紫外線處理對新疆哈密瓜貯藏中幾種酶活性的影響

王靜　張正紅　李紅敏

摘要[目的]分析紫外線處理對新疆哈密瓜貯藏中幾種酶活性的影響。[方法]利用紫外線處理哈密瓜，測定貯藏期間哈密瓜的過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）、脂氧合酶（LOX）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）和超氧化物歧化酶（SOD）等指標，得出最佳的紫外線處理條件。 [結果] 哈密瓜紫外線處理及處理后貯藏過程中色澤、風味、營養成分變化與POD、PPO、LOX、PAL及SOD 5種關鍵酶活密切相關。 [結論]紫外線處理哈密瓜50 min，對延緩果實后熟衰老效果最為明顯，可為哈密瓜的貯藏保鮮提供新的科學依據。

關鍵詞哈密瓜；紫外線；酶活性；貯藏效果

中圖分類號TS201.3文獻標識碼A文章編號0517-6611（2018）25-0156-03

The Influence of Ultraviolet Treatment on the Enzyme Activity of Hami Melon from Xinjiang during Storage

WANG Jing，ZHANG Zhenghong，LI Hongmin et al

（Supervision and Testing Center for Food Quality Ministry of Agriculture， Xinjiang Academy of Agricultural and Reclamation Science， Shihezi ， Xinjiang 832000 ）

Abstract[Objective]To analyze the influence of ultraviolet treatment on the enzyme activity of Hami melon during storage. [Method]The activity of peroxidase（POD）， polyphenol oxidase（PPO）， lipoxygenase（LOX）， phenylalanine ammonialyase（PAL） and superoxide dismutase（SOD） of Hami melon were determined during the storage by treatment with ultraviolet. And the best ultraviolet treatment condition was obtained. [Result]The changes of color， flavor and nutrient components of Hami melon are closely related to the activities of POD， PPO， LOX， PAL and SOD after ultraviolet treatment. [Conclusion]The effect of delaying ripe and senescence of Hami melon fruit was most obvious after 50 min treatment. The study was provided a new basis processing for the preservation of Hami melon.

Key wordsHami melon；Ultraviolet radiations；Enzyme activity；Store effect

哈密瓜屬一個甜瓜品種，為新疆的名優特產[1]，富含人體所需的多種物質，香甜多汁，風味獨特，受到人們的青睞[2]。哈密瓜多以鮮食為主，在其貯藏、加工和運輸過程中常面臨酶促褐變、變味等問題[3-5]，加之哈密瓜水分含量高、糖度大，不宜長期貯藏[6]。在貯藏過程中，哈密瓜的變質主要由微生物和酶作用引起，因此，殺菌是哈密瓜貯藏保鮮的重要手段之一[7]。紫外線殺菌技術為非熱殺菌技術，將其應用于哈密瓜保鮮，就必須系統地研究其對哈密瓜內源酶及其品質的影響，但目前關于紫外線殺菌對哈密瓜酶活的影響還鮮見報道。因此，筆者探討了紫外線處理對新疆哈密瓜貯藏過程中幾種酶活的影響，以期為哈密瓜的貯藏保鮮提供科學依據。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原料與試劑。哈密瓜為新疆“8501”品種，八成熟，采摘后預冷，去除田間熱后運回實驗室。主要試劑：脂肪氧化酶 ，美國Fluka公司；亞油酸，美國sigma公司；L-苯丙氨酸，天津化學試劑公司；其他試驗藥品與試劑均為分析純；分析用水均為去離子水。

1.1.2主要儀器及設備。冷凍離心機（15R），力康發展有限公司；超聲波清洗器（KQ-250B），舒美儀器有限公司；紫外可見分光光度計（UV-1240），日本島津公司；電子天平（DL203），上海精密科學儀器有限公司；恒溫水槽（DK8B），上海精密試驗設備有限公司；恒溫數顯水箱（HH42），國華電器有限公司；恒溫水浴鍋（XMT-DA），亞星儀器儀表有限公司；制冰機（KC55），KATSUNO；冷柜（SCD218），科龍電器。

1.2方法

1.2.1哈密瓜預處理及貯藏。

選取完好哈密瓜120個，洗凈晾干，分成4組，每組30個。其中3組利用紫外線分別處理30、50、70 min，設置1組為對照。處理完置于冷藏庫內，溫度6～8 ℃，相對濕度80%～90%，每隔7 d取樣測定各項指標。

