劉洪竹，陳雙穎，李進(jìn)才

（天津大學(xué)化工學(xué)院，天津300072）

近年來，隨著人們生活與消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，國內(nèi)外鮮切果蔬市場發(fā)展迅速[1]，我國作為世界上最大的果蔬生產(chǎn)和消費(fèi)國，鮮切果蔬市場潛力巨大。鮮切果蔬具有加工簡單、品質(zhì)新鮮、安全衛(wèi)生、食用方便和增值幅度大等優(yōu)點(diǎn)[2]，但鮮切加工使果蔬組織受到機(jī)械損傷，致使失水較多、氧分壓增大、切面細(xì)胞分室隔離破壞、組織間物質(zhì)交換隔絕，也會(huì)加劇微生物侵染。這些逆境脅迫會(huì)誘發(fā)果蔬組織呼吸速率增大、乙烯生成增多及活性氧水平提高等生理變化，從而使組織衰老和品質(zhì)劣變加快[3]。目前關(guān)于鮮切果蔬保鮮技術(shù)研發(fā)，主要有化學(xué)保鮮劑[4-5]、紫外線輻射處理[3，6]和氣調(diào)包裝[6]，冷激與熱激（冷熱激）處理也可以延緩組織衰老、抑制微生物侵染、保持果蔬產(chǎn)品品質(zhì)[7-10]，且無毒無害、成本低廉、操作簡便。但是，不同蔬菜采后的組織構(gòu)造、生理代謝及抗逆能力等生態(tài)特征和生理特性差異較大，對(duì)冷熱激處理的反應(yīng)可能也有較大差異。為了進(jìn)一步探究冷熱激處理抑制鮮切蔬菜衰老機(jī)制，本研究以葉片組織的甘藍(lán)、鱗莖組織的洋蔥和地下根組織的胡蘿卜3種鮮切蔬菜為材料，對(duì)冷熱激處理后衰老生理指標(biāo)可溶性糖、可溶性蛋白質(zhì)和丙二醛（MDA）含量變化，以及與采后衰老密切相關(guān)的抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）活性變化進(jìn)行了分析比較。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

甘藍(lán)（Brassica oleracea L.var.capitata L.）、洋蔥（Allium cepa L.）、胡蘿卜（Daucus carota L.） 選采后無病蟲和機(jī)械傷、大小均勻、成熟度一致的果實(shí)，甘藍(lán)去除葉球外層及中心部葉片，切為約2.5cm見方小片；洋蔥去除鱗莖外層及中心部鱗片，切為約2.0cm見方小塊；胡蘿卜去掉頭尾部分，切割成厚度約0.5cm薄片。切割后的3種蔬菜，迅速進(jìn)行冷熱激處理?xiàng)l件選擇實(shí)驗(yàn)；黃嘌呤氧化酶、愈創(chuàng)木酚、牛血清蛋白 日本Nacalai Tesque公司；蒽酮、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、酒石酸鈉、過氧化氫、鹽酸羥胺、對(duì)氨基苯磺酸等 均為國產(chǎn)分析純。

7230G可見分光光度計(jì)、FA2204B電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；HH數(shù)顯恒溫水浴鍋 金城國勝實(shí)驗(yàn)儀器廠；KDC-160HR高速冷凍離心機(jī) 科大創(chuàng)新股份有限公司；臥式低溫冷柜 青島海爾股份有限公司。

1.2 冷熱激處理?xiàng)l件選擇實(shí)驗(yàn)

參照冷熱激處理采后果蔬的研究[1，7-10]，采用不同溫度的水，分別浸泡3種鮮切蔬菜，一定時(shí)間后瀝去表面水分，裝入聚苯乙烯餐盒，每盒約100g，于20℃條件下貯藏，實(shí)驗(yàn)方案見表1。

表1 不同冷熱激條件Table 1 Cold shock and heat shock treatments in three fresh-cut vegetables

