程春梅 郭衍銀 陳祖滿 楊震峰

摘要：旨在研究采前噴灑草酸水溶液處理對(duì)西蘭花（Brassica oleracea var. italica）采后抗氧化特性的影響，從而評(píng)價(jià)草酸處理對(duì)西蘭花衰老的調(diào)控作用。結(jié)果表明，采前用20 mmol/L草酸水溶液處理西蘭花可顯著抑制采后西蘭花丙二醛（MDA）的積累和細(xì)胞膜透性的增加（P<0.05），還可以誘導(dǎo)采后西蘭花超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）活性的增強(qiáng)，抑制采后西蘭花超氧陰離子自由基（O2·-）的生成速率和過(guò)氧化氫（H2O2）含量的上升，顯著提高采后西蘭花對(duì)1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl， DPPH）自由基的清除能力（P<0.05）。采前噴灑草酸水溶液處理可有效維持采后西蘭花活性氧代謝平衡，維持其細(xì)胞膜的完整性，進(jìn)而延緩西蘭花采后的衰老進(jìn)程，延長(zhǎng)其貯藏期。

關(guān)鍵詞：西蘭花;采前;草酸處理;衰老;抗氧化活性

中圖分類號(hào)：TS225.3;S635.301文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1000-4440（2020）03-0694-08

Effects of pre-harvest oxalic acid treatment on preservation effect and antioxidant capacity of post-harvest Brassica oleracea var. italica

CHENG Chun-mei1，GUO Yan-yin2，CHEN Zu-man1，YANG Zhen-feng3

（1.Zhejiang Pharmaceutical College， Ningbo 315100， China;2.School of Agricultural Engineering and Food Science， Shandong University of Technology， Zibo 255049， China;3.College of Biological and Environmental Sciences， Zhejiang Wanli University， Ningbo 315100， China）

Abstract：The effect of pre-harvest treatment of spraying oxalic acid （OA） aqueous solution on the antioxidant activity of post-harvest Brassica oleracea var. italica was investigated to evaluate the regulatory effect of OA treatment on the senescence of B. oleracea var. italica. The results showed that pre-harvest treatment with 20 mmol/L OA aqueous solution significantly inhibited the accumulation of malondialdehyde （MDA） and the increase of cell membrane permeability in post-harvest B. oleracea var. italica （P<0.05）. Meanwhile， activities of superoxide dismutase （SOD） and catalase （CAT） were enhanced， generation rate of superoxide anion radical （O·-2） and the increase of H2O2 content were inhibited， and the scavenging activity of 1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl （DPPH） radical was significantly enhanced under pre-harvest treatment of OA aqueous solution.? Pre-harvest treatment of spraying OA aqueous solution can maintain the balance of active oxygen metabolism effectively， keep the integrity of cell membrane， so as to delay the senescence process and prolong the shelf life of post-harvest B. oleracea var. italica.

Key words：Brassica oleracea var. italica;pre-harvest;oxalic acid treatment;senescence;antioxidant activity

西蘭花（Brassica oleracea var. italica）又名青花菜、綠花菜，屬十字花科蕓薹屬甘藍(lán)種。近年來(lái)，中國(guó)西蘭花的種植面積不斷增加，西蘭花已成為深受中國(guó)消費(fèi)者青睞的主栽蔬菜和重要的出口創(chuàng)匯蔬菜。西蘭花含有豐富的維生素C、硫代葡萄糖苷、類黃酮、類胡蘿卜素和多酚等物質(zhì)，在清除人體自由基、抗氧化、抗衰老、抗腫瘤等方面具有顯著作用[1]。西蘭花的食用部分為幼嫩的小花蕾和花梗，其代謝非常活躍，采摘后于20～25 ℃存放1～2 d，花蕾和花梗就會(huì)松軟萎蔫，營(yíng)養(yǎng)成分也會(huì)降解[2]，嚴(yán)重影響了西蘭花的貨架壽命和商品流通。因此，采用適當(dāng)?shù)奶幚矸绞絹?lái)維持采后西蘭花的品質(zhì)一直是人們關(guān)注和研究的重點(diǎn)。目前，國(guó)內(nèi)外報(bào)道的關(guān)于西蘭花貯藏保鮮的方法主要有物理方法[如氣調(diào)[3-4]、低溫[5]、微真空[6]、發(fā)光二極管（LED）光照處理[7-8]保鮮法]和化學(xué)方法[如1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）[9]、6-芐氨基嘌呤（6-BA）[10]、ClO2[11]、果糖[12]保鮮法]。目前，高效廉價(jià)又安全無(wú)毒的西蘭花化學(xué)保鮮新技術(shù)仍然較少，因此需要深入的研究。

