“乌叶”和“兰竹”荔枝果实采后果皮活性氧代谢的差异性

林福兴等

摘 要 比较“乌叶”和“兰竹”荔枝果实在（8±1）℃贮藏条件下果皮活性氧代谢的差异。结果表明：“乌叶”和“兰竹”荔枝果实果皮活性氧代谢强度不同，贮藏期间，“乌叶”的活性氧清除酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性和内源抗氧化物质还原型抗坏血酸（AsA）、还原型谷胱甘肽（GSH）含量都显著高于“兰竹”，褐变指数、超氧自由基（O2·- ）产生速率、膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）含量显著低于“兰竹”。据此认为，与“兰竹”荔枝果实相比，“乌叶”荔枝果实具有较长的贮藏期，可能与“乌叶”荔枝果实有较强的活性氧清除能力，能减少O2·- 积累，减轻膜脂过氧化作用，较好地保持荔枝果皮细胞膜结构的完整性和减缓果实衰老有关。

关键词 荔枝；果实；果皮；活性氧代谢；品种

中图分类号 TS255.4；S667.1 文献标识码 A

Abstract The differences in reactive oxygen species（ROS）metabolism in the pericarp of harvested‘Wuyeand ‘Lanzhulitchis during stored at（8±1）℃ were investigated. The results showed that there was different rate of ROS metabolism in the pericarp of harvested‘Wuyeand‘Lanzhulitchis. As compared with‘Lanzhulitchi， there were significantly higher activities of ROS scavenging enzymes， including superoxide dismutase（SOD）， catalase（CAT）and ascorbate peroxidase（APX）， higher contents of endogenous antioxidant substances such as ascorbic acid（AsA）and glutathione（GSH）in the pericarp of harvested‘Wuyelitchi. However， browning index， pericarp superoxide anion（O2·- ）production and malondialdehyde（MDA）content（a production of membrane lipid peroxidation）in‘Wuyelitchi were significantly lower than those in‘Lanzhulitchi. These results suggested that longer storage life of harvested‘Wuyelitchi than‘Lanzhulitchi might be due to higher ROS scavenging capacity and lower accumulation of O2·- ， which might alleviate membrane lipid peroxidation， maintain the integrity of cellular membrane structure in pericarp and retard fruit senescence of harvested‘Wuyelitchi.

Key words Lichi（Litchi chinensis Sonn.）； Fruit； Pericarp； ROS metabolism； Cultivar

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.015

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是世界上主要的亚热带水果之一，中国是世界上荔枝栽培面积最大和总产量最高的国家，主产于广东、福建、广西、海南、台湾等省（区）[1]。但中国荔枝果实成熟于夏季5～7月高温季节，采后生理代谢旺盛，果实采后易衰老变质、腐烂，限制了荔枝果实的贮运和销售[2]。前人研究发现，不同品种荔枝果实的耐贮性差异很大，该差异与荔枝果实采后衰老特性有关[3-4]；采后荔枝果实衰老与活性氧（reactive oxygen species， ROS）的产生和积累密切相关[5-6]。荔枝果实采后纯氧或壳聚糖结合抗坏血酸等处理措施能延缓果实衰老、延长荔枝果实贮藏期[7-8]。Duan等[7]报道，采后纯氧处理能显著提高荔枝果实果皮超SOD、CAT和APX等活性氧清除酶活性，减少活性氧（ROS）的产生和积累，减轻脂质过氧化反应，延迟果皮膜透性的增加，延缓果实衰老，延长荔枝果实贮藏期。Sun等[8]研究认为，壳聚糖结合抗坏血酸处理能显著提高荔枝果实果皮AsA和GSH等内源抗氧化物质含量，减少活性氧的产生，从而降低腐烂率，延长果实贮藏期。林艺芬等[2]研究认为，福建省主栽名优荔枝品种“乌叶”和“兰竹”果实的耐贮性不同，“乌叶”荔枝果实比“兰竹”耐贮藏。其中“兰竹”荔枝果实采后容易发生腐烂和果皮褐变，果肉可溶性固形物、总糖和维生素C等营养品质下降快；而“乌叶”荔枝果实采后较不容易腐烂和果皮褐变，果肉可溶性固形物、总糖和维生素C等营养品质下降较慢[2]。但目前关于耐贮性不同的“乌叶”和“兰竹”果实采后衰老与活性氧代谢的关系未见研究报道。本研究以耐贮性不同的“乌叶”和“兰竹”荔枝果实为材料，研究“乌叶”和“兰竹”荔枝果实采后果皮活性氧代谢规律，旨在阐明耐贮性不同的荔枝果实采后衰老与活性氧代谢的关系，为荔枝保鲜中选择衰老慢、耐贮藏的荔枝品种提供理论依据和生产指导。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

