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库尔勒香梨采后贮藏中果皮锈斑产生机制的研究

陈国刚  
【摘要】:库尔勒香梨是新疆名优特水果之一,以其特有的色、香、味等品质而深受国内外广大消费者青睐。库尔勒香梨果皮锈斑在采前很少发生,而在采后贮藏期间极易发生,严重影响其外观,大大降低了商品价值。目前,国内外对梨果实采前锈斑形成原因及其防治技术研究较多,而对其采后贮藏锈斑发生原因及其机制的研究未见报道。本课题在对库尔勒香梨主产区锈斑发病规律统计分析的基础上,分析了引起果实锈斑病发生的因素,进行了诱发因素与锈斑病形成的相关性研究,并对锈斑特征成分进行了分析鉴定,提出了库尔勒香梨采后贮藏过程中果皮锈斑的产生机制。主要结果如下: 1.从2008年至2010年,以规模化贮藏的库尔勒香梨为研究对象,对其锈斑发病抽样调查研究发现,在库尔勒地区,气调库贮藏的库尔勒香梨锈斑发病率比普通冷库高0.23%~1.32%,气调库中的发病时间比普通冷库高早5d;在阿克苏地区,气调库贮藏的库尔勒香梨锈斑发病率比普通冷库高0.34%~1.55%,气调库中的发病时间比普通冷库高早10d;在普通冷藏中,阿克苏地区库尔勒香梨锈斑发病率比库尔勒地区高0.13%~0.57%;在气调贮藏中,阿克苏地区库尔勒香梨锈斑发病率比库尔勒地区高0.24%~1.11%。阿克苏地区锈斑发病时间比库尔勒地区提前5d发病。在普通冷库及气调库贮藏中,不同位置的库尔勒香梨锈斑发病率由高到低依次为:加湿口处>冷库中部>离加湿口最远处。这两种贮藏条件下库尔勒香梨锈斑发病统计分析表明,气调库贮藏的库尔勒香梨锈斑发病率显著高于普通冷库(p0.01);阿克苏地区库尔勒香梨锈斑发病率显著高于库尔勒地区(p0.01)。普通冷库贮藏条件下,贮藏180d后需要防止锈斑病的发生;气调贮藏条件下,174d后锈斑发病率急剧上升。统计调查结果显示,库尔勒香梨锈斑病首先出现在果实萼部,逐渐向胴部、梗部延伸。实验室贮藏研究表明,库尔勒香梨采后贮藏环境的温度、湿度、气体成分与其果皮锈斑形成密切相关。 2.库尔勒香梨在采后贮藏期间,随着锈斑面积的不断扩大,库尔勒香梨锈斑部位和完好部位的呼吸强度逐渐降低,前者降低速度大于后者;乙烯释放量逐渐升高,锈斑部位升高幅度大,完好部位平缓上升;细胞膜透性和丙二醛含量不断升高,锈斑部位升高幅度大于完好部位;酚类物质的含量不断减少,锈斑部位的减少速度大于完好部位;多酚氧化酶活性和不断增强,锈斑部位的酶活性大于完好部位;冷藏条件下的库尔勒香梨的苯丙氨酸解氨酶活性不断增强,气调贮藏条件下的苯丙氨酸解氨酶活性先上升后下降,锈斑部位的酶活性大于完好部位;木质素含量不断增加,锈斑部位含量高于完好部位;锈斑部位纤维素含量不断上升,完好部位略有下降。提出库尔勒香梨采后贮藏中果皮锈斑形成的生理生化机制:库尔勒香梨受不良贮藏环境的刺激,表皮蜡质和角质破裂,表皮细胞结构破坏,细胞内酚类物质和多酚氧化酶的作用发生酶促褐变,同时木栓层形成,锈斑物质逐渐积累,导致果实发生锈斑病。 3.库尔勒香梨表皮细胞显微结构研究表明,锈斑部位的木质素含量高于完好部位;木质素首先沿细胞壁方向延伸,然后垂直于细胞壁面伸展,细胞木质化程度越高,锈斑面积越大。同时,锈斑部位的细胞膜和细胞壁逐渐消失,线粒体、内质网、高尔基体等细胞器逐渐解体,黑色物质沉积增多,直到填满整个细胞;完好部位的细胞膜和细胞壁完整,细胞内没有物质流失。随着库尔勒香梨表皮细胞结构破坏,胞间层木质素增多,促进了愈伤组织的形成,愈伤组织进一步木栓化,形成了锈斑。 4.通过HPLC、UV光谱扫描及LC-MS对库尔勒香梨表皮锈斑特征成分分析得出:锈斑物质的主要化学成分为大黄酸、芦荟大黄素、大黄酚和大黄素等蒽醌类物质,进一步确定了库尔勒香梨锈斑形成过程中发生了酶促褐变反应。 通过本课题研究,提出了库尔勒香梨锈斑的产生机制:库尔勒香梨在采后贮藏过程中,受贮藏环境温度、湿度、CO2浓度的不良刺激,加速了果实衰老,使果实表皮细胞的蜡质和角质破裂,液泡膜内陷并降解,失去了分室作用,液泡内的一系列水解酶外渗并分散到整个细胞中,细胞产生自溶作用,进而使细胞解体和死亡,细胞内的多酚氧化酶与酚类物质被释放,并发生酶促褐变反应,最终生成了深褐色的蒽醌类物质;同时,库尔勒香梨受到贮藏环境的逆境胁迫时,细胞壁内会发生一系列的抗性反应,表皮下薄壁细胞的细胞壁不断增厚,木栓化后形成木栓层,并不断分生出大量的木栓细胞,其逐渐堆积并突出于果实表皮,从而形成了锈斑。


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