granatum L.）屬石榴科（Punicaceae）石榴屬（Punica）落葉灌木或小喬木，在整個熱帶、亞熱帶和暖溫帶等地區均可栽培，果實富含類黃酮、酚酸、單寧、生物堿等多種功能性保健物質，極具發展前景[1，2]。石榴褐變是由多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）催化酚類物質發生氧化反應引起的生理病害[3，4]。苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonialyase，PAL）是酚類物質和木質素生物合成的關鍵酶，影響果實外觀品質和組織褐變[5，6]。過氧化物酶（peroxidase，POD）是植物中普遍存在的一類氧化還原酶，可與PPO 協同作用引起植物組織褐變[7，8]。PPO、PAL和POD也是木質素合成的關鍵酶，能提高組織的木質化程度，促進其衰老敗壞，影響果實褐變[9]。近年來，國內外的研究主要集中在石榴采后貯藏期果實品質[10]，果實中PPO、PAL、POD活性與其褐變關系[11]等方面，而關于不同石榴品種果實褐變與其相關酶活性的差異及相關關系的研究尚未見報道。因此，本試驗以10個山東主栽石榴品種為試材，研究其成熟期果實褐變及相關酶活性、品質指標、總酚含量與抗氧化能力的關系，以期為石榴新優品種的選育、種質創新和產業發展提供科學理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年9-12月在山東省果樹研究所進行，以該所萬吉山基地石榴種質資源圃內的10個山東主栽石榴品種為試材（表1）。該基地屬溫帶大陸性半濕潤季風氣候區，年平均降水量697 mm，降水主要集中在7-8月；土質為砂壤土，微酸性，土層薄，土壤肥力一般。

每個品種分別選取10株生長健壯、長勢一致的8年生植株，常規管理，果實成熟時每個品種選取20個大小均勻、著色一致、無病蟲害、無擠壓損傷的果實樣品。果實采摘后放在盛有冰袋的泡沫保溫箱中，低溫條件下迅速帶回實驗室。將采集的石榴果實洗凈晾干，用削皮刀分離果皮，液氮冷凍后貯存于-20℃冰箱中待測。

1.2 測定項目及方法

果實單果重利用百分之一天平（精確度0.01 g）測定，可溶性固形物含量利用手持式折光儀測定。可滴定酸含量采用NaOH滴定法測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法[12]測定。褐變度參考譚誼談等[13]的方法測定，多酚氧化酶（PPO）活性參考張立華等[3]的方法測定，過氧化物酶（POD）活性參考印芳等[14]的方法測定，總酚含量參考張立華等[15]的方法測定，DPPH自由基清除率參考馮立娟等[2]的方法測定。每個指標重復測定3次，取其平均值。

1.3 數據處理

利用Microsoft Excel軟件作圖，SPSS 19.0軟件進行相關數據分析。

2 結果與分析

2.1 不同石榴品種果實品質的比較

不同石榴品種成熟期果實各品質指標間存在顯著差異（表2），‘泰山紅單果重最大（524 g），‘牡丹最小（305 g），均與其它品種差異極顯著（P<0.01）。‘秋艷百粒重最大（66.24 g），‘大紅皮甜最小（31.48 g），均與其它品種差異極顯著（P<0.01）。‘泰山紅可溶性固形物含量最高（16.8%），除‘大紅袍、‘冰糖籽、‘大紅皮甜外，與其它品種差異均極顯著（P<0.01）。‘牡丹可溶性固形物含量最低（13.5%），除‘泰山三白酸外，與其它品種差異均極顯著（P<0.01）。‘大青皮酸可滴定酸含量最高（2.48%），與其它品種差異極顯著（P<0.01），‘泰山三白甜最低（0.24%）。‘泰山三白甜固酸比（65.83）和可溶性糖含量（165.24 g·L-1）最高，均與其它品種差異顯著。‘大青皮酸固酸比最低（5.93），‘牡丹可溶性糖含量（128.35 g·L-1）最低，均與其它品種差異極顯著（P<0.01）。

2.2 不同石榴品種褐變及相關酶活性的比較

如表3所示，不同石榴品種果實褐變及其相關酶活性、總酚含量和DPPH自由基清除率存在顯著差異。‘泰山三白甜果實褐變度、PPO、POD、PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率均最高，均與其它品種差異極顯著（P<0.01）。‘泰山紅果實褐變度最低，‘大青皮酸PPO活性最低，‘牡丹POD、PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率最低，均與其它品種差異極顯著（P<0.01）。

2.3 相關性分析

不同品種各指標的相關性如表4所示。單果重與可溶性糖含量顯著正相關。可溶性固形物含量與可滴定酸含量顯著負相關，與PAL活性、總酚含量顯著正相關，與固酸比極顯著正相關。可滴定酸含量與PAL活性、可溶性糖含量顯著負相關，與固酸比、總酚含量和DPPH自由基清除率極顯著負相關。固酸比與可溶性糖含量、PPO、POD活性顯著正相關，與PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率極顯著正相關。可溶性糖含量與PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率極顯著正相關。褐變度與PPO、POD活性極顯著正相關，與PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率正相關，但不顯著。PPO、POD活性與PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率均顯著正相關。PPO與POD活性極顯著正相關。PAL活性與總酚含量、DPPH自由基清除率極顯著正相關。總酚含量與DPPH自由基清除率極顯著正相關。

3 討論與結論

果實品質是評價品種優劣的重要依據，主要由外觀品質和內在品質構成。單果質量、色澤和整齊度等可評價果實的外觀品質，可溶性固形物、可滴定酸和可溶性糖等可評價其內在品質[16]。本研究中，10個山東主栽石榴品種單果重、百粒重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比和可溶性糖含量均存在顯著差異。這種差異性可能與品種自身特性有關，也受栽培條件、管理措施、采收時期等諸多因素的影響[17]。

褐變是果實品質評定的重要指標，也是果實成熟老化、生理衰退最明顯的特征，褐變度能反映果實的褐變程度[13]。供試品種中，‘泰山三白甜果實褐變度最高，‘泰山紅最低，這可能與果皮顏色不同有關，具體機理還有待于深入研究。相關性分析表明，褐變度與PPO、POD活性極顯著正相關，與PAL活性正相關，但不顯著。這說明，PPO、POD是影響石榴果實褐變的主導酶類，PAL在一定程度上影響其果實褐變。這與Zhang等[18]的研究結果一致。

酚類物質是酶促褐變的底物[19]，DPPH自由基與果實的抗氧化能力密切相關[20]。本研究中，果實褐變度與總酚含量和DPPH自由基清除率正相關，但不顯著。表明，總酚含量和DPPH自由基清除率與石榴果實褐變程度有一定的相關性。相關性分析表明，不同品種果實總酚含量與DPPH自由基清除率顯著正相關，表明酚類物質含量高低與其抗氧化能力密切相關。

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