刘洪竹，陈双颖，李进才

（天津大学化工学院，天津300072）

近年来，随着人们生活与消费观念的转变，国内外鲜切果蔬市场发展迅速[1]，我国作为世界上最大的果蔬生产和消费国，鲜切果蔬市场潜力巨大。鲜切果蔬具有加工简单、品质新鲜、安全卫生、食用方便和增值幅度大等优点[2]，但鲜切加工使果蔬组织受到机械损伤，致使失水较多、氧分压增大、切面细胞分室隔离破坏、组织间物质交换隔绝，也会加剧微生物侵染。这些逆境胁迫会诱发果蔬组织呼吸速率增大、乙烯生成增多及活性氧水平提高等生理变化，从而使组织衰老和品质劣变加快[3]。目前关于鲜切果蔬保鲜技术研发，主要有化学保鲜剂[4-5]、紫外线辐射处理[3，6]和气调包装[6]，冷激与热激（冷热激）处理也可以延缓组织衰老、抑制微生物侵染、保持果蔬产品品质[7-10]，且无毒无害、成本低廉、操作简便。但是，不同蔬菜采后的组织构造、生理代谢及抗逆能力等生态特征和生理特性差异较大，对冷热激处理的反应可能也有较大差异。为了进一步探究冷热激处理抑制鲜切蔬菜衰老机制，本研究以叶片组织的甘蓝、鳞茎组织的洋葱和地下根组织的胡萝卜3种鲜切蔬菜为材料，对冷热激处理后衰老生理指标可溶性糖、可溶性蛋白质和丙二醛（MDA）含量变化，以及与采后衰老密切相关的抗氧化酶超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性变化进行了分析比较。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

甘蓝（Brassica oleracea L.var.capitata L.）、洋葱（Allium cepa L.）、胡萝卜（Daucus carota L.） 选采后无病虫和机械伤、大小均匀、成熟度一致的果实，甘蓝去除叶球外层及中心部叶片，切为约2.5cm见方小片；洋葱去除鳞茎外层及中心部鳞片，切为约2.0cm见方小块；胡萝卜去掉头尾部分，切割成厚度约0.5cm薄片。切割后的3种蔬菜，迅速进行冷热激处理条件选择实验；黄嘌呤氧化酶、愈创木酚、牛血清蛋白 日本Nacalai Tesque公司；蒽酮、硫代巴比妥酸、三氯乙酸、酒石酸钠、过氧化氢、盐酸羟胺、对氨基苯磺酸等 均为国产分析纯。

7230G可见分光光度计、FA2204B电子天平 上海精密科学仪器有限公司；HH数显恒温水浴锅 金城国胜实验仪器厂；KDC-160HR高速冷冻离心机 科大创新股份有限公司；卧式低温冷柜 青岛海尔股份有限公司。

1.2 冷热激处理条件选择实验

参照冷热激处理采后果蔬的研究[1，7-10]，采用不同温度的水，分别浸泡3种鲜切蔬菜，一定时间后沥去表面水分，装入聚苯乙烯餐盒，每盒约100g，于20℃条件下贮藏，实验方案见表1。

表1 不同冷热激条件Table 1 Cold shock and heat shock treatments in three fresh-cut vegetables

鲜切甘蓝贮藏6d后、洋葱和胡萝卜贮藏8d后，参考Du等[4]的感官评定法，由7名年龄在20～25岁的评定人员进行感官评分，评分内容及标准见表2。据感官品质指标选出效果较好的冷热激处理条件，进行冷热激对衰老生理机能影响实验。

表2 感官评分标准Table 2 Criteria for sensory evaluation of fresh-cut vegetables

1.3 冷热激对衰老生理机能影响实验

据冷热激处理条件选择实验结果，冷热激对衰老生理机能影响实验处理为：鲜切甘蓝冷激处理0℃20min，热激处理35℃ 1min，对照20℃ 1min；鲜切洋葱冷激处理0℃ 5min，热激处理48℃10min，对照20℃10min；鲜切胡萝卜冷激处理0℃ 50min，热激处理48℃ 10min，对照20℃ 10min。每处理3次重复，处理后沥去表面水分，装入聚苯乙烯餐盒，每盒约100g，于20℃贮藏。贮藏过程中，甘蓝每1d取样1次，6d后取样结束，洋葱与胡萝卜每2d取样1次，8d后取样结束。每个样品2g，-20℃贮藏，取样结束后统一进行衰老生理指标测定。

