不同預冷方式對甜櫻桃貯藏過程中抗氧化酶活性的影響

馮雅蓉，連文綺，樊 迎

（晉中信息學院，山西晉中 030800）

活性氧的積累及其對細胞膜、酶以及遺傳物質等活性生物大分子的破壞作用，是導致果蔬采后衰老的重要內在因素之一。果蔬保鮮一般通過消耗非酶抗氧化物質及提高抗氧化酶類水平兩條途徑共同降低活性氧對細胞的損傷，以延緩衰老[1-2]。有學者提出，預冷是保持果蔬新鮮品質、延緩衰老的最關鍵因素[3]。相關研究表明，甜櫻桃不經預冷在常溫下銷售，貨架期僅為5～7 d[4]，若采后立即預冷至1～3 ℃，并控制溫度為0～1 ℃進行貯藏，貯藏期可達3～4 周[5]，可見預冷處理對延緩甜櫻桃衰老有重要的作用。目前，甜櫻桃采后應利用水冷（hydrocooling）或者強制風冷（forced-air cooling）兩種預冷處理，使甜櫻桃的溫度降至0 ℃，可最大程度地保持產品品質，延長貨架期。臭氧作為一種安全、有效的殺菌劑被逐漸用于果蔬產品以及其他食品的殺菌[6]。本文主要采用風冷、冰水預冷和臭氧化冰水預冷的方法，對甜櫻桃進行預冷處理，分析各種預冷處理后，甜櫻桃果實抗氧化酶系中的過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）含量的變化情況，探討不同預冷方式對甜櫻桃果實冷藏過程中酶系抗氧化能力及氧化水平的影響。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究所用甜櫻桃為山西省主栽品種“紅瑪瑙”（山西省農科院果樹研究所研發的新品種），采自山西省太谷縣。采收時果實成熟度為8～9 成，適合進行1 個月的短期保藏。采摘方法是手拿果梗，用食指頂住果柄基部，輕輕掀起連果柄采下，不能直接往下拉，以免損傷結果枝影響來年產量具體操作參照《DB51T 1385—2011 越西甜櫻桃生產技術規程》。選擇櫻桃等級為一級果實，等級劃分參照《GBT 26905—2011 櫻桃質量等級》，單果質量（5±0.5）g，成熟度相同、果個均勻、色澤一致、無病蟲害及物理損傷的果實，置于可掀蓋泡沫盒（20 cm×10 cm×12 cm）中，每盒約2 000 g，于2 h 內運回實驗室，剔除機械損傷和腐爛果后，隨機分成3 組，每組約10 kg，進行不同方式的預冷處理。

1.2 試劑

0.1mol/L、pH5.5 乙酸-乙酸鈉緩沖液；提取緩沖液（含1 mmoL PEG、4%PVPP 和1%Triton-100）；25 mmol/L愈創木酚溶液；0.5 mol/L H2O2溶液。亞油酸鈉溶液：稱取亞油酸鈉（Sigma 產品），直接配置成0.1 mol/L 亞油酸鈉溶液；0.1 mol/L、pH6.8 磷酸鈉緩沖液；提取緩沖液（含1%TritonX-100 和4%PVPP）；以上試劑均購自上海源葉生物科技有限公司。

1.3 儀器與設備

專用保鮮袋（濰坊錦銳保鮮包裝有限公司，櫻桃專用活性氣調保鮮袋，20 cm×20 cm）；高速冷凍離心機，KDC-140HR，安徽中科中佳科學儀器有限公司；752-N紫外可見分光光度計，上海精科儀器有限公司；光照箱，GTOP-268Y，浙江托普云農科技股份有限公司，反應試管處日光燈照度為4 000 lx；計時器、移液器、離心管、容量瓶、試劑盒、冰箱、漩渦混勻器、電子分析天平、研缽、塑料薄膜等。

1.4 試驗方法

1.4.1 預冷方式

風冷：將甜櫻桃果實于0℃冷庫中進行通風預冷，24 h內待果品溫度降到（0±0.5）℃時停止冷卻，包裝后置于冷庫貯藏。

冰水預冷：將甜櫻桃果實放入（1±0.5）℃冰水中，當冰水溫度上升超過5 ℃，將甜櫻桃轉入新的冰水中，直至果實內部溫度下降到（1±0.5）℃時停止冷卻。

臭氧化冰水預冷：將甜櫻桃果實放入（1±0.5）℃含（2±0.1）mg/L 臭氧的冷水中，當冰水溫度上升超過5 ℃，將甜櫻桃轉入新的臭氧化冰水中，直至果實內部溫度下降到（1±0.5）℃時停止冷卻。

