熱水處理減輕黃瓜果實(shí)低溫冷害的貯前延遲條件優(yōu)化

賈 淼，張 敏，2，3*，李奇勛，鄭 凱，方佳琪，李玉申，王紅婷

（1.上海海洋大學(xué) 食品學(xué)院，上海 201306；2.食品科學(xué)與工程國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(上海海洋大學(xué))，上海 201306；3.上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評價(jià)專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，上海 201306）

【研究意義】采后黃瓜（Cucumis sativusL.）在流通和儲(chǔ)藏過程中容易衰老黃化、失水萎蔫，甚至腐爛變質(zhì)[1]。在適宜低溫條件下貯藏時(shí)會(huì)降低其機(jī)體代謝活性，從而延緩果實(shí)衰老。然而在低于7 ℃臨界溫度下流通貯藏時(shí)，黃瓜果實(shí)內(nèi)部組織會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性損傷，轉(zhuǎn)移至室溫時(shí)便會(huì)有可見性冷害癥狀[2-3]，進(jìn)而導(dǎo)致黃瓜耐貯性下降，食用價(jià)值受損。因此，如何有效減輕黃瓜冷害并保持其品質(zhì)優(yōu)良，是黃瓜冷鏈流通儲(chǔ)藏中關(guān)鍵的待解決問題。熱水處理作為一種簡單、安全高效的貯前處理方法已被廣泛用于減輕果蔬冷害的研究中[4-8]，適宜的熱水處理能夠有效延緩冷害癥狀的出現(xiàn)?，F(xiàn)階段果蔬貯藏保鮮領(lǐng)域方面大多集中在探究適宜的熱水處理?xiàng)l件以減輕果蔬冷害，并已取得了顯著的成果?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】然而在實(shí)際操作中，貯前熱水處理后的延遲放置條件對果實(shí)機(jī)體抗氧化活性和品質(zhì)變化是不可忽略的因素，對果蔬的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)產(chǎn)生一定影響。Hu 等[9]研究了熱水處理后黃瓜于室溫（25±1）℃下延遲放置不同時(shí)間對低溫貯藏期間果實(shí)抗氧化酶活性和品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)延遲放置2 h 可以顯著降低果實(shí)冷害程度，同時(shí)相關(guān)抗氧化酶活性也得以提高，這表明熱處理后適宜延遲放置對提高黃瓜果實(shí)貯藏品質(zhì)有良好效果。番木瓜經(jīng)熱水處理（42 ℃、30 min和49 ℃、20 min）后，于室溫（25±2）℃下放置20 min時(shí)，其果皮和果肉的冷害發(fā)生率均被有效降低，同時(shí)貯藏期也得以延長[10]。同樣地，桃果實(shí)[11]經(jīng)熱水處理后置于室溫下1 h，可顯著緩解果實(shí)冷害癥狀和褐變程度，同時(shí)提高果實(shí)機(jī)體中抗氧化物質(zhì)含量及貯藏品質(zhì)。Endo 等[12]將青梅果實(shí)熱水處理（45 ℃、5 min）后用20 ℃流動(dòng)水冷卻，發(fā)現(xiàn)能夠有效提高青梅果實(shí)的耐冷性，緩解果實(shí)冷害，并將其貯藏時(shí)間延長至原來的3倍?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】然而上述試驗(yàn)都是基于單一延遲條件來探究對果蔬冷藏效果的影響，關(guān)于熱處理后空氣降溫和冷水降溫的對比研究仍較少見，并且對于提高熱處理后果蔬抗冷性的貯前延遲放置條件的優(yōu)化研究還鮮有報(bào)道。為此，對熱水處理后黃瓜果實(shí)在不同介質(zhì)（空氣、冷水）中的延遲放置條件展開了優(yōu)化及對比研究。由于果蔬發(fā)生冷害癥狀時(shí)細(xì)胞膜會(huì)出現(xiàn)龜裂和孔道，導(dǎo)致膜內(nèi)離子外滲，進(jìn)而表現(xiàn)為電解質(zhì)外滲率升高，電解質(zhì)外滲率常被用作細(xì)胞膜通透性和膜脂過氧化程度的響應(yīng)指標(biāo)，它能夠更直接、更靈敏地反映出果實(shí)遭受冷害的嚴(yán)重程度[13]。因此，試驗(yàn)以電解質(zhì)外滲率為響應(yīng)值來表征冷害現(xiàn)象，同時(shí)在單因素試驗(yàn)中選擇失重率作為電解質(zhì)外滲率的驗(yàn)證指標(biāo)，以增加試驗(yàn)精確性和可靠性。二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)被廣泛用于優(yōu)化分析多因素試驗(yàn)，該優(yōu)化方法試驗(yàn)次數(shù)少、計(jì)算簡便，能夠高效準(zhǔn)確地確定試驗(yàn)最佳條件[14]，現(xiàn)今已有多位學(xué)者采用該法進(jìn)行工藝或技術(shù)參數(shù)的優(yōu)化[15-17]?！緮M解決的關(guān)鍵問題】本文將二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)與響應(yīng)面法[18-22]相結(jié)合以期優(yōu)化得出熱水處理后黃瓜置于低溫貯藏前的最佳延遲條件，旨在為黃瓜熱處理技術(shù)的進(jìn)一步完善和冷害的防治提供一定的實(shí)驗(yàn)參考和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

