微真空貯藏條件對萊陽梨果實膜脂過氧化的影響

周莎莎， 岳本芳， 李文香＊， 王士奎， 孫元軍

（1.青島農業大學 食品科學與工程學院，山東 青島 266109；2.青島市現代農業質量與安全工程重點實驗室，山東 青島 266109）

微真空貯藏條件對萊陽梨果實膜脂過氧化的影響

周莎莎1，2， 岳本芳1，2， 李文香＊1，2， 王士奎1，2， 孫元軍1，2

（1.青島農業大學 食品科學與工程學院，山東 青島 266109；2.青島市現代農業質量與安全工程重點實驗室，山東 青島 266109）

為探討微真空貯藏條件延緩果蔬采后衰老的生理機制，以萊陽梨為試驗材料，在貯藏溫度為3±1℃、真空壓力為66 661～79 993.2 Pa的微真空貯藏條件下，通過對萊陽梨果實中抗氧化酶CAT、SOD、POD活性及活性氧O2－·、H2O2摩爾質量濃度消長的變化、LOX活性與MDA摩爾質量濃度、膜透性的分析，結果表明：與相同溫度下的常壓貯藏相比，微真空貯藏能顯著提高CAT、SOD、POD活性，降低LOX的活性及O2－·、H2O2摩爾質量濃度，延緩相對電導率和MDA摩爾質量濃度的增加（P≤0.05）。表明微真空貯藏條件可能通過上調萊陽梨果實中內源抗氧化酶活性和下調LOX活性，以減少活性氧的產生及對膜的損傷，降低膜脂過氧化程度，延緩梨果實的衰老進程。

萊陽梨；微真空貯藏；膜脂過氧化；衰老

萊陽梨質脆味甜，品質優良，歷史上曾列為皇家貢品，名馳南北［1］。但萊陽梨采后不耐貯運，貯藏條件不當，易引起果實腐爛及品質劣變，大大降低了萊陽梨的商品價值［2］。梨果實的采后衰老是導致梨果實腐爛和品質變劣的重要原因，而梨果實的采后衰老是一個非常復雜的過程。衰老的自由基傷害學說［3］認為，果蔬衰老過程是活性氧代謝失調積累的過程?；钚匝蹩蓡幽ぶ^氧化作用，導致膜的損傷和破壞，促進衰老。與此同時，生物體內存在的超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）等內源抗氧化酶系統，能清除果蔬內過量的活性氧，維持活性氧代謝平衡，保持膜的結構，延緩果蔬的衰老［4－5］。但隨著果實的衰老，其體內的內源抗氧化酶系統活性通常會不斷下降，從而引起活性氧代謝失調，造成活性氧積累。當活性氧的積累超過一定閥值，會直接破壞生物膜的結構，導致膜透性的增加，破壞了膜的分室效應，最終導致果蔬組織的褐變與衰老。因此，果實活性氧代謝失衡與果蔬的衰老進程是密切相關的［6－7］。脂氧合酶（LOX）在果實衰老過程中也起著重要作用，它通過催化游離的不飽和脂肪酸產生的脂質過氧化，使膜脂過氧化產物丙二醛（MDA）含量增加，MDA的積累也會對膜系統造成傷害，促進果實的采后衰老［8］。

微真空貯藏即為一種輕度減壓貯藏或稱一種改良式減壓貯藏，能同時起到輕微減壓和快速減少總氧量以及MA貯藏的多重保鮮效果。該技術是在對普通減壓貯藏［9］、“減壓與常壓聯合”貯藏［10－11］以及“三階段減壓”貯藏［12－13］研究的基礎上，為解決常規減壓貯藏設施壁承壓力過大以及果蔬失水率偏高的難題，借鑒專利技術（ZL 03 1 06989.4）［14］的全新理念，通過在密閉減壓貯藏設施內增加一柔性氣囊而開發的一種新型輕度減壓貯藏技術。微真空貯藏技術通過柔性氣囊的引入，抽氣時氣囊靠內外壓差自動充氣膨脹，以填補設施內空氣量的減少空間，使設施內總氧量快速減少，同時排除代謝產生的有害氣體，但真空壓力下降幅度輕微，因而可大幅度降低設施壁的承壓力；且氣囊充氣膨脹后會對果蔬起到一定的包裝作用，從根本上解決了真空貯藏條件下果蔬易失水的難題。微真空貯藏技術的研究和應用，對于實現真空貯藏技術由實驗室階段向大規模商業化應用的飛躍，必將起到重要的推動作用。本試驗旨在通過利用“微真空貯藏設施”對萊陽梨的貯藏試驗，探討微真空貯藏條件延緩萊陽梨果實采后褐變與衰老的機理，為推動微真空貯藏技術在更多果蔬保鮮中的應用奠定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1）萊陽梨：采自萊陽校區園藝示范果園，傍晚采收，挑選大小均勻，九成熟，無傷疤，無病蟲危害，采后即運回青島農業大學食品科學與工程學院教學實習基地冷庫。