記錄各組處理中甜櫻桃果實表面和內部的溫度變化情況（每30 min 一次），繪制果實溫度隨預冷時間的變化曲線。以上3 組樣品冷卻后均迅速將櫻桃果實小心放入冷庫存放。以風冷處理組果品溫度達到（1±0.5）℃的時間為保藏的第1 天，分別在貯藏的第5、10、15、20、25、30天取樣，檢測果實的基本生理特性和理化指標。所有處理分別做3 組平行。

1.4.2 儲藏條件

參照《LYT 1781—2008 甜櫻桃貯藏保鮮技術規程》，采用自發氣調貯藏，以櫻桃20 個果/袋，冷庫存放，溫度（0±0.5）℃，濕度93%±2%。

1.5 測定指標與方法

1.5.1 過氧化物酶（POD）活性

參照曹建康等[7]的方法并略作修改，測定POD 活性。以每1 min 反應體系在470 nm 處的吸光值變化衡量酶活性，結果以ΔOD470/(min·g FW)表示。

1.5.2 過氧化氫酶（CAT）活性

參照曹建康等[7]的方法并略作修改，測定CAT 活性。以每1 min 反應體系在240 nm 處的吸光值變化衡量酶活性，結果以ΔOD240/(min·g FW)表示。

1.5.3 超氧化物歧化酶（SOD）活性

參照曹建康等[7]的方法測定CAT 活性。以每1 min反應體系在240 nm 處的吸光值變化衡量酶活性，結果以ΔOD240/(min·g FW)表示。

2 結果與分析

2.1 不同預冷方式對甜櫻桃冷藏期間POD 活性的影響

POD 是果蔬中一種重要的氧化還原酶，可催化過氧化氫等活性氧的分解，延緩果實的衰老，也能氧化酚類促進果實褐變，因此其含量是判斷果蔬成熟衰老的標志之一[8]。果蔬貯藏過程中隨著成熟衰老的進程，通常會出現POD 高峰，延緩其活性高峰的到來意味著延緩了果蔬的衰老。

不同冷卻方式對“紅瑪瑙”櫻桃冷藏過程中過氧化物酶活性的影響見圖1。由圖1 可知，“紅瑪瑙”櫻桃初始（冷藏第0 天）POD 活性非常低，為（0.023±0.011）ΔOD470/(min·g FW)。隨著冷藏時間的延長，各組甜櫻桃POD 活性逐漸上升，尤其是冷藏的5～10 d，各組甜櫻桃樣品POD 活力開始顯著增加。冰水處理組POD 水平上升最快，并在第20 天達到峰值，為（0.616±0.031）ΔOD470/(min·g FW)；隨后逐漸下降，在冷藏的10～30 d均維持在很高的水平。表明冰水處理的甜櫻桃衰老速率快，這可能與冰水處理后樣品的腐爛率較高有關。風冷處理組的POD 高峰在第10 天到來，且峰值很低，為（0.269±0.023）ΔOD470/(min·g FW)，僅為冰水組峰值的44%；隨后，風冷組“紅瑪瑙”櫻桃的POD 活性緩慢下降，一直處于較低水平。臭氧化冰水處理組樣品的POD 活性在15 d 內一直為3 組中最低的，到第15 天時僅為（0.123±0.018）ΔOD470/(min·g FW)。但在第20 天時，臭氧化冰水組達到了POD 高峰，為（0.549±0.034）ΔOD470/(min·g FW)，隨后快速下降。總體而言，冰水處理的“紅瑪瑙”櫻桃冷藏期間POD 的活性最高，而臭氧化冰水處理在保藏15 d 內能很好地抑制POD 活性上升，有利于甜櫻桃的保鮮。

圖1 不同預冷方式對甜櫻桃冷藏過程中POD 活性的影響Fig.1 Effect of different precooling methods on POD activity of cherry during cold storage

