金褐霉素和纳他霉素对冬枣品质及代谢相关酶的影响

魏 杰, 宋 威, 张国坤, 张 潇

（辽宁大学生命科学院，辽宁 沈阳 110036）

金褐霉素和纳他霉素对冬枣品质及代谢相关酶的影响

魏 杰, 宋 威, 张国坤, 张 潇

（辽宁大学生命科学院，辽宁 沈阳 110036）

通过研究金褐霉素对果蔬采后品质的贮藏保鲜效果，开发金褐霉素作为抗真菌的食品防腐剂。将冬枣分别用金褐霉素和纳他霉素（1.0 g/L）浸泡后，在4℃下贮藏并检测冬枣的品质及代谢相关酶。结果表明，同纳他霉素相比较，金褐霉素能更好地保持冬枣果实硬度，减少转红率和失重，抑制丙二醛含量的上升及多聚半乳糖醛酸酶活性的提高，抑制果实中可溶性固形物及Vc含量的下降，提高了冬枣的苯丙氨酸解氨酶的活性。研究表明，金褐霉素在不损害果实质量的前提下，能够有效地控制冬枣采后腐烂，具有较好的保鲜效果。

冬枣；金褐霉素；保鲜效果；生理变化；防腐剂

编者按：果蔬产品不耐贮藏，化学防腐剂一直是延长果蔬贮藏期的主要手段，但随着民众食品安全意识的逐渐提高，绿色保鲜技术成为近年来果蔬采后生物学领域的研究热点。本期3篇文章涉及果蔬绿色保鲜技术的3个重要领域，分别研究了我国特有的金褐霉素对保持冬枣果实品质的影响，无毒、可生物降解的动物源防腐剂壳寡糖对扩展青霉菌体生长和毒素分泌量的影响，以及气体冲击处理对草莓果实品质及活性氧代谢的影响。这些研究成果可为果蔬采后品质的调控提供新的思路。

（主持人：王友升教授）

金褐霉素（Aureofuscin）是从我国土壤中分离得到的链霉菌新种——金褐链霉菌（Streptomyces aureofuscus.n.sp）所产生的一种四烯大环内酯类抗真菌抗生素。1975年上海药物研究所金褐霉素研究小组发现金褐霉素，并初步研究其化学结构、理化性质、生物学特性和急性毒性，但一直未做深入研究和进行产业化开发［1-2］。江西农业大学王华等先后报道了金褐链霉菌固体种子培养的相关研究［3］，金褐链霉菌发酵条件的进一步优化［4］，以及金褐霉素高产菌株的推理选育研究［5］。本项目组从2006年开始研究金褐霉素，发表了其分离提取工艺优化［6］，金褐霉素高产菌株选育［7］，前体物质提高其发酵产量［8］，以及生物合成基因簇中AURJ3M基因的获得和序列分析等［9］。然而，有关金褐霉素在果蔬采后贮藏保鲜方面的研究鲜有报道。

本研究是在前期建立了一套金褐霉素的快速检测方法，并完成金褐霉素的制备及其毒理学检测的基础上，进一步研究金褐霉素抑菌性及其在果蔬采后贮藏保鲜方面应用的效果。本实验选择冬枣果实作为研究对象。鉴于金褐霉素化学结构与国外文献报道的纳他霉素（Natamycin）结构相似，并且纳他霉素是美国食品药品监督管理局（Food and Drug Adiministration，FDA）正式批准使用的食品防腐剂，本文主要对比金褐霉素和纳他霉素对冬枣果实品质及其代谢相关酶的影响，为在果蔬食品保鲜中开发应用金褐霉素奠定了理论基础。

1 材料与方法

1.1 实验材料

新鲜冬枣，市售，筛选成熟度为果面1/4红，大小均一，无病害冬枣果实进行实验。在4℃预冷后开始处理。

纳他霉素标准品（纯度97%），金褐霉素标准品（纯度95%），北京东方瑞德生物技术有限公司；L-苯丙氨酸、L-甲硫氨酸、3，5-二硝基水杨酸、邻苯二酚，上海伯奥生物科技有限公司；多聚半乳糖醛酸（进口分装），FLUKA；果胶（进口分装），SIGMA；三氯乙酸、丙酮、β-巯基乙醇，上海化学试剂有限公司。

1.2 主要仪器

CT3型质构仪，美国Brookfield公司；UV-2201型紫外分光光度计，日本岛津；冰柜，山东省青岛海尔集团；SHZ-22型水浴恒温振荡器，江苏省太仓市医疗器械厂；GA110型万分之一电子分析天平，德国科恩；WYT型手持糖度测定仪，上海精密仪器仪表有限公司；78A型高速组织捣碎机，江苏省盐城县龙冈医疗机械厂；Heidolph真空旋转蒸发仪，德祥科技有限公司；CR-22型高速冷冻离心机，日本日立；KQ-500DB型数控超声波清洗器，昆山市定山湖检测仪器厂。

