高浓度CO2处理对采后甜樱桃果实生理代谢的影响

王艳颖，姜爱丽，何煜波，张 静，兰鑫哲，胡文忠，*

(1.大连民族学院生命科学学院，生物化学工程国家民委－教育部重点实验室，辽宁大连 116600;2.大连工业大学食品工程学院，辽宁大连 116034)

高浓度CO处理对采后甜樱桃果实生理代谢的影响

王艳颖1，姜爱丽1，何煜波1，张 静1，兰鑫哲2，胡文忠1，*

(1.大连民族学院生命科学学院，生物化学工程国家民委－教育部重点实验室，辽宁大连 116600;2.大连工业大学食品工程学院，辽宁大连 116034)

以“8－102”品种甜樱桃为研究材料，对高浓度CO2处理不同时间(48、96、144h)后的甜樱桃果实的呼吸强度、果实颜色以及相关酶活性进行了研究。结果表明，不同时间的高浓度CO2处理均不同程度地抑制了果实的PPO活性，尤其短时高浓度CO2处理明显地延缓了果皮的着色过程，抑制了果实的呼吸强度和PPO、POD酶活性以及降低了MDA含量，减轻了果实的褐变程度，贮藏后期果实保持较好的贮藏品质。

高浓度CO2，甜樱桃，生理代谢

甜樱桃果实色泽艳丽、风味鲜美，具有较高的营养价值，加之成熟于水果短缺的5、6月份，深受消费者喜爱，因此甜樱桃栽培具有十分可观的经济效益。甜樱桃在我国的栽培区域比较狭窄，主要集中分布于山东烟台和辽宁大连一带，其中烟台总产量占全国总量的70%以上［1］。实验品种‘8－102’(又名晚红珠)是大连市农科所选出的甜樱桃优良株系，大连地区7月上旬果实成熟，属极晚熟品种，抗霜冻、耐贮运、极丰产、综合性状优良、果售价高是其突出特点［2－3］。近几年甜樱桃产量迅速上升，产地鲜销饱和的同时带来的却是腐损的加剧和销售价格的暴跌，国内的采后加工业相对发达国家比较落后。因此，解决甜樱桃的贮藏保鲜技术将直接决定甜樱桃的经济价值和发展前景，具有十分重要的社会意义和经济价值。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试甜樱桃 于2009年7月1日人工采摘于大连市经济技术开发区董家沟英歌石村，品种为“8－102”，又名“晚红珠”，采收在晴天傍晚，选择成熟、果形正、果个适中、无病虫害、无机械伤的果实作为实验材料，采后立即运回实验室4℃预冷。

BR4i型台式高速冷冻离心机 法国Jouan;T－25型匀浆器 德国IKA;CR400/CR410色差计日本Konica Minolta;Lambda 25型紫外可见分光光度计 美国Perkin Elmer;组合式气调库 大连冷冻机股份有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 样品处理 将每处理1kg果实置于自制的厚度为0.12mm的聚乙烯塑料薄膜袋中，先将袋内气体抽除，然后充入纯 CO2气体(钢瓶装，纯度为99.995%，由大连安瑞森特种气体有限公司提供)，反复排气充气三次后密封充气口，果实与气体的体积比为 1∶10 左右，处理时间分别为 48、96、144h，处理结束后在空气中通风6h，然后分别转入0.04mm厚的聚乙烯薄膜袋不扎口包装，2℃冷库中贮藏，对照始终置于0.04mm厚聚乙烯薄膜袋中不扎口包装，2℃冷库中贮藏，每8d测定一次各项生理指标。实验处理分别为:A:未经CO2处理(CK);B:CO2处理48h;C:CO2处理96h;D:CO2处理144h。

1.2.2 果实颜色的测定 用日本产CR－400/410型色差计测定，在果实的不同部位用事先经过校对的色差计测定果皮的L*，L*值表示颜色的亮度，L*=100为白色，L*=0为黑色。

1.2.3 呼吸强度的测定 参照王艳颖［4］的气相色谱法:在密闭良好的容器中装入150g樱桃果实，在贮藏条件下密封放置2h，然后用微量注射器抽取1mL气体试样，注入气相色谱(GC－2010型)进行检测。CO2标样从纯CO2钢瓶(CO2纯度为99.995%)中抽取并稀释，标样系列稀释浓度为:5、10、15、20、25μL/mL。

