MHO与苹果虎皮病发生和活性氧代谢关系的研究

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虎皮病是在苹果贮藏过程中易发的生理性病害,其发生给苹果产业带来巨大经济损失。1-甲基环丙烯(1-MCP)、二苯胺(DPA)都有显著控制虎皮病的效果,但因1-MCP使用成本高,DPA对人体健康有害而被限制使用。而白藜芦醇(Res)是一种从天然食品中发现的抗氧化剂,在医药和食品添加剂上有广泛应用,本实验室前期的研究发现它对梨虎皮病有显著控制效果。为了寻求有效的控制苹果虎皮病方法,本文以新红星苹果和富士苹果为试材,用1-MCP、DPA和Res处理后,观察两种苹果在不同冷藏期和货架期虎皮病的发病情况,比较Res和1-MCP与DPA对虎皮病的控制效果。前人研究认为,6-甲基-5-庚烯-2-酮(MHO)是虎皮病致病因子共轭三烯的氧化产物,它如何诱导发病的,目前未见报道。本文通过用1-MCP、DPA和Res降低内源MHO含量,研究在虎皮病发生过程中,内源MHO含量与活性氧代谢、酚类氧化的关系;同时用外源MHO处理,研究外源MHO诱导虎皮病的效果以及与活性氧代谢的关系。研究主要结果如下:(1)在冷藏条件以及货架期,采用白藜芦醇处理可抑制苹果虎皮病发生,虽效果稍差于1-MCP、DPA处理,但和对照相比依然效果显著。各处理在控制虎皮病的同时有保鲜效果。(2)新红星苹果在冷藏期间,虎皮病发病率与H2O2含量一定范围内正相关,发病越严重的果实活性氧积累量越大。活性氧的大量积累导致膜脂过氧化的产物丙二醛积累,同时引起内源MHO含量的激增,同时表现出虎皮病。不同品种苹果H202积累的阈值存在差异,推测富士苹果在整个贮藏期H2O2积累未达到阈值,而不表现出虎皮病。(3)1-MCP、DPA和Res处理抑制果皮中H2O2和O2-的过量积累,推迟POD、CAT活性高峰的出现,保持了冷藏后期POD、CAT较高活性,一定程度上保持果实的抗氧化能力,抑制共轭三烯主要氧化产物内源MHO的积累速度,达到控制虎皮病发生的效果。(4)用1-MCP、DPA和Res处理抑制冷藏后期总酚和花青素含量的降低,使这些抗氧化物质保持在相对较高水平,推测因此减缓了氧化产物MHO的积累,从而降低虎皮病发病情况。果蔬的后熟衰老过程中出现的组织褐变与多酚氧化酶的酶促氧化有关,而虎皮病的发生是酶促褐变的结果。1-MCP、DPA和Res处理抑制冷藏后期多酚氧化酶活性,从而降低酚类物质发生酶促反应的速度,有利于果皮内酚类抗氧化物质的保持,减缓MHO的积累,抑制虎皮病发生。(5)0.25mL·L-1,0.50mL·L-1,1.00mL·L-1,2 00mL·L-1 的MHO的处理不同冷藏期的新红星和富士苹果,发现不同时期同一品种的苹果对MHO的敏感性不同,冷藏期越长,对MHO越敏感,较低浓度的处理就能诱导发病。不同品种对MHO的敏感性不同,表现为新红星苹果更敏感,在同一时期随着处理浓度的增大发病率和病情指数也增高。综上推测可能是MHO诱导虎皮病的发生。(6)MHO通过降低POD,SOD活性和总酚含量而降低抗氧化能力,提高H2O2含量、O2-产生速率,活性氧代谢动态平衡被破坏。活性氧大量积累的同时丙二醛含量升高膜结构受到损伤,PPO活性升高使得酚类物质与多酚氧化酶发生剧烈反应生成大量醌,进一步聚合成黑色产物,诱导了虎皮病的发生。MHO诱导发病的机理和自然发病类似,只是自然发病中CAT活性下降更迅速。
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