1.3 实验方法

1.3.1 生物源防腐剂浸果处理

将预冷48 h的冬枣分别用1.0 g/L金褐霉素及纳他霉素对冬枣进行处理，将枣果浸泡3 min后捞出，自然晾干后分别装入双层PE塑料袋（膜厚0.04 mm，长80 cm，宽50 cm），每袋1.0 kg。每个处理重复6次，处理完后枣果置于4℃中贮藏。不处理直接入库贮藏的冬枣为对照组。测定时各组随机取1袋。

1.3.2 冬枣生理、生化指标测定方法

初始指标的测定于采收后当日进行；贮藏过程中每隔10 d测定一次，每次随机抽取枣果30个，重复3次。

硬度采用GY-1型果实硬度计测定［10］；可溶性固形物含量采用CT3质构仪测定［11］；抗坏血酸（vitaminc，Vc）含量用2，6-二氯靛酚钠盐法［12］测定；可滴定酸含量采用酸碱滴定法测定［13］；多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）测定参照韩雅珊［14］的方法；丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量测定用硫代巴比妥酸法测定［15-19］；苯丙氨酸解氨酶（phenylalnin ammonialyase，PAL）活性测定参照薛应龙等［20-22］的方法。

转红率［16］：取不同处理贮藏的枣果依其果面转红的面积确定转红级别，分为4级。1级，转红面积为0～1/4；2级，转红面积为1/4～1/2；3级，转红面积为1/2～1；4级，全红果。

转红率=｛∑（转红级别×该级别果数）/（最高级别×检查总果数）｝×100%。

腐烂率［16］：依其枣果表面腐烂生霉的面积分为4级。0级，果表面无生霉腐烂现象；1级，果表面生霉腐烂面积为0～1/4；2级，果表面生霉腐烂面积为1/4～1/2；3级，果表面生霉腐烂面积为1/2～1。

腐烂率=｛∑（腐烂级别×该级别果数）/（最高级别×检查总果数）｝×100%。

1.3.3 数据处理

本实验采用完全随机取样，每个处理重复3次，用Excel整理原始数据并作图，实验采用SPSS数据处理系统软件进行数据分析，显著性水平：P＜0.05，差异显著；P＜0.01，差异极显著。

2 结果与分析

2.1 不同生物源防腐剂处理对冬枣硬度、转红率和失重率的影响

采后冬枣果实的硬度呈逐渐下降趋势，数据为每处理组分别取10个枣果测定平均值，最初硬度为13.9 kg/cm2，如图1。由图1（a）可以看出，两种生物源防腐剂处理能很好地保持果实硬度。贮藏到30 d，各处理组间硬度差异不显著。贮藏60 d，金褐霉素处理组的硬度平均为11.9 kg/cm2，纳他霉素处理组的硬度平均为11.5 kg/cm2，对照组效果差仅为8.3 kg/cm2。生物源防腐剂处理组与对照组之间差异显著（P＜0.05），两种生物源防腐剂处理间差异不显著，但金褐霉素处理组效果稍优于纳他霉素处理组。图1（b）的结果表明，各处理组间失重率差异不显著。对照组、金褐霉素处理组与纳他霉素处理组效果相近。从图1（c）可以看出，贮藏到10 d，各处理组间转红率差异不显著。贮藏40 d，各处理组间转红率差异显著，金褐霉素处理组明显降低冬枣转红率，效果优于纳他霉素处理组。

2.2 不同生物源防腐剂处理对冬枣可溶性固形物和可滴定酸含量的影响

枣果中可溶性固形物主要是可溶性糖，其含量高低是评价果实质量好坏的重要指标［16，23-24］，如图2。从图2（a）可以看出，贮藏到10 d，生物源防腐剂处理组及对照的可溶性固性物含量均有小幅升高，而后随贮藏时间延长而逐渐降低。对照组与生物源防腐剂处理组间开始显现差异，对照组可溶性固性物下降速度显著高于处理组。贮藏到40 d，纳他霉素处理效果与对照组差异显著；金褐霉素处理组显著抑制了冬枣果实中可溶性固形物含量的下降，与对照组之间差异极显著。

图2 不同防腐剂处理对冬枣可溶性固形物和可滴定酸含量的影响Fig.2 Effects of different biological origin preservatives on soluble solid content and titratable acid content of Dong jujube

从图2（b）可以看出，贮藏到20 d，冬枣的可滴定酸含量先上升，20 d以后开始下降，不同生物源防腐剂处理对冬枣可滴定酸含量的影响不大。贮藏到40 d测定，各处理之间无显著差异。

2.3 不同生物源防腐剂处理对冬枣抗坏血酸含量的影响

冬枣贮藏效果可由Vc含量变化直接反映，一般只要Vc含量高，其他性能均表现良好［16，23-24］，如图3。由图3看出，贮藏到20 d，Vc含量呈上升趋势，20 d以后开始下降，金褐霉素和纳他霉素均能很好地抑制Vc含量的下降。贮藏到40 d，金褐霉素和纳他霉素处理组很好地抑制Vc含量的下降，但金褐霉素组处理效果优于纳他霉素处理组，各处理组与对照组之间差异显著。

图3 不同防腐剂处理对冬枣抗坏血酸Vc含量的影响Fig.3 Effects of different biological origin preservatives on Vc content of Dong jujube