仪器与色谱条件:日本岛津GC－2010型气相色谱仪，1.8m×0.25mm填充柱;TCD检测器，He为载气(流量为55.8mL/min)，柱温为 35℃，进样口温度120℃，检测器温度为120℃。每处理重复测定3次。1.2.4 PPO、POD活性及MDA含量的测定

1.2.4.1 提取液的制备 取10g去皮果肉，加1g PVP于20mL 0.2mol/L磷酸缓冲液(pH=6.4)中，冰浴研磨，4℃冰冻离心机13000×g离心30min，取上清液测定酶活性和MDA含量。

1.2.4.2 PPO活性测定 参照Galeazzi等的方法［5］，并加以改进:将0.5mL粗酶提取液加入3mL 0.5mol/L的邻苯二酚溶液(用0.2mol/L pH=6.4的磷酸缓冲液配制)中。反应温度为25℃，加酶液后5s开始扫描10s内398nm处吸光值变化，酶活性以ΔOD398·min－1·g－1FW 表示，重复 3 次。

1.2.4.3 POD活性的测定 POD活性的测定按照Putter的方法［6］，稍作修改:将 0.5mL 粗酶提取液加入2mL 0.3%愈创木酚(用0.2mol/L pH=6.4的磷酸缓冲液配制)中，在30℃水浴中平衡5min，然后加入1mL 0.3%H2O2(用0.2mol/L pH=6.4的磷酸缓冲液配制)混匀，1min后扫描1min内460nm处吸光值变化，酶活性以 ΔOD460·min－1·g－1FW 表示，重复3次。

1.2.4.4 MDA含量的测定 MDA含量的测定参照Heath和 Pacontroler的方法［7］:将 1.5mL 粗酶提取液加入2.5mL 0.5%的硫代巴比妥酸(TBA，用15%的三氯乙酸配制)溶液中，混匀后在沸水浴中煮沸18min，迅速用自来水冷却，并在10000×g离心机中离心10min，取上清液在532nm和600nm波长下分别测定光密度值。

2 结果与分析

2.1 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃果实颜色L*的影响

果实颜色是反映果实外观品质的重要指标。由图1可见，三种处理和对照果实的亮度均随着贮藏时间的延长而逐渐下降随后又上升。这是因为采后的樱桃果实在低温贮藏时，各种生理代谢缓慢，果实不再正常着色，果皮颜色变浅。随着贮藏时间的延长，果实缓慢成熟，果实着色过程恢复正常。但经过处理的果实降低了新陈代谢的速率，着色过程恢复缓慢，尤其处理48h的果实着色过程最缓慢，在贮藏期观察到果实颜色较新鲜，而处理144h的果实L*上升较快，在贮藏期间观察到果皮逐渐褐变。实验结果表明，甜樱桃果实经过短时高浓度CO2处理，在贮藏期保鲜效果较好，而较长时间的高浓度CO2处理对果实产生了伤害，促进了果实的褐变。

图1 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃果实L*值的影响

2.2 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃呼吸强度的影响

甜樱桃属于非呼吸跃变型果实［8］，低温贮藏能降低果实的呼吸强度，如图2所示，采后8d的果实呼吸强度是采后的50%。随着贮藏时间的延长，呼吸强度逐渐增强，这可能是因为樱桃果实在低温贮藏时缓慢成熟老化引起呼吸强度逐渐增加。而经过高浓度CO2处理的樱桃果实呼吸强度受到了一定的抑制，贮藏期间明显低于对照果，尤其处理48h的呼吸强度明显低于其它果。说明短时高浓度CO2处理能明显抑制樱桃果实呼吸强度的增加，延缓了樱桃果实的衰老进程，而长时间的高浓度CO2处理却促进了果实呼吸强度的增加，不利于樱桃果实的长期贮藏。

图2 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃呼吸强度的影响

2.3 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃PPO活性的影响

多酚氧化酶(PPO)是一种含铜离子的膜蛋白酶。在组织细胞内以两种形式存在，一种是以游离态(FPPO)存在于细胞质中，其具有催化活性，能催化酚类物质氧化产生褐色物质;一种以潜在活性的结合态(BPPO)存在于细胞膜上，细胞膜破裂，BPPO便游离出来，向FPPO转化，FPPO活性显著提高，表现出对酚类物质的催化活性［9］。由图3可知，对照和处理果的PPO活性都呈现贮藏前期上升后期下降的趋势，这可能是樱桃果实在低温贮藏时缓慢完成后熟过程，PPO活性逐渐增加，贮藏中期果实逐渐老化，细胞膜破裂，PPO把酚类物质氧化为醌后活性逐渐下降。而经过处理的樱桃果实的PPO活性都明显受到抑制，尤其处理48h和处理96h的峰值比对照晚8d出现，而且后期PPO活性保持较高的水平。说明高浓度CO2处理抑制了果实的后熟，降低了PPO活性，减轻了果实褐变的程度，尤其短时高浓度CO2处理抑制后熟效果更好，贮藏后期细胞膜的完整性保持较好而使樱桃果实的PPO活性维持在较高的水平。

