低溫等離子體處理對(duì)小白杏細(xì)胞壁代謝及軟化特性的影響

潘 越，李婷婷，吳彩娥

（南京林業(yè)大學(xué)輕工與食品學(xué)院，江蘇 南京 210037）

小白杏（Prunus armeniacaL.）主要生長在中國西北地區(qū)，是中國最早栽培和食用的水果之一，因其皮薄、味道甜和營養(yǎng)價(jià)值豐富而備受喜愛[1]。小白杏產(chǎn)地偏遠(yuǎn)，通常需要通過長途運(yùn)輸及貯藏才能到達(dá)消費(fèi)市場(chǎng)，運(yùn)輸和貯藏過程會(huì)破壞杏果的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，加速水分從其組織中流出，導(dǎo)致組織軟化并喪失水分。軟化現(xiàn)象是水果和蔬菜收獲后銷售鏈中的主要品質(zhì)問題之一，軟化會(huì)導(dǎo)致果蔬的耐貯藏性降低、保質(zhì)期縮短[2]。由于小白杏產(chǎn)地較為偏遠(yuǎn)，通常需要長途運(yùn)輸才能運(yùn)達(dá)銷售地，導(dǎo)致其遭受的機(jī)械損傷較多，因此其軟化現(xiàn)象尤其嚴(yán)重，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失[3]。

化學(xué)保鮮劑可有效維持采后小白杏品質(zhì)和降低其軟化發(fā)生率，但它們極易造成試劑殘留從而影響人體健康?；瘜W(xué)保鮮劑中含有的重金屬或化學(xué)成分具有一定毒性，并可導(dǎo)致環(huán)境污染。因此化學(xué)保鮮劑的使用受到越來越多的限制，研究杏果保藏新技術(shù)，開發(fā)綠色、環(huán)保、無毒的保鮮方法以保證杏果貯藏期間的品質(zhì)迫在眉睫[4-5]。

近年來，非熱食品處理技術(shù)包括低溫等離子體（如介質(zhì)阻擋低溫等離子體（dielectric barrier discharge cold plasma，DBD））、脈沖光、紫外線輻射、脈沖電場(chǎng)等，引起了研究者的廣泛關(guān)注[6-7]。DBD處理是一種很有前途的非熱技術(shù)，已被證明可用于實(shí)現(xiàn)食品微生物安全和保持果蔬品質(zhì)。DBD處理通過其高壓放電誘導(dǎo)空氣電離，產(chǎn)生離子、自由電子、自由基和其他反應(yīng)性化學(xué)物質(zhì)的復(fù)雜混合物，并產(chǎn)生紫外線輻射、臭氧和帶電粒子[8-9]，這些物質(zhì)具有高活性和高穿透性，擁有極強(qiáng)的滅菌作用。目前，DBD技術(shù)已在果蔬保鮮領(lǐng)域被廣泛研究，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀表明，DBD處理是一種有效抑制鮮切果蔬中微生物生長繁殖、提高其貯藏品質(zhì)并延長貨架期的殺菌保鮮技術(shù)。例如有研究發(fā)現(xiàn)，DBD處理可使鮮切獼猴桃片在一定貯藏期內(nèi)保持良好的保鮮效果，并延長貨架期[10]；Silvia等[11]發(fā)現(xiàn)DBD處理后，哈密瓜、菊苣切片等樣品的保質(zhì)期明顯延長，且其品質(zhì)及外觀變化可忽略不計(jì)。此外，有研究表明DBD處理可以改變果蔬細(xì)胞中多種酶的靶結(jié)構(gòu)從而使其失活，如多聚半乳糖醛酸酶、多酚氧化酶等，DBD處理可以通過抑制這些酶的活性保持果蔬品質(zhì)[12-15]。因此可以推斷，這種高度穿透性的處理可能會(huì)影響杏果實(shí)的表皮成分及細(xì)胞壁，進(jìn)而影響果實(shí)對(duì)機(jī)械損傷的抵抗力及其貯藏期品質(zhì)。然而DBD調(diào)節(jié)杏果細(xì)胞壁代謝及軟化的研究尚屬空白。

