干制速度對(duì)無(wú)核白葡萄酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位及褐變的影響

, ,,,,,, ,,,,*

(1.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所,新疆烏魯木齊 830091;2.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室(烏魯木齊),新疆烏魯木齊 830091;3.新疆農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全實(shí)驗(yàn)室,新疆烏魯木齊 830091;4.石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆石河子 832000;5.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,新疆烏魯木齊 830052)

無(wú)核白葡萄在新疆有著悠久的栽培種植和制干歷史。據(jù)統(tǒng)計(jì),2016年吐魯番地區(qū)種植無(wú)核白葡萄約36萬(wàn)畝,占吐魯番葡萄面積的90%以上,是我國(guó)最大的無(wú)核白葡萄種植地區(qū)[1]。無(wú)核白葡萄脫水干制過(guò)程中極易褐變[2],不僅有損產(chǎn)品特色,還嚴(yán)重影響了其商品價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益[3],已成為制約新疆葡萄干產(chǎn)業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題[4]。

研究表明,無(wú)核白葡萄干褐變的主要原因是脫水干制過(guò)程中多酚氧化酶和酚類物質(zhì)反應(yīng)發(fā)生的酶促褐變[5-6]。在健康完好的鮮果粒中,作為底物的酚類物質(zhì)和多酚氧化酶是分離的,正常情況下,多酚氧化酶在細(xì)胞內(nèi)一種以可溶的形式存在于細(xì)胞質(zhì)中,另一種結(jié)合在質(zhì)體、線粒體、葉綠體等細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜或細(xì)胞壁上[7-8],酚類物質(zhì)分布于液泡中[9-10]。由于酚類物質(zhì)與多酚氧化酶是呈現(xiàn)區(qū)域化分布的,酶與酚類物質(zhì)不能接觸,不會(huì)發(fā)生褐變。無(wú)核白葡萄脫水干制過(guò)程中,隨著水分的散失,果粒逐漸皺縮緊致,組織結(jié)構(gòu)的改變,同時(shí),葡萄表皮因失水皺縮可能會(huì)導(dǎo)致氧氣的進(jìn)入,從而引發(fā)酶促褐變的反應(yīng)。

目前有研究表明:細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)與褐變密切相關(guān)。許傳俊等[11]研究發(fā)現(xiàn)蝴蝶蘭在褐變過(guò)程中,細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)黑色絮狀物質(zhì),細(xì)胞膜完整性被破壞。李桂峰[12]對(duì)蘋(píng)果果肉褐變中細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)和氧化酶活性變化的研究中發(fā)現(xiàn),果肉褐變與氧化酶活性和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)有關(guān)。劉峰娟等[13]在脫水速度對(duì)無(wú)核白葡萄果皮褐變和細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)的影響中,從側(cè)面證明了無(wú)核白葡萄褐變時(shí),細(xì)胞區(qū)室化分布打破,酚類物質(zhì)與多酚氧化酶接觸,從而產(chǎn)生褐變的推測(cè)。以上都只是證明了細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)與褐變有關(guān)系,卻未從精確的從細(xì)胞化學(xué)定位的角度觀察褐變過(guò)程中細(xì)胞酚類物質(zhì)和多酚氧化酶的變化情況。鞠志國(guó)等[10]采用組織染色的方法,探討萊陽(yáng)荏梨細(xì)胞內(nèi)酚類物質(zhì)的分布及其與組織褐變的關(guān)系,而本文利用透射電鏡細(xì)胞化學(xué)定位的方法,研究不同脫水速度對(duì)無(wú)核白葡萄細(xì)胞中酚類物質(zhì)和多酚氧化酶的影響,以期解釋無(wú)核白葡萄采后脫水干制過(guò)程中的褐變問(wèn)題,為提高無(wú)核白葡萄干品質(zhì)提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

