水楊酸和H2O2處理對鮮切青花菜抗氧化特性的影響

陳雙穎，趙習(xí)姮，劉洪竹，李進(jìn)才,*

（1.天津大學(xué)化工學(xué)院，天津 300072；2.天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072）

水楊酸和H2O2處理對鮮切青花菜抗氧化特性的影響

陳雙穎1，趙習(xí)姮2，劉洪竹1，李進(jìn)才1,*

（1.天津大學(xué)化工學(xué)院，天津 300072；2.天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072）

為研究外源水楊酸（salicylic acid，SA）和過氧化氫（H2O2）對鮮切青花菜的保鮮作用，用0.5 mmol/L SA和0.15 mmol/L H2O2分別浸泡處理10 min和5 min后，于20 ℃貯藏4 d期間測定抗氧化酶活性、活性氧水平、抗氧化物質(zhì)含量和衰老生理指標(biāo)等變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，SA和H2O2處理可以有效保持鮮切青花菜感官品質(zhì)；與貯藏期間的對照蒸餾水處理相比，SA處理的超氧化物歧化酶（SOD）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）和過氧化物酶（POD）活性較大，過氧化氫酶（CAT）活性較小，超氧陰離子自由基（O2ˉ·）生成速率較小，H2O2含量較高，抗壞血酸（AsA）和類胡蘿卜素（Car）含量較高，丙二醛（MDA）含量較低，葉綠素（Chl）和蛋白質(zhì)（Pro）含量較高；H2O2處理的SOD、APX、POD和CTA活性較大，O2ˉ·生成速率和H2O2含量較低，AsA和Car含量較高，MDA含量較低，Chl和Pro含量較高；SA處理對這些抗氧化特性各指標(biāo)的影響大于H2O2處理。結(jié)果表明，外源SA和H2O2處理可以有效延緩鮮切青花菜衰老和保持感官品質(zhì)，作用機(jī)制與誘導(dǎo)改善抗氧化酶活性，減輕活性氧生物氧化有關(guān)；SA處理可抑制貯藏前期CAT活性，提高內(nèi)源H2O2水平，0.5 mmol/L SA的保鮮效果好于0.15 mmol/L H2O2。

鮮切青花菜；水楊酸；H2O2；抗氧化特性

水楊酸（salicylic acid，SA）廣泛存在于植物組織細(xì)胞中，作為信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子與抗逆性密切相關(guān)。外源SA處理可以改善采后桃[1]、芒果[2]、臍橙[3]、番荔枝[4]、香蕉[5-6]和鮮切蘋果[7]等抗氧化酶活性，抑制抗壞血酸（ascorbic acid，AsA）含量減少及膜脂質(zhì)氧化，從而有延緩衰老和保持品質(zhì)的生物學(xué)作用。

過氧化氫（H2O2）無色、無臭，在植物組織活細(xì)胞中可被過氧化氫酶等分解為H2O，低濃度H2O2用于果蔬保鮮，具有無殘留、無毒害和無污染等優(yōu)點(diǎn)。用適宜濃度H2O2處理采后香蕉[6]和伽師瓜[8]后，抗氧化酶活性被誘導(dǎo)提高，AsA含量減少延緩，表現(xiàn)為抗冷性增強(qiáng)，保鮮期延長。用H2O2溶液處理黃瓜[9]、櫻桃番茄和芒果[10]后，冷藏期間膜脂質(zhì)過氧化較少，冷害癥狀較輕。

采后青花菜（Brassica oleracea L. var. italica）花球衰老黃化快，與綠色花蕾細(xì)胞內(nèi)活性氧對膜脂質(zhì)、葉綠素和蛋白質(zhì)等生物大分子的氧化傷害有關(guān)[11-16]。鮮切后的青花菜與番木瓜[17]、馬鈴薯[18]和番茄[19]一樣，失水、呼吸、乙烯形成及膜脂質(zhì)過氧化等會加劇，衰老和品質(zhì)劣變也會進(jìn)一步加快。為研究外源SA和H2O2用于鮮切青花菜的保鮮作用，從抗氧化特性探討其作用機(jī)制，本研究用SA和H2O2溶液浸泡處理鮮切青花菜小花球后，于20 ℃貯藏期間分析了抗氧化酶活性、活性氧水平、抗氧化物質(zhì)含量及衰老生理指標(biāo)等抗氧化特性變化。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試青花菜品種為“綠顏”，2013年6月15日和6月22日上午10時(shí)許，于天津市郊青花菜栽培大棚兩次采收無病蟲害、成熟度和大小一致的花球，隨即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，迅速切分為直徑約3.5 cm的小花球，每份100 g。

