NaCl调控鲜切苹果香气的机理研究

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气味是影响消费者是否愿意重复购买同一产品的关键因素之一。在鲜切果蔬的加工和保鲜环节,消毒、去皮、切割、修整、包装等处理,会造成果皮和细胞膜的破坏,加速次生代谢反应,同时因品种、最优加工成熟度、最初成熟度、果实贮藏期、产品货架期长短、温度管理、包装内气体环境、包装和外施的化学试剂等气味沾染的协同作用,鲜切果蔬的香气“流失”和劣变明显。但如何保持鲜切苹果的香气很少有人深入探讨。本研究以低密度聚乙烯(low density polyethylene,LDPE)包装袋为包装材料,以红富士苹果为原料,采用0.1 mol/L NaCl处理鲜切苹果,于5℃下贮藏12 d,在转录和蛋白水平上,探索NaCl调控鲜切苹果香气的机理。研究结果如下:1.与对照相比,NaCl处理后鲜切苹果香气评价得分较高,电子鼻结果差异显著,贮藏后期袋中乙醇浓度较低,说明NaCl处理改变了鲜切苹果的香气。按照采收日期(2020年10月13日、2021年10月3日)将苹果分别定义为“苹果-2020”和“苹果-2021”。NaCl处理改变了鲜切苹果的酯类香气物质比例,对于“苹果-2020”,NaCl处理后,甲酯类(丁酸甲酯、己酸甲酯和2-甲基丁酸甲酯)含量上升,而丙酯类(丁酸丙酯)和丁酯类(丁酸丁酯)下降。对于“苹果-2021”,NaCl处理后鲜切苹果的挥发性气体差异物与上述差异物有不同,但变化规律相似,其中甲酯类(丁酸甲酯、己酸甲酯和2-甲基丁酸甲酯)相对含量上升,丙酯类(丁酸丙酯)、丁酸类(丁酸丁酯)、乙酯类(丁酸乙酯和2-甲基丁酸乙酯)相对含量下降。2.NaCl处理后,鲜切苹果的超微结构得到有效保护,贮藏后期菌落总数明显低于对照组,但两组都未检出大肠杆菌,且NaCl处理组的包装袋内顶空气体中乙烯浓度相较于对照组没有出现规律性变化。3.NaCl可以在转录水平上通过调控MdAAT1的相对表达从而选择性合成挥发性香气物质。NaCl处理后,鲜切苹果中亚油酸含量有明显上升,且部分气味合成的关键酶基因相对表达变化明显,其中Md LOX1a和MdAAT1、MdADH的表达在贮藏1 d时明显上调,MdADH在4 d时明显下调;乙醇合成途径关键酶基因Md PDC1表达下调。转入TRV2-MdAAT1-S和pBI121-MdAAT1后的苹果果肉,香气物质比例有了明显变化。伴随着MdAAT1的瞬时超表达,甲酯类挥发性物质(己酸甲酯)相对含量有上升,丙酯类(丁酸丙酯)和丁酯类(乙酸丁酯)相对含量下降。在MdAAT1瞬时沉默和瞬时超表达果实中,丁酸乙酯相对含量分别上升和下降。对比NaCl处理后鲜切苹果酯类物质的变化规律推测,NaCl处理从转录水平上调控了MdAAT1的表达。烟草叶片转入外源MdAAT1基因后,酯类物质相对含量明显上升,这说明MdAAT1具有广泛的底物选择性,另外MdAAT1的大量表达也影响烟草脂肪酸途径除酯类外其他挥发性物质的合成。4.NaCl可以通过提高β-葡萄糖苷酶(β-glucosidase,BGL)活性,丰富鲜切苹果香气。NaCl处理提高了贮藏前期BGL活性,有利于结合态香气的释放。随着反应体系中NaCl浓度的提高,苹果BGL粗酶活性不断提高。与之相反的是,NaCl浓度的改变并未对酰基转移酶(alcohol-acyltransferase,AAT)酶活性造成影响,即排除了NaCl与AAT的直接作用。构建pET30a-Md BGL40,转入大肠杆菌后,诱导表达出的重组蛋白MpBGL40,其活性随着NaCl浓度的提高而升高,暗示NaCl可能与MpBGL40发生相互作用,从蛋白水平提高其活性。
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