供试荔枝品种“乌叶”（Litchi chinensis Sonn. cv. Wuye）和“兰竹”（Litchi chinensis Sonn. cv. Lanzhu）果实均采自福建省龙海市九湖荔枝园，在果实大约九成熟时采收。采收当天果实运至福建农林大学农产品产后技术研究所食品贮藏保鲜实验室（福州），选择大小均匀、色泽一致，无病虫、无损伤的健康果实进行试验。经挑选后的荔枝果实先用水清洗、去除荔枝果实表面的灰尘、污物及部分微生物，再用25%的抑霉唑（Imazalil）杀菌剂1.0 mL/L浸果5 min，晾干后用0.03 mm厚的聚乙烯薄膜袋包装，每袋装果50个，在（8±1）℃下贮藏。定期取样观察和测定果皮活性氧代谢有关指标。

1.2 测定项目和方法

1.2.1 果皮褐变指数的测定 参照林艺芬等[2]的方法测定荔枝果皮褐变指数。每次随机取50个荔枝果实，按照果皮外表面褐变面积大小把果皮褐变程度分为6级。1级果：没有褐变；2级果：褐变面积<1/4；3级果：1/4≤褐变面积<1/2；4级果：1/2≤褐变面积<3/4；5级果：褐变面积≥3/4；6级果：全部褐变。果皮褐变指数=Σ（褐变级数×该级果数）/总果数。

1.2.2 果皮O2·- 产生速率的测定 从10个荔枝果实中取果皮2 g，按照Song等[9]的方法测定O2·- 产生速率，结果以μmol/（g FW·min）表示。

1.2.3 果皮MDA含量的测定 从10个荔枝果实中取果皮2 g，按照Zheng等[10]的方法测定MDA含量，结果以nmol/g FW表示。

1.2.4 果皮活性氧清除酶活性的测定 从10个荔枝果实中取果皮组织2 g，参考Yi等[6]的方法测定SOD、CAT和APX等活性氧清除酶活性。其中SOD活性以抑制NBT光化还原50%的酶用量为一个SOD酶活性单位（U），CAT活性以每分钟OD240下降0.01的酶用量为一个CAT酶活性单位（U），APX以每分钟消耗1 μmol AsA的酶用量为一个APX酶活性单位（U），结果以U/mg protein表示。

1.2.5 果皮AsA和GSH含量的测定 从10个荔枝果实中取果皮组织2 g，按照林河通等[11]的方法测定AsA和GSH含量，结果以mg/g FW表示。

1.2.6 果皮蛋白质含量的测定 按照林河通等[11]的方法测定龙眼果皮蛋白质含量，以牛血清蛋白作标准曲线。

以上各指标测定均重复3次。

1.3 数据分析

数据采用SPSS 16.0数据分析软件进行方差分析（ANOVA）和Ducan多重比较法进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 “乌叶”和“兰竹”荔枝果实贮藏期间果皮褐变指数的变化

由图1可知，采后“乌叶”和“兰竹”荔枝果实果皮褐变指数均随着贮藏时间的延长而上升，但是在贮藏的同一阶段，不同品种的荔枝果实果皮的褐变程度不同。其中，“兰竹”荔枝果实果皮褐变指数在贮藏0～20 d内迅速上升，20 d之后缓慢上升；而“乌叶”荔枝果实果皮褐变指数在贮藏0～15 d内上升缓慢，15 d之后则迅速上升。进一步比较发现，在整个贮藏期间的同一时间，“兰竹”荔枝果实果皮褐变指数均高于“乌叶”荔枝果实。如贮藏至第15天、第20天、第25天时，“兰竹”荔枝果实果皮褐变指数分别为“乌叶”荔枝果实的2.1、1.7和1.3倍，两者间的差异极显著（p<0.01）。上述结果表明，“兰竹”荔枝果实果皮比“乌叶”荔枝果实果皮更容易发生褐变。

2.2 “乌叶”和“兰竹”荔枝果实贮藏期间果皮O2·- 产生速率的变化

由图2可知，“兰竹”和“乌叶”荔枝果实果皮O2·- 产生速率随贮藏时间的延长而上升。其中，“兰竹”荔枝果实果皮O2·- 产生速率在贮藏0～25 d内缓慢上升，25 d之后迅速上升；而“乌叶”在贮藏0～25 d缓慢上升，在贮藏25～30 d内快速上升，30 d之后变化不大。进一步比较发现，在整个贮藏期间的同一时间，“兰竹”荔枝果实果皮O2·- 产生速率均高于“乌叶”。如贮藏至第25天、第30天和第35天时，“兰竹”荔枝果实果皮O2·- 产生速率分别为“乌叶”的1.7、1.6和1.9倍，两者间差异极显著（p<0.01）。

