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桃新品系‘保佳俊’果肉抗褐化生理机制研究

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※包装贮运 食品科学 201.5,VoL36,No.18 247 桃新品系‘保佳俊,果肉抗褐化生理机制研究 张佳俊,曹洪波,贾浩,李丹,陈海江 071000) (河北农业大学园艺学院,河北保定摘要:为研究 保佳俊’果实抗褐化特性,选用‘保佳俊’及与其成熟期相近的8个白肉桃品种(‘霞晖6 号’、 ‘大久保’、 ‘保佳红’、 ‘京玉’、 ‘阿部白桃’、 ‘大团蜜露’、 ‘红岗山’、 ‘燕红 ),研究其果 肉褐化度及与果肉褐变相关的生理生化指标。结果表明:供试品种中‘霞晖6号’褐变度最高, ‘保佳俊’褐变度 显著低于其他品种。抗褐变的‘保佳俊’与不抗褐变的‘霞晖6号’、中度褐变的‘大久保’相比果实中总酚、类 黄酮、丙二醛含量较低,并具有较低水平的多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,具有较高水平的 过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性。通过不同品种果实褐变度与相关指标的相关性分析表 明,总酚含量、PPO、PAL活性与褐变度呈极显著正相关(P<0.01),类黄酮、丙二醛含量以及POD活性与褐变 度呈显著正相关(P<0.05)。 关键词:桃:果肉褐化;生理指标 Physiological Mechanism of Reduced Browning Susceptibility in the New Peach Cultivar‘Baojiajun’ ZHANG Jiajun,CAO Hongbo,JIA Hao,LI Dan,CHEN Haijiang冰 (College of Horticultural,Hebei Agricultural University,Baoding 071000,China) Abstract:In order to identify the mechanism of reduced browning susceptibility in the new variety‘Baojiajun’,the fruits of‘Baojiajun’and 8 white-lfeshed peach varieties('Xiahui 6’,‘Okubo’,‘Baojiahong’,‘Jingyu’,‘Abehakuto’,‘Datuan Mi Lu’,‘Honggangshan’,and‘Yanhong’)harvested at similar maturity were nalayzed with regard to browning traits and related biochemical characteristics.The results demonstrated that the browning degree of‘Xiahui 6’peaches was the highest, and‘Baojiajun’peaches exhibited the lowest browning degree among all he tvarieties tested.Compared with‘Okubo’and ‘Xia Hui 6’,‘Baojiajun’contained lower levels of total phenol,flavonoids,and malondialdehyde(MDA)as well as lower activities of polyphenol oxidase(PPO)and phenylalanine ammonia—lyase(PAL).In contrast,the activities of peroxidase (POD),superoxide dismutase(SOD),and catalase(CAT)were higher in‘Baojiajun’.The correlation naalysis of diferent peach varieties between browning degrees and biochemical characteristics showed that the browning degree displayed a highly signiifcantly positive correlation with the activities ofPPO nd aPAL(尸<0.01)and a signiifcantly positive correlation wih the