庫爾勒香梨銹斑形成過程中果皮木質(zhì)素和纖維素含量的變化研究

陳國剛，劉 琦，任雷厲，唐文娟，江 英，陳正行

(1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122; 2.石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子832003)

庫爾勒香梨銹斑形成過程中果皮木質(zhì)素和纖維素含量的變化研究

陳國剛1，2，劉 琦2，任雷厲2，唐文娟2，江 英2，陳正行1，*

(1.江南大學(xué)食品學(xué)院，江蘇無錫214122; 2.石河子大學(xué)食品學(xué)院，新疆石河子832003)

主要研究了庫爾勒香梨在不同條件下貯藏時(shí)，其形成銹斑過程中果實(shí)木質(zhì)素和纖維素含量的變化。采用質(zhì)量法測定香梨果實(shí)木質(zhì)素和纖維素的含量。結(jié)果表明，在冷藏條件下，較高的溫度和濕度有助于銹斑的形成，且木質(zhì)素和纖維素含量較高;相同濕度下，高濃度CO2可能對果實(shí)造成傷害，使果實(shí)品質(zhì)下降較快，造成木質(zhì)素和纖維素含量增加;銹斑區(qū)域木質(zhì)素和纖維素含量比完好組織高，且隨著銹斑繼續(xù)增大，銹斑區(qū)域木質(zhì)素和纖維素積累越多，其與完好組織之間木質(zhì)素和纖維素含量差異越明顯。

香梨，銹斑，木質(zhì)素，纖維素

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

庫爾勒香梨 產(chǎn)地庫爾勒;硫酸、氫氧化鉀、乙醚 天津市富宇精細(xì)化工有限公司;甲基紅 天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所;乙醇 天津市福晨化學(xué)試劑廠;所有試劑 均為分析純。

冷庫 江蘇武進(jìn)市晶宮冷藏設(shè)備廠;氣調(diào)庫深圳市中科制冷設(shè)備有限公司;冰箱 青島海爾冰箱制造廠;電子分析天平 上海天平儀器廠;砂芯坩堝、電子萬用爐 北京市永光明醫(yī)療儀器廠;回流冷凝管 四川蜀玻有限責(zé)任公司;真空抽濾泵 北京萊伯泰科儀器有限公司等。

1.2 測定方法

1.2.1 貯藏環(huán)境條件 見表1。

表1 貯藏環(huán)境條件

1.2.2 香梨果皮木質(zhì)素含量的測定 采用質(zhì)量法測定［5］:稱取10g果皮組織，在100℃下烘去絕大部分水分后放入燒杯，加入15mL已冷卻至15±5℃的H2SO4溶液［w(H2SO4)=72%］，用玻璃棒攪拌至無塊狀，靜置3h。然后加水至400mL，在電爐上回流沸煮4h后用質(zhì)量恒定的砂芯坩堝抽濾，將燒杯內(nèi)的木質(zhì)素完全轉(zhuǎn)移到砂芯坩堝中，充分洗滌坩堝至無酸性，再將盛有木質(zhì)素的坩堝放在105℃烘箱中烘至質(zhì)量恒定，取出稱質(zhì)量，按照以下公式計(jì)算木質(zhì)素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)，計(jì)算公式:

Wm(%)=Mm/M0×100%

式中:Wm-木質(zhì)素質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%;Mm-木質(zhì)素質(zhì)量，g;M0-果肉質(zhì)量，g。

1.2.3 香梨果皮纖維素含量的測定［6］樣品酸處理:取10g果皮組織，加入1.25%煮沸的硫酸200mL，立即接回流冷凝管，連續(xù)微沸30min，每隔5min將三角瓶徐徐振蕩，注意保持硫酸濃度不變，樣品不可損失。加熱完畢后，取下三角瓶，立即用亞麻布過濾，用沸水洗殘?jiān)敛伙@酸性(甲基紅為指示劑)。

樣品堿處理:將酸洗不溶物放入原容器中，加入200mL煮沸的12.5g/L氫氧化鉀溶液，接回流冷凝管，同樣微沸30min后，立即用亞麻布過濾，以沸水洗滌2～3次至洗液不呈堿性。

干燥:用水把殘?jiān)慈胍逊Q重干燥的坩堝中，抽濾后，依次用乙醇和乙醚各洗滌一次。將坩堝和內(nèi)容物在105℃烘干至恒重，冷卻稱重，計(jì)算公式:

粗纖維含量(%)=(m1-m0)/m×100%

式中:m-樣品質(zhì)量，g;m0-105℃烘至恒重坩堝質(zhì)量，g;m1-105℃烘至恒重坩堝質(zhì)量+樣殘?jiān)兀琯。

2 結(jié)果與分析

2.1 香梨銹斑形成過程中果皮木質(zhì)素含量的變化

報(bào)道指出該地區(qū)越窮，增長越慢。大多數(shù)增長低于平均水平的省份都很貧窮（例11）。在貧困地區(qū)，經(jīng)濟(jì)速度放緩的現(xiàn)象更加嚴(yán)重（例12）。在旅程架構(gòu)中，若速度快的旅行者提升了平均速度，則會使速度慢的旅行者難以追趕平均速度，而平均速度放緩時(shí)，速度慢的旅行者離平均速度越遠(yuǎn)，這體現(xiàn)了旅行者隊(duì)伍的整體速度水平都在下降。同理，經(jīng)濟(jì)發(fā)展放緩時(shí)，若貧窮的省份經(jīng)濟(jì)放緩的速度更加嚴(yán)重，則會導(dǎo)致趨同化停滯，這與之前一些樂觀的經(jīng)濟(jì)學(xué)家期望（使富裕省份經(jīng)濟(jì)發(fā)展慢下來，內(nèi)陸地區(qū)的高速增長潛力將彌補(bǔ)這一點(diǎn)）相差甚遠(yuǎn)。

木質(zhì)素是構(gòu)成植物骨架的主要成分，沉積于植物的木質(zhì)化組織細(xì)胞壁中的芳香類物質(zhì)。它在幼嫩植物中含量很少并且與植物的抗病性有關(guān)，在果蔬衰老或受到病蟲害侵染時(shí)，木質(zhì)素、角質(zhì)、栓質(zhì)等結(jié)合，起到保護(hù)細(xì)胞的作用。因而在研究香梨銹斑形成過程中，測定果皮木質(zhì)素含量的變化是十分重要的。不同貯藏條件下，香梨在表皮銹斑形成過程中果皮木質(zhì)素含量的變化，結(jié)果見圖1～圖5。

2.1.1 冷庫貯藏條件下香梨銹斑形成中果皮木質(zhì)素含量的變化 香梨銹斑形成中果皮木質(zhì)素含量在冷藏條件下變化如圖1、圖2所示，香梨果皮木質(zhì)素含量有上升趨勢，冰箱貯藏與冷庫Ⅰ貯藏完好果皮組織木質(zhì)素含量相差不大，冰箱貯藏完好果皮組織木質(zhì)素含量高于冷庫Ⅴ貯藏完好果皮組織木質(zhì)素含量，這可能是由于貯藏溫度高，香梨各生理代謝活動旺盛，促進(jìn)梨果衰老，因而果皮木質(zhì)素含量增加。由圖1、圖2可知，當(dāng)銹斑面積高于0.25cm2，銹斑區(qū)域果皮木質(zhì)素含量比完好果皮組織高，隨著銹斑繼續(xù)增大，銹斑區(qū)域果皮木質(zhì)素積累越多，其與完好果皮組織之間木質(zhì)素含量差異越明顯。

圖1 不同濕度下香梨銹斑形成中果皮木質(zhì)素含量的變化

圖2 不同溫度下香梨銹斑形成果皮中木質(zhì)素含量的變化

2.1.2 氣調(diào)貯藏條件下香梨銹斑形成中果皮木質(zhì)素含量的變化 圖3～圖5顯示了氣調(diào)貯藏下香梨銹斑形成中果皮木質(zhì)素含量的變化，完好果皮組織中，CAⅢ貯藏完好果皮木質(zhì)素含量低于CAⅠ、CAⅡ貯藏完好果皮木質(zhì)素含量，相同氣體成分下濕度較高有利于保持香梨品質(zhì)，因此，CAⅢ完好果皮組織中木質(zhì)素含量較低;CAⅠ貯藏完好果皮木質(zhì)素含量低于CAⅣ、CAⅤ貯藏完好果皮木質(zhì)素含量，CAⅢ貯藏完好果皮木質(zhì)素含量低于CAⅥ、CAⅦ貯藏完好果皮木質(zhì)素含量，這可能是由于高濕環(huán)境下高濃度CO2可能對果實(shí)造成傷害而不利于果實(shí)的貯藏，使果實(shí)品質(zhì)下降較快，造成果皮木質(zhì)素含量增加。由圖3～圖5可知，銹斑形成初期，香梨銹斑區(qū)域果皮木質(zhì)素含量與完好組織差異不大;當(dāng)銹斑面積大于0.25cm2，銹斑組織中果皮木質(zhì)素含量高于完好果皮組織;香梨銹斑面積越大，銹斑區(qū)域果皮木質(zhì)素含量增加的趨勢越明顯。