2.3 “乌叶”和“兰竹”荔枝果实贮藏期间果皮MDA含量的变化

MDA是膜脂过氧化作用的最终产物，其含量的多少可用来反映膜脂过氧化程度的高低[12]。由图3可知，荔枝果实采收当天，“乌叶”荔枝果实果皮的MDA含量比“兰竹”低；采后贮藏期间，MDA含量随贮藏时间的延长而上升。“兰竹”荔枝果实果皮MDA含量，在贮藏0～25 d缓慢上升，25 d之后快速上升；而“乌叶”荔枝果实果皮MDA含量在整个贮藏过程中缓慢上升。进一步比较发现，在整个贮藏期内的同一贮藏时间，“乌叶”荔枝果实果皮的MDA含量显著（p<0.05）低于“兰竹”。上述结果表明，“兰竹”荔枝果实果皮的膜脂过氧化程度比“乌叶”荔枝果实果皮严重。

2.4 “乌叶”和“兰竹”荔枝果实贮藏期间果皮活性氧清除酶活性的变化

由图4-A可知，“兰竹”荔枝果实果皮SOD活性在整个贮藏期内迅速下降；“乌叶”荔枝果实果皮SOD活性在贮藏0～5 d和25～30 d内快速下降，而在贮藏5～25 d内缓慢下降。进一步比较发现，在同一贮藏期间的同一时间，“乌叶”荔枝果实果皮的SOD活性均高于“兰竹”果实。如在贮藏第0天、第20天和第25天时，“乌叶”荔枝果实果皮SOD活性分别是“兰竹”荔枝果实的1.23、1.58和2.12倍，两者间差异显著（p<0.05）。

由图4-B可知，荔枝果实采收当天，“乌叶”荔枝果实果皮的CAT活性比“兰竹”高；在贮藏期间，“乌叶”和“兰竹”荔枝果实果皮CAT活性随贮藏时间的延长而下降，但两者的下降幅度不一样。“兰竹”荔枝果实果皮CAT活性在贮藏0～35 d内迅速下降；“乌叶”荔枝果实果皮CAT活性在贮藏0～15 d内快速下降，15～20 d内极快速下降，20 d之后快速下降。进一步比较发现，在同一贮藏期间的同一时间，“乌叶”荔枝果实果皮CAT活性均低于“兰竹”果实。如在贮藏第0天、第5天、第10天和第15天时，“乌叶”荔枝果实果皮CAT活性分别是“兰竹”荔枝果实的1.43、1.68、1.97和1.84倍，两者间差异极显著（p<0.01）。

由图4-C可知，荔枝果实采收当天，“乌叶”荔枝果实果皮的APX活性是“兰竹”的1.8倍；在采后贮藏期间，“兰竹”和“乌叶”荔枝果实果皮APX活性变化趋势相同，但贮藏不同时期，其变化幅度不同。其中，“兰竹”荔枝果实果皮APX活性在0～5 d内快速下降，5～15 d内缓慢下降，15 d后又快速下降；而“乌叶”荔枝果实果皮APX活性0～5 d内快速下降，5～15 d内极快速下降，15 d后又快速下降。进一步比较发现，在同一贮藏期间的同一时间，“乌叶”荔枝果实果皮APX活性极显著（p<0.01）高于“兰竹”。

上述结果表明，刚采收的“乌叶”荔枝果实果皮SOD、CAT和APX活性高于“兰竹”；与“兰竹”荔枝果实比较，在采后同一贮藏期间，采后“乌叶”荔枝果实能保持较高的SOD、CAT和APX活性。

2.5 “乌叶”和“兰竹”荔枝果实贮藏期间果皮AsA和GSH含量的变化

由图5-A可知，荔枝果实采收当天，“乌叶”荔枝果实果皮的AsA含量比“兰竹”高；采后贮藏期间，果皮AsA含量随贮藏时间的延长而下降。“兰竹”荔枝果实果皮AsA含量在整个贮藏期内缓慢下降；而“乌叶”果实果皮AsA含量在贮藏0～5 d内变化不大，5 d后快速下降。进一步比较发现，在同一贮藏期间的同一时间，除第35天外，“乌叶”荔枝果实果皮AsA含量极显著（p<0.01）高于“兰竹”。

由图5-B可知，“兰竹”和“乌叶”荔枝果实果皮GSH含量随着贮藏时间的延长而呈下降趋势。其中，“兰竹”果实果皮GSH含量在贮藏0～30 d内迅速下降，在贮藏30～35 d内变化不大；而“乌叶”果实果皮GSH含量在贮藏0～5 d内快速下降，在贮藏5～20 d内缓慢下降，20 d后又快速下降。进一步比较发现，在同一贮藏期间的同一时间，“乌叶”荔枝果实果皮GSH含量显著（p<0.05）高于“兰竹”。