無(wú)核白葡萄 采自新疆吐魯番市,挑選成熟,無(wú)病蟲(chóng)害,無(wú)損傷,大小均勻的果實(shí)為實(shí)驗(yàn)材料。葡萄果實(shí) 可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)19%～22%,濕基含水率為79%±0.11%,果實(shí)直徑為(11.17±0.45) mm,長(zhǎng)度為(15.25±0.23) mm,采摘后就進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。促干劑(主要成分為碳酸鹽、酯類和乳化劑)、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、氯化鈉、咖啡因、L-多巴溶液、鋨酸、戊二醛乙醇、丙酮、醋酸鈾、檸檬酸鉛 均為分析純。

CS101型電熱恒溫恒濕干燥箱 烏魯木齊電器設(shè)備制造廠;LKB-2188型超薄切片機(jī) 瑞典LKB公司;JEOLM-1230型透射電鏡 日本電子株式會(huì)社。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 葡萄的干燥 參照劉峰娟等[14]實(shí)驗(yàn)處理方法。無(wú)核白葡萄經(jīng)2.3%促干劑浸泡1 min后分為兩組,一組為快速脫水組:將葡萄平鋪在干燥箱中進(jìn)行烘干,處理溫度37 ℃,風(fēng)速1 m/s,達(dá)到葡萄干標(biāo)準(zhǔn)的水分含量15%時(shí)所用時(shí)間為6.45 d;另一組為緩慢脫水組:將葡萄平鋪于干燥箱中室溫條件下自然脫水,環(huán)境溫度24 ℃,平均風(fēng)速0.1 m/s,達(dá)到葡萄干標(biāo)準(zhǔn)的水分含量15%時(shí)所用時(shí)間為24.35 d。在葡萄質(zhì)量損失0%、20%、40%、60%、80%時(shí)取樣。

1.2.2 無(wú)核白葡萄褐變指數(shù)評(píng)價(jià) 參照林河通等[15-16]介紹的方法。每次隨機(jī)選取50粒無(wú)核白葡萄,根據(jù)觀察,按照果皮表面褐變面積大小將果皮褐變程度分為6級(jí):1級(jí):無(wú)褐變發(fā)生;2級(jí):0%<褐變面積<25%;3級(jí):25%≤褐變面積<50%;4級(jí):50%≤褐變面積<75%;5級(jí):75%≤褐變面積<100%;6級(jí):全部褐變。按下式計(jì)算褐變發(fā)生率。

果皮褐變指數(shù)=∑(褐變級(jí)數(shù)×該級(jí)果數(shù))/總果數(shù)

1.2.3 多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位的觀察 參照文獻(xiàn)[17-18]的方法,修改如下:用雙面刀片將快速脫水和緩慢脫水處理的不同質(zhì)量損失的無(wú)核白葡萄果皮切成1 mm×1 mm×2 mm大小的塊,用2.5%戊二醛溶液(10%福爾馬林-乙酸鈣配制)在4 ℃條件下固定2 h。用pH7.2的磷酸緩沖液漂洗3次,每次10 min,再分別放入pH6.8多酚氧化酶孵育液室溫條件下反應(yīng)1.5 h,對(duì)照組未加多酚氧化酶孵育液在室溫條件下反應(yīng)1.5 h。樣品和對(duì)照組樣品都再用pH7.2的磷酸緩沖液漂洗3次,每次10 min,再用1%鋨酸固定1 h,用蒸餾水漂洗3次,每次10 min,用50%、70%、80%、90%乙醇溶液梯度脫水,每次15 min,用100%乙醇脫水2次,每次15 min,再用100%丙酮脫水15 min。用Spurr樹(shù)脂(Spurr樹(shù)脂∶丙酮1∶2)滲透包埋12 h,再用Spurr樹(shù)脂(Spurr樹(shù)脂∶丙酮2∶1)滲透包埋12 h,再用Spurr樹(shù)脂(純Spurr樹(shù)脂)滲透包埋48 h,70 ℃條件下聚合48 h,修塊,切片,透射電鏡觀察。