草酸（Oxalic acid， OA）又名乙二酸，化學(xué)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為HOOCCOOH，是廣泛分布于動(dòng)植物和真菌體內(nèi)的一種代謝產(chǎn)物。草酸作為一種天然的抗氧化劑，近年來(lái)被用于果蔬采后保鮮研究中，如梁春強(qiáng)等[13]研究發(fā)現(xiàn)，用5 mmol/L草酸對(duì)獼猴桃浸泡處理10 min，可以顯著提高獼猴桃的超氧化物歧化酶（SOD）和過(guò)氧化氫酶（CAT）活性，使其維持較高的抗氧化水平，同時(shí)可以降低活性氧的積累量，維持細(xì)胞膜的完整性，保持較好的果實(shí)品質(zhì)。此外，草酸處理可以降低枸杞的超氧陰離子自由基（O2·-）、過(guò)氧化氫（H2O2）和丙二醛（Malondialdehyde， MDA）含量，提高抗氧化酶活性，減輕自由基等對(duì)枸杞果實(shí)細(xì)胞膜的傷害，從而延緩枸杞果實(shí)的后熟衰老過(guò)程[14]。采前草酸處理可以提升獼猴桃的果實(shí)品質(zhì)，提高防御相關(guān)酶活性和抗病物質(zhì)水平，增強(qiáng)獼猴桃對(duì)青霉病的抗性[15]。還有研究發(fā)現(xiàn)，采前草酸處理可以提高洋薊[16]、桃[17]的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和抗氧化能力，延長(zhǎng)其貯藏期。然而，目前尚無(wú)關(guān)于外源草酸對(duì)西蘭花采后保鮮效果及抗氧化特性影響的研究。用草酸處理果蔬后需要一定時(shí)間使果蔬啟動(dòng)和積累防衛(wèi)反應(yīng)[18]，采前草酸處理可以避免采摘后由于二次處理而造成的機(jī)械損傷，并且采摘后可以將果蔬直接預(yù)冷后貯藏或者直接進(jìn)入市場(chǎng)銷售，從而減少采摘后處理的時(shí)間。因此，本試驗(yàn)通過(guò)研究采前草酸處理對(duì)西蘭花抗氧化特性和貯藏品質(zhì)的影響，以期為采前草酸處理在西蘭花貯藏保鮮中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1材料與方法

1.1材料與處理方法

本試驗(yàn)所用西蘭花于2018年4月30日采收于山東省壽光市高科技蔬菜示范園。選擇長(zhǎng)勢(shì)一致，大小、色澤、成熟度均一的西蘭花地塊，分成5個(gè)區(qū)域，每個(gè)區(qū)域約有150株西蘭花。采前5 d分別噴灑蒸餾水（CK）與5 mmol/L、10 mmol/L、20 mmol/L、40 mmol/L草酸水溶液，噴灑器具為手持式2 L噴壺，每個(gè)西蘭花的噴灑量約為10 ml，之后在西蘭花葉面上粘貼標(biāo)簽。將采收的西蘭花放入加冰泡沫箱內(nèi)并立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，預(yù)冷至5～6 ℃，用0.05 mm厚的聚乙烯保鮮袋分裝，在每個(gè)聚乙烯袋上打6～8個(gè)孔，每袋放4個(gè)西蘭花后將袋口折疊，以1袋西蘭花作為1個(gè)重復(fù)，每個(gè)處理設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)測(cè)定2次，取平均值。于2 ℃貯藏15 d后，轉(zhuǎn)入20 ℃貨架條件下貯藏，取樣測(cè)定時(shí)間為采收當(dāng)天、貯藏期（每3 d測(cè)定1次）、貨架期（每天測(cè)定1次）。用干凈刀片切取各處理、各重復(fù)的4個(gè)西蘭花花球小花蕾，置于液氮中速凍，并貯存于-20 ℃冰箱中，用于相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。用西蘭花鮮樣測(cè)定呼吸強(qiáng)度、相對(duì)電導(dǎo)率，將西蘭花于20 ℃平衡1 h后進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)30%的西蘭花出現(xiàn)黃化現(xiàn)象時(shí)，停止貯藏[4-5]。

預(yù)試驗(yàn)結(jié)果表明，5 mmol/L、10 mmol/L草酸處理的效果不如20 mmol/L草酸處理的效果，40 mmol/L草酸處理的效果與20 mmol/L草酸處理的效果相比并無(wú)顯著差異。綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素及高濃度草酸處理可能引起的副作用，在研究采前草酸處理延緩西蘭花衰老機(jī)制的試驗(yàn)中，本試驗(yàn)選擇在采前用20 mmol/L草酸處理西蘭花。