圖3 不同濕度下香梨銹斑形成中果皮木質(zhì)素含量的變化

圖4 不同氣體成分下香梨銹斑形成中果皮木質(zhì)素含量的變化(RH=80%)

圖5 不同氣體成分下香梨銹斑形成中果皮木質(zhì)素含量的變化(RH=90%)

上述結(jié)果表明，香梨果皮形成銹斑時(shí)，為了抵御病害的入侵受傷部位形成了木栓化的細(xì)胞層，木栓質(zhì)主要是植物細(xì)胞壁的非碳水化合物，通常不透水，不易被酶水解，它可以起到防止病害入侵的作用。香梨銹斑形成初期對周圍組織傷害較小，木質(zhì)素變化不明顯，當(dāng)香梨銹斑面積大于0.25cm2，銹斑區(qū)域組織的果皮細(xì)胞自我保衛(wèi)系統(tǒng)開始啟動，形成木栓質(zhì)來防止病害進(jìn)一步危害，所以銹斑區(qū)域果皮組織中木質(zhì)素含量高于完好組織。

2.2 香梨銹斑形成過程中果皮纖維素含量的變化

纖維素、半纖維素是植物細(xì)胞壁的主要成分，對細(xì)胞起著支架和保護(hù)作用。一些果蔬在成熟衰老或受到損傷時(shí)纖維素的含量往往增加，使果蔬組織變得堅(jiān)硬粗糙。因此，在香梨銹斑形成過程中研究纖維素含量的變化，對香梨抗機(jī)械損傷和抗病害方面有著重要意義。不同貯藏條件下，香梨在果皮銹斑形成過程中果皮纖維素含量的變化，結(jié)果見圖6～圖10。

2.2.1 冷庫貯藏條件下香梨銹斑形成中果皮纖維素含量的變化 如圖6、圖7顯示，冷庫貯藏與冷庫Ⅰ香梨完好果皮組織纖維素含量差異不大，冷庫Ⅴ完好果皮組織纖維素含量低于冰箱完好組織的，這可能是由于冰箱貯藏溫度高，加速了香梨衰老，果實(shí)品質(zhì)下降，使纖維素含量升高;銹斑面積大于0.25cm2，香梨銹斑區(qū)域纖維素含量高于完好組織，隨著香梨銹斑面積增大，銹斑區(qū)域果皮纖維素含量升高幅度增大。

圖6 不同溫度下香梨銹斑形成中果皮纖維素含量的變化

圖7 不同濕度下香梨銹斑形成中果皮纖維素含量的變化

2.2.2 氣調(diào)貯藏條件下香梨銹斑形成中果皮纖維素含量的變化 氣調(diào)貯藏條件下香梨銹斑形成期間的果皮纖維素含量變化如圖8～圖10所示，各處理完好果皮組織中纖維素含量呈變化趨勢不明顯;當(dāng)香梨銹斑大于0.25cm2，銹斑區(qū)域果皮纖維素含量上升速度增加;銹斑面積越大，銹斑區(qū)域果皮纖維素積累量增多，其與完好果皮組織之間纖維素含量差異越明顯。

圖8 不同濕度下香梨銹斑形成中果皮纖維素含量的變化

圖9 不同氣體成分下香梨銹斑形成中果皮纖維素含量的變化(RH=80%)

由上述分析可知，香梨表皮銹斑的形成會影響其周圍區(qū)域果皮組織纖維素的含量。纖維素作為植物細(xì)胞壁的骨架及保護(hù)結(jié)構(gòu)，當(dāng)有病害入侵時(shí)，受傷部位纖維化程度往往增加，它將與木質(zhì)素、角質(zhì)、栓質(zhì)等結(jié)合，形成保護(hù)層來防止病害的入侵。因此，香梨果皮形成銹斑后，銹斑周圍區(qū)域果皮組織纖維素含量將會增加。由此可知，香梨果皮銹斑的形成，造成香梨品質(zhì)下降，影響其商品價(jià)值。

圖10 不同氣體成分下香梨銹斑形成中果皮纖維素含量的變化(RH=90%)

3 結(jié)論

以不同條件下貯藏的香梨為研究對象，對貯藏過程中香梨銹斑的形成與果皮木質(zhì)素和纖維素含量變化的研究發(fā)現(xiàn):在冷藏條件下，較高的溫度和濕度有助于銹斑的形成，且果皮木質(zhì)素和纖維素含量較高。在氣調(diào)貯藏條件下，相同氣體成分下濕度較高有利于保持香梨品質(zhì);相同濕度下，高濃度CO2可能對果實(shí)造成傷害而不利于果實(shí)的貯藏，使果實(shí)品質(zhì)下降較快造成果皮木質(zhì)素和纖維素含量增加。

在貯藏過程中當(dāng)香梨銹斑面積大于0.25cm2時(shí)，香梨銹斑區(qū)域果皮木質(zhì)素和纖維素含量高于完好果皮組織，隨著香梨銹斑面積增大，銹斑區(qū)域果皮木質(zhì)素和纖維素含量升高幅度增大。

［1］辛樹幟.中國果樹史研究［M］.北京:農(nóng)業(yè)出版社，1983:57.

