胡云峰，杜威，魏增宇

（天津科技大学食品营养与安全省部共建教育部重点实验室，天津 300457）

蒜薹(Garlic)，又名蒜苗或蒜毫，是抽薹大蒜品种生长过程中抽出的花茎，花茎长60～70 cm。花茎顶部有上尖下粗的总苞，总苞内有花序，总苞和花序部分总称为薹苞，花梗部分称为薹梗。蒜薹鲜脆细嫩，味道鲜美，是一种优质高档蔬菜，其所含营养成分较蒜头更高[1～3]。

果实采后需要经过运输，机械损伤主要发生在从果园到市场的运输过程中，运输过程中的振动是造成 果蔬机械损伤的主要原因[4～6]。运输过程中的振动胁迫产生的逆境会导致货物产生损伤，甚至腐烂，促使其货架期缩短，带来严重的经济损失。目前，国内外学者[7]对于水果振动损伤的研究多以利用振动模型装置的手段为主，即将果蔬样品置于振动试验台上，通过对相关振动参数(例如，振动加速度、振动频率和振幅等)的设置来进行研究。

目前，对于振动造成果蔬品质下降的研究已有很多。康维民等[8]研究了振动加速度和振动频率对梨的影响，发现振动加速度越大而振动频率越小对梨的损伤越大；李正国等[9]研究发现，随着振动强度增加，猕猴桃常温贮藏条件下果实软化速度加快，细胞膜完整性和细胞结构破坏程度增加，导致其衰老进程加速；曾媛媛等[10]研究了不同等级道路运输的振动对哈密瓜品质的影响机理，发现三级公路及二级公路较高速公路和一级公路的模拟运输振动对哈密瓜品质的影响更为显著，振动加剧了其活性氧代谢进程，加速了膜质氧化进程。但是，振动频率对蒜薹在贮藏期间的品质变化影响的研究未见报道，因此本文以蒜薹为材料，通过设计不同的振动处理方式，研究振动对蒜薹在贮藏期间的品质变化影响，以期寻找降低蒜薹因运输振动造成经济损失的方法提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜蒜薹采购自河南中牟，当天运输至天津，入冷库备用。选择成熟度适宜、薹条均匀、无机械损伤和无老化的蒜薹进行试验。

PVC保鲜袋，由国家农产品保鲜工程技术研究中心提供，大小 26.5 cm×23.5 cm，厚度 25 μm。

磷酸氢二钾（分析纯），天津市北辰区荣宏化工厂；磷酸二氢钾（分析纯），天津市北辰区荣宏化工厂；硫代巴比妥酸（分析纯），天津市河东区红岩试剂厂；愈创木酚（分析纯），天津市海信化工有限公司；过氧化氢（30%）（分析纯），天津政成化学制品有限公司；石英砂（化学纯），天津市瑞金特化学品有限公司；三氯乙酸（分析纯），天津市富宇精细化工有限公司；氮蓝四唑（生物试剂），Ruibio；核黄素（生物试剂），Ruibio。

1.2 仪器与设备

ZD-500CB-X-Z型电磁振动试验机；PA S/L型气体检测仪，德国WITT GASETECHNIK公司；FHR-5型果实硬度计，日本竹村电机制作所；MP522型精密PH/电导率测量仪，上海三信仪表厂；TU-1810型紫外分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；TGL-16M台式高速冷冻离心机，长沙湘仪离心机仪器有限公司；MHP-250型智能霉菌培养箱，上海鸿都电子科技有限公司。

1.3 试验方法

1.3.1 试验方案设计

按每组500 g对蒜薹进行分组，并按表1所示方法将蒜薹进行各种不同的振动处理，所有振动处理上下方向加速度为 4.9 m/s2，左右方向 1.96 m/s2，前后方向 1.96 m/s2，振幅为 2.8 cm。