1.2儀器與試劑

DW-FW351型低溫冰箱，購(gòu)自中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司;ADC2250遠(yuǎn)紅外CO2分析儀，購(gòu)自英國(guó)ADC Bioscientific公司;YB型電子天平，購(gòu)自上海力能電子儀器公司;AL-104型精密分析天平，購(gòu)自梅特勒-托利多儀器有限公司;GL-20G-2型臺(tái)式多功能高速冷凍離心機(jī)，購(gòu)自上海安亭科學(xué)儀器廠;UV-1750型紫外-可見分光光度計(jì)，購(gòu)自島津國(guó)際貿(mào)易（上海）有限公司;XMTD-4000型電熱恒溫水浴鍋，購(gòu)自北京市永光明醫(yī)療儀器廠;BCD-206TMZL型冷藏冷凍箱，購(gòu)自青島海爾股份有限公司;HANNA HI9932型電導(dǎo)率儀，購(gòu)自上海精密儀器儀表有限公司。

草酸、鄰菲羅啉購(gòu)自天津市鼎盛鑫化工有限公司，無(wú)水乙醇、丙酮、冰乙酸、無(wú)水乙酸鈉、硫酸高鐵銨、維生素C、硫代巴比妥酸、氮藍(lán)四唑、核黃素乙二胺四乙酸（EDTA）二鈉、甲硫氨酸、硫代硫酸鈉、鹽酸羥胺購(gòu)自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司，α-萘胺購(gòu)自美國(guó)Aldrich公司，1，1-二苯基-2-苦肼基購(gòu)自北京百靈威科技有限公司。

1.3測(cè)定項(xiàng)目與方法

呼吸強(qiáng)度采用ADC2250型紅外線CO2分析儀進(jìn)行測(cè)定，具體參照郭衍銀等[9]的方法， 結(jié)果以1 kg樣品在1 h內(nèi)產(chǎn)生的二氧化碳質(zhì)量（mg）表示;葉綠素含量參照鄒琦[19]的方法進(jìn)行測(cè)定;維生素C含量采用鄰菲羅啉比色法[20]進(jìn)行測(cè)定;細(xì)胞膜透性用HANNA HI9932型電導(dǎo)率儀進(jìn)行測(cè)定，具體參照郭香鳳等[21]的方法;丙二醛含量、過(guò)氧化氫含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性參照趙世杰等[22]的方法測(cè)定，以抑制氯化硝基四氮唑藍(lán)（Nitrotetrazolium blue chloride， NBT）光化還原的50%作為1個(gè)SOD活性單位;超氧陰離子自由基生成速率參照文獻(xiàn)[23]的方法進(jìn)行測(cè)定;DPPH自由基清除能力參照湯月昌等[12]的方法進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果以清除率表示。

1.4數(shù)據(jù)分析

測(cè)定數(shù)據(jù)用SPSS 13.0進(jìn)行最小顯著性差異法（Least significant difference， LSD）分析和Duncans顯著性分析，顯著性水平為0.05，用Origin 8.6軟件作圖。

2結(jié)果與分析

2.1采前草酸處理對(duì)西蘭花采后呼吸強(qiáng)度的影響

從圖1A看出，在2 ℃貯藏前期，西蘭花的呼吸作用明顯下降，從貯藏3 d開始對(duì)照組的呼吸強(qiáng)度呈上升趨勢(shì);從圖1B看出，進(jìn)入20 ℃貨架后，西蘭花的呼吸強(qiáng)度迅速增強(qiáng)，并且采前20 mmol/L草酸處理顯著抑制了西蘭花呼吸強(qiáng)度的上升（P<0.05）。

同一時(shí)間不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

2.2采前草酸處理對(duì)西蘭花色澤的影響

在采后貯藏過(guò)程中，西蘭花最明顯的衰老特征為花蕾黃化，而色澤是判斷其貯藏壽命的直觀因素。由圖2A、圖2B可知，在西蘭花于2 ℃貯藏過(guò)程中，明度（L*值）呈上升趨勢(shì)，移入20 ℃貨架后，L*值迅速上升，表明其花蕾明亮度由暗到亮變化;此外，采前20 mmol/L草酸處理顯著抑制了西蘭花貯藏后期及貨架期L*值的上升（P<0.05）。由圖2C、圖2D可知，色調(diào)角（H值）在西蘭花衰老過(guò)程中整體上呈下降趨勢(shì)，采前20 mmol/L草酸處理組和CK組在2 ℃貯藏期間H值的變化趨勢(shì)一致且在2 ℃貯藏前6 d的差異不顯著;此外，采前20 mmol/L草酸處理能顯著抑制西蘭花在20 ℃貨架期間H值的下降。