多酚氧化酶孵育液:1 mg/mL的L-多巴溶液,用pH6.80.1 mol/L磷酸緩沖液加入2% NaCl配制。

對(duì)照液:不含L-多巴溶液。

1.2.4 酚類物質(zhì)細(xì)胞化學(xué)定位的觀察 參照文獻(xiàn)[19-20]的方法略有修改,用雙面刀片將快速脫水和緩慢脫水處理的不同質(zhì)量損失的無(wú)核白葡萄果皮切成1 mm×1 mm×2 mm大小的塊,樣品中加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%的咖啡因溶液,不加咖啡因溶液作為對(duì)照組,用2.5%戊二醛溶液(0.1 mol/L磷酸緩沖液配制,pH7.2)在4 ℃條件下固定2 h,用pH7.2的磷酸緩沖液漂洗3次,每次10 min,再用1%鋨酸固定1 h,用蒸餾水漂洗3次,每次10 min,再用醋酸鈾染色1.5 h,用50%、70%、80%、90%乙醇溶液梯度脫水,每次15 min,其他步驟同1.2.3,電子染色(醋酸鈾和檸檬酸鉛)透射電鏡觀察。

1.3 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Origin 8.5作圖,并采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行鄧肯式多重差異比較,當(dāng)p<0.05時(shí),差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 脫水過(guò)程中無(wú)核白葡萄褐變指數(shù)的變化

如圖1所示,無(wú)核白葡萄在質(zhì)量損失40%時(shí)褐變指數(shù)由1開(kāi)始變化。緩慢脫水處理無(wú)核白葡萄在質(zhì)量損失40%時(shí)開(kāi)始發(fā)生變化,說(shuō)明緩慢處理的無(wú)核白葡萄開(kāi)始發(fā)生褐變現(xiàn)象,而快速脫水處理無(wú)核白葡萄在質(zhì)量損失60%時(shí)變化明顯,出現(xiàn)褐變現(xiàn)象,這與劉峰娟等[11]研究結(jié)果相一致。緩慢脫水無(wú)核白葡萄褐變指數(shù)從質(zhì)量損失40%時(shí)一直呈顯著性的上升(p<0.05),褐變指數(shù)從1增大到5.24。而快速脫水葡萄褐變指數(shù)從質(zhì)量損失60%時(shí)呈現(xiàn)緩慢增長(zhǎng),褐變指數(shù)從1增大到2.91。說(shuō)明快速脫水方式能有效的減少無(wú)核白葡萄褐變。

圖1 脫水過(guò)程中無(wú)核白葡萄褐變指數(shù)的變化Fig.1 Changes in browning index of Thompson seedless grapes during dehydration注:不同字母表示差異性顯著(p<0.05)。

2.2 新鮮無(wú)核白葡萄酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位觀察

如圖2所示,在電子顯微鏡下可以觀察到完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和細(xì)胞壁,細(xì)胞壁整齊,厚度一致,呈現(xiàn)明-暗-明的分區(qū)結(jié)構(gòu),葉綠體呈橢圓形,大多靠近細(xì)胞壁,葉綠體表面有完整的雙層膜結(jié)構(gòu),被膜清晰,清晰的片層結(jié)構(gòu),片層間隙有大小不同的淀粉顆粒和嗜餓球顆粒。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)緊貼葉綠體或液泡。線粒體呈圓形或橢圓形,數(shù)量多,雙層膜結(jié)構(gòu),多數(shù)線粒體與葉綠體鑲嵌緊密,脊數(shù)量多。液泡數(shù)量多,液泡膜完整。