［2］辛培剛.梨樹過氧化物酶同工酶分析及親緣關(guān)系探討［J］.果樹科學(xué)，1989，6(3):153-158.

［3］高啟明，李疆，李陽.香梨研究進(jìn)展［J］.經(jīng)濟(jì)林研究，2005，23(1):79-82.

［4］馬建江，宋文.巴州香梨生產(chǎn)中存在的主要問題及解決辦法［J］.山西果樹，1996(4):7-9.

［5］蔣少軍.甘肅大麻纖維組分的測定分析［J］.印染助劑，2008，25(2):44-46.

［6］大連輕工業(yè)學(xué)院，華南理工大學(xué)等合編.食品分析［M］.北京:中國輕工業(yè)出版社，2003:200-202.

Study on the changes of the lignin and cellulose content of fruit peel during the formation of Kuerle pear rust

CHEN Guo-gang1，2，LIU Qi2，REN Lei-li2，TANG Wen-juan2，JIANG Ying2，CHEN Zheng-xing1，*
(1.College of Food Science and Technology，Jiangnan University，Wuxi 214122，China; 2.Food College，Shihezi University，Shihezi 832003，China)

The Korla pears which stored under different conditions，the changes of the lignin and cellulose content of fruit peel during the formation of rust were studied.The lignin and cellulose content of pear fruit peel was determined by quality methods.The results showed that under the cold condition，high temperature and humidity contributed to the formation of rust，and the high content of lignin and cellulose，the same humidity，the high concentration of CO2could hurt the fruit，cause rapid decline of fruit quality，lignin and cellulose content increase. The lignin and cellulose contents were higher in the rust area than the well-organized，and continued to increase as the rust.The lignin and cellulose accumulation in the rust area were more，and the rust area and the well organizations had more obvious differences in the content of lignin and cellulose.

Kuerle pear;the rust spot;lignin;cellulose

TS255.3

A

1002-0306(2011)03-0356-04

香梨是新疆的特色果樹品種之一，目前學(xué)術(shù)界對其種源問題說法不一。新疆梨的栽培歷史至少有1400到2000年左右。又有《大唐西域記》(公元646年)中記載:阿耆尼國(今焉耆)…土宜糜、黍、宿麥、香棗、葡萄、梨、李諸果，屈支國(今庫車)有梗稻、出葡萄、石榴，多梨、李、桃、杏［1］。說明“瀚海梨”早在5至7世紀(jì)時(shí)在塔里木盆地北緣已進(jìn)行了大面積的栽培。因此，有人認(rèn)為“瀚海梨”是香梨的親本之一。但關(guān)于香梨的另一個(gè)親本是誰卻眾說紛紜。對此眾多學(xué)者進(jìn)行了大量研究，通過同工酶酶譜分析有人認(rèn)為香梨果實(shí)的果形與洋梨近似，而葉片鋸齒與白梨相似［2］。香梨主產(chǎn)區(qū)位于新疆東南部巴州境內(nèi)的孔雀河畔，主要分布在巴州地區(qū)的庫爾勒市、輪臺縣、尉犁縣等，截止2002年種植面積已達(dá)3萬公頃，產(chǎn)量達(dá)2萬t［3］。從1995年至今香梨種植面積每年以0.32～0.66萬公頃的規(guī)模迅速擴(kuò)展［4］。目前庫爾勒香梨的采后貯藏保鮮技術(shù)已日趨完善，其內(nèi)在品質(zhì)潛能已被充分挖掘。但是據(jù)調(diào)查人工氣調(diào)貯藏中后期其果面易產(chǎn)生果銹，而大大降低了它的商品價(jià)值，已成為阻礙庫爾勒香梨發(fā)展的重要因素。因此，本實(shí)驗(yàn)通過研究香梨銹斑形成過程中果實(shí)木質(zhì)素和纖維素含量的變化，進(jìn)而說明香梨貯藏過程中銹斑形成與果實(shí)木質(zhì)素和纖維素的含量變化關(guān)系，為更好地貯藏香梨提供理論依據(jù)。

2010-08-30 *通訊聯(lián)系人

陳國剛(1978-)，男，在讀博士，主要從事果蔬加工及貯藏研究。

國家自然科學(xué)基金(C110604)。