高育文,陳國(guó)剛,郭敏瑞,張偉達(dá),唐異淞,郝火葉,沈鵬,何艷玲
(石河子大學(xué)食品學(xué)院,新疆 石河子 832000)
哈密瓜是新疆重要的特色果品之一,其營(yíng)養(yǎng)豐富,藥用價(jià)值高,具有濃郁的香氣,含有大量人體所需的有機(jī)酸、礦物質(zhì)、抗壞血酸、黃酮類化合物、豐富的鐵元素等[1]。新疆屬于暖溫帶干燥氣候,白天充足的光照和夜晚的低溫交替,更好地鎖住了哈密瓜的糖分,多年來(lái)一直深受廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)。
隨著哈密瓜種植面積的逐漸增大,其產(chǎn)量和外銷比例也在逐年增加,但由于哈密瓜的采收期多值高溫季節(jié)且采收期集中[2],在貯運(yùn)過(guò)程中極易發(fā)生軟化、腐敗、變質(zhì)等現(xiàn)象,嚴(yán)重影響哈密瓜的采后貯運(yùn)品質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn),低溫貯藏有助于延長(zhǎng)果蔬貯藏期,維持果實(shí)品質(zhì),而哈密瓜是冷敏性果實(shí)[3],過(guò)低溫度貯藏會(huì)發(fā)生冷害,冷害后果實(shí)表面產(chǎn)生凹陷,甚至出現(xiàn)水漬狀,腐爛率增加,果實(shí)品質(zhì)下降。因此,尋找適宜哈密瓜貯藏的低溫條件,探究哈密瓜在不同低溫條件下的生理品質(zhì)變化極為必要。前期學(xué)者已經(jīng)針對(duì)新疆當(dāng)?shù)氐奶厣芄瞎愤M(jìn)行了研究,張慧杰等[4]將哈密瓜貯藏在4℃、相對(duì)濕度70%~75%的環(huán)境條件下,探究了不同氧氣和二氧化碳的組成對(duì)“西州蜜”貯藏期間各種生理指標(biāo)的影響,得出氣調(diào)貯藏有利于哈密瓜果實(shí)保鮮,且3% O2+1% CO2貯藏效果較6% O2+1% CO2好;張婷等[5]測(cè)定了不同溫度(-1、3℃和5℃)對(duì)“86-1”哈密瓜理化性質(zhì)的影響,發(fā)現(xiàn)-1℃的哈密瓜冷害出現(xiàn)最早,程度最嚴(yán)重,3℃出現(xiàn)輕微冷害,5℃未出現(xiàn)明顯冷害現(xiàn)象。基于此,本文以“金花蜜25號(hào)”哈密瓜為原料,通過(guò)測(cè)定哈密瓜果實(shí)在-1℃和4℃貯藏條件下生理生化、活性氧代謝、細(xì)胞壁代謝3個(gè)方面的指標(biāo),比較2種溫度下哈密瓜果實(shí)品質(zhì)的變化,以期為哈密瓜選擇較為適宜的貯藏溫度,延長(zhǎng)哈密瓜貯藏期,降低采后貯藏期間哈密瓜腐爛率,從而達(dá)到減少損失、增加外輸、實(shí)現(xiàn)增收的目的,并為哈密瓜貯藏保鮮技術(shù)的研究提供理論參考。
“金花蜜25號(hào)”哈密瓜:采摘于新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第十三師淖毛湖農(nóng)場(chǎng)。
氫氧化鈉、2,6-二氯靛酚、3,5-二硝基水楊酸(均為分析純):天津市大茂化學(xué)試劑廠;過(guò)氧化氫含量檢測(cè)試劑盒、脂氧合酶活性檢測(cè)試劑盒、超氧化物歧化酶活性檢測(cè)試劑盒、過(guò)氧化物酶活性檢測(cè)試劑盒:迪信泰檢測(cè)科技(北京)有限公司;丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量測(cè)定試劑盒、超氧陰離子含量檢測(cè)試劑盒:北京索萊寶科技有限公司。
PHS-3C型pH計(jì):上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司;DDS-307型電導(dǎo)率儀:天津市奧淇洛譜商貿(mào)有限公司;UV-2600紫外可見(jiàn)分光光度計(jì):島津儀器(蘇州)有限公司;YS3010分光測(cè)色儀:深圳市三恩馳科技有限公司;FRESCO 21離心機(jī):賽默飛世爾科技(中國(guó))有限公司;GY-4硬度計(jì):寧波科誠(chéng)儀器有限公司;DigiPol-R600全自動(dòng)折光儀:上海佳航儀器儀表有限公司。