2）塑料果品周轉筐：規格為450 mm×300 mm×250 mm，購于城陽果品批發市場。

3）保鮮袋：規格為0.2 mm ×650 mm×600 mm，購于城陽果品批發市場。

1.2 試驗方法

將新采回的萊陽梨放入青島農業大學食品科學與工程學院教學實習基地冷庫過夜。按每20 kg梨果實為一個處理，裝入450 mm×300 mm×250 mm的塑料果品周轉筐、內襯0.2 mm×650 mm×600 mm的保鮮袋折扣包裝，每個處理重復3次，分別放入“微真空貯藏設施”和常壓冷庫中。“微真空設施”的壓力控制在66 661～79 993.2 Pa，溫度為3±1℃；常壓冷庫的溫度控制與微真空貯藏相同，相對濕度控制在85%～95%。每15天隨機取出6個梨果實進行各項指標測定，結果取其平均值。

1.3 測定指標

1）超氧化物歧化酶（SOD）活性測定：參照曹建康［15］等的方法，以每分鐘每克果蔬組織的反應體系對NBT光化還原的抑制為50%為一個SOD活性單位（U）表示。

2）過氧化氫酶（CAT）活性測定：參照曹建康［15］等的方法，每克樣品每分鐘吸光度變化值減少0.01為1個過氧化氫酶活性單位，單位是0.01ΔOD240／（min·g）。

3）過氧化物酶（POD）活性測定：參照曹建康［15］等的方法，以每克果蔬樣品每分鐘吸光度變化值增加1時為1個POD活性單位，單位是ΔOD470／（min·g）。

4）超氧陰離子（O2－·）產生速率測定：參照曹建康［15］等的方法；

5）過氧化氫（H2O2）摩爾質量濃度測定：參照曹建康［15］等的方法；

6）脂氧合酶（LOX）活性測定：參照曹建康［15］等的方法，以每克果蔬樣品每分鐘吸光度變化值減少0.01為1個 LOX活性單位，單位是0.01ΔOD234／（min·g）

7）丙二醛（MDA）摩爾質量濃度測定：參照曹建康［15］等的硫代巴比妥酸比色法；

8）細胞膜相對電導率摩爾質量濃度：參照曹建康［15］等的方法；

1.4 數據統計分析

采用Excel及DPS7.05數據處理軟件進行分析。

2 結果與分析

2.1 不同貯藏條件對萊陽梨SOD活性的影響

SOD廣泛存在于需氧代謝的生物細胞中，在機體內催化超氧陰離子發生歧化反應，是生物體內重要的氧自由基清除劑，能降低活性氧對生物膜系統的傷害，起到抗褐變與衰老的作用，不同貯藏條件下萊陽梨SOD活性的變化見圖1。

圖1 不同貯藏條件對萊陽梨SOD活性的影響Fig.1 Effects on the SOD activity of Laiyang pear under different storage conditions

由圖1可以看出，兩種貯藏條件下萊陽梨SOD活性均呈“先升后降”的變化趨勢，在整個貯藏過程中，微真空貯藏條件下梨果實SOD活性始終高于常壓貯藏。至貯藏60 d，微真空貯藏條件下SOD活性達到最大值25.21 U，然后逐漸下降；而常壓貯藏條件下，SOD活性于貯藏45 d，上升到最大值19.52 U，其活性只有微真空條件下最大活性的77%；至貯藏結束時，微真空貯藏條件下SOD活性仍為16.54 U，而常壓貯藏條件下SOD活性僅為11.23 U，是微真空條件下的68%，兩種貯藏條件下SOD活性差異顯著（P≤0.05）。因此微真空貯藏條件下能夠保持SOD較高的活性。

2.2 不同貯藏條件對萊陽梨CAT活性的影響

CAT是一種內源活性氧清除劑，通過分解生物體內的H2O2，降低H2O2所引起的膜傷害，不同貯藏條件下萊陽梨CAT活性的變化見圖2。

圖2 不同貯藏條件對萊陽梨CAT活性的影響Fig.2 Effects on CAT activity of Laiyang pear under different storage conditions

