甜橙果實(shí)膳食纖維代謝機(jī)理研究.pdf

1、柑橘果實(shí)中的膳食纖維（DF）、特別是對(duì)人體更加有益的可溶性膳食纖維（SDF）的含量十分豐富，因此開(kāi)發(fā)和利用柑橘中的DF已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。本試驗(yàn)以紅肉臍橙（Citrus sinenis Osbeck cv．Cara cara）、紐荷爾臍橙（Citrus sinensis Osbeck cv．Newhall）和塔羅科血橙（Citrus sinensis Osbeck cv．Tarocco Sangnine）為試材，研究了果實(shí)發(fā)育

2、過(guò)程中DF各成分的變化規(guī)律及其主要調(diào)控因子的作用模式，探討了不同貯藏條件和Ca、B等礦質(zhì)元素處理對(duì)甜橙果實(shí)DF的影響，以期了解甜橙果實(shí)DF的代謝規(guī)律，為調(diào)控柑橘果實(shí)DF成分和功能產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 （1）甜橙果實(shí)發(fā)育過(guò)程中DF及相關(guān)水解酶活性的變化規(guī)律。紅肉臍橙、紐荷爾臍橙和塔羅科血橙果實(shí)發(fā)育過(guò)程中總膳食纖維（TDF）、SDF、不溶性膳食纖維（IDF）、總果膠（TP）、原果膠（Protopectin

3、）、水溶性果膠（WSP）、纖維素（CEL）、半纖維素（HC）和木質(zhì)素（lignin）等的含量以及多聚半乳糖醛酸酶（PG）、纖維素酶（Cx）、果膠酯酶（PE）和β半乳糖苷酶（β-Gal）等的活性的測(cè)定。結(jié)果表明：3品種果實(shí)發(fā)育過(guò)程中TDF含量變化趨勢(shì)基本一致，隨著果實(shí)的成熟其含量逐漸減少；果肉中，塔羅科血橙TDF含量最少，紐荷爾次之，紅肉臍橙最多；IDF含量變化趨勢(shì)與TDF基本一致，而SDF與TDF相反；果實(shí)發(fā)育過(guò)程中果膠含量呈下降趨勢(shì)，

4、果肉中表現(xiàn)較果皮明顯；WSP含量隨著果實(shí)成熟不斷增加；隨著果實(shí)的發(fā)育，木質(zhì)素和HC含量急劇下降，且果肉中木質(zhì)素和HC含量與Cx活性呈顯著負(fù)相關(guān)：PG活性在果實(shí)發(fā)育前期較低，隨著果實(shí)的成熟迅速增加，在果實(shí)轉(zhuǎn)色期其酶活性達(dá)到最大值后急劇下降；PE酶活性在果實(shí)發(fā)育前期的果肉中呈下降趨勢(shì)，果實(shí)成熟前酶活性顯著升高，果皮中呈下降趨勢(shì)；β-Gal在果肉中隨著果實(shí)發(fā)育酶活性逐漸降低，果皮中成熟前后差異不顯著。
　　 （2）不同貯藏條件下紅肉臍

5、橙果實(shí)DF及相關(guān)水解酶活性的變化規(guī)律。室內(nèi)貯藏、留樹(shù)貯藏條件下不同貯藏期的紅肉臍橙果肉硬度、DF各成分的含量以及相關(guān)水解酶PG、Cx、PE和β-Gal等的活性的分析。結(jié)果表明：留樹(shù)貯藏能夠顯著降低紅肉臍橙果實(shí)TDF、IDF以及HC和木質(zhì)素等的含量，提高SDF含量，留樹(shù)貯藏后作為細(xì)胞壁主要成分的HC、木質(zhì)素等不斷降解，原果膠繼續(xù)轉(zhuǎn)化為WSP；果實(shí)貯藏期間Cx酶活性與HC含量呈顯著負(fù)相關(guān)，留樹(shù)貯藏Cx酶活性與木質(zhì)素含量呈顯著負(fù)相關(guān)；果肉中P