試驗(yàn)材料’申青’黃瓜采自上海市浦東新區(qū)臨港當(dāng)?shù)胤N植園，采摘后裝于泡沫箱中在3 h 內(nèi)運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室。將所有黃瓜進(jìn)行分類，挑選出平均長度為（23±2）cm，平均直徑為（3.5±0.5）cm，單根果實(shí)的質(zhì)量為（200±20）g，無病蟲害，無機(jī)械損傷的黃瓜。為避免黃瓜果實(shí)機(jī)體溫度差異造成的試驗(yàn)誤差，將黃瓜置于（20±1）℃環(huán)境中復(fù)溫2 h 以統(tǒng)一果體溫度。

1.2 熱處理及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將復(fù)溫后的黃瓜果實(shí)隨機(jī)分為2 組，稱重后進(jìn)行40 ℃、20 min 的熱水處理（hot water treatment，HWT）（該條件為前期試驗(yàn)研究得出），之后進(jìn)行水浴延遲靜置和空氣延遲靜置單因素及二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)。1）HWT 后水浴靜置組：共處理180 根黃瓜果實(shí)，其中溫度單因素試驗(yàn)是將HWT 后的黃瓜果實(shí)置于5，10，15，20，25，30，35 ℃水中靜置60 min；時(shí)間單因素試驗(yàn)是將HWT 后的黃瓜果實(shí)置于20 ℃水中靜置0，40，50，60，70，80，90 min。2）HWT 后空氣靜置組：共處理192 根黃瓜果實(shí)，其中溫度單因素是將HWT 后的黃瓜果實(shí)拭干表面水分，立即轉(zhuǎn)移至5，10，15，20，25，30，35 ℃的恒溫恒濕箱中靜置1.5 h；時(shí)間單因素試驗(yàn)是將HWT 后的黃瓜轉(zhuǎn)移至20 ℃的恒溫恒濕箱中靜置0，0.5，1，1.5，2，2.5，3，3.5，4 h。并在以上單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分別進(jìn)行二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)。所有處理結(jié)束后，拭干黃瓜果實(shí)表面的水分，將全部黃瓜果實(shí)裝入帶有小孔的聚乙烯薄膜袋（厚度0.02 mm）中，每袋裝入3 根黃瓜，立即轉(zhuǎn)移至冷庫[（4±1）℃，相對濕度：80±5%]中，于貯藏6 d 后進(jìn)行指標(biāo)測定，每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測定3 次，結(jié)果取其平均值。

1.3 儀器與設(shè)備

恒溫恒濕培養(yǎng)箱（BPS-100CA，上海一恒科學(xué)儀器有限公司），電熱恒溫水溫箱（HSWX-600BS，上海圣科儀器設(shè)備有限公司），數(shù)字孔式電子天平（BJ2100D，臺(tái)灣精達(dá)電子儀器有限公司），電導(dǎo)率儀（DDS-307，上海笛柏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司），恒溫振蕩箱（HZ-82A，江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠）

