冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)后熟及抗冷性的影響

邱佳容 王則金 張良清 林震山（福建農(nóng)林大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，福建 福州 350002）

冷藏是香蕉保藏的最佳方式，但香蕉對(duì)低溫十分敏感，在11℃以下貯藏就會(huì)發(fā)生冷害，導(dǎo)致果實(shí)不能正常成熟，造成果實(shí)品質(zhì)劣變，食用價(jià)值下降甚至完全喪失［1］。傳統(tǒng)的低溫處理通常是采用冷害臨界溫度以上的低溫對(duì)采后果蔬進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的馴化，使之對(duì)低溫產(chǎn)生一定程度的適應(yīng)性。經(jīng)前期預(yù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，香蕉安全馴化溫度為12℃以上，但在該溫度下長(zhǎng)時(shí)間處理，香蕉易發(fā)生潛伏性病害從而不利于香蕉的貯運(yùn)。

冷激處理是對(duì)采后果蔬進(jìn)行不致發(fā)生冷害和凍害的短時(shí)低溫處理，以提高果蔬貯藏品質(zhì)的物理保鮮方法。該法節(jié)能環(huán)保，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，應(yīng)用前景廣闊。據(jù)報(bào)道，冷激處理不僅能有效提高香蕉［2］、柑橘［3］、木瓜［4］、櫻 桃［5］、琯 溪蜜柚［6］、圣女果［7］、鳳凰水蜜 桃［8］、木 瓜［9］等低溫保 鮮效果，還能明顯提高芒果［10］、辣椒［11］的抗冷性，減少果蔬冷害的發(fā)生。但關(guān)于冷激處理對(duì)采后香蕉冷害的影響還不明確。

本研究擬采用遠(yuǎn)低于香蕉冷害臨界溫度的低溫進(jìn)行冷激處理，篩選最佳的冷激條件，并進(jìn)一步分析冷激處理與香蕉抗冷性的關(guān)系，為減輕香蕉低溫貯運(yùn)期間冷害的發(fā)生提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

香蕉：坂仔，2013年12月24日采自漳州市平和縣坂仔蕉園，7～8成熟，用紙箱包裝當(dāng)天運(yùn)回福建農(nóng)林大學(xué)保險(xiǎn)基地實(shí)驗(yàn)室；

考馬斯亮藍(lán)G－250：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設(shè)備

電導(dǎo)率儀：ORION 3STAR型，上海希言科學(xué)儀器有限公司；

紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：UV－1800PC型，上海美譜達(dá)儀器有限公司；

通用臺(tái)式冷凍離心機(jī)：SIGMA 2－16K型，上海東工實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 冷激處理 挑選大小勻稱、沒(méi)有機(jī)械損傷及病蟲(chóng)傷害的果實(shí)于（12±0.5）℃的冷庫(kù)中預(yù)冷約48h至中心溫度降至12℃。冷激處理共設(shè)兩大組，第一組：0℃冷激處理2，3，4，5h；第二組：3℃冷激處理4，6，8，10h。將冷激處理和未冷激處理的香蕉果實(shí)用0.05mm打孔聚乙烯薄膜袋包裝，扎口，同時(shí)在（8±0.5）℃下貯藏。貯藏30d后置于（20±0.5）℃恒溫箱中催熟，觀察冷害癥狀和后熟情況、測(cè)定冷害指數(shù)以及評(píng)定感官品質(zhì)。通過(guò)對(duì)香蕉果實(shí)外觀以及整體保鮮效果的綜合評(píng)價(jià)，選擇最合適的冷激處理?xiàng)l件。

以最適宜的冷激處理參數(shù)作為本試驗(yàn)的冷激處理?xiàng)l件，分析冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)在（8±0.5）℃下貯藏期間抗冷性生理指標(biāo)的影響，定期測(cè)定其細(xì)胞膜透性、丙二醛含量、可溶性蛋白質(zhì)含量和游離脯氨酸含量。

1.2.2 指標(biāo)測(cè)定方法

（1）冷害指數(shù)（CII）的測(cè)定：冷害指數(shù)參照朱世江等［12］的方法，稍作修改。冷害程度根據(jù)香蕉表皮表現(xiàn)癥狀確定，分別從表面色澤、褐變程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，每次評(píng)價(jià)均通過(guò)3次重復(fù)取樣觀察而獲得最終數(shù)值。冷害級(jí)別分為5級(jí)，詳見(jiàn)表1，冷害指數(shù)按式（1）計(jì)算：

