热空气和MeJA复合处理对枇杷果实保鲜的作用及其机理研究

摘要

枇杷原产于我国南方,风味佳美,营养丰富,倍受人们的喜欢。枇杷果实成熟于初夏高温多雨季节,采后在常温下极易失水皱缩和衰老变质,且易受机械伤害和病菌侵染,引起大量腐烂。炭疽菌(Colletotrichum acutatum)是导致枇杷果实采后炭疽病和软腐病发生的主要病原菌。低温冷藏可有效抑制果实腐烂并在一定程度上抑制果实风味的下降,但同时又会出现果皮难剥,果肉质地生硬、粗糙少汁及果心褐变的木质化冷害现象,使果实失去商品价值。因此,如何防止果实的腐烂和木质化败坏,减轻其冷害的发生,是枇杷贮运中迫切需要解决的关键问题。本论文以枇杷果实为试材,研究了热空气(hot air treatment,HAT)和茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)复合处理控制枇杷果实木质化败坏及果实腐烂的适宜条件,并探讨了两者复合处理对枇杷果实保鲜的机理,以期为枇杷果实保鲜新技术的开发提供依据。研究结果分述如下:
　　 (1)利用响应曲面法(RSM)建立了不同的热空气(35-45℃,3-7h)和MeJA(10-30μmol/L)复合处理条件对枇杷果实品质影响的二次多项式数学模型,经检验该模型极显著,拟合度高。同时,通过对模型的曲面图分析,明确了处理温度、时间及浓度对果实品质指标的影响,并在此基础上优化了热空气和MeJA复合处理的最优条件:处理温度38℃；处理时间6h；MeJA浓度16μmol/L。
　　 (2)38℃热空气和16μmol/L MeJA复合处理较单独的热空气处理或MeJA处理更为有效地抑制了枇杷果实硬度的升高、出汁率的下降和果实褐变的发生,延缓了TSS和TA含量的下降,从而减轻果实木质化症状,保持果实品质。热空气单独处理及其与MeJA的复合处理可以促进果实中可溶性蛋白和热稳定蛋白的合成,保持较高的蛋白质含量。复合处理能保持较高的SOD、CAT和APX活性,减少O2-和H2O2及膜脂过氧化产物MDA的积累,维持了活性氧代谢的平衡；另外,复合处理通过抑制PAL、PPO和POD等木质素合成相关酶活性的上升及参与果胶物质相互转化的PG活性的降低,维持果实内较低的木质素和原果胶含量以及较高的水溶性果胶和TP含量。这些结果表明,热空气和MeJA复合处理可以通过维持活性氧代谢平衡,减少膜脂过氧化作用,抑制木质素合成相关酶的活性,促进果胶物质降解,从而减轻枇杷果实木质化冷害现象。
　　 (3)38℃热空气和16μmol/L MeJA复合处理较单独的热空气处理或MeJA处理在整个贮藏过程中更为有效地抑制了接种果实的发病率和病斑扩展,减少了腐烂的发生。复合处理显著诱导果实几丁质酶与β-1,3葡聚糖酶活性的上升,并保持果实中较高的总酚含量,在贮藏前期保持了较低的SOD、CAT和APX活性,诱导果实中H2O2的积累,提高了果实的抗病性。另外,复合抑制了PAL、POD和PPO活性,减少果实中的木质素的积累,延缓了果实的衰老。体外试验发现,热空气和MeJA复合处理有效地抑制了炭疽病菌的孢子萌发、芽管生长和菌丝扩展,从而抑制炭疽病的发生。这些结果表明,热空气和MeJA复合处理可以通过提高果实抗病相关酶的活性及体外直接抑菌作用,从而提高果实的抗病性,减少腐烂的发生。