南果梨貯藏期果皮超微結構變化與褐變的關系

李 磊， 李 棟， 方旭東， 李賢宇

（天津渤海職業技術學院 能源化工系，天津300402）

南果梨，俗稱安果梨，為遼寧省特產水果[1]。9月中上旬是南果梨釆收的集中期，果實采摘后冷藏10～15 d果實迅速變軟，果皮和果心發生褐變，降低了梨的商品品質，嚴重影響著南果梨低溫貯藏技術的應用和推廣，果皮褐變的發生已成為制約其產業發展的瓶頸[1-3]。

梨的貯藏品質與果皮結構有著密不可分的關系，陳國剛等[3]研究利用CA處理庫爾勒香梨結果表明，CA處理在一定程度上能較好地延緩果皮蠟質含量的上升，通過抑制果皮蠟質超微結構變化從而延緩庫爾勒香梨采后衰老。李富軍[4]等研究表明，貯藏過程中鴨梨和萊陽梨發生果皮和果心褐變的內在因素之一可能是過厚的角質層和過小的細胞間隙率。劉劍鋒等[5]從果皮形態結構方面證明了尖把酸梨貯藏品質差的原因可能是果皮表面粗糙，有大量小山丘狀突起，蠟質層厚而難以觀察到氣孔或皮孔。鈣處理、殼聚糖涂膜南果梨對抑制其褐變的發生，特別是南果梨果皮超微結構的變化與褐變發生之間關系，還鮮有報道。

從文獻中可以看出，果皮超微結構的變化對果實貯藏過程中品質有著非常重要作用。作者以南果梨為試驗材料，通過浸鈣和殼聚糖涂膜等處理方法探究對其在貯藏過程中果皮褐變與其超微結構變化的關系，以期為南果梨貯藏期品質的保持研究提供理論依據，促進南果梨產業更好的發展和保鮮新技術的有效開發[6-8]。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

南果梨：挑選大小、成熟度、色澤等均勻一致的果實，當天運回實驗室進行試驗處理。

殼聚糖（水溶性，脫乙酰度＞85%，80目）：購自索萊寶試劑公司。

1.2 儀器設備

MILLI-Q Academic超純水儀：美國密理博公司產品；BSA124S電子分析天平：賽多利斯公司產品；SJIA-10N冷凍干燥機：寧波市雙嘉儀器有限公司產品；GSL-1100X-SPC-16M鍍膜儀：沈陽科晶自動化設備有限公司產品；XL30ESEM環境掃描電子顯微鏡：荷蘭飛利浦公司產品。

1.3 試驗設計與處理

將供試材料隨機等分為3份，用質量分數2%CaCl2溶液浸泡15 min，再用質量分數0.2%殼聚糖溶液涂膜，然后用去離子水浸泡15 min。

每個處理90個果實，自然晾干后平均分3袋隨機排列裝入保鮮袋中并挽口包裝，放入相對濕度為85%～95%、溫貯藏度為0℃冷庫中。作者從貯藏初期到貯藏末期（10個月后）間隔5個月取樣測定相關指標。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 南果梨果皮褐變程度統計 果皮褐變指數分級標準為0級，果皮無褐變；1級，果皮褐變面積小于1/3；2級，果皮褐變面積占總面積的1/3～2/3；3級，果皮褐變面積超過2/3，指數計算公式：

果皮褐變指數=Σ（病果數×病果級數）／（檢查總數×最高級數）×100%

1.4.2 掃描電鏡樣品的制備 根據林建城[7]方法并適當修改來制備待測樣品。首先，利用去離子水清洗果皮表明灰塵等雜質；而后，用刀切取寬約為3 mm、長約為4 mm的果皮和厚度約為2 mm的果皮橫截面數塊，放入0.2 mol/L磷酸緩沖溶液配制含有質量分數0.2%抗壞血酸的2.0%pH 6.8戊二醛溶液中，冰箱中冷藏固定24 h。冷藏結束后，先用磷酸緩沖液清洗，接著用叔丁醇分5個梯度脫水，再在體積分數100%叔丁醇中浸泡15 min。以上處理完成后置于冷凍干燥機中冷凍干燥持續12 h，干燥結束后將樣品觀察面朝上放于載玻片。

1.4.3 待測樣品電鏡掃描 將冷凍干燥好的已放入載玻片的果皮先用GSL-1100X-SPC-16M鍍膜儀鍍膜，而后利用XL30ESEM型飛利浦掃描電子顯微鏡觀察拍片。

2 結果與分析

2.1 3種處理對南果梨貯藏期果皮褐變的影響

圖1 3種處理對南果梨貯藏期間果皮褐變指數影響Fig.1 Effects of three treatments on peel browning index of'Nan Guo'pear

由圖1可知，在整個貯藏期間，3種處理的南果梨果皮都不同程度的出現了褐變現象。3種處理的南果梨中，果皮褐變程度最小是由質量分數2%氯化鈣處理，貯藏品質顯著高于質量分數0.2%殼聚糖涂膜處理（p＜0.05），并且極顯著高于對照（p＜0.01）；殼聚糖涂膜處理的南果梨果皮褐變程度高于氯化鈣處理但低于空白對照，且與空白對照之間呈現極顯著特征（p＜0.01）。

2.2 南果梨貯藏期果皮表層組織結構變化

由圖2～8可以看出，貯藏南果梨果皮表面較光滑、平整和均勻；通過電鏡200倍和1 500倍放大觀察發現，果皮表面的角質層分布均勻且致密，沒有明顯的裂痕。貯藏末期，對照南果梨，果皮褐變部位放大200倍觀察，表面零亂粗糙，出現片狀結構，在1 500倍下可以看出果皮細胞間的連接已被破壞、細胞胞間有空隙出現，發生這種情況推斷是由于果皮細胞已木栓化，引發了細胞間隙和細胞孔。

