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槟榔(Areca catechu L.)贮藏过程极易发生果仁褐变的现象,影响了果实品质。本研究以槟榔为原材料,首先对槟榔果仁中酶促褐变关键因素——酚类和多酚氧化酶(PPO)进行提取分离纯化研究,证明酶促褐变的可能性;通过进一步对褐变产物研究,明确槟榔果仁褐变与酶促褐变之间的关系。然后从温度的角度研究果仁褐变的诱因,在此基础上,重点从3方面研究果仁褐变发生机制——槟榔果仁酚类含量及褐变相关酶活性变化与褐变的关系、细胞区域化如何被打破导致PPO和酚类物质接触,以及O2如何进入到果仁参与褐变,从而探明鲜槟榔贮藏过程中果仁褐变的机制。研究结果如下:(1)采用液质联用技术从槟榔果仁中分离鉴定出11种酚类化合物,其中绿原酸含量最高,其次是多巴胺和L-表儿茶素,其它含量相对较低。同时,还从果仁中分离出PPO,其相对分子质量为29.2kDa,最适温度为20℃,最适pH为7.0;以邻苯二酚为底物,该酶的Vmax为140.84U/mL min,Km为3.22mmol/L。在此基础上,将分离纯化的PPO与绿原酸、多巴胺和表儿茶素在体外模拟反应得到的氧化产物与褐变槟榔果仁提取的产物进行波谱比对发现二者具有相同的吸收光谱,表明槟榔果仁的褐变是由PPO和酚类底物反应引起的酶促褐变。(2)通过研究贮藏在5、10、15和25℃下的槟榔果仁褐变,结果表明贮藏温度显著地影响果仁褐变程度。正常贮藏温度内(10-25℃),随着温度升高,果实成熟衰老加快,果仁褐变加重;而随着果实冷害(5℃),的发生,同样会加重槟榔果仁褐变,但其褐变程度低于高温下的槟榔果实。说明冷害并不是引起槟榔果仁褐变的唯一因素,高温和冷害均能促进槟榔果仁褐变发生。(3)不同温度贮藏下的槟榔,其果仁褐变相关酶PPO、PAL活性越高,酶促褐变底物酚类物质含量下降越多,果仁褐变程度也越严重,进一步说明了槟榔果仁褐变与酶促褐变有关。(4)在贮藏期间,10-25℃范围内,槟榔果仁过氧化氢酶(CAT)活性随着温度升高而升高,而冷害下的CAT活性仅低于25℃下的槟榔;同时,超氧化物歧化酶(SOD)活性随着温度升高而升高,而与此相反,过氧化物酶(POD)活性却随着温度降低反而升高。然而SOD,CAT和POD活性氧清除酶活性应变却不能完全清除过量的活性氧,因此温度升高和冷害均能引起槟榔果仁组织中活性氧H2O2和O2-含量快速上升而积累,从而引起膜脂过氧化产物MDA增多,膜透性增大,细胞膜组织结构被破坏,导致组织区域化受到破坏。(5)利用扫描电镜观察表明,贮藏初期,槟榔表皮蜡质分布均匀致密,结构完整无裂缝,果肉组织排列紧密无间隙,果仁膜表面光滑无褶皱。而随着贮藏时间延长,温度上升以及冷害均会导致果实组织受损加重。其中25℃下的槟榔果实组织受损最严重,果皮角质层破损呈蜂窝状,蜡质逐步分解;果肉木质化加重,组织间隙增大;果仁膜发生龟裂和破损。其次是5℃冷害下果皮角质膜出现孔洞,蜡质覆盖减少,果肉组织联接逐渐松弛并分离,果仁膜出现裂缝及掀起,这些变化有助于增加组织内外气体交换,包括的氧气的进入。综上所述,冷害和高温都能诱导槟榔果仁褐变,随着温度升高以及冷害的发生,PPO活性升高,活性氧大量积累导致膜结构损伤,细胞区域化分布被破坏,从而引起酶促褐变关键酶——PPO和酚类底物相接触。与此同时,随着贮藏时间的增加,冷害和高温加重槟榔果皮、果肉、果仁膜结构破损,02渗透进入果仁,最终在有氧条件下酚类底物被PPO氧化引发果仁酶促褐变。