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套袋对西洋梨表皮蜡质及抗氧化活性的影响



全 文 :山 东 农 业 科 学 2013,45(12):30 ~ 34 Shandong Agricultural Sciences
收稿日期:2013 -06 -18
基金项目:山东省自然科学基金项目(编号:Y2007D04);国家科技支撑计划项目(2008BAD92B03);山东省科技发展计划项目
(2010GNC10926)
作者简介:杨雪梅(1982 -),女,研究实习员,研究方向主要为果品采后生理及保鲜加工。
* 通讯作者:王淑贞(1957 -),女,研究员,研究方向为果品加工与保鲜工程。
套袋对西洋梨表皮蜡质及抗氧化活性的影响
杨雪梅1,张元湖2,王淑贞1* ,王传增1,董庆龙1
(1. 山东省果树研究所,山东 泰安 271000;2. 山东农业大学生命科学学院,山东 泰安 271018)
摘 要:以西洋秀丰梨为试材,研究了采前 20 天摘袋(FRB)和带袋采收(FHB)对其表皮蜡质和抗氧化活
性相关生理指标的影响。结果表明,初采果实时,FHB果实表皮蜡质变稀薄,表面有明显微裂纹,且果皮中色
素含量显著低于 CK和 FRB。贮藏过程中果皮中总酚含量和类黄酮含量均呈下降趋势,但 FRB始终显著高于
FHB。FRB和 FHB果皮对 DPPH·清除率和 ABTS +·清除活性都呈先上升后下降的趋势,但 FRB始终显著高于
FHB。相关性分析结果表明,总酚含量与抗氧化活性物质呈显著正相关,说明梨果皮中的酚类物质是果皮中
的重要抗氧化成分。
关键词:西洋梨;套袋;蜡质;色素;酚类;抗氧化活性
中图分类号:S661. 201 文献标识号:A 文章编号:1001 -4942(2013)12 -0030 -05
Effects of Bagging on Epicuticular Wax and
Antioxidant Activity of European Pear
Yang Xuemei1,Zhang Yuanhu2,Wang Shuzhen1* ,Wang Chuanzeng1,Dong Qinglong1
(1. Shandong Institute of Pomology,Taian 271000,China;
2. College of Life Science,Shandong Agricultural University,Taian 271018,China)
Abstract Using European pear variety Xiufeng as material,the effects of removing bags 20 days before
harvest (FRB)and harvesting with bags (FHB)on epicuticular wax,antioxidant activity and other related
physiological indexes were investigated. The results showed that when fruits were harvested,FHB fruits had
thinner epicuticular wax and obvious microcrack on the surface,and the pigment content in pericarp were sig-
nificantly lower than that of control and FRB. Both of total phenols and flavonoid contents in pericarp de-
creased during storage,but FRB were significantly higher than FHB all the time. DPPH· scavenging rate and
ABTS +· scavenging activity increased first and then decreased,but FRB were significantly higher than FHB
all the time. Correlation analysis showed that the total phenols content was significantly positively correlated to
antioxidant components,which demonstrated that phenolic substances in pericarp were important antioxidant
constituents.