表1 试验方案设计Table 1 Design of test scheme

处理结束后，将蒜薹放置于 20 ℃恒温设备中贮藏，每4 d测定一次指标，测定蒜薹在贮藏期间的品质变化。

1.3.2 指标检测

呼吸速率测定：参考周然等[11]的方法，取适量蒜薹置于密闭玻璃罐，并存放于室温（20 ℃）下4 h，再用气体分析测定仪测定罐内CO2含量变化。

可溶性固形物含量测定：采用数显式糖度仪测定。

细胞膜通透性测定：参考 Zhou等[12]的方法，采用电导率法进行测定。

过氧化物酶(POD)活性测定：采用愈创木酚法[13]进行测定。

过氧化氢酶(CAT)活性测定：采用分光光度法[14]进行测定。

超氧化物歧化酶(SOD)活性测定：采用氮蓝四唑[14]法进行测定。

丙二醛：参考Wang等[15]的方法，采用硫代巴比妥酸法测定。

1.3.3 数据处理方法

采用SPSS 17.0软件的one-way ANOVA对重复性试验数据进行统计分析。

2 结果与讨论

2.1 振动处理对蒜薹呼吸速率的影响

呼吸强度是用来衡量呼吸作用强弱的一个指标，是评价新鲜果蔬贮藏寿命的一个重要标志，是果蔬最主要的生理特性。呼吸强度越大，生命周期越短；呼吸强度越小，生命周期越长，呼吸速率上升是果实对胁迫的应激反应，增强自身呼吸速率以抵抗外界逆境条件[16]。如图1所示，贮藏前期蒜薹呼吸速率逐渐上升，第8 d达到呼吸峰值，而经振动处理的蒜薹呼吸速率远高于对照组，这与其他学者用桃子[17]、杨梅[18]和猕猴桃[19]等的试验结果一致。其中，与对照组和处理组1相比，处理组2和处理组3呼吸速率明显上升，第8 d时，处理组2和处理组3呼吸速率分别为对照组的1.80倍和2.03倍。之后呼吸速率回落，其中振动处理组呼吸速率始终高于对照组。呼吸速率过高会促进活性氧自由基生成，从而促进细胞膜氧化，破坏细胞完整性，加速果实衰老[20]。而其中振动处理组之间差异的原因在于其振动强度不同，而振动强度越大则对果实的损伤越大，振动强度越大对果实的损伤越大[18]，使得蒜薹呼吸速率上升。

图1 振动处理对蒜薹呼吸速率的影响Fig.1 The vibration treatment on respiration rate effects of garlic shoot

2.2 振动处理对蒜薹可溶性固形物含量的影响

图2 振动处理对蒜薹可溶性固形物含量的影响Fig.2 Effects of vibration on garlic shoot soluble solids content

可溶性固形物含量能直接反应果蔬的成熟程度和品质状况。果蔬采后由于自身消耗和淀粉酶活性等原因，可溶性固形物含量呈现上升或下降等不同趋势。一般来说，随着贮藏时间的延长，机体逐渐衰老，可溶性固形物含量都会降低[21]。如图2所示，蒜薹贮藏期间可溶性固形物含量呈先上升后下降趋势；与对照组相比，振动处理组可溶性固形物含量低，且随着振动强度增加，可溶性固形物含量明显降低。在贮藏至第16 d时，处理组1，处理组2和处理组3可溶性固形物含量分别为对照组的97.7%，95.4%和89.6%，说明振动会加速蒜薹可溶性固形物含量的减少。

2.3 振动处理对蒜薹过氧化物酶(POD)活性的影响

图3 振动处理对蒜薹过氧化物酶活性的影响Fig.3 Effect of vibration treatment on the peroxidase activity of garlic shoot

过氧化物酶(POD)是活性较高的适应性酶，能够反映植物生长发育的特性、体内代谢状况以及对外界环境的适应性。逆境胁迫能诱导植物组织中过氧化物酶活性升高，这是植物对所有逆境胁迫的共同响应[22]。如图3所示，在贮藏过程中，蒜薹过氧化物酶活性先上升后下降，与对照组相比，经振动处理的蒜薹过氧化物酶活性上升速度加快，在第8 d达到峰值，处理组1，处理组2和处理组3过氧化物酶活性分别为对照组的1.12倍，1.46倍和1.88倍，其中处理组2和处理组3显著高于对照组，且差异显著（p＜0.05），这是由于振动处理促使蒜薹为抵御逆境而导致过氧化物酶活性升高，8 d后其活性降低，表现出对环境的适应，这与应铁进等[17]研究结果一致，其中振动处理组过氧化物酶活性始终高于对照组，说明振动处理促进蒜薹过氧化物酶活性的升高，加快蒜薹品质的劣变。

2.4 振动处理对蒜薹超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

图4 振动处理对对蒜薹超氧化物歧化酶活性的影响Fig.4 Effect of vibration treatment on superoxide dismutase activity of garlic shoot

超氧化物歧化酶(SOD)在植物衰老过程中清除组织中的活性氧，维持活性氧的平衡，保护膜结构，因而能延缓衰老；果实衰老时 SOD活性下降，意味着体内清除活性氧能力的下降[23]。由图4所示，随着贮藏时间的逐渐增加，超氧化物歧化酶也呈现出先逐渐上升然后缓慢下降的趋势，其活性在第4 d达到峰值，处理组1，处理组2和处理组3过氧化物酶活性分别为对照组的1.02倍，1.04倍和1.07倍，其中各个试验组的 SOD活性显著高于对照组，且差异显著（p＜0.05），这说明振动胁迫使得果蔬组织产生了一系列抵御外界逆境的应激反应，但是在贮藏后期，由于振动损伤的进一步加剧，果蔬细胞逐渐衰老，使得SOD的活性逐渐下降。在整个贮存的过程中，对照组的 SOD活性显著低于各个振动处理组，表明振动胁迫使得 SOD的活性不断上升，使得蒜薹的品质在贮藏期间不断恶化。