tcontents lfavonoids and MDA as well as het activities of POD <0.05). Key words:peach;browning;physiological indicators 中图分类号:¥662.1 doi:10.7506/spkx1002—6630—201518046 文献标志码:A 文章编号:1002.6630(2015)18—0247.05 桃(Prunus persica(L-))又称为仙桃、寿桃、寿 的结果,同酚类含量、多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)和活性氧相关酶活性等多种生理指标有紧密相关 性[3 。桃果实贮运加工过程中极易发生褐变,直接影响果 实保鲜和加工品质,同时缩短了果实贮藏期,降低了果 实的商品价值。因此,选育抗褐变且品质较好的桃品种 果,属于我国栽培历史悠久的果树树种之一,果实品质 优良、营养价值高,深受消费者的喜爱 ]。 褐变主要是由于果实组织中的酚类物质在相关酶 的作用下氧化成醌类物质,进而聚合形成褐色物质。 目前,国内外研究认为果实褐变与酶促反应、膜脂过氧 对果实的贮藏与加工具有重要的现实意义。 ‘保佳俊’是河北农业大学选出的耐贮、抗褐变白 肉桃优系,其果实外观和口感都表现出较好的特征,果 化、品种、采收期、气体伤害、冷害、矿质元素、激素 和机械伤害等因素有关口]。果肉褐变是酚类物质酶促氧化 收稿日期:2015一O1—04 基金项目:国家现代农业产业技术体系建设专项(CARS一31.3 02) 作者简介:张佳俊(1988一),女,硕士研究生,研究方向为果树结实生理与分子生物学。E-mail:jiNun19880712@126.com 通信作者:陈海江(1964一),男,教授,硕士,研究方向为桃树栽培生理与生态。E-mail:chenhaijiang2001@163.com 248 2015,VoL36,No.18 食品科学 ※包装贮运 实切片或榨汁过程中无明显的褐变现象。针对其特殊的 抗褐变性,本实验以‘保佳俊’及8个与其成熟期相近的 白肉桃品种为试材,对其果实的褐变程度进行了对比。 并对褐变度最低的‘保佳俊’、褐变度中等的‘大久 保’和褐变度最高的‘霞晖6号’果肉褐变过程中相关生 理生化指标进行了测定,以期探求‘保佳俊’果肉抗褐 化的生理生化机制,为 保佳俊 桃品系推广应用及贮 藏加工中果肉褐化的预防提供参考依据。 I 材料与方法 1.1 材料与试剂 以‘保佳俊’、 ‘大久保’、 ‘京玉’、 ‘霞晖6 号’、 ‘阿部白桃’、 ‘大团蜜露’、 ‘燕红’、 ‘红 岗山’、 ‘保佳红’9个桃品种(品系)为试材,果实取 自河北省保定市满城县桃品种资源圃,9个品种(品系) 树龄均为6 a生,砧木为毛桃。 无水乙醇、二甘醇、氢氧化钠、碳酸钠、三氯乙 酸、硫代巴比妥酸、 .巯基乙醇、硼砂、硼酸、盐酸、 三.苯丙氨酸、乙二胺四乙酸、甲硫氨酸、邻苯二酚(分 析纯) 国药集团化学试剂有限公司;聚乙烯吡咯 烷酮 张家港科悦精细化工有限公司;磷酸氢二钠、磷酸 二氢钠(均为分析纯) 天津市河东区红岩试剂厂;氮 蓝四唑 北京中生瑞泰科技有限公司;核黄素 北京 壹泽生物技术有限公司;愈刨木酚(分析纯) 天津 市光复精细化工研究所;30%过氧化氢溶液(分析纯) 天津市东方化工厂;DH 132 Folin.酚蛋白定量试剂盒 (2 mol/L) 北京鼎国昌盛生物技术有限责任公司。 1.2 仪器与设备 LP12000S型电子天平、BS124S型电子天平 德国 赛多利斯公司;DU.730型紫外.可见分光光度计 日本 岛津分析仪器厂;恒温水浴锅 广东环凯微生物科技有 限公司;电热恒温培养箱 上海索谱仪器有限公司; HY.Z型调速振荡器 常州国华电器有限公司;高速离 心机 长沙湘仪离心机仪器有限公司;KQ5200超声波 清洗器 昆山市超声仪器有限公司。 1.3 方法 1.3.1 实验采样 在各品种果实八成熟时采集样品。为减小实验取样 误差,采用随机区组实验设计,每个品种选择生长结果 正常的3株树,即为3次重复。在每株树树冠中上部选 取果个均匀、成熟度一致、无机械损伤的桃果实30个, 带回实验室后随机取其中的20个果实,去皮混合打成匀 浆,将匀浆平均分成9份,存于4℃冰箱保存。每8 h自 各组取样一次,于液氮条件下磨成粉末,存于一8O℃冰 箱,用于测定果实的褐变相关指标变化。 1.3.2 果肉褐变指标测定 褐变程度:参 ̄Coseteng等 方法测定;PPO活性: 采用邻苯二酚反应法[5】;总酚含量:采用Folin.