香蕉果實(shí)發(fā)育成熟過(guò)程中多酚物質(zhì)的變化規(guī)律

高鵬釗+苗紅霞+張建斌+賈彩紅+徐碧玉+金志強(qiáng)+劉菊華

摘 要 以3個(gè)香蕉品種‘巴西蕉‘粉蕉‘皇帝蕉為供試材料，利用福林酚法測(cè)定其整個(gè)生育及成熟期果皮、果肉的多酚含量，探索不同香蕉品種在發(fā)育成熟過(guò)程中的多酚含量變化規(guī)律，及其與果實(shí)發(fā)育成熟的關(guān)系。結(jié)果顯示，在香蕉果實(shí)整個(gè)生育期，多酚物質(zhì)含量果皮均大于果肉。多酚物質(zhì)在香蕉果皮、果肉生長(zhǎng)發(fā)育期迅速積累，到采收期下降，采后果皮多酚物質(zhì)含量隨著成熟度的增加而增加，而果肉多酚物質(zhì)基本維持不變。用外源乙烯和1-MCP處理后發(fā)現(xiàn)，與對(duì)照果實(shí)相比，乙烯促進(jìn)其多酚物質(zhì)的積累，而1-MCP抑制其積累。

關(guān)鍵詞 香蕉 ；多酚 ；果實(shí)發(fā)育 ；成熟 ；乙烯

中圖分類號(hào) S668.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.11.013

Abstract In this paper the characteristics of the polyphenols and banana fruit developing and ripening were studied. In the experiment Folin-reagent was applied and 'Baxijiao'， 'Fenjiao' and 'Huangdijiao' were served as experimental material.The results showed that the polyphenols of three banana varieties in peel were significantly higher than that in pulp during fruit developing stages. Banana polyphenol substances in peel and pulp quickly accumulated in developing stages and then declined in postharvest stage. Polyphenols content in the peel of postharvest fruit increased with the increase of maturity. However， polyphenols in the pulp remained unchanged or slightly increased.The polyphenols contents of three varieties were greatly induced by exogenous ethylene and significantly inhibited by 1-MCP.These results will provide theoretical basis for fruit quality evaluation and genetic improvement and also provide reference for commercialized production of flavonoids from banana. These results will provide theoretical basis for fruit quality evaluation and genetic improvement.provide theoretical basis for fruit quality evaluation and genetic improvement.

Keywords banana ； polyphenols ； fruit development ； mature ； ethylene

植物多酚是多羥基酚類化合物的總稱，廣泛存在于蔬菜、水果、豆類、谷物類、茶等植物中，參與植物生長(zhǎng)繁殖過(guò)程，為植物帶來(lái)五彩繽紛的顏色，賦予植物酸、甜、苦、澀的味道，協(xié)助植物防御病原、天敵等侵害[1]。水果中的多酚物質(zhì)不僅具有很高的藥用價(jià)值，也是水果成熟度的重要指標(biāo)之一，其種類及含量與新鮮水果及其加工制品的色澤、風(fēng)味及穩(wěn)定性密切相關(guān)[2-3]。植物多酚在自然界的儲(chǔ)量非常豐富，含多酚較多的常見(jiàn)植物超過(guò)600種，主要存在于植物的皮、根、莖、葉、果中[4]，目前已分離鑒定8 000多種酚類物質(zhì)[5]。近年來(lái)，大量研究結(jié)果表明，由于植物中多酚類成分在抗氧化、抗菌、抗病毒、抗微生物、調(diào)血脂和降血糖等多方面有良好效果[6-8]。因此，受到國(guó)內(nèi)外廣泛專注。

