水杨酸和H2O2处理对鲜切青花菜抗氧化特性的影响

陈双颖，赵习姮，刘洪竹，李进才,*

（1.天津大学化工学院，天津 300072；2.天津大学环境科学与工程学院，天津 300072）

水杨酸和H2O2处理对鲜切青花菜抗氧化特性的影响

陈双颖1，赵习姮2，刘洪竹1，李进才1,*

（1.天津大学化工学院，天津 300072；2.天津大学环境科学与工程学院，天津 300072）

为研究外源水杨酸（salicylic acid，SA）和过氧化氢（H2O2）对鲜切青花菜的保鲜作用，用0.5 mmol/L SA和0.15 mmol/L H2O2分别浸泡处理10 min和5 min后，于20 ℃贮藏4 d期间测定抗氧化酶活性、活性氧水平、抗氧化物质含量和衰老生理指标等变化。结果发现，SA和H2O2处理可以有效保持鲜切青花菜感官品质；与贮藏期间的对照蒸馏水处理相比，SA处理的超氧化物歧化酶（SOD）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）和过氧化物酶（POD）活性较大，过氧化氢酶（CAT）活性较小，超氧阴离子自由基（O2¯·）生成速率较小，H2O2含量较高，抗坏血酸（AsA）和类胡萝卜素（Car）含量较高，丙二醛（MDA）含量较低，叶绿素（Chl）和蛋白质（Pro）含量较高；H2O2处理的SOD、APX、POD和CTA活性较大，O2¯·生成速率和H2O2含量较低，AsA和Car含量较高，MDA含量较低，Chl和Pro含量较高；SA处理对这些抗氧化特性各指标的影响大于H2O2处理。结果表明，外源SA和H2O2处理可以有效延缓鲜切青花菜衰老和保持感官品质，作用机制与诱导改善抗氧化酶活性，减轻活性氧生物氧化有关；SA处理可抑制贮藏前期CAT活性，提高内源H2O2水平，0.5 mmol/L SA的保鲜效果好于0.15 mmol/L H2O2。

鲜切青花菜；水杨酸；H2O2；抗氧化特性

水杨酸（salicylic acid，SA）广泛存在于植物组织细胞中，作为信号转导分子与抗逆性密切相关。外源SA处理可以改善采后桃[1]、芒果[2]、脐橙[3]、番荔枝[4]、香蕉[5-6]和鲜切苹果[7]等抗氧化酶活性，抑制抗坏血酸（ascorbic acid，AsA）含量减少及膜脂质氧化，从而有延缓衰老和保持品质的生物学作用。

过氧化氢（H2O2）无色、无臭，在植物组织活细胞中可被过氧化氢酶等分解为H2O，低浓度H2O2用于果蔬保鲜，具有无残留、无毒害和无污染等优点。用适宜浓度H2O2处理采后香蕉[6]和伽师瓜[8]后，抗氧化酶活性被诱导提高，AsA含量减少延缓，表现为抗冷性增强，保鲜期延长。用H2O2溶液处理黄瓜[9]、樱桃番茄和芒果[10]后，冷藏期间膜脂质过氧化较少，冷害症状较轻。

采后青花菜（Brassica oleracea L. var. italica）花球衰老黄化快，与绿色花蕾细胞内活性氧对膜脂质、叶绿素和蛋白质等生物大分子的氧化伤害有关[11-16]。鲜切后的青花菜与番木瓜[17]、马铃薯[18]和番茄[19]一样，失水、呼吸、乙烯形成及膜脂质过氧化等会加剧，衰老和品质劣变也会进一步加快。为研究外源SA和H2O2用于鲜切青花菜的保鲜作用，从抗氧化特性探讨其作用机制，本研究用SA和H2O2溶液浸泡处理鲜切青花菜小花球后，于20 ℃贮藏期间分析了抗氧化酶活性、活性氧水平、抗氧化物质含量及衰老生理指标等抗氧化特性变化。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试青花菜品种为“绿颜”，2013年6月15日和6月22日上午10时许，于天津市郊青花菜栽培大棚两次采收无病虫害、成熟度和大小一致的花球，随即运回实验室，迅速切分为直径约3.5 cm的小花球，每份100 g。