Key words European pear;Fruit bagging;Wax;Pigment;Phenols;Antioxidant activity
果实表皮一般覆盖有一层蜡质,这层蜡质无
规则地嵌入到果实的表皮中,其主要功能是防止
组织中自由水的散失[1],减少细胞内基础溶质滤
出[2,3],同时还起到抵御强光及紫外线对果肉组
织损伤的作用,一些植物的蜡质层可通过反射或
吸收紫外线以降低光强来保护 DNA 不受损
伤[4,5]。通常果皮的蜡质层主要由长链的脂质组
成,同时还包括一些三萜类化合物和其它次生代
谢成分,如甾醇类和类黄酮等。研究表明,梨果皮
中含有多种酚类物质,其中尤以绿原酸和熊果苷
DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2013.12.033
的含量最高,这些酚类物质已被证明具有天然抗
菌保健功效[6];果皮中的色素物质也具有抗氧化
活性,果实采收后伴随着色素的降解,果实完熟后
开始进入衰老阶段。果实套袋不仅可改善果实的
外观品质,在发育过程中套袋,是防治害虫、减少
生理失调及改善果实品质的重要商业举措[7]。
此外,果实套袋还能减少农药残留量,使富含多酚
化合物的果皮具有可食性,从而使人们从膳食中
获得更多抗氧化物质。
目前,大部分套袋果实研究多集中于有关果
实品质及酶活性等方面,对有关果皮的研究较少。
随着人们生活水平的提高和对天然抗氧化物的认
识与了解,一些可食性的天然产物(甾醇类、类黄
酮和酚类)备受关注,而大部分北方水果如苹果、
梨果皮中均含有这些丰富的天然抗氧化成分。西
洋梨后熟后果实基本没有石细胞,果皮与果肉结
合紧密宜于食用,而果实套袋可以保证果皮的可
食性。本研究通过分析西洋梨采后表皮蜡质、色
素含量、酚类物质含量以及抗氧化活性的变化来
研究果实套袋对梨采后贮藏性的影响。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
供试西洋梨(Pyrus communis Linn. )为选育
新品种秀丰梨,采于济南市历城区锦绣川乡生产
园。立地条件为山坡梯田地,土壤为褐土,10 年
生大树改接,树势中庸,株行距为 3 m × 5 m,管理
良好。本试验于 2012 年 5 月中旬进行套袋,采前
20 天部分去掉果袋,果实统一采收后当天运回山
东省果树研究所高湿无霜试验库预冷,库温
(0 ± 1)℃。
1. 2 试验设计
试验分为 3 组,分别为未套袋果实(CK)、采
前 20 天去除果袋果实(FRB)和带袋采收果实
(FHB),每组约 200 个果。生理指标每 2 周取样
测定 1 次,每次重复测定 3 个。
1. 3 试验方法
1. 3. 1 SEM制样 分别取采后当天的果实和冷
藏 4 周后的果实 5 个,用手术刀片沿果实赤道面
削取约 2 cm ×1 cm的果皮若干片,迅速投入液氮
中,后装入网袋中冷冻干燥 24 h,将冷冻干燥好的
果皮剪成小块用双面胶粘到样品台上(每小块样
品应保留 2 ~ 3 个果点)。将粘好的样品台标记
好进行离子喷溅镀膜,镀膜时间 160 s,镀膜后立
即在扫描电镜下观察其结构。
1. 3. 2 总酚含量测定 采用 Folin - Ciocalteau
试剂法,参照田文礼等[8]的方法。
1. 3. 3 类黄酮含量 参照孙希云等[9]的方法。
1. 3. 4 DPPH·清除率测定 清除 DPPH·(二苯
代苦味肼基)的能力参照 Chinnici 等[10]的方法并
加以改进,向 3 ml吸光度值为 1. 5 的 DPPH 甲醇
溶液(A0)中加入 50 μl 的试样(空白对照用等量
重蒸水代替),总体积用蒸馏水补充至4 ml,用力
摇匀后于室温下放置 30 min,测定 DPPH 混合溶
液在 517 nm 处吸光值(A样)。用 2. 5 ml 甲醇与
0. 5 ml试样混合液调仪器零点,以扣除试样本身
颜色的影响。
自由基清除率(%)=(A0 - A样)/A0 × 100
1. 3. 5 ABTS +·清除能力 清除 ABTS +·的能力
