（食品科学专业论文）黄花菜贮藏保鲜研究.pdf

黄花菜贮藏保鲜研究 摘要 黄花莱( h e m e r o c a l l i s c i t r i n a b a r o n i ，d a y 1 i l yf l o w e r ) 又名会针菜。黄花 菜在我国有几千年的种植历史，是一种有较高经济价值的特色蔬菜。湖南是黄花 菜的种植大省，其加工品占据了全国7 0 的市场。但其加工产品单一，基本r 只 有干黄花菜一个产品，因而经济效益低，目前市场上干黄花菜的价格一般为1 0 。1 2 5 j k g ，而在广州市场上鲜黄花菜的价格高达2 0 3 0 元k g ，而且供不应求，u j _ 见 鲜黄花菜具有明显的价格优势。但常温条件下鲜黄花菜耐贮性较差，用普通薄膜 袋包装，第2d 全部开花，第4d 开始腐烂。因此对黄花菜开展低温气调保鲜研 究对提高其经济效益具有重要的意义。同时，为了探索黄花菜采后的衰老机理， 笔者研究了小袋包装气调( m a p ) 和6 苄基腺嘌呤( 6 - b a ) 对黄花菜采后生理的 影响，以期为鲜黄花菜的气调保臧生产提供理论依据。鲜黄花菜在冷藏条件下的 保鲜期有限，只能在短期内满足消费者的需求，不能保证周年供应。近年来速冻 蔬菜发展迅速，因其采用先进的加工技术，较大程度地保持了新鲜蔬菜原有的色 泽、风味和营养成分，且食用方便，因而在国际市场上的需求不断增加。为此， 丌展对速冻黄花菜预处理工艺的研究有较强的现实意义。 为了探索鲜黄花菜的保藏方法，采用正交试验法研究了黄花菜的最佳气调贮 藏温度、成熟度和处理方法。贮藏期间对黄花菜的失重率、好花率、v c 含量、 总糖含量和呼吸强度进行了测定。结果表明，成熟度为4 级的黄花菜在2 的 贮温下，用还原铁粉作吸氧剂、6 - b a 作保鲜剂处理，保鲜效果好，2 8d 后仍有 商品价值。 为了探索黄花菜采后的衰老机理，试验主要研究了在2 下，m a p 和6 - b a 处理对黄花菜采后生理生化指标的影响。在试验过程中测定了超氧化物岐化酶 ( s o d ) 、过氧化物酶( p o d ) 和过氧化氢酶( c a t ) 的活性、超氧自基的牛 成速率以及丙二醛( m d a ) 的含量。试验结果表明：小袋包装气调和6 - b a 处理 都能提高黄花菜中的超氧化物岐化酶的活性，同时能抑制超氧自由基的生成、抑 制过氧化物酶和过氧化氢酶活性的提高，从而延缓采后黄花菜的衰老。6 - b a 处 理比单用小袋包装气调效果要好。根据试验结果，我们推测6 - b a 对黄花菜良好 的保鲜效果可能主要在于对超氧自由基生成的抑制作用。 试验还对速冻黄花菜预处理工艺进行了研究，并着重对热烫时川、热烫温度 和护色方法进行了探讨。在试验中，以清水作热烫液，在不同的时涮、温度条件 下热烫后，通过测定黄花菜中v c 的含量、过氧化物酶的活力、解冻后的褐头率 以及对黄花菜的质地的评价来确定最佳的热烫时间和温度。在此最佳热烫时阳j 和 温度条件下，用不同的护色液进行护色，通过对黄花菜的色泽的评价来确定最佳 的护色液。试验结果表明：选用0 2 n a h c 0 3 作为护色液，在9 5 1 下热烫 5 0s 的效果最佳，这样既可以保证在解冻后使褐头率尽可能低，又可以充分减少 热烫中黄花菜的营养物质的损失，还能保证解冻后黄花菜的质地在有商品价值的 水平。 关键词：黄花菜；小袋包装气调；保鲜；采后生理；速冻 作；者：龚吉军 研究方向：植物源性食品科学 导师：谭兴和教授 地址：湖南农业大学食品科技学院，长沙，4 1 0 1 2 8 s t u d i e so nt h e f r e s h k e e p i n go fd a y l i l yf l o w e r a b s t r a c t d a y 1 i l y f l o w e r f h e m e r o c a l l i sc i t r i n ab a r o n i ) i sa l s ok n o w n a s “j i n z h e n c a i ”，o u rc o u n t r yh a sal o n gh i s t o r yo fs e v e r a lt h o u n dy e a r si np l a n t i n g d a y l i l y f l o w e rw h i c hi sak i n do f s p e c i a l i t yp o s s e s s i n gh i g h l y e c o n o m i c w o r t h h u n a np r o v i e n c ei sab i go n ef o ri t sp r o d u c to f d a y l i l yf l o w e ro c c u p i e sn e a r l y 7 0 p e rc e n tm a r k e tq u o t aa c r o s st h ec o u n t r y t h ek i n do fp r o d u c t h o w e v e r i sv e r y s i m p l e ，f o re x a m p l e ，t