菠蘿果實(shí)采后黑心病的發(fā)生機(jī)理研究.pdf

1、菠蘿(Ananas comosus)原產(chǎn)于中、南美洲熱帶地區(qū),是有著較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的熱帶和亞熱帶水果。然而,采后菠蘿果實(shí)在貯運(yùn)過(guò)程中易發(fā)生黑心病(也稱果心褐變),造成果實(shí)品質(zhì)下降,嚴(yán)重影響其銷(xiāo)售和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。菠蘿黑心病已成為許多國(guó)家采后菠蘿的主要問(wèn)題。一般認(rèn)為,菠蘿果實(shí)的黑心病是一種生理性病害,主要是由于果實(shí)內(nèi)部細(xì)胞中多酚氧化酶(PPO)與其酚類底物之間區(qū)域化的消失,從而引發(fā) PPO與底物的酶促褐變反應(yīng),其反應(yīng)產(chǎn)物醌類通過(guò)非酶促聚合生成黑

2、色素而使組織變成褐色。
　　本課題以采后菠蘿果實(shí)作為試驗(yàn)材料,通過(guò)對(duì) PPO底物的提取、分離、純化和底物結(jié)構(gòu)鑒定,確定其內(nèi)源底物的種類。分析比較了所分離的幾種內(nèi)源底物與菠蘿PPO的酶促反應(yīng)特性和動(dòng)力學(xué)參數(shù),確定最適內(nèi)源底物,同時(shí),研究了外界因素對(duì)底物特性的影響以及室溫下底物含量隨貯藏時(shí)間的變化規(guī)律。通過(guò)深入了解 PPO及底物的性質(zhì),可以為菠蘿果實(shí)采后酶促褐變機(jī)理的研究及黑心病的控制提供理論依據(jù)。研究結(jié)果表明:
　　1、從菠蘿

3、果肉中提取多酚氧化酶(PPO)和酚類底物,將底物經(jīng)過(guò)聚酰胺柱層析、硅膠柱層析和葡聚糖凝膠柱層析(Sephadex LH-20),并用1％FeCl3與菠蘿PPO篩選底物,最終得到4種褐變底物。通過(guò)質(zhì)譜和高效液相色譜分析,鑒定4種底物分別為:鄰苯二酚;表兒茶素;兒茶素;綠原酸。
　　2、通過(guò)比較底物與 PPO酶促反應(yīng)的米氏方程動(dòng)力學(xué)參數(shù),確定了菠蘿 PPO的最適內(nèi)源底物為兒茶素。同時(shí),研究比較了兒茶素和常用外源底物鄰苯二酚與菠蘿PPO

4、的酶學(xué)反應(yīng)特性,發(fā)現(xiàn)底物不同時(shí),其反應(yīng)特性也有所差異:以兒茶素為底物時(shí),酶反應(yīng)的最適pH為4.8,最適溫度為55℃,Fe2+、Fe3+、Cu2+和Ca2+對(duì)酶促反應(yīng)有促進(jìn)作用,K+則有很強(qiáng)的抑制作用,抗壞血酸為酶促反應(yīng)的最佳抑制劑;以鄰苯二酚為底物時(shí),酶反應(yīng)的最適pH為4.8,最適溫度為50℃,Fe2+、Fe3+和Cu2+對(duì)酶促反應(yīng)有促進(jìn)作用,而K+能抑制反應(yīng)。亞硫酸鈉為酶促反應(yīng)的最佳抑制劑。
　　3、研究了外界因素對(duì)底物特性的影

5、響,發(fā)現(xiàn)菠蘿PPO底物在光照、高溫(大于40℃)、堿性條件(pH>9)及金屬離子(Ca2+、Cu2+、Fe2+、Pb2+、Zn2+)存在的情況下不穩(wěn)定,較易褐變;O2和H2O2能促進(jìn)PPO與底物的酶促反應(yīng),而CO2、N2和還原劑能抑制底物酶促反應(yīng)。
　　4、采用高效液相色譜(HPLC)對(duì)菠蘿采后貯藏過(guò)程中底物的變化進(jìn)行了檢測(cè)分析,結(jié)果表明:底物中,表兒茶素的含量最高;剛采摘的青色菠蘿中 PPO底物含量均很低;貯藏前期,隨著時(shí)間的延