哈密瓜果實(shí)達(dá)到八成熟時(shí)采收并運(yùn)輸至石河子大學(xué)食品學(xué)院,當(dāng)天挑選出感官良好、無(wú)機(jī)械損傷的哈密瓜分別放置于(-1±0.3)℃和(4±0.3)℃的冷藏庫(kù)(相對(duì)濕度85%)中,每3 d測(cè)定其理化指標(biāo),測(cè)定周期為18 d。
1.3.1 腐爛率、失重率的測(cè)定
腐爛率參考楊軍等[6]的方法,果實(shí)出現(xiàn)菌斑、發(fā)霉、流水等均計(jì)算為腐爛果實(shí)。
失重率釆用稱重法[7],分別取10個(gè)果實(shí)測(cè)定果實(shí)失重率。
1.3.2 果肉色澤、硬度、總體可溶性固形物(total soluble solid,TSS)含量的測(cè)定
色澤:采用分光測(cè)色儀進(jìn)行測(cè)定;硬度:采用GY-4硬度計(jì)進(jìn)行測(cè)定;可溶性固形物含量:采用阿貝折光儀進(jìn)行測(cè)定。
1.3.3 可滴定酸及抗壞血酸(vitamin C,VC)含量的測(cè)定
可滴定酸含量[8]的測(cè)定:稱取混合均勻的果蔬樣品10 g磨碎,轉(zhuǎn)移到100 mL容量瓶,并定容至刻度,靜置提取30 min后過(guò)濾,吸取20 mL濾液,轉(zhuǎn)入三角瓶中,加入2滴1%酚酞,用已標(biāo)定的氫氧化鈉溶液進(jìn)行滴定,滴定至溶液初顯粉色,記錄氫氧化鈉滴定液的用量,重復(fù)3次。再以蒸餾水代替濾液進(jìn)行滴定,作為空白對(duì)照,以g/L表示。
抗壞血酸含量的測(cè)定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[9],以 mg/100 g 表示。
1.3.4 呼吸強(qiáng)度及乙烯釋放量的測(cè)定
呼吸強(qiáng)度的測(cè)定參照曹建康等[10]的方法,采用靜置法測(cè)定呼吸強(qiáng)度,以mg CO2/(kg·h)表示。
乙烯釋放量的測(cè)定采用氣相色譜法[11],以μL/(kg·h)表示。
1.4.1 過(guò)氧化氫含量及過(guò)氧化氫酶活性的測(cè)定
稱取5 g新鮮果蔬組織樣品,加入5 mL預(yù)冷的丙酮,在冰浴條件下研磨成勻漿后,于12 000×g、4℃離心20 min,收集上清液即為樣品提取液。處理后,在410 nm處測(cè)定吸光值,以nmol/g表示。
過(guò)氧化氫酶活性的測(cè)定參考唐霞等[12]的測(cè)定方法,以U/mg表示。
1.4.2 超氧陰離子產(chǎn)生速率、超氧化物歧化酶活性的測(cè)定
超氧陰離子產(chǎn)生速率測(cè)定參考超氧陰離子含量檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū),超氧化物歧化酶測(cè)定方法參考超氧化物歧化酶活性檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)。
1.4.3 過(guò)氧化物酶、脂氧合酶活性的測(cè)定
過(guò)氧化物酶活性測(cè)定方法參考過(guò)氧化物酶活性檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū),脂氧合酶活性測(cè)定方法參考脂氧合酶活性測(cè)定試劑盒說(shuō)明書(shū)。
1.4.4 多酚氧化酶(polyphenoloxidase,PPO)活性的測(cè)定
取3 g果肉,加入3 mL磷酸緩沖液(pH值為7.50,摩爾質(zhì)量50 mmol/L,內(nèi)含8%交聯(lián)聚維酮(crosslinking polyvingypyrrolidone,PVPP)、1 mmol/L 聚乙二醇 6000、1 mmol/L的苯甲基磺酰氟(phenylmethanesulfonyl fluoride,PMSF)、0.01%聚乙二醇辛基苯基醚(Triton X-100),冰浴條件下充分研磨,于4℃、10 000 r/min離心30 min,取上清液用于酶活測(cè)定。PPO反應(yīng)體系:2 mL磷酸緩沖液、0.10mL酶提取液、0.50mL鄰苯二酚。24℃條件下反應(yīng)2 min,420 nm處測(cè)定吸光值。以0.10 mL的蒸餾水代替酶提取液,做空白對(duì)照。酶活性以每分鐘內(nèi)吸光度變化0.01為1個(gè)活性單位。重復(fù)3次,以0.01(ΔA/g)[13]表示。
