冰溫貯藏對生菜抗氧化能力及貯藏效果的影響

唐 堅(jiān)，馬 麗，王凱晨，王夢晗，喬勇進(jìn)*

（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工研究中心，上海 201403）

冰溫貯藏對生菜抗氧化能力及貯藏效果的影響

唐 堅(jiān)，馬 麗，王凱晨，王夢晗，喬勇進(jìn)*

（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工研究中心，上海 201403）

探討冰溫技術(shù)對生菜的貯藏效果以及對其抗氧化能力的影響，以采后生菜為試材，4 ℃預(yù)冷8 h后裝入微孔聚乙烯保鮮袋中，置于溫度為（-0.5±0.2）℃的冷庫貯藏。貯藏過程中，每3 d測定生菜的抗氧化酶活性、抗氧化物質(zhì)含量、H2O2含量、O2-·生成速率、丙二醛含量、細(xì)胞膜透性、呼吸速率、質(zhì)量損失率以及葉綠素含量。結(jié)果表明：與傳統(tǒng)冷藏相比，冰溫貯藏顯著抑制了生菜呼吸速率；降低了質(zhì)量損失率；延緩了葉綠素含量的下降速度，并誘導(dǎo)H2O2含量增加，提高了抗氧化酶過氧化氫酶（CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（APX）的活性，減緩了抗氧化物質(zhì)抗壞血酸含量的下降速率；降低了O2-·生成速率；減緩了細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化損害過程，延緩了丙二醛的積累速度。冰溫貯藏可能通過抑制生菜自身代謝提高了生菜抗氧化能力，改善了生菜貯藏保鮮效果。

冰溫；生菜；抗氧化能力；保鮮效果。

生菜俗稱葉用萵苣，是一種世界性蔬菜，世界各地均有種植消費(fèi)[1]。生菜采后自身代謝活躍，有較高的呼吸強(qiáng)度，如果不使用有效的貯藏保鮮方法，會(huì)迅速損失質(zhì)量，黃化，導(dǎo)致其失去商品性。因此，研究生菜的貯藏保鮮技術(shù)有著重要意義[2-3]。冰溫貯藏是指將果蔬貯藏在0 ℃以下、果蔬冰點(diǎn)以上的溫度區(qū)間[4]。冰溫貯藏作為一種物理保鮮方法，有延長貯藏期、安全、維持風(fēng)味、無化學(xué)殘留等優(yōu)點(diǎn)，并且能夠極大限度地抑制果蔬自身代謝，以及腐敗微生物的滋生，是果蔬保鮮領(lǐng)域最先進(jìn)的技術(shù)之一[5-6]。該技術(shù)在國內(nèi)外均有研究報(bào)道，林本芳等[7]在-0.6 ℃對西蘭花經(jīng)行貯藏，其研究發(fā)現(xiàn)冰溫貯藏延緩了西蘭花的品質(zhì)下降，提高了抗氧化酶活性，增強(qiáng)了貯藏品質(zhì)。于繼男等[8]用低溫馴化在冰溫貯藏的方式抑制了藍(lán)莓VC和花色苷含量的減少，提高了藍(lán)莓保鮮效果。劉玲等[9]使用1-甲基環(huán)丙烯結(jié)合冰溫貯藏對富士康蘋果保鮮，發(fā)現(xiàn)貯藏顯著降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度、乙烯生成速率，延長了蘋果貨架期。Kim等[10]用冰溫貯藏方式對富士康蘋果貯藏，結(jié)果表明延緩了果實(shí)褐變的時(shí)間，提高了貯藏效果。但是，在冰溫條件下對生菜抗氧化能力的研究報(bào)道不多。

本實(shí)驗(yàn)以采后生菜為試材，在冰溫環(huán)境下對生菜經(jīng)行貯藏，研究了冰溫貯藏對生菜抗氧化酶如過氧化氫酶（catalase，CAT）、抗壞血酸過氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活性，抗氧化物質(zhì)如抗壞血酸（ascorbic acid，ASA）含量，活性氧水平如H2O2含量、·生成速率及質(zhì)膜過氧化水平如丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量、細(xì)胞膜透性的變化以及對生菜貯藏效果（質(zhì)量損失率、葉綠素含量）的影響。探討冰溫貯藏對生菜抗氧化能力及保鮮效果的影響，以期為生菜的采后貯藏保鮮及加工技術(shù)提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試散葉生菜取自上海孫橋現(xiàn)代農(nóng)業(yè)園區(qū)綠色蔬菜生產(chǎn)基地。