2.3采前草酸處理對(duì)西蘭花采后MDA含量和細(xì)胞膜透性的影響

隨著采后衰老的加劇，西蘭花細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)被破壞。由圖3可知，隨著貯藏時(shí)間的增加，西蘭花組織內(nèi)MDA含量呈上升趨勢(shì)。2 ℃貯藏15 d時(shí)，CK組西蘭花的MDA含量為0.60 μmol/g，而采前20 mmol/L草酸處理組西蘭花的MDA含量為0.45 μmol/g;20 ℃貨架存放3 d時(shí)，CK組西蘭花的MDA含量為0.95 μmol/g，而采前20 mmol/L草酸處理組西蘭花的MDA含量為0.78 μmol/g。以上結(jié)果表明，采前草酸處理可顯著降低西蘭花組織內(nèi)MDA的積累。

A：2 ℃、不同貯藏時(shí)間L*值的變化;B：20 ℃、不同貨架期L*值的變化;C：2 ℃、不同貯藏時(shí)間H值的變化;D：20 ℃、不同貨架期H值的變化。同一時(shí)間不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

同一時(shí)間不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

由圖4可見，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，西蘭花的細(xì)胞膜透性呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，在貯藏期前9 d上升速度緩慢，移入20 ℃貨架之后迅速上升;采前20 mmol/L草酸處理的西蘭花在2 ℃貯藏9 d后及貨架期細(xì)胞膜透性顯著低于對(duì)照組，2 ℃貯藏15 d時(shí)，CK組西蘭花的細(xì)胞膜透性為6.59%，而采前20 mmol/L草酸處理組西蘭花的細(xì)胞膜透性為5.33%;在貨架存放3 d，CK組西蘭花的細(xì)胞膜透性為14.03%，而采前20 mmol/L草酸處理組西蘭花的細(xì)胞膜透性為8.90%?？梢姴汕安菟崽幚砭S持了西蘭花細(xì)胞膜的完整性，延緩了西蘭花品質(zhì)的劣變。

2.4采前草酸處理對(duì)西蘭花采后O2·-生成速率和H2O2含量的影響

由圖5、圖6可見，在2 ℃貯藏過(guò)程中，西蘭花的O2·-生成速率與H2O2含量的變化趨勢(shì)一致，呈上升趨勢(shì);在整個(gè)貯藏過(guò)程中，采前20 mmol/L草酸處理組的O2·-生成速率和H2O2含量均低于CK組。移入貨架后，O2·-生成速率與H2O2含量迅速上升，采前20 mmol/L草酸處理顯著抑制了西蘭花貨架期O2·-的生成速率與H2O2含量的上升（P<0.05）。

同一時(shí)間不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

同一時(shí)間不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

同一時(shí)間不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

2.5采前草酸處理對(duì)西蘭花采后DPPH自由基清除率的影響

由圖7可見，在2 ℃貯藏過(guò)程中，西蘭花對(duì)DPPH·的清除率呈上升趨勢(shì);在貯藏期、貨架期，采前20 mmol/L草酸處理組西蘭花對(duì)DPPH·的清除能力（清除率）均高于CK組，說(shuō)明采前草酸處理能提高采后西蘭花的抗氧化能力。

同一時(shí)間不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

由圖8可知，在貯藏期和貨架期，對(duì)照組和20 mmol/L草酸處理組的西蘭花SOD活性呈下降→上升→下降的趨勢(shì)，并且處理組西蘭花的SOD活性在大部分時(shí)間顯著高于CK組（P<0.05）。

同一時(shí)間不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

由圖9可見，CK組與20 mmol/L草酸處理組西蘭花的CAT活性變化趨勢(shì)在貯藏期和貨架期較一致，且草酸處理組CAT活性在大部分時(shí)間顯著高于對(duì)照組（P<0.05）。

同一時(shí)間不同處理間標(biāo)有不同小寫字母表示差異顯著（P<0.05）。

3討論

西蘭花在冷藏后，貨架壽命一般僅1～2 d，直接影響了西蘭花的銷售和商品價(jià)值。本研究結(jié)果表明，將對(duì)照組西蘭花在2 ℃貯藏15 d后，于20 ℃貨架存放3 d就失去了商品價(jià)值，而采前20 mmol/L草酸處理抑制了西蘭花呼吸強(qiáng)度的上升，延緩了西蘭花的顏色變化，使其在20 ℃貨架存放4 d后仍具有一定的商品價(jià)值，可見采前草酸處理在西蘭花保鮮中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