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 電解質(zhì)外滲率的測定 電解質(zhì)外滲率的測定參考蓋曉陽等[23]的方法稍作修改。用切片器將黃瓜果實(shí)中部切成厚度均勻（約為0.07 mm）的薄片，再用打孔器從薄片果肉區(qū)域取10 片直徑相同的小圓片置于篩網(wǎng)上，去離子水沖洗小圓片3 次后用濾紙輕拭表面水分，置于50 mL 的燒杯中，準(zhǔn)確加入20 mL、0.25 mol/L 的甘露醇溶液，測定溶液電解質(zhì)外滲率，記錄為R0。用保鮮膜封口后置于恒溫振蕩箱中振蕩1.5 h，結(jié)束后測定溶液的電解質(zhì)外滲率記錄為R1。測量后，將燒杯口用保鮮膜和橡皮筋緊封，置于100 ℃沸水中蒸20 min，待燒杯中溶液冷卻后再次測量電解質(zhì)外滲率并記錄為R2。以上電解質(zhì)外滲率的測定均在同一溫度下進(jìn)行。根據(jù)公式（1）計(jì)算電解質(zhì)外滲率，以Y代表電解質(zhì)外滲率。

1.4.2 失重率的測定 失重率采用稱重法測定，每個(gè)試驗(yàn)組取6 根黃瓜用于重量測定，先用電子天平稱重新鮮黃瓜，并記為初始重量m0，相同黃瓜低溫貯藏6 d后再次稱重，記為m。根據(jù)公式（2）計(jì)算失重率。

1.4.3 冷害指數(shù)的測定 冷害指數(shù)的測定參照Mart?nez-Tellez 等[24]的方法。低溫貯藏后的黃瓜果實(shí)在室溫條件下（20±2）℃放置2 d 后，通過觀察果實(shí)表面點(diǎn)蝕和凹陷區(qū)域面積評定冷害等級（表1）。根據(jù)公式（3）計(jì)算冷害指數(shù)。

表1 冷害等級的劃分Tab.1 Classification of chilling injury grades

1.5 數(shù)據(jù)處理

用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行方差分析及Duncan 多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05。利用SAS 9.4 軟件進(jìn)行響應(yīng)面設(shè)計(jì)及分析。采用Origin 2021軟件繪制圖表，圖表結(jié)果均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差，并標(biāo)注顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 延遲靜置溫度對低溫貯藏黃瓜果實(shí)的影響 電解質(zhì)外滲率是衡量果蔬細(xì)胞膜脂過氧化程度的重要指標(biāo)，能判斷出果實(shí)遭受冷害的嚴(yán)重程度。如圖1（A）所示，黃瓜果實(shí)電解質(zhì)外滲率隨水浴靜置溫度的上升呈現(xiàn)先下降后升高的趨勢，其中5 ℃水浴靜置組的電解質(zhì)外滲率最高，35 ℃組次之，20 ℃組最低，為6.52%。與20 ℃水浴靜置組相比，5 ℃和35 ℃水浴靜置組的電解質(zhì)外滲率增幅最多，達(dá)到92.63%和71.1%。失重率作為評判果蔬品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)，其變化與果蔬機(jī)體的呼吸作用和蒸騰速率密切相關(guān)[25]。如圖1（B）所示，黃瓜果實(shí)的失重率變化同樣呈現(xiàn)出先降低后升高的趨勢，其中，20 ℃延遲處理能夠顯著降低黃瓜果實(shí)質(zhì)量損失（P＜0.05），而經(jīng)35 ℃水浴延遲處理后的果實(shí)呼吸速率加快，水分損失較多。因此，選擇10～30 ℃作為水浴延遲靜置溫度編碼范圍來進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面試驗(yàn)。

圖1 HWT后不同水浴靜置溫度對低溫貯藏黃瓜果實(shí)電解質(zhì)外滲率（A）、失重率（B）的影響Fig.1 Effects of water bath temperature after HWT on electrolyte leakage rate（A）and weight loss rate（B）of cucumber fruits during low temperature storage

如圖2（A）所示，空氣延遲靜置各試驗(yàn)組的電解質(zhì)外滲率值隨靜置溫度的升高差異顯著（P＜0.05），表現(xiàn)出先緩慢降低再迅速升高的趨勢，其中，20 ℃空氣靜置組的電解質(zhì)外滲率達(dá)到最低值，僅為4.14%。當(dāng)空氣靜置溫度高于20 ℃時(shí)，黃瓜果實(shí)受到的低溫?fù)p傷快速加劇，尤其是35 ℃空氣靜置組，是最低值的5.50 倍。此時(shí)黃瓜果實(shí)細(xì)胞膜完整性被破壞，進(jìn)而導(dǎo)致果實(shí)冷害加重。圖2（B）中失重率的變化與上述電解質(zhì)外滲率的趨勢一致。其中，15 ℃空氣靜置組的失重率最低，僅為1.28%，當(dāng)空氣靜置溫度超過15 ℃時(shí)黃瓜果實(shí)的質(zhì)量損失開始顯著快速增加（P＜0.05）。與指標(biāo)最低值相比，35 ℃空氣靜置組的失重率增加了126.56%。因此，選擇5～30 ℃作為空氣靜置溫度編碼范圍用于條件優(yōu)化。