鮮切甘藍(lán)貯藏6d后、洋蔥和胡蘿卜貯藏8d后，參考Du等[4]的感官評(píng)定法，由7名年齡在20～25歲的評(píng)定人員進(jìn)行感官評(píng)分，評(píng)分內(nèi)容及標(biāo)準(zhǔn)見表2。據(jù)感官品質(zhì)指標(biāo)選出效果較好的冷熱激處理?xiàng)l件，進(jìn)行冷熱激對(duì)衰老生理機(jī)能影響實(shí)驗(yàn)。

表2 感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Criteria for sensory evaluation of fresh-cut vegetables

1.3 冷熱激對(duì)衰老生理機(jī)能影響實(shí)驗(yàn)

據(jù)冷熱激處理?xiàng)l件選擇實(shí)驗(yàn)結(jié)果，冷熱激對(duì)衰老生理機(jī)能影響實(shí)驗(yàn)處理為：鮮切甘藍(lán)冷激處理0℃20min，熱激處理35℃ 1min，對(duì)照20℃ 1min；鮮切洋蔥冷激處理0℃ 5min，熱激處理48℃10min，對(duì)照20℃10min；鮮切胡蘿卜冷激處理0℃ 50min，熱激處理48℃ 10min，對(duì)照20℃ 10min。每處理3次重復(fù)，處理后瀝去表面水分，裝入聚苯乙烯餐盒，每盒約100g，于20℃貯藏。貯藏過程中，甘藍(lán)每1d取樣1次，6d后取樣結(jié)束，洋蔥與胡蘿卜每2d取樣1次，8d后取樣結(jié)束。每個(gè)樣品2g，-20℃貯藏，取樣結(jié)束后統(tǒng)一進(jìn)行衰老生理指標(biāo)測(cè)定。

1.4 衰老生理指標(biāo)及抗氧化酶活性測(cè)定

可溶性糖含量測(cè)定采用蒽酮比色法[11]，MDA含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸（TBA）法[12]，可溶性蛋白質(zhì)含量測(cè)定采用Folin-酚試劑法。

在4℃低溫條件下，冷凍樣品2g用50mmol/L磷酸緩沖液（pH7.0，含0.5%PVPP，3mmol/L EDTA）8mL磨碎，12000×g離心20min，上清液用于SOD、CAT和POD活性測(cè)定，3種抗氧化酶活性測(cè)定分別采用改良黃嘌呤氧化酶法[13]、氧氣計(jì)量法[8]和愈創(chuàng)木酚法[1]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行誤差和顯著性差異統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與討論

2.1 冷熱激處理對(duì)感官品質(zhì)的影響

圖1 不同冷熱激處理對(duì)鮮切甘藍(lán)、洋蔥和胡蘿卜感官品質(zhì)的影響Fig.1 Effect of cold shock and heat shock treatments on sensory quality of fresh-cut cabbage，fresh-cut onion and fresh-cut carrot

色澤、質(zhì)地、氣味及新鮮度等感官品質(zhì)直接影響消費(fèi)者的購買欲望，是衡量保鮮效果的重要品質(zhì)指標(biāo)，與衰老生理密切相關(guān)。適宜的冷熱激處理可有效保持鮮切蔬菜色澤、質(zhì)地，抑制褐變及異味產(chǎn)生，延緩感官品質(zhì)下降，延長貨架期。如圖1所示，鮮切甘藍(lán)冷熱激處理后20℃貯藏6d時(shí)，冷激處理Ⅰ（0℃20min）及熱激處理A（35℃ 1min）的感官品質(zhì)最好，高于對(duì)照（20℃ 1min）（p＜0.01）；鮮切洋蔥冷熱激處理后貯藏8d時(shí)，冷激處理Ⅰ（0℃ 5min）和熱激處理A（48℃10min）感官品質(zhì)最好，高于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切胡蘿卜冷熱激處理后貯藏8d時(shí)，冷激處理Ⅲ（0℃ 50min）的感官品質(zhì)最好，高于對(duì)照（p＜0.01）。在青花菜冷熱激處理[8]、鮮切甜瓜熱激處理[14]研究中也觀測(cè)到類似保鮮效果。