1.5.1 細(xì)胞膜通透性的測(cè)定
細(xì)胞膜透性采用電導(dǎo)儀測(cè)量,以相對(duì)電導(dǎo)率表示。
1.5.2 丙二醛含量的測(cè)定
丙二醛含量的測(cè)量參考丙二醛含量測(cè)定試劑盒說(shuō)明書(shū)。
1.5.3 纖維素酶活力的測(cè)定
纖維素酶活力測(cè)定[14]:稱取10.0 g果蔬樣品,置于經(jīng)預(yù)冷的研缽中,加入經(jīng)預(yù)冷的95%乙醇,在冰浴條件下研磨成勻漿后,低溫放置10 min后,8 000 r/min離心20 min。加入10 mL經(jīng)預(yù)冷的80%乙醇,振蕩,低溫放置10 min,并在相同條件下離心。再傾去上清液,向沉淀物中再加入5 mL經(jīng)預(yù)冷的提取緩沖液,于4℃放置提取20 min,再經(jīng)過(guò)離心后收集上清液即為酶提取液,于540 nm波長(zhǎng)處分別測(cè)定各管中溶液的吸光度,以U/mg表示。
1.5.4 多聚半乳糖醛酸酶活性的測(cè)定
多聚半乳糖醛酸酶活性的測(cè)定[15]:稱取10.0 g果蔬樣品,在冰浴條件下研磨勻漿后,低溫放置10 min,然后于4℃、12 000×g離心20 min。加入10 mL經(jīng)預(yù)冷的80%乙醇,振蕩,低溫放置10 min,然后在相同條件下離心。再加入5 mL經(jīng)預(yù)冷的提取緩沖液,于4℃放置提取20 min,離心后收集上清液為酶提取液,于540 nm測(cè)定吸光值,以nmol/(h·g Fw)表示。
數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行整理,作圖采用Origin 8.0軟件。
2.1.1 腐爛率、失重率
腐爛率能直接反映哈密瓜的貯藏保鮮效果,兩種貯藏方式對(duì)哈密瓜腐爛率的影響見(jiàn)表1。在哈密瓜貯藏過(guò)程中,有機(jī)物的消耗和水分的減少是果實(shí)質(zhì)量減少的主要因素。此外,不同貯藏溫度對(duì)果實(shí)代謝、病菌繁殖的相關(guān)酶活性有一定影響,也會(huì)影響果實(shí)的質(zhì)量變化。貯藏溫度對(duì)失重率的影響見(jiàn)圖1。
圖1 “金花蜜25號(hào)”失重率變化Fig.1 Changes in weight loss rate of'Jinhuami 25'
表1 貯藏結(jié)束時(shí)“金花蜜25號(hào)”腐爛率Table 1 The decay rate of'Jinhuami 25'at the end of storage
-1℃貯藏條件下,哈密瓜腐爛率為17.65%;4℃貯藏條件下的哈密瓜腐爛率為11.76%,在4℃的貯藏條件下果實(shí)腐爛率較-1℃貯藏條件下低,說(shuō)明4℃的貯藏條件對(duì)哈密瓜果實(shí)腐爛有一定的抑制作用。-1℃貯藏條件下哈密瓜腐爛率高,推測(cè)可能與哈密瓜受冷害有關(guān)。
由圖1可知,-1℃貯藏條件下的哈密瓜果實(shí)失重率在貯藏的第3天以后明顯高于4℃貯藏。說(shuō)明4℃貯藏條件下有機(jī)物消耗量和水分減少量相對(duì)較低。
2.1.2 色澤、硬度、可溶性固形物
“金花蜜25號(hào)”果肉色澤變化結(jié)果見(jiàn)圖2。
圖2 “金花蜜25號(hào)”果肉色澤變化Fig.2 Changes in flesh color of'Jinhuami 25'
色澤變化可以在一定程度上反應(yīng)哈密瓜的成熟程度。由圖2可以看出,哈密瓜果實(shí)貯藏到第3天時(shí),果肉色差均有下降趨勢(shì),-1℃貯藏條件下果肉色差值較高,為2.68,4℃貯藏條件下果肉色差值為2.32。在第9天時(shí)-1℃果肉ΔE 1.81,而4℃貯藏條件下果肉色差值為3.08,兩者差異逐漸增大。
“金花蜜25號(hào)”果皮色澤變化結(jié)果圖見(jiàn)3。
圖3 “金花蜜25號(hào)”果皮色澤變化Fig.3 The color change of the peel of'Jinhuami 25'