1.2 儀器與設(shè)備

恒溫智能保鮮庫 西安冰欣冷氣工程有限公司；BP301S型電子天平 德國賽多利斯公司；D37520osterode型高速冷凍離心機(jī) 德國BioFuge公司；Ultrospee3300Pro型紫外分光光度計(jì) 美國安瑪西亞公司；PE-30型電導(dǎo)儀梅特勒-托利多儀器有限公司；GXH-305型便攜式紅外線CO2氣體分析儀 北京分析儀器五廠。

1.3 方法

1.3.1 實(shí)驗(yàn)處理與分組

散葉生菜當(dāng)天采摘，挑選外表干凈，無明顯機(jī)械傷，無病害的完整個(gè)體，3 h內(nèi)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。清洗后隨機(jī)挑選分為2 組，每組50 顆放入4 ℃預(yù)冷8 h后，按照普通冷藏（4 ℃）、冰溫（-0.5 ℃）進(jìn)行貯藏，每隔3 d取樣進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測定，每個(gè)測定3 個(gè)平行。實(shí)驗(yàn)分組為：1）低溫組：將預(yù)冷后的生菜裝入厚0.03 mm的聚乙烯保鮮袋（微孔）中，置于溫度（4±0.5）℃冷庫直接貯藏；2）冰溫組：將預(yù)冷后的生菜裝入厚0.03 mm的聚乙烯保鮮袋（微孔）中，置于溫度（-0.5±0.2）℃保鮮庫貯藏。

1.3.2 生菜冰點(diǎn)的測定

將供試生菜切碎，打漿均質(zhì)后置于燒杯中，置于-20℃冰箱中，在燒杯中心位置固定溫度計(jì)，每隔1 min記錄溫度讀數(shù)，精確到0.1 ℃[11]。

1.3.3 生菜理化指標(biāo)測定

細(xì)胞膜透性的測定：采用相對電導(dǎo)率法；質(zhì)量損失率的測定：采用稱重法；葉綠素含量測定：參照曹建康等[12]的方法；CAT、APX的提取參照Zhu Zhujun等[13]的方法，CAT活性采用Cakmak等[14]的方法測定。APX的活性采用曹建康等[12]的方法測定；ASA含量測定：采用鄭京平[15]的方法；H2O2和O2-·含量的測定：參照曹建康等[12]的方法；MDA含量的測定：參考Cakmak等[14]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)分析

運(yùn)用SPSS 19.0軟件分析處理數(shù)據(jù)，用鄧肯多重比較法檢驗(yàn)差異顯著性，5%為顯著水平，1%為極顯著水平。

2 結(jié)果與分析

2.1 生菜的冰點(diǎn)

圖1 生菜漿的凍結(jié)曲線Fig.1 Freezing curve of lettuce pulp

蔬菜種類繁多，組織結(jié)構(gòu)不盡相同，這造成不同種類蔬菜冰點(diǎn)不同，大部分研究指出蔬菜的冰點(diǎn)大致在-2～-0.5 ℃之間[16]。從圖1發(fā)現(xiàn)，放入低溫環(huán)境后生菜漿溫度持續(xù)降低至-0.8 ℃后出現(xiàn)拐點(diǎn)，溫度小幅上升后在-0.8 ℃附近持續(xù)5 min左右，之后繼續(xù)下降。由于在相變的時(shí)候會(huì)釋放熱量[17]，據(jù)此推斷供試生菜冰點(diǎn)在-0.8 ℃?？紤]到均質(zhì)后的果蔬冰點(diǎn)比完整個(gè)體稍低以及冰箱存在溫度波動(dòng)等原因，將生菜的冰溫貯藏溫度設(shè)定在-0.5 ℃。

2.2 冰溫貯藏對生菜呼吸速率的影響

圖2 冰溫貯藏對生菜呼吸速率的影響Fig.2 Effect of freezing-point storage on the respiration intensity of lettuce