2.4 不同生物源防腐剂处理对冬枣丙二醛含量的影响

丙二醛是膜脂过氧化作用的最终产物，也是评价膜脂过氧化程度的重要指标，其含量的增多是由活性氧代谢失调和积累造成的，过多的MDA不仅能破坏细胞膜结构的完整性，而且是果实衰老的标志［16，23-24］，如图4。

图4 不同防腐剂处理对冬枣丙二醛含量的影响Fig.4 Effects of different biological origin preservatives on malonaldehyde content of Dong jujube

由图4可以看出，贮藏过程中冬枣的丙二醛含量均呈不断上升趋势，贮藏前期30 d，生物源防腐剂组对MDA的抑制作用未明显显现。贮藏到40 d，金褐霉素和纳他霉素处理组的MDA含量均低于对照组，并且金褐霉素处理组更显著抑制了丙二醛含量的增加，其MDA含量显著低于对照组MDA含量，效果也优与纳他霉素处理组。

2.5 不同生物源防腐剂处理对冬枣多聚半乳糖醛酸酶活性的影响

果实的软化及货架寿命与细胞壁水解酶的活性，尤其与多聚半乳糖醛酸酶的活性密切相关［16，23-24］。图5显示了冬枣低温贮藏期金褐霉素与纳他霉素处理对冬枣果实多聚半乳糖醛酸酶活性的影响。结果表明：4℃条件下，贮藏前20 d，PG活性缓慢下降，金褐霉素与纳他霉素处理组的抑制作用明显；贮藏20～40 d，PG活性下降较快，生物源防腐剂处理组对PG活性的抑制作用明显。贮藏到40 d，金褐霉素、纳他霉素处理组与对照组无显著差异，金褐霉素组效果稍优于纳他霉素处理组。

图5 不同防腐剂处理对冬枣多聚半乳糖醛酸酶活性的影响Fig.5 Effects of different biological origin preservatives on polygalacturonase activity of Dong jujube

2.6 不同生物源防腐剂处理对冬枣苯丙氨酸解氨酶活性的影响

PAL活性被认为是抗病指标之一，它是苯丙烷类次生代谢的限速酶［16，23-24］。金褐霉素与纳他霉素处理对贮藏期冬枣果实PAL活性的影响见图6。

图6 不同防腐剂处理对冬枣苯丙氨酸解氨酶活性的影响Fig.6 Effects of different biological origin preservatives on phenylalnine ammonialyase activity of Dong jujube

由图6可以看出，在冬枣贮藏到20 d，生物源防腐剂处理PAL活性明显高于对照组，金褐霉素与纳他霉素差异不显著，生物源防腐剂处理与对照组之间差异显著（P＜0.05）。贮藏到40 d，金褐霉素处理组PAL活性高于纳他霉素组与对照组，但各生物源防腐剂处理组之间差异不显著（P＞0.05）。

3 结 论

研究结果表明，与纳他霉素相比较，金褐霉素能更好地保持冬枣果实硬度；减少转红率；显著抑制果实中可溶性固形物及Vc含量的下降；抑制丙二醛含量上升；降低失重率、可滴定酸及提高多聚半乳糖醛酸酶与苯丙氨酸解氨酶的活性等指标，与纳他霉素处理组效果相近。实验结果表明金褐霉素能够有效地控制冬枣采后腐烂，具有较好的保鲜效果，能够在食品防腐保鲜中发挥好的作用。

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Effects of Aureofuscin and Natamycin on Quality and Metabolizing Enzymes of Dong Jujube

WEI Jie， SONG Wei， ZHANG Guokun， ZHANG Xiao
（School of Life Science，Liaoning University，Shenyang 110036，China）

Effects of Aureofuscin on postharvest fruit quality during storage was investigated and a promising antifungal agent to be used industrially as a food preservative was developed.Dong Jujube was treated with Aureofuscin（1.0 g/L）and Natamycin（1.0 g/L）and then stored at 4℃.Quality and metabolizing enzymes were detected.Results showed that Aureofuscin could inhibit the increase of malonaldehyde（MDA）and polygalacturonase（PG）activities and decrease of the solid content and Vc content，and increase the phenylalnine ammonialyase（PAL）activity，compared with Natamycin.The results showed that Aureofuscin was effective in controlling postharvest decay of Dong jujube without damage of fruit quality.

Dong jujube；Aureofuscin；fresh-keeping physiological activity；physiology；preservative

檀彩莲）

TS201.2；TS255.3

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2015.05.004

2095-6002（2015）05-0018-05

魏杰，宋威，张国坤，等.金褐霉素和纳他霉素对冬枣品质及代谢相关酶的影响［J］.食品科学技术学报，2015，33（5）：18-22.

WEI Jie，SONG Wei，ZHANG Guokun，et al.Effects of Aureofuscin and Natamycin on quality and metabolizing enzymes of Dong jujube［J］.Journal of Food Science and Technology，2015，33（5）：18-22.

2015-08-20

辽宁省海洋与渔业厅科学研究基金资助项目（L201407）。

魏 杰，女，副教授，主要从事食品生物技术及保鲜加工方面的研究。