由圖3可以看出,哈密瓜果實(shí)貯藏至第3天時(shí)果皮色差同樣出現(xiàn)下降趨勢(shì),-1℃果皮具有較高色差值(ΔE)2.31,4℃貯藏條件下的果皮色差值(ΔE)2.13,且在第6天后有波動(dòng),貯藏到第15天時(shí),-1℃貯藏條件下的果皮色差變化較大,果皮ΔE 2.02,4℃貯藏條件下果皮ΔE 2.08??傮w來(lái)看,“金花蜜25號(hào)”哈密瓜果肉的顏色在貯藏期間變化較大,果皮的色差變化較小。
硬度的大小不僅能直觀反映哈密瓜的品質(zhì),而且是評(píng)定哈密瓜果實(shí)商品性的指標(biāo)之一。不同貯藏溫度下硬度的變化見(jiàn)圖4。
圖4 “金花蜜25號(hào)”硬度變化Fig.4 Hardness change of'Jinhuami 25'
哈密瓜貯藏過(guò)程中硬度呈下降趨勢(shì),-1℃貯藏條件下的果實(shí)硬度由4.48 kg/cm2下降到2.48 kg/cm2,4℃果實(shí)硬度從4.48 kg/cm2下降到2.36 kg/cm2,果實(shí)質(zhì)地隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而變軟;此外果實(shí)貯藏15 d后硬度下降趨勢(shì)明顯,可能是哈密瓜果皮腐爛,進(jìn)而造成硬度的大幅下降。以上結(jié)果表明,-1℃和4℃貯藏條件下均能較好地維持哈密瓜的硬度。
哈密瓜中可溶性固形物可作為果實(shí)呼吸作用的底物,可溶性固形物含量降低,說(shuō)明哈密瓜果實(shí)品質(zhì)發(fā)生劣變[16],兩種貯藏溫度下可溶性固形物含量的變化見(jiàn)圖5。
圖5 “金花蜜25號(hào)”可溶性固形物含量變化Fig.5 Changes in the content of soluble solids in'Jinhuami 25'
由圖5可知,兩種貯藏溫度下,哈密瓜可溶性固形物含量差異不大且總體呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),貯藏初期,果實(shí)可溶性固形物有上升趨勢(shì),這可能與果實(shí)貯藏中糖的轉(zhuǎn)化和代謝有關(guān)。而貯藏后期,可溶性固形物的下降證明隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),果實(shí)在不斷消耗自身的有機(jī)物質(zhì),完成代謝和衰老的進(jìn)程。-1℃貯藏條件下可溶性固形物含量從9.62%下降至8.35%,4℃貯藏條件下TSS含量從9.62%下降至7.89%。在第18天貯藏結(jié)束時(shí),-1℃貯藏條件下的可溶性固形物含量相對(duì)較高,哈密瓜品質(zhì)相對(duì)更好。
2.1.4 可滴定酸及抗壞血酸含量的測(cè)定
果蔬中有機(jī)酸含量是評(píng)價(jià)其品質(zhì)的重要生理生化指標(biāo),含量的多少不僅影響著哈密瓜品質(zhì)和風(fēng)味,而且對(duì)人體胃腸道消化,維持體內(nèi)的酸堿平衡有重要作用[17]??傻味ㄋ岷孔兓?jiàn)圖6。維生素C含量變化見(jiàn)圖7。
圖6 “金花蜜25號(hào)”可滴定酸含量變化Fig.6 Changes in titratable acid content of'Jinhuami 25'
圖7 “金花蜜25號(hào)”維生素C含量變化Fig.7 Changes in vitamin C content in'Jinhuami 25'
貯藏至第3天時(shí),-1℃下可滴定酸含量為1.61g/L,4℃貯藏條件下可滴定酸含量為1.48 g/L;第18天時(shí),-1℃和4℃條件下可滴定酸含量分別下降為1.02、1.21 g/L;總體來(lái)看,兩種貯藏環(huán)境下可滴定酸含量均呈下降趨勢(shì),它們的下降可能與有機(jī)物的消耗和糖的合成有關(guān)。4℃下可滴定酸含量變化趨勢(shì)相對(duì)平緩,且最終有機(jī)酸含量維持在較高水平,由此得出4℃貯藏條件下的哈密瓜可滴定酸含量損失較少,更利于哈密瓜風(fēng)味的保持。原因是果實(shí)較低的呼吸速率,可以延緩果實(shí)衰老,維持果實(shí)品質(zhì),減少有機(jī)物的損耗。