1.4 衰老生理指标及抗氧化酶活性测定

可溶性糖含量测定采用蒽酮比色法[11]，MDA含量测定采用硫代巴比妥酸（TBA）法[12]，可溶性蛋白质含量测定采用Folin-酚试剂法。

在4℃低温条件下，冷冻样品2g用50mmol/L磷酸缓冲液（pH7.0，含0.5%PVPP，3mmol/L EDTA）8mL磨碎，12000×g离心20min，上清液用于SOD、CAT和POD活性测定，3种抗氧化酶活性测定分别采用改良黄嘌呤氧化酶法[13]、氧气计量法[8]和愈创木酚法[1]。

1.5 数据处理

数据采用SPSS 19.0软件进行误差和显著性差异统计分析。

2 结果与讨论

2.1 冷热激处理对感官品质的影响

图1 不同冷热激处理对鲜切甘蓝、洋葱和胡萝卜感官品质的影响Fig.1 Effect of cold shock and heat shock treatments on sensory quality of fresh-cut cabbage，fresh-cut onion and fresh-cut carrot

色泽、质地、气味及新鲜度等感官品质直接影响消费者的购买欲望，是衡量保鲜效果的重要品质指标，与衰老生理密切相关。适宜的冷热激处理可有效保持鲜切蔬菜色泽、质地，抑制褐变及异味产生，延缓感官品质下降，延长货架期。如图1所示，鲜切甘蓝冷热激处理后20℃贮藏6d时，冷激处理Ⅰ（0℃20min）及热激处理A（35℃ 1min）的感官品质最好，高于对照（20℃ 1min）（p＜0.01）；鲜切洋葱冷热激处理后贮藏8d时，冷激处理Ⅰ（0℃ 5min）和热激处理A（48℃10min）感官品质最好，高于对照（p＜0.05）；鲜切胡萝卜冷热激处理后贮藏8d时，冷激处理Ⅲ（0℃ 50min）的感官品质最好，高于对照（p＜0.01）。在青花菜冷热激处理[8]、鲜切甜瓜热激处理[14]研究中也观测到类似保鲜效果。

但是，冷热激处理不当，时间过长或不足，温度过高或较低，反而会加速鲜切蔬菜品质下降。甘蓝热激处理B（45℃ 1min）、C（55℃ 1min），洋葱冷激处理Ⅲ（0℃ 50min）和热激处理B（52℃ 10min）、C（56℃10min），以及胡萝卜热激处理A（48℃ 10min）、B（52℃10min）和C（56℃ 10min），感官评价均低于对照（p＜0.01），谷会等[15]对辣椒冷处理的研究、尹海蛟等[9]对黄瓜热处理的研究也得到了相同结论。

2.2 冷热激处理对衰老生理指标的影响

2.2.1 可溶性糖含量 可溶性糖含量是鲜切果蔬的重要品质指标，其含量变化是反映果蔬组织衰老的重要生理指标[10]。如图2所示，甘蓝、洋葱和胡萝卜3种鲜切蔬菜在20℃贮藏期间可溶性糖含量逐渐下降；鲜切甘蓝冷激处理可溶性糖在贮藏1～3d和6d时高于对照，热激处理在贮藏1～4d和6d时高于对照（p＜0.05）；鲜切洋葱冷激处理在贮藏2～8d时高于对照，热激处理在贮藏6～8d时高于对照（p＜0.05）；鲜切胡萝卜冷激处理在贮藏2d和6～8d时高于对照，热激处理与对照无显著差异（p＞0.05）。这些结果表明，适宜的冷热激处理可以抑制鲜切蔬菜贮藏期间可溶性糖含量减少，Lemoine等[10]在鲜切青花菜热处理研究中也观测到了可溶性糖含量减少被抑制现象。