SA 天津赢达稀贵化学试剂；H2O2天津江天化工有限公司；黄嘌呤、盐酸羟胺、AsA 日本Osaka公司；黄嘌呤氧化酶、牛血清蛋白 日本Kyoto公司；其余试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

UV-3300紫外-可见分光光度计 上海美谱达公司；BS 124S电子天平 德国Sartorius公司；TGL-16B台式离心机 上海安亭科学公司；SZ-93自动双重纯水蒸馏仪上海亚荣生化公司；HH数显恒温水浴锅 江苏金坛金城国胜；BCD-256KF冰箱 海尔集团。

1.3 方法

1.3.1 SA和H2O2处理浓度选择

第1次采收的青花菜鲜切后，参考SA处理桃[1]、番荔枝[4]、香蕉[5]和鲜切富士苹果[6]等研究，用0、0.1、0.5、1.0 mmol/L的SA溶液，减压浸泡处理10 min。参考H2O2处理樱桃番茄研究[10]，用浓度为0、0.05、0.10、0.15 mmol/L的H2O2溶液，减压浸泡处理5 min。鲜切青花菜与处理溶液之比均为100 g/500 mL。处理结束后沥除鲜切青花菜表面溶液，装入聚苯乙烯餐盒，于20 ℃条件下贮藏第4天后进行感官品质评价，选出具有较好感官品质保持效果的SA和H2O2处理浓度，用于进行抗氧化特性影响实验。

1.3.2 SA和H2O2处理对抗氧化特性的影响

据SA和H2O2处理浓度选择实验结果，第2次采收的青花菜鲜切后，用0.5 mmol/L SA溶液和0.15 mmol/L H2O2溶液，分别减压浸泡处理10 min和5 min，蒸馏水为对照，各处理重复3 次，鲜切青花菜与处理溶液之比为100 g/500 mL。处理结束后沥除鲜切青花菜表面溶液，装入聚苯乙烯餐盒，于20 ℃贮藏4 d期间，每天进行1 次取样，每个样品2 g，于—30 ℃冻藏，取样结束后统一进行抗氧化特性指标测定。

1.3.3 测定指标

1.3.3.1 感官品质评价

感官品质评价参照徐裴燕等[20]鲜切青花菜感官品质评价法，评价内容与标准如表1所示，由7 名评价人员进行了感官品质评分。

表 1 鲜切青花菜的感官品质评价标准Table 1 Criteria for sensory quality evaluation of fresh-cut broccoli fl orets

1.3.3.2 抗氧化酶活性测定

鲜切青花菜的2 g冷冻样品加入预冷50 mmol/L磷酸缓冲液（含聚乙烯吡咯烷酮0.5 g/100 mL和乙二胺四乙酸二钠 3 mmol/L，pH 7.0）8 mL，4 ℃低温条件下充分研磨后，于12 000×g离心10 min，上清液用于抗氧化酶活性和活性氧超氧阴离子自由基（·）生成速率测定。

超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性测定：采用亚硝酸还原法；抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活性测定：采用紫外吸光光度法；过氧化物酶（peroxidase，POD）活性测定：采用愈创木酚比色法；过氧化氢酶（catalase，CAT）活性测定：采用氧气计量法[21]。

1.3.3.3 活性氧和抗氧化成分测定

1.4 数据处理

对于3 次处理重复的各指标测定值，采用SPSS 19.0软件进行误差和显著性差异统计分析，数值表示为±s，处理间差异显著性检验采用Duncan法（P＜0.05）。

