来自天津农学院园艺园林学院的樊晓岚、山西农业大学食品科学与工程学院的李月圆和天津农学院食品科学与生物工程学院、天津市农副产品深加工技术工程中心的闫师杰*和扬州大学食品科学与工程学院的肖丽霞*等人拟通过研究不同方法降温后鸭梨贮藏期间果心褐变指数、果心脂肪酸组成、FAD基因表达情况、LOX活力与LOX基因表达情况,从抗冷性角度解释缓慢降温减少鸭梨褐变的深层机理,为鸭梨采后贮藏研究提供理论参考。
1、不同降温方式对鸭梨贮藏过程中果心褐变指数的影响
鸭梨急速降温组与缓慢降温组分别于贮藏30 d和60 d开始出现果心褐变。随着贮藏时间的延长,鸭梨果心褐变指数呈不同程度增长趋势。其中,缓慢降温组褐变指数增长趋势比急速降温组缓和,同一贮藏期,在60~180 d急速降温组褐变指数极显着大于缓慢降温组(P<0.01)。贮藏结束时(180 d),缓慢降温组的褐变指数仅0.05%,而急速降温组高达0.31%。以上结果说明,对于适时采收的鸭梨(9 月中旬),采用缓慢降温处理方法能有效延缓果实衰老,抑制鸭梨果心褐变。
2、不同降温方式对鸭梨贮藏过程中果心脂肪酸含量的影响
本实验检测到鸭梨果心部脂肪酸主要包括硬脂酸(C16:0)、棕榈酸(C18:0)、油酸(C18:1)、亚油酸(C18:2)、亚麻酸(C18:3)。鸭梨果心的SFA以棕榈酸为主,UFA以亚油酸和亚麻酸为主。鸭梨果心中UFA含量最高的是亚油酸,其次是油酸、亚麻酸。贮藏30 d,缓慢降温组果心中3 种UFA含量均显着高于急速降温组(P<0.05);贮藏60~180 d期间急速降温组果心亚麻酸含量均显着高于缓慢降温组(P<0.05)。整体来看,缓慢降温很好地保持了贮藏初期(0~30 d)鸭梨果心部位UFA含量,而急速降温由于直接置于0 ℃,机体通过一系列调控作用产生更多的UFA来增强抗冷性,以适应温度骤变,这是植物体内自发产生的低温应答机制。贮藏期间鸭梨果心DBI整体呈先增加后下降的变化趋势,缓慢降温组和急速降温组分别在贮藏的120 d和60 d出现最大值。与急速降温组比较,缓慢降温组的DBI变化相对平缓,较好地维持了果实品质。在贮藏期间,急速降温组鸭梨果心脂肪酸不饱和度均显着大于缓慢降温组,冷藏环境诱导了机体的抗冷反应;而相比缓慢降温,急速降温使鸭梨抗冷反应更剧烈,果心中UFA总含量、脂肪酸不饱和度均显着高于缓慢降温的鸭梨,导致果实出现冷害症状,果心褐变严重。
3、不同降温方式对鸭梨贮藏过程中果心部位FAD相对表达量的影响
目前经全基因组测序确定白梨ω-3FAD共3 个,本实验根据中国白梨基因组信息中3 个ω-3FAD基因序列设计引物,为FAD1、FAD2、FAD3。急速降温果实FAD1在0~30 d时明显上调,120 d达到峰值(4.3),120~180 d下降至初始值附近。缓慢降温组FAD1基因在贮藏30~150 d不活跃。FAD2基因在贮藏期间是受到抑制的,经急速降温与缓慢降温处理后,贮藏各时期FAD2相对表达量均低于初始值,且同一贮藏时间急速降温的FAD2相对表达量显着高于缓慢降温(P<0.05)。FAD3在鸭梨贮藏中较为活跃,贮藏前30 d,相对表达量明显上调,30 d时缓慢降温组和急速降温组分别为初始表达量的2.0、5.4 倍,且贮藏30~150 d,急速降温组FAD3相对表达量显着高于缓慢降温组(P<0.05)。总之,对于3 个ω-3FAD,贮藏30~180 d中,急速降温组中3 个基因都被低温诱导,在120 d达到峰值后下降并趋于平缓,与果心褐变指数120 d达到最大值相吻合。而缓慢降温组,因为经过梯度降温,在贮藏期间(30~180 d)鸭梨受冷害情况有所缓解,在贮藏结束180 d时,3 个基因相对表达量才达到最大值。
4、不同降温方式对鸭梨贮藏过程中果心部位LOX活力及LOX基因相对表达量的影响
两个处理组的鸭梨LOX活力均为先上升后下降然后上升的趋势。其中,在贮藏0~90、150~180 d,急速降温组的LOX活力都高于缓慢降温组。贮藏0 d,由于田间热未散去,且鸭梨衰老度低,LOX活力处于较低水平。在0~30 d,缓慢降温经历30 d梯度降温,温度较高,使鸭梨保持较高的生理代谢水平,受到冷害胁迫不严重,因此LOX活力水平低于急速降温处理。随着贮藏时间的延长,缓慢降温与急速降温组在60 d时LOX活力达到峰值,此时在30~60 d果心褐变指数都有不同程度的升高,这是因为0 ℃低温胁迫诱导LOX活力升高,导致膜结构完整性下降,加剧了低温对鸭梨果实的伤害,但是由于缓慢降温的LOX活力稍低于急速降温处理,因此果心褐变没有急速降温处理严重。两个处理组LOX基因相对表达量均呈现先缓慢上升至高峰后逐渐下降,贮藏末期又上升的趋势。贮藏0~30 d,急速降温组LOX相对表达量急剧升高,可能是由于鸭梨从室温下突然进入(0±1)℃的冷库环境,受到的冷害胁迫激活了LOX基因的表达,加速了膜脂过氧化。贮藏30~150 d期间,急速降温组的LOX相对表达量高于缓慢降温组,说明缓慢降温处理抑制了LOX基因的表达,从而延缓鸭梨果心褐变的发生。
结 论
贮藏期间,急速降温处理组果心褐变指数明显高于缓慢降温处理组,并且急速降温处理组受到低温胁迫,机体产生抗冷机制,导致果心不饱和脂肪酸(尤其是亚麻酸)含量,ω-3FAD1、FAD2表达量与LOX活力均有不同程度的增加,并且低温激活LOX基因表达,加速膜脂过氧化,降低鸭梨品质。因此,对于适时采收的鸭梨,应采取缓慢降温的方式进行贮藏,以提高鸭梨贮藏品质。