綜上，本研究采用新疆小白杏為實(shí)驗(yàn)材料，研究DBD處理對(duì)鮮杏細(xì)胞壁代謝、水分代謝和顯微結(jié)構(gòu)的影響，分析DBD處理控制杏果軟化的調(diào)控機(jī)制，為DBD技術(shù)在杏果貯藏保鮮中的應(yīng)用和完善提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

實(shí)驗(yàn)材料選取新疆小白杏，采取七成熟的果實(shí)，并于采收后24 h內(nèi)運(yùn)送至實(shí)驗(yàn)室。選取大小均勻、表面無損傷、成熟度一致的果實(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

三氯乙酸、硫代巴比妥酸、碘化鉀、無水乙醇、氯仿、甲醇、丙酮、乙酸鈉、氯化鈉、氫氧化鈉、戊二醛（均為國產(chǎn)分析純）國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

PG-1000ZD高壓低溫等離子體表面處理機(jī) 南京蘇曼等離子科技有限公司；SMP6多功能全自動(dòng)酶標(biāo)儀 上海美谷分子公司；MS105DU分析天平 瑞士梅特勒-托利多公司；LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器 上海申安醫(yī)療器械廠；HWM-508恒溫恒濕箱 寧波江南儀器廠；AllegraX-15R臺(tái)式冷凍離心機(jī) 美國Beckman公司；MesoMR23-060 H-1核磁共振儀 上海紐沃柯電子科技有限公司；JEM 1400透射電子顯微鏡 日本電子株式會(huì)社；TA1質(zhì)構(gòu)儀 英國勞埃德公司。

1.3 方法

1.3.1 DBD處理

通過預(yù)實(shí)驗(yàn)初步確定了DBD處理?xiàng)l件。預(yù)實(shí)驗(yàn)將低溫等離子體的處理時(shí)間（20、40、60、80 s）、處理電壓（70、80、90、100、110、120 kV）作為考察因素，在不同組合條件下對(duì)小白杏進(jìn)行DBD處理。通過未處理組作對(duì)照，觀察處理前后杏果表面損傷情況和貯藏期間水分喪失情況，篩選出保鮮效果好且對(duì)杏果實(shí)特征無影響的處理時(shí)間和電壓條件。因高于100 kV的處理電壓會(huì)對(duì)杏果表皮造成損傷，低于80 kV的電壓對(duì)小白杏的保鮮效果不明顯，根據(jù)節(jié)能原則最終選擇電壓90 kV、處理時(shí)間40 s的工作參數(shù)對(duì)小白杏進(jìn)行處理。

將果實(shí)分裝于塑料保鮮盒中，用塑料薄膜密封，每盒裝250 g（約15 個(gè)）杏果實(shí)。隨機(jī)分成2 組，DBD處理組利用低溫等離子體設(shè)備在工作電壓90 kV的條件下處理40 s（工作溫度25 ℃），對(duì)照組不進(jìn)行DBD處理。處理后立即檢測(cè)杏果各項(xiàng)指標(biāo)情況，并將樣品置于4 ℃、相對(duì)濕度95%的恒溫恒濕箱中貯藏，每隔7 d取樣檢測(cè)各項(xiàng)指標(biāo)，每組3 次重復(fù)。

1.3.2 杏果質(zhì)量損失率及硬度測(cè)定

質(zhì)量損失率及硬度的測(cè)定參考文獻(xiàn)[16]。杏的質(zhì)量損失率按下式計(jì)算：

從每組中隨機(jī)選擇6 個(gè)杏果進(jìn)行硬度測(cè)量，杏的硬度使用質(zhì)構(gòu)分析儀測(cè)定，探頭設(shè)置為“P/36 R”，測(cè)試目標(biāo)模式設(shè)置為“應(yīng)變”，預(yù)測(cè)試和測(cè)試速率5 mm/s，測(cè)試后速率2 mm/s，單位設(shè)置為“N”。

