馮立娟+王傳增+尹燕雷

摘要：以10個山東主栽石榴品種為試材，比較分析了其成熟期果實品質(zhì)、褐變及其相關(guān)酶活性、總酚含量和抗氧化能力的差異及相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明，不同石榴品種果實各品質(zhì)指標存在顯著差異，‘泰山紅單果重和可溶性固形物含量最高，‘秋艷百粒重最大，‘大青皮酸可滴定酸含量最高，‘泰山三白甜固酸比和可溶性糖含量最高。不同品種果實褐變及其相關(guān)酶活性、總酚含量和DPPH自由基清除率存在顯著差異?！┥饺滋鸸麑嵑肿兌取PO、POD、PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率均最高。果實品質(zhì)各指標間存在不同的相關(guān)性，褐變度與果實品質(zhì)、相關(guān)酶活性、總酚和DPPH自由基清除率間存在一定的相關(guān)性。PPO、POD是影響石榴果實褐變的主導(dǎo)酶類，PAL在一定程度上影響其褐變。果實酚類物質(zhì)含量高低與其抗氧化能力密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞：石榴；褐變；PPO；POD；PAL

中圖分類號：S665.401 文獻標識號：A 文章編號：1001-4942（2016）11-0034-04

Abstract Taking 10 dominant pomegranate cultivars in Shandong as materials， the difference and correlation of fruit quality， browning and related enzyme activity， total phenols content， antioxidant capacity were compared and analyzed at maturation stage. The results indicated that the difference of fruit quality was significant in different pomegranate cultivars. The single fruit weight and soluble solid content of ‘Taishanhong were the highest. The 100-grain weight of ‘Qiuyan was the biggest. The titratable acid content of ‘Daqingpisuan was the highest. The ratio of soluble solid and titratable acid and soluble sugar content of ‘Taishansanbaitian were the highest. There were significant differences in the fruit browning and related enzyme activities， total phenols content and DPPH radial scavenging activity among different pomegranate cultivars. The browning degree， activities of PPO， POD， PAL， total phenols content and DPPH radial scavenging activity of ‘Taishansanbaitian were all the highest. The fruit quality indexes of different pomegranate cultivars existed different correlations. There was certain correlation of browning degree with fruit quality， related enzyme activities， total phenols， DPPH radial scavenging activity. PPO and POD were the dominant enzymes that influenced the fruit browning of pomegranate. PAL influenced the fruit browning of pomegranate to some extent. The antioxidant capacity of pomegranate fruits was closely related to the contents of phenolic compounds.

Keywords Pomegranate； Browning； PPO； POD； PAL

石榴（Punica granatum L.）屬石榴科（Punicaceae）石榴屬（Punica）落葉灌木或小喬木，在整個熱帶、亞熱帶和暖溫帶等地區(qū)均可栽培，果實富含類黃酮、酚酸、單寧、生物堿等多種功能性保健物質(zhì)，極具發(fā)展前景[1，2]。石榴褐變是由多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）催化酚類物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)引起的生理病害[3，4]。苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonialyase，PAL）是酚類物質(zhì)和木質(zhì)素生物合成的關(guān)鍵酶，影響果實外觀品質(zhì)和組織褐變[5，6]。過氧化物酶（peroxidase，POD）是植物中普遍存在的一類氧化還原酶，可與PPO 協(xié)同作用引起植物組織褐變[7，8]。PPO、PAL和POD也是木質(zhì)素合成的關(guān)鍵酶，能提高組織的木質(zhì)化程度，促進其衰老敗壞，影響果實褐變[9]。近年來，國內(nèi)外的研究主要集中在石榴采后貯藏期果實品質(zhì)[10]，果實中PPO、PAL、POD活性與其褐變關(guān)系[11]等方面，而關(guān)于不同石榴品種果實褐變與其相關(guān)酶活性的差異及相關(guān)關(guān)系的研究尚未見報道。因此，本試驗以10個山東主栽石榴品種為試材，研究其成熟期果實褐變及相關(guān)酶活性、品質(zhì)指標、總酚含量與抗氧化能力的關(guān)系，以期為石榴新優(yōu)品種的選育、種質(zhì)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供科學(xué)理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗于2015年9-12月在山東省果樹研究所進行，以該所萬吉山基地石榴種質(zhì)資源圃內(nèi)的10個山東主栽石榴品種為試材（表1）。該基地屬溫帶大陸性半濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，年平均降水量697 mm，降水主要集中在7-8月；土質(zhì)為砂壤土，微酸性，土層薄，土壤肥力一般。

每個品種分別選取10株生長健壯、長勢一致的8年生植株，常規(guī)管理，果實成熟時每個品種選取20個大小均勻、著色一致、無病蟲害、無擠壓損傷的果實樣品。果實采摘后放在盛有冰袋的泡沫保溫箱中，低溫條件下迅速帶回實驗室。將采集的石榴果實洗凈晾干，用削皮刀分離果皮，液氮冷凍后貯存于-20℃冰箱中待測。

