蘆玉佳，李 玲，張亞琳，張文娜，馬海娟，朱 璇

（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院 烏魯木齊 830052）

杏（Prunus armeniacaL.）屬薔薇科李屬植物[1]，普遍種植于溫帶地區(qū)，具有很高的營養(yǎng)價值。新疆是杏的重要栽培中心，其特殊的自然環(huán)境使杏果實具有品質(zhì)優(yōu)良，含糖量高，果肉多汁等特點[2]。杏是呼吸躍變型果實，采后生理代謝旺盛，后熟快。在貯運時，杏果實易受到病原微生物的侵染，從而發(fā)生腐爛，造成大量損失[3]。尋找安全、有效的采后果蔬貯藏保鮮方法，已成為亟待解決的重要問題。

臭氧是一種活性高，滲透性強，無殘留的強氧化劑，具有延緩果蔬后熟，抑制品質(zhì)下降等特點[4]。在采后果蔬的研究中發(fā)現(xiàn)，臭氧處理可以保持草莓[5]、桑葚[6]等果蔬的品質(zhì)，延長貯藏時間。臭氧處理是目前果蔬貯藏最為有效的物理保鮮技術(shù)之一，其對真菌、細菌等有強烈的直接殺滅作用[7]。Luo 等[8]在對獼猴桃的研究中證實臭氧能抑制灰霉孢子的萌發(fā)及菌絲發(fā)育，顯著降低發(fā)病率。冷藏期間將柑橘暴露在富含臭氧的環(huán)境中，可顯著抑制意大利青霉（Penicillium italicum）的正常生長[9]。

臭氧除了直接的殺菌作用，還能通過誘導(dǎo)果實防御反應(yīng)來抵抗外界病原菌的侵染，臭氧處理能有效激活抗氧化防御系統(tǒng)，提高樹莓的抗氧化能力，從而提高果實的抗病性[10]。Ioannis 等[11]研究表明臭氧可增加獼猴桃總酚類黃酮的含量，顯著提高抗氧化活性，從而減少冷藏過程中獼猴桃的發(fā)病率。在對番茄[12]的研究中也發(fā)現(xiàn)，臭氧通過誘導(dǎo)植物分泌植保素如白藜蘆醇等，降低果實的腐爛率。

目前臭氧處理主要集中在通過直接殺菌作用延緩果實腐爛及保持其品質(zhì)等方面的研究，然而通過調(diào)控活性氧代謝與增強果蔬抗病性關(guān)系的研究鮮見報道。本試驗采用臭氧處理杏果實，研究臭氧處理對杏果實自然發(fā)病率及活性氧相關(guān)酶活性的影響，探究臭氧處理誘導(dǎo)杏果實抗病性的作用機理，為臭氧廣泛應(yīng)用于果蔬的貯藏提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

“賽買提”杏，采自新疆庫車縣烏恰鎮(zhèn)，選取可溶性固形物為12.0%～13.0%，硬度為（18.0±0.5）N，無機械傷、無腐爛、個體均一的果實作為試驗用果，當天運回實驗室，于5 ℃預(yù)冷24 h。

1.2 試劑與儀器

聚乙烯吡咯烷酮、α-萘胺、冰醋酸、濃氨水、硫酸、鹽酸、丙酮、氮藍四唑、三氯乙酸、無水醋酸鈉、愈創(chuàng)木酚均為國產(chǎn)分析純級。

試驗主要儀器如表1 所示。

表1 試驗主要儀器Table 1 Test main instrument

1.3 試驗預(yù)處理

預(yù)試驗結(jié)果表明預(yù)處理杏果實的臭氧最佳濃度為200 mg/m3，處理方法參照李玲等[13]的方法，將臭氧氣體通入密封箱（70.0 L）中，箱內(nèi)臭氧氣體濃度達到200 mg/m3時，密閉處理30 min，對照組為密封箱不通入臭氧氣體的杏果實。每隔7 d 處理一次，每組處理用果3.0 kg，試驗重復(fù)3 次，熏蒸后置于冷庫【溫度（1.0±0.5）℃，RH 90%～95%】中低溫貯藏49 d，每7 d 測定各項指標。

1.4 指標測定

1.4.1 自然發(fā)病率 定期統(tǒng)計貯藏期杏果實的自然發(fā)病情況，單個杏果實病斑直徑達4.0 mm 以上計為發(fā)病果，統(tǒng)計結(jié)果用百分數(shù)表示[14]。