許多研究者研究表明[9-10]:酚類物質(zhì)存在于液泡中。從圖2A1～A4可知,新鮮無(wú)核白葡萄樣品的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中可以看到液泡中含有許多黑色顆粒物質(zhì)。而對(duì)照組的液泡中卻未看到黑色顆粒物質(zhì),即可說(shuō)明液泡中的黑色物質(zhì)即為酚類物質(zhì)。在新鮮的無(wú)核白葡萄的液泡中酚類物質(zhì)主要分布于液泡的中央,液泡膜附近分布較少。

許多研究者研究表明[7-8]:多酚氧化酶可溶形式存在于細(xì)胞質(zhì)中,結(jié)合形式存在于質(zhì)體、線粒體、葉綠體等細(xì)胞器膜和細(xì)胞膜。從圖2B1～B4可知,新鮮無(wú)核白葡萄樣品的細(xì)胞結(jié)構(gòu)中可以看到細(xì)胞質(zhì)、液泡膜、葉綠體膜上有許多黑色顆粒,對(duì)照組的細(xì)胞質(zhì)中及膜上都未看見(jiàn)黑色顆粒,說(shuō)明細(xì)胞質(zhì)中和膜上的黑色顆粒即為多酚氧化酶。

圖2 新鮮無(wú)核白葡萄果皮酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位觀察Fig.2 Cytochemical localization of phenolics and polyphenol oxidase of pericarp of fresh Thompson seedless grapes注：A1～A2新鮮無(wú)核白葡萄果皮酚類物質(zhì);A3～A4對(duì)照組無(wú)核白葡萄果皮酚類物質(zhì);B1～B2新鮮無(wú)核白葡萄果皮多酚氧化酶;B3～B4對(duì)照組無(wú)核白葡萄果皮多酚氧化酶;下腳標(biāo)數(shù)字表示電鏡倍數(shù)不同。CW.細(xì)胞壁;Cy.細(xì)胞質(zhì);M.線粒體;ChI.葉綠體;ER.內(nèi)質(zhì)網(wǎng);OG.嗜餓顆粒;SG.淀粉顆粒;V.液泡。

2.3 快速和緩慢脫水質(zhì)量損失20%時(shí)無(wú)核白葡萄酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位

如圖3A1～A4所示,快速脫水質(zhì)量損失20%時(shí),無(wú)核白葡萄細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整,葉綠體和線粒體數(shù)量多,雙層膜結(jié)構(gòu)完整,個(gè)別葉綠體雙層膜稍有破損,能清晰的看到葉綠體的片層結(jié)構(gòu),葉綠體上含有許多淀粉顆粒和嗜餓顆粒。圖3A1～A2中液泡膜結(jié)構(gòu)完整,少量的酚類物質(zhì)開(kāi)始存在于液泡膜附近,但大部分酚類物質(zhì)存在于液泡中央位置。圖3A3～A4中細(xì)胞膜和細(xì)胞質(zhì)上存在有多酚氧化酶顆粒。

如圖3B1～B4所示,緩慢脫水質(zhì)量損失20%時(shí),無(wú)核白葡萄細(xì)胞壁和細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整,出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象,有細(xì)胞壁稍微變形,部分葉綠體和線粒體雙層膜裂解,部分液泡膜裂解,液泡中酚類物質(zhì)主要存在于液泡膜附近,少量的酚類物質(zhì)存在于液泡中央。與新鮮的無(wú)核白葡萄相比,緩慢脫水質(zhì)量損失20%時(shí),細(xì)胞結(jié)構(gòu)已有差異,部分葉綠體線粒體的雙層膜已裂解。緩慢脫水的無(wú)核白葡萄結(jié)構(gòu)完整,部分葉綠體線粒體雙層膜裂解,液泡膜裂解,多酚氧化酶存在于液泡膜、線粒體膜、葉綠體膜上。