用一种水溶性的 VE[Trolox(6 - hydroxy - 2,5,
7,8 - tetram - ethylchroman - 2 - carboxylic
acid)]的浓度表示,即相当于多大浓度的 Trolox
清除能力,以 μmol /L Trolox C来表示(TEAC)。
1. 3. 6 统计分析 试验数据均采用 Microsoft Ex-
cel软件进行统计分析,对不同处理间差异进行 t
检验。
2 结果与分析
2. 1 果实套袋对秀丰梨采后表皮蜡质的影响
果实套袋显著影响秀丰梨初采时表皮蜡质的
积累,对照果实(CK)、采前去袋果实(FRB)及带
袋采收果实(FHB)其表皮所覆盖的蜡质层依次
变稀薄,果皮表面所覆盖的蜡块基部埋于蜡质层
中(图 1 - A,B),且蜡块量呈依次递减趋势(图 1 -
A,B,C)。其中,FRB 表面蜡质层覆盖均匀,蜡块
周边较为平整(图 1 - B);FHB采摘后其表面有明
显微裂纹,且裂纹大量覆盖于果实表面(图 1 - C)。
供试梨采后冷藏 4 周后其表皮蜡质及形态均
有显著变化。对照果实经冷藏后表皮蜡质层呈脊
状皱缩,表皮蜡块已部分从蜡质层中剥离覆盖于表
皮之上(图 1 - D);FRB表皮蜡质层部分片状剥离,
覆盖于单位面积表皮上的蜡质块增加(图 1 - B,
E)。而 FHB 经冷藏后表皮微裂纹,且有部分逐
渐愈合(图 1 - F)。表明西洋梨在采后贮藏过程
13第 12 期 杨雪梅等:套袋对西洋梨表皮蜡质及抗氧化活性的影响
中其蜡质不断分泌以防止水分蒸发及抵御病原菌
侵入。
A、B和 C 分别为 CK、FRB 和 FHB 初采时的表皮结构;D、E
和 F分别为 CK、FRB和 FHB冷藏 4 周后的表皮结构
图 1 果实套袋对秀丰梨初采及贮藏 4 周后
表皮蜡质的影响
2. 2 果实套袋对秀丰梨果皮中色素含量的影响
果实外观颜色变化是判断果实成熟度及衡量
果实品质的重要指标之一,大多数果实成熟时绿
底色消失,变成黄、橙、红、蓝色或其它颜色。供
试西洋梨套袋后对果实采收时的颜色影响显著:
CK为翠绿色;FHB呈白绿色;而 FRB向阳面亦可
部分着红色,背阴面呈黄绿色。果实初采后果皮
中色素含量差异显著:CK 中叶绿素 a、叶绿素 b
和类胡萝卜素含量分别是 FRB 的 1. 86、1. 69 和
1. 02 倍,分别是 FHB 的 10. 81、2. 53 和 2. 08 倍。
西洋梨采后贮藏过程中,CK、FHB 和 FRB 果皮中
的叶绿素 a和叶绿素 b的含量在采后 4 周内迅速
下降,之后基本趋于平稳(图 2a、b);而类胡萝卜
素含量则呈先上升后下降的趋势(图 2c)。
2. 3 果实套袋对秀丰梨贮藏期内果皮中总酚含
量的影响
图 3数据表明,贮藏期间 FRB 处理果皮总酚
含量呈先上升后下降的趋势,且采后冷藏 2 周达最
高值,为 15. 31 mg /gFW,比 CK(10. 20 mg /gFW)高
出 50. 1%,比 FHB(6. 42 mg /gFW)高出 1. 39倍;随
后呈下降趋势,贮藏 6 ~ 8 周 FRB果皮总酚含量下
降到与 CK相似水平,但始终显著高于 FHB。FHB
果皮总酚含量水平较低,至第 6 周含量达最低值,
不足 CK和 FRB总酚含量的 1 /2。
2. 4 果实套袋对秀丰梨贮藏期内果皮中类黄酮
总含量的影响
试验结果表明,FRB和 FHB果皮中类黄酮总
含量在贮藏期间均呈先升高后降低的趋势,但
FRB果皮中类黄酮含量始终显著高于 FHB,整个
贮藏期内含量约为 FHB 的 1. 5 ~ 2. 0 倍(图 4)。
而 CK果皮中类黄酮总含量呈逐渐上升趋势,至
第 8 周略微下降。
图 2 套袋及采前去袋对秀丰梨采后果皮中
色素含量的影响
图 3 果实套袋对秀丰梨贮藏期内果皮中
总酚含量的影响
2. 5 套袋对秀丰梨果皮贮藏期间 DPPH·清除率
的影响
图 5 结果表明,在贮藏期间 FRB 和 FHB 果
皮对 DPPH·的清除率呈先上升后降低的趋势,而
CK果实总体呈上升趋势,至第 8 周略微下降。果
实从采后到贮藏至第 4 周,套袋果实与对照果实
23 山 东 农 业 科 学 第 45 卷