圖2 HWT后不同空氣靜置溫度對低溫貯藏黃瓜果實(shí)電解質(zhì)外滲率（A）和失重率（B）的影響Fig.2 Effects of air standing temperature after HWT on electrolyte leakage rate（A）and weight loss rate（B）of cucumber fruits during low temperature storage

2.1.2 延遲靜置時(shí)間對低溫貯藏黃瓜果實(shí)的影響 果實(shí)熱處理后積累的熱應(yīng)力會(huì)因暴露時(shí)間長短而異[26]，并且熱激效應(yīng)的持久程度對于黃瓜在低溫貯藏期間的冷害緩解和品質(zhì)保持至關(guān)重要。如圖3（A）所示，水浴延遲靜置試驗(yàn)組黃瓜果實(shí)電解質(zhì)外滲率表現(xiàn)出先緩慢下降再迅速升高的趨勢，其中，70 min水浴靜置組黃瓜的電解質(zhì)外滲率最低。當(dāng)水浴靜置時(shí)間由80 min 增加到90 min 時(shí)，電解質(zhì)外滲率大幅提升了167.56%?？梢姡S瓜經(jīng)90 min 延遲放置時(shí)，其細(xì)胞膜通透性和膜脂過氧化程度都會(huì)加劇。與上述電解質(zhì)外滲率的變化趨勢類似，由圖3B 可知，失重率也表現(xiàn)為先下降后上升，0 min 處理組失重率最高，其次是90 min 處理組時(shí)，果實(shí)失重率達(dá)到最低值的2.92 倍，表明果實(shí)水分流失較多對組織結(jié)構(gòu)造成了影響。綜合以上，選擇40～80 min 作為水浴延遲靜置時(shí)間編碼范圍來進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面試驗(yàn)。

圖3 HWT后不同水浴靜置時(shí)間對低溫貯藏黃瓜果實(shí)電解質(zhì)外滲率（A）和失重率（B）的影響Fig.3 Effects of water bath time after HWT on electrolyte leakage rate（A）and weight loss rate（B）of cucumber fruits during low temperature storage

如圖4（A）所示，各空氣靜置組黃瓜果實(shí)的電解質(zhì)外滲率隨靜置時(shí)間大體上表現(xiàn)為先下降后升高的趨勢，僅3.5 h試驗(yàn)組處有輕微浮動(dòng)。試驗(yàn)組中4 h空氣靜置組電解質(zhì)外滲率值最高，0 h組次之，1.5 h組電解質(zhì)外滲率值最低，說明熱處理后于20 ℃空氣中延遲靜置1.5 h對于減輕黃瓜果實(shí)組織內(nèi)部離子滲漏和保持黃瓜果實(shí)熱激效應(yīng)有良好效果。并且0 h 和0.5 h 試驗(yàn)以及3 h 和3.5 h 試驗(yàn)組之間并無顯著性差異（P＜0.05）。如圖4（B）所示，失重率與上述電解質(zhì)外滲率值的變化趨勢一致，并且熱處理后黃瓜果實(shí)于20 ℃空氣中靜置4 h 時(shí)，失重率大幅上漲，說明這一條件并不適宜其自身生長調(diào)節(jié)。因此，選擇0.5～3 h作為空氣延遲靜置時(shí)間編碼范圍進(jìn)行優(yōu)化。

圖4 HWT后不同空氣靜置時(shí)間對低溫貯藏黃瓜果實(shí)電解質(zhì)外滲率（A）和失重率（B）的影響Fig.4 Effects of air standing time after HWT on electrolyte leakage rate（A）and weight loss rate（B）of cucumber fruits during low temperature storage

2.2 響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)

2.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果 根據(jù)單因素試驗(yàn)結(jié)果即水浴靜置條件為10～30 ℃、40～80 min，空氣靜置條件為5～30 ℃、0.5～3 h，設(shè)置如表2所示因素水平編碼表，并設(shè)計(jì)進(jìn)行二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)，結(jié)果見表3，其中Y1、Y2分別代表水浴靜置組和空氣靜置組的電解質(zhì)外滲率響應(yīng)值。