圖3 快速和緩慢脫水質(zhì)量損失20%時(shí)無(wú)核白葡萄果皮酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位Fig.3 Cytochemical localization of phenolics and polyphenol oxidase ofpericarp of dried Thompson seedless grapes with mass loss of 20% by fast and slow dehydration注：A1～A2快速脫水質(zhì)量損失20%酚類物質(zhì);A3～A4快速脫水質(zhì)量損失20%多酚氧化酶;B1～B2緩慢脫水質(zhì)量損失20%酚類物質(zhì);B3～B4緩慢脫水質(zhì)量損失20%多酚氧化酶;下腳標(biāo)數(shù)字表示電鏡倍數(shù)不同。CW.細(xì)胞壁;Cy.細(xì)胞質(zhì);M.線粒體;ChI.葉綠體;ER.內(nèi)質(zhì)網(wǎng);OG.嗜餓顆粒;SG.淀粉顆粒;V.液泡。

2.4 快速和緩慢脫水質(zhì)量損失40%無(wú)核白葡萄酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位

如圖4A1～A4所示,快速脫水質(zhì)量損失40%無(wú)核白葡萄在透射電鏡下細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整,細(xì)胞壁排列整齊,稍有松馳,有個(gè)別已發(fā)生變形,細(xì)胞膜完整,質(zhì)壁分離現(xiàn)象明顯,線粒體葉綠體膜結(jié)構(gòu)已裂解,葉綠體膨脹,片層變得疏松,細(xì)胞核結(jié)構(gòu)完整,液泡膜完整,液泡中酚類物質(zhì)存在于液泡中央,酚類物質(zhì)還未有流出的跡象。

如圖4B1～B4所示,緩慢脫水的無(wú)核白葡萄結(jié)構(gòu)已松弛,明-暗-明的結(jié)構(gòu)已完全看不出,質(zhì)壁分離現(xiàn)象顯著,線粒體葉綠體等細(xì)胞器變少,葉綠體片層非常疏松,片層結(jié)構(gòu)已模糊,液泡膜破裂,部分液泡已融合,液泡中酚類物質(zhì)部分已流出,說(shuō)明細(xì)胞區(qū)室化作用已打破,酚類物質(zhì)與多酚氧化酶已接觸。而且緩慢脫水的無(wú)核白葡萄在質(zhì)量損失40%時(shí)褐變指數(shù)已開(kāi)始發(fā)生變化,這也說(shuō)明了酶促褐變開(kāi)始發(fā)生。這與劉峰娟等[13]研究的猜測(cè)結(jié)果相吻合。

圖4 快速和緩慢脫水質(zhì)量損失40%無(wú)核白葡萄果皮酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位Fig.4 Cytochemical localization of phenolics and polyphenol oxidase of pericarpofdried Thompson seedless grapes with mass loss of 40% by fast and slow dehydration注：A1～A2快速脫水質(zhì)量損失40%酚類物質(zhì);A3～A4快速脫水質(zhì)量損失40%多酚氧化酶;B1～B2緩慢脫水質(zhì)量損失40%酚類物質(zhì);B3～B4緩慢脫水質(zhì)量損失40%多酚氧化酶;下腳標(biāo)數(shù)字表示電鏡倍數(shù)不同。CW.細(xì)胞壁;Cy.細(xì)胞質(zhì);M.線粒體;ChI.葉綠體;ER.內(nèi)質(zhì)網(wǎng);OG.嗜餓顆粒;SG.淀粉顆粒;V.液泡;N.細(xì)胞核;NO.核仁。

2.5 快速和緩慢脫水質(zhì)量損失60%無(wú)核白葡萄酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位