h e r ei sj u s to n ek i n do fp r o d u c t - 一( 1 e h y d r a t e dd a y l i l yf l o w e ra t t h em o m e n t t h e r e f o r et h ee f f i c i e n c yi s v e r yl o w t h ea v e r a g ep r i c eo fd e h y d r a t e d d a y l i l yf l o w e rc o m e st o 1 0 1 2 y u a np e rk i l o g r a mi nt h em a r k e t w h i l et h ep r i c eo f f l e s h d a y 1 i l y f l o w e rr e a c h e st o2 0 3 0 y u a np e rk i l o g r a m i n g u a n g z h o uc i t y m a r k e t 。w h a t sm o r e t h e p r o d u c t c a i - m tm e e tt h ed e m a n d so fc u s t o m e r s t h e d l f f r e n c eo f p r i c eb e t w e e nd e h y d r a t e dd a y - l i l yf l o w e ra n df r e s ho n ei so b v i o u s t h e s t o r i b i l i t yo f f r e s hd a y 1 i l yf l o w e r h o w e v e r , i sv e r vp o o ra tn o r m a lt e m p e r a t u r ei fw e p a c kt h e mu pb yc o m r n e nm a t e r i a lm a d eo u to fp o l y e t h e n e t h e yf l o w e ri nt h es e c o n d d a ya n dd e c a yi nt h ef o u t hd a y s oi ti ss i g n i f i c a n tt os t u d yt h ew a yo f f l e s h k e e p i n g d a y l i l y f l o w e ru n d e rl o w t e m p e r a t u r e a b o v ez e r o d e g r e e a n d b y m o d i f i e d a t m o s p h e r ep a c k a g i n g a tt h es a m et i m e w ea l s ow a n t t os t u d yt h ee f f e c t so fm o d i f l e d a t m o s p h e r ep a c k a g i n ga n d6 - b a o n p o s t h a r v e s t i n gp h y s i c o l o g yo fd a y l i l yf l o w e ri n o r d e rt o i n v e s t i g a t e t h e p r i n c i p l e o fs e n e s c e n c ew h i c hc o u l dp r o v i d et h e o r e t i c a l e 、i d e n c et oi n d u s t r i a l i z e dp r o d u c t i o no fm o d i f i e da t m o s p h e r ep a c k a g i n go fd a y - l i l y f l o w e r t h es t o r i n gt e r mo ff r e s hd a y l i l yf l o w e ri sl i m i t e du n d e rl o wt e m p e r a t u r e a b o v ez e r od e g r e e s u c hm e t h o do ff r e s h k e e p i n gd a y - l i l yf l o w e rc a ni u s tm e e tt h e c u s t o m e r s d e m a n d si nas h o r tt e r m n e a r l yo n em o n t h b u ti tc a n n td oa r o u n da y e a r r e c e n t l y t h eq u i c k f r o z e n v e g e t a b l ew h i c hw a sr e q u i r e db ym o r ea n dm o r e c u s t o m e r