肉质果实成熟时的变化及其机理

题 院 专 班 姓 学目:系:业:级=名:号：l/t则命总容航Cangzhou Normal I University课程论文肉质果实成熟时的变化及其机理生命科学学院生物技术16级郝立庆16042151282018 年1 月5 日肉质果实成熟时的变化及其机理郝立庆摘 要 肉质果实在成熟过程中会发生一系列的表观变化，而这些都应归因于其从胚 胎发育至生长成熟的一系列物质变化。我们根据果实的甜味增多、酸味减少、涩味消失、香 味产生、由硬变软、色泽变艳分别研究其变化机制。关键词 肉质果实 成熟 表观变化 内在机理肉质果实未成熟时，实细胞液中所含有的糖类经不完全氧化形成了可溶性， 颜色较绿，不甜不香 ，并且给人以硬、酸、涩的口感。让人无法食用，而成熟 肉质果实往往容易被人接受。我们常说果实的成熟是由果实内乙烯的催熟作用所 致，那么在乙烯的催熟作用下果实又发生了一系列什么样的微妙变化呢，据其每 一个成熟特点我们又该怎样解释呢？果实变软，色泽鲜艳、香味产生是其最直观 的成熟判断依据，我们先从这几个方面来研究，然后依次研究酸味减少、甜味增 多、涩味消失的原因。一、果实变软原果胶是一种非水溶性物质，存在于植物和未成熟的果实中，常与纤维素结 合，也称为果胶纤维素，它使果实显得坚实脆硬。随着果实成熟，在果实中原果 胶酶作用下，分解为果胶。果胶易溶于水，存在于细胞液中。成熟的果实为何会 变软、变绵以至水烂解体？是原果胶与纤维素分离变成了果胶，使细胞间失去了 黏结作用，因而形成松弛组织。果胶的降解受果实成熟度和贮藏条件双重影响。 当果实进一步成熟、衰老时果胶继续被果胶酸酶作用，分解为果胶酸和甲醇，果 胶酸没有粘结能力，这时的果实会变得绵软以至于水烂。当果胶进一步分解成为 半乳糖醛酸时，果实腐烂解体。果实硬度的变化，与果胶物质的变化密切相关。 此外，果肉细胞中淀粉粒的消失（淀粉转变为可溶性糖），也是果实变软的一个 原因。二、色泽鲜艳果肉成熟时，果皮颜色由绿逐渐转变为黄、红或橙色。因为成熟时，果皮中 的叶绿素逐渐破坏丧失绿色，而类胡萝卜素仍较多存在，呈现黄、橙、红色，或 者由于形成花色素而呈现红色。番茄果实成熟过程中根据表面着色面积的多少分 为绿熟期、白熟期、转色期、红色成熟期和完熟期五个阶段番茄果实中含有叶绿 素、黄色素（包括类胡萝卜素、番茄红素、叶黄素）及花青素，由于叶绿素的掩 盖作用，故而未成熟的番茄果实呈绿色。白熟期时叶绿素逐步分解，含量下降， 越到果实成熟时下降得越快，以至完全消失。叶绿素含量的下降和类胡萝卜素含 量的升高导致番茄由绿变红，在此过程中叶绿体经过超微结构和功能的转变，形 成一种富含类胡萝卜素的有色体，在电镜下可以观察到果实成熟时叶绿体解体， 淀粉粒消失。这是植物的一种生存繁殖策略。果实未熟时绿色，不会引起动物注 意，有利于果实顺利成熟；而果实成熟时颜色鲜艳，则能够吸引动物注意，通过 动物的采食进行种子的传播。三、香味产生通过顶空固相微萃取结合气相色谱质谱联用技术分析油红梨果实后熟不同 时期挥发性组分。后熟0 天、5天及 10 天时分别检测出 11、26、和33种挥发性 成分，主要为脂类、醛类、醇类及萜类物质。各种挥发性物质在不同的后熟时期 种类及绝对含量均为升高的趋势，尤其是脂类组分的增加；35 种挥发性组分共 检测出 7 种特征香气组分，其中具有果香型特征的 2-甲基丁酸乙酯、己酸乙酯 及乙酸己酯对果实香气的贡献值较大。桃果实成熟发育期特征香气成分的合成主要受果实内援乙烯的调控。伴随乙 烯跃变开始，“清香型”六碳醛类和醇类物质含量快速减少，而“果香型”的内 脂类物质含量迅速增加。乙烯抑制剂 1-MCP 处理后采桃果实的实验进一步证 明，乙烯对桃果实特征香气成分的合成有激活作用，并随处理浓度的不同而不同。 脂肪酸是部分香气成分合成的重要前体物质，伴随乙烯跃变的开始，亚油酸含量 快速升高而有利于内脂类香气成分的大量合成，油酸属饱和脂肪酸，在乙烯跃变 后含量快速下降。未成熟果实贮存许多淀粉，所以早期果实无甜味，到成熟末期，不溶性的淀粉转化为可溶性的葡萄糖、果糖、蔗糖等并积累在细胞液中，使果实变甜。五、酸味减少未成熟的果实，果肉细胞的液泡内有很多种有机酸，一些有机酸在一些种类 的果实中含量很高。比如柑橘中的柠檬酸，苹果中的苹果酸，葡萄中的酒石酸， 黑莓中的异柠檬酸。成熟过程中，有些有机酸转变为糖，有些由于果实的呼吸作用被氧化（许多有机酸是三羧酸循环的中间代谢物）为C02和H20,有些则被K+和Ca2+等离子所中和。所以成熟果实中酸味下降。六、涩味消失单宁是一类水溶性、分子量在5003000Da之间的酚类化合物。 单宁在 植物界中广泛分布,是一种重要的次级代谢产物,也是除木质素以外含量最多的 一类植物酚类物质。单宁是葡萄酒中所含有的两种酚类化合物其中的一种物质, 尤其在红葡萄酒中含量较多,有益于心脏血管疾病的预防。葡萄酒中的单宁一般 是由葡萄籽、皮及梗浸泡发酵而来,或者是因为存于橡木桶内而萃取橡木内的单 宁而来。单宁的多少可以决定酒的风味、结构与质地。缺乏单宁的红酒质地轻薄, 没有厚实的感觉,薄若莱红酒就是典型代表。单宁丰富的红酒可以存放经年,并 且逐渐酝酿出香醇细致的陈年风味。当葡萄酒入口后口腔感觉干涩,口腔黏膜会 有褶皱感,那便是单宁在起作用。在柿、李等果实未成熟时,由于细胞液中含有 较多的单宁物质,所以有涩味。在果实成熟过程中单宁被过氧化物酶氧化成无涩 味的过氧化物,或凝集成不溶于水的胶状物质,而使涩味消失。参考文献李国鹏，贾惠娟等油红梨果实后熟过程中香气成分的变化N.果树学，2012.01.潘瑞炽，李娘辉等植物生理学M.高等教育出版社2012.01, 304.姚建刚，张贺番茄果实成熟过程中色泽变化的研究进展R.东北农业大学农艺学院.15003. 刘志华为何果实成熟时会发生色香味变化R生物学教学，2010-35-02，65-66.萧浪涛，王三根植物生理学M.中国农学出版社，2004.