1.4.2 H2O2含量的測定 參照曹建康等[15]的方法，結(jié)果以μmol/g 表示。

1.4.3 超氧陰離子（O2-·）產(chǎn)生速率的測定 參照Li 等[16]的方法，單位為nmol/min·g。

1.4.4 ROS 清除酶活性測定 過氧化氫酶（CAT）活性測定參照吳媛媛等[17]的方法，抗壞血酸過氧化物酶（APX）測定參照曹建康等[15]的方法，超氧化物歧化酶（SOD）測定參照黃余年等[18]的方法，過氧化物酶（POD）活性測定參照王星星等[19]的方法。

1.4.5 丙二醛含量的測定 參照Shan 等[20]的方法，單位為μmol/g。

1.4.6 細胞膜滲透率的測定 參照曹建康等[15]的方法，采用電導(dǎo)率法，結(jié)果用百分數(shù)表示。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 26.0 軟件，利用t 檢驗進行差異顯著性分析，P＜0.05 表示差異顯著，采用Origin 2020 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧處理對杏果實自然發(fā)病率的影響

由圖1 可知，杏果實的自然發(fā)病率在貯藏期間呈上升趨勢，且200 mg/m3臭氧處理組杏果實自然發(fā)病率顯著低于對照組（P＜0.05）。在第14 天時，對照組杏果實已發(fā)病，而臭氧處理組的杏果實在21 d 才開始發(fā)病，到35 d 時，200 mg/m3臭氧處理組杏果實的自然發(fā)病率為7.67%，比對照組低72.28%（P＜0.05）。在貯藏結(jié)束時，臭氧組自然發(fā)病率比對照組低61.94%（P＜0.05）。結(jié)果表明，200 mg/m3臭氧處理能顯著降低杏果實的自然發(fā)病率并有效推遲發(fā)病時間。

圖1 臭氧處理對杏果實自然發(fā)病率的影響Fig.1 Effects of ozone on disease incidence of apricot fruit

2.2 臭氧處理對杏果實H2O2 含量的影響

活性氧產(chǎn)生的H2O2可以直接攻擊病原菌，抑制病原微生物發(fā)育，另一方面，H2O2還能調(diào)控植物防御系統(tǒng)[21]。如圖2 所示，貯藏前期（0～21 d），臭氧處理組H2O2迅速積累，14 d 時達到峰值。貯藏后期，臭氧誘導(dǎo)CAT 酶活性升高，H2O2含量逐漸下降，到28 d 時，對照組杏果實H2O2含量比200 mg/m3臭氧處理組高14.54%（P＜0.05）。第42 天時，臭氧處理組杏果實H2O2含量僅為26.59 μmol/g，比對照組低21.20%（P＜0.05），貯藏結(jié)束時，對照組H2O2含量是臭氧處理組的1.26 倍（P＜0.05）。

圖2 臭氧處理對杏果實過氧化氫含量的影響Fig.2 Effects of ozone treatment on H2O2 content of apricot fruit

2.3 臭氧處理對杏果實CAT 活性的影響

從圖3 可以看出，隨貯藏期間的延長，臭氧處理組杏果實的CAT 活性先略下降后升高，在第35天上升至峰值。對照組杏果實的CAT 活性在7 d達到峰值，是處理組的2.43 倍（P＜0.05），貯藏后期（21～49 d），對照組杏果實的CAT 活性開始逐漸下降。200 mg/m3臭氧處理組的CAT 活性在第35 天達到最大值（113 U），是對照組的2.0 倍（P＜0.05），貯藏第49 天時，臭氧組杏果實的CAT 活性比對照組高48.43%（P＜0.05）。結(jié)果表明，200 mg/m3臭氧處理的杏果實能保持較高的CAT 活性。

圖3 臭氧處理對杏果實CAT 活性的影響Fig.3 Effects of ozone treatment on CAT activity of apricot fruit