表1 香蕉果實(shí)冷害指數(shù)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Banana fruits chilling injury index grading standards

（2）感官品質(zhì)的評(píng)定：根據(jù)果皮黑斑、腐爛，果肉風(fēng)味、硬度等進(jìn)行評(píng)分。評(píng)估小組由10個(gè)相關(guān)專業(yè)的師生組成，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2，貨架期要求感官指標(biāo)高于或等于5分。

表2 香蕉果實(shí)感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table 2 Banana fruits sensory evaluation criteria

（3）細(xì)胞膜透性：參照文獻(xiàn)［13］。

（4）丙二醛（MDA）含量的測(cè)定：稱取2.0g香蕉果肉，加入100g/L TCA溶液5.0mL，研磨成漿狀后移入10mL的離心管中，于4℃、10 000r/min離心20min，收集上清液。移取2.0mL提取液，加入0.67%TBA 2.0mL，將其充分混合后，放在沸水浴中加熱20min，冷卻后再于4℃、10 000r/min離心20min，最后測(cè)吸光度值。

（5）可溶性蛋白質(zhì)含量：采用考馬斯亮藍(lán)染色法［14］。

（6）游離脯氨酸含量的測(cè)定：取2.0g果肉于研缽中，加入30g/L磺基水楊酸溶液2.0mL，研磨勻漿，移入試管中。將試管放在沸水浴中加熱10min。冷卻至室溫，于10 000r/min離心15min，得到上層提取液。吸取2.0mL上清液到試管中，分別加入乙酸和酸性苯并戊三酮試劑，沸水加熱30min，冷卻至室溫后再加入甲苯，取上層澄清液進(jìn)行吸光度值測(cè)定。

1.2.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理 采用計(jì)算機(jī)統(tǒng)計(jì)軟件DPS V3.01數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)（data processing system）對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析（ANOVA），各處理平均數(shù)間采用Duncan多重比較法進(jìn)行差異顯著性分析，差異顯著水平為α＝0.05，極顯著水平為α＝0.01。

2 結(jié)果與分析

2.1 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)冷害指數(shù)的影響

冷害指數(shù)是判斷果實(shí)貯藏效果最直觀，也是最主要的感官指標(biāo)之一。由表3可知，未經(jīng)冷激處理的香蕉在（8±0.5）℃下貯藏30d后發(fā)生中度冷害，冷害指數(shù)為0.37；0℃冷激處理4h和3℃冷激處理4，6h在一定程度上可減輕冷害的發(fā)生，其中，以3℃冷激處理6h的效果最明顯，貯藏30d后僅發(fā)生輕微冷害，冷害指數(shù)為0.18，與對(duì)照組相比，明顯降低了香蕉的冷害指數(shù)；而0℃冷激處理2，3，5h和3℃冷激處理8，10h則不同程度地加重了冷害的發(fā)生，其中3℃冷激處理8，10h嚴(yán)重加深了香蕉的冷害，在貯藏第30天時(shí)冷害指數(shù)分別為0.54和0.63，與對(duì)照組相比存在顯著性差異。

表3 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)冷害指數(shù)的影響Table 3 Effect of cold－shock treatment on chilling injury index of banana fruits

表3 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)冷害指數(shù)的影響Table 3 Effect of cold－shock treatment on chilling injury index of banana fruits

表中相同字母代表差異不顯著（P＜0.05）。

處理 冷害指數(shù)CK 0.37a處理 冷害指數(shù)3℃，4h 0.34a 0 ℃，2h 0.38a 0 ℃，3h 0.41a 0 ℃，4h 0.32a 0 ℃，5h 0.46 3℃，6h 0.18b 3℃，8h 0.54c 3℃，10h 0.63c a

2.2 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)后熟品質(zhì)的影響

由表4可知，當(dāng)各處理的香蕉果實(shí)經(jīng)（8±0.5）℃貯藏30d于（20±0.5）℃下催熟后，3℃冷激處理6h的香蕉果實(shí)能正常后熟，并且保持果實(shí)的正常品質(zhì)和風(fēng)味，果皮有極少褐斑，還保持了較高的商品價(jià)值，在（12±0.5）℃下貨架期達(dá)3d；0℃冷激處理2，3，4，5h，3℃冷激處理4h以及未經(jīng)冷激處理的香蕉果實(shí)雖能勉強(qiáng)后熟，但食用品質(zhì)大大下降，果肉迅速軟化，風(fēng)味變淡，果皮出現(xiàn)較多的褐斑，商品價(jià)值受到較大影響，在（12±0.5）℃下貨架期僅1d；而3℃冷激處理8h和10h的香蕉果實(shí)因在貯藏期間受到嚴(yán)重的冷害，不能正常后熟，出現(xiàn)明顯的腐爛現(xiàn)象，完全失去商品價(jià)值。