但是，冷熱激處理不當(dāng)，時(shí)間過長或不足，溫度過高或較低，反而會(huì)加速鮮切蔬菜品質(zhì)下降。甘藍(lán)熱激處理B（45℃ 1min）、C（55℃ 1min），洋蔥冷激處理Ⅲ（0℃ 50min）和熱激處理B（52℃ 10min）、C（56℃10min），以及胡蘿卜熱激處理A（48℃ 10min）、B（52℃10min）和C（56℃ 10min），感官評(píng)價(jià)均低于對(duì)照（p＜0.01），谷會(huì)等[15]對(duì)辣椒冷處理的研究、尹海蛟等[9]對(duì)黃瓜熱處理的研究也得到了相同結(jié)論。

2.2 冷熱激處理對(duì)衰老生理指標(biāo)的影響

2.2.1 可溶性糖含量 可溶性糖含量是鮮切果蔬的重要品質(zhì)指標(biāo)，其含量變化是反映果蔬組織衰老的重要生理指標(biāo)[10]。如圖2所示，甘藍(lán)、洋蔥和胡蘿卜3種鮮切蔬菜在20℃貯藏期間可溶性糖含量逐漸下降；鮮切甘藍(lán)冷激處理可溶性糖在貯藏1～3d和6d時(shí)高于對(duì)照，熱激處理在貯藏1～4d和6d時(shí)高于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切洋蔥冷激處理在貯藏2～8d時(shí)高于對(duì)照，熱激處理在貯藏6～8d時(shí)高于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切胡蘿卜冷激處理在貯藏2d和6～8d時(shí)高于對(duì)照，熱激處理與對(duì)照無顯著差異（p＞0.05）。這些結(jié)果表明，適宜的冷熱激處理可以抑制鮮切蔬菜貯藏期間可溶性糖含量減少，Lemoine等[10]在鮮切青花菜熱處理研究中也觀測(cè)到了可溶性糖含量減少被抑制現(xiàn)象。

圖2 冷熱激處理對(duì)鮮切甘藍(lán)（a）、洋蔥（b）和胡蘿卜（c）可溶性糖含量的影響Fig.2 Effect of cold shock and heat shock treatments on soluble sugar content of fresh-cut cabbage（a），fresh-cut onion（b）and fresh-cut carrot（c）

2.2.2 可溶性蛋白質(zhì)含量 可溶蛋白質(zhì)含量與植物細(xì)胞衰老密切相關(guān)，也是反映果蔬組織衰老的重要生理指標(biāo)[10]。如圖3所示，甘藍(lán)、洋蔥和胡蘿卜3種鮮切蔬菜在20℃貯藏期間可溶性蛋白質(zhì)含量逐漸下降；鮮切甘藍(lán)冷激處理在貯藏3～6d時(shí)高于對(duì)照，熱激處理在貯藏1～6d時(shí)高于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切洋蔥冷激處理和熱激處理在貯藏2～8d時(shí)均高于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切胡蘿卜冷激處理在貯藏2～8d時(shí)高于對(duì)照和熱激處理，熱激處理僅在貯藏2～4d時(shí)低于對(duì)照（p＜0.05）。這些結(jié)果表明，適宜的冷熱激處理可以保持鮮切蔬菜貯藏期間可溶性蛋白質(zhì)含量，與鮮切青花菜熱激處理[10]研究結(jié)果一致。

圖3 冷熱激處理對(duì)鮮切甘藍(lán)（a）、洋蔥（b）和胡蘿卜（c）可溶性蛋白質(zhì)含量的影響Fig.3 Effect of cold shock and heat shock treatments on soluble protein content of fresh-cut cabbage（a），fresh-cut onion（b）and fresh-cut carrot（c）

2.2.3 MDA含量 MDA是細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化的終產(chǎn)物，積累越多表明細(xì)胞衰老程度越高[16]。如圖4所示，甘藍(lán)、洋蔥和胡蘿卜3種鮮切蔬菜在20℃貯藏期間MDA含量逐漸增多；鮮切甘藍(lán)冷激處理在貯藏4～6d時(shí)低于對(duì)照，熱激處理在貯藏3～6d時(shí)低于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切洋蔥冷激處理和熱激處理在貯藏6～8d時(shí)均低于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切胡蘿卜冷激處理在貯藏6～8d時(shí)低于對(duì)照（p＜0.05），熱激處理在貯藏4～8d時(shí)高于對(duì)照（p＜0.01）。這些結(jié)果表明，適宜的冷熱激處理可以抑制鮮切蔬菜貯藏期間MDA積累，不適宜的冷熱激處理則會(huì)加速M(fèi)DA積累，趙習(xí)姮等[7]在櫻桃番茄和芒果的冷熱激處理，谷會(huì)等[15]在辣椒冷激處理研究中也觀察到在不同冷熱激處理下MDA積累被抑制及被加速的生物學(xué)現(xiàn)象。