外源草酸在毫摩爾濃度水平便具有極強(qiáng)的抗氧化性，在果蔬采后貯藏保鮮過(guò)程中，草酸處理可降低果蔬的細(xì)胞壁代謝、提高果蔬抗氧化能力、抑制果蔬呼吸強(qiáng)度的上升，并且能延緩果蔬的成熟衰老進(jìn)程，抑制果蔬采后褐變的發(fā)生，誘導(dǎo)植物體內(nèi)防御酶活性的增加，還能顯著誘導(dǎo)植物產(chǎn)生系統(tǒng)獲得抗性[24]，其在采后果蔬保鮮中的作用已受到國(guó)內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注[25-27]。在正常的果蔬細(xì)胞中，活性氧的代謝維持著動(dòng)態(tài)平衡，在果蔬采后衰老過(guò)程中，活性氧產(chǎn)生與清除之間的平衡被破壞，產(chǎn)生的活性氧不能及時(shí)被清除，造成植物體內(nèi)活性氧自由基累積。活性氧自由基有很強(qiáng)的氧化能力，濃度過(guò)高時(shí)會(huì)傷害脂類、蛋白質(zhì)和核酸等生物大分子，從而對(duì)果蔬細(xì)胞膜系統(tǒng)造成氧化損傷，造成細(xì)胞內(nèi)容物的氧化損失。果蔬的抗氧化體系可以清除由于衰老而產(chǎn)生的自由基積累，維持機(jī)體正常代謝，在延緩果蔬成熟的進(jìn)程中具有重要作用[20，28-29]。植物自身的抗氧化體系有非酶促體系[30-31]、酶促體系等[32]，西蘭花中豐富的維生素C、維生素E、胡蘿卜素、類黃酮和酚類等抗氧化物質(zhì)構(gòu)成了非酶促清除體系，而SOD、POD（過(guò)氧化物酶）和CAT等抗氧化酶構(gòu)成了酶促清除體系。DPPH自由基清除能力是用于評(píng)價(jià)抗氧化能力的重要指標(biāo)，本試驗(yàn)結(jié)果表明，采前草酸處理顯著提升了西蘭花對(duì)DPPH自由基的清除能力，這可能與草酸本身是一種較強(qiáng)的抗氧化物質(zhì)及草酸處理提高了抗氧化酶的活性有關(guān)。鄭小林等[28]研究發(fā)現(xiàn)，草酸處理可以提高杧果采后果實(shí)中抗壞血酸-谷胱甘肽循環(huán)系統(tǒng)中抗壞血酸氧化酶和谷胱甘肽還原酶活性以及還原型抗壞血酸、還原型谷胱甘肽抗氧化劑水平，增強(qiáng)杧果對(duì)活性氧自由基的清除能力，減輕其膜脂過(guò)氧化傷害，進(jìn)而延緩芒果的成熟衰老進(jìn)程。本試驗(yàn)結(jié)果表明，采前草酸處理提高了西蘭花組織中SOD、CAT活性，這與前人對(duì)桃[17]、芒果[33]、杏[34]、香蕉[35]等的研究結(jié)果一致。由此說(shuō)明，采前草酸處理可以通過(guò)調(diào)節(jié)SOD、CAT活性，抑制西蘭花O·-2的生成速率和H2O2含量的上升，延緩由于活性氧積累所導(dǎo)致的膜系統(tǒng)氧化損傷，維持細(xì)胞膜的完整性，從而延緩西蘭花采后的衰老進(jìn)程，保持西蘭花的品質(zhì)。

4結(jié)論

采前草酸處理能夠有效抑制西蘭花采后貯藏期間呼吸強(qiáng)度的上升，延緩西蘭花花球的褪綠黃化，誘導(dǎo)SOD、CAT活性的提高，抑制活性氧自由基的累積，進(jìn)而提高采后西蘭花的抗氧化能力，延緩其后熟衰老。草酸作為生物體內(nèi)一種天然的代謝產(chǎn)物，在果蔬保鮮中使用的濃度較低，不會(huì)對(duì)采后果蔬的食用安全造成影響，并且草酸處理具有操作簡(jiǎn)單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，因而采前草酸處理為西蘭花的貯藏保鮮提供了一種新的安全方便可行的方法。

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（責(zé)任編輯：徐艷）