香蕉是全球約4億人的主食，被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織列為世界第四大糧食作物[9]。目前，對(duì)香蕉多酚的研究主要集中在多酚提取工藝[10-12]、多酚的生物學(xué)功能[13-15]和總多酚的含量測(cè)定[16-17]等方面。且大都局限于單一品種或若干品種的某個(gè)特定時(shí)期，而系統(tǒng)地對(duì)香蕉從采前發(fā)育至采后成熟過(guò)程中的多酚含量動(dòng)態(tài)變化規(guī)律進(jìn)行研究的報(bào)道尚未見(jiàn)到。本實(shí)驗(yàn)以‘巴西蕉‘粉蕉‘皇帝蕉3個(gè)香蕉品種為試材，根據(jù)香蕉果實(shí)發(fā)育成熟特點(diǎn)，選取抽蕾、斷蕾、采收、采后成熟度Ⅱ和Ⅵ五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行多酚含量分析，以揭示不同品種和不同時(shí)期多酚類的含量差異，明確香蕉果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育和采后成熟過(guò)程中多酚含量的變化規(guī)律以及與果實(shí)發(fā)育成熟的關(guān)系，從而為酚類物質(zhì)的開(kāi)發(fā)利用提供數(shù)據(jù)支持，也為香蕉品質(zhì)改良和果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

3個(gè)品種香蕉果實(shí)（‘巴西蕉 ‘皇帝蕉 ‘粉蕉）采自中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所澄邁香蕉種植園。采取抽蕾、斷蕾期香蕉去軸落梳，分成單個(gè)果支，表面消毒后，用液氮速凍，放于-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩?/p>

取飽滿度七至八成，生長(zhǎng)期110 d的香蕉果實(shí)，當(dāng)天運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。將香蕉去軸落梳，分成單個(gè)香蕉果指，選取大小均勻、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械損傷的果實(shí)，去掉頂部干花，用0.1%次氯酸鈉表面消毒10 min，晾干過(guò)夜后，隨機(jī)取3個(gè)果實(shí)裝入一個(gè)保鮮袋，每個(gè)處理準(zhǔn)備12袋。

外源乙烯處理：以采后0 d香蕉果指為材料，密閉注射100 μL/L乙烯，于22℃恒溫箱放置。

1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）處理：以采后0 d香蕉果指為材料，按照1 μL/L濃度稱取1-MCP粉末加水處理，于22℃密閉恒溫培養(yǎng)。

設(shè)置對(duì)照組（自然成熟的香蕉果實(shí)），于22℃恒溫放置。

當(dāng)乙烯處理和自然成熟的香蕉果實(shí)達(dá)到成熟度Ⅱ和Ⅵ時(shí)，與此時(shí)相對(duì)應(yīng)的1-MCP處理下的果實(shí)分別進(jìn)行取樣，置于-80℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 方法

1.2.1 樣品的制備

將香蕉果實(shí)迅速切片、沸水中熱燙3～5 min，以鈍化多酚氧化酶的活性，然后40℃烘烤24 h。烘干后用研缽研磨成細(xì)粉，過(guò)40目篩，待用。

1.2.2 測(cè)試液的制備

稱取0.200 0 g樣品于10 mL離心管中，加入在70℃中預(yù)熱過(guò)的70%乙醇溶液5 mL，用玻璃棒充分?jǐn)嚢杈鶆驖駶?rùn)，立即移入70℃水浴中，浸提30 min（隔10 min攪拌1次），浸提后冷卻至室溫，3 500 r/min離心10 min，將上清液轉(zhuǎn)移至10 mL容量瓶。殘?jiān)? mL的70%乙醇溶液再提1次，重復(fù)以上操作。合并提取液，定容至10 mL，搖勻，待用（4℃下保存<24 h）。

1.2.3 測(cè)定

用移液器分別移取沒(méi)食子酸工作液、水（空白對(duì)照）及測(cè)試液各1.0 mL于10 mL刻度試管內(nèi)，每個(gè)試管分別加入5.0 mL的10%福林酚試劑，搖勻，反應(yīng)6 min。然后加入4.0 mL 7.5% Na2CO3溶液，搖勻，室溫下反應(yīng)1 h。在765 nm波長(zhǎng)條件下用分光光度計(jì)測(cè)定吸光度。