表4 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)感官品質(zhì)的影響Table 4 Effect of cold－shock treatment onsensory quality of banana fruits

2.3 冷激處理對(duì)香蕉果皮細(xì)胞膜透性的影響

細(xì)胞膜透性的變化可作為植物耐冷性的生理指標(biāo)之一。由圖1可知，隨著香蕉在（8±0.5）℃下貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)和冷害程度的加深，其果皮細(xì)胞膜透性逐漸升高，且對(duì)照組的香蕉果皮細(xì)胞膜透性明顯高于3℃冷激處理6h的。在整個(gè)貯藏過(guò)程中，對(duì)照組的香蕉果皮細(xì)胞膜透性上升明顯，而3℃冷激處理6h的細(xì)胞膜透性上升幅度較小，在貯藏第28天時(shí)細(xì)胞膜透性為21.5%與對(duì)照的相比降低了37%，存在極顯著性差異（P＜0.01）。說(shuō)明3℃冷激處理6h可以明顯地抑制香蕉果皮細(xì)胞膜透性的上升。

2.4 冷激處理對(duì)香蕉果肉中丙二醛含量的影響

由圖2可知，香蕉在（8±0.5）℃冷藏期間，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)香蕉果肉丙二醛含量逐漸上升。其中，對(duì)照組的香蕉果肉丙二醛含量上升迅速，從開(kāi)始貯藏時(shí)的0.491nmol/g上升到貯藏末期的1.23nmol/g；而3℃冷激處理6h的香蕉果肉丙二醛含量增加緩慢，變化不明顯，與對(duì)照組相比存在極顯著性差異（P＜0.01）。說(shuō)明3℃冷激處理6h明顯抑制了香蕉果肉丙二醛含量的上升。

圖1 冷激處理對(duì)低溫貯藏期間香蕉果皮細(xì)胞膜透性的影響Figure 1 Effect of cold－shock treatment on cell membrane permeability of banana peel stored at 8℃

圖2 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)低溫貯藏期間丙二醛含量的影響Figure 2 Effect of cold－shock treatment on MDA content of banana fruits stored at 8℃

2.5 冷激處理對(duì)香蕉果肉可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

可溶性蛋白含量被作為植物抗逆性的重要指標(biāo)之一。一般認(rèn)為，植物體內(nèi)可溶性蛋白質(zhì)含量與其抗逆性呈正相關(guān)。由圖3可知，香蕉在（8±0.5）℃冷藏期間，香蕉果肉的可溶性蛋白質(zhì)含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低，且3℃冷激處理6h的香蕉果肉可溶性蛋白質(zhì)含量明顯高于對(duì)照組的。3℃冷激處理6h的香蕉在貯藏前15d果肉可溶性蛋白質(zhì)含量始終維持在較高水平，幾乎沒(méi)有變化，之后到貯藏末期有較小幅度的降低，而對(duì)照組在低溫貯藏期間果肉可溶性蛋白質(zhì)含量迅速下降，從開(kāi)始貯藏時(shí)的2.83mg/g下降到貯藏末期的0.93mg/g。統(tǒng)計(jì)分析表明，3℃冷激處理6h與對(duì)照組的香蕉果肉可溶性蛋白質(zhì)含量差異達(dá)到極顯著水平（P＜0.01），說(shuō)明3℃冷激處理6h能延緩香蕉果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)的降解。

2.6 冷激處理對(duì)香蕉果肉中游離脯氨酸含量的影響

圖3 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)低溫貯藏期間可溶性蛋白質(zhì)含量的影響Figure 3 Effect of cold－shock treatment on soluble protein content of banana fruits stored at 8℃