圖4 冷熱激處理對(duì)鮮切甘藍(lán)（a）、洋蔥（b）和胡蘿卜（c）MDA含量的影響Fig.4 Effect of cold shock and heat shock treatments on MDA content of fresh-cut cabbage（a），fresh-cut onion（b）and fresh-cut carrot（c）

2.3 冷熱激處理對(duì)抗氧化酶的影響

2.3.1 SOD活性 SOD是植物細(xì)胞抗氧化酶系統(tǒng)的主要酶類，可催化歧化超氧陰離子（O2-·）為H2O2和O2，抑制O2-·對(duì)植物組織的傷害。如圖5所示，鮮切甘藍(lán)冷激處理的SOD活性在貯藏2～3d和6d時(shí)大于對(duì)照，熱激處理在貯藏1～4d和6d時(shí)大于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切洋蔥冷激處理在貯藏2～8d時(shí)大于對(duì)照，熱激處理在貯藏4～8d時(shí)大于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切胡蘿卜冷激處理在貯藏2～8d時(shí)大于對(duì)照，而熱激處理在貯藏4～6d時(shí)小于對(duì)照（p＜0.05）。這些結(jié)果表明，適宜的冷熱激處理可以誘導(dǎo)提高鮮切蔬菜貯藏期間SOD活性，不適宜的冷熱激處理則會(huì)抑制SOD活性，與Zhang等[8]對(duì)青花菜熱激處理研究結(jié)果一致。

圖5 冷熱激處理對(duì)鮮切甘藍(lán)（a）、洋蔥（b）和胡蘿卜（c）SOD活性的影響Fig.5 Effect of cold shock and heat shock treatments on SOD activity of fresh-cut cabbage（a），fresh-cut onion（b）and fresh-cut carrot（c）

2.3.2 CAT活性 CAT可將活性氧H2O2酶促分解為O2和H2O，消除H2O2對(duì)植物組織的傷害。如圖6所示，鮮切甘藍(lán)冷激處理和熱激處理的CAT活性均在貯藏2～3d和5～6d時(shí)大于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切洋蔥冷激處理在貯藏4～8d時(shí)大于對(duì)照，熱激處理在貯藏2～4d時(shí)大于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切胡蘿卜冷激處理在貯藏4～8d時(shí)大于對(duì)照，熱激處理在貯藏2～8d時(shí)小于對(duì)照（p＜0.05）。這些結(jié)果表明，適宜冷熱激處理可誘導(dǎo)提高鮮切蔬菜貯藏期間CAT活性，不適宜的冷熱激處理則會(huì)抑制CAT活性，在冷熱激處理青花菜[8]和冷激處理辣椒[15]的研究中也觀測(cè)到CAT活性被誘導(dǎo)提高及被抑制的生物學(xué)現(xiàn)象。

圖6 冷熱激處理對(duì)鮮切甘藍(lán)（a）、洋蔥（b）和胡蘿卜（c）CAT活性的影響Fig.6 Effect of cold shock and heat shock treatments on CAT activity of fresh-cut cabbage（a），fresh-cut onion（b）and fresh-cut carrot（c）

