黄锐,刘娟

(1.甘肃省农业科学院产业开发管理处，甘肃 兰州　730070；2.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃 兰州　730070)



热水处理对葡萄采后衰老与病害相关酶活性的影响

黄锐1,刘娟2

(1.甘肃省农业科学院产业开发管理处，甘肃 兰州730070；2.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃 兰州730070)

摘要：【目的】 研究不同温度的热水处理对葡萄采后衰老与病害相关酶活性的影响，筛选能够延长葡萄贮藏时间的适宜处理温度.【方法】 以‘无核白鸡心’葡萄为试验材料，分别在45，50，55及60 ℃下浸泡2 min，用葡萄专用PE包装袋包装，(0±1)℃冷藏库中贮藏，每隔10 d统计一次好果率，每隔5 d进行一次酶活测定.【结果】 45 ℃处理2 min可以明显抑制果实贮藏期间的腐烂，并且能够提高过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)在贮藏期间的活性.55 ℃以上温度处理会加快果实腐烂.同时，越高的处理温度对多酚氧化酶(PPO)活性的抑制作用越明显.55 ℃处理2 min可以提高果实β-1，3-葡聚糖酶(GLU)的活性.【结论】 适宜温度的热处理可以抑制果实在贮藏过程中的衰老和病害发生， ‘无核白鸡心’采后适宜处理水温为45 ℃.

关键词：葡萄；热水处理；衰老；采后病害；酶

长期以来，我国鲜食葡萄贮运保鲜业一直比较滞后，基本是季产季销，地产地销.当前人们常采用一些化学药剂控制采后果实的病虫害和延长货架期,最常见的就是运用SO2熏蒸,但某些品种对SO2具有不耐受性，而且化学处理对人类的健康具有潜在的危害[1].随着食品安全问题越来越受到重视，热处理、有机酸浸泡和天然保鲜剂涂膜等物理防腐手段开始成为果蔬保鲜研究的热点[2-4].采后热处理一般是指用高于果实成熟季节的温度对果实进行采后处理的一种保鲜技术，其目的在于控制果实病虫害，调节果实生理生化代谢，延缓果实衰老.本试验以‘无核白鸡心’葡萄为材料，研究不同温度热水处理对其好果率以及衰老与病害部分相关酶活性的影响，以期探索热处理对该品种葡萄采后衰老及病害发生的影响，并筛选出能够延长贮藏时间的适宜处理温度，为生产应用提供依据.

1材料与方法

1.1试验材料

葡萄品种为‘无核白鸡心’，采自甘肃省武威市石羊河林场.挑选果粒均匀、无病虫害、无机械损伤的果穗，按商品成熟度采收.

1.2处理方法

采收当日，按照“剪粒→清洗、沥水→分组→热水处理→晾干→包装→贮藏”的操作流程进行处理.其中各步骤要点如下：1) 剪粒:从穗轴上用剪刀逐个将果粒剪下,保留果垫,不能碰伤果粒,并剔除不合格果粒.2) 清洗、沥水:用水轻轻漂洗葡萄2～3 遍,然后沥干水分.3) 分组：将剪下的果粒随机挑选50粒为一组，用于测定好果率；再随机挑选30粒，用于测定酶活性.每处理3个重复(每重复含50粒1包和30粒1包).4) 热处理：将葡萄用干净的纱布包好置于恒温水浴锅中，分别在45、50、55及60 ℃温度下浸泡2 min.对照为室温清水浸泡2 min.5) 包装、贮藏：采用葡萄专用PE包装袋(由石羊河林场提供)包装后置于(0±1)℃冷库中贮藏.

葡萄贮藏期间每隔10 d进行一次好果率测定，每隔5 d进行一次酶活性测定.随机采样，重复3次.

1.3测定方法

过氧化物酶(POD)活性的测定：愈创木酚氧化法[5]；超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定：氮蓝四唑(NBT)法[5]；过氧化氢酶(CAT)活性的测定：紫外吸收法[6]；多酚氧化酶(PPO)活性的测定：比色法[7]；β-1，3-葡聚糖酶(GLU)活性的测定：还原糖测定法[8].好果率计算公式为：

好果率(%)=(好果数/总果数)×100%

1.4数据统计与分析

数据处理由软件Microsoft Excel及SPSS完成.