2.2 不同預冷方式對甜櫻桃冷藏期間CAT 活性的影響

CAT 是甜櫻桃中另外一種重要的抗氧化酶，可以清除由SOD 催化產生或者機體氧化產生的H2O2。圖2 展示了不同預冷方式對“紅瑪瑙”櫻桃冷藏過程中CAT 活性的影響。由圖可知，隨著冷藏，各組甜櫻桃CAT 活性從（0.048±0.04）ΔOD240/(min·g FW)開始逐漸增加，達到高峰后下降。冰水處理組的CAT 活性在這期間明顯高于其他兩組，上升至冷藏的第20 天，活力峰值為（0.724±0.03）ΔOD240/(min·g FW)，隨后快速衰落，冷藏第30 天時降低到（0.124±0.05）ΔOD240/(min·g FW)。風冷處理組CAT 活力在冷藏的0～10 d 內略低于冰水處理組，其高峰值出現較早，在貯藏15 d，且活力水平最低，峰值活力僅為（0.366±0.03）ΔOD240/(min·g FW)，隨后緩慢下降，到第30 天時CAT 活性與冰水處理組沒有顯著差異。臭氧化冰水處理組冷藏的0～15 d 內，CAT 水平顯著低于其他兩組，其高峰值到來較晚，出現在第20 天，隨后逐漸下降，在冷藏后期活力高于其他兩組。

圖2 不同預冷方式對甜櫻桃冷藏過程中CAT 活性的影響Fig.2 Effects of different precooling methods on CAT activity of cherry during cold storage

從圖2 可以直觀地看出，風冷處理組樣本CAT 活性水平的變均較平緩，峰值不高。相比之下，冰水處理的“紅瑪瑙”櫻桃冷藏期間CAT 的活性較高，臭氧化冰水處理雖在冷藏前期顯著抑制了CAT 的提升，但兩種處理CAT 活性高峰值明顯高于風冷組，依次為風冷組的1.98、1.72 倍。

2.3 不同預冷方式對甜櫻桃冷藏期間SOD 活性的影響

SOD 是果蔬重要的解毒酶，它與CAT、POD、抗化血酸過氧化物酶（APX）、谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）等協作，共同淬滅活性氧（ROS），保護細胞結構和生物大分子免受氧化損傷，延緩衰老[1]。因此SOD 活性越高，越有利于甜櫻桃的貯藏保鮮。不同預冷方式對“紅瑪瑙”櫻桃冷藏過程中SOD 活性的影響見圖3。

圖3 不同預冷方式對甜櫻桃冷藏過程中SOD 活性的影響Fig.3 Effect of different cooling methods on SOD activity of cherry during cold storage

由圖3 可知，冷藏的第5 天各組“紅瑪瑙”櫻桃的SOD 活性有非常明顯的區別，臭氧化冰水處理組高于風冷處理組，而冰水處理組較低。隨著貯藏時間的推遲，各組樣品SOD 值逐漸增加并出現高峰。臭氧化冰水處理組和冰水處理組的“紅瑪瑙”櫻桃SOD 高峰均出現在第15天，風冷處理組高峰期分別出現在第20 天，各組高峰期SOD 值差別不大。預冷處理對“紅瑪瑙”櫻桃冷藏期間SOD 活性的影響可以籠統地分為三個階段：0～15 d，SOD 值從高到低依次為臭氧化冰水＞風冷＞冰水；15～20 d，3 組樣品SOD 活力相當；20～30 d，SOD 活力值開始衰落，SOD 活性從高到低依次為冰水>臭氧化冰水>風冷?？傮w而言，臭氧化冰水處理有利于提升“紅瑪瑙”果實冷藏20 d 前的SOD 活性，賦予果實更強的抗氧化能力，而冰水處理冷藏15 d 內SOD 的活力較低，但不影響其高峰的到來和高峰的活力水平。

3 討論

果蔬采后貯藏過程中，自由基逐漸積累并破壞了細胞膜、酶以及遺傳物質等活性生物大分子，影響了細胞的完整性和生理機能，是導致果蔬衰老變質的重要內在因素之一[9]。綜合而言，臭氧化水處理，SOD 活力較高，CAT和POD 活性較低，也會導致H2O2的積累。有報道發現H2O2可能做為一種信號分子，參與誘導植物抗性的產生。因此，本研究中臭氧化冰水處理可能提高了櫻桃果實的抗性。

在0 ℃冷藏的30 d 內，風冷、冰水處理以及臭氧化冰水處理后的“紅瑪瑙”櫻桃的抗氧化酶、氧化酶活力以及氧化水平產生了明顯的差異，臭氧化冰水處理可能通過增強SOD 水平，降低CAT 和POD 活性，促進H2O2的積累，提高櫻桃果實的抗性。