si ni n t e m a t i o n a lm a r k e tw a sd e v e l o p e dv e r y q u i c k l y s i n c ei t a d o p t e d a d v a n c e dt e c h n i c a lc o n d i t i o n s ，w h i c hc o u l dk e e p o r i g i n a lc o l o r ，f l a v o u r ，a s w e l la s n u t r i n t s a n dm a d ee a tc o n v e n i e n t l y s oi th a sas t r o n gr e a l i s t i cm e a n i n gt or e s e a r c ht h e t e c h n i c a lc o n d i t i o n so f p r e p r o c e s s i n go fq u i c k f r o z e nd a y l i l yf l o w e r i no r d e rt oi n v e s t i g a t et h ew a yo f f l e s h k e e p i n go f f r e s hd a y l i l y ，o r t h o g o n a lt e s t w a sa d o p t e di nt h ee x p e r i m e n tt os t u d yt h eb e s ts t o r i n gt e m p e r a t u r e ，r i p ed e g r e ea n d d e a l i n gw a y o fm o d i f i e d a t m o s p h e r ep a c k a g e o ff l e s h d a y l i l yf l o w e r w e i g h t l o s s g o o df l o w e rr a t i o ，v i t a m i nc t o t a ls u g a r a n dr 1w e r em e a s u r e dd u r i n gs t o r a g e t h e r e s u l t sp r o v e dt h i nu s i n g6 - b aa sf r e s h - k e e p i n ga g e ma n dc h o o s i n gt h ef o u r t hg r a d e f l o w e r ，a t2 ，w a st h eb e s tm e a s u r e t h ed a y 1 i l yf l o w e rs t i l lr e m a i n e dc o m m e r c i a l q u a l i t y o v e r2 8d a y s i no r d e rt o i n v e s t i g a t et h ep r i n c i p l eo fs e n e s c e n c eo fd a y l i l yf l o w e r , e f f e c t so f m o d i f i e da t m o s p h e r ep a c k a g i n ga n d6 - b at r e a t m e n to n p h y s i o l o g yo fp o s t h a r v e s t i n g o fd a y 1 i l yf l o w e rw e r es t u d i e da t2 t h e a c t i v i t y o fs u p e r o x i d ed i s m u t a s e p e r o x i d a s ea n dc a t a l a s e ，t h ep r o d u c i n gs p e e do fs u p e r o x i d ef r e er a d i c a la n dt h e c o n t e n t so fm a l o n d i a l d e h v d ew a st e s t e di nt h ee x p e r i m e n t t h er e s u l t s p r o v e dt h a t b o t ht r e a t m e n t sn o to n l yc o u l di m p r o v et h ea c t i v i t yo fs u p e r o x i d ed i s m u t a s ea n d i n h i b i tt h ea c t i v i t yo fp e r o x i d a s ea n dc a t a l a s e ，t h ep r o d u c i n gv e l o c i t yo f s u p e r o x i d e f i e er a d i c a ia n dy i e l d i n