抗壞血酸,又名維生素C,是果蔬中具有抗氧化能力的一類物質(zhì),可以減緩果蔬的衰老,是哈密瓜關(guān)鍵的營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)[18]。由圖7中可知,在-1℃貯藏條件下VC含量從85.42 mg/100 g下降至33.03 mg/100 g,4℃貯藏條件下VC含量從85.42 mg/100 g下降至50.23 mg/100 g。上述結(jié)果證明,兩種貯藏條件下VC均會(huì)損失,但-1℃貯藏條件下的果實(shí)VC含量損失較為嚴(yán)重;4℃貯藏條件下能更好的減少VC損失,進(jìn)一步說(shuō)明VC含量的下降與低溫氧化降解有關(guān)。
2.1.3 呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量
呼吸強(qiáng)度是研究果蔬采后生理變化的重要指標(biāo)之一。一般來(lái)說(shuō),果實(shí)的呼吸強(qiáng)度越大,耐貯性相對(duì)越差[19],并且呼吸強(qiáng)度的變化也與果實(shí)自身特性、貯藏環(huán)境有極大的關(guān)系。兩種貯藏方式對(duì)“金花蜜25號(hào)”哈密瓜呼吸強(qiáng)度的影響見(jiàn)圖8。果蔬自身產(chǎn)生的內(nèi)源激素乙烯能催化果實(shí)成熟、加快衰老,乙烯釋放量的多少可以反映果實(shí)的衰老程度[20],這與果實(shí)的呼吸存在密切聯(lián)系?!敖鸹?5號(hào)”乙烯釋放量變化見(jiàn)圖9。
圖8 “金花蜜25號(hào)”呼吸強(qiáng)度變化Fig.8 Changes in breathing intensity of'Jinhuami 25'
圖9 “金花蜜25號(hào)”乙烯釋放量變化Fig.9 Changes in ethylene emission of'Jinhuami 25'
如圖8顯示,貯藏期間哈密瓜果實(shí)呼吸強(qiáng)度的變化呈先下降后上升再下降的趨勢(shì),在第6天時(shí)出現(xiàn)最低值,-1℃和4℃貯藏條件下的哈密瓜呼吸強(qiáng)度分別為5.15、4.11 mg CO2/(kg·h)。隨后在第15天時(shí),哈密瓜呼吸強(qiáng)度達(dá)到峰值,這是由于哈密瓜發(fā)生呼吸躍變而引起的。
由圖9可以看出,乙烯釋放量總體呈先上升后下降趨勢(shì),在第15天時(shí)達(dá)到峰值,-1℃和4℃貯藏下的哈密瓜乙烯釋放量分別為24.43、22.40 μL/(kg·h)??傮w來(lái)看,4℃貯藏條件下的果實(shí)乙烯釋放量較低,說(shuō)明4℃可以有效抑制果實(shí)乙烯釋放,這對(duì)延緩果實(shí)衰老,有促進(jìn)作用。兩種溫度相比,4℃貯藏條件下的哈密瓜呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量均較低,說(shuō)明4℃更有利于貯藏。
2.2.1 過(guò)氧化氫、過(guò)氧化氫酶貯藏過(guò)程中的變化
過(guò)氧化氫含量反映果品的活性氧積累程度[21],也反映出果品貯藏品質(zhì)。“金花蜜25號(hào)”過(guò)氧化氫含量變化見(jiàn)圖10。“金花蜜25號(hào)”過(guò)氧化氫酶活性變化結(jié)果見(jiàn)圖11。
圖10 “金花蜜25號(hào)”過(guò)氧化氫含量變化Fig.10 Changes in the content of hydrogen peroxide in'Jinhuami 25'
圖11 “金花蜜25號(hào)”過(guò)氧化氫酶活性變化Fig.11 Changes in catalase activity of'Jinhuami 25'