图2 冷热激处理对鲜切甘蓝（a）、洋葱（b）和胡萝卜（c）可溶性糖含量的影响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 可溶性蛋白质含量 可溶蛋白质含量与植物细胞衰老密切相关，也是反映果蔬组织衰老的重要生理指标[10]。如图3所示，甘蓝、洋葱和胡萝卜3种鲜切蔬菜在20℃贮藏期间可溶性蛋白质含量逐渐下降；鲜切甘蓝冷激处理在贮藏3～6d时高于对照，热激处理在贮藏1～6d时高于对照（p＜0.05）；鲜切洋葱冷激处理和热激处理在贮藏2～8d时均高于对照（p＜0.05）；鲜切胡萝卜冷激处理在贮藏2～8d时高于对照和热激处理，热激处理仅在贮藏2～4d时低于对照（p＜0.05）。这些结果表明，适宜的冷热激处理可以保持鲜切蔬菜贮藏期间可溶性蛋白质含量，与鲜切青花菜热激处理[10]研究结果一致。

图3 冷热激处理对鲜切甘蓝（a）、洋葱（b）和胡萝卜（c）可溶性蛋白质含量的影响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是细胞膜脂质过氧化的终产物，积累越多表明细胞衰老程度越高[16]。如图4所示，甘蓝、洋葱和胡萝卜3种鲜切蔬菜在20℃贮藏期间MDA含量逐渐增多；鲜切甘蓝冷激处理在贮藏4～6d时低于对照，热激处理在贮藏3～6d时低于对照（p＜0.05）；鲜切洋葱冷激处理和热激处理在贮藏6～8d时均低于对照（p＜0.05）；鲜切胡萝卜冷激处理在贮藏6～8d时低于对照（p＜0.05），热激处理在贮藏4～8d时高于对照（p＜0.01）。这些结果表明，适宜的冷热激处理可以抑制鲜切蔬菜贮藏期间MDA积累，不适宜的冷热激处理则会加速MDA积累，赵习姮等[7]在樱桃番茄和芒果的冷热激处理，谷会等[15]在辣椒冷激处理研究中也观察到在不同冷热激处理下MDA积累被抑制及被加速的生物学现象。

图4 冷热激处理对鲜切甘蓝（a）、洋葱（b）和胡萝卜（c）MDA含量的影响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 冷热激处理对抗氧化酶的影响

2.3.1 SOD活性 SOD是植物细胞抗氧化酶系统的主要酶类，可催化歧化超氧阴离子（O2-·）为H2O2和O2，抑制O2-·对植物组织的伤害。如图5所示，鲜切甘蓝冷激处理的SOD活性在贮藏2～3d和6d时大于对照，热激处理在贮藏1～4d和6d时大于对照（p＜0.05）；鲜切洋葱冷激处理在贮藏2～8d时大于对照，热激处理在贮藏4～8d时大于对照（p＜0.05）；鲜切胡萝卜冷激处理在贮藏2～8d时大于对照，而热激处理在贮藏4～6d时小于对照（p＜0.05）。这些结果表明，适宜的冷热激处理可以诱导提高鲜切蔬菜贮藏期间SOD活性，不适宜的冷热激处理则会抑制SOD活性，与Zhang等[8]对青花菜热激处理研究结果一致。

图5 冷热激处理对鲜切甘蓝（a）、洋葱（b）和胡萝卜（c）SOD活性的影响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可将活性氧H2O2酶促分解为O2和H2O，消除H2O2对植物组织的伤害。如图6所示，鲜切甘蓝冷激处理和热激处理的CAT活性均在贮藏2～3d和5～6d时大于对照（p＜0.05）；鲜切洋葱冷激处理在贮藏4～8d时大于对照，热激处理在贮藏2～4d时大于对照（p＜0.05）；鲜切胡萝卜冷激处理在贮藏4～8d时大于对照，热激处理在贮藏2～8d时小于对照（p＜0.05）。这些结果表明，适宜冷热激处理可诱导提高鲜切蔬菜贮藏期间CAT活性，不适宜的冷热激处理则会抑制CAT活性，在冷热激处理青花菜[8]和冷激处理辣椒[15]的研究中也观测到CAT活性被诱导提高及被抑制的生物学现象。