1.3.3 水分測(cè)定

水遷移情況及水分喪失測(cè)試，采用核磁共振儀測(cè)量鮮杏的水分狀態(tài)[17]。將隨機(jī)選取的新鮮水果放入專用試管中進(jìn)行測(cè)定，參數(shù)設(shè)置如下：頻譜寬度：200 kHz，射頻延遲：0.020 ms，數(shù)字增益：20 dB，等待時(shí)間：4 000.00 ms，回波時(shí)間：0.3 ms，回波數(shù)量：17 000。測(cè)試時(shí)記錄弛豫時(shí)間及其相應(yīng)的水信號(hào)面積并捕捉影像。

1.3.4 細(xì)胞膜通透性測(cè)定

細(xì)胞膜通透性用相對(duì)電導(dǎo)率表示。將60 g新鮮杏切成薄片（大約5 mm×10 mm）。隨機(jī)選擇切片（約2 g），置于超純水中浸泡20 min（25 ℃），之后立即測(cè)量溶液的電導(dǎo)率L1/（S/m）。將溶液在沸水中加熱30 min后冷卻至室溫，再次測(cè)量溶液的電導(dǎo)率L0/（S/m）。根據(jù)電導(dǎo)率測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算相對(duì)電導(dǎo)率ΔEC：

1.3.5 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量測(cè)定

MDA含量測(cè)定[18]：將1 g組織樣品放入5 mL 100 g/L的三氯乙酸溶液中，并充分研磨，將研磨液置于4 ℃放置20 min后收集上清液。向收集的上清液中加入等體積的硫代巴比妥酸溶液（100 g/L），煮沸30 min后，置于冰水中冷卻。在450、532 nm和600 nm波長處測(cè)量溶液的光密度，按照下式計(jì)算MDA含量：

1.3.6 H2O2含量測(cè)定

H2O2含量測(cè)定[2]：將3 g組織樣品加入到6 mL的1% TCA中，在冰浴中冷卻20 min，并離心。將上清液加入到10 mmol/L磷酸鉀緩沖液和1 mol/L碘化鉀的再作用體系中（上清液∶磷酸鉀緩沖溶液∶碘化鉀＝1∶1∶2（V/V））。在390 nm波長處測(cè)量吸光度，利用不同濃度H2O2建立的標(biāo)準(zhǔn)曲線方程計(jì)算H2O2含量。

1.3.7 細(xì)胞壁多糖的分離和測(cè)定

根據(jù)乙醇不溶性殘留物的原理制備細(xì)胞壁多糖樣品[19]：從杏果中提取4 種不同的多糖，包括水溶性果膠（water-soluble pectin，WSP）、螯合性果膠（elatesoluble pectin，CSP）、半纖維素和纖維素。將10 g完全研磨的杏樣品添加到50 mL體積分?jǐn)?shù)95%乙醇溶液中，在100 ℃放置20 min，冷卻并過濾以獲得殘留物。在殘留物中依次加入20 mL體積分?jǐn)?shù)85%乙醇、20 mL氯仿-甲醇（1∶1，V/V）和20 mL丙酮洗滌，直到顏色消失，然后過濾。最后，在45 ℃條件下持續(xù)干燥48 h，直到質(zhì)量恒定。取300 mg干燥物在7 mL超純水中提取6 h獲得WSP，將不溶于水的殘留物在10 mL含有50 mmol/L反式-1,2-環(huán)己烷二胺四乙酸的乙酸鈉緩沖液中再次提取6 h，獲得CSP。取100 mg干燥物在10 mL 4 mol/L氫氧化鈉（含有100 mmol NaBH4）溶液中振蕩6 h，過濾后上清液為半纖維素。將剩余的殘留物用蒸餾水洗滌至中性以獲得纖維素。以半乳糖醛酸為標(biāo)準(zhǔn)，通過咔唑法測(cè)定WSP、CSP含量，以葡萄糖為標(biāo)準(zhǔn)，采用蒽酮法測(cè)定半纖維素和纖維素含量。測(cè)定結(jié)果表示為成分質(zhì)量與多糖樣品質(zhì)量的比率，單位表示為g/kg。

