10个山东主栽石榴品种果实褐变及其相关酶活性比较

冯立娟+王传增+尹燕雷

摘要：以10个山东主栽石榴品种为试材，比较分析了其成熟期果实品质、褐变及其相关酶活性、总酚含量和抗氧化能力的差异及相关关系。结果表明，不同石榴品种果实各品质指标存在显著差异，‘泰山红单果重和可溶性固形物含量最高，‘秋艳百粒重最大，‘大青皮酸可滴定酸含量最高，‘泰山三白甜固酸比和可溶性糖含量最高。不同品种果实褐变及其相关酶活性、总酚含量和DPPH自由基清除率存在显著差异。‘泰山三白甜果实褐变度、PPO、POD、PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率均最高。果实品质各指标间存在不同的相关性，褐变度与果实品质、相关酶活性、总酚和DPPH自由基清除率间存在一定的相关性。PPO、POD是影响石榴果实褐变的主导酶类，PAL在一定程度上影响其褐变。果实酚类物质含量高低与其抗氧化能力密切相关。

关键词：石榴；褐变；PPO；POD；PAL

中图分类号：S665.401 文献标识号：A 文章编号：1001-4942（2016）11-0034-04

Abstract Taking 10 dominant pomegranate cultivars in Shandong as materials， the difference and correlation of fruit quality， browning and related enzyme activity， total phenols content， antioxidant capacity were compared and analyzed at maturation stage. The results indicated that the difference of fruit quality was significant in different pomegranate cultivars. The single fruit weight and soluble solid content of ‘Taishanhong were the highest. The 100-grain weight of ‘Qiuyan was the biggest. The titratable acid content of ‘Daqingpisuan was the highest. The ratio of soluble solid and titratable acid and soluble sugar content of ‘Taishansanbaitian were the highest. There were significant differences in the fruit browning and related enzyme activities， total phenols content and DPPH radial scavenging activity among different pomegranate cultivars. The browning degree， activities of PPO， POD， PAL， total phenols content and DPPH radial scavenging activity of ‘Taishansanbaitian were all the highest. The fruit quality indexes of different pomegranate cultivars existed different correlations. There was certain correlation of browning degree with fruit quality， related enzyme activities， total phenols， DPPH radial scavenging activity. PPO and POD were the dominant enzymes that influenced the fruit browning of pomegranate. PAL influenced the fruit browning of pomegranate to some extent. The antioxidant capacity of pomegranate fruits was closely related to the contents of phenolic compounds.

Keywords Pomegranate； Browning； PPO； POD； PAL

石榴（Punica granatum L.）属石榴科（Punicaceae）石榴属（Punica）落叶灌木或小乔木，在整个热带、亚热带和暖温带等地区均可栽培，果实富含类黄酮、酚酸、单宁、生物碱等多种功能性保健物质，极具发展前景[1，2]。石榴褐变是由多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）催化酚类物质发生氧化反应引起的生理病害[3，4]。苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonialyase，PAL）是酚类物质和木质素生物合成的关键酶，影响果实外观品质和组织褐变[5，6]。过氧化物酶（peroxidase，POD）是植物中普遍存在的一类氧化还原酶，可与PPO 协同作用引起植物组织褐变[7，8]。PPO、PAL和POD也是木质素合成的关键酶，能提高组织的木质化程度，促进其衰老败坏，影响果实褐变[9]。近年来，国内外的研究主要集中在石榴采后贮藏期果实品质[10]，果实中PPO、PAL、POD活性与其褐变关系[11]等方面，而关于不同石榴品种果实褐变与其相关酶活性的差异及相关关系的研究尚未见报道。因此，本试验以10个山东主栽石榴品种为试材，研究其成熟期果实褐变及相关酶活性、品质指标、总酚含量与抗氧化能力的关系，以期为石榴新优品种的选育、种质创新和产业发展提供科学理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验于2015年9-12月在山东省果树研究所进行，以该所万吉山基地石榴种质资源圃内的10个山东主栽石榴品种为试材（表1）。该基地属温带大陆性半湿润季风气候区，年平均降水量697 mm，降水主要集中在7-8月；土质为砂壤土，微酸性，土层薄，土壤肥力一般。

每个品种分别选取10株生长健壮、长势一致的8年生植株，常规管理，果实成熟时每个品种选取20个大小均匀、着色一致、无病虫害、无挤压损伤的果实样品。果实采摘后放在盛有冰袋的泡沫保温箱中，低温条件下迅速带回实验室。将采集的石榴果实洗净晾干，用削皮刀分离果皮，液氮冷冻后贮存于-20℃冰箱中待测。