采后生菜依然是活的有機(jī)體，自身代謝活動(dòng)仍在有序進(jìn)行，呼吸作用會(huì)消耗機(jī)體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)，加速衰老進(jìn)程，影響貯藏品質(zhì)。從圖2可以看出，貯藏期間生菜呼吸速率呈緩慢上升趨勢，冰溫組呼吸速率始終低于低溫組，差異達(dá)顯著水平（P＜0.05），在第9、15天低溫組呼吸速率比比冰溫組高44.9%、25.4%，說明了冰溫貯藏降低了生菜的呼吸速率，抑制了生菜自身代謝。

2.3 冰溫貯藏對生菜質(zhì)量損失率、總?cè)~綠素含量的影響

圖3 冰溫貯藏對生菜質(zhì)量損失率（A）和總?cè)~綠素含量（B）的影響Fig.3 Effect of freezing-point storage on the weight losses rate and chlorophyll content of lettuce

由圖3可以看出，生菜在冰溫貯藏中質(zhì)量損失率和總?cè)~綠素含量指標(biāo)均優(yōu)于低溫貯藏。低溫貯藏在15 d時(shí)質(zhì)量損失率為2.7%，總?cè)~綠素含量為0.69 mg/g，同期冰溫組兩指標(biāo)分別為2.2%、0.81 mg/g。這說明冰溫貯藏有效提高了生菜貯藏品質(zhì)。

2.4 冰溫貯藏對生菜APX和CAT活性影響

圖4 冰溫貯藏對生菜APX（A）和CAT（B）活性影響Fig.4 Effect of freezing-point storage on the activities of APX (A) and CAT (B) of lettuce

APX通過催化抗壞血酸氧化為單脫氫抗壞血酸，同時(shí)將H2O2還原成H2O，達(dá)到清除H2O2自由基的目的。如圖4A所示，低溫與冰溫組的總體變化趨勢相似，其活性在貯藏過程中先升高在下降，在3～12 d時(shí)維持在一個(gè)較高水平，12 d后內(nèi)開始下降，同時(shí)H2O2開始累積。冰溫貯藏提高了APX的活性，在3 d和6 d時(shí)比低溫對照組的APX活性高出了51.7%和93.7%，在9 d以后APX活性平均高出30%左右（P＜0.05）。

CAT通過催化植物體內(nèi)積累的H2O2分解為O2-·和H2O，從而減少H2O2對組織可能造成傷害的氧化傷害。從圖4B可以看出，CAT活性變化趨勢為先上升后下降，貯藏前6 d冰溫和低溫組的CAT活性并沒有顯著差異，9 d以后活性變化開始分化，低溫組活性迅速下降，冰溫組下降速度較慢，15 d時(shí)2 組相差達(dá)75.7%，達(dá)到差異顯著水平（P＜0.05）。

2.5 冰溫貯藏對生菜ASA含量的影響

圖5 冰溫貯藏對生菜ASA含量影響Fig.5 Effect of freezing-point storage on the content of ASA of lettuce

從圖5可以發(fā)現(xiàn)，生菜體內(nèi)ASA含量在前3 d迅速下降，在3～9 d下降速度較緩，冰溫貯藏組還有所回升。在9 d以后又迅速下降，15 d時(shí)低溫組只有初始值的19.3%，冰溫組為初始值的62.4%。ASA含量可以反映機(jī)體清除活性氧的能力，實(shí)驗(yàn)表明，與低溫組相比冰溫處理可以減緩ASA含量降低速率，差異達(dá)顯著水平（P＜0.05）。

圖6 冰溫貯藏對生菜·生成速率（AA）和HH2O2含量（BB）的影響Fig.6 Effect of freezing-point storage on the formation rate of superoxide anion radical and H2O2content of lettuce

-·生成速率只有低溫組的68.8%，12 d和15 d時(shí)分別只有低溫組的54.5%和73.6%，兩組之間達(dá)顯著差異（P＜0.05），這說明在冰溫貯藏的條件下，生菜生理代謝活動(dòng)受到了更大的抑制，其呼吸作用進(jìn)一步降低，·生成速率降低，減輕機(jī)體清除自由基的負(fù)擔(dān)，延緩機(jī)體衰老。

