桃果實(shí)絮敗和木質(zhì)化兩種冷害癥狀形成機(jī)理研究.pdf

1、水蜜桃色澤艷麗、香味濃郁、柔軟多汁、營(yíng)養(yǎng)豐富，深受廣大消費(fèi)者喜愛(ài)。但水蜜桃屬于典型的呼吸躍變型果實(shí)，且采收季節(jié)多集中于盛夏高溫多雨季節(jié)，采后呼吸旺盛，后熟軟化迅速，極易發(fā)生腐爛變質(zhì)。低溫可有效延緩桃果實(shí)后熟衰老，但果實(shí)在低溫下較長(zhǎng)時(shí)間貯藏時(shí)易引起冷害，出現(xiàn)果肉絮敗或木質(zhì)化異常質(zhì)構(gòu)，同時(shí)伴隨著出汁率的減少和果肉褐變，嚴(yán)重影響果實(shí)品質(zhì)。目前雖有研究氣調(diào)、熱處理、1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）或天然物質(zhì)

2、處理等減輕桃果實(shí)采后冷害的報(bào)道，但由于絮敗和木質(zhì)化形成的特點(diǎn)和調(diào)控機(jī)理還不十分清楚，這些處理的效果不盡一致甚至完全相反。因此在生產(chǎn)實(shí)際中仍缺乏有效的桃果實(shí)保鮮技術(shù)，研究桃果實(shí)采后冷害機(jī)理和及其控制技術(shù)，已成為解決桃果實(shí)保鮮問(wèn)題的關(guān)鍵。本論文以“湖景蜜露”桃果實(shí)為試材，在研究果實(shí)正常后熟過(guò)程中硬度變化和冷害溫度下絮敗和木質(zhì)化冷害癥狀發(fā)生規(guī)律的基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了絮敗和木質(zhì)化形成過(guò)程中細(xì)胞壁物質(zhì)代謝和亞細(xì)胞水分分布的變化，同時(shí)研究了1-MCP

3、、外源乙烯和熱處理對(duì)桃果實(shí)絮敗和木質(zhì)化的影響及其機(jī)理，以闡明桃果實(shí)絮敗和木質(zhì)化兩種冷害癥狀的形成特點(diǎn)和調(diào)控機(jī)理，為桃果實(shí)保鮮技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用提供依據(jù)。研究結(jié)果分述如下:
　　 (1)研究了10-30℃溫度下桃果實(shí)硬度的變化規(guī)律，以此為基礎(chǔ)建立溫度對(duì)桃果實(shí)硬度影響的動(dòng)力學(xué)模型。此模型包括兩個(gè)動(dòng)力學(xué)方程，一個(gè)是躍變前期的零級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，活化能為68.8 kJ/mol，另一個(gè)為躍變期的一級(jí)動(dòng)力學(xué)方程，其活化能為76.9kJ/mol。驗(yàn)

4、證實(shí)驗(yàn)中所得的預(yù)測(cè)值及實(shí)測(cè)值之間的決定系數(shù)為0.995，回歸估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)誤為0.567 N。所建立的模型在10-30℃范圍內(nèi)對(duì)果實(shí)硬度的預(yù)測(cè)具有較高準(zhǔn)確性。
　　 (2)研究了0、3、5和7℃不同貯藏溫度和不同成熟度對(duì)桃果實(shí)冷害的影響。桃果實(shí)在冷害低溫下貯藏表現(xiàn)出絮敗和木質(zhì)化兩種不同的冷害癥狀。溫度越低，桃果實(shí)冷害的出現(xiàn)時(shí)間越遲。5℃貯藏時(shí)桃冷害以絮敗為主，成熟度越高，絮敗發(fā)生越早越嚴(yán)重，0℃貯藏時(shí)冷害以木質(zhì)化為主，成熟度越高，木質(zhì)

5、化的發(fā)生越遲越輕。發(fā)生絮敗或木質(zhì)化的果實(shí)其出汁率，TSS和TA含量顯著降低，從而降低食用品質(zhì)。
　　 (3)研究了桃果實(shí)在正常后熟軟化、絮敗和木質(zhì)化過(guò)程中細(xì)胞壁物質(zhì)代謝的變化。正常成熟過(guò)程中，果膠甲酯酶(PME)活性下降，外切多聚半乳糖醛酸酶(exo-PG)和內(nèi)切半乳糖醛酸酶(endo-PG)活性上升，導(dǎo)致大量的Na2CO3溶解性果膠(NSF1)和CDTA溶解性果膠(CSF)降解為水溶性果膠，致使果實(shí)后熟軟化。5℃貯藏15天轉(zhuǎn)入