2.4 臭氧處理對杏果實超氧陰離子產(chǎn)生速率的影響

如圖4 所示，杏果實的O2-·在貯藏前期（0～28 d）急速增加。與對照組相比，臭氧處理組顯著抑制了貯藏期間果實中O2-·的上升（P＜0.05）。第14 天時，對照組的O2-·產(chǎn)生速率是臭氧處理組的1.41倍（P＜0.05），到28 d 時，兩組杏果實的O2-·產(chǎn)生速率均達到峰值，200 mg/m3臭氧處理組的O2-·產(chǎn)生速率為1 220 nmol/min·g，比對照組低17.3%（P＜0.05）。隨著貯藏時間的延長，O2-·產(chǎn)生速率逐漸下降，而200 mg/m3臭氧處理組O2-·產(chǎn)生速率始終低于對照組，貯藏結(jié)束時，對照組O2-·產(chǎn)生速率是臭氧處理組的1.58 倍（P＜0.05），說明臭氧處理能夠顯著延緩杏果實O2-·的產(chǎn)生速率。

圖4 臭氧處理對杏果實O2-·產(chǎn)生速率的影響Fig.4 Effect of ozone treatment on O2-·production rate of apricot fruit

2.5 臭氧處理對杏果實SOD 活性的影響

由圖5 可知，200 mg/m3臭氧處理組SOD 活性在杏果實貯藏期間均高于對照組。貯藏前期（0～28 d），兩組SOD 活性呈上升趨勢。到7 d 時，臭氧處理組杏果實SOD 活性比對照組高20.09%（P＜0.05），在第28 天時，臭氧處理組杏果實SOD 活性達到5.40 U，比對照組高22.81%（P＜0.05）。隨著貯藏時間的延長，杏果實SOD 活性逐漸下降。在貯藏第49 天時，臭氧處理組SOD 活性為4.14 U，是對照組的1.14 倍（P＜0.05），上述結(jié)果表明臭氧處理能夠有效提高杏果實的SOD 活性。

圖5 臭氧處理對杏果實SOD 活性的影響Fig.5 Effect of ozone treatment on SOD activity of apricot fruit

2.6 臭氧處理對杏果實APX 活性的影響

由圖6 可知，貯藏期間，與對照組相比，200 mg/m3臭氧處理能顯著提高APX 活性（P＜0.05）。貯藏21 d 時，臭氧處理組的APX 活性為13.52 U，是對照組的1.37 倍（P＜0.05），在貯藏第35 天時，200 mg/m3臭氧處理杏果實的APX 活性達到峰值，此時臭氧處理組杏果實APX 活性是對照組的1.91 倍（P＜0.05）。貯藏后期（35～49 d），APX 活性逐漸降低，貯藏至49 d 時，臭氧處理組杏果實的APX 活性比對照組高57.49%（P＜0.05）。由此表明，臭氧處理能夠有效提高貯藏期間杏果實的APX 活性。

圖6 臭氧處理對杏果實APX 活性的影響Fig.6 Effects of ozone treatment on APX activity of apricot fruit

2.7 臭氧處理對杏果實POD 活性的影響

由圖7 可知，在杏果實貯藏期間，200 mg/m3臭氧處理組POD 活性均高于對照組。從開始貯藏至貯藏21 d，臭氧處理組杏果實POD 活性上升迅速，到14 d 時，臭氧處理組杏果實的POD 活性比對照組高11.24%（P＜0.05）。貯藏28 d 時，臭氧處理組POD 活性是對照組的1.06 倍，差異顯著（P＜0.05），貯藏結(jié)束時，臭氧處理組的POD 活性為1.98 U，比對照組高14.98%（P＜0.05）。由此說明臭氧處理提高了貯藏過程中杏果實的POD 活性。

圖7 臭氧處理對杏果實POD 活性的影響Fig.7 Effects of ozone treatment on POD activity of apricot fruit

2.8 臭氧處理對杏果實MDA 含量的影響

MDA 是膜脂過氧化的產(chǎn)物，其含量表明果蔬細胞受脅迫的程度[22]。由圖8 可知，在杏果實貯藏過程中，杏果實的MDA 含量不斷增加，200 mg/m3臭氧處理組的MDA 含量顯著低于對照組（P＜0.05）。貯藏前期（0～14 d），對照組杏果實的MDA含量變化較大，上升迅速，在貯藏14 d 時，對照組的MDA 含量是處理組的1.40 倍（P＜0.05）。到21 d 時，對照組MDA 含量為3.15 μmol/g，是處理組的1.36 倍（P＜0.05），貯藏后期，MDA 含量上升緩慢，在第49 天時，臭氧處理組MDA 含量比對照組低20.78%（P＜0.05）。結(jié)果表明臭氧處理可抑制杏果實貯藏期MDA 含量的上升。