由圖2可以看出，兩種貯藏條件下萊陽梨CAT活性均呈現“先升后降”的變化趨勢，在整個貯藏過程中，微真空貯藏條件下梨果實CAT活性始終高于常壓貯藏。微真空貯藏下CAT活性在貯藏60 d達到最大值13.62（0.01△OD240／（min·g）），而常壓貯藏下CAT活性在貯藏45 d達到最大值10.75（0.01△OD240／（min·g）），其最大值只有微真空貯藏條件下最大值的79%，二者差異顯著（P≤0.05）。表明微真空貯藏條件能夠顯著提高CAT活性，延緩CAT活性的下降速度。

2.3 不同貯藏條件下萊陽梨POD活性的影響

POD是植物酶促防御系統的重要保護酶之一，它可與SOD和CAT等協同作用有效防止自由基的傷害。不同貯藏條件下萊陽梨POD活性的變化見圖3。

圖3 不同貯藏條件對萊陽梨POD活性的影響Fig.3 Effects on POD activity of Laiyang pear under different storage conditions

由圖3可以看出，兩種貯藏條件下萊陽梨POD活性均呈“先升后降”的變化趨勢。常壓貯藏條件下的萊陽梨的POD活性高峰值是微真空貯藏下的1.05倍。隨著貯藏時間的延長，常壓貯藏條件下POD活性顯著低于微真空條件（P≤0.05）。也即微真空貯藏能夠顯著抑制POD活性的下降，保持較高的酶活性。

2.4 不同貯藏條件下O2－·產生速率的影響

O2－·是細胞在衰老或逆境條件下所大量產生的氧自由基的一種，它的大量產生會加速膜衰老的速度造成膜系統的損傷。不同貯藏條件下萊陽梨O2－·產生速率見圖4。

圖4 不同貯藏條件對萊陽梨O2－·產生速率的影響Fig.4 Effects on O2－·production rate of Laiyang pear under different storage conditions

由圖4可以看出，兩種貯藏條件下萊陽梨O2－·產生速率均呈不斷上升的變化趨勢。貯藏過程中，微真空貯藏條件下的O2－·產生速率始終低于常壓貯藏下的，至貯藏結束時，常壓下的O2－·的產生速率是貯藏當天的3.13倍，微真貯藏條件下的O2－·的產生速率則是2.87倍，兩種貯藏下O2－·產生速率差異性顯著（P≤0.05）。表明微真空貯藏條件能有效地抑制O2－·產生速率。

2.5 不同貯藏條件下萊陽梨H2 O2摩爾質量濃度的影響

由圖5可以看出，兩種貯藏條件下萊陽梨H2O2摩爾質量濃度均呈不斷上升的趨勢，其中微真空貯藏下H2O2的摩爾質量濃度在整個貯藏期均低于常壓貯藏條件，至貯藏結束時，常壓條件下H2O2的摩爾質量濃度是微真貯藏條件下H2O2含量的1.23倍，微真空貯藏條件對抑制H2O2摩爾質量濃度的增加效果顯著（P≤0.05）。

2.6 不同貯藏條件下細胞膜相對電導率的影響

細胞膜透性的大小可用組織的相對電導率來衡量，組織相對電導率越高，說明細胞膜透性越大，細胞膜完整性遭到破壞的程度也越大。不同貯藏條件下萊陽梨細胞膜相對電導率的變化見圖6。

圖5 不同貯藏條件對萊陽梨H2 O2摩爾質量濃度的影響Fig.5 Effects on H2 O2 content of Laiyang pear under different storage conditions

圖6 不同貯藏條件對萊陽梨相對電導率的影響Fig.6 Effects on relative conductivity of Laiyang pear under different storage conditions

由圖6可知，兩種貯藏條件下萊陽梨的相對電導率在貯藏初期上升均比較緩慢，但隨著貯藏時間的延長，萊陽梨相對電導率上升的速度加快。在整個貯藏過程中，常壓貯藏條件下萊陽梨細胞相對電導率始終高于微真空貯藏。至貯藏結束時，常壓貯藏條件下的相對電導率為75%，而微真空貯藏條件下萊陽梨相對電導率為68%，二者差異顯著（P≤0.05）。

2.7 不同貯藏條件下萊陽梨LOX活性的影響

LOX是催化細胞膜脂肪酸發生氧化反應的主要酶，也是啟動細胞膜脂過氧化的主要因子。不同貯藏條件下萊陽梨LOX活性的變化見圖7。

由圖7可以看出，隨著貯藏時間的延長，兩種貯藏條件下萊陽梨LOX活性均呈不斷上升的變化趨勢，常壓貯藏條件下萊陽梨LOX活性始終高于微真空貯藏條件下LOX的活性（P≤0.05），至貯藏結束時，常壓貯藏條件下LOX活性為30.75（0.01△OD234／（min·g）），而微真空貯藏條件下LOX的活性只有25.51（0.01△OD234／（min·g）），常壓貯藏條件下LOX活性是微真空貯藏條件下的121%，二者差異顯著（P≤0.05）。表明微真空貯藏條件能抑制LOX活性的上升。