上述结果表明，刚采收的“乌叶”荔枝果实AsA和GSH含量高于“兰竹”；与“兰竹”荔枝果实比较，在采后同一贮藏期间，采后“乌叶”荔枝果实能保持较高的AsA和GSH含量。

3 讨论

前人研究认为，采后果实衰老与活性氧（ROS）的产生和积累密切相关[5-7]。植物体可以通过多种途径产生ROS，同时也存在多种途径清除这些ROS，其中起重要作用的清除途径是活性氧清除酶和内源抗氧化物质组成的活性氧清除系统。SOD、CAT和APX是植物体内主要的活性氧清除酶[13]，SOD能将O2·- 歧化为毒性较低的H2O2和无毒的O2，CAT和APX可进一步催化H2O2形成H2O和O2[14-15]。AsA和GSH是植物体内重要的内源抗氧化物质，可通过抗坏血酸-谷胱甘肽循环清除植物体内的H2O2和·OH[14]。在贮藏期间，维持较高的活性氧清除酶活性和内源抗氧化物质含量可以最大限度清除植物体内活性氧，减少活性氧的积累，减轻膜脂过氧化作用，维持细胞膜结构的完整性，从而延缓果实的衰老。

本研究结果发现，刚采收的“乌叶”荔枝果实果皮活性氧清除酶（SOD、CAT和APX）活性和内源抗氧化物质（AsA和GSH）含量均高于“兰竹”，而O2·- 产生速率和MDA含量则低于“兰竹”，这说明刚采收的“乌叶”荔枝果实具有较高的活性氧清除能力，较低的活性氧产生速率和MDA含量。本研究结果发现，采后贮藏期间，“乌叶”和“兰竹”荔枝果实的果皮褐变指数、O2·- 产生速率和MDA含量不断上升，而SOD、CAT、APX活性和AsA、GSH含量则不断下降。相关分析表明，采后荔枝果实果皮褐变指数与O2·- 产生速率呈显著正相关（r乌叶=0.977，r兰竹=0.833）；褐变指数与MDA含量呈显著正相关（r乌叶=0.945，r兰竹=0.856）；褐变指数与SOD活性呈显著负相关，（r乌叶=-0.929，r兰竹=-0.979）；褐变指数与CAT活性呈显著负相关，（r乌叶=-0.954，r兰竹=-0.966）；褐变指数与APX活性呈显著负相关，（r乌叶=-0.885，r兰竹=-0.969）；褐变指数与AsA含量（x）呈显著负相关，（r乌叶=-0.928，r兰竹=-0.980）；褐变指数与GSH含量呈显著负相关，（r乌叶=-0.973，r兰竹=-0.961）。上述结果表明，采后荔枝果实果皮活性氧清除能力（即SOD、CAT、APX活性和AsA、GSH含量高）越强，则O2·- 产生速率和MDA含量越低，果皮褐变指数越低，这与Duan等[16]和Lin等[17]对龙眼的研究结果相一致。本研究结果还发现，与“兰竹”荔枝果实比较，采后“乌叶”荔枝果实果皮具有较高的SOD、CAT、APX活性和AsA、GSH含量、较低的O2·- 产生速率和MDA含量及较低的褐变指数。因此认为，“乌叶”荔枝果实果皮比“兰竹”更耐贮藏，这可能与“乌叶”荔枝果实果皮具有高的活性氧清除能力，可减少O2·- 积累，减轻膜脂过氧化作用，维持细胞膜结构的完整性，减缓果实衰老褐变有关。

4 结论

刚采收的“乌叶”荔枝果实果皮活性氧清除酶（SOD、CAT和APX）活性和内源抗氧化物质（AsA和GSH）含量均高于“兰竹”，而O2·- 产生速率和MDA含量则低于“兰竹”。采后贮藏期间，“乌叶”和“兰竹”荔枝果实的果皮SOD、CAT、APX活性和AsA、GSH含量不断下降，而褐变指数、O2·- 产生速率和MDA含量则不断上升；但在同一贮藏期间，“乌叶”荔枝果皮的SOD、CAT、APX活性和AsA、GSH含量都高于“兰竹”，而褐变指数、O2·- 产生速率和MDA含量则低于“兰竹”。认为采后“乌叶”荔枝果实具有较长的贮藏期与有较强的活性氧清除能力，能减少O2·- 积累，减轻膜脂过氧化作用，维持细胞膜结构的完整性，减缓果实衰老有关。

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