膨压处理对冬枣薄壁组织细胞微观力学特性的影响
黏附力,原子力,杨氏模量,1材料和方法,1材料与试剂,2仪器与设备,3冬枣薄壁组织膨压处理方法,4原子力显微镜压痕试验,2数据处理与统计分析,3结果与分析,1不同膨压下长枣组织细胞杨氏模量的分布,2不同膨压下冬枣薄
朱韵昇,张海红,邱 雪,吴宝婷(宁夏大学农学院 银川750021)
冬枣主要以鲜食为主,而质地是影响其鲜食品质的主要因素,果肉组织细胞壁内外渗透压差产生的膨压决定着其质地品质[1]。膨压是植物细胞内应力的主要来源。细胞内的膨压是均匀的、各向同性的,对细胞壁的应力不均一,与细胞壁厚度、形状、性质有关[2]。膨压作用于鲜枣的细胞壁上,使枣具有饱满、坚硬和新鲜的外观。冬枣的果皮较薄,木质素含量少,果肉主要是薄壁组织,含水量高,且枣的比表面积大,在贮藏过程中因呼吸和蒸腾作用,薄壁细胞极易失水皱缩,引起细胞内的膨压减小、水分流失、质地品质下降。研究不同膨压下冬枣组织细胞微观力学特性的变化,对冬枣的贮藏保鲜具有重要意义。
果蔬组织细胞的力学性质主要由细胞壁决定,如弹性、刚度、黏附力等都取决于细胞壁的结构、形状以及组成成分[3]。吴杰[4]、Oey[5]、Belie[6]等通过振荡剪切、单轴压缩、拉伸、穿刺等试验方法,研究膨压变化对果蔬组织的宏观黏弹性力学性质的影响。近年来,随着原子力显微技术的进步,原子力显微镜已成为研究生物细胞微观力学特性的有效工具,被广泛应用于生命和食品科学领域。原子力显微镜通过探针与样品表面接触产生的相互作用力得到力-距离曲线,通过分析曲线,来获取样品的弹性模量、刚度、黏附力等微观力学参数的局部变化。Pérez 等[7]使用原子力显微镜研究杨氏模量在苹果组织和分离细胞中的分布,结果表明苹果分离细胞的E 值分布较窄,杨氏模量平均值为(0.63±0.42)MPa,而苹果组织的杨氏模量为(0.86±0.81)MPa。Zdunek 等[8]用原子力显微镜研究梨采收前、后初生细胞壁杨氏模量的变化,结果发现采收前随着梨的成熟,细胞壁杨氏模量E 值呈线性下降,采收后呈上升趋势。目前,大多数研究集中于常膨压状态下果蔬细胞壁力学特性的研究,而针对不同膨压状态下的果蔬微观力学特性研究鲜有报道。本文利用不同浓度的甘露醇溶液对冬枣薄壁组织进行渗透处理,使冬枣薄壁细胞处于不同的膨压状态,并利用原子力显微镜对不同膨压下冬枣薄壁细胞进行纳米压痕试验,从微观力学层面揭示冬枣薄壁组织细胞膨压变化对细胞壁力学特性的影响,以期为冬枣贮藏期间温、湿度的调控提供一定的理论依据。
1 材料和方法
1.1 材料与试剂
冬枣采摘于宁夏灵武大泉林场红枣基地,选择新鲜饱满、果皮外表无损伤、大小均匀的枣果,置于4 ℃,相对湿度85%~95%的冰箱中贮藏。
甘露醇(C6H14O6),磷酸氢二钾(K2HPO4) ......
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