圖7 不同貯藏條件對萊陽梨LOX活性的影響Fig.7 Effects on LOX activity of Laiyang pear under different storage conditions

2.8 不同貯藏條件下萊陽梨丙二醛摩爾質量濃度的影響

丙二醛是植物衰老過程中膜脂過氧化最重要的產物之一，它的積累會進一步加速果實的衰老過程。不同貯藏條件對萊陽梨丙二醛摩爾質量濃度的影響見圖8。

圖8 不同貯藏條件對萊陽梨MDA摩爾質量濃度的影響Fig.8 Effects on MDA content of Laiyang pear under different storage conditions

由圖8可以看出，兩種貯藏條件下萊陽梨MDA摩爾質量濃度均隨著貯藏時間的延長而逐漸增加，在整個貯藏過程中，常壓貯藏條件下MDA摩爾質量濃度始終高于微真空貯藏條件。在貯藏的前45 d，兩種貯藏條件下MDA摩爾質量濃度上升緩慢，二者差異不顯著（P≥0.05）；45 d后，常壓貯藏條件下MDA摩爾質量濃度上升速度明顯高于微真空貯藏，至貯藏結束時，常壓貯藏條件下MDA摩爾質量濃度為0.89μmol／g，是微真空貯藏下MDA摩爾質量濃度的1.37倍，二者差異顯著（P≤0.05）。

3 結語

膜脂過氧化是果實衰老的重要指標，LOX及其催化的過氧化產物直接參與組織的衰老進程，細胞膜衰敗過程產生的膜脂過氧化產物，如MDA和自由基進一步毒害細胞膜系統，導致細胞膜組分降解并喪失膜的功能，促進果實衰老和品質下降。正常狀態下的梨果肉組織，由于SOD、CAT和POD等抗氧化酶的保護作用，使組織內活性氧維持在一個較低的水平［16］，從而維持了生物膜的完整性。研究結果表明，與常壓貯藏相比，微真空貯藏條件能顯著上調萊陽梨果實內源抗氧化酶（POD、SOD、CAT）的活性，從而抑制O2－·的釋放及H2O2的摩爾質量濃度，以減少對膜的傷害，使萊陽梨果實的相對電導率顯著降低；微真空貯藏條件還可顯著下調LOX的活性，以降低膜脂過氧化程度，減少膜脂過氧化產物丙二醛的積累，從而維持膜的結構與功能，延緩梨果實的采后衰老進程。

（References）：

［1］張華云，王善廣，牟其蕓.套袋對萊陽茌梨果皮結構和PPO、POD活性的影響［J］.園藝學報，1996，23（1）：23－26.

ZHANG Hua－yun，WANG Shan－guang，MU Qi－yun.Effect of cap bag on pericarp structure and activity of PPO ，POD of Laiyang chi li［J］.Acta Horticulturae Sinica，1996，23（1）：23－26.（in Chinese）

［2］欒明川，宋洪波，張華云.濕冷系統對萊陽梨冷藏保鮮的影響［J］.天津農業科學，1996，（12）：11－12.

LUAN Ming－chuan，SONG Hong－bo，ZHANG Hua－yun.Effect of humidicool system on storage of Laiyang li［J］.Tian－jin Agricultural Sciences，1996（12）：11－12.（in Chinese）

［3］陳惠萍.活性氧與果實后熟 ［J］.華南熱帶農業大學學報，2000，6（4）：14－17.

CHEN Hui－ping.Reactive oxygen species and ripening［J］.Journal of South China University of Tropical Agriculture，2000，6（4）：14－17.（in Chinese）

［4］Ma G，Wang R，Wang C R，et al.Effect of 1－methylcyclopropene on the antioxidant enzymes of broccoli flower buds senescening during storage［J］.Japan Crop Sci，2007，224：274－275.

［5］丁雙陽，胡小松.鴨梨果皮褐變過程中細胞膜傷害與超氧化物歧化酶和過氧化氫酶活性的關系［J］.遼寧農業科學，1992（6）：33－36.

DING Shuang－yang，HU Xiao－song.Relationship between activity of SOD and CAT and membrane injury of browning processing of Yali［J］.Liaoning Agricultural Sciences，1992（6）：33－36.（in Chinese）

［6］Paliyath G，Droillard M J.The metabolism of membrane deterioration and disassembly during senescence［J］.Plant Physiology and Biochemistry，1992，30：789－81.