6、20℃3d后，桃果實(shí)PME活性顯著高于正常后熟果實(shí)，exo-PG與正常后熟果實(shí)相似，endo-PG活性顯著低于正常后熟果實(shí)。高活性的PME和exo-PG促進(jìn)果膠降解，但由于endo-PG活性較低，致使果膠降解不充分，果實(shí)中CSF顯著高于正常后熟果實(shí)，從而形成絮敗冷害癥狀。0℃貯藏35天轉(zhuǎn)入20℃3d后，果實(shí)PME活性緩慢下降，exo-PG和endo-PG活性?xún)H略微升高，果膠物質(zhì)不能正常降解;而果實(shí)中的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和過(guò)氧化物酶

7、(POD)活性升高并保持較高水平，木質(zhì)素含量增加，從而形成木質(zhì)化冷害癥狀。這些結(jié)果表明絮敗產(chǎn)生是由于果膠降解不平衡，而木質(zhì)化的形成是由于果實(shí)喪失后熟性能及木質(zhì)素的合成。
　　 (4)采用核磁共振(NMR)技術(shù)研究桃果實(shí)正常后熟軟化、絮敗和木質(zhì)化過(guò)程中亞細(xì)胞水分分布的變化。桃果實(shí)NMR圖譜中有4個(gè)不同橫向馳豫時(shí)間T2，分別對(duì)應(yīng)液泡、細(xì)胞間、細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞壁中的水分。果實(shí)正常后熟過(guò)程中液泡中水分含量下降，而細(xì)胞間水分含量上升，果實(shí)出汁

8、率增加。發(fā)生絮敗時(shí)果實(shí)液泡中水分向細(xì)胞間的水分轉(zhuǎn)移量減少，果實(shí)出汁率略微上升，但顯著低于正常后熟果實(shí);而發(fā)生木質(zhì)化的果實(shí)細(xì)胞間水分和出汁率都下降。這些結(jié)果表明絮敗和木質(zhì)化果肉干化少汁是由于液泡間水分向細(xì)胞間的轉(zhuǎn)移受阻有關(guān)，通過(guò)NMR技術(shù)可以無(wú)損檢測(cè)桃果實(shí)絮敗或木質(zhì)化冷害。
　　 (5)研究了5μl/L1-MCP和5μl/L外源乙烯處理對(duì)桃果實(shí)在5℃和0℃貯藏時(shí)絮敗和木質(zhì)化的影響。0℃貯藏時(shí)桃果實(shí)貯藏后期ACC含量和ACC氧化酶(

9、ACO)活性下降，抑制乙烯的釋放速率，使果實(shí)喪失后熟性能，形成木質(zhì)化冷害癥狀;采用1-MCP處理顯著抑制了內(nèi)源乙烯釋放速率，加重了果實(shí)的木質(zhì)化;外源乙烯處理提高內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生，減輕果實(shí)的木質(zhì)化。5℃貯藏時(shí)ACC含量和ACO活性上升，乙烯釋放速率增加，果實(shí)可以后熟軟化，但形成絮敗冷害癥狀;采用1-MCP處理顯著抑制內(nèi)源乙烯釋放速率，減輕絮敗的形成;而外源乙烯處理促進(jìn)了內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生，加重果實(shí)的絮敗。這些結(jié)果表明適量的乙烯是果實(shí)正常后熟軟化

10、所必需的，乙烯合成受抑會(huì)導(dǎo)致木質(zhì)化發(fā)生，而過(guò)量的乙烯合成則促進(jìn)絮敗的形成。
　　 (6)研究了38℃12h熱處理對(duì)0℃貯藏的桃果實(shí)冷害的影響。果實(shí)在0℃貯藏后期乙烯釋放速率、exo-PG和endo-PG活性以及H2O2含量和O2-產(chǎn)生速率都下降，果實(shí)后熟性能喪失，形成木質(zhì)化冷害癥狀。熱處理促進(jìn)果實(shí)乙烯釋放，提高了PME、exo-PG、endo-PG、超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)和抗壞血酸過(guò)氧化物酶(APX)活性