由圖10可以看出,過(guò)氧化氫的總體含量呈上升趨勢(shì),-1℃貯藏條件下的果實(shí)過(guò)氧化氫含量在第18天上升至333.39 nmol/g,4℃貯藏條件下哈密瓜的過(guò)氧化氫含量上升至320.97 nmol/g,結(jié)果表明,隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),哈密瓜的活性氧在不斷積累。貯藏前期,過(guò)氧化氫上升速率較慢,說(shuō)明低溫可有效抑制活性氧的積累,繼而延長(zhǎng)貯藏時(shí)間。從圖11可以看出,過(guò)氧化氫酶活性呈先升后降再上升的趨勢(shì),在第6天的時(shí)候出現(xiàn)明顯的峰值,此時(shí)過(guò)氧化氫的含量有上升速度加快的趨勢(shì),說(shuō)明過(guò)氧化氫含量增多,促使過(guò)氧化氫酶清除活性氧的能力達(dá)到最強(qiáng)[22]。隨著貯藏期的延長(zhǎng),過(guò)氧化氫酶活性又逐步降低,并在第15天時(shí)開(kāi)始上升,原因是超氧陰離子轉(zhuǎn)變成過(guò)氧化氫的速率變快,從而造成過(guò)氧化氫酶的活性上升,最終在第18天時(shí),4℃貯藏條件下過(guò)氧化氫酶活性高于-1℃,且4℃過(guò)氧化氫含量較-1℃低。分析得出,4℃條件下過(guò)氧化氫酶的活性更高,過(guò)氧化氫含量更少,對(duì)防止果實(shí)活性氧損傷,延緩果實(shí)衰老,保持果實(shí)品質(zhì)最有利。
2.2.2 超氧化物歧化酶、超氧陰離子貯藏過(guò)程中的變化
超氧化物歧化酶是一種可以清除超氧陰離子,調(diào)節(jié)機(jī)體氧化代謝的抗氧化酶[23]?!敖鸹?5號(hào)”超氧陰離子產(chǎn)生速率結(jié)果見(jiàn)圖12。超氧陰離子更是活性氧中氧化能力較強(qiáng)的一類物質(zhì),在果實(shí)的衰老及乙烯的信號(hào)傳遞方面起著尤為重要的作用[24],“金花蜜25號(hào)”超氧化物歧化酶活性變化見(jiàn)圖13。
圖12 “金花蜜25號(hào)”超氧陰離子產(chǎn)生速率Fig.12 Production rate of superoxide anion in'Jinhuami 25'
圖13 “金花蜜25號(hào)”超氧化物歧化酶活性變化Fig.13 Changes of superoxide dismutase activity in'Jinhuami 25'
圖12中超氧陰離子總體呈現(xiàn)持續(xù)上升的趨勢(shì),在第3天出現(xiàn)明顯峰值,且在-1℃貯藏條件下的超氧陰離子生成速率明顯高于4℃,-1℃產(chǎn)生的超氧陰離子多,為超氧化物歧化酶提供良好的工作條件,激發(fā)超氧化物歧化酶開(kāi)始工作,將超氧陰離子轉(zhuǎn)化成過(guò)氧化氫等物質(zhì),但過(guò)多的超氧陰離子的積累也會(huì)造成果實(shí)的活性損傷,對(duì)延緩果實(shí)衰老、保持果實(shí)品質(zhì)更為不利。由圖13可知,超氧化物歧化酶的活性隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)出現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì),在貯藏第3天后,其活性急劇下降,可能是由于哈密瓜果實(shí)內(nèi)部的過(guò)氧根離子含量增多而引起。兩種貯藏溫度下超氧化物歧化酶活性差異顯著,從貯藏后期來(lái)看,-1℃貯藏條件下過(guò)氧根離子的含量上升相對(duì)較快,可以推斷哈密瓜在貯藏過(guò)程中,-1℃所貯藏的果實(shí)衰老更快。
2.2.3 過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶活性在貯藏過(guò)程中的變化
過(guò)氧化物酶、多酚氧化酶活性在貯藏過(guò)程中的變化結(jié)果見(jiàn)圖14和圖15。
圖14 “金花蜜25號(hào)”過(guò)氧化物酶活性變化Fig.14 Changes of peroxidase activity of'Jinhuami 25'
圖15 “金花蜜25號(hào)”多酚氧化酶活性變化Fig.15 Changes of polyphenol oxidase activity in'Jinhuami 25'