1.2 测定项目及方法

果实单果重利用百分之一天平（精确度0.01 g）测定，可溶性固形物含量利用手持式折光仪测定。可滴定酸含量采用NaOH滴定法测定，可溶性糖含量采用蒽酮比色法[12]测定。褐变度参考谭谊谈等[13]的方法测定，多酚氧化酶（PPO）活性参考张立华等[3]的方法测定，过氧化物酶（POD）活性参考印芳等[14]的方法测定，总酚含量参考张立华等[15]的方法测定，DPPH自由基清除率参考冯立娟等[2]的方法测定。每个指标重复测定3次，取其平均值。

1.3 数据处理

利用Microsoft Excel软件作图，SPSS 19.0软件进行相关数据分析。

2 结果与分析

2.1 不同石榴品种果实品质的比较

不同石榴品种成熟期果实各品质指标间存在显著差异（表2），‘泰山红单果重最大（524 g），‘牡丹最小（305 g），均与其它品种差异极显著（P<0.01）。‘秋艳百粒重最大（66.24 g），‘大红皮甜最小（31.48 g），均与其它品种差异极显著（P<0.01）。‘泰山红可溶性固形物含量最高（16.8%），除‘大红袍、‘冰糖籽、‘大红皮甜外，与其它品种差异均极显著（P<0.01）。‘牡丹可溶性固形物含量最低（13.5%），除‘泰山三白酸外，与其它品种差异均极显著（P<0.01）。‘大青皮酸可滴定酸含量最高（2.48%），与其它品种差异极显著（P<0.01），‘泰山三白甜最低（0.24%）。‘泰山三白甜固酸比（65.83）和可溶性糖含量（165.24 g·L-1）最高，均与其它品种差异显著。‘大青皮酸固酸比最低（5.93），‘牡丹可溶性糖含量（128.35 g·L-1）最低，均与其它品种差异极显著（P<0.01）。

2.2 不同石榴品种褐变及相关酶活性的比较

如表3所示，不同石榴品种果实褐变及其相关酶活性、总酚含量和DPPH自由基清除率存在显著差异。‘泰山三白甜果实褐变度、PPO、POD、PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率均最高，均与其它品种差异极显著（P<0.01）。‘泰山红果实褐变度最低，‘大青皮酸PPO活性最低，‘牡丹POD、PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率最低，均与其它品种差异极显著（P<0.01）。

2.3 相关性分析

不同品种各指标的相关性如表4所示。单果重与可溶性糖含量显著正相关。可溶性固形物含量与可滴定酸含量显著负相关，与PAL活性、总酚含量显著正相关，与固酸比极显著正相关。可滴定酸含量与PAL活性、可溶性糖含量显著负相关，与固酸比、总酚含量和DPPH自由基清除率极显著负相关。固酸比与可溶性糖含量、PPO、POD活性显著正相关，与PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率极显著正相关。可溶性糖含量与PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率极显著正相关。褐变度与PPO、POD活性极显著正相关，与PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率正相关，但不显著。PPO、POD活性与PAL活性、总酚含量和DPPH自由基清除率均显著正相关。PPO与POD活性极显著正相关。PAL活性与总酚含量、DPPH自由基清除率极显著正相关。总酚含量与DPPH自由基清除率极显著正相关。

3 讨论与结论

果实品质是评价品种优劣的重要依据，主要由外观品质和内在品质构成。单果质量、色泽和整齐度等可评价果实的外观品质，可溶性固形物、可滴定酸和可溶性糖等可评价其内在品质[16]。本研究中，10个山东主栽石榴品种单果重、百粒重、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、固酸比和可溶性糖含量均存在显著差异。这种差异性可能与品种自身特性有关，也受栽培条件、管理措施、采收时期等诸多因素的影响[17]。

褐变是果实品质评定的重要指标，也是果实成熟老化、生理衰退最明显的特征，褐变度能反映果实的褐变程度[13]。供试品种中，‘泰山三白甜果实褐变度最高，‘泰山红最低，这可能与果皮颜色不同有关，具体机理还有待于深入研究。相关性分析表明，褐变度与PPO、POD活性极显著正相关，与PAL活性正相关，但不显著。这说明，PPO、POD是影响石榴果实褐变的主导酶类，PAL在一定程度上影响其果实褐变。这与Zhang等[18]的研究结果一致。

酚类物质是酶促褐变的底物[19]，DPPH自由基与果实的抗氧化能力密切相关[20]。本研究中，果实褐变度与总酚含量和DPPH自由基清除率正相关，但不显著。表明，总酚含量和DPPH自由基清除率与石榴果实褐变程度有一定的相关性。相关性分析表明，不同品种果实总酚含量与DPPH自由基清除率显著正相关，表明酚类物质含量高低与其抗氧化能力密切相关。

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