酚反应 法测定 ;苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia. 1yase,PAL)活性:参照杨敏等 方法测定;过氧化物 酶(peroxidase,POD)活性:采用愈创木酚法测定 】; 超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性: 采用氮蓝四唑比色法测定 ;过氧化氢酶(catalase, cAT)活性:参考Havi r等¨叫方法测定;丙二醛 (ma1ondia1dehyde,MDA)含量:采用硫代巴比妥酸法 测定 ”;类黄酮含量:采用超声波萃取法测定 。 1.4 数据分析 用Microsoft Excel 2003、SPSS 13.0和DPS v7.55对实 验数据进行处理及相关性、差异显著性分析。 2 结果与分析 2.1 不同桃果实品种褐变度比较 ^ 目 霉 寝 品种 不同小写字母表示差异显著(JP<0.05),下同。 图1 不同品种果实褐变程度的比较 Fig.1 Comparison ofbrowning degree ofamong diferent peach varieties 图2 ‘霞晖6号’(a)、‘大久保’(b)和‘保佳俊’(c)的果汁比较 Fig.2 Comparison of fruit juices of‘Baojiajun’,‘Okubo’,and ‘Xiahui 6’peaches 图1表明, ‘霞晖6号’褐变度最高,显著高于 保 佳俊’、 ‘阿部白桃’、 ‘红岗山’等8个品种; ‘保 佳俊’褐变度显著低于其他品种, ‘阿部白桃’、 ‘红 岗山’、 大久保’、 大团蜜露’、 ‘京玉’褐变度 中等。图2为‘保佳俊’、 ‘大久保’和‘霞晖6号’榨 取果汁于26℃恒温放置1 d后的颜色情况。为此选择抗褐 变的‘保佳俊’、不抗褐变的 霞晖6号’、中度褐变的 ‘大久保’进行研究。 ※包装贮运 艮品科学 2015 Vo1.36,No.18 251 切的关系 。正常情况下,果实中的酚类物质和PPO不 发生反应,不会导致果实褐变的发生,果实组织的膜系 统使得酚类物质和PPO呈现区域化分布;液泡中含有酚 类物质,细胞质中存在有PPO,此外细胞膜和细胞壁上 也含有PPO【l 】。果实的衰老和一些不良环境,导致了果 实内膜系统的破坏,使得酶和底物相互接触,从而引起 了果实的褐变【¨ 0 ”。研究发现果实组织中区域化破坏 的表现为过氧化氢和MDA含量的升高,SOD和CAT活性 下降n 。陆振中等阻 对中华寿桃研究表明,在中华寿桃 褐变过程中,PPO直接参与了该生理生化反应,氧化酚 类成醌,再进行一系列反应,形成褐色物质,导致褐变 发生。本研究发现,随着处理时间的延长,桃果实的褐 变度呈现上升的趋势,并且造成桃果实发生褐变的总酚 物质、PPO活性、PAL活性、MDA以及类黄酮含量均呈 现不同程度的上升趋势。 陈秀芳等[2 对大久保桃果实褐变研究发现,果实褐 变度与总酚含量、PPO活力均呈显著正相关;本实验对 褐变度与各生理指标的相关分析表明,引起果实褐变的 主要因素有PPO活性、PAL活性、POD活性、MDA含 量、总酚含量以及类黄酮含量,其中总酚含量、PPO活 性和PAL活性与褐变度呈极显著正相关。 刘忆东 对中华寿桃研究发现,PPO活性、总酚物 质含量和细胞膜透性是果实褐变的直接因素,气调贮 藏条件能够有效抑 ̄I]PPO活性,进而延缓中华寿桃果实 褐变的发生。邹丽红等 对砂梨果肉褐变研究发现,影 响果实褐变的主要因素是总酚含量和PPO活性。本实验 研究表明: ‘保佳俊’的褐变程度、总酚含量、PAL活 性、PPO活性、MDA含量以及类黄酮含量在整个处理时 期保持较低的水平,均低于‘大久保’和‘霞晖6号’。 郭晓敏曙 对桃、李果实采后病害发生特点及其控制 措施研究表明,保护酶系统与果实褐变有密切的关系, 与果实褐变有关的主要保护酶类有SOD、POD、CAT, 它们在果实褐变中的主要作用是消除果实褐变中产生的 自由基,维持细胞膜稳定。穆晶晶等口印研究发现,在贮 藏后期保持较高的CAT活性,能够有效地抑制果实发生 褐变,推迟褐变发生的时间。本实验结果表明:在整个 处理过程中,POD、SOD和CAT在‘保佳俊’果实中均 表现较高的活性, ‘保佳俊’的POD、SOD和CAT活性 均高于其他两个品种。 综上所述,造成桃果实褐变的主要因素有PPO活 性、POD活性、PAL活性、MDA含量、总酚含量以及类 黄酮含量;而‘保佳俊’果肉中PAL活性较低,故酚类 物质合成能力较弱,导致其总酚含量和类黄酮含量低于 其他2个品种;同时,较低的PPO活性降低了酚类物质 的氧化水平,使组织不易发生褐变; ‘保佳俊’果肉中 MDA含量也较低,而POD、SOD和CAT活性均表现较 高水平,能够很大程度上抑制活性氧对膜系统的破坏, 减少了PPO ̄I]总酚的接触,这些可能是桃新品系‘保佳 俊’在处理过程中表现抗褐变特性的原因。 参考文献: 汪祖华,庄恩及.中国果树志:桃卷[M】.北京:中国林业出版社 2001:1-2. 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