全 文 ：文章编号 :100028551 (2005) 042279203
莲藕膨大过程中褐变酶活性的变化
寿森炎1 　宰文珊1 　黄锡志2
(11 浙江大学农业与生物技术学院园艺系 ,浙江 杭州　310029 ; 21 余杭高新农业开发区 ,浙江 杭州　311107)
摘 　要 :本实验以 3 个熟性不同的莲藕品种为材料 ,研究了莲藕膨大过程中褐变酶活性的变化。
实验表明 :随着膨大节数的增加 ,过氧化物酶 ( POD) 、多酚氧化酶 ( PPO) 的活性增加 ;第 4 节藕
体随着采收时间的推迟 ,褐变酶活性增加 ,且熟性不同品种之间有明显差异。并探讨了品种熟
性、藕体大小和环境条件对莲藕褐变酶的影响。
关键词 :莲藕 ;过氧化物酶 ;过氧化物酶
ACTIVITIES CHANGES OF BROWNING ENZYMES DURING RHIZOME SWELLING OF LOTUS
SHOU Sen2yan1 　ZAI Wen2shan1 　HUANG Xi2zhi2
(11Department of Horticulture , College of Agriculture and Biotechnology , Zhejiang University , Hangzhou , Zhejiang ,310029 ;
21Agriculture Development Zone of Yuhang , Hangzhou , Zhejiang ,311107)
Abstract :Three lotus ( Nelumbo nucifera Gaertn) cultivars with different maturity were used to study the activities of
browning enzymes , peroxidase ( POD) and polyphenoloxidase ( PPO) in rhizome tissues during rhizome swelling.
Results showed that activities of POD and PPO increased with swelling of rhizome and delaying in harvesting date.
The activities of browning enzymes in different cultivars were significant . The influences of maturity , rhizome size
and environmental conditions on browning enzymes were also discussed.
Key words :lotus ; peroxidase ; polyphenoloxidase
收稿日期 :2004210218
基金项目 :浙江省科技厅 2004 年重点项目资助
作者简介 :寿森炎 (1948 - ) ,男 ,浙江杭州人 ,教授 ,从事蔬菜栽培生理与环境调控方面的研究。Tel :057186971349. E2mail :syshou @zju.
edu. cn
莲藕 ( Nelumbo nucifera Gaertn)为睡莲科莲属多年生宿根性水生草本植物 ,是我国主要的水生蔬菜。
莲藕富含糖类、蛋白质、维生素、矿物质等营养成分 ,汁多肉嫩 ,风味独特[1 ] 。莲藕褐变影响外观 ,并使风
味品质变差[2 ] ,一直是生产加工中有待于解决的问题。莲藕褐变的主要原因是组织中的多酚氧化酶将
酚类物质氧化成醌[3 ] ,而多酚的氧化又与 PPO 和 POD 有关 ,PPO 和 POD 活性的增加可以大大增加酚氧
化物的活性[4 ] 。目前有关于莲藕褐变的研究大多是在采后生理方面 ,而对于莲藕膨大过程中 POD、PPO
活性的研究较少。本实验以浙江省 3 个主栽品种为对象 ,研究其膨大过程中 POD、PPO 活性的变化 ,为
生产上解决莲藕褐化问题提供理论依据。
1 　材料与方法
3 个供试品种分别为浙藕 3 号 (早熟品种) 、鄂莲 5 号 (中熟品种) 和白花莲 (晚熟品种) 。试验于
2004 年 7 —9 月进行 ,分别在 7Π12 (7 月 12 日 ,下文同) 、7Π22、8Π12 和 8Π21 4 个时期取 2、3、4 节 ,2、3、4 节 ,
