碱性钙对苹果块果肉组织软化的调控机理研究

Apple is one of the three major strategic industries in Gansu Province. The flesh structure and organization soften was the key technical problems existing in the process of canned apples solid pack, frozen apple and preserved apples. It was very signality to control softening and research curing mechanism. With Qinguan fruit as materials in Gansu, the effects of alkaline calcium on the texture parameters, Ca2+ form, cell wall microstructure, cell membrane permeability, MDA and its antioxidant enzyme system (superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and peroxidase (POD)) were studied, used modern classic instrumental analysis method as texture analyzers, atomic absorption spectrometry, paraffin ethods and spectrophotometry and so on. And used differential gene screening, transcriptome sequencing, and fluorescent PCR validation to clarify the correlation between the cell wall metabolite and relevant enzymes and their gene expression levels. The control soften mechanism of alkaline calcium treatment was revealed at the cellular and molecular level . All of these provided a theoretical basis and practical information for curing of Qinguan fruit.

苹果是甘肃省区域特色优势产业和三大战略主导产业之一。果肉组织结构软化是干装苹果罐头、速冻苹果、果脯等产品加工过程中存在的关键技术难题，控制其果肉组织软化并研究其固化机制意义重大。本项目拟以甘肃省主栽品种之一的秦冠苹果为试材，采用质构仪、原子吸收光谱法、石蜡切片法、分光光度计法等现代经典分析方法，研究碱性钙对苹果块质地、不同形态钙含量、细胞壁微观结构、细胞膜透性、MDA及其抗氧化酶系统（超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD））等的影响，同时利用差异基因筛选、转录组测序及荧光PCR验证等生物技术方法，明确苹果块细胞壁代谢物质与相关酶类及其基因表达水平间的相关性，从细胞和分子水平上揭示碱性钙控制苹果块果肉组织软化的机制，为秦冠苹果果肉组织固化技术研究和指导生产实践提供部分理论资料。

秦冠苹果果肉组织结构软化是干装苹果罐头、速冻苹果、果脯等产品加工过程中存在的关键技术难题，控制其果肉组织软化并研究其固化机制意义重大。本项目采用不同Ca2+质量浓度的碱性钙对苹果块进行处理，研究了不同Ca2+质量浓度的碱性钙对苹果块质地、色泽和理化等品质指标及细胞膜透性、丙二醛（Malondialdehyde，MDA）、多酚氧化酶(Polyphenol oxidase，PPO)、过氧化物酶(Peroxidase，POD)、超氧化物歧化酶（Superoxide dismutase，SOD）和过氧化氢酶（Catalase，CAT）等生理特性指标变化的影响，发现碱性钙处理可有效抑制苹果块果肉组织的软化崩溃、色泽褐变、营养损失和不良生理代谢，其品质的变化与生理代谢相关酶活性密不可分；研究了不同Ca2+质量浓度的碱性钙对苹果块不同钙形态（水溶性钙、氯化钠溶性钙、醋酸溶性钙、盐酸溶性钙）含量、果胶组分（水溶性果胶（WSF）、螯合剂溶性果胶（CSF）、碳酸钠溶性果胶（NSF）、半纤维素(HF）)含量、细胞壁微观结构、细胞壁代谢物质及其基因表达的影响，发现碱性钙处理可通过显著增加苹果块中果胶酸钙和螯合剂溶性果胶（CSF）的含量，有效维持苹果块果肉组织结构的稳定性和完整性；碱性钙处理显著影响了细胞壁微观结构、细胞壁代谢物质及其相关基因的表达；本项目研究提出了碱性钙控制苹果块果肉组织软化的部分机制，为秦冠苹果果肉组织固化技术研究和指导生产实践提供理论依据。