1.3.8 細(xì)胞壁降解酶的提取與測(cè)定

細(xì)胞壁降解酶的提取方法如下[1,19]：將1 g杏果樣品置于研缽中，加入4 mL 40 mmol/L乙酸鈉緩沖液（pH 5.2，包含50 g/L聚乙烯吡咯烷酮、2%β-疏基乙醇和0.1 mol/L NaCl），并研磨均勻。勻漿液經(jīng)15 000×g離心20 min后，上層清液即為粗酶提取液，用以分析多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）、纖維素酶（cellulase，CEL）、果膠甲基酯酶（ctinmethylesterase，PME）和β-半乳糖苷酶（β-galactosidase，β-Gal）活力。整個(gè)提取過程在4 ℃條件下完成。

PG活力測(cè)定：將1 mL 0.5 mol/L乙酸鈉緩沖液（pH 5.5）、0.5 mL 10 g/L聚半乳糖醛酸溶液和0.5 mL酶提取物混合并在37 ℃水浴中孵育1 h。隨后立即加入1.5 mL 3,5-二硝基水楊酸并放置于沸水浴中5 min。之后測(cè)定反應(yīng)體系在540 nm波長處吸光度。以每小時(shí)生成1 μg半乳糖醛酸為一個(gè)PG活力單位（U），PG活力單位用U/kg表示。

CEL活力測(cè)定：將1.5 mL 10 g/L羧甲基纖維素和0.5 mL酶提取物混合。使用與PG活力測(cè)定相同的步驟和條件進(jìn)行測(cè)定。一個(gè)CEL酶活力單位（U）定義為每小時(shí)生成1 個(gè)聚半乳糖醛酸的CEL的量，CEL活力單位表示為U/kg。

PME活力測(cè)定：將1 mL酶提取物和10 mL 10 g/L柑橘果膠混合，并在37 ℃孵育1 h，然后用氫氧化鈉滴定混合物。一個(gè)PME活力單位（U）定義為每分鐘消耗1 μmol NaOH的PME的量，PME活力單位表示為U/kg。

β-Gal活力測(cè)定：將0.2 mL酶提取物和2 mL 10 g/L的對(duì)硝基苯基-β-D-半乳糖苷混合并在37 ℃孵育30 min，加入2 mL 0.2 mol/L的Na2CO3溶液終止反應(yīng)，在400 nm波長處測(cè)量吸光度。一個(gè)β-Gal活力單位（U）定義為每分鐘消耗1 mmol對(duì)硝基苯基-β-D-半乳糖苷的β-Gal的量，β-Gal活力單位表示為U/kg。

1.3.9 杏果細(xì)胞顯微結(jié)構(gòu)觀察

通過透射電子顯微鏡觀察杏果的細(xì)胞結(jié)構(gòu)[20]：將杏樣品固定在戊二醛固定劑中，并在4 ℃冷藏。將它們?cè)诓煌w積分?jǐn)?shù)梯度乙醇溶液中脫水15 min，并用100%丙酮洗滌3 次，每次20 min。用包埋劑和丙酮混合物（1∶1，V/V）處理切片1 h，然后用包埋劑和丙酮混合物（3∶1，V/V）再處理3 h。將切片在純包埋劑中放置過夜。滲透處理后，將碎片浸入水中，在70 ℃加熱過夜，然后保存嵌入的碎片。使用超微切片機(jī)將切片切割成70～90 nm的切片，并用乙酸鈾酰溶液和檸檬酸鉛雙重染色。最后，用透射電子顯微鏡對(duì)樣品進(jìn)行觀察。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