2结果与分析

2.1热水处理对葡萄好果率的影响

由图1可知，用适宜温度处理无核白鸡心葡萄果实可以显著抑制其在贮藏期间的腐烂.在整个贮藏期除45 ℃处理，其他处理好果率下降都比较明显.45 ℃和50 ℃处理在贮藏前期(前10 d)稍高于CK，但不明显，55 ℃和60 ℃处理稍低于CK.在贮后第20天，45 ℃和50 ℃处理效果明显高于CK(P<0.05)，55 ℃和60 ℃处理显著低于CK(P<0.05)，而且下降幅度较大.在贮后第30天，45 ℃处理依然维持较高的好果率，贮藏结束时好果率比CK高12%.50 ℃处理开始出现下降，与对照差异不显著(P<0.05),55 ℃和60 ℃处理好果率下降明显.

不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05)图1　贮藏期间各处理无核白鸡心好果率的变化Fig.1　Fine fruit rate change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.2热水处理对葡萄采后衰老相关酶的影响

2.2.1热水处理对POD活性的影响从图2可以看出，‘无核白鸡心’葡萄在贮藏期间POD活性呈先升高后降低的趋势.前10 d经热处理的果实POD活性变化都很小.在贮后第10天，除CK外所有处理开始出现急速升高的趋势，贮后20 d均达到最大值，且都高于CK.CK峰值出现较早，且数值较小.60 ℃处理峰值与对照峰值相差不大，但滞后10 d左右.45 ℃和50 ℃处理的变化趋势基本一致，POD活性高.

图2　贮藏期间各处理‘无核白鸡心’过氧化物酶的变化Fig.2　POD change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.2.2热水处理对SOD活性的影响由图3可知，‘无核白鸡心’葡萄在贮藏期间SOD活性呈现先升高后下降的趋势.在贮藏期的前5 d，CK、45℃和60℃处理缓慢升高，之后的10 d里上升速度有所增加，到贮后第15天出现峰值，其中45 ℃处理具有最大值.50 ℃和55 ℃处理贮藏前期SOD活性升高较快，并且在贮后第10天就达到了最大值，到贮藏结束时和60 ℃处理在同一水平.45 ℃处理可有效保持SOD活性.

图3　贮藏期间各处理‘无核白鸡心’超氧化物歧化酶的变化Fig.3　SOD change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.2.3热水处理对CAT活性的影响由图4可以看出，‘无核白鸡心’葡萄在贮藏期间CAT活性一直呈现下降趋势.除45 ℃处理在贮藏的前10 d有缓慢升高的趋势外，CK和其他处理在贮藏期间都以不同的速率降低，所有处理都高于对照.贮藏15 d后，CK和60 ℃处理CAT活性下降明显，50 ℃和55 ℃处理下降过程稍有延迟.45 ℃处理保持CAT活性的效果最好，到贮藏结束时比CK高1倍还多.

图4　贮藏期间各处理‘无核白鸡心’过氧化氢酶的变化Fig.4　CAT change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.3热水处理对葡萄采后病害相关酶的影响

2.3.1热水处理对PPO活性的影响从图5可以看出，无核白鸡心葡萄在贮藏期间PPO活性总体呈先升高后降低的过程，经过热处理的葡萄PPO活性峰值较CK出现的早，且数值较小，处理温度越高对PPO活性的抑制越明显.55 ℃和60 ℃处理的效果基本一致，并且变化不明显，一直在很小的范围内波动.45 ℃和50 ℃处理在贮藏后期开始下降，最终所有处理的PPO活性值比较接近，且都小于CK.

图5　贮藏期间各处理‘无核白鸡心’多酚氧化酶的变化Fig.5　PPO change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

2.3.2热水处理对GLU活性的影响由图6可以看出，无核白鸡心葡萄在贮藏期间GLU活性先升高后下降.热水处理可以提高GLU活性.CK、50 ℃和55 ℃处理的峰值出现在贮后第20天.45 ℃和60 ℃处理的峰值出现较早，贮后第10天即达到最大值.在贮后第5天55 ℃处理GLU活性迅速升高，其他处理和CK有小幅升高，并且升高速率基本无差别.效果最明显的是55 ℃处理，GLU活性在贮藏前期较高，后虽有下降，但一直保持较高的值.