go fm a l o n d i a l d e h v d eb u ta l s op o s t p o n et h es e n e s c e n c eo f d a y l i l yf l o w e r t h ee f f e c to fc o m b i n i n g6 一b at r e a t m e n tw i t hm o d i f i e dm m o s p h e r e p a c k a g i n g t r e a t m e n tw a sb e t t e rt h a nt h el a a e ra l o n e t h et e c h n i c a lc o n d i t i o n so fp r e p r o c e s s i n go fq u i c k f r o z e nd a y l i l yf l o w e rw a s a l s os t u d i e di nt h e e x p e r i m e n t i n t h ec o u r s eo f e x p e r i m e n t ，b l a n c h i n g t i m e ，t e m p e r a t u r e ，a sw e l la st h ew a yo fc o l o r p r e s e r v i n gw a ss t u d i e de s p e c i a l y f h e o p t i m a tb l a n c h i n gt i m ea n dt e m p e r a t u r e ，u s i n gc l e a rw a t e ra sb l a n c h i n gl i q u i d ，w a s p i n n e dd o w n ，t h r o u g ht e s t i n gt h ec o n t e n t so fv i t a m i nc ，t h ea c t i v i t yo fp e r o x i d a s e ，t h e r a t i oo fb r o w n h e a da f t e rb e i n gd e f r o n z e na n da s s e s s i n gt h et e x t u r eo f d a y 1 i l yf l o w e r u n d e rd i f f e r e n tb l a n c h i n gt i m ea n d t e m p e r a t u r e t h eb e s tc o l o r p r e s e r v i n ga g e n t ，u s i n g d i f f e r e n tc o l o r p r e s e r v i n ga g e n t ，w a sc o n f i r m e d ，t h r o u g ha s s e s s i n gt h ec o l o ru n d e rs u c h o p t i m a lb l a n c h i n gt i m ea n dt e m p e r a t u r e t h er e s u l t ss h o w e d t h a tt a k i n gt h es o l u t i o no f o 2 n a h c 0 1a sc o l o r 。p r e s e r v i n ga g e n ta n dc h o s i n g9 5 ：t ：1 5 0s e c o n d sw a st h e o p t i m a lb l a n c h i n gm e t h o dw h i c hc o u l dk e e pt h e r a t i oo fb r o w n h e a da sl o w e ra s p o s s i b l e c o u l dr e d u c et h el o s s e so fn u t r i n t sa n d ，c o u l dl e a v et h et e x t u r er e m a i n i n g c o m m e r c i a lq u a l i t ya f t e rb e i n gd e f r o n z e n k e yw o r d s ：d a y l i l yf l o w e r ，m o d i f i e da t m o s p h e r ep a c k a g i n g ，f r e s h - k e e p i n g p o s t h a r v e s t i n gp h y s i c o l o g y ，q u i c k 一仔o z e n a u t h o r ：g o n gj i j u n s p e c i a l t y ：p l a n tr e s o u r c eo f f o o ds c i e n c e s u p e r v i s o r ：p r o