2 结果与分析

2.1 SA和H2O2处理对鲜切青花菜感官品质的影响

不同浓度SA和H2O2处理鲜切青花菜20 ℃贮藏4 d后的感官品质评价结果表明，SA处理以浓度0.5 mmol/L的感官品质保持效果较好，H2O2处理以浓度0.15 mmol/L的感官品质保持效果较好（图1）。外源SA和H2O2处理采后果蔬保鲜效果，在桃[1]、芒果[2]、脐橙[3]、番荔枝[4]、香蕉[5-6]、鲜切苹果[7]、伽师瓜[8]、黄瓜[9]、樱桃番茄和芒果[10]等也有报道，这些果蔬也各有其SA和H2O2处理效果适宜的浓度。

图 1 不同浓度SA和H2O2处理鲜切青花菜20 ℃贮藏4 d后的感官品质Fig.1 Sensory quality of fresh-cut broccoli fl orets with SA and H2O2treatments at various concentrations during 20 ℃ storage for 4 days

2.2 SA和H2O2处理对鲜切青花菜抗氧化酶活性和活性氧水平的影响

图 2 SA和H2O2处理对鲜切青花菜20 ℃贮藏期间抗氧化酶活性的影响Fig.2 Effect of SA and H2O2treatments on antioxidative enzyme activities of fresh-cut broccoli fl orets during storage at 20 ℃

由图2可知，SOD活性比较结果为：SA处理贮藏第1～4天大于对照，H2O2处理贮藏第3天大于对照（P＜0.05），SA处理贮藏第4天大于H2O2处理（P＜0.05）；APX活性比较结果为：SA处理贮藏第1～4天大于对照，H2O2处理贮藏第2天大于照，SA处理贮藏第3天大于H2O2处理（P＜0.05）；POD活性比较结果为：SA处理贮藏第1～4天大于对照，H2O2处理贮藏第3～4天大于对照，SA处理贮藏第2～3天大于H2O2处理（P＜0.05）；CAT活性比较结果为：SA处理贮藏第2天小于对照，H2O2处理贮藏第1天和第3～4天大于对照，SA处理贮藏第1～4天小于H2O2处理（P＜0.05）。

图 3 SA和H2O2处理对鲜切青花菜20 ℃贮藏期间活性氧水平的影响Fig.3 Effect of SA and H2O2treatments on reactive oxygen specieslevels of fresh-cut broccoli fl orets during storage at 20 ℃

由图3可知，O2¯·生成速率比较结果为：SA处理贮藏第1～3天低于对照，H2O2处理贮藏第2～3天低于对照，SA处理贮藏第2天和第4天低于H2O2处理（P＜0.05）；H2O2含量比较结果为：SA处理贮藏第1天高于对照，H2O2处理贮藏第1～3天低于对照，SA处理贮藏第1～3天高于H2O2处理（P＜0.05）。

采后青花菜花蕾的CAT消除H2O2的效率远高于APX及POD（根据CAT活性约0.6 mmol O2/（g·min）和APX活性约15 AsA μmol/（g·min）[25]，以及CAT的酶促反应2 H2O2→ 2 H2O+O2和APX的酶促反应H2O2+2 AsA → 2 H2O+ 2单脱氢抗坏血酸，可以算出CAT消除H2O2的效率是APX的约160 倍）。SA处理的APX和POD活性虽较大，由于CAT活性在贮藏前期受到一定程度抑制，内源H2O2水平在贮藏前期较高（图2、3）。在SA处理采后芒果[2]、脐橙[3]、番荔枝[4]和香蕉[6]后，也观测到外源SA抑制CAT活性、提高内源H2O2水平及诱导SOD、APX和POD活性增大的生物学现象。

与SA处理的作用机制不同，外源H2O2处理还可诱导CAT活性在贮藏期前增大（图2），同时其H2O2水平也较低（图3）。鲜切青花菜组织幼嫩，比表面积大，20 ℃贮藏期间，快速失水造成的水分胁迫是其品质快速劣变的主要原因。在黄瓜[26]和小麦[27]干旱胁迫研究中，也观测到外源H2O2处理诱导SOD、APX、POD和CAT活性增大及抑制氧化伤害的生物学现象。