2 結(jié)果與分析

2.1 DBD處理對(duì)小白杏硬度的影響

果實(shí)硬度在貯藏期間受果實(shí)軟化的影響，會(huì)隨著細(xì)胞壁的變化而降低。兩個(gè)處理組的硬度在整個(gè)貯藏期內(nèi)逐漸降低（圖1）。剛采摘的小白杏硬度約為6.2 N，隨著貯藏時(shí)間的延長，果實(shí)硬度逐漸降低，但處理組降低幅度顯著低于對(duì)照組，尤其在貯藏末期，對(duì)照組果實(shí)發(fā)生嚴(yán)重的腐爛和軟化，硬度急劇下降，而DBD組果實(shí)依然比較堅(jiān)硬，貯藏42 d時(shí)對(duì)照組硬度降至1.9 N，比DBD組低29.6%。結(jié)果表明，適當(dāng)條件的DBD處理可以有效抑制杏果軟化。

圖1 DBD處理后杏果貯藏期硬度變化Fig.1 Changes in firmness of apricot fruits undergoing DBD treatment during storage

2.2 DBD處理對(duì)小白杏質(zhì)量損失率及水遷移情況的影響

果實(shí)中水分狀態(tài)的變化可能導(dǎo)致新鮮產(chǎn)品發(fā)生巨大而顯著的變化，并最終影響果實(shí)軟化和貯藏質(zhì)量，質(zhì)量損失率是反映果實(shí)水分狀態(tài)的指標(biāo)之一。如圖2所示，DBD處理組和對(duì)照組的果實(shí)在整個(gè)貯藏過程中質(zhì)量損失率逐漸增加，但DBD處理的果實(shí)質(zhì)量損失率低于對(duì)照組果實(shí)。貯藏14 d后，對(duì)照組樣品的質(zhì)量損失急劇增加，到第42天，其質(zhì)量損失約為DBD處理組的2 倍。

圖2 DBD處理后杏果貯藏期質(zhì)量損失率變化Fig.2 Changes in mass loss of apricot fruits undergoing DBD treatment during storage

核磁共振和核磁共振成像在測(cè)量植物細(xì)胞中處于不同結(jié)合狀態(tài)的水的分布和比例方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。核磁共振（nuclear magnetic resonance，NMR）是一種無損檢測(cè)，通過記錄弛豫時(shí)間（T2i）和其相應(yīng)的水信號(hào)面積可以評(píng)估杏果內(nèi)水分分布情況[21]。因此，它已被廣泛用于分析植物樣品中的水分分布。核磁共振成像（nuclear magnetic resonance imaging，NMRI）可以通過空間收集水的弛豫強(qiáng)度可視化水的分布，并生成2D或3D的圖像，通過該圖像可以描述整個(gè)樣品內(nèi)的水分含量差異。在本研究中，使用1H-NMRI鑒定了小白杏果實(shí)中果肉組織的形態(tài)學(xué)特征，使用NMRI獲得杏果的橫截面質(zhì)子密度圖像（圖3）。杏果皮的1H-NMRI圖像的像素強(qiáng)度值隨著果實(shí)軟化而降低。在貯藏初期，兩組杏果肉組織NMRI像素值幾乎均在40 000～50 000之間，到貯藏末期，對(duì)照組大部分果肉組織像素值降低至20 000左右，而DBD組大部分果肉組織像素值均無明顯變化。

圖3 DBD處理對(duì)貯藏期杏果水分分布的影響Fig.3 Effect of DBD treatment on water distribution in apricot fruits during storage

1H NMR質(zhì)子信號(hào)可以反映整個(gè)杏樣品組織中的含水量信息，通過NMR研究了新鮮杏果在貯藏開始（第0天）、貯藏中期（第21天）和貯藏結(jié)束（第42天）時(shí)的水分遷移狀況。T2i弛豫曲線顯示貯藏21 d后曲線發(fā)生了明顯變化，表明隨著貯藏時(shí)間的延長，杏果水分分布發(fā)生了變化（圖4）。對(duì)照組的峰遷移變化幅度大于DBD處理組，表明貯藏期間對(duì)照組杏果水分遷移更明顯，DBD處理有效緩解了杏果實(shí)中的水分遷移。在貯藏末期，對(duì)照組弛豫曲線的寬度顯示出更寬的形狀分布，這可能是由于貯藏末期對(duì)照組杏果的組織發(fā)生損傷導(dǎo)致杏果的微觀結(jié)構(gòu)更加不均勻，這為水質(zhì)子群體創(chuàng)造了不均勻的環(huán)境。NMR實(shí)驗(yàn)顯示，DBD處理削弱了杏果細(xì)胞間水分的擴(kuò)散和遷移，從而減少了水分的損失。

