自发气调对鸭梨果实生理生化品质的影响

李 健，赵丽丽，刘 野，王友升

(北京工商大学食品学院，北京市食品风味化学重点实验室，食品添加剂与配料北京高等学校工程研究中心，北京100048)

自发气调贮藏(Modified atmosphere packaging，简称MAP)主要是通过果实自身的呼吸作用，逐渐在包装中形成高CO2低O2的气调环境，从而起到延缓果实衰老进程的作用，具有成本低，操作方便，易于推广等特点［1］。然而不当的MAP贮藏不但不能延长果实的贮藏期，还会引起果实的生理失调，佟伟等研究发现不适宜的薄膜会引起西洋梨CO2伤害的发生［2］。鸭梨果实同样对CO2很敏感，不论在常温还是低温条件下，高浓度CO2都会对鸭梨组织造成伤害［3－4］。CO2伤害会引起组织发生褐变，诱发果实产生不良风味，严重影响了鸭梨果实的商品价值。关于MAP对鸭梨果实贮藏品质的影响还未见报道。本文以鸭梨果实为试材，研究了MAP贮藏对鸭梨果实黑心病发病率的影响，通过测定果实内过氧化氢，丙二醛含量及活性氧代谢相关酶的活性变化规律，初步探讨了MAP贮藏对鸭梨果实黑心病发生的影响机制。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

供试鸭梨购于新发地农贸市场，挑选果实色泽匀称、大小一致，无机械损伤和病虫害的果实用于实验。将果实密封于保鲜盒中(尺寸为456mm×225mm×300mm，厚度为1.8mm)进行自发气调贮藏，对照组不密封。所有果实均置于(17±1)℃的环境中贮藏。每处理30个果实，进行3次重复，每隔7d定期取样。取样部位为果实赤道部分。

T25分散机 德国Ultra－turrax公司;F－80C型制冰机 北京博威兴业科技发展有限公司;Eppendorf 5810R型离心机 德国艾本德公司;UV－2450型分光光度计 日本Shimadzu公司;电热恒温水浴锅 重庆万达仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 果心褐变率的测定 将果实沿果心中心部位横切，统计果心是否发生褐变。褐变率用果心褐变果实占总果数的百分比表示［5］。

1.2.2 多酚氧化酶的测定 称取果肉组织5.0g，加入20mL 100mmol/L、pH7.8的磷酸缓冲液(含 0.2g PVPP)，研磨匀浆，然后于4℃、10000×g离心20min，上清液即为粗酶提取液。多酚氧化酶(PPO)活性参

考Chen等方法测定［6］。以酶促反应体系吸光度值变化0.01为一个PPO活力单位(U)。重复3次。

1.2.3 总酚含量的测定 称取5.0g鸭梨果肉，加入20mL的甲醇在冰浴条件下研磨，提取30min后离心(10000 ×g，20min，4℃)。取 0.1mL 上清液加入2.58mL水，0.12mL福林，0.2mL饱和Na2CO3溶液后于暗处存放1h后于760nm测定总酚，重复3次。计算总酚含量，用 μg·g－1FW 表示。

1.2.4 丙二醛的测定 称取5.0g果肉，加入20mL经4℃预冷的5%(w/v)三氯乙酸溶液(含10mmol/L EDTA－Na2)在冰浴条件下研磨匀浆，并于4℃、10000×g离心 20min，上清液用于丙二醛(MDA)含量的测定［7］。

1.2.5 过氧化氢含量的测定 称取3.0g鸭梨果肉，加入3mL冷丙酮在冰浴条件下研磨成匀浆，然后于4℃、10000×g离心20min，上清液用于 H2O2的测定［8］。H2O2含量以 mg·100g－1FW 表示。

1.2.6 过氧化物酶活性的测定 过氧化物酶(CAT)提取方法同1.2.2，酶活参考Havir等方法测定［9］。以酶促反应体系吸光度值变化0.01为一个CAT活力单位(U)。重复3次。

1.2.7 抗坏血酸过氧化物酶活性的测定 抗坏血酸过氧化物酶(APX)提取方法同1.2.2。参考Nakano等的方法测定APX活性［10］。以酶促反应体系吸光度值变化0.01为一个APX活力单位(U)。重复3次。

1.2.8 数据统计及制图 数据使用Excel统计分析，计算标准误差并作图。

2 结果与分析

2.1 MAP贮藏对鸭梨果实果心褐变率的影响

鸭梨果实容易发生黑心病。鸭梨果实常温贮藏4周后的果实褐变率如图1所示，MAP贮藏果实的褐变率显著高于对照果实，比对照高了78%，说明鸭梨果实在MAP贮藏条件下黑心病发生率有所增加。

图1 MAP贮藏对鸭梨果实褐变指数的影响Fig.1 Effect of MAP treatment on brown index of Yali pear fruit during storage