1.2 測定項目及方法

果實單果重利用百分之一天平（精確度0.01 g）測定，可溶性固形物含量利用手持式折光儀測定?？傻味ㄋ岷坎捎肗aOH滴定法測定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法[12]測定。褐變度參考譚誼談等[13]的方法測定，多酚氧化酶（PPO）活性參考張立華等[3]的方法測定，過氧化物酶（POD）活性參考印芳等[14]的方法測定，總酚含量參考張立華等[15]的方法測定，DPPH自由基清除率參考馮立娟等[2]的方法測定。每個指標重復(fù)測定3次，取其平均值。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Microsoft Excel軟件作圖，SPSS 19.0軟件進行相關(guān)數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同石榴品種果實品質(zhì)的比較

不同石榴品種成熟期果實各品質(zhì)指標間存在顯著差異（表2），‘泰山紅單果重最大（524 g），‘牡丹最小（305 g），均與其它品種差異極顯著（P<0.01）?！锲G百粒重最大（66.24 g），‘大紅皮甜最?。?1.48 g），均與其它品種差異極顯著（P<0.01）?！┥郊t可溶性固形物含量最高（16.8%），除‘大紅袍、‘冰糖籽、‘大紅皮甜外，與其它品種差異均極顯著（P<0.01）。‘牡丹可溶性固形物含量最低（13.5%），除‘泰山三白酸外，與其它品種差異均極顯著（P<0.01）?！笄嗥に峥傻味ㄋ岷孔罡撸?.48%），與其它品種差異極顯著（P<0.01），‘泰山三白甜最低（0.24%）。‘泰山三白甜固酸比（65.83）和可溶性糖含量（165.24 g·L-1）最高，均與其它品種差異顯著。‘大青皮酸固酸比最低（5.93），‘牡丹可溶性糖含量（128.35 g·L-1）最低，均與其它品種差異極顯著（P<0.01）。

2.2 不同石榴品種褐變及相關(guān)酶活性的比較

如表3所示，不同石榴品種果實褐變及其相關(guān)酶活性、總酚含量和DPPH自由基清除率存在顯著差異?！┥饺滋鸸麑嵑肿兌?、PPO、POD、PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率均最高，均與其它品種差異極顯著（P<0.01）?！┥郊t果實褐變度最低，‘大青皮酸PPO活性最低，‘牡丹POD、PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率最低，均與其它品種差異極顯著（P<0.01）。

2.3 相關(guān)性分析

不同品種各指標的相關(guān)性如表4所示。單果重與可溶性糖含量顯著正相關(guān)?？扇苄怨绦挝锖颗c可滴定酸含量顯著負相關(guān)，與PAL活性、總酚含量顯著正相關(guān)，與固酸比極顯著正相關(guān)?？傻味ㄋ岷颗cPAL活性、可溶性糖含量顯著負相關(guān)，與固酸比、總酚含量和DPPH自由基清除率極顯著負相關(guān)。固酸比與可溶性糖含量、PPO、POD活性顯著正相關(guān)，與PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率極顯著正相關(guān)?？扇苄蕴呛颗cPAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率極顯著正相關(guān)。褐變度與PPO、POD活性極顯著正相關(guān)，與PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率正相關(guān)，但不顯著。PPO、POD活性與PAL活性、總酚含量和DPPH自由基清除率均顯著正相關(guān)。PPO與POD活性極顯著正相關(guān)。PAL活性與總酚含量、DPPH自由基清除率極顯著正相關(guān)?？偡雍颗cDPPH自由基清除率極顯著正相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

果實品質(zhì)是評價品種優(yōu)劣的重要依據(jù)，主要由外觀品質(zhì)和內(nèi)在品質(zhì)構(gòu)成。單果質(zhì)量、色澤和整齊度等可評價果實的外觀品質(zhì)，可溶性固形物、可滴定酸和可溶性糖等可評價其內(nèi)在品質(zhì)[16]。本研究中，10個山東主栽石榴品種單果重、百粒重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比和可溶性糖含量均存在顯著差異。這種差異性可能與品種自身特性有關(guān)，也受栽培條件、管理措施、采收時期等諸多因素的影響[17]。

褐變是果實品質(zhì)評定的重要指標，也是果實成熟老化、生理衰退最明顯的特征，褐變度能反映果實的褐變程度[13]。供試品種中，‘泰山三白甜果實褐變度最高，‘泰山紅最低，這可能與果皮顏色不同有關(guān)，具體機理還有待于深入研究。相關(guān)性分析表明，褐變度與PPO、POD活性極顯著正相關(guān)，與PAL活性正相關(guān)，但不顯著。這說明，PPO、POD是影響石榴果實褐變的主導(dǎo)酶類，PAL在一定程度上影響其果實褐變。這與Zhang等[18]的研究結(jié)果一致。