图6 冷热激处理对鲜切甘蓝（a）、洋葱（b）和胡萝卜（c）CAT活性的影响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还原为H2O，但POD同时催化产生各类自由基产物，会加剧膜脂质的过氧化，促进采后果蔬组织衰老，POD活性增大还会导致组织褐变、木质素沉积等衰老反应[1]。如图7所示，鲜切甘蓝冷激处理和热激处理的POD活性在贮藏2～6d时小于对照（p＜0.05）；鲜切洋葱冷激处理在贮藏4～8d时小于对照，热激处理在贮藏4～6d时小于对照（p＜0.05）；鲜切胡萝卜冷激处理和热激处理均在贮藏2～8d时小于对照（p＜0.05）。这些结果表明，适宜的冷热激处理可以抑制鲜切蔬菜贮藏期间POD活性，Alegria等[1，3]在鲜切胡萝卜研究中也观测到类似生物学现象。不适宜的冷热激处理则会过度抑制POD活性，范腾等[17]也报道胡萝卜在30℃以上高温下POD活性会显著变小。

图7 冷热激处理对鲜切甘蓝（a）、洋葱（b）和胡萝卜（c）POD活性的影响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）

鲜切加工和冷热激处理对于蔬菜细胞组织都造成了逆境胁迫，但切割带来的组织破坏、失水增多、呼吸速率增大、乙烯形成增多等都是不可逆的；而冷热激处理对蔬菜组织产生的逆境胁迫比较温和，且时间短暂，可诱导提高抗氧化酶防御机制，从而起到抑制衰老、保持品质的作用[1，3，8，15]。综合以上实验结果与讨论，鲜切甘蓝冷激0℃ 20min和热激35℃ 1min处理，鲜切洋葱冷激0℃ 5min和热激48℃ 10min处理，鲜切胡萝卜冷激0℃ 50min处理，均可诱导提高20℃贮藏期间SOD和CAT活性，抑制POD活性，从而减少O2-·、H2O2及O2-·与H2O2通过Haber-Weiss或Fenton反应形成氧化毒性更大的羟自由基（·OH）对蛋白质、膜脂质等大分子的氧化破坏，延缓鲜切蔬菜衰老进程，保持可溶性糖含量及感官品质。

不适宜的冷热激处理，会使鲜切蔬菜的抗氧化酶系活性受到抑制，反而加速衰老进程与品质劣变。如鲜切胡萝卜48℃10min热激处理，虽然与鲜切洋葱的热激处理条件一样，但贮藏期间的抗氧化酶活性变化与洋葱不同，可溶性糖、蛋白质含量及膜脂质过氧化（MDA含量）所反映的生理衰老和感官品质劣变也加快。洋葱与胡萝卜在生理生态特性上有较大差异，如洋葱为肥大叶鞘组织，于高温长日的春末夏初季节形成，而胡萝卜为地下肉质根，于冷凉短日的晚秋季节形成，从而导致了两者对于相同热激处理呈现不同反应。这一实验结果进一步表明，不同生态特征和生理特性的鲜切蔬菜，在冷热激保鲜处理温度和时间方面有较大差异。

3 结论

适宜的冷热激处理可诱导调节鲜切蔬菜抗氧化酶活性，影响衰老进程及品质变化；不同生态特征和生理特性的鲜切蔬菜，冷热激保鲜要求的处理温度和时间有较大差异，不适宜的冷热激处理反而会加速组织衰老及品质劣变。冷热激处理对鲜切蔬菜保鲜有一定效果，但处理条件必须适当，在鲜切蔬菜保鲜应用冷热激处理实践中，还应考虑蔬菜品种、采收期及贮藏条件等因素的影响。

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