［7］陳少裕.膜脂過氧化對植物細胞的傷害［J］.植物生理學通訊，1991，27（2）：84－90.

CHEN Shao－yu.Injury of membrane lipid peroxidation to plant cell［J］.Plant Physiology communications，1991，27（2）：84－90.（in Chinese）

［8］關軍鋒.采后鴨梨衰老與膜脂過氧化作用［J］.沈陽農業大學學報，1994，25（4）：418－421.

GUAN Jun－feng.The relationship between senescence and membrane lipid peroxidation of yali pear after harvest［J］.Journal of Shenyang Agricultural University，1994，25（4）：418－421.（in Chinese）

［9］李文香，張 慜，余漢清.綠蘆筍減壓保鮮試驗研究［J］.食品與生物技術學報，2004，23（06）：38－42.

LI Wen－xiang，ZHANG Min，Yu Han－qing.Study on hypobaric storage of green asparagus［J］.Journal of Food Science and Biotechnology，2004，23（06）：38－42.（in Chinese）

［10］Li Wen－Xiang，Zhang Min.Effect of combination hypobaric and atmosphere cold storage on the preservation of honey peach［J］.International Agrophysics，2005，19：231－236.

［11］李文香，張 慜，余漢清.不同真空處理對水蜜桃貯藏效果的研究［J］.食品與生物技術學報，2006，25（03）：58－62.

LI Wen－xiang，ZHANG Min，YU Han－qing.Effect of different vacuum treatment on the storage of honey peach［J］.Joural of Food Science and Biotechnology，2006，25（03）：58－62.（in Chinese）

［12］Li Wen－Xiang，Zhang Min.Effect of three－stage hypobaric storage on cell wall components，texture and cell structure of green asparagus［J］.Journal of Food Engineering，2006，77：112－118.

［13］Li Wen－Xiang，Zhang Min，Wang Shao－Jin.Effect of three－stage hypobaric storage on membrane lipid peroxidation and activities of defense enzyme in green asparagus［J］.LWT－Food Science and Technology，2008，41：2175－2181.

［14］王世清.微真空貯藏設施［P］.中國專利：ZL 03 1 06989.4，2004－09－22.

［15］曹建康，姜微波，趙玉梅.果蔬采后生理生化實驗指導［M］.北京：中國輕工業出版社，2007.

［16］吳錦程，陳群，唐朝暉，等.不同貯藏溫度對枇杷果肉木質化及相關酶活性的影響［J］.武漢植物學研究，2006，24（3）：235－239.

WU Jin－cheng，CHEN Qun，TANG Chao－hui，et al.The effects of different storage temperatures on lignification and related enzymes activities in loquat pulp［J］.Journal of Wuhan Botanical Research，2006，24（3）：235－239.（in Chinese）

Effects of Micro－Vacuum Storage Conditions on the Membrane Lipid Peroxidation of Laiyang Pear

ZHOU Sha－sha1，2，YUE Ben－fang1，2，LI Wen－xiang＊1，2，WANG Shi－kui，SUN Yuan－jun1，2

（1.School of Food Science and Engineering，Qingdao Agricultural University，Qingdao 266109，China；2.Key Laboratory of Modern Agricultural Quality and Safety Engineering of Qingdao，Qingdao 266109，China）

In this manuscript，Laiyang pear was as research model to demonstrate the physiological mechanism of aging under micro－vacuum storage.For this，pear at store under microvacuum storage at the pressure of 66 661～79 993.2 Pa and the temperature of 3±1℃，and the parameters such as CAT，SOD，POD，O2－·and H2O2.The relationship among LOX activity and MDA，membrane permeability was also studied.The results showed that the microvacuum storage could significantly improve the activity of SOD，CAT，POD.When compared that of atmosphere storage but decrease the activity of LOX，the content of O2－·and H2O2.Furthermore，atmosphere storagedelay the relative electric conductivity and the increasing of MDA （P≤0.05）.The experiment indicated that the micro－vacuum storage could reduce the reactive oxygen species and the damage of membrane to decrease the lipid peroxidation degree then to maintain membrane structure and function.

Laiyang pear；micro－vacuum storage；membrane lipid peroxidation；aging

＊

李文香（1963－），女，山東安丘人，工學博士，教授，碩士研究生導師，主要從事農產品貯藏加工方面的研究。E－mail：xiang7332＠126.com

TS 255.3

A

1673－1689（2012）04－0423－06

2011－04－08

山東省自然科學基金項目（Y2007D65）；青島農業大學高層次人才啟動基金項目。