圖4 DBD處理對(duì)貯藏期杏果水分遷移的影響Fig.4 Effect of DBD treatment on water mobility in apricot fruits during storage

2.3 DBD處理對(duì)小白杏細(xì)胞通透性、MDA和H2O2含量的影響

與貯藏0 d相比，兩組杏果的細(xì)胞通透性、MDA和H2O2含量在貯藏過程中均有不同程度的增加（圖5）。DBD處理組杏果的細(xì)胞通透性在貯藏第7天急劇增加，并高于對(duì)照組。然而，在貯藏14 d后，DBD組細(xì)胞通透性均低于對(duì)照組的水平，DBD處理組杏中的MDA和H2O2含量始終低于對(duì)照組，這表明DBD處理抑制了貯藏期間杏果細(xì)胞通透性、MDA含量和H2O2含量的增加。

2.4 DBD處理對(duì)小白杏細(xì)胞壁多糖含量的影響

兩組杏果貯藏過程中細(xì)胞壁多糖的含量變化如圖6所示。在貯藏過程中，對(duì)照組WSP含量總體呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，DBD處理組WSP含量在整個(gè)貯藏期間均顯著低于對(duì)照組。兩組杏的WSP含量都有不同程度的增加，這可能是因?yàn)檫\(yùn)輸和貯存過程中搬運(yùn)引起的振動(dòng)破壞了杏果細(xì)胞，導(dǎo)致可溶性果膠含量增多。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，DBD處理可以抑制杏中WSP含量的增加。

圖6 DBD處理對(duì)杏貯藏過程中細(xì)胞壁多糖含量的影響Fig.6 Effect of DBD treatment on the contents of cell wall polysaccharides in apricot fruits during storage

在貯藏過程中，DBD處理組的CSP、半纖維素和纖維素含量均呈現(xiàn)先增加后不同程度地減少的趨勢(shì)，而對(duì)照組除CSP先增加后減少外，半纖維素和纖維素基本呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì)，且在整個(gè)貯藏期間，對(duì)照組這3 種物質(zhì)含量均低于DBD處理組。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DBD處理抑制了杏果中CSP、半纖維素和纖維素含量的下降。

2.5 DBD處理對(duì)小白杏細(xì)胞壁降解酶活性的影響

由圖7可知，在對(duì)照組中，PG和CEL活性在貯藏后期持續(xù)增加，而在DBD處理組中，在貯藏第7天后它們的活性均顯著低于對(duì)照組。兩組杏果在貯藏過程中的PME和β-Gal的活性變化相似，在貯藏第7天后，DBD處理組的酶活性均顯著低于對(duì)照組。這表明在杏果貯藏過程中細(xì)胞壁降解酶的活性水平有很大變化，DBD處理減少了貯藏期間杏果的損傷，從而抑制了PG、CEL、PME和β-Gal的活性。

圖7 DBD處理對(duì)杏貯藏過程中細(xì)胞壁降解酶活性的影響Fig.7 Effect of DBD treatment on the activities of cell wall-degrading enzymes in apricot fruits during storage

2.6 DBD處理對(duì)小白杏細(xì)胞結(jié)構(gòu)的影響

用透射電子顯微鏡觀察杏果的細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)和細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)。如圖8所示，杏果肉的細(xì)胞壁只有初級(jí)壁，沒有次級(jí)壁，兩個(gè)相鄰細(xì)胞的細(xì)胞壁由細(xì)胞間層連接。對(duì)照組杏果的細(xì)胞壁彎曲變形，部分細(xì)胞壁圖像模糊，細(xì)胞間層已分解，明暗分區(qū)不明顯，細(xì)胞呈現(xiàn)膠質(zhì)液化，細(xì)胞壁之間形成中空空間，細(xì)胞之間的黏附喪失，大量細(xì)胞質(zhì)和內(nèi)含物消失，出現(xiàn)細(xì)胞質(zhì)裂解及明顯的質(zhì)壁分離現(xiàn)象，細(xì)胞內(nèi)液泡明顯損壞。DBD處理組的杏果肉細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)仍然均勻完整。