SA 天津贏達(dá)稀貴化學(xué)試劑；H2O2天津江天化工有限公司；黃嘌呤、鹽酸羥胺、AsA 日本Osaka公司；黃嘌呤氧化酶、牛血清蛋白 日本Kyoto公司；其余試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-3300紫外-可見分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)公司；BS 124S電子天平 德國Sartorius公司；TGL-16B臺式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)公司；SZ-93自動雙重純水蒸餾儀上海亞榮生化公司；HH數(shù)顯恒溫水浴鍋 江蘇金壇金城國勝；BCD-256KF冰箱 海爾集團(tuán)。

1.3 方法

1.3.1 SA和H2O2處理濃度選擇

第1次采收的青花菜鮮切后，參考SA處理桃[1]、番荔枝[4]、香蕉[5]和鮮切富士蘋果[6]等研究，用0、0.1、0.5、1.0 mmol/L的SA溶液，減壓浸泡處理10 min。參考H2O2處理櫻桃番茄研究[10]，用濃度為0、0.05、0.10、0.15 mmol/L的H2O2溶液，減壓浸泡處理5 min。鮮切青花菜與處理溶液之比均為100 g/500 mL。處理結(jié)束后瀝除鮮切青花菜表面溶液，裝入聚苯乙烯餐盒，于20 ℃條件下貯藏第4天后進(jìn)行感官品質(zhì)評價(jià)，選出具有較好感官品質(zhì)保持效果的SA和H2O2處理濃度，用于進(jìn)行抗氧化特性影響實(shí)驗(yàn)。

1.3.2 SA和H2O2處理對抗氧化特性的影響

據(jù)SA和H2O2處理濃度選擇實(shí)驗(yàn)結(jié)果，第2次采收的青花菜鮮切后，用0.5 mmol/L SA溶液和0.15 mmol/L H2O2溶液，分別減壓浸泡處理10 min和5 min，蒸餾水為對照，各處理重復(fù)3 次，鮮切青花菜與處理溶液之比為100 g/500 mL。處理結(jié)束后瀝除鮮切青花菜表面溶液，裝入聚苯乙烯餐盒，于20 ℃貯藏4 d期間，每天進(jìn)行1 次取樣，每個(gè)樣品2 g，于—30 ℃凍藏，取樣結(jié)束后統(tǒng)一進(jìn)行抗氧化特性指標(biāo)測定。

1.3.3 測定指標(biāo)

1.3.3.1 感官品質(zhì)評價(jià)

感官品質(zhì)評價(jià)參照徐裴燕等[20]鮮切青花菜感官品質(zhì)評價(jià)法，評價(jià)內(nèi)容與標(biāo)準(zhǔn)如表1所示，由7 名評價(jià)人員進(jìn)行了感官品質(zhì)評分。

表 1 鮮切青花菜的感官品質(zhì)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Criteria for sensory quality evaluation of fresh-cut broccoli fl orets

1.3.3.2 抗氧化酶活性測定

鮮切青花菜的2 g冷凍樣品加入預(yù)冷50 mmol/L磷酸緩沖液（含聚乙烯吡咯烷酮0.5 g/100 mL和乙二胺四乙酸二鈉 3 mmol/L，pH 7.0）8 mL，4 ℃低溫條件下充分研磨后，于12 000×g離心10 min，上清液用于抗氧化酶活性和活性氧超氧陰離子自由基（·）生成速率測定。

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性測定：采用亞硝酸還原法；抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活性測定：采用紫外吸光光度法；過氧化物酶（peroxidase，POD）活性測定：采用愈創(chuàng)木酚比色法；過氧化氫酶（catalase，CAT）活性測定：采用氧氣計(jì)量法[21]。

1.3.3.3 活性氧和抗氧化成分測定

1.4 數(shù)據(jù)處理

對于3 次處理重復(fù)的各指標(biāo)測定值，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行誤差和顯著性差異統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)值表示為±s，處理間差異顯著性檢驗(yàn)采用Duncan法（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 SA和H2O2處理對鮮切青花菜感官品質(zhì)的影響

不同濃度SA和H2O2處理鮮切青花菜20 ℃貯藏4 d后的感官品質(zhì)評價(jià)結(jié)果表明，SA處理以濃度0.5 mmol/L的感官品質(zhì)保持效果較好，H2O2處理以濃度0.15 mmol/L的感官品質(zhì)保持效果較好（圖1）。外源SA和H2O2處理采后果蔬保鮮效果，在桃[1]、芒果[2]、臍橙[3]、番荔枝[4]、香蕉[5-6]、鮮切蘋果[7]、伽師瓜[8]、黃瓜[9]、櫻桃番茄和芒果[10]等也有報(bào)道，這些果蔬也各有其SA和H2O2處理效果適宜的濃度。

圖 1 不同濃度SA和H2O2處理鮮切青花菜20 ℃貯藏4 d后的感官品質(zhì)Fig.1 Sensory quality of fresh-cut broccoli fl orets with SA and H2O2treatments at various concentrations during 20 ℃ storage for 4 days