6、E、β-Gal酶活性在貯藏期間基本維持恒定，留樹(shù)貯藏與室內(nèi)貯藏沒(méi)有顯著差異，而PG酶活性在留樹(shù)貯藏果實(shí)中有個(gè)明顯的升高過(guò)程。
　　 （3）Ca、B處理對(duì)甜橙果實(shí)DF及相關(guān)水解酶活性的影響。不同Ca、B處理對(duì)紅肉臍橙果實(shí)成熟后果肉DF各成分含量以及PG、Cx、PE和β-Gal等酶活性的影響測(cè)定。結(jié)果表明：葉面噴施Ca、B可以不同程度的改變果肉中Ca、B含量；降低PG、PE和β-Gal酶的活性，減少果膠和CEL等的降解，顯著提高果肉

7、中的TDF、IDF、CEL和原果膠等成分的含量，降低SDF和WSP的含量。葉面噴施Ca、B可作為調(diào)控柑橘果實(shí)DF含量以及相關(guān)水解酶活性的有效方法。
　　 （4）水解酶基因的克隆、表達(dá)與亞細(xì)胞定位。以紅肉臍橙、紐荷爾臍橙和塔羅科血橙為試材，克隆果實(shí)擴(kuò)展蛋白（Exp）、PG、Cx、PE和β-Gal基因全長(zhǎng)，進(jìn)行基因的亞細(xì)胞定位與實(shí)時(shí)定量表達(dá)。結(jié)果表明：轉(zhuǎn)化了pC1302-Exp-GFP、pC1302-PG-GFP和pC1302-Cx

8、-GFP的質(zhì)粒定位于細(xì)胞核中，而轉(zhuǎn)化了pC1302-PE-GFP和pC1302-Gal-GFP的質(zhì)粒綠色熒光則主要集中在細(xì)胞壁上；Exp隨著果實(shí)的發(fā)育基因表達(dá)上調(diào)，PG基因的表達(dá)與果膠物質(zhì)的降解顯著相關(guān)，PE、β-Gal基因在果實(shí)發(fā)育前期存在轉(zhuǎn)錄水平較高的階段，果實(shí)成熟前都有下降的過(guò)程，成熟后又顯著升高；Cx基因在果實(shí)發(fā)育初期，果皮中的轉(zhuǎn)錄水平較高，果肉中則在果實(shí)成熟前有一個(gè)基因上調(diào)表達(dá)過(guò)程；留樹(shù)貯藏期間，PG基因的上調(diào)表達(dá)最為明顯；果

9、實(shí)葉面噴施Ca、B可顯著抑制PG、PE和β-Gal基因的表達(dá)。
　　 （5）甜橙果實(shí)細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化。隨著紅肉臍橙果實(shí)的發(fā)育成熟，囊衣細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著變化。果實(shí)膨大初期，細(xì)胞呈橢圓形，胞內(nèi)細(xì)胞器結(jié)構(gòu)完整，有明顯的細(xì)胞核，細(xì)胞原生質(zhì)膜與細(xì)胞壁結(jié)合緊密，初生細(xì)胞壁明顯且非常厚，中膠層薄且未出現(xiàn)明顯熔融狀態(tài)。果實(shí)發(fā)育到膨大后期，細(xì)胞開(kāi)始出現(xiàn)質(zhì)壁分離，細(xì)胞內(nèi)容物出現(xiàn)降解痕跡，初生壁和中膠層與果實(shí)膨大初期相比沒(méi)有明顯變化。轉(zhuǎn)色期，囊

10、衣細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)發(fā)生了顯著的變化，細(xì)胞質(zhì)壁分離明顯，內(nèi)容物消失，初生細(xì)胞壁開(kāi)始降解、變薄，中膠層出現(xiàn)熔融狀態(tài)。果實(shí)成熟前，細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化更為顯著，初生細(xì)胞壁不斷降解變得更薄，中膠層熔融狀態(tài)明顯，細(xì)胞壁在外界擠壓作用下不能維持細(xì)胞原來(lái)的形狀而變形，細(xì)胞內(nèi)容擠壓在一起。果實(shí)完全成熟后，中膠層完全呈熔融狀態(tài)，初生壁更薄，細(xì)胞器空泡化，細(xì)胞完全變形，相互擠壓在一起。果實(shí)葉面噴施Ca、B對(duì)紅肉臍橙囊衣細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響基本一致，與對(duì)照果實(shí)相比，初生細(xì)