2.3.3 POD活性 POD也可以酶促H2O2還原為H2O，但POD同時(shí)催化產(chǎn)生各類自由基產(chǎn)物，會(huì)加劇膜脂質(zhì)的過氧化，促進(jìn)采后果蔬組織衰老，POD活性增大還會(huì)導(dǎo)致組織褐變、木質(zhì)素沉積等衰老反應(yīng)[1]。如圖7所示，鮮切甘藍(lán)冷激處理和熱激處理的POD活性在貯藏2～6d時(shí)小于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切洋蔥冷激處理在貯藏4～8d時(shí)小于對(duì)照，熱激處理在貯藏4～6d時(shí)小于對(duì)照（p＜0.05）；鮮切胡蘿卜冷激處理和熱激處理均在貯藏2～8d時(shí)小于對(duì)照（p＜0.05）。這些結(jié)果表明，適宜的冷熱激處理可以抑制鮮切蔬菜貯藏期間POD活性，Alegria等[1，3]在鮮切胡蘿卜研究中也觀測(cè)到類似生物學(xué)現(xiàn)象。不適宜的冷熱激處理則會(huì)過度抑制POD活性，范騰等[17]也報(bào)道胡蘿卜在30℃以上高溫下POD活性會(huì)顯著變小。

圖7 冷熱激處理對(duì)鮮切甘藍(lán)（a）、洋蔥（b）和胡蘿卜（c）POD活性的影響Fig.7 Effect of cold shock and heat shock treatments on POD activity of fresh-cut cabbage（a），fresh-cut onion（b）and fresh-cut carrot（c）

鮮切加工和冷熱激處理對(duì)于蔬菜細(xì)胞組織都造成了逆境脅迫，但切割帶來的組織破壞、失水增多、呼吸速率增大、乙烯形成增多等都是不可逆的；而冷熱激處理對(duì)蔬菜組織產(chǎn)生的逆境脅迫比較溫和，且時(shí)間短暫，可誘導(dǎo)提高抗氧化酶防御機(jī)制，從而起到抑制衰老、保持品質(zhì)的作用[1，3，8，15]。綜合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論，鮮切甘藍(lán)冷激0℃ 20min和熱激35℃ 1min處理，鮮切洋蔥冷激0℃ 5min和熱激48℃ 10min處理，鮮切胡蘿卜冷激0℃ 50min處理，均可誘導(dǎo)提高20℃貯藏期間SOD和CAT活性，抑制POD活性，從而減少O2-·、H2O2及O2-·與H2O2通過Haber-Weiss或Fenton反應(yīng)形成氧化毒性更大的羥自由基（·OH）對(duì)蛋白質(zhì)、膜脂質(zhì)等大分子的氧化破壞，延緩鮮切蔬菜衰老進(jìn)程，保持可溶性糖含量及感官品質(zhì)。

不適宜的冷熱激處理，會(huì)使鮮切蔬菜的抗氧化酶系活性受到抑制，反而加速衰老進(jìn)程與品質(zhì)劣變。如鮮切胡蘿卜48℃10min熱激處理，雖然與鮮切洋蔥的熱激處理?xiàng)l件一樣，但貯藏期間的抗氧化酶活性變化與洋蔥不同，可溶性糖、蛋白質(zhì)含量及膜脂質(zhì)過氧化（MDA含量）所反映的生理衰老和感官品質(zhì)劣變也加快。洋蔥與胡蘿卜在生理生態(tài)特性上有較大差異，如洋蔥為肥大葉鞘組織，于高溫長日的春末夏初季節(jié)形成，而胡蘿卜為地下肉質(zhì)根，于冷涼短日的晚秋季節(jié)形成，從而導(dǎo)致了兩者對(duì)于相同熱激處理呈現(xiàn)不同反應(yīng)。這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)一步表明，不同生態(tài)特征和生理特性的鮮切蔬菜，在冷熱激保鮮處理溫度和時(shí)間方面有較大差異。

3 結(jié)論

適宜的冷熱激處理可誘導(dǎo)調(diào)節(jié)鮮切蔬菜抗氧化酶活性，影響衰老進(jìn)程及品質(zhì)變化；不同生態(tài)特征和生理特性的鮮切蔬菜，冷熱激保鮮要求的處理溫度和時(shí)間有較大差異，不適宜的冷熱激處理反而會(huì)加速組織衰老及品質(zhì)劣變。冷熱激處理對(duì)鮮切蔬菜保鮮有一定效果，但處理?xiàng)l件必須適當(dāng)，在鮮切蔬菜保鮮應(yīng)用冷熱激處理實(shí)踐中，還應(yīng)考慮蔬菜品種、采收期及貯藏條件等因素的影響。

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