2.2 SA和H2O2處理對鮮切青花菜抗氧化酶活性和活性氧水平的影響

圖 2 SA和H2O2處理對鮮切青花菜20 ℃貯藏期間抗氧化酶活性的影響Fig.2 Effect of SA and H2O2treatments on antioxidative enzyme activities of fresh-cut broccoli fl orets during storage at 20 ℃

由圖2可知，SOD活性比較結(jié)果為：SA處理貯藏第1～4天大于對照，H2O2處理貯藏第3天大于對照（P＜0.05），SA處理貯藏第4天大于H2O2處理（P＜0.05）；APX活性比較結(jié)果為：SA處理貯藏第1～4天大于對照，H2O2處理貯藏第2天大于照，SA處理貯藏第3天大于H2O2處理（P＜0.05）；POD活性比較結(jié)果為：SA處理貯藏第1～4天大于對照，H2O2處理貯藏第3～4天大于對照，SA處理貯藏第2～3天大于H2O2處理（P＜0.05）；CAT活性比較結(jié)果為：SA處理貯藏第2天小于對照，H2O2處理貯藏第1天和第3～4天大于對照，SA處理貯藏第1～4天小于H2O2處理（P＜0.05）。

圖 3 SA和H2O2處理對鮮切青花菜20 ℃貯藏期間活性氧水平的影響Fig.3 Effect of SA and H2O2treatments on reactive oxygen specieslevels of fresh-cut broccoli fl orets during storage at 20 ℃

由圖3可知，O2ˉ·生成速率比較結(jié)果為：SA處理貯藏第1～3天低于對照，H2O2處理貯藏第2～3天低于對照，SA處理貯藏第2天和第4天低于H2O2處理（P＜0.05）；H2O2含量比較結(jié)果為：SA處理貯藏第1天高于對照，H2O2處理貯藏第1～3天低于對照，SA處理貯藏第1～3天高于H2O2處理（P＜0.05）。

采后青花菜花蕾的CAT消除H2O2的效率遠(yuǎn)高于APX及POD（根據(jù)CAT活性約0.6 mmol O2/（g·min）和APX活性約15 AsA μmol/（g·min）[25]，以及CAT的酶促反應(yīng)2 H2O2→ 2 H2O+O2和APX的酶促反應(yīng)H2O2+2 AsA → 2 H2O+ 2單脫氫抗壞血酸，可以算出CAT消除H2O2的效率是APX的約160 倍）。SA處理的APX和POD活性雖較大，由于CAT活性在貯藏前期受到一定程度抑制，內(nèi)源H2O2水平在貯藏前期較高（圖2、3）。在SA處理采后芒果[2]、臍橙[3]、番荔枝[4]和香蕉[6]后，也觀測到外源SA抑制CAT活性、提高內(nèi)源H2O2水平及誘導(dǎo)SOD、APX和POD活性增大的生物學(xué)現(xiàn)象。

與SA處理的作用機(jī)制不同，外源H2O2處理還可誘導(dǎo)CAT活性在貯藏期前增大（圖2），同時(shí)其H2O2水平也較低（圖3）。鮮切青花菜組織幼嫩，比表面積大，20 ℃貯藏期間，快速失水造成的水分脅迫是其品質(zhì)快速劣變的主要原因。在黃瓜[26]和小麥[27]干旱脅迫研究中，也觀測到外源H2O2處理誘導(dǎo)SOD、APX、POD和CAT活性增大及抑制氧化傷害的生物學(xué)現(xiàn)象。

2.3 SA和H2O2處理對鮮切青花菜抗氧化物質(zhì)含量的影響

圖 4 SA和H2O2處理對鮮切青花菜20 ℃貯藏期間抗氧化物質(zhì)含量的影響Fig.4 Effect of SA and H2O2treatments on antioxidative substances contents of fresh-cut broccoli fl orets during storage at 20 ℃

由圖4可知，AsA含量比較結(jié)果為：SA處理貯藏第1～4天高于對照，H2O2處理貯藏第2天高于對照，SA處理貯藏第3天高于H2O2處理（P＜0.05）；Car含量比較結(jié)果為：SA處理貯藏第1～4天高于對照，H2O2處理貯藏第2天和4天高于對照，SA處理貯藏第1～2天高于H2O2處理（P＜0.05）。