如圖5A1～A4所示,快速脫水質(zhì)量損失60%的葡萄細(xì)胞壁完全松弛變形,質(zhì)壁分離現(xiàn)象顯著,細(xì)胞器減少,線粒體膜結(jié)構(gòu)消失,部分破裂,出現(xiàn)空泡。葉綠體膜結(jié)構(gòu)裂解,片層模糊不清,膨大腫脹,液泡膜部分降解,液泡出現(xiàn)融合現(xiàn)象。從圖5A1～A2可以看出液泡中部分酚類物質(zhì)流出。細(xì)胞區(qū)室化作用打破。從圖5A3～A4可以看出細(xì)胞質(zhì)中的多酚氧化酶與液泡緊貼,液泡膜遭到破壞,酚類物質(zhì)流出與多酚氧化酶作用發(fā)生褐變作用?？焖倜撍|(zhì)量損失60%葡萄褐變指數(shù)也顯著上升,這也驗(yàn)證了細(xì)胞區(qū)室化打破,酚類物質(zhì)與多酚氧化酶發(fā)生了褐變。

如圖5B1～B4所示,緩慢脫水質(zhì)量損失60%的葡萄細(xì)胞壁變形扭曲,甚至有斷裂,質(zhì)壁分離顯著,細(xì)胞內(nèi)沒(méi)有完整的細(xì)胞器結(jié)構(gòu),葉綠體膜降解,片層明顯減少,排列紊亂,膨脹,部分葉綠體已降解。液泡膜降解,小液泡融合。圖5B1～B2中酚類物質(zhì)明顯增多且大多數(shù)從液泡中流出,這也說(shuō)明緩慢脫水質(zhì)量損失60%時(shí)褐變指數(shù)顯著上升的原因。圖5B3～B4中多酚氧化酶明顯增多,較多的酚類物質(zhì)與多酚氧化酶反應(yīng),導(dǎo)致褐變指數(shù)顯著性的上升,這與褐變指數(shù)變化情況相對(duì)應(yīng)。

圖5 快速和緩慢脫水質(zhì)量損失60%無(wú)核白葡萄果皮酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位Fig.5 Cytochemical localization of phenolics and polyphenol oxidase of pericarpofdried Thompson seedless grapes with mass loss of 60% by fast and slow dehydration注：A1～A2快速脫水質(zhì)量損失60%酚類物質(zhì);A3～A4快速脫水質(zhì)量損失60%多酚氧化酶;B1～B2緩慢脫水質(zhì)量損失60%酚類物質(zhì);B3～B4緩慢脫水質(zhì)量損失60%多酚氧化酶;下腳標(biāo)數(shù)字表示電鏡倍數(shù)不同。CW.細(xì)胞壁;Cy.細(xì)胞質(zhì);M.線粒體;ChI.葉綠體;ER.內(nèi)質(zhì)網(wǎng);OG.嗜餓顆粒;SG.淀粉顆粒;V.液泡。

2.6 快速和緩慢脫水質(zhì)量損失80%無(wú)核白葡萄酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位

如圖6A1～A4所示,快速脫水質(zhì)量損失80%的葡萄細(xì)胞壁變形,斷裂,細(xì)胞膜破裂降解,細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞器減少,線粒體出現(xiàn)空洞,內(nèi)容物流出,解體,葉綠體扭曲變形甚至部分已解體,細(xì)胞器殘片及顆粒遍布細(xì)胞中。圖6A1～A2中液泡膜已破裂,酚類物質(zhì)完全流出。圖6A3～A4中細(xì)胞結(jié)構(gòu)已分不清,多酚氧化酶顆粒與細(xì)胞器降解物溶為一體已成為黑色聚合物。

如圖6B1～B4所示,緩慢脫水質(zhì)量損失80%葡萄細(xì)胞結(jié)構(gòu)已破壞,細(xì)胞壁變形斷裂降解,細(xì)胞內(nèi)多數(shù)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)已不存在,只能看見(jiàn)少量線粒體葉綠體輪廓,內(nèi)容物已降解,細(xì)胞器降解的物質(zhì)分布在細(xì)胞中,酚類物質(zhì)和多酚氧化酶反應(yīng)的黑色顆粒也和細(xì)胞器降解物充滿細(xì)胞中。