圖8 臭氧處理對杏果實MDA 含量的影響Fig.8 Effects of ozone treatment on MDA content of apricot fruit

2.9 臭氧處理對杏果實細胞膜滲透率的影響

由圖9 可知，杏果實的細胞膜滲透率在貯藏期間逐漸上升，貯藏前期（0～21 d），兩組杏果實細胞膜滲透率無顯著差異。第7 天時，200 mg/m3臭氧處理組的細胞膜滲透率為24.53%，比對照組低8.16%，在貯藏28～49 d 時，臭氧處理抑制了細胞膜滲透率的升高，200 mg/m3臭氧處理組杏果實細胞膜滲透率顯著低于對照組（P＜0.05）。在貯藏結(jié)束時，200 mg/m3臭氧處理杏果實的細胞膜滲透率為61.32%，對照組杏果實的細胞膜滲透率是臭氧組的1.37 倍（P＜0.05）。由此說明臭氧可有效抑制杏果實細胞膜滲透率的升高，保持細胞膜的完整性。

圖9 臭氧處理對杏果實細胞膜滲透率的影響Fig.9 Effect of ozone treatment on cell membrane permeability of apricot fruit

3 討論

臭氧是大氣中的一種天然物質(zhì)，具有很強的氧化能力和高效的殺菌作用，在空氣中會逐漸分解成氧氣，無殘留[23]。臭氧處理具有直接殺菌作用，不僅可以抑制真菌孢子萌發(fā)與生長，降低果蔬自然發(fā)病率，還能清除農(nóng)藥殘留[24]。Gabler 等[25]研究發(fā)現(xiàn)高濃度臭氧處理顯著降低了葡萄果實灰霉菌的發(fā)病率，并減少4 種常用殺菌劑的殘留量。袁乙平等[26]在對青梅的研究中發(fā)現(xiàn)，臭氧處理能顯著抑制皮落青霉、米曲霉和日本曲霉的孢子萌發(fā)率，抑制產(chǎn)孢能力、菌絲生長量及菌落擴展。臭氧處理能導(dǎo)致互隔交鏈孢菌絲萎縮和孢子褶皺，抑制其生長，還能降解3 種交鏈孢毒素[27]。

活性氧是一類具有化學(xué)活性、氧化能力強的氧分子，主要包括O2-·和H2O2[28]。本試驗結(jié)果表明，臭氧處理組早期H2O2含量顯著高于對照組，較高的H2O2含量具有直接殺菌的作用并能作為信號分子刺激杏果實啟動寄主的防御反應(yīng)，對病原菌侵染做出抗病反應(yīng)[29]。然而，H2O2和O2-·一直保持在較高水平會引起膜脂過氧化，造成細胞膜結(jié)構(gòu)的破壞和功能喪失[30-31]。SOD、POD、CAT、APX是植物酶促防御系統(tǒng)的重要組成部分，他們協(xié)同作用以清除活性氧，避免過多活性氧累積對植物組織造成氧化脅迫[32-33]。從本試驗結(jié)果可知，臭氧處理組的CAT、SOD、POD、APX 等抗氧化酶活性顯著高于對照組，臭氧誘導(dǎo)杏果實體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)中相關(guān)酶活性的增強，有效降低了杏果實體內(nèi)積累的O2-·和H2O2的含量，使杏果實抗氧化系統(tǒng)平衡，降低細胞膜滲透率和MDA 含量，減緩膜脂過氧化程度。血橙[34]、樹莓[35]、葡萄[36]的研究中也表明果蔬抗病性的增強與活性氧代謝和保持抗氧化系統(tǒng)的平衡有密切關(guān)系。

以上結(jié)果表明，臭氧不僅具有直接殺菌作用，而且通過調(diào)控活性氧代謝增強杏果實的抗病性，有效降低杏果實的發(fā)病率，延長貯藏期。

4 結(jié)論

綜上所述，200 mg/m3臭氧處理能顯著降低杏果實的自然發(fā)病率，提高APX、SOD、POD 和CAT酶的活性，減緩H2O2含量及O2-·的產(chǎn)生速率，抑制MDA 含量及細胞膜滲透率的上升，由此表明，臭氧可以通過調(diào)控活性氧代謝增強杏果實的抗病性。