南果梨果皮褐變部位表面有角質層大面積脫落，果皮表皮細胞裸露呈現蜂窩狀并且在上面布有已經栓化后死亡的表皮細胞組織，果皮蠟質覆蓋面積逐漸減小，這些癥狀表明果皮通透能力在逐步增強。與對照相比，浸鈣和殼聚糖涂膜處理果皮褐變程度要相對低得多；貯藏末期，浸鈣處理、殼聚糖涂膜處理南國梨果皮表面與貯藏前相近，在果皮表面上，裂紋短小且非常少，結構比較完整，沒有明顯的病理性變化。

圖2 貯藏前果皮表面結構Fig.2 Peel skin surface structure before storage

圖3 貯藏5個月后CK果皮表面結構Fig.3 CK peel skin surface structure after 5 months storage

圖4 貯藏末期CK果皮表面結構Fig.4 CK peel skin surface structure at the end of storage

圖5 貯藏5個月后涂膜果皮表面結構Fig.5 Chitosan coating peel skin surface structure after 5 months storage

圖6 貯藏末期涂膜果皮表面結構Fig.6 Chitosan coating peel skin surface structure at the end of storage

圖7 貯藏5個月后氯化鈣處理果皮表面結構Fig.7 Calcium chloride treatment peel skin surface structure after 5 months storage

圖8 貯藏末期氯化鈣處理果皮表面結構Fig.8 Calcium chloride treatment peel skin surface structure at the end of storage

表1 不同處理南國梨貯藏期間果皮表層組織結構變化Table 1 Skin surface layer organization structure changes by different treatments during storage

表2 不同處理南國梨貯藏期間果皮橫面組織結構變化Table 2 Organization structure change skin in cross section by different treatments during storage

2.3 南果梨貯藏期果皮橫斷面組織結構變化

由圖9～15可知，在貯藏前，南果梨通過利用電子掃描電鏡觀察果皮橫截面后發現果皮厚度比較均勻、表皮細胞組織排列的整齊有序并且比較平整一致。貯藏結束時，對照處理的南果梨果皮褐變部位經放大100倍、500倍后發現表皮細胞組織排列混亂且明顯木栓化增厚。與對照處理南果梨相比，氯化鈣處理和殼聚糖涂膜處理的果實果皮斷面組織變化不明顯，與貯藏前期相似，果皮恒斷面平整一致、薄厚還比較均勻，氯化鈣處理效果更好。

圖9 貯藏前期南果梨果皮斷面組織結構Fig.9 Transverse tissue structure of Nanguo pear peel before the cold storage

圖10 貯藏5個月后空白對照處理南果梨果皮斷面組織結構Fig.10 CK peel transverse tissue structure after 5 months storage

圖11 貯藏末期空白對照處理南果梨果皮斷面組織結構Fig.11 CK peel transverse tissue structure at the end of storage

圖12 貯藏5個月后殼聚糖涂膜處理南果梨果皮斷面組織結構Fig.12 Chitosan coating peel transverse tissue structure at the end of storage

圖13 貯藏末期聚糖涂膜處理南果梨果皮斷面組織結構Fig.13 Chitosan coating peel transverse tissue structure at the end of storage

圖14 貯藏5個月后氯化鈣處理南果梨果皮斷面組織結構Fig.14 Calcium chloride treatment?peel transverse tissue structure at the end of storage

圖15 貯藏末期聚糖涂膜處理南果梨果皮斷面組織結構Fig.15 Calcium chloride treatment peel transverse tissue structure at the end of storage

3 結語

果實貯藏品質與組織的超微結構變化有緊密的聯系。張曉敏等研究庫爾勒香梨貯藏期間果皮蠟質超微結構的變化與果實采后衰老的關系，結果表明貯藏期間，隨著貯藏時間的延長，果皮蠟質超微形態處于動態變化過程，木栓化程度嚴重；1-MCP處理能在一定程度上延緩果皮蠟質含量的上升，可能是通過抑制果皮蠟質超微結構變化從而延緩庫爾勒香梨采后衰老。

果實中的角質膜對梨果實耐貯性有著重要的影響，它可保護果實表面免受機械性損傷，果皮銹斑的出現與角質層不同程度的變化有著必然的聯系[9]。王迎濤等[10]研究套袋黃冠梨果實花斑病發生與其組織結構變化的關系結果表明，套袋果實花斑病發病部位角質層模糊，發病果實正常部位的角質層、表皮層厚度和比正常果實要低得多，套袋黃冠梨果皮組織結構明細的變化，與花斑病的發生的關系有著直接聯系。

作者利用掃電子顯微鏡觀察發現南果梨果皮很薄，貯藏期間易發生果皮褐變。采后初期，南果梨果皮表面角質層未發現明顯的裂痕，分布均勻一致且表皮組織排列整齊有序；貯藏結束時，果皮褐變部位出現了已栓化后死亡的細胞組織、大面積脫落的角質層、裸露呈蜂窩狀的表皮細胞并且果皮蠟質也在逐漸減少；整個貯藏期間，果皮褐變呈上升趨勢。氯化鈣處理和殼聚糖涂膜處理的果實果皮表面結構完整，裂紋較少，沒有明顯的變化；果皮橫截面均勻、平整、薄厚程度一致；貯藏期間，兩種處理褐變變化很小；氯化鈣處理的效果比殼聚糖涂膜處理效果好，兩種處理都不同程度的延緩了貯藏期間南果梨果皮褐變，這可能是由于兩種處理影響了果皮的超微結構的變化，從而延緩了褐變的發生。