過(guò)氧化物酶可使O2-和H2O2等轉(zhuǎn)變?yōu)榛钚暂^低的物質(zhì),消除生物體內(nèi)氧化反應(yīng)產(chǎn)生的有毒物質(zhì)[25],從而保護(hù)果實(shí)組織和細(xì)胞。此外,過(guò)氧化物酶還能夠?qū)τ啥喾友趸复呋宇愇镔|(zhì)生成具有毒性的醌類物質(zhì)進(jìn)行消殺。從圖14可以看出,兩種貯藏溫度下過(guò)氧化物酶的活性均呈上升趨勢(shì)。過(guò)氧化物酶的變化可能與低溫環(huán)境脅迫、果實(shí)衰老、酚類物質(zhì)氧化等存在極大聯(lián)系,隨著果實(shí)貯藏期的延長(zhǎng),會(huì)有更多活性氧的積累,這也會(huì)加劇酚類物質(zhì)的氧化,而過(guò)氧化物酶作為調(diào)控酚類氧化的關(guān)鍵酶,也在不斷的發(fā)生變化,過(guò)氧化物酶活性的升高將有助于延緩果實(shí)的衰老。多酚氧化酶控制著哈密瓜果實(shí)的褐變和衰老[26],由圖15可以看出,兩種貯藏溫度下多酚氧化酶的活性總體有減弱的趨勢(shì),說(shuō)明哈密瓜果實(shí)的褐變程度在逐漸減弱,但在第12天時(shí)又有上升的趨勢(shì),這可能是由于哈密瓜個(gè)體間差異造成的。在第3天~第9天,4℃貯藏的哈密瓜過(guò)氧化物酶活性升高較快,是由于一部分用于分解由哈密瓜機(jī)體產(chǎn)生的過(guò)氧化氫,另一部分則用于抵抗多酚氧化酶催化生成的醌類物質(zhì)。上述結(jié)果表明,兩種貯藏溫度下的過(guò)氧化物酶的活性差異較小,但均處于上升趨勢(shì),而4℃貯藏條件下哈密瓜的多酚氧化酶的活性在后期較低,說(shuō)明所產(chǎn)生的有毒醌類物質(zhì)較少。綜合得出,4℃的貯藏能較好維持哈密瓜品質(zhì),減少醌類物質(zhì)的累積。
2.2.4 脂氧合酶活性在貯藏過(guò)程中的變化
脂氧合酶能加速氧化產(chǎn)物的生成,造成食品質(zhì)量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的下降[27],此外,脂氧合酶還可以特異性催化膜脂不飽和脂肪酸生成飽和脂肪酸,進(jìn)而破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),引發(fā)膜脂過(guò)氧化反應(yīng)。因此,脂氧合酶的變化與諸多因素有關(guān),如過(guò)氧化氫、超氧陰離子、細(xì)胞膜通透性、MDA積累等。不同貯藏溫度下脂氧合酶活性的變化見(jiàn)圖16。
圖16 “金花蜜25號(hào)”脂氧合酶活性變化Fig.16 Changes in lipoxygenase activity of'Jinhuami 25'
由圖16可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),脂氧合酶活性略有增強(qiáng),且兩種貯藏溫度下其活性存在明顯差距,第18天時(shí)-1℃的酶活為0.15 mol/(min·g Fw),4℃的酶活為0.12 mol/(min·g Fw)??傮w來(lái)看4℃能維持哈密瓜果實(shí)脂氧合酶的活性在較低水平,說(shuō)明4℃貯藏條件下果實(shí)膜脂過(guò)氧化程度較低,貯藏效果更好。
2.3.1 細(xì)胞膜通透性變化
細(xì)胞膜通透性變化結(jié)果見(jiàn)圖17。
圖17 “金花蜜25號(hào)”細(xì)胞膜通透性變化Fig.17 Changes in cell membrane permeability of'Jinhuami 25'
細(xì)胞膜的通透性反映了果實(shí)細(xì)胞膜的完整和衰老程度,細(xì)胞膜通透性越大代表果實(shí)的衰老程度越大[28]。由圖17可以得出果實(shí)細(xì)胞膜通透性隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增大,說(shuō)明即使是低溫貯藏,果實(shí)也不可避免的發(fā)生著衰老。細(xì)胞壁、細(xì)胞膜對(duì)果實(shí)的保護(hù)作用在逐漸減少。這與過(guò)氧化氫和超氧陰離子的積累密切相關(guān),果實(shí)中活性氧的快速積累使細(xì)胞膜受到氧化損傷,從而導(dǎo)致了膜透性的增加以及MDA的積累。從數(shù)據(jù)可以看出,當(dāng)貯藏至第9天時(shí),4℃貯藏條件下的果實(shí)細(xì)胞膜通透性開(kāi)始低于-1℃,但整體仍呈上升趨勢(shì)。貯藏至第18天時(shí),-1℃和4℃貯藏條件下的果實(shí)細(xì)胞膜通透性分別上升至52.18%、49.55%。