酚類物質(zhì)是酶促褐變的底物[19]，DPPH自由基與果實的抗氧化能力密切相關(guān)[20]。本研究中，果實褐變度與總酚含量和DPPH自由基清除率正相關(guān)，但不顯著。表明，總酚含量和DPPH自由基清除率與石榴果實褐變程度有一定的相關(guān)性。相關(guān)性分析表明，不同品種果實總酚含量與DPPH自由基清除率顯著正相關(guān)，表明酚類物質(zhì)含量高低與其抗氧化能力密切相關(guān)。

參 考 文 獻：

[1] Cam M， Yasar H， Gkhan D. Classification of eight pomegranate juices based on antioxidant capacity measured by four methods[J]. Food Chemistry， 2009， 112： 721-726.

[2] 馮立娟， 尹燕雷， 楊雪梅， 等. 檸檬酸處理對石榴果皮離體褐變的影響[J]. 林業(yè)科學(xué)， 2015， 51（9）： 42-50.

[3] 張立華， 孫曉飛， 張艷俠， 等. 石榴多酚氧化酶的某些特性及其抑制劑的研究[J]. 食品科學(xué)， 2007， 28（5）： 216-219.

[4] 楊巍， 劉晶， 呂春晶， 等. 氯化鈣和抗壞血酸處理對鮮切蘋果品質(zhì)和褐變的影響[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2010， 43（16）： 3402-3410.

[5] Lichanporn V， Srilaong C， Wongs A， et al. Postharvest physiology and browning of longkong （Aglaia dookkoo Griff.） fruit under ambient conditions[J]. Postharvest Biology and Technology， 2009， 52： 294-299.

[6] 閆洪波， 程玉豆， 何近剛， 等. 鴨梨PAL克隆及其在果實發(fā)育和機械傷害過程中的表達[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2014， 47（21）： 4341-4348.

[7] Venkatachalam K， Meenune M. Changes in physiochemical quality and browning related enzyme activity of longkong fruit during four different weeks of on-tree maturation[J]. Food Chemistry， 2012，131（4）：1437-1442.

[8] Nokthai P， Lee V S， Shank L. Molecular modeling of peroxidase and polyphenol oxidase： substrate specificity and active site comparison[J]. International Journal of Molecular Sciences， 2010， 11（9）： 3266-3276.

[9] 文菁， 趙書崗， 王紅霞， 等. 核桃硬殼發(fā)育期內(nèi)果皮木質(zhì)素與相關(guān)酶活性的變化[J]. 園藝學(xué)報， 2015， 42 （11）： 2144-2152.

[10]Singh H， Singh N， Marathe A， et al. Influence of aril browning on biochemical properties of pomegranate （Punica granatum L.）[J]. Journal of Crop and Weed， 2013， 9（1）：184-187.

[11]Meighani H， Ghasemnezhad M， Bakshi D. Evaluation of biochemical composition and enzyme activities in browned arils of pomegranate fruits[J]. International Journal of Horticultural Science and Technology， 2014， 1（1）： 53-65.

[12]鄒琦. 植物生理學(xué)實驗指導(dǎo)[M]. 北京： 中國農(nóng)業(yè)出版社， 2001.

[13]譚誼談， 曾凱芳. 1-MCP處理對鮮切芋艿褐變的影響[J]. 食品科學(xué)， 2014， 35（2）： 305-309.

[14]印芳， 葛紅， 彭克勤， 等. 蝴蝶蘭組培褐變與酚酸類物質(zhì)及相關(guān)酶活性的關(guān)系[J]. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2008， 41（7）： 2197-2203.

[15]張立華， 楊雪梅， 張元湖. 微波處理對貨架期石榴品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué)， 2010， 31（4）： 268-271.

[16]馮立娟， 尹燕雷， 焦其慶， 等. 不同石榴品種果實酚類物質(zhì)及抗氧化活性研究[J]. 核農(nóng)學(xué)報， 2016， 30（4）： 710-718

[17]Nuncio-Jáuregui N， Calín-Sánchez A， Carbonell-Barrachina A， et al. Changes in quality parameters， proline， antioxidant activity and color of pomegranate （Punica granatum L.） as affected by fruit position within tree， cultivar and ripening stage[J]. Scientia Horticulturae， 2014，165：181-189.

[18]Zhang Y L， Zhang R G. Study on the mechanism of browning of pomegranate （Punica granatum L. cv. Ganesh） peel in different storage conditions[J]. Agricultural Sciences in China， 2008， 7（1）： 65-73.

[19]雷鳴， 何瑛， 張有林. 石榴果皮褐變的生化機制研究[J]. 陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2011（5）： 36-40.

[20]Kang H M， Saltveit M E. Antioxidant capacity of lettuce leaf tissue increases after wounding[J]. Journal of Agricultural and Food Chemistry， 2002， 50（26）： 7536-7541.