3、4、5 节 ,4、5、6 节膨大的藕体 ,分别取膨大莲藕的前两节 ,清洗、预冷、切分后 ,液氮冷冻 ,超低温保存备
972　核 农 学 报　2005 ,19 (4) :279～281Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
用。选取第 4 节膨大藕体研究不同采收时期同一藕体 POD、PPO 活性变化。
酶提液的制备方法 　取 015g 莲藕组织 ,加入 3ml 50m molΠL (含 012 m molΠL 乙二胺四乙酸 EDTA)
pH718 磷酸缓冲液 (PBS) ,再加 2 %聚乙烯吡咯烷酮 (PVP)研磨 ,12000g 离心 20min ,上清液即为酶提液。
POD 酶活力的测定方法 　吸取 1700μl 25 mmolΠL PBS(pH710 ,含 012 m molΠL EDTA) ,加入 1 %愈创木
酚 100μl ,20 mmolΠL H2O2 100μl ,迅速加入 100ul 上述酶提液 ,470nm 比色。以每分钟光密度变化 0101 个
单位为一个酶活性单位。
PPO 酶活力的测定方法 　取 0102molΠL 的邻苯二酚 115ml ,0105molΠL 磷酸缓冲液 (pH618) 115ml ,酶
提液 100μl ,于 398nm 处测消光值。以每分钟光密度变化 0101 个单位为一个酶活性单位。
2 　结果与分析
211 　莲藕膨大过程中 POD 和 PPO 活性的变化
图 1 　莲藕膨大过程中 POD 的变化
Fig. 1 　Change of POD activity during
lotus rhizome swelling
图 2 　莲藕膨大过程中 PPO 的变化
Fig. 2 　Change of PPO activity during
lotus rhizome swelling
如图 1 所示 ,随着莲藕膨大节数的增加 ,莲藕前两节 POD 活性上升。就各品种而言 ,浙藕 3 号在整
个膨大过程中 POD 呈“S”形变化。而鄂莲 5 号和白花莲在膨大节数由 4 节变为 5 节时 ,POD 上升不明显 ,
其余时期呈直线上升 ,特别是在膨大后期 ,POD 急剧增加。到膨大末期 ,鄂莲 5 号 POD 的活性比浙藕 3 号
高出 32129 %。当膨大节数达到 6 节时 ,浙藕 3 号的 POD 活性最低 ,其次是白花莲 ,最高的是鄂莲 5 号。
莲藕前两节 PPO 活性也随着藕体膨大节数增加而上升 (图 2) 。浙藕 3 号和鄂莲 5 号在膨大的前期
PPO 变化趋势基本相同 ,在后期则出现较大的差异 ,鄂莲 5 号 PPO 的变化明显大于浙藕 3 号。当膨大节
数为 6 时 ,鄂莲 5 号 PPO 的活性是浙藕 3 号的 1156 倍。而白花莲在整个膨大的过程中 ,PPO 的活性基
本上都成直线增加。3 个品种在藕体膨大到 6 节时 ,PPO 活性大小顺序与 POD 一致。
212 　不同采收时期第 4 节藕体 POD 和 PPO 活性变化
第 4 节膨大藕体随着采收时间的后移 ,POD 的活性增加 (图 3) 。7Π12 到 7Π22 这段时间内 POD 的活
性明显增加。白花莲 POD 的活性从 41756 增加到 91311μmolΠmin1g FW ,几乎增加了 2 倍。从图中可以
看出 :从 7Π22 日开始浙藕 3 号的 POD 变化趋于缓慢 ,而白花莲和鄂莲 5 号的 POD 还有有较高的变化趋
势 ,在这段时内白花莲的活性增加了大约 1124 倍。从图中可以看出第 4 节藕体 POD 活性在不同采收期
和品种间存在明显差异。
随着采收时间的后移 ,第 4 节藕体 PPO 的活性变化趋势与 POD 相近 (图 4) 。其中 ,浙藕 3 号从 7Π12
开始至 8Π2 上升速度较快 ,8Π2 以后 ,PPO 变化趋于缓和 ,鄂莲 5 号在 7Π12 —8Π2 之间变化呈 s 曲线。白花
莲在 7Π12 —8Π2 期间 PPO 活性缓慢增加 ,而 8Π2 以后有一个迅速增加过程 ,此时 PPO 的活性增加了 1141
倍。总体上 PPO 的活性变化要比 POD 缓和。
082 核　农　学　报 19 卷
图 3 　不同采收期同一大小藕体 POD 活性差异