1.2.2酶活性測定方法。

1.2.2.1過氧化物酶（POD）活性測定。

①提取緩沖液的配制[8]：稱取340 mg PEG 6000、4 g聚乙烯吡咯烷酮（PVPP），1 mL Triton X-100，用100 mmol/L、pH 5.5醋酸緩沖液溶解、稀釋至100 mL。②酶液的制備：取5.00 g哈密瓜樣品、5.00 mL提取緩沖液，冰浴條件下研磨成漿，在12 000 r/min、4 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。

③酶活性測定：取3.00 mL 25 mmol/L愈創木酚溶液和0.50 mL酶提取液，混勻再加入200 μL 0.5 mol/L H2O2溶液，迅速混勻并計時。測定波長470 nm處的吸光值，以反應15 s時記為初始值，隨后每隔1 min 測定1次，重復3遍，以蒸餾水作為參比，下同。酶活計算公式如下：

POD活性（U）=ΔOD470×VΔt×Vs×W

式中，ΔOD470為吸光度變化值；Δt 為酶促反應時間（min）；V 為樣品提取液總體積（mL）；Vs為所取樣品提取液體積（mL）；W 為樣品重量（g）。

1.2.2.2多酚氧化酶（PPO）活性測定。

①提取緩沖液的配制：同“1.2.2.1①”所述步驟。②酶液的制備：取0.50 g哈密瓜樣品于研缽中，加入5.00 mL磷酸緩沖液（0.05 mol/L、pH6.8），冰浴條件下研磨成漿，在12 000 r/min、2 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。

③酶活性測定：試管中加入4.00 mL的醋酸緩沖液（50 mmol/L、pH 5.5）和1.00 mL 50 mmol/L鄰苯二酚溶液，隨后加入100 μL的酶提取液，開始計時。測定波長420 nm處吸光值，以反應15 s時記為初始值，隨后每隔1 min測定1次，重復3遍。酶活計算公式同“1.2.2.1③”，取△OD420進行計算。

1.2.2.3脂氧合酶（LOX）活性測定。

① LOX抽提緩沖液的配制：取1.00 mL Triton X100和4.00 g PVPP，加入到100 mL100 mmol/L、pH 6.8磷酸鈉緩沖液中，搖勻，置于4 ℃冰箱預冷。

②酶液的制備：取3.00 g哈密瓜樣品、3.00 mL LOX抽提緩沖液，混勻，在冰浴條件下研磨成漿，在12 000 r/min、4 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。③酶活性測定：取2.75 mL 100 mmol/L、pH 5.5醋酸緩沖液，加入50 μL 100 mmol/L亞油酸鈉，30 ℃保溫10 min，加入200 μL粗酶液，混勻。測定234 nm處吸光值，以反應15 s時記為初始值，然后每隔30 s測定1次，共測定3 min，重復3遍。酶活計算公式如下：

LOX活性（U）=ΔOD234×V0.01×Δt×Vs×W

式中，△OD234為測定液的吸光度變化值；△t 為酶促反應時間（min）；V為樣品提取液總體積（mL）；Vs為所取樣品提取液體積（mL）；W為樣品重量（g）。

1.2.2.4苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性測定。

①提取緩沖液的配制：取4.00 g PVP、58 mg EDTA，35 μL β-巰基乙醇，加100 mmol/L、pH 8.8硼酸緩沖液溶解、定容至100 mL，低溫（4 ℃）保存備用。②酶液的制備：取5.00 g哈密瓜樣品、5.00 mL提取緩沖液，混勻，并在冰浴條件下研磨成漿。隨后在12 000 r/min、4 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。③酶活性測定：反應管中加入3.00 mL硼酸緩沖液（50 mmol/L、pH 8.8）和0.5 mL 20 mmol/L L-苯丙氨酸，37 ℃作用10 min后，加入0.5 mL酶提取液，混勻后測定波長290 nm處吸光值（OD0）。然后將反應管在37 ℃下保溫60 min，隨即混勻并測定波長290 nm處的吸光值（OD1），重復3遍。酶活計算公式如下：

PAL活性（U）=（OD1-OD0）×V0.01×Vs×t×W

式中，OD1為保溫前反應液的初始值；OD0為保溫后反應液的終止值；V為樣品提取液總體積（mL）；Vs為所取樣品提取液體積（mL）；t為酶促反應時間（h）；W為樣品重量（g）。