图3 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃PPO活性的影响

2.4 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃POD活性的影响

POD除了有清除植物体内自由基的作用，还与果实的成熟衰老有密切的关系［10］。如图4所示，对照果和处理的POD活性都呈逐渐上升的趋势，而处理果只有处理48h和96h的POD活性低于对照果。说明果实在贮藏过程中逐渐老化，导致了H2O2的积累，从而诱导了POD活性的上升以清除过剩的自由基。所以，低温长时间贮藏并不能抑制采后樱桃果实的衰老，但短时高浓度CO2处理却能抑制POD活性的上升，以减缓果实的衰老进程，而长时间高浓度CO2处理果实抗衰老能力降低，贮藏后期樱桃果实褐变较严重。

图4 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃POD活性的影响

2.5 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃MDA含量的影响

果蔬组织中活性氧产生和清除之间的不平衡会导致活性氧的积累，从而促进膜脂过氧化，MDA是膜脂过氧化的产物，其累积量的多少反映膜脂过氧化程度的高低［11］。图5所示，对照和处理果的MDA含量都呈缓慢上升的趋势，而处理96h和144h的MDA含量明显高于对照，处理48h的MDA含量贮藏期一直明显低于对照。结果表明，较长时间的高浓度CO2处理加速了果实的成熟老化，促进了膜脂过氧化，而短时高浓度CO2处理明显地抑制了膜脂过氧化，延缓了果实老化的进程，贮藏末期樱桃果实仍然保持良好的贮藏品质。

图5 不同时间的高浓度CO2处理对甜樱桃MDA含量的影响

3 讨论

气调贮藏有利于减缓果胶的分解，抑制果实的成熟衰老过程，同时有利于保持果实的色泽和风味［12－13］。有研究表明，“红灯”果实在 10%～25% 的CO2中贮藏30d不会产生伤害［14］。而不同品种的果实对CO2浓度的耐受力以及耐受时间是不同的，最适浓度很难把握。

在果蔬后熟衰老或贮藏加工过程中，果蔬组织的褐变与组织中的PPO、POD活性有关，而且果蔬组织的衰老会导致H2O2等活性氧的积累，引起膜脂过氧化，MDA含量逐渐增加。本实验从CO2处理的不同时间上研究“8－102”甜樱桃的生理生化指标，实验结果表明，不同时间的高浓度CO2处理均能够降低PPO的活性，尤其短时高浓度CO2处理明显地延缓果皮的着色过程，抑制樱桃果实的呼吸强度、PPO、POD活性的上升和膜脂过氧化的速度，降低了MDA含量，贮藏后期樱桃果实褐变程度减轻，果实贮藏品质保持较好。

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Effect of high concentration CO2treatment on postharvest physiology metabolism of sweet cherry

WANG Yan－ying1，JIANG Ai－li1，HE Yu－bo1，ZHANG Jing1，LAN Xin－zhe2，HU Wen－zhong1，*

(1.Key Laboratory of Biochemical Engineering，The State Ethnic Affairs Commission－Ministry of Education，Dalian 116600，China;2.College of Food Engineering，Dalian Polytechnic University，Dalian 116034，China)

The respiration rate and color and related enzyme activities of sweet cherry fruit by treated with high concentration of CO2for different times(48，96，144h)were studied.The results showed that the polyphenol oxidase(PPO)activities of fruit by treated with high concentration of CO2for different times were inhibited different degrees，especially the activities of PPO，POD and respiration rate were inhibited significantly and the content of malondialdehyde(MDA)reduced for short－term treatment with high concentration of CO2，the coloring process of pericarp was delayed，and it alleviated the browning of fruit and maintain a better storage quality post－storage.

high concentration CO2;sweet cherry;physiological metabolism

TS255.3

A

1002－0306(2011)07－0368－04

2010－12－03 *通讯联系人

王艳颖，女，硕士，高级工程师，研究方向:果蔬贮藏加工与保鲜。

辽宁省科学技术计划项目;国家人力资源和社会保障部留学人员科技活动项目;辽宁省教育厅科研项目(2009S023)。