菠蘿果實采后黑心病的發(fā)生機理研究.pdf

1、菠蘿(Ananas comosus)原產(chǎn)于中、南美洲熱帶地區(qū),是有著較高的經(jīng)濟價值的熱帶和亞熱帶水果。然而,采后菠蘿果實在貯運過程中易發(fā)生黑心病(也稱果心褐變),造成果實品質(zhì)下降,嚴重影響其銷售和經(jīng)濟價值。菠蘿黑心病已成為許多國家采后菠蘿的主要問題。一般認為,菠蘿果實的黑心病是一種生理性病害,主要是由于果實內(nèi)部細胞中多酚氧化酶(PPO)與其酚類底物之間區(qū)域化的消失,從而引發(fā) PPO與底物的酶促褐變反應(yīng),其反應(yīng)產(chǎn)物醌類通過非酶促聚合生成黑

2、色素而使組織變成褐色。
　　本課題以采后菠蘿果實作為試驗材料,通過對 PPO底物的提取、分離、純化和底物結(jié)構(gòu)鑒定,確定其內(nèi)源底物的種類。分析比較了所分離的幾種內(nèi)源底物與菠蘿PPO的酶促反應(yīng)特性和動力學(xué)參數(shù),確定最適內(nèi)源底物,同時,研究了外界因素對底物特性的影響以及室溫下底物含量隨貯藏時間的變化規(guī)律。通過深入了解 PPO及底物的性質(zhì),可以為菠蘿果實采后酶促褐變機理的研究及黑心病的控制提供理論依據(jù)。研究結(jié)果表明:
　　1、從菠蘿

3、果肉中提取多酚氧化酶(PPO)和酚類底物,將底物經(jīng)過聚酰胺柱層析、硅膠柱層析和葡聚糖凝膠柱層析(Sephadex LH-20),并用1％FeCl3與菠蘿PPO篩選底物,最終得到4種褐變底物。通過質(zhì)譜和高效液相色譜分析,鑒定4種底物分別為:鄰苯二酚;表兒茶素;兒茶素;綠原酸。
　　2、通過比較底物與 PPO酶促反應(yīng)的米氏方程動力學(xué)參數(shù),確定了菠蘿 PPO的最適內(nèi)源底物為兒茶素。同時,研究比較了兒茶素和常用外源底物鄰苯二酚與菠蘿PPO

4、的酶學(xué)反應(yīng)特性,發(fā)現(xiàn)底物不同時,其反應(yīng)特性也有所差異:以兒茶素為底物時,酶反應(yīng)的最適pH為4.8,最適溫度為55℃,Fe2+、Fe3+、Cu2+和Ca2+對酶促反應(yīng)有促進作用,K+則有很強的抑制作用,抗壞血酸為酶促反應(yīng)的最佳抑制劑;以鄰苯二酚為底物時,酶反應(yīng)的最適pH為4.8,最適溫度為50℃,Fe2+、Fe3+和Cu2+對酶促反應(yīng)有促進作用,而K+能抑制反應(yīng)。亞硫酸鈉為酶促反應(yīng)的最佳抑制劑。
　　3、研究了外界因素對底物特性的影

5、響,發(fā)現(xiàn)菠蘿PPO底物在光照、高溫(大于40℃)、堿性條件(pH>9)及金屬離子(Ca2+、Cu2+、Fe2+、Pb2+、Zn2+)存在的情況下不穩(wěn)定,較易褐變;O2和H2O2能促進PPO與底物的酶促反應(yīng),而CO2、N2和還原劑能抑制底物酶促反應(yīng)。
　　4、采用高效液相色譜(HPLC)對菠蘿采后貯藏過程中底物的變化進行了檢測分析,結(jié)果表明:底物中,表兒茶素的含量最高;剛采摘的青色菠蘿中 PPO底物含量均很低;貯藏前期,隨著時間的延