表2 因素水平編碼表Tab.2 Code table for the factor and level

表3 二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)試驗(yàn)結(jié)果Tab.3 Quadratic regression orthogonal rotating combination design and experimental results

2.2.2 模型的建立及顯著性檢驗(yàn) 利用SAS 9.4軟件處理分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)后，得到回歸方程模型和各項(xiàng)的方差分析、參數(shù)估計(jì)及顯著性檢驗(yàn)，其結(jié)果見表4和表5。

對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合處理后得到關(guān)于電解質(zhì)外滲率的目標(biāo)函數(shù)的二次回歸方程，結(jié)果見式（4）、式（5）：

由以上2 個(gè)回歸模型的方差分析（表4）可知，對回歸模型Y1進(jìn)行顯著性分析F1=30.85＞F0.01（5，10）=5.64，結(jié)果極顯著（P＜0.001），且決定系數(shù)R2=0.939 1，表明回歸模型Y1與實(shí)測值的吻合度較高，模型成立。對回歸方程進(jìn)行失擬性檢驗(yàn)，可知F2=MS失擬/MS誤差=2.53＜F0.05（3，7）=4.35，即不顯著，說明回歸方程擬合充分，無失擬因素存在。綜上，此模型擬合度良好，試驗(yàn)誤差小，合理可行。

表4 回歸模型的方差分析Tab.4 Variance analysis of regression model

由表5可知，在σ=0.10顯著水平上剔除不顯著項(xiàng)，能夠得到以下回歸方程式：

表5 試驗(yàn)二次回歸模型參數(shù)Tab.5 Regression model parameters

由表4和表5得知，回歸模型Y2中F1=105.53＞F0.01（5，10）=5.64，結(jié)果極顯著（P＜0.001），且R2=0.981 4，表明回歸模型與測試值能較好擬合，模型成立。對回歸模型進(jìn)行失擬項(xiàng)檢驗(yàn)：F2=2.86＜F0.05（3，7）=4.35，即不顯著（P＞0.05），說明該回歸方程不存在失擬因素。因此，該模型可用于對黃瓜果實(shí)HWT 后空氣延遲條件進(jìn)行分析和預(yù)測。

2.2.3 響應(yīng)面優(yōu)化與分析 根據(jù)回歸方程分別繪制水浴靜置條件和空氣靜置條件對熱處理后冷藏6 d黃瓜果實(shí)電解質(zhì)外滲率Y影響的等高線圖和響應(yīng)面曲線圖，結(jié)果見圖5和圖6。

圖5 電解質(zhì)外滲率的等高線圖（A）和響應(yīng)面曲線圖（B）Fig.5 Contour plots（A）and response surface plots（B）of electrolyte leakage rate

如圖5所示，隨著水浴靜置溫度和時(shí)間的延長，電解質(zhì)外滲率值會(huì)先降低后增加，且根據(jù)響應(yīng)面曲線圖彎曲程度可以看出與水浴靜置時(shí)間相比，靜置溫度對電解質(zhì)外滲率值影響更大。根據(jù)圖5A 顯示等高線中心呈圓形，說明水浴靜置溫度和水浴靜置時(shí)間之間的交互作用偏弱，即影響不顯著，這與表4中顯著性檢驗(yàn)的結(jié)果相一致。當(dāng)水浴靜置溫度低于16.67 ℃時(shí)，曲面較陡峭，表明較低溫度對果實(shí)電解質(zhì)外滲率的影響較強(qiáng)，這可能與熱處理和延遲條件之間的溫度差異較高有關(guān)。在水浴靜置溫度10～30 ℃，水浴靜置時(shí)間40～80 min 條件下優(yōu)化得出熱水處理后黃瓜果實(shí)于20.8 ℃水中放置54.07 min 時(shí)，電解質(zhì)外滲率存在最小值，此時(shí)理論最小值為11.26%。