圖8 杏貯藏晚期組織透射電子顯微鏡圖像Fig.8 TEM images of apricot tissues during the late storage period

3 討論

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，DBD處理可以減緩杏果硬度下降、降低采后杏膜脂質(zhì)過氧化，緩解采后杏果丙二醛含量和膜透性的增加，保持杏果細(xì)胞膜的穩(wěn)定性。這些結(jié)果表明，DBD處理延遲了采后杏果實(shí)的軟化并調(diào)節(jié)細(xì)胞代謝?？赡苁荄BD處理后產(chǎn)生的多種活性基團(tuán)和粒子（如自由基、臭氧、自由電子、活性氧（active oxygen，ROS）等）會(huì)導(dǎo)致沖擊能量的增加，從而增強(qiáng)了細(xì)胞壁對(duì)杏果運(yùn)輸和貯藏期間所受損傷的耐受性[22]。這種高度穿透性的處理可能使得杏果實(shí)表皮成分發(fā)生變化，進(jìn)而激活果實(shí)的內(nèi)在保護(hù)機(jī)制，從而促進(jìn)果實(shí)對(duì)運(yùn)輸損傷產(chǎn)生更高的抵抗力。

水分損失是影響杏品質(zhì)劣化的主要內(nèi)在因素。果實(shí)軟化現(xiàn)象的出現(xiàn)與細(xì)胞壁活性有關(guān)，植物衰老的特點(diǎn)之一是細(xì)胞壁組成成分降解導(dǎo)致水分損失，并通過胞漿分離等現(xiàn)象損害表皮細(xì)胞、增加細(xì)胞內(nèi)容物泄漏，導(dǎo)致杏果水分流失加速。在正常情況下，水果在運(yùn)輸和貯藏過程中會(huì)發(fā)生水分損失，這嚴(yán)重影響了水果的質(zhì)量特征，包括外觀、鮮質(zhì)量和硬度[23-25]。在小白杏運(yùn)輸和貯藏期間，自由水的損失導(dǎo)致果實(shí)表面發(fā)生收縮，因而NMR實(shí)驗(yàn)觀察到不均勻的水信號(hào)。對(duì)照組的水果發(fā)生水分損失，嚴(yán)重影響了它們的品質(zhì)特性，而處理組杏果到貯藏末期依然保持飽滿的水分狀態(tài)，說明DBD處理可以維持杏果水分，減緩水分喪失。

在果實(shí)貯藏過程中，外界不良環(huán)境如高溫、機(jī)械損傷和微生物侵染等逆境會(huì)對(duì)其造成脅迫作用，破壞果實(shí)細(xì)胞內(nèi)的ROS代謝動(dòng)態(tài)平衡，導(dǎo)致ROS積累過多，產(chǎn)生有毒有害的MDA，使細(xì)胞膜發(fā)生膜脂過氧化現(xiàn)象，加速細(xì)胞的衰老，加快果實(shí)的腐敗變質(zhì)[26]。ROS對(duì)細(xì)胞引起的干擾可通過ROS清除酶系統(tǒng)清除，ROS清除酶系統(tǒng)主要包括超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）和過氧化物酶（peroxidase，POD），其可直接清除細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生的或外界進(jìn)入細(xì)胞中的多余ROS，在先前的研究中已證實(shí)DBD處理可以有效激活小白杏SOD、CAT和POD活性，提高其抗氧化代謝能力[27]。這與王卓等[28]研究發(fā)現(xiàn)DBD處理會(huì)導(dǎo)致藍(lán)莓細(xì)胞內(nèi)SOD和POD活力增加的結(jié)果一致。本實(shí)驗(yàn)顯示，DBD處理可以減緩H2O2和MDA的積累，有效緩解采后小白杏細(xì)胞膜相對(duì)電導(dǎo)率的上升，維持正常的細(xì)胞膜通透性?？赡苁且?yàn)镈BD處理時(shí)產(chǎn)生的活性物質(zhì)誘導(dǎo)了SOD、CAT和POD的活力，調(diào)節(jié)杏果細(xì)胞內(nèi)ROS濃度，從而激發(fā)了杏果組織中的抗氧化機(jī)制，抑制了杏果細(xì)胞膜的氧化損傷、延緩了采后杏果衰老和軟化。

