磷脂酶d抑制剂对采后石龙眼贮藏品质的影响

磷脂酶d抑制剂对采后石龙眼贮藏品质的影响

0龙眼采后贮藏保鲜基础研究龙眼龙眼通常被称为龙眼。它是继亚热带和亚热带著名的水果之一。果实是独一无二的，在中国南方广泛种植。近年来,我国龙眼生产发展迅速,栽培面积和产量不断扩大。龙眼多在盛夏高温季节成熟采收,采后果实生理代谢旺盛,鲜果极易褐变、腐烂,严重影响其商品价值(林河通等,2007),致使价格大幅下降。目前,我国龙眼采后贮藏保鲜技术相对落后,产品货架期过短、二氧化硫残留等问题限制了鲜果销售,国外龙眼鲜果市场几乎被泰国、马来西亚、澳大利亚等国占领,我国龙眼内销和外销均面临巨大压力。因此,深入开展龙眼采后贮运保鲜基础研究及保鲜技术研究对我国龙眼产业可持续发展意义重大。【前人研究进展】席玙芳等(1994)研究发现,水果采后细胞膜脂降解引起的果皮衰老褐变与磷脂酶D(PhospholipaseD,PLD)活性密切相关:PLD能催化水解细胞膜磷脂末端的磷酸二酯键形成磷脂酸和亲水性胆碱等,引起细胞膜降解而丧失完整性,细胞内多酚氧化酶(Polyphenoloxidase,PPO)及其底物的分布受到影响,PPO及底物在有氧条件下发生酶促褐变反应,果实外观表现为果皮褐变。另外,PLD还参与细胞内乙烯、脱落酸等衰老因子的信号传导,促进果实衰老。因此抑制采后果实中PLD活性,有利于保持细胞膜结构的完整性和细胞内PPO与其底物的区域化分布格局,从而维持果实采后品质,提高果实抗逆性,延长贮藏期(Jandusetal.,1997;Pinheroetal.,2003)。目前,发现的PLD抑制剂主要有正丁醇(Gardineretal.,2003)、仲丁醇(魏芳芳等,2010)、溶血磷脂酰乙醇胺(张辉等,2008)、2,3-二磷酸甘油酸、Wortmannin、沙丁胺醇或色甘酸钠(卢韵碧等,2001)等。【本研究切入点】在前人研究的基础上,研究正丁醇、仲丁醇、2,3-二磷酸甘油酸、Wortmannin、溶血磷脂酰乙醇胺、沙丁胺醇及色甘酸钠处理对龙眼在常温贮藏过程中的果皮褐变、果肉自溶及可溶性固形物含量变化的影响。【拟解决的关键问题】通过研究7种不同PLD抑制剂处理对常温贮藏中龙眼果皮褐变、果肉自溶及总糖变化的影响,以期筛选出对龙眼PLD抑制效果最好的抑制剂,为有效减缓贮藏过程中龙眼果实的品质劣变提供参考。1材料和方法1.1仪器和试剂供试验品种为“石硖”龙眼,于2012年8月28日采自广西农业科学院现代农业示范园,龙眼果实成熟度为8~9成。主要仪器及试剂有:BIC-300人工气候箱(上海博讯实业有限公司)、PAL-1糖度计[维欣仪奥(北京)科技公司]、HXHX-3电热鼓风干燥箱(苏州恒新烘箱电炉制造设备有限公司)、PGL精密天平(深圳市怡华新电子有限公司);正丁醇、仲丁醇、溶血磷脂酰乙醇胺、2,3-二磷酸甘油酸、Wortmannin、沙丁胺醇或色甘酸钠均为分析纯生化试剂;塑料密封袋(厚0.02~0.03mm)。1.2测试方法1.2.1ld抑制剂处理新鲜龙眼果实采收后立即运回实验室,剔除小果、烂果、裂果,分别用0.025‰的外源PLD抑制剂正丁醇、仲丁醇、溶血磷脂酰乙醇胺、2,3-二磷酸甘油酸、Wortmannin、沙丁胺醇、色甘酸钠浸泡2min,以未处理果为空白对照,装袋后于常温(25±0.5℃)、90%湿度条件下贮藏,定时取样测定各项指标,至果实完全衰老褐变为止。1.2.2通过测定果皮的棕色指数和果肉的自溶指数1.2.4可溶性固形物含量的测定1.3统计分析应用SAS9.1统计分析软件(美国SAS软件公司)对数据进行统计分析,结果表示为均值±标准误。2结果与分析2.1褐变指数bi从表1可知,不同处理的龙眼果实随着贮藏期的延长褐变指数逐渐上升,贮藏0~3d褐变指数快速升高,贮藏第3d时均已达较高水平(BI>4.0),贮藏3~9d褐变指数上升缓慢,贮藏第9d时均达最高(BI=6.0)。