f e s s o r t a n x i n g h e a d r e s s ：f o o ds c i e n c ea n d t e c h n i c o l o g yd e p a r t m e n t o fh u n a n a g r i c u l t u r a l u n i v e r s i t y ，c h a n g s h a ，4 1 0 1 2 8 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及耿得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得湖南农业大学或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名 理参珲 时间：浏年月，占 1 关于论文使用授权的说明 本人完全了解湖南农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意湖南农业大学可以用不同方式在不同 媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 研究生躲翟 导师签名 时间：州年多月j 善闩 时间：朋年月膨日孬扣 ， 、上jl 日! j青 l 研究的目的与意义 黄花菜( h e m e r o c a l l i sc i t r i n a b a r o n i ，d a y l i l y f l o w e r ) 又名会针菜。黄花菜 在我国有几千年的种植历史，是一种具有较高经济价值的特色蔬菜。首先，黄花菜 营养丰富。其营养成分比一般蔬菜丰富，每5 0 0g 干黄花菜中，含有蛋白质1 4 4g ， 脂眩2 5g ，碳水化合物5 7 4g ，纤维素7 4g ，胡萝p 素5 8 m g ，硫胺素o 9 4 m 2 ， 核黄素o 6 4m g ，尼克酸5 4m g ，抗坏血酸1 6 4m g ，钙3 6 2m g ，磷3 4 3m g ，铁6 9m g ， 这些都是人体生长发育不可缺少的营养物质。其次，黄花菜药用价值高。中国药用 食物等书籍中对黄花菜的药用价值有不少阐述。其性甘、凉，根、蕾均可入药， 有安神、健胃、利尿消炎、止血、通乳等作用，服用黄花菜对黄疸、水肿、感冒、 痢疾、鼻出血和肺结核等病都有疗效，并能预防旅行乘车中的晕车和呕吐。很多地 方把黄花菜当作恢复身体健康的滋补品。黄花菜是我省一种特色蔬菜，其加工品占 据了全国7 0 的市场。但产品单一，主要是干制品，经济效益低，目前市场上千黄 花菜的价格一般为1 0 1 2 元k g ，而在广州市场上鲜黄花菜的价格高达2 0 3 0 元k ， 而且供不应求，可见鲜黄花菜具有明显的价格优势。但常温条件下鲜黄花菜耐贮性 较差，用普通薄膜袋包装，第2d 全部开花，第4d 开始腐烂。因此对黄花菜丌展低 温气调保鲜研究对提高其经济效益具有重要的意义。同时，为了探索黄花菜采后的 衰老机理，笔者研究了小袋包装气调和6 - b a 对黄花菜采后生理的影响，以期为鲜 黄花菜的气调保藏生产提供理论依据。鲜黄花菜在冷藏条件下的保鲜期有限，只能 在短期内满足消费者的需求，不能保证周年供应。近年来速冻蔬菜发展迅速，因其 采用先进的加工技术，较大程度地保持了新鲜蔬菜原有的色泽、风味和营养成分， 且食辟j 方便，因而在国际市场上的需求不断增加。为此，开展对速冻黄花菜预处理 工艺的研究有较强的现实意义。 2 国内外有关果蔬成熟衰老机理的研究动态 果蔬的腐烂变质、花蕾的凋萎都与成熟衰老有关，植物的成熟衰老除了与内源 激素( 如乙烯、脱落酸、赤霉素、生长素等) 的作用有密切的关系外，还与超氧化物 歧化酶( s u p e r o x i d ed i s m u t a s e ，简称s o d ) 、过氧化物酶( p e r o x i d a s e ，简称p o d ) 、过 氧花氢酶( c a t a l a s e ，简称c a t ) 等酶类以及自由基的作用有关，是一个复杂的过 程。 2 1 乙烯和a b a 对成熟衰老的影响 2 1 1 乙烯对成熟衰老的影响 乙烯( e t h y l e n e ) 作为一种植物内源激素，对果蔬的成熟、衰老有重要的调节 作用。控制乙烯的生物合成是延长果蔬贮藏期的关键 2 , 3 1 。 2 1 1 1 乙烯的生物合成1 4 1 j 前植物体内乙烯的生物合成机理已比较清楚。蛋氨酸( m e t h i o n i n e ) 是乙烯的前 身。j 目”c 标记的蛋氨酸的c 一3 ，4 ，发现新形成的乙烯就标记上1 4 c ，说明c 一3 和c 一4 转变为乙烯。d o a d a m s 和杨祥发在1 9 7 7 年证实蛋氨酸转变为s 一腺酵蛋 氨酸( s - - a d e n o s y lm e t h i o n i n e ，简称s a m ) ，催化s a m 为1 一氨基环丙烷一1 一羧酸 ( 1 - a m i n o c y c l o p r o p a n e - - l - - c a r b o x y l i ca c i d ，简称a c e ) 的是a c c 合成酶，a c c 在 有氧条件和乙烯形成酶( e t h y l e n ef o r m i n ge n z y m e ，简称e f e ) 催化下，形成乙烯。 