2 結(jié)果與分析

2.1 粉蕉發(fā)育成熟過(guò)程中多酚物質(zhì)的變化規(guī)律

如圖1所示，‘粉蕉果皮中總多酚含量顯著大于果肉中多酚含量。采前果實(shí)發(fā)育階段的果皮、果肉多酚含量均大于采后成熟階段，不同的是，‘粉蕉果皮在抽蕾期含量已達(dá)到最高（64.2 mg/g），而果肉在斷蕾期達(dá)到最高（57.8 mg/g）。采后成熟階段隨著成熟度的增加，果肉多酚含量基本保持不變，果皮多酚含量隨著成熟度的增加而升高。其中，果肉多酚含量從13.3升至13.8 mg/g，升高0.5 mg/g；果皮多酚含量從27.6升至37.6 mg/g，升高10 mg/g。采后成熟過(guò)程中分別用乙烯和1-MCP處理后發(fā)現(xiàn)，相對(duì)于對(duì)照，乙烯促進(jìn)其成熟過(guò)程中多酚物質(zhì)的積累，果肉從13.8升至14 mg/g，升高0.2 mg/g；果皮從37.6升至48.5 mg/g，升高10.9 mg/g。而1-MCP抑制其積累，果肉從13.8降至12.3 mg/g，降低1.5 mg/g；果皮從37.6降至30 mg/g，降低7.6 mg/g。

如圖2所示，‘巴西蕉果皮中總多酚含量顯著大于果肉中多酚含量。采前果實(shí)發(fā)育階段的果皮、果肉多酚含量均大于采后成熟階段。果皮和果肉在斷蕾期多酚含量均達(dá)到最高，分別為果皮33.6 mg/g，果肉42.1 mg/g。采后隨著果實(shí)成熟，果肉多酚含量基本維持不變，從2.9降至2.7 mg/g。果皮多酚含量則有所增高，從19.5升至27.2 mg/g。采后成熟過(guò)程中，用乙烯和1-MCP處理后發(fā)現(xiàn)，乙烯處理后的果肉多酚含量相比對(duì)照明顯升高，從2.7升至8.1 mg/g，升高5.4 mg/g；1-MCP處理的果肉多酚含量略有下降，從2.7降至2.0 mg/g，降低0.7 mg/g。但1-MCP處理后的果皮多酚含量有所下降，從26.3降至23.9 mg/g，降低2.4 mg/g。乙烯處理后果皮多酚含量幾乎不變，從26.27降至26.26 mg/g，降低0.01 mg/g。

如圖3所示，‘皇帝蕉果皮中多酚含量顯著大于果肉中多酚含量。采前果實(shí)發(fā)育階段的果皮、果肉多酚含量均大于采后成熟階段。不同的是，‘皇帝蕉果皮在抽蕾期含量已達(dá)到最高（58.4 mg/g），而果肉在斷蕾期達(dá)到最高（16.3 mg/g）。采后至成熟階段，果肉多酚含量基本維持不變，僅從2.3降至2.2 mg/g。果皮多酚含量則有所增高，從32.7升至39.3 mg/g。采后成熟過(guò)程中，用乙烯和1-MCP處理后發(fā)現(xiàn)，乙烯促進(jìn)了果肉多酚含量的增加，從6.0升至11.3 mg/g，升高了5.3 mg/g。1-MCP抑制其果肉多酚含量，從6.0降至2.9 mg/g，降低了3.1 mg/g。乙烯處理后的果皮多酚含量與對(duì)照相比，差別不大，僅從39.6降至39.2 mg/g，降低0.4 mg/g。1-MCP處理后抑制了果皮多酚含量，從39.6降至30.3 mg/g，降低9.3 mg/g。