果蔬的抗逆性與組織游離脯氨酸的積累有關(guān)，在一定程度上反映了果蔬組織對(duì)不良環(huán)境脅迫的抵抗能力。由圖4可知，香蕉在（8±0.5）℃冷藏期間，果肉游離脯氨酸含量隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)。在貯藏前12d，3℃冷激處理6h與對(duì)照組的香蕉果肉游離脯氨酸含量均維持在較低水平，幾乎沒(méi)有變化，且差異不顯著，可能是香蕉果實(shí)在（8±0.5）℃下貯藏對(duì)低溫脅迫作出的反應(yīng)相對(duì)較遲，所以在貯藏初期香蕉果肉游離脯氨酸維持正常條件下的狀態(tài)；但之后隨著香蕉果實(shí)受低溫脅迫程度的加深，果肉游離脯氨酸含量也逐漸上升，其中3℃冷激處理6h的香蕉果肉游離脯氨酸含量上升趨勢(shì)明顯高于對(duì)照組的，貯藏28d時(shí)，3℃冷激處理6h的游離脯氨酸含量為664μg/g，比對(duì)照組的高27%。統(tǒng)計(jì)分析表明，3℃冷激處理6h與對(duì)照組的香蕉果肉游離脯氨酸含量差異達(dá)到顯著水平（P＜0.05），說(shuō)明是3℃冷激處理6h可以促進(jìn)香蕉果肉游離脯氨酸含量的累積，從而提高香蕉果實(shí)抗冷性。

圖4 冷激處理對(duì)香蕉果實(shí)低溫貯藏期間游離脯氨酸含量的影響Figure 4 Effect of cold－shock treatment on Free proline content of banana fruits stored at 8℃

3 結(jié)論

植物對(duì)逆境的脅迫是非常復(fù)雜的，主要通過(guò)啟動(dòng)自身防御機(jī)能的啟動(dòng)系統(tǒng)，如誘導(dǎo)冷激蛋白，提高細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，從而抑制冷害的發(fā)生［15］。細(xì)胞膜透性是衡量果蔬冷害發(fā)生的一個(gè)重要指標(biāo)，冷害低溫導(dǎo)致膜脂相變，膜脂由液晶態(tài)變成凝膠態(tài)，從而增大膜的透性；而丙二醛作為膜脂過(guò)氧化的主要代謝物，一般可以作為衡量膜脂發(fā)生過(guò)氧化程度的指標(biāo)。本試驗(yàn)中，3℃冷激處理6h顯著降低了香蕉果實(shí)在（8±0.5）℃下貯藏期間的冷害指數(shù)、果皮細(xì)胞膜透性和果肉丙二醛含量，可能是冷激處理減輕香蕉貯藏冷害的一個(gè)重要標(biāo)志。而低溫條件下可溶性蛋白積累的重要意義是保護(hù)膜免受細(xì)胞脫水的傷害。本試驗(yàn)中，在貯藏前期，由于香蕉果實(shí)還未發(fā)生冷害，蛋白質(zhì)合成與降解達(dá)到一個(gè)平衡狀態(tài)，因此可溶性蛋白質(zhì)含量幾乎沒(méi)有變化，但隨著冷害的出現(xiàn)和加深，合成蛋白酶系統(tǒng)受到損害，組織細(xì)胞中蛋白質(zhì)降解速率大大超過(guò)了合成速率，3℃冷激處理6h和對(duì)照組均出現(xiàn)不同程度的下降趨勢(shì)，但3℃冷激處理6h的果肉可溶性蛋白質(zhì)含量下降幅度明顯低于對(duì)照組。說(shuō)明3℃冷激處理6h可以明顯抑制可溶性蛋白質(zhì)的降解。此外，3℃冷激處理6h的香蕉果實(shí)，在低溫貯藏期間的游離脯氨酸含量明顯高于對(duì)照組的，說(shuō)明是3℃冷激處理6h可以提高香蕉果實(shí)的抗冷性。

適當(dāng)?shù)牡蜏靥幚砜梢蕴岣吖叩目估湫?。本研究表明?℃冷激處理6h可顯著降低香蕉果實(shí)在（8±0.5）℃下貯藏期間的冷害指數(shù)，較好地維持后熟品質(zhì)，抑制丙二醛含量升高和果皮細(xì)胞膜透性增大，提高了果實(shí)可溶性蛋白質(zhì)含量和游離脯氨酸含量，從而有效減輕冷害?？梢?jiàn)，3℃冷激處理6h可以明顯提高香蕉果實(shí)的抗冷性。而關(guān)于冷激處理減輕冷害的作用機(jī)理有待進(jìn)一步研究，為冷激處理的廣泛應(yīng)用提供可靠的理論基礎(chǔ)。

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