Fig. 3 　Difference in POD activity in the same size
lotus rhizome with various harvesting date
图 4 　不同采收期同一大小藕体 PPO 活性差异
Fig. 4 　Difference in PPO activity in the same size
lotus rhizome with various harvesting date
3 　讨论
从实验的结果来看 ,随着莲藕的膨大 ,POD、PPO 的活性不断增加。这与刘雄等人的研究一致[5 ] 。
在藕体膨大过程中 ,POD、PPO 的变化不仅与藕体自身的生理变化有关 ,外界环境的变化对它也有一定
的影响。藕体膨大初期 ,主要是以细胞分裂为主 ,生长量较小[6 ] ,而此时正是外界温度变化较大时期 ,高
温下呼吸加强 ,使藕体中某些代谢旺盛 ,表现为 POD、PPO 活性的增加。藕体膨大中期 ,是藕体快速生长
时期 ,藕体迅速膨大增粗。此时藕体中虽然也有 POD、PPO 的产生 ,然而由于藕体的生长量太大 ,就表现
出 POD、PPO 变化的相对平稳。而到膨大后期 ,藕体的生长量较小 ,由于代谢活动产生的 POD、PPO 在地
下茎中积累 ,使其活性增高。
随着采收时间的后移 ,第 4 节藕体 POD 与 PPO 的活性增加 ,外界环境条件变化可能是引起这种差
异的主要原因。7Π12 —8Π12 这段时间 ,正是酷暑高温时期 ,在这段时间内温度不断升高 ,藕体中呼吸加
强 ,代谢旺盛 ,表现为 POD、PPO 活性的增加。至于各个时期变化的快慢不同可能与品种的熟性有关 ,早
熟品种到 8Π12 左右基本上已经成熟 ,代谢缓慢 ,呼吸作用较弱 ,因而 POD、PPO 变化缓慢。相对而言 ,
POD 的变化更为平稳 ,可能是品种熟性对 POD 的影响比外界环境更明显 ;而中、晚熟品种在 8Π12 日左右
还在继续生长 ,特别是作为晚熟品种的白花莲在 8Π12 日正值藕体膨大 ,代谢旺盛 ,POD、PPO 活性较高。
浙藕 3 号在整个膨大过程中 ,无论是 POD 还是 PPO 的活性均低于其他两品种。这可能说明属于早
熟品种类的莲藕其褐变酶 POD、PPO 的代谢较缓慢。比较而言浙藕 3 号无论是作为鲜食还是加工 ,较其
他两品种不易褐化 ,具有较高的鲜销商品性。同时从结果看 ,随着藕体的衰老 ,POD、PPO 活性会有所上
升 ,因而对于成熟的藕体要及时采收。
参考文献 :
[1 ] 　黄建韶 ,田宏现. 莲藕中多酚氧化酶的性质. 吉首大学学报 (自然科学版) ,2002. 6 ,23 (2) :82～84
[2 ] 　于建娜 ,任小林 ,等. 钙处理对桃冷藏期间呼吸速率和乙烯释放以及与褐变相关酶活性的影响. 植物生理学通讯 ,2004. 4 ,40 (2) :159
～160
[3 ] 　张有林 ,朱 芬. 莲偶贮期褐变机理与防褐变技术研究. Science and Technology of Food Industry ,2003 ,24 (1) :87～89
[4 ] 　M P Cano , Begoa de Ancos , et al . Improvement of frozen banana ( Musa cavendishii , cv. Enana) colour by blanching : relationship between
browning , phenols and polyphenol oxidase and peroxidase activities. European Food Research and Technology ,1997 ,204 (1) :60～65
[5 ] 　刘 雄 ,陈怀新 ,等. 莲藕采后生理生化指标的研究. 湖北大学学报 (自然科学版) ,2000 ,22 (3) :188～191
[6 ] 　李良俊 ,许 超 ,等. 莲藕膨大过程中碳水化合物变化的初步研究. 扬州大学学报 (农业与生命科学版) ,2003. 9 ,24 (3) :72～74
182Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2005 ,19 (4) :279～281