3 討論與結(jié)論

除了糖、有機(jī)酸、維生素及礦物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)以外，多酚類也是香蕉的重要組成之一。在日本，有人將其稱之為繼第六類營(yíng)養(yǎng)素膳食纖維之后的第七類營(yíng)養(yǎng)素[18]。隨著人們飲食理念的改變，水果、蔬菜中的多酚、黃酮類等成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，香蕉也成為其中備受關(guān)注的水果之一。由于香蕉是典型的呼吸躍變型水果，伴隨著果實(shí)采后成熟過(guò)程，會(huì)出現(xiàn)乙烯生物合成啟動(dòng)和躍變高峰。本實(shí)驗(yàn)前期研究結(jié)果表明，自然成熟的香蕉果實(shí)，采后成熟度Ⅱ是乙烯生物合成開(kāi)始啟動(dòng)期，成熟度Ⅵ是乙烯生物合成高峰期[19]。本試驗(yàn)根據(jù)香蕉果實(shí)發(fā)育和成熟的特點(diǎn)，選取抽蕾、斷蕾、采收、采后成熟度Ⅱ和Ⅵ五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行多酚含量的分析，以明確多酚含量的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律與果實(shí)發(fā)育與成熟的關(guān)系。

目前，有關(guān)多酚在水果中的研究極為廣泛，但水果中多酚物質(zhì)的組成十分復(fù)雜，各種多酚物質(zhì)在不同種類水果中的分布與含量存在很大差異，每種水果在多酚的組成與含量上都具有各自的特征[20]。本研究發(fā)現(xiàn)，香蕉果實(shí)不同部位多酚含量在果實(shí)發(fā)育成熟過(guò)程中的變化趨勢(shì)與蘋果[21]、蘋果梨[22]、桃[23]、石榴[24]中基本一致，即發(fā)育初期含量均較高，隨著果實(shí)成熟度的增加，香蕉果實(shí)中酚類物質(zhì)的含量逐漸降低。本研究結(jié)果表明，在發(fā)育早期有一個(gè)上升的過(guò)程，至采收期含量下降，這說(shuō)明香蕉果實(shí)發(fā)育早期多酚物質(zhì)合成較為迅速，隨后的成熟過(guò)程中合成變緩或停止。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，香蕉果實(shí)多酚含量有所提高，這是由于在室溫較高的條件下，伴隨著果實(shí)后熟，果實(shí)的呼吸強(qiáng)度提高，代謝旺盛，從而刺激了果實(shí)內(nèi)部多酚物質(zhì)的合成。研究表明，乙烯處理后，從采收期到成熟度Ⅱ、再到成熟度Ⅵ，‘皇帝蕉和‘巴西蕉果肉多酚含量明顯升高，而1-MCP的處理后的3種香蕉果實(shí)多酚含量隨著成熟度的增加幾乎無(wú)變化。

弄清果實(shí)多酚物質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，可以直觀地確定多酚物質(zhì)在果實(shí)發(fā)育成熟過(guò)程中的積累情況，更有利于掌握果實(shí)生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律和果實(shí)品質(zhì)的形成過(guò)程。此外，隨著香蕉貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，香蕉果實(shí)成熟度越高，其PPO、POD活性越低[16]。因此，在蕉類果實(shí)多酚物質(zhì)提取過(guò)程中，選擇成熟度較高的蕉類果實(shí)作為原料提取多酚，除了提取量較大提升外，提取效果也會(huì)有所改善。因?yàn)镻PO、POD活性越低，催化多酚產(chǎn)生酶促褐變的能力就越弱[16]。

隨著香蕉的深加工，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的香蕉皮（占果實(shí)重量的40%），而香蕉皮傳統(tǒng)處置方式為直接丟棄，既浪費(fèi)資源又污染環(huán)境。本實(shí)驗(yàn)研究的香蕉品種中，果實(shí)的多酚含量均是果皮大于果肉，且成熟度越高，果實(shí)多酚含量越高。因此，利用香蕉皮產(chǎn)業(yè)化提取多酚物質(zhì)，具有極大的開(kāi)發(fā)價(jià)值和發(fā)展前景。

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