植物组织的蛋氨酸水平太低，要维持正常的乙烯产率，硫定要再循环。试验 证明，蛋氨酸的c h 3 s 基是保留在植物组织内的。在产生a c c 的同时，也形成5 一甲硫基腺苷( 5 - - m e t h y l t h i o a d e n o s i n e ，简称m t a ) ，接着水解为5 一甲硫基核 糖( 5 - - m e t h y l t h i o r i b o s e ，简称m t r ) ，m t r 的c h 3 s 基就再转变回蛋氨酸。 a c c 除了形成乙烯以外，也会转变为结合物n 一丙二酰- - a c c m m a l o n v l a c c ，简称m a c c ) ，是不可逆反应，因此m a c c 是失活的最终产物，它有调节乙 烯生物合成的作用。 2 1 1 2 乙烯生物合成的调控 乙烯在生物合成过程中有三种酶参与反应，这三种酶分别是：a c c 合成酶、乙 烯形成酶( e f e ) 和a c c 丙二酰基转移酶，可以通过促进或抑制这三种酶的活性柬对 乙烯生物合成加以调控。 2 1 1 2 1a c c 合成酶 a c c 合成酶催化s a m 转变为a c c 。这种酶的活性受生育期、环境、某些化学 物质和激素的影响。种子萌发、果实成熟和器官衰老时，a c c 合成酶活性加强，产 生的a c c 多，从而产生的乙烯也多。伤害、干旱、水涝、寒害、毒物、病害和虫 害都会诱导合成或活化a c c 合成酶，因此乙烯释放量增加。a c c 合成酶需要磷酸 吡哆醛为辅基，对磷酸吡哆醛的抑制剂很敏感，故氨基氧乙酸( a o a ) 和氨基乙烯基 甘氨酸( a v g ) 能有效地抑制a c c 合成酶的活性而降低乙烯的生成量。这方法已存 切花的生产中得到应用，据高勇等p l 于艮道：o 0 7 0 1 3m m 的a v g 可以延长香石竹、 金鱼草、鸢尾、水仙、菊花等的寿命。以0 2 2m m o l 的a o a 作瓶插液，或用l o o m m l 的a o a 短时间处理均可延长石竹切花的瓶插寿命。据有关报道，水杨酸能抑 制乙烯的生成，可能也与抑制a c c 合成酶的活性有关m i 。贮藏环境中低温、3 0 2 和3 c 0 2 ( c a ) 共同作用能显著抑制a c c 合成酶从而抑制乙烯的生成f 9 l ，提高 c o j 浓度( 1 0 以上) 也能抑制该酶的活性l l “1 1 1 。生长素能在转录水平上诱导a c c 合成酶的合成，产生较多的乙烯。乙烯也能使骤变开始以后的苹果果实合成a c c ， 大量释放乙烯。这种乙烯自我催化是骤变型果实和花卉的一个特征。但是与自我催 化相比，乙烯自我抑制似乎更具普通性。乙烯本身抑制营养组织和非骤变型果实的 乙烯生物合成。刘愚等以乙烯处理呼吸骤变前的番茄、甜瓜和非骤变型的葡萄柚果 实，抑制了a c c 合成。乙烯自我抑制的原因是抑制a c c 酶的合成或促进这种酶的 降解。看来果实生长成熟过程中，乙烯对a c c 合成作用从抑制转为促进，是骤变 型果实的特征，而非骤变型果实和营养组织则缺乏这种转变能力。 2 1 1 2 2 乙烯形成酶( e f e ) o 一氨基异丁酸的结构类似a c c ，竞争性地抑制a c c 至乙烯的转变。c o ”和 自d j 基清除剂也抑制e f e 活性。柯德森等i l 副在实验中发现，香蕉果实成熟过程中， 0 2 一对e f e 的影响有双重性。在成熟初期0 2 一对e f e 活性的促进作用占主导地 位，其伤害作用此时虽然存在但并没有表现出来，而成熟后期则由于o ，一的逐渐 增加，其伤害逐渐加剧最终表现出对e f e 活性的抑制作用。高浓度的c a 2 + 也能影响 既1 e 的构象或者减少0 2 一的生成，从而抑制a c c 的转化。外施少量乙烯于甜 瓜和番茄等果实经过一段时间后，e f e 活性增大，产生大量乙烯( 自我催化) 。此外， 贮藏环境中的低温、3 0 2 和3 c 0 2 ( c a ) 共同作用亦能显著抑制e f e 的活性l 。 韦军等1 2 j 曾对温度影响乙烯生物合成的机理作了推测，在高温情况下，e f e 活性提 高，a c c 含量降低，由于s a m 大量向a c c 转化，多胺合成减少，多胺含量的f 降，减少了对乙烯生物合成的抑制，乙烯生成量增加：在低温条件下，e f e 活性降 低，a c c 含量增加，有利于多胺的生物合成，高含量的多胺增强了对a c c 转化为 乙烯生化过程的抑制，减少了乙烯生成量。 2 1 1 2 3a c c 丙二酰基转移酶 此酶的作用就是促使a c c 起丙二酰化反应，形成m a c c 。乙烯的自我抑制现 象除了由于乙烯抑制a c c 合成酶外，也会促进呼吸骤变前番茄的a c c 丙二酰基 转移酶的活性，从而抑制乙烯的生成( 自我抑制1 。 除了通过控制上述三种酶的活性来控制乙烯的生物合成外，还有一些物质能抑 制乙烯的生成。s o d 能有效抑制膜系统中a c c 到乙烯的转化。