2.3.2 丙二醛含量變化
“金花蜜25號(hào)”丙二醛含量變化見(jiàn)圖18。
圖18 “金花蜜25號(hào)”丙二醛含量變化Fig.18 Changes in malondialdehyde content of'Jinhuami 25'
丙二醛含量反映了細(xì)胞膜脂過(guò)氧化的程度[29]。由圖18可以看出,-1℃和4℃貯藏條件下的果實(shí)丙二醛含量均呈上升趨勢(shì),丙二醛的持續(xù)上升,說(shuō)明果實(shí)的膜脂過(guò)氧化程度在隨時(shí)間的延長(zhǎng)而持續(xù)加劇,這與細(xì)胞膜透性的變化呈正相關(guān)。綜合來(lái)看,-1℃貯藏條件下,哈密瓜果實(shí)丙二醛含量較高,這是由于低溫環(huán)境破壞了果實(shí)細(xì)胞結(jié)構(gòu),從而導(dǎo)致丙二醛含量的上升。與-1℃相比,4℃貯藏能較好維持哈密瓜果品的品質(zhì)。
2.3.3 纖維素酶活性變化
“金花蜜25號(hào)”纖維素酶活性變化見(jiàn)圖19。
圖19 “金花蜜25號(hào)”纖維素酶活性變化Fig.19 Changes in cellulase activity of'Jinhuami 25'
纖維素酶可將纖維素水解成葡萄糖,從而提高細(xì)胞壁的通透性[30],加速果實(shí)的軟化衰老,纖維素酶的活性越低越有利于果品貯藏。由圖19可以看出,隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng),纖維素酶活性總體呈上升趨勢(shì),至貯藏結(jié)束時(shí),-1℃貯藏條件下的果實(shí)的纖維素酶活性上升至4.68 U/mg,而4℃貯藏條件下酶活性總體較低,最終為3.06 U/mg。基于此,推測(cè)4℃下哈密瓜的品質(zhì)更好。
2.3.4 多聚半乳糖醛酸酶活性變化
“金花蜜25號(hào)”多聚半乳糖醛酸酶活性變化結(jié)果見(jiàn)圖20。
圖20 “金花蜜25號(hào)”多聚半乳糖醛酸酶活性變化Fig.20 Changes of polygalacturonase activity of'Jinhuami 25'
果膠是植物細(xì)胞壁的主要成分,多聚半乳糖醛酸酶能催化果膠的分解,從而導(dǎo)致細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)被破壞。由圖20可知,貯藏前期,多聚半乳糖醛酸酶的活性呈上升趨勢(shì),說(shuō)明貯藏期間果實(shí)的果膠在被逐漸水解,這與前面細(xì)胞膜透性的增加一致。隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng),多聚半乳糖醛酸酶活性驟然下降,這可能是由于哈密瓜中果膠結(jié)構(gòu)被破壞而導(dǎo)致的。
通過(guò)分析“金花蜜25號(hào)”哈密瓜在-1℃和4℃貯藏條件下的理化指標(biāo)、活性氧代謝、細(xì)胞壁代謝的變化以及溫度對(duì)哈密瓜貯藏特性的影響,發(fā)現(xiàn)4℃貯藏條件下哈密瓜果實(shí)可滴定酸、維生素C等含量較高,營(yíng)養(yǎng)流失程度較低,哈密瓜品質(zhì)較好;活性氧代謝分析顯示4℃貯藏條件下的哈密瓜過(guò)氧化氫、超氧陰離子含量都相對(duì)較低,更能抵抗哈密瓜果實(shí)衰老、軟化;細(xì)胞壁代謝方面,4℃下的哈密瓜丙二醛含量、纖維素酶活性都較低,細(xì)胞壁完整性更高,從而抵抗衰老的能力更強(qiáng)。而-1℃哈密瓜果實(shí)貯藏后期發(fā)生冷害,果皮表面出現(xiàn)凹陷,且有不規(guī)則的小斑點(diǎn),造成果實(shí)品質(zhì)下降。綜上所述,“金花蜜25號(hào)”哈密瓜在4℃時(shí)貯藏效果更好,該貯藏溫度可以有效延緩果實(shí)的軟化和衰老,延長(zhǎng)果實(shí)貯藏保鮮期。