圖6 為空氣中延遲靜置對電解質(zhì)外滲率影響的等高線圖和響應(yīng)面曲線圖。如圖6A 所示，等高線中心為橢圓形，說明空氣靜置溫度和靜置時(shí)間之間有極顯著的交互作用。由圖6B 可知，隨著延遲放置時(shí)間的增加，電解質(zhì)外滲率呈現(xiàn)明顯的先下降后上升的趨勢；而且黃瓜經(jīng)短時(shí)較高溫延遲靜置時(shí)，電解質(zhì)外滲率值出現(xiàn)急劇增加的變化，此時(shí)熱激效應(yīng)持續(xù)時(shí)間較短，待立即轉(zhuǎn)移至低溫貯藏時(shí)，該熱激效應(yīng)會(huì)被阻斷，進(jìn)而造成更嚴(yán)重的氧化損傷。經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化后得出空氣延遲條件為16.92 ℃，1.98 h，此時(shí)電解質(zhì)外滲率存在最小值，即9.3%。

圖6 電解質(zhì)外滲率的等高線圖（A）和響應(yīng)面曲線圖（B）Fig.6 Contour plots（A）and response surface plots（B）of electrolyte leakage rate

2.2.4 響應(yīng)面試驗(yàn)?zāi)Ｐ万?yàn)證分析 取60 根黃瓜果實(shí)對上述優(yōu)化得出的最佳延遲條件進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，于低溫貯藏6 d后測得水浴延遲優(yōu)化條件下，黃瓜果實(shí)電解質(zhì)外滲率值為12.01%，與理論值相差0.75%；空氣延遲條件下黃瓜果實(shí)的電解質(zhì)外滲率實(shí)測值則為10.14%，與理論值相差0.84%，說明以上回歸模型的擬合度較好，均有較高的可信度。與未延遲組相比，優(yōu)化試驗(yàn)中黃瓜果實(shí)的電解質(zhì)外滲率值也相應(yīng)降低了6.63%和8.50%，較未熱處理組的電解質(zhì)外滲率（實(shí)測值28.73%）相比，降低了16.72%和18.59%。同時(shí)黃瓜果實(shí)的冷害癥狀可由表6 直觀反映得知，各驗(yàn)證試驗(yàn)組與對照組冷害指數(shù)差異顯著（P＜0.05），即果實(shí)表面出現(xiàn)了不同程度的可見性冷害，其中D 組直接低溫貯藏時(shí)冷害指數(shù)最高，表明果實(shí)遭受冷害程度較嚴(yán)重。相比之下，A、B 延遲試驗(yàn)組處理后冷害指數(shù)顯著低于對照組D 的64.29%、78.57%（P＜0.05），果實(shí)僅表現(xiàn)出微乎其微的冷害癥狀。

表6 4 ℃貯藏6 d后室溫下2 d時(shí)黃瓜果實(shí)的冷害指數(shù)Tab.6 Chilling injury index of cucumber fruits after 6 days at 4 ℃ and 2 days at ambient temperature

該驗(yàn)證結(jié)果表明，熱水處理后適當(dāng)?shù)乃『涂諝庋舆t放置均能有效緩解黃瓜果實(shí)冷害，其中B 組空氣延遲優(yōu)化條件處理效果更佳，可以更有效地抑制黃瓜果實(shí)膜脂過氧化，減少離子滲漏，進(jìn)一步維持黃瓜果實(shí)的良好貯藏品質(zhì)。

3 討論與結(jié)論

適宜的冷熱處理對于緩解果蔬機(jī)體冷害癥狀、增強(qiáng)其抗逆性有良好效果[11,27-29]。冷害防治程度則取決于處理方式的溫度、持續(xù)時(shí)間以及溫差，同時(shí)與果蔬品種和生長環(huán)境也有密切關(guān)系[30]。該試驗(yàn)在黃瓜果實(shí)經(jīng)有效熱水處理的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步探究優(yōu)化了能顯著減輕果實(shí)低溫貯藏冷害癥狀的最佳延遲條件。延遲條件以水和空氣為介質(zhì)，經(jīng)單因素試驗(yàn)和響應(yīng)面試驗(yàn)優(yōu)化后，分別得出了各自的最佳延遲參數(shù)，水浴延遲條件優(yōu)化結(jié)果為水浴靜置溫度20.8 ℃，水浴靜置時(shí)間54.07 min，在此條件下，黃瓜果實(shí)低溫貯藏后的電解質(zhì)外滲率理論值為11.26%；空氣延遲條件優(yōu)化結(jié)果為空氣靜置溫度16.92 ℃，空氣靜置時(shí)間1.98 h，基于此條件，黃瓜果實(shí)的電解質(zhì)外滲率理論值為9.3%。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證得知，水浴延遲條件下電解質(zhì)外滲率實(shí)測值為12.01%，空氣延遲條件實(shí)測值為10.14%，均與理論值較為接近，說明各模型的理論值與實(shí)測值能較好吻合，模型準(zhǔn)確可靠?？梢?，熱處理后不同的延遲介質(zhì)對優(yōu)化結(jié)果以及果實(shí)細(xì)胞膜透性均有不同程度的影響，并且空氣延遲條件比水浴延遲條件更能有效降低電解質(zhì)外滲率和保持果實(shí)細(xì)胞膜完整性，這可能是由于介質(zhì)傳熱速率和處理時(shí)間的差異導(dǎo)致黃瓜果實(shí)內(nèi)部溫度變化不一致，進(jìn)而影響熱處理和果實(shí)抗冷性的誘導(dǎo)效果[31]。