多胺能抑制植物 组织中乙烯的生物合成，随着植物组织的衰老，多胺含量逐步降低【l ”。多胺( 如亚精 胺) 对乙烯生物合成的抑制机理表现为两个方面【2 】：( 1 ) s a m 是a c c 合成和多胺合 成的共同底物，促进多胺合成时，便影响a c c 的合成，减少了乙烯的合成：反之， 当多胺合成减少时，则有利于a c c 合成，增加乙烯的合成；( 2 ) 多胺可作为植物 细胞内自由基的清除剂，能抑制依赖过氧化物进行的a c c 转化为乙烯的生化过程。 硫代硫酸银( s t s ) 是乙烯的拮抗剂，其有效成分是a g + ，a g + 能抑制乙烯的部分氧化 代谢途径1 6 i 。 2 1 1 3 乙烯的作用机理 乙烯形成以后，还需要与金属( 可能是一价铜) 蛋白质结合，进一步通过代谢后 爿起生理作用。 2 1 1 3 1 乙烯对酶的影响 乙烯促进有关酶类的合成，其中水解酶类较明显，如淀粉酶、转化酶、多聚半 乳糖醛酸酶7 】、维生素酶、脂肪酶等。乙烯能显著增加苯丙氨酸解氨酶、过氧化物 酶、多酚氧化酶、绿原酸酶的活性1 4 】，上述生理生化过程的改变促进了内源乙烯的 产g ：，增加了呼吸作用的跃变。从而促进果实的成熟与衰老。 2 1 1 3 2 乙烯对膜的影响 乙烯还能提高线粒体膜的透性，低浓度( o 1 1 0p p m ) 的乙烯即可启动高峰型果 实的呼吸跃变，同时引起一系列呼吸代谢的变化，氧化磷酸化加强，使能获得较多 数量的a t p 作为促进成熟代谢的能源口1 。 2 1 1 3 3 乙烯对蛋白质和核酸的影响 乙烯能促进核酸和蛋白质的合成。例如黄化大豆幼苗经过乙烯处理后，促进染 色质的转录作用，r n a 水平大增；乙烯促进鳄梨和番茄等果实纤维素酶和多聚半乳 糖醛酸酶两者的m r n a 增多，两种酶活性增加，水解纤维素和果胶，果实变软，成 熟 “。 2 1 2a b a 对成熟衰老的影响 脱落酸( a b s c i s i ca c i d ，简称a b a ) 亦称离层酸。在幼龄的绿色植物中，同时 有脱离酸，赤霉素及细胞分裂素，而在衰老和休眠的器官中，只有脱落酸单独存在。 脱落酸是植物生长抑制剂，因为它抑制核酸和蛋白质的生物合成。有人将浮萍培养 在1m g l 的脱落酸溶液中3d ，生长受到抑制，d n a 合成几乎完全停止。脱落酸也 抑制白蜡树种子胚t r n a 、r r n a 和m r n a 的合成，同时还阻止已经存在的m r n a 与核糖体结合。脱落酸能阻止标记的尿苷和胸苷掺入核酸分子中，但不能抑制氨基 酸掺入蛋白质分子。由此推断，脱落酸只在转录水平上起作用，而不在翻译水平上 起作用。然而，许多试验也证明脱落酸抑制蛋白质的合成。脱落酸对大麦糊粉层细 胞中a 淀粉酶合成有抑制作用。有人以脱落酸处理大麦糊粉层后，新肽形成而且迅 速转变为蛋白质。如果加入转录抑制剂和翻译抑制剂，则核酸和蛋白质的合成数量 大减【4 i 。 a b a 和乙烯是促进果实成熟衰老的主要激素【l ，乙烯在许多骤变型果实的成熟 衰老中起主导作用，而有些果实的后熟取决于乙烯和a b a 的协同作用，近年来， 人们还发现许多果实的成熟受a b a 的控制，乙烯的调节作用并不重要9 ”】。张微 等 2 1 1 和刘愚i ”j 也认为，a b a 有促进果实衰老的作用。在采后果实中，乙烯和a b a 一起增加，某些情况下甚至先于a b a ，细胞分裂素和赤霉素则减少，在这种情况下 是乙烯而不是a b a 启动了果实的衰老过程。已经证明，在跃变型果实中，乙烯是 诱导与成熟相关特定基因表达的关键信号之一，乙烯的增加导致了果实成熟过程的 丌始。而对非跃变型果实，成熟信号可能是其它物质，如在葡萄、草莓与猕猴桃中， 均已证明a b a 可诱导乙烯生成，a b a 上升高峰先于乙烯的增加，a b a 在这几种果 实中是重要的启动因子1 23 ”。2 ”。据陈尚武报道，外源a b a 处理能有效地触发发育 晚期的金冠和新红星苹果系统i i 乙烯的合成，并使组织a c c 合成酶( a c s ) 与氧 化酶( a c o ) 活力与乙烯合成同步增加弘6 i 。 当然，除了乙烯和a b a 两种主要激素与成熟衰老有关外，还有其他激素也参 与成熟衰老的调控。内源3 吲哚乙酸( i n d o l e 一3 一a c e t i ca c i d ，简称i a a ) 可延缓 骤变型果实的后熟进程，i a a 的失活是果实后熟开始的必要条件；处源i a a 处理可 抑制果实的成熟衰老。猕猴桃果实后熟软化过程中，内源i a a 呈持续下降变化：外 源i a a 处理促进了内源i a a 积累，并推迟内源a b a 峰值的出现，延缓了果实的后 熟软化【2 “。周丽萍等1 2 的试验也得到了类似的结果，并认为i a a 水平的下降，可导 致细胞对乙烯更为敏感。这些结果说明，果实成熟过程内源i a a 水平的下降，是果 实成熟衰老的前提条件之一，吴有梅等在对草莓的试验中发现赤霉素( g i b b e r e l l i n s ， 简称g a ) 处理有抑制呼吸和乙烯生成的作用，可以延缓衰老”1 。低浓度的细胞 分裂素有利于a b a 活性的表现，但不直接调节完熟i “】。 