果皮酚类提取液自由基清除率由高到低的顺序为
FRB > CK > FHB,贮至 8 周,FRB处理自由基清除
率与 CK 基本一致,FHB 处理显著低于 FRB 和
CK。
图 4 果实套袋对秀丰梨贮藏期内果皮中
类黄酮总含量的影响
图 5 果实套袋对秀丰梨贮藏期内果皮中
DPPH·清除率的影响
2. 6 果实套袋对秀丰梨果皮贮藏期间 ABTS +·清
除活性的影响
图 6 表明,FRB 果皮中 TEAC 值于贮藏期间
呈先上升后下降的趋势,且于采后冷藏第 4 周达
最高值,为 45. 76 μmol /L,显著高于 CK 和 FHB,
分别比 CK和 FHB 高出 20%和 50%;其后 TEAC
值逐渐降低,至第 6 周 FRB 的 TEAC 值下降到与
CK相似水平,但在整个贮藏期内均显著高于
FHB,这一变化趋势与果实中总酚含量变化趋势
较为一致。
图 6 套袋对秀丰梨贮藏期内果皮 TEAC的影响
2. 7 梨果皮中总酚含量与抗氧化活性的相关性
分析
果实中总酚含量(图 3)与自由基清除活性
(图 5 ~ 6)的变化趋势相一致,为此对酚类含量与
抗氧化活性物质的关系进行相关性分析。分析结
果(表 1)表明,TPC、FC、DSA 和 TEAC 四者之间,
两两呈显著正相关,说明梨果皮中的酚类物质是
果皮提取液中的重要抗氧化成分。
表 1 果皮中酚类含量及抗氧化活性的相关性分析
指标 TPC FC DSA TEAC
TPC 1. 00 0. 9599** 0. 9688** 0. 9198**
FC 1. 00 0. 9684** 0. 9055**
DSA 1. 00 0. 9210**
TEAC 1. 00
注:TPC:总酚含量;FC:类黄酮含量;DSA:DPPH·清除活
性;TEAC:相当于水溶性维生素 E(Trolox)的抗氧化能力;**,P
< 0. 01,n = 4.
3 结论与讨论
秀丰梨为早熟品种且采收后需后熟,经后熟
的果实果皮中的酚类(主要是单宁)被过氧化物
酶氧化而使涩味消失,品质达最佳。试验中测得
的其它数据表明,套袋不利于延长秀丰梨的贮藏
期,这与王少敏等[11]在绿宝石、玛瑙梨上的研究
结果不一致,这可能与西洋梨自身的特性有关。
供试梨在采后及贮藏期间其总酚含量及抗氧化活
性均有所下降,这与 Hamauzu等[12]在巴特利特梨
上多酚含量的研究结果相一致。
本试验表明,果实生长发育期至采收期套袋
不仅不利于果皮中酚类物质的积累,同时加快了
果实采后果皮中酚类物质的氧化,使其后熟期缩
短。而采前 20 天摘除果袋,其酚类含量及抗氧化
活性均较带袋采收果实有显著提高,至采收时采
前摘袋的果实酚类的积累已达到与对照相当的水
平,且易于着色。表明果实发育期进行套袋,采前
摘除果袋后果实受自然阳光刺激后,有利于激发
酚类物质合成与积累的一系列反应。果实中酚类
物质的合成与光照密切相关,其机理还有待于进
一步研究。
通过 SEM观察,西洋梨采后果皮中的蜡质随
贮藏时间的延长部分脱落,同时其表面的微裂纹
贮藏后部分被修复,表明其表皮蜡质可能在果实
采后维持在一个相对平衡状态,这个平衡状态对
33第 12 期 杨雪梅等:套袋对西洋梨表皮蜡质及抗氧化活性的影响
果实采后自由水的维持及保鲜起重要作用。而
Sala[13]在柑橘类水果上的研究认为,该类水果新
形成的覆盖于表皮微裂纹中的蜡质是由于蜡质的
老化形成的。Wettstein - Knowles[14]在对小麦薄
壁管蜡质的研究中认为,新形成的蜡质会将最初
的蜡质尤其是最外层的蜡质挤到一边或挤到微裂
纹中,这可能也是西洋梨经冷藏后果皮表面微裂
纹减少的原因。
综上所述,套袋对西洋梨秀丰果实的表皮蜡
质结构及色素含量,果皮中总酚含量、类黄酮含量
及抗氧化能力均有显著影响。套袋果实果皮蜡质
变稀薄,表皮出现微裂纹且色素含量下降明显;但
采前去除果袋不但利于果实向阳面着红色,还能
提高其果皮中酚类物质的含量,同时显著提高其
贮藏前期的抗氧化活力。
参 考 文 献:
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