AsA和Car是鮮切青花菜的重要營養(yǎng)成分，也具有消除活性氧和抑制衰老的生理作用。但是，貯藏期間隨著鮮切青花菜的衰老黃化，AsA和Car合成再生很少，含量不斷減少。SA和H2O2處理的AsA和Car含量貯藏期間保持較高水平，且SA處理高于H2O2處理（圖4），可能與其抗氧化酶活性改善降低活性氧水平（圖2、3）有密切關(guān)系。在SA處理桃[1]、芒果[2]、臍橙[3]和鮮切蘋果[7]后，以及H2O2處理伽師瓜[8]后，也觀察到貯藏期間AsA、還原型谷胱甘肽和總酚等抗氧化物質(zhì)損失較少或延緩的生物學(xué)現(xiàn)象。

2.4 SA和H2O2處理對鮮切青花菜衰老生理指標(biāo)的影響

圖 5 SA和H2O2處理對鮮切青花菜20 ℃貯藏期間衰老生理指標(biāo)的影響Fig.5 Effect of SA and H2O2treatments on senescence physiological indicators of fresh-cut broccoli fl orets during storage at 20 ℃

由圖5可知，MDA含量比較結(jié)果為：SA處貯藏第1～4天低于對照，H2O2處理貯藏第3天低于對照，SA處理貯藏第1天和第4天低于H2O2處理（P＜0.05）；Chl含量比較結(jié)果為：SA處貯藏第1～4天高于對照，H2O2處理貯藏第1～3天高于對照，SA處理貯藏第2天和第4天高于H2O2處理（P＜0.05）；Pro含量比較結(jié)果為：SA處貯藏第1～4天高于對照，H2O2處理貯藏第2天高于對照，SA處理貯藏第2～4天高于H2O2處理（P＜0.05）。

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，外源0.5 mmol/L SA和0.15 mmol/L H2O2處理鮮切青花菜，可誘導(dǎo)20 ℃貯藏期間抗氧化酶SOD、APX和POD活性增大，降低活性氧O2ˉ·水平，起到延緩抗氧化物質(zhì)AsA和Car減少，抑制膜脂質(zhì)過氧化，減輕Chl和Pro氧化破壞的生理作用，從而具有保持感官品質(zhì)的效果。但是，外源SA和H2O2處理對鮮切青花菜的作用機(jī)制有所不同，SA處理是抑制貯藏前期CAT活性提高內(nèi)源H2O2水平，H2O2處理是誘導(dǎo)CAT活性增大降低內(nèi)源H2O2水平，0.5 mmol/L SA處理延緩衰老和保持感官品質(zhì)的效果好于0.15 mmol/L H2O2處理。

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Effect of Salicylic Acid and H2O2Treatments on Antioxidative Properties of Fresh-Cut Broccoli Florets

CHEN Shuangying1, ZHAO Xiheng2, LIU Hongzhu1, LI Jincai1,*
(1. School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China)

The preservative effect of salicylic acid (SA) and hydrogen peroxide (H2O2) treatments on fresh-cut broccoli was investigated. Fresh-cut broccoli was dipped in 0.5 mmol/L SA and 0.15 mmol/L H2O2for 10 and 5 min, respectively. Antioxidative enzyme activities, reactive oxygen species level, antioxidative substance content and senescence physiological indicators during 4 days of storage at 20 ℃ were measured. Both treatments could effectively maintain the sensory quality of fresh-cut broccoli fl orets. Compared with the control group during the storage period, fresh-cut broccoli fl orets treated with SA had higher activities of superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and peroxidase (POD), and lower catalase (CAT) activity. Besides, the generation rate of superoxide anion free racial (O2-·) was smaller, and the content of H2O2was higher. The contents of ascorbic acid (AsA), carotenoid (Car) chlorophyll (Chl) and protein (Pro) were higher, and malondialdehyde (MDA) was less abundant. Likewise, fresh-cut broccoli fl orets treated with H2O2presented higher activities of SOD, APX, POD and CAT. The generation rate of O2-· and H2O2content were lower. An increase in the contents of AsA, Car, Chl and Pro and a reduction in MDA content were observed in response to H2O2treatment. Further comparison demonstrated that SA treatment had a larger effect on these antioxidative indicators than H2O2treatment. The results also showed that the mechanism for inhibiting senescence and effectively maintaining the sensory quality of fresh-cut broccoli by SA and H2O2treatments was associated with improving antioxidative enzyme activities and alleviating biological oxidation of reactive oxygen species. Therefore, SA treatment can inhibit the activity of CAT and improve the level of endogenous H2O2during the early stage of storage, and the preservative effect of 0.5 mmol/L SA is better than that of 0.15 mmol/L H2O2.

fresh-cut broccoli; salicylic acid; hydrogen peroxide (H2O2); antioxidative properties

TS255.3

A

1002-6630（2015）02-0260-05

10.7506/spkx1002-6630-201502050

2014-07-07

陳雙穎（1990—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣弑ｕr。E-mail：ying_1990917@163.com

*通信作者：李進(jìn)才（1960—），男，副教授，博士，研究方向?yàn)楣弑ｕr。E-mail：lijincai@tju.edu.cn