植物激素对果实后熟软化进程的调控是一个比较复杂的过程，该过程不仅仅取 决f 某一种激素的消长和其绝对浓度的变化；内源激素间的相互平衡及相互问的协 同作用显得更为重要，但各激素问的相互关系尚不清楚。 2 2 与成熟衰老有关的酶及其作用机理 与成熟衰老有关的酶有许多，其中主要有超氧化物歧化酶( s o d ) 、脂氧合酶 ( l o x ) 、过氧化物酶( p o d ) 和过氧化氢酶( c a t ) 等。 2 2 1 超氧化物歧化酶( s o d l s o d 是含金属辅基的酶类，根据含金属辅基的不同分为三类：c u z n s o d 、 m n - s o d 和f e - s o d 。在生物体内，s o d 将过量的0 2 一歧化为h 2 0 2 ，h 2 0 2 再在过 氧化氢酶和过氧化物酶的催化下转变成h 2 0 和0 2 ，从而解除0 2 一对生物体细胞的 损伤，起保护作用。所以人们一般把s o d 称为生物体内的一种重要的o ，一消除剂 3 0 1 。在植物的衰老过程，超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性下降，分 解活性氧的机制遭到破坏i ”1 3 2 。”j 。 2 2 + 2 脂氧合酶( l o x ) 脂氧合酶( l i p o x y g e n a s e ，简称l o x ) 是一种含非血红素铁的蛋白质，专一催化 含有顺，顺一1 ，4 戊二烯结构的多元不饱和脂肪酸加氧反应，生成具有共轭双键 的过氧化氢物。l o x 调节果实衰老的可能机理有：( 1 ) 启动了膜脂过氧化作用，导 致细胞膜透性增加，促进细胞内钙的积累，激活了磷酸脂酶活性，加速了游离脂肪 酸进一步从膜脂释放，加剧了细胞膜的降解；( 2 ) 膜脂过氧化物和膜脂过氧化过程 产生的游离基进而毒害细胞膜系统、蛋白质和d n a ，导致了细胞膜的降解和细胞功 能的丧失；( 3 ) l o x 的脂质过氧化作用产物可进一步生成茉莉酸和脱落酸等衰老调 节因子，并参与了乙烯的生物合成，促使组织衰老【3 43 5 ，3 6 ，”】。 2 2 3 过氧化物酶( p o d ) 和过氧化氢酶( c a t ) p o d 是卟啉环中含有铁的金属蛋白质。c a t 属于含有铁的血红蛋白酶类。p o d 和c a t 主要参与植物体内h 2 0 2 的分解，产生无毒的h 2 0 和0 2 【3 8 】。在机体衰老过 程中，这两种酶的活性降低。 2 3 自由基及其清除剂与成熟衰老的关系1 3 9 i 2 3 1 自由基与成熟衰老的关系 自由基( f r e er a d i c a l ) 是具有术配对电子的原子团，它广泛存在于自然界及有机体 内，生物体内较常见的有以下几种：超氧自由基( 0 2 一) 、羟基自由基( o h ) 、有机 自出基( r ) 、有机过氧基( r 0 0 ) 、氢过氧基( h 0 0 ) 和烷基自由基( r o ) 等。超 氧e j 由基是分子态氧得到一个电子的还原产物，它除了本身的毒害作用外，还可以 通过自身的歧化反应产生过氧化氢、羟基自由基和单线态氧( 1 0 2 ) ，后两者的毒性更 大，可以认为活性氧对植物体的毒害作用是1 0 2 、o h 、0 2 一和h 2 0 2 相互转化、 协同作用的结果一。 2 3 1 1 生物体内超氧自由基的形成 生物体内超氧自由基的形成有很多途径。首先，生物体内很多物质的自动氧化 可提供电子给分子态氧，产生0 2 一已经发现的此类物质有血红蛋白，肌红蛋白、 还原型细胞色素c 、铁氧还蛋白等。其次，一些酶系统如黄嘌呤氧化酶、半乳糖氧 化酶、黄素蛋白脱氢酶等，在氧化其基质时能将电子转移给分子态氧，产生0 ：一。 第三i ，在一些细胞器内如线粒体、叶绿体，在电子呼吸链或光合链传递过程中，可 用( ) 2 作为电子受体产生0 2 一。第四，叶绿素分子的光动力学反应可产生0 2 。 2 3 i 2 自由基对生物体的作用 自由基对生物体的作用主要通过以下几种途径。 2 3 1 2 1 对核酸的损伤 体内形成的自由基如o h 易加成到胸腺嘧啶的c 5 ，c 6 双键中，使其形成相 应的胸腺嘧啶或胸腺嘧啶自由基，或者从核酸的戊糖中抽取氢，在d n a 的脱氧核 糖部分形成自由基，这些自由基能使d n a 主链断裂，碱基降解和氢键破坏，从而 导致核酸损伤，产生遗传变异。 2 3 1 2 2 对脂类的损害 自由基易作用于多价不饱和脂肪酸，启动脂质过氧化反应，产生对蛋白质起交 联作用的丙二醛。 2 3 1 2 3 对蛋白质的损伤 自由基可直接作用于蛋白质，使多肽键断裂，也可通过脂质过氧化产物作用于 蛋白质，使蛋白质交联、聚合。 2 3 ，1 2 4 攻击巯基及含巯基的酶 自由基可氧化巯基化合物或使含巯基的酶形成二硫键，导致酶蛋白的失活。 总的来况，细胞内受自由基伤害最敏感的部位是细胞膜，这是因为细胞膜禽有 较多的不饱和脂肪酸，加之在膜的双层结构中有非极性区，氧的溶解度较大，因向 膜中局部的氧浓度较高，超氧自由基较易产生。膜中磷脂发生过氧化，使生物膜由 液晶相转变为凝胶相，过氧化产物丙二醛使膜中的酶蛋白发生交联、失活，以致使 膜产生空隙，透性增加，各种功能受损，从而导致机体的衰老。 2 3 2 自由基作用产物- 丙二