圖6 快速和緩慢脫水質(zhì)量損失80%無(wú)核白葡萄果皮酚類物質(zhì)和多酚氧化酶細(xì)胞化學(xué)定位Fig.6 Cytochemical localization of phenolics and polyphenol oxidase of pericarpof dried Thompson seedless grapes with mass loss of 80% by fast and slow dehydration注：A1～A2.快速脫水質(zhì)量損失80%酚類物質(zhì);A3～A4.快速脫水質(zhì)量損失80%多酚氧化酶;B1～B2緩慢脫水質(zhì)量損失80%酚類物質(zhì);B3～B4緩慢脫水質(zhì)量損失80%多酚氧化酶;下腳標(biāo)數(shù)字表示電鏡倍數(shù)不同。CW.細(xì)胞壁;Cy.細(xì)胞質(zhì);M.線粒體;ChI.葉綠體;ER.內(nèi)質(zhì)網(wǎng);OG.嗜餓顆粒;SG.淀粉顆粒;V.液泡。

3 討論與結(jié)論

在本研究中,快速脫水無(wú)核白葡萄在6.02 d就達(dá)到了葡萄干水分含量的要求,而緩慢脫水無(wú)核白葡萄需要24.12 d才能達(dá)到葡萄干水分含量的要求。當(dāng)組織受損時(shí)這種空間隔離區(qū)室化被打破,多酚氧化酶與底物接觸發(fā)生作用,產(chǎn)生黑色和褐色物質(zhì),從而導(dǎo)致組織酶促褐變[21-22]。緩慢脫水無(wú)核白葡萄在質(zhì)量損失40%時(shí)開(kāi)始發(fā)生酶促褐變,褐變指數(shù)從1開(kāi)始發(fā)生顯著性的變化(p<0.05),而快速脫水無(wú)核白葡萄在質(zhì)量損失60%時(shí)才開(kāi)始發(fā)生褐變,褐變指數(shù)變化緩慢。緩慢脫水質(zhì)量損失40%時(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)已發(fā)生明顯的變化,特別是部分液泡膜已破裂,酚類物質(zhì)流出引起酶促褐變,在質(zhì)量損失60%時(shí),緩慢脫水無(wú)核白葡萄液泡膜已完全破裂,酚類物質(zhì)流出,褐變加劇,褐變指數(shù)也明顯上升。此時(shí)液泡中酚類物質(zhì)也明顯的增多。這與張利娟等[23]研究發(fā)現(xiàn)30 ℃熱風(fēng)干制第8 d總酚含量有所增加,且與葡萄出現(xiàn)明顯的褐變相符,與本研究結(jié)果相同。緩慢脫水質(zhì)量損失80%時(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)已完全破壞,褐變嚴(yán)重,褐變指數(shù)已達(dá)5.24。而快速脫水質(zhì)量損失40%時(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu)變化差異不大,此時(shí)液泡膜未破裂,酚類物質(zhì)未流出,褐變未發(fā)生。在質(zhì)量損失60%時(shí),快速脫水葡萄液泡膜部分破裂,酚類物質(zhì)流出,引起褐變。相比緩慢脫水而言,快速脫水能較好的保持細(xì)胞的完整性,較低的褐變指數(shù)。

綜上所述,無(wú)核白葡萄在采后脫水干制過(guò)程中,細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞使定位于液泡中的酚類物質(zhì)流出,與定位于細(xì)胞質(zhì)、液泡膜、葉綠體膜、細(xì)胞膜、線粒體膜上的多酚氧化酶反應(yīng)引起果皮褐變。脫水速度的不同對(duì)果皮褐變的影響也不同?？焖倜撍臒o(wú)核白葡萄能更好的保持細(xì)胞的完整性,能更好的減少褐變的發(fā)生,也能縮短無(wú)核白葡萄制干的時(shí)間,節(jié)約成本,提高無(wú)核白葡萄干的品質(zhì)。