不同PLD抑制剂处理对龙眼果实贮藏期间褐变指数影响不同,第5d时,空白对照果已完全褐变(BI=6.0),而仲丁醇处理果还未完全褐变(BI<6.0),表明在此试验条件下仲丁醇处理对采后龙眼果皮褐变有一定的延缓作用。2.2pld抑制剂处理对龙眼果实自溶指数的影响从表2可知,不同处理的龙眼果实自溶指数随贮藏时间的延长逐渐上升,贮藏0~5d,对照果自溶指数快速上升,大部分果实已发生果肉变软、果肉自溶和流汁,贮藏到第5d时其自溶指数达3.35±0.10,而PLD抑制剂处理果则均小于3.00,表明本试验所选用的7种PLD抑制剂对采后龙眼贮藏后期果实自溶均有一定的延缓作用。此外,不同PLD抑制剂处理对采后龙眼果实贮藏期间自溶指数的影响具有差异性,贮藏第3d时,仲丁醇处理龙眼果实自溶指数最低;贮藏第5d时,溶血磷脂酰乙醇胺处理龙眼果实自溶指数最低,其次为仲丁醇处理果。综合考虑,仲丁醇处理延缓龙眼果实贮藏期间自溶效果最佳。2.3“海生”果实失重包括水分和干物质的损失,蒸腾失水是主要因素,约占失重的80%,因而失重率主要反映贮藏期间果实水分含量的变化(高海生等,2007)。从表3可知,不同处理龙眼果实的失重率随贮藏时间的延长逐渐上升,贮藏5d时,正丁醇、仲丁醇、溶血磷脂酰乙醇胺、2,3-二磷酸甘油酸、Wortmannin、沙丁醇处理龙眼果实失重率低于对照果,尤其贮藏到第7d时,正丁醇、仲丁醇处理龙眼果实失重率比对照果小29.0%和32.3%,说明正丁醇、仲丁醇在降低采后龙眼果实蒸腾失水方面作用最好。2.4可溶性固形物含量由表4可知,不同处理龙眼果实的可溶性固形物含量随贮藏时间的延长逐渐下降。贮藏3~7d,对照果可溶性固形物含量下降最快,贮藏第5和7d时,对照果可溶性固形物含量小于17.00%,低于PLD抑制剂处理果。此外,不同PLD抑制剂处理对采后龙眼可溶性固形物含量的影响具有差异性,贮藏期间仲丁醇处理果可溶性固形物含量下降最慢,说明仲丁醇能延缓龙眼果实贮藏期间可溶性固形物含量的损失。3pld抑制剂对龙眼采后品质的影响PLD与植物果实衰老相关的研究表明,果实在成熟、衰老、变质软化阶段,PLD酶活在遗传因子及外部环境的影响下被激活,催化细胞膜磷脂降解并破坏膜构架,产生Ca2+、磷脂酸等第二信使引起膜脂过氧化反应,导致细胞衰老和果皮褐变(郜海燕等,2008)。用PLD抑制剂来抑制PLD活性,阻断第二信使的调节作用利于减少细胞膜的损伤及结构细胞内区域化结构的破坏(李丽等,2012),有助于控制呼吸跃变型果实贮藏期间的衰老褐变,提高水果品质(Fanetal.,1997;袁海英等,2005)。龙眼果皮褐变是一个非常复杂的过程,造成龙眼果皮褐变的因素很多,其中果皮失水、细胞衰老是主要原因之一。龙眼失水引起龙眼果皮褐变,可能是由于组织抗氧化能力下降,积累活性氧,导致细胞膜脂过氧化作用加强,从而破坏细胞膜系统结构的完整性。龙眼在衰老过程中,细胞膜脂降解引起的果皮衰老褐变与PLD活性密切相关,抑制采后龙眼果实中PLD活性,有利于保持细胞膜结构的完整和细胞内多酚氧化酶与其底物的区域化分布格局,从而维持果实采后品质,提高果实抗逆性,延长贮藏期。自溶程度对龙眼风味的影响巨大,果肉自溶是龙眼果肉采后败坏的主要原因之一,采后贮藏前期,果实衰老能引起细胞壁的降解而形成软化流汁,利于微生物生长从而加速果肉自溶腐败。本研究用仲丁醇等PLD抑制剂处理龙眼,能在一定程度上延缓龙眼衰老,降低龙眼果皮褐变、果肉自溶及可溶性固形物的下降速度,且以仲丁醇的效果最佳,其处理后的果皮失水率较对照组有很大改善,贮藏前期果皮褐变、果肉自溶极大小于对照,同时也延缓了衰老过程中可溶性固形物的下降,PLD抑制剂仲丁醇处理能有效减缓贮藏过程中龙眼果实的品质劣变。未来,仲丁醇处理在龙眼衰老过程中与细胞膜结构稳定性和细胞内多酚氧化酶、PLD活性等的相关性及其作用机理有待进一步研究。4果皮褐变及自溶指数测定本研究结果表明,仲丁醇处理后的龙眼果实褐变指数及自溶指数上升慢于对照果,可溶性固形物含量高于对照果,而果实失重率低于对照果;与其他抑制剂处理果和对照果相比,较好地保持了龙眼果实采后品质,具有一