2.2 MAP贮藏对鸭梨果实多酚氧化酶活性和总酚含量的影响

如图2A所示，对照果实的多酚氧化酶(PPO)活性在贮藏过程中无明显变化，而MAP贮藏果实的PPO活性在贮藏14d后迅速增加，贮藏至21和28d时，MAP贮藏果实的PPO活性分别比对照高出16%和18%。

鸭梨果实贮藏过程中总酚含量的变化情况如图2B所示，对照果实的总酚含量在整个贮藏期间变化不大，而MAP贮藏果实的总酚含量在贮藏后期迅速下降，贮藏结束时，其含量仅为对照果实的7%。

图2 MAP贮藏对鸭梨果实PPO活性和总酚含量的影响Fig.2 Effect of MAP treatment on PPO activity and total phenol content of Yali pear fruit during storage

2.3 MAP贮藏对鸭梨果实丙二醛含量的影响

丙二醛(MDA)是膜质过氧化产物，可以反映出细胞的膜质过氧化程度。在贮藏期间，MAP贮藏增加了果实的MDA含量，贮藏第28d，MAP贮藏果实的MDA含量较对照高出29%。

图3 MAP贮藏对鸭梨果实MDA含量的影响Fig.3 Effect of MAP treatment on MDA content of Yali pear fruit during storage

2.4 MAP贮藏对鸭梨果实过氧化氢含量的影响

在贮藏后期，MAP贮藏果实的H2O2含量迅速上升，在贮藏21和28d时，MAP贮藏果实的H2O2含量分别比对照高出262%和71%。

2.5 MAP贮藏对鸭梨果实活性氧代谢相关酶活性的影响

图4 MAP贮藏对鸭梨果实H2O2含量的影响Fig.4 Effect of MAP treatment on H2O2content of Yali pear fruit during storage

鸭梨果实中CAT活性的变化趋势如图5A所示，对照果实CAT在贮藏前期迅速上升，在贮藏后期维持在较高水平，MAP贮藏果实的CAT活性在贮藏21d出现高峰，但仍低于对照果实，之后迅速下降，在贮藏结束时，活性仅为对照果实的43%。

如图5B所示，对照果实的APX活性在贮藏前期略有下降，随后出现活性高峰，而MAP贮藏果实APX活性在贮藏开始时就迅速下降，之后一直保持在较低水平。

图5 MAP贮藏对鸭梨果实CAT和APX活性的影响Fig.5 Effect of MAP treatment on CAT and total APX activity of Yali pear fruit during storage

3 结论与讨论

黑心病是鸭梨贮藏过程中常见的生理性病害。黑心病的发生首先从心皮内壁开始，随后发展到整个果心。黑心病分为冷敏性，气敏性和衰老性褐变，急剧降温，环境CO2中浓度升高都会加剧黑心病的发生［11］。以往的研究表明黑心病的发生与酚类物质在多酚氧化酶(PPO)的作用下形成褐色物质有关［5］。本研究发现自发气调(MAP)贮藏果实的PPO活性较对照高，这可能是引起黑心病发生率增加的原因。

PPO一般情况下与细胞器膜或细胞膜结合，活性较低，同时多酚常存在于液泡中，PPO不能催化多酚氧化;当细胞膜结构被破坏时，PPO被释放出来，活性增强，此时PPO有机会与多酚结合，引起组织发生褐变［11］。丙二醛(MDA)是膜脂过氧化的产物之一，可以用来表示膜损伤的程度，本文研究发现MAP贮藏果实的MDA含量在贮藏后期高于对照果实，说明此时果实细胞膜的完整性已经受到破坏，MAP贮藏果实PPO活性的增加可能也与此有关。

果实组织中的活性氧不但会影响蛋白质的合成，还可以引起膜质过氧化作用［12］，从而引起果实的衰老［13］。过氧化氢是毒性较强的活性氧之一，在本次实验中，MAP贮藏鸭梨果实中H2O2含量迅速增加，这可能是导致果实细胞膜损伤的原因。

正常植物组织中有很多活性氧的清除系统，过多的活性氧可以被不同的抗氧化酶或抗氧化物质清除掉［14］。过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)是两种重要的活性氧清除酶，CAT可以将H2O2催化转化为H2O和氧气，APX可以利用抗坏血酸为电子供体清除H2O［15］2。本研究中发现MAP贮藏抑制了果实内的CAT和APX活性，所以可以推测这可能是导致MAP贮藏果实贮藏后期H2O2迅速积累的原因。

不当的自发气调贮藏可以抑制鸭梨果实内过氧化氢酶和抗坏血酸过氧化物酶的活性，提高过氧化氢的含量，增加果实细胞膜的通透性，同时可以提高果实多酚氧化酶的活性，从而引起果实黑心病发生率的增加。在进行鸭梨自发气调贮藏时，应及时打开包装，进行通风换气，预防果实黑心病的发生。

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