從圖6B可以發(fā)現(xiàn)，2 種處理的H2O2含量都有先升高后降低在升高的變化趨勢，在貯藏前9 d兩組處理的H2O2含量并無顯著差別，9 d以后低溫組H2O2的上升速度高于冰溫組在15 d時(shí)相差達(dá)45.2%。貯藏初期生菜H2O2含量上升可能是由于機(jī)體處于環(huán)境逆境中，體內(nèi)的抗逆性保護(hù)機(jī)制被H2O2誘導(dǎo)啟動(dòng)，隨著機(jī)體抗氧化系統(tǒng)的激活，抗氧化酶活力上升，H2O2含量下降，在貯藏后期，生菜開始衰敗，抗氧化酶活力下降，機(jī)體內(nèi)累積的H2O2無法得到有效清理，導(dǎo)致細(xì)胞膜脂質(zhì)迅發(fā)生過氧化損壞進(jìn)而加速生菜衰亡。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)冰溫可以延緩這一過程的發(fā)生。

2.7 冰溫貯藏對生菜MDA含量和細(xì)胞膜滲透性影響

圖7 冰溫貯藏對生菜MDA含量（A）和細(xì)胞膜滲透性（B）的影響Fig.7 Effect of freezing-point storage on the conte nt of MDA (A) and membrane permeab ility (B) of lettuce

從圖7A可以發(fā)現(xiàn)，2 種貯藏方式的生菜MDA含量都在貯藏初期小幅上升，在3～6 d有所回落，之后其含量持續(xù)上升，說明在6 d以前細(xì)胞膜脂處于一個(gè)較為完好狀態(tài)，而之后其過氧化程度不斷 提高。而冰溫貯藏可以降低MDA積累的速度，在貯藏第9、12、15天其MDA含量分別比低溫 組低35%、52%和41%，差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05）。其原因可能是冰溫貯藏更有效地抑制了生菜自身的代謝作用，延緩了生菜的衰老進(jìn)程，使生菜發(fā)生膜脂過氧化的進(jìn)程變緩。這對于提高生菜的貯藏效果有積極作用。

細(xì)胞膜通透性反映了果蔬貯藏過程中的狀態(tài)，自身衰老及逆境脅迫狀態(tài)易造成細(xì)胞內(nèi)部電解質(zhì)外滲，造成透性增加。如圖7B所示，生菜在貯藏期間的相對電導(dǎo)率緩慢上升，貯藏前6 d冰溫和低溫貯藏對相對電導(dǎo)率沒有顯著影響。隨著貯藏時(shí)間延長，相對電導(dǎo)率開始上升，低溫組在15 d時(shí)相對電導(dǎo)率達(dá)14.3%，比冰溫組高出42.9%。冰溫處理在貯藏中后期顯著抑制了相對電導(dǎo)率的上升（P＜0.05），延緩了果蔬衰老，維持細(xì)胞膜完整性。

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)研究表明：冰溫貯藏15 d后，生菜的整體貯藏品質(zhì)高于傳統(tǒng)低溫貯藏，貯藏期間冰溫貯藏環(huán)境對降低生菜呼吸速率、質(zhì)量損失率，延緩葉綠素下降速度方面的有著顯著效果，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)生菜在貯藏初期H2O2含量升高，從而激活抗氧化酶APX、CAT活性，并且貯藏后期活性下降速率較低，同時(shí)冰溫貯藏方式減緩了抗氧化物質(zhì)ASA下降速率；降低O2-·生成速率；延緩MDA積累速度，減輕細(xì)胞膜脂質(zhì)過氧化損害。達(dá)到抑制生菜自身代謝，提高生菜抗氧化活性，改善生菜貯藏保鮮的效果。

