桃果实成熟软化机理的研究[D].doc

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

ｓｕｎｓｈｉｎｅ

桃果实成熟软化机理的研究
阚娟
（扬州大学食品科学与工程学院）

摘要：果实在采收后仍然是活的有机体，在贮藏过程中会发生不断的软化现象。本文就桃果实成熟软化方面的进展进行了综述，介绍了与果实成熟软化过程细胞壁多糖物质的降解以及相关的胞壁酶以及植物激素等在果实成熟软化过程中含量的变化和作用，并对软化机理进行了探讨。
关键词：果实，成熟，软化

桃是典型的呼吸跃变型果实，呼吸跃变型果实成熟时最显著的变化特征就是果肉的软化。果肉的软化一方面使果实的适口性和风味发生变化，达到最理想的食用状态，但另一方面果实软化后更容易受到物理伤害和病原浸染，从而造成使贮藏寿命的缩短。
桃果实成熟软化是一个非常复杂的过程，期间经历了一系列生理生化变化，包括细胞壁的降解、内含物的变化、呼吸速率以及其他的代谢变化。综合近几年的研究进展，本文就桃果实软化过程中分子的含量变化情况和作用作一综述。
1.果实成熟软化过程中细胞壁多糖及其相关酶的变化
果实软化是大量细胞壁多糖物质的降解以及细胞壁结构的丧失，导致细胞发生分离所致[1]。果实细胞壁的主要成分为果胶质、半纤维素和纤维素等多糖类，还有少量的蛋白质。果实细胞壁多聚体之间的相互作用主要依靠具体的化学键，也可以因分子链长而通过机械作用交缠在一起，形成果胶－纤维素－半纤维素（PCH）共同伸展的网络状结构。细胞壁多聚体网络的松懈是以细胞壁分解酶的作用为基础，通过交联的断裂或者通过多聚体链的切开造成。
1.1细胞壁多糖成分的变化
果实细胞壁多糖的极端异质性使得将多糖的增溶、解聚和各单糖组分的损失与某一特定的多糖组分的改变联系在一起是不可能的。异质性包括分子量、单糖组成、糖键、分支程度和侧链的长度等[2]。
1.1.1果胶（pectin）
果胶是许多高等植物细胞壁中含量最丰富的多糖成分，也是构成细胞初生壁和胞间层的主要成分。细胞壁果胶参与胞壁细胞之间的粘连，主要通过Ca2+与细胞壁中胶层中部分去酯化的半乳糖醛酸聚糖连接在一起[3]。
Fisher认为，果胶的溶解是最根本和最重要的果实成熟特性[4]。在很多果实的成熟软化过程中，包括甜瓜、鳄梨、柿子、猕猴桃和梨等，胞间层和细胞壁中普遍发生果胶的解聚或增溶。果胶长链解聚或缩短，可溶性果胶含量增加，多聚体中甲基去除（去酯化）。果胶的降解会增加细胞壁交联网络的细孔大小，导致细胞壁膨胀，使底物更容易受到酶的作用。
1.1.2半纤维素（hemicellulose）
果实细胞壁多糖物质去除果胶之后，用浓度逐渐加大的碱液提取的是连接逐渐紧密的半纤维素多糖。半纤维素多糖包括木葡聚糖、阿拉伯半乳聚糖、鼠李半乳糖醛酸聚糖、葡糖甘露聚糖和半乳甘露聚糖等，它们以共价键连接到果胶或以氢键连接到纤维素上。虽然细胞壁中半纤维素的量变化不大，但研究表明许多果实成熟过程中半纤维素的分子量明显变小。在番茄、柿中，半纤维素的解聚仅发生在紧密连接的半纤维素多糖中，松散连接的半纤维素中较少解聚[5]，而在瓜等果实中，半纤维素多糖的解聚在连接紧密和松散的多糖中均有发现。随着果实成熟软化，果胶和半纤维素的表观分子量发生变化，导致细胞壁结构变化，降低组织的粘合力。桃果实果胶和半纤维素提取物表观分子量的改变的复杂性意味着一些能够降解成熟期果胶和半纤维素成分的不同的酶在起作用[6]。
1.1.3纤维素（cellulose）
纤维素是葡萄糖单元的β-(1→4)连接的线形长链。细胞壁纤维素微丝是包埋在非纤维素多糖和蛋白质的致密基质中的。尽管有人预计纤维素结构的变化可能与果实的成熟软化有关，但是对许多果实的研究的结果表明，纤维素的解聚并不是软化的关键因子[7]。对纤维素葡聚糖水平的化学分析表明梨和番茄成熟过程中纤维素水平保持恒定或略有增加。用13C固态NMR方法研究猕猴桃果实成熟过程中纤维素多糖的变化，发现即使果实细胞壁充分解离的时候，纤维素微管组织结构仍没有发生改变。
1.2果实成熟软化过程中细胞壁多糖各单糖含量的变化
构成果实细胞壁的多糖中有二十多种单糖，常见的有8种。三种己糖：D-葡萄糖、D-半乳糖和D-甘露糖。两种戊糖：L-阿拉伯糖和D-木糖。一种醛酸：半乳糖醛酸（半乳糖6位上的-CH2OH被-COOH取代）。还有两种常见但含量低的糖：L-鼠李糖（甘露糖6位上的-CH2OH被甲基取代）和L-岩藻糖（半乳糖6位上的-CH2OH被甲基取代）。几乎所有的糖常为吡喃糖式，即一种六员环，但阿拉伯糖常为呋喃式的五员环。果实成熟软化过程中最为常见的是细胞壁酸性半乳糖醛酸和阿拉伯糖、半乳糖等中性糖的降解，现分述如下。
1.2.1半乳糖醛酸
果实中半乳糖醛酸主要存在于果胶多糖中，是构成果胶多糖主链的主要单糖成分。多聚半乳糖醛酸最初合成并与细胞壁连接在一起时是高度甲酯化的，随着果实的成熟软化，在果