試驗(yàn)中兩組延遲條件均能使果實(shí)維持正常的細(xì)胞膜組織結(jié)構(gòu)并有效緩解其冷害。與該研究結(jié)果一致，Wang 等[32]發(fā)現(xiàn)香蕉果實(shí)熱水處理（52 ℃，3 min）后在20 ℃環(huán)境中延遲放置1.5～6 h 時(shí)，果實(shí)中抗壞血酸過氧化物酶的活性和基因表達(dá)均有所增強(qiáng)，并且延遲3 h后果實(shí)低溫貯藏期間的抗壞血酸基因表達(dá)仍保持較高水平，表明熱處理適當(dāng)延遲后果實(shí)的抗冷性被增強(qiáng)。這可能是由于熱處理后適當(dāng)延遲有助于果蔬機(jī)體從熱處理中恢復(fù)，并且使果實(shí)逐步適應(yīng)低溫的生理代謝過程，進(jìn)一步啟動(dòng)果實(shí)自身的抗冷性，進(jìn)而減輕長時(shí)間低溫貯藏對果實(shí)造成的傷害。適當(dāng)延遲處理可以提高果蔬抗冷性，與相關(guān)基因的高活性表達(dá)有密切關(guān)系。Bowen 等[26]研究發(fā)現(xiàn)蘋果經(jīng)38 ℃熱水處理1 h 后，置于25 ℃環(huán)境中恢復(fù)1.5 h，熱激蛋白（heat shock proteins，HSPs）基因的轉(zhuǎn)錄維持在較高水平，這可能是果實(shí)熱處理后耐熱性和熱激效應(yīng)得以保持的原因。同樣地，在對鱷梨[33]的研究中也發(fā)現(xiàn)熱水處理后于15 ℃環(huán)境中延遲3 h，HSP70 基因的轉(zhuǎn)錄水平達(dá)到峰值。該試驗(yàn)優(yōu)化得出的水浴延遲條件和空氣延遲條件均能夠有效將低溫脅迫下的黃瓜果實(shí)電解質(zhì)外滲率維持在較低水平，減輕果實(shí)冷害，可能是由于熱處理誘導(dǎo)相關(guān)抗氧化酶基因和熱激蛋白基因的高活性表達(dá)，并在延遲條件下繼續(xù)誘導(dǎo)以維持已產(chǎn)生的持續(xù)熱效應(yīng)，同時(shí)伴隨增加的還有抗氧化物質(zhì)和超氧化物歧化酶、過氧化氫酶等活性氧清除酶，多方協(xié)同作用能夠使果實(shí)保持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)完整性，進(jìn)而減輕黃瓜果實(shí)冷害和增強(qiáng)果實(shí)抗冷性。

綜上所述，試驗(yàn)中經(jīng)響應(yīng)面優(yōu)化得出的貯前水浴和空氣延遲條件均能有效降低膜內(nèi)電解質(zhì)外滲，更有利于維持原有熱激作用并提高黃瓜果實(shí)抗冷性，能夠進(jìn)一步加強(qiáng)熱水處理減輕果實(shí)冷害的防治效果。在實(shí)踐應(yīng)用上水浴延遲耗時(shí)更短，相對來說溫度更易控制，并且時(shí)間和人力的成本更低；空氣延遲處理雖耗時(shí)較長，但處理效果相對來說更優(yōu)。因此，商業(yè)中可根據(jù)實(shí)際情況來選擇相應(yīng)的處理?xiàng)l件，以延長果蔬貯藏期，提高貯藏品質(zhì)和果農(nóng)收益。同時(shí)，該研究結(jié)果為防治黃瓜果實(shí)低溫脅迫下冷害發(fā)生提供了一定的試驗(yàn)參考與理論支持。