果蔬體內(nèi)有著完整的活性氧清除機(jī)制，主要包括抗氧化酶（APX、CAT等）和抗氧化物質(zhì)（ASA等）。在受到環(huán)境影響，如低溫、干旱、創(chuàng)傷等條件脅迫時(shí)，體內(nèi)活性氧便 會(huì)大量產(chǎn)生[19-20]。本實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)冰溫貯藏誘導(dǎo)激發(fā)了初期生菜H2O2含量上升，H2O2作為一種信號(hào)分子[21]可以誘導(dǎo)植物防御系統(tǒng)相關(guān)酶基因表達(dá)，如APX、CAT[22-23]等，從而提高機(jī)體抗氧化能力，減少過氧化損害。這與歐陽麗喆等[24]冷激處理番 茄果實(shí)后，H2O2含量先上升后下降，王慧等[25]利用熱激處理青椒果實(shí)，H2O2含量短暫升高的研究結(jié)果一致。在APX和CAT活性增加，ASA含量下降的共同作用下，機(jī)體內(nèi)活性 氧含量得到控制，貯藏初期MDA含量和細(xì)胞膜透性無明顯變化，貯藏品質(zhì)較好；隨著 貯藏時(shí)間延長，ASA含量持續(xù)下降，APX和CAT活性波動(dòng)后下降，機(jī)體內(nèi)抗氧化能力降低，活性氧無法及時(shí)清除從而逐漸累積，導(dǎo)致發(fā)生過氧化傷害，MDA含量上升，細(xì)胞膜透性增加，生菜貯藏品質(zhì)下降。

研究表明，冰溫貯藏在前期效果并不明顯，在中后期效果好于低溫貯藏。貯藏前6 d除APX活性比低溫組高之外其他指標(biāo)差異并不大。至貯藏中后期，差異開始顯現(xiàn)，冰溫組APX、CAT活性，ASA含量下降速率低于低溫組，生菜內(nèi)H2O2含量、O2-·生成速率均低于低溫組。從生菜質(zhì)量損失率及葉綠素含量等品質(zhì)指標(biāo)也可以發(fā)現(xiàn)，冰溫貯藏在短期貯藏時(shí)并不具有 明顯優(yōu)勢，中長期貯藏效果好于低溫。

值得注意的是，低溫貯藏在初期也提高了H2O2含量，且其含量還高于冰溫組，但與之對應(yīng)的APX活性雖然同時(shí)提高，但效果比冰溫組差，CAT活性提高基本相同。這說明當(dāng)H2O2作為信號(hào)分子時(shí)，需合適濃度才能達(dá)理想效果，其最佳濃度確定以及是否可以人工干預(yù)需進(jìn)一步研究。

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Effect of Freezing-Point Storage on Antioxidation Capacity and Preservation of Postharvest Lettuce

TANG Jian, MA Li, WANG Kaichen, WANG Menghan, QIAO Yongjin*
(Agricultural Products Storage and Processing Research Center, Shanghai Academy of Agricultural Sciences, Shanghai 201403, China)

This study aimed to investigate the effect of freezing-point storage on antioxidation capacity and preservation of postharvested lettuce. Lettuce were packaged into microporous PE bags and stored at (?0.5 ± 0.2) ℃ for 15 days after pre-cooling at 4 ℃ for 8 h. The changes in ascorbate peroxidase (APX) and catalase (CAT) activities, ascorbic acid (AsA) and H2O2contents, superoxide anion radical formation rate, malondialdehyde (MDA) content, membrane permeability, respiration intensity, weight losses rate and chlorophyll content were measured. The results indicated that compared with the traditional storage, freezing-point storage induced an increase in endogenous H2O2content at the beginning of storage, enhanced the activities of APX and CAT, postponed the decrease of ASA content, and inhibited the accumulation of superoxide anion radical, MDA content, respiration intensity, weight losses rate and chlorophyll content. These results suggest that freezing-point storage may inhibit the metabolic rate and enhance the antioxidant capacity of lettuce, thus improving its storage quality.

freezing-point; lettuce; antioxidant capacity; preservation

TS255.3

A

1002-6630（2015）22-0255-05

10.7506/spkx1002-6630-201522048

2015-02-17

上海市科技興農(nóng)推廣項(xiàng)目（滬農(nóng)科推字（2015）第5-1號(hào)）；上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)研發(fā)平臺(tái)專項(xiàng)（14DZ2293900）

唐堅(jiān)（1989—），男，碩士研究生，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工。E-mail：TJ_lance@foxmail.com

*通信作者：喬勇進(jìn)（1967—），男，研究員，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品保險(xiǎn)與加工。E-mail：yjqiao2002@126.com