1.2.2.5超氧化物歧化酶（SOD）的活性測定。

①提取緩沖液的配制：稱取77 mg DTT，5.00 g PVP，加入100 mmol/L、pH 7.8磷酸緩沖液，定容至100 mL，混勻，低溫貯藏備用。②酶液的制備：取5.00 g哈密瓜樣品、5.00 mL提取緩沖液，混勻后在冰浴條件下研磨成漿。在12 000 r/min、4 ℃條件下離心30 min，收集上清液，冷藏備用。

③酶活性測定：向指形玻璃管中加入表1所列溶液，混合均勻，再加入核黃素溶液。將4支反應管置于4 000 lx日光燈下，反應15 min，隨后置于暗處以終止反應，設置1支對照管置于暗處作對比。以對照管為參比，測定各管在波長560 nm處的吸光值。酶活計算公式如下：

SOD活性（U）=（ODC-ODS）×V0.5×ODC×Vs×t×W

式中，ODS為照光對照管的吸光度值；ODC為樣品管的吸光度值；V為樣品提取液總體積（mL）；Vs 為所取樣品提取液體積（mL）；t為光照反應時間（min）；W 為樣品重量（g）。

1.3統計分析試驗數據分析采用方差分析（analysis of variance，ANOVA）；使用Excel軟件分析，采用0.05水平；所有試驗均重復3次。

2結果與分析

2.1不同紫外線處理對POD活性變化的影響

POD為有機體內重要的自由基清除劑，隨著POD活性的增加，有機體的自我防御能力加強[9]。POD活性隨著貯藏時間的延長而增加，隨后逐漸下降并趨于平衡，如圖1所示。低溫貯藏條件下，紫外線各處理組在貯藏第28天時POD活性受到抑制，對照組在第21天受到抑制。紫外線處理時間越長，POD活性越大。

2.2不同紫外線處理對PPO活性變化的影響

哈密瓜在后熟和加工過程中，PPO能催化多種酚類物質氧化形成醌類化合物，并進一步聚合形成褐色或黑色聚合物，也就是常出現的褐變現象[10]。如圖2所示，哈密瓜PPO活性隨貯藏時間延長而逐漸增大，紫外線處理組第14天時PPO活性達到最大，第21天后受到抑制，酶活下降，貯藏后期下降幅度緩慢。紫外線處理50 min組的PPO活性波動范圍不大，且低于對照組和其他處理組。進一步增大紫外線處理時間（70 min），PPO活性升高。

2.3不同紫外線處理對LOX活性變化的影響

LOX是引起哈密瓜后熟衰老的重要酶之一，它與后熟衰老過程的啟動、細胞脂質過氧化等密切相關[11-12]。如圖3所示，哈密瓜的LOX活性呈現上升趨勢，并在第14天達到峰值，隨后LOX活性開始下降并趨于平衡。相對于對照組和其他處理組，紫外線處理50 min時，LOX活性最低。結果表明，經紫外線處理后，LOX的蛋白結構可能被破壞，而起到對LOX活性的鈍化作用。

2.4不同紫外線處理對PAL活性變化的影響

植物在感病或受到誘導劑誘導后，體內的PAL活性是升高的[11]。哈密瓜在冷藏過程中，PAL活性逐漸升高，14 d后趨于平衡，如圖4所示。各處理組的PAL活性均在第7天時達到最大，隨著貯藏時間延長，PAL活性受到抑制，后又緩慢上升。其中經紫外線處理的PAL活性均高于對照組，結果表明，紫外線處理可明顯提高PAL活性，這將有利于哈密瓜的貯運與加工。

2.5不同紫外線處理對SOD活性變化的影響

SOD可通過與過氧化氫酶（CAT）和POD等酶類的協同作用，清除機體內的自由基，以防止活性氧對膜系統的傷害，從而使機體免受自由基的毒害[12]。隨著冷藏時間的延長，哈密瓜SOD活性逐漸增大，后趨于平衡。從圖5可看出，經紫外線處理后，哈密瓜的SOD活性高于對照組，其中處理50 min時的SOD活性最高。試驗結果表明，經過紫外線處理的哈密瓜SOD活性上升，可減少自由基對哈密瓜的毒害作用，有利于哈密瓜的長期保存。

3結論

該研究得出，經紫外線殺菌處理后，哈密瓜的POD和SOD活性被激活，PPO和LOX活性被鈍化；同時，果實內的PAL活性明顯提高。經對比分析，以紫外線處理50 min對延緩新疆哈密瓜果實后熟衰老的效果最佳。

參考文獻

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