細(xì)胞壁多糖（果膠、纖維素和半纖維素）在果實(shí)軟化方面發(fā)揮著重要作用。它們的聚合和溶解將導(dǎo)致細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化[25]。果膠溶解后，在體外細(xì)胞壁材料吸脹實(shí)驗(yàn)中可以觀察到明顯的吸脹現(xiàn)象[29-30]。許多研究分析了果實(shí)成熟和軟化的過程，它與WSP含量的增加以及CSP含量的減少高度相關(guān)[31]。果實(shí)軟化過程中細(xì)胞壁成分降解的另一個(gè)原因是纖維素、半纖維素結(jié)構(gòu)的松動(dòng)[29-30]。這些研究與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致（圖6），隨著WSP含量的增加，杏果實(shí)軟化，而CSP、纖維素和半纖維素含量逐漸降低。另一方面，果膠的降解增加了細(xì)胞壁交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的孔徑，導(dǎo)致細(xì)胞壁膨脹，使底物更容易被酶接觸。隨著果實(shí)軟化，各種細(xì)胞壁酶作用于果膠、纖維素等細(xì)胞壁組成物質(zhì)，進(jìn)一步改變其結(jié)構(gòu)。參與這一過程的酶包括PG、CEL、PME和β-Gal。這些酶可以作用于果膠主鏈、阿拉伯糖支鏈、半乳糖醛酸酯化基和半乳聚糖，分解細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致果實(shí)軟化。在本研究中，與對(duì)照組相比，DBD處理降低了杏果細(xì)胞壁降解酶活性，并伴有更高的細(xì)胞壁多糖水平。這與先前的研究一致，如潘雅雯[32]在研究DBD處理對(duì)藍(lán)莓細(xì)胞壁代謝的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，處理后藍(lán)莓的PG、β-Gal和PME的活力分別降低了15.7%、18.3%和27.9%，且細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)比對(duì)照組更加完整。細(xì)胞壁的超微結(jié)構(gòu)變化會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞組織功能減弱甚至喪失，這些變化會(huì)引起果實(shí)質(zhì)地的變化，從而進(jìn)一步加速細(xì)胞衰老和解體。杏果實(shí)硬度下降的主要原因之一是運(yùn)輸和貯藏中產(chǎn)生的損傷破壞了果實(shí)的細(xì)胞結(jié)構(gòu)[33]。細(xì)胞壁中的果膠、纖維素等多糖在細(xì)胞壁降解酶的作用下被大量水解，這導(dǎo)致細(xì)胞壁網(wǎng)絡(luò)的解體，從而促進(jìn)果實(shí)的軟化[34-35]。同時(shí)，這些損傷還會(huì)破壞細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)并增加細(xì)胞膜的滲透性。本研究通過果肉細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)研究了杏果軟化的機(jī)理，透射電子顯微鏡結(jié)果表明，DBD處理抑制了細(xì)胞壁的松動(dòng)和解聚，減少了細(xì)胞膜的破壞，有助于維持杏的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，這與果實(shí)硬度的變化相一致。

4 結(jié)論

DBD處理能夠抑制小白杏細(xì)胞壁降解酶活性、增加細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)性多糖含量、延緩果實(shí)硬度的下降和水分的喪失，從而延緩杏果實(shí)軟化。本研究表明，DBD技術(shù)是減少小白杏在運(yùn)輸和貯藏過程中品質(zhì)損失的有效手段。