2.3 SA和H2O2处理对鲜切青花菜抗氧化物质含量的影响

图 4 SA和H2O2处理对鲜切青花菜20 ℃贮藏期间抗氧化物质含量的影响Fig.4 Effect of SA and H2O2treatments on antioxidative substances contents of fresh-cut broccoli fl orets during storage at 20 ℃

由图4可知，AsA含量比较结果为：SA处理贮藏第1～4天高于对照，H2O2处理贮藏第2天高于对照，SA处理贮藏第3天高于H2O2处理（P＜0.05）；Car含量比较结果为：SA处理贮藏第1～4天高于对照，H2O2处理贮藏第2天和4天高于对照，SA处理贮藏第1～2天高于H2O2处理（P＜0.05）。

AsA和Car是鲜切青花菜的重要营养成分，也具有消除活性氧和抑制衰老的生理作用。但是，贮藏期间随着鲜切青花菜的衰老黄化，AsA和Car合成再生很少，含量不断减少。SA和H2O2处理的AsA和Car含量贮藏期间保持较高水平，且SA处理高于H2O2处理（图4），可能与其抗氧化酶活性改善降低活性氧水平（图2、3）有密切关系。在SA处理桃[1]、芒果[2]、脐橙[3]和鲜切苹果[7]后，以及H2O2处理伽师瓜[8]后，也观察到贮藏期间AsA、还原型谷胱甘肽和总酚等抗氧化物质损失较少或延缓的生物学现象。

2.4 SA和H2O2处理对鲜切青花菜衰老生理指标的影响

图 5 SA和H2O2处理对鲜切青花菜20 ℃贮藏期间衰老生理指标的影响Fig.5 Effect of SA and H2O2treatments on senescence physiological indicators of fresh-cut broccoli fl orets during storage at 20 ℃

由图5可知，MDA含量比较结果为：SA处贮藏第1～4天低于对照，H2O2处理贮藏第3天低于对照，SA处理贮藏第1天和第4天低于H2O2处理（P＜0.05）；Chl含量比较结果为：SA处贮藏第1～4天高于对照，H2O2处理贮藏第1～3天高于对照，SA处理贮藏第2天和第4天高于H2O2处理（P＜0.05）；Pro含量比较结果为：SA处贮藏第1～4天高于对照，H2O2处理贮藏第2天高于对照，SA处理贮藏第2～4天高于H2O2处理（P＜0.05）。

3 结 论

本实验结果表明，外源0.5 mmol/L SA和0.15 mmol/L H2O2处理鲜切青花菜，可诱导20 ℃贮藏期间抗氧化酶SOD、APX和POD活性增大，降低活性氧O2¯·水平，起到延缓抗氧化物质AsA和Car减少，抑制膜脂质过氧化，减轻Chl和Pro氧化破坏的生理作用，从而具有保持感官品质的效果。但是，外源SA和H2O2处理对鲜切青花菜的作用机制有所不同，SA处理是抑制贮藏前期CAT活性提高内源H2O2水平，H2O2处理是诱导CAT活性增大降低内源H2O2水平，0.5 mmol/L SA处理延缓衰老和保持感官品质的效果好于0.15 mmol/L H2O2处理。

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Effect of Salicylic Acid and H2O2Treatments on Antioxidative Properties of Fresh-Cut Broccoli Florets

CHEN Shuangying1, ZHAO Xiheng2, LIU Hongzhu1, LI Jincai1,*
(1. School of Chemical Engineering and Technology, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China)

The preservative effect of salicylic acid (SA) and hydrogen peroxide (H2O2) treatments on fresh-cut broccoli was investigated. Fresh-cut broccoli was dipped in 0.5 mmol/L SA and 0.15 mmol/L H2O2for 10 and 5 min, respectively. Antioxidative enzyme activities, reactive oxygen species level, antioxidative substance content and senescence physiological indicators during 4 days of storage at 20 ℃ were measured. Both treatments could effectively maintain the sensory quality of fresh-cut broccoli fl orets. Compared with the control group during the storage period, fresh-cut broccoli fl orets treated with