图6　贮藏期间各处理‘无核白鸡心’葡聚糖酶的变化Fig.6　GLU change of ‘Centennial Seedless’ grapes in storage

3讨论

试验结果表明适宜温度热处理可以减少葡萄在贮藏期间的损失，对于类似‘无核白鸡心’这种果皮薄的品种，温度不宜过高，过高温度的处理可能会导致副作用，使果实加快变质、腐烂.推测这可能是由于过高的温度对表皮组织造成伤害，使生物酶失活，无法进行正常生理代谢，这和番茄[9]、草莓[10]等果蔬上的研究报道结果一致.

POD、SOD和CAT是活性氧自由基清除系统的重要酶.经适宜温度热处理后，葡萄POD活性有所升高，且有一个先上升后下降的过程.有研究认为POD存在两种相反的作用机制，一种机制是在果蔬衰老初期或遇到逆境表达，表现为保护效应，可以增加果实耐贮性；另一种是在衰老后期或逆境后期表达，表现为伤害效应[11].贮藏前期的平稳可以认为是果实还未进入衰老期，而随着时间的推移，POD活性上升，保护作用开始显现出来，45 ℃处理效果最明显.在植物衰老过程中SOD 负责清除组织中的活性氧,维持活性氧的平衡,保护膜结构,因而具有延缓衰老的作用[9].45 ℃处理的SOD活性变化趋势呈现出先升高后降低的趋势，在贮藏中后期高于对照和其他温度处理，而过高温度的处理会起到相反的效果，SOD活性低于未作处理的果实.H2O2是植物细胞中的一种活性氧,H2O2的积累会对植物细胞产生毒害，组织中高浓度的H2O2可通过CAT催化分解[12].虽然葡萄的CAT活性在贮藏期内一直呈现下降趋势，但45 ℃处理能抑制CAT活性的下降，到贮藏末期CAT活性值是CK的1.5倍强.综上所述，适宜温度热处理可以激发活性氧自由基清除系统的酶活性，对果实采后衰老有延缓作用.

在受到病原菌侵染时，PPO能将酚类物质氧化成对病原菌具有很高毒性的醌类物质，是植物抗性的重要组成部分，可直接抑制病原菌对植物的侵染[13].本研究中葡萄的PPO活性呈现先升高后降低的趋势，热处理抑制了PPO活性的增加，且温度越高抑制效果越明显，这可能是由于高温对病原菌的杀死和抑制作用所致，经高温处理的果实其病原物就会越少，对PPO的激活作用也就越小.β-1，3-葡聚糖酶是一种重要的PR蛋白，可以通过降解病原菌细胞壁成分的作用来达到抑制病原菌生长和侵染的效果[14].本研究表明热处理可以提高葡萄贮藏期的GLU活性，55 ℃处理表现最好，不仅GLU活性值较高，而且降低速率也是最低的，对提升GLU活性效果显著.

参考文献

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(责任编辑胡文忠)

Influence of hot water treatments on activity of senescence and disesae related enzymes of postharvest grapes

HUANG Rui1,LIU Juan2

(1.Management Office of the Industry Development,Gansu Academy of Agricultural Sciences,Lanzhou 730070,China;2.College of Food Science and Engineering,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070,China)

Abstract：【Objective】 To explore the influence of hot water treatments on activity of related enzymes on postharvest grapes,and to find the suitable condition for hot water treatments.【Method】 The table grapes ‘cv.Centennial Seedless’ were treated at 45,50,55 and 60 ℃ of hot water for 2 minutes.The treated grapes were packed with PE bag and stored at (0±1) ℃.The enzyme activity were measured once per 5 d,and good fruit rate were investigated once per 10 d.【Result】 Treatment at 45 ℃ for 2 min significantly inhibited rot of fruit,increased activity of peroxidase,catalase and superoxide dismutase during storage.Treatment at 55 ℃ caused higher rot of fruit,inhibited polyphenol oxidase activity，However,raised β-1,3-glucanase activity.【Conclusion】 It is suggested that the hot water at optimum temperature can inhibit the senescence and rot of table grapes ‘cv.Centennial Seedless’.

Key words：heat water treatment;grapes;senescence;postharvest diseases;enzymes

通信作者：刘娟，女，讲师，主要从事作物遗传育种和农产品采后加工方面的研究.E-mail:147520879@qq.com

收稿日期：2015-09-27；修回日期：2016-01-11

中图分类号：S 609+.3

文献标志码：A

文章编号：1003-4315(2016)02-0069-04

第一作者：黄锐(1982-)，男，研究实习员，硕士，研究方向为果树采后生理.E-mail:251976507@qq.com