細(xì)胞壁多糖降解引起采后菠蘿果實(shí)成熟軟化機(jī)理的初步研究.pdf

1、菠蘿是典型的“非呼吸躍變型”果實(shí),成熟一旦啟動(dòng),果實(shí)將快速軟化。細(xì)胞壁多糖的降解(特別是果膠和半纖維素多糖的溶解和解聚合)并導(dǎo)致細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)的改變是果實(shí)軟化的主要原因,其中胞壁水解酶是果實(shí)細(xì)胞壁多糖降解的主要因素,近來發(fā)現(xiàn)非酶促因素亦可引起細(xì)胞壁多糖的降解。本文研究了采后軟化過程中不同成熟度(全綠、綠熟、黃熟、全熟、過熟)‘巴厘’菠蘿果實(shí)生理變化,并從果肉中提取相應(yīng)的細(xì)胞壁多糖,包括纖維素、兩種果膠成分:水溶性果膠(WSP)和酸溶性果膠(

2、ASP),兩種半纖維素成分:1 mol/L KOH可溶性半纖維素(HC1)和4 mol/L KOH可溶性半纖維素(HC2),研究其含量、分子量及單糖組成的變化,探討其對(duì)菠蘿果實(shí)軟化及軟化過程中果實(shí)生理變化的影響,同時(shí)對(duì)胞壁降解相關(guān)酶即多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果膠甲酯酶(PME)、纖維素酶(Cx)、β-半乳糖糖苷酶(β-Gal)、木葡聚糖內(nèi)糖基轉(zhuǎn)移酶(XET)進(jìn)行分析,研究探討了酶促因素(胞壁水解酶)和非酶促因素對(duì)菠蘿果實(shí)細(xì)胞壁多糖降解

3、的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)隨菠蘿果實(shí)的逐漸軟化,其硬度不斷下降,在貯藏前期下降明顯。在整個(gè)貯藏期間,果實(shí)呼吸強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),但在貯藏后期趨于平穩(wěn),沒有明顯的呼吸躍變,表現(xiàn)出典型的“非呼吸躍變型”果實(shí)特征。同時(shí),TSS和TA含量隨菠蘿果實(shí)軟化而逐漸增加,Vc含量則先升后降。
　　(2)隨著采后菠蘿果實(shí)后熟軟化的進(jìn)行,ASP含量顯著降低,同時(shí)伴隨著 WSP含量升高,果膠分子發(fā)生了降解,由酸溶性的原果膠逐漸轉(zhuǎn)化為溶于水的

4、果膠和果膠酸。HC1在全綠期到綠熟期,含量基本不變,黃熟期顯著增加,軟化末期又顯著下降。HC2的含量先降后升,在軟化初期顯著下降,然后逐漸增加,末期趨于平衡,總體含量變化不顯著。纖維素總體含量也基本保持不變。ASP、WSP和HC1參與了‘巴厘’菠蘿果實(shí)軟化進(jìn)程,與果實(shí)硬度下降顯著相關(guān),HC2和纖維素與其相關(guān)性不大。
　　(3)WSP、ASP、HC1組分多糖都存在兩處分子量不同的聚合物,一處分子量較高,一處較低。隨‘巴厘’菠蘿果實(shí)的

5、軟化,WSP、ASP、HC1都發(fā)生了解聚,高分子量聚合物降解為低分子量聚合物,高分子量聚合物含量降低,低分子量聚合物含量增加,且ASP組分多糖分子量下降明顯。HC2主要含低分子量聚合物,軟化過程中分子量大小沒有明顯變化。
　　(4)果膠多糖主要由半乳糖、阿拉伯糖組成。隨菠蘿果實(shí)的軟化,WSP中的半乳糖摩爾百分含量明顯降低,軟化后期阿拉伯糖的摩爾百分含量也有所下降,半乳糖醛酸的摩爾百分含量基本不變,軟化過程中WSP的一些副鏈發(fā)生了解

6、聚合。ASP中半乳糖的摩爾百分含量也顯著降低,半乳糖醛酸的摩爾百分含量逐漸降低,而阿拉伯糖的摩爾百分含量在后期有稍微上升,ASP在向WSP轉(zhuǎn)變的過程中,ASP的主鏈發(fā)生了斷裂和降解,同時(shí)副鏈亦發(fā)生了斷裂。半纖維素多糖的單糖組成主要為木糖,并且有一定量的果膠嵌入半纖維素多糖中。在菠蘿果實(shí)軟化過程中,HC1的主鏈并沒有發(fā)生降解,半乳糖摩爾百分含量逐漸下降。HC1的降解受其側(cè)鏈或存在于HC1中果膠多糖支鏈結(jié)構(gòu)改變的影響,HC1中半乳糖等中性糖

7、的遺失與菠蘿果實(shí)軟化聯(lián)系密切。組成HC2的單糖變化不明顯,基本沒有發(fā)生降解。
　　(5)PG、PME和β-Gal是降解果膠的三種非常重要的胞壁水解酶。相關(guān)性分析表明,這三種酶參與了‘巴厘’菠蘿果實(shí)軟化進(jìn)程,與果膠含量變化及硬度的下降成顯著相關(guān)性。隨著貯藏時(shí)間延長,果實(shí)PG活性先升后降,并在貯藏后期保持較高活性,對(duì)后期降解果膠、硬度降低和果實(shí)質(zhì)地的改變起主要作用。PME活性也是先升后降,但先于PG達(dá)到活性高峰,使多聚半乳糖醛酸去甲酯

8、化。β-Gal與PG活性變化趨勢一致,使果膠半乳糖發(fā)生遺失,破壞了果膠的完整性。PME、β-Gal和PG對(duì)果膠的降解具有協(xié)同效應(yīng)。XET是新發(fā)現(xiàn)的能對(duì)半纖維素多糖起作用的酶,相關(guān)性分析表明,其與菠蘿果實(shí)硬度的下降無顯著相關(guān)性。Cx是可作用于纖維素的一組酶的統(tǒng)稱,相關(guān)性分析表明,其與菠蘿果實(shí)硬度的下降也沒有顯著的相關(guān)性。
　　(6)研究了非酶促因素對(duì)菠蘿果實(shí)細(xì)胞壁多糖降解的影響,·OH可促進(jìn)菠蘿果實(shí)細(xì)胞壁多糖的降解,且有劑量效應(yīng)?！?/p>