2.5 振动处理对过氧化氢酶(CAT)活性的影响

过氧化氢酶(Catalase，CAT)广泛存在于植物细胞，其功能是催化活性氧过氧化氢(H2O2)分解为 H2O和O2，防止或减轻 H2O2的直接或间接损害[23]。由图 5可以看出，随着贮藏时间的逐渐增加，过氧化氢酶呈现出先逐渐上升然后缓慢下降的趋势，其活性在第4 d达到峰值，处理组1，处理组2和处理组3过氧化物酶活性分别为对照组的1.12倍，1.23倍和1.34倍，其中各个试验组的CAT活性显著高于对照组，且差异显著（p＜0.05），这说明振动胁迫使得果蔬组织产生了一系列抵御外界逆境的应激反应，但是在贮藏后期，由于振动损伤的进一步加剧，蒜薹的细胞组织产生了大量的H2O2，对蒜薹的细胞组织造成了大量的破坏，使得CAT的活性逐渐下降。在整个贮存的过程中，对照组的CAT活性显著低于各个振动处理组，表明振动胁迫使得CAT的活性不断上升，并使得蒜薹的品质在贮藏期间不断衰老死亡。

2.6 振动处理对蒜薹丙二醛(MDA)含量的影响

丙二醛（Malondialdehyde，MDA）是植物衰老过程中由超氧自由基作用于植物体后引起膜系统脂质过氧化的产物，会造成植物体生物膜和大分子的损伤，常被用来评价脂质过氧化程度和细胞膜系统受伤害的程度[16]。如图6所示，在贮藏过程中，蒜薹的丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量逐渐增加。和对照组相比，经振动处理的蒜薹丙二醛含量上升速度加快，贮藏4 d以后，经振动处理的蒜薹丙二醛含量高于对照组。16 d时，处理组1，处理组2和处理组3丙二醛含量分别为对照组的1.02倍，1.04倍和1.07倍。上述结果表明经振动处理的蒜薹在贮藏过程中会产生了较多的丙二醛，说明振动会加速蒜薹细胞膜系统损伤，导致蒜薹细胞膜发生了破裂。

2.7 振动处理对蒜薹相对电导率的影响

图7 振动处理对蒜薹相对电导率的影响Fig.7 The vibration effects on the relative conductivity of garlic

在贮藏过程中，受到伤害的首先是细胞膜系统。膜系统受到氧自由基攻击后透性增加，造成离子外渗，因此常将相对电导率作为评价细胞膜完整性的指标[23]。当细胞膜完整性遭到破坏，会导致细胞破裂，破坏细胞的功能，致使水果衰老速度加快[20,26,27]。蒜薹相对电导率的上升说明贮藏期间蒜薹细胞膜完整性逐渐遭到破坏。如图7所示，随着贮藏时间的延长，蒜薹的相对电导率逐渐增大，这是由于细胞膜自由基链式反应加快，从而导致相对电导率上升速度加快[27]。贮藏至16 d时，处理组1，处理组2和处理组3相对电导率分别为对照组的1.03倍，1.05倍和1.11倍，说明振动处理对蒜薹细胞膜损伤严重，在贮藏后期，处理组3对蒜薹细胞膜损伤更严重(p＞0.05)。

3 结论

3.1 研究结果表明振动处理使得蒜薹在贮藏期间的品质不断下降。其中，振动最剧烈的处理组3在贮藏到第16 d时，相较于未经振动处理的蒜薹，呼吸速率上升了 2.03倍，可溶性固形物含量为对照组的89.66%，过氧化物酶含量上升了1.88倍，超氧化物歧化酶酶含量上升了 1.33倍，过氧化氢酶活性上升了1.88倍，丙二醛含量上升了1.07倍，电导率提高了1.09倍。研究还表明蒜薹对振动处理影响的忍耐程度各不相同，其品质下降的速度为：处理组 3＞处理组 2＞处理组1＞未处理组。其中，振动幅度最大的处理组3使得蒜薹的品质严重下降（p＜0.05）。

3.2 振动处理使得蒜薹的贮藏品质急剧下降。在贮藏期间，蒜薹的可溶性固形物呈现出下降的趋势；蒜薹的呼吸速率、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的活性均呈现出先上升后下降的趋势；细胞膜的通透性和MDA含量均呈现出上升趋势。大量的研究表明[16～20]，振动胁迫会使得果蔬的呼吸速率大幅度增加。

3.3 进而导致自身体内的营养物质被大量消耗用来抵御振动胁迫对果蔬造成的损伤。振动胁迫还会使得果蔬产生大量的有害物质，从而引起果蔬体内的防御机制做出一系列应答，使得果蔬的过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶的活性发生一系列的变化，进而加剧了细胞膜的过氧化程度，导致其细胞膜完整性不断遭到破坏，使得蒜薹相对电导率不断升高，细胞加速衰老死亡。因此在安排运输路线时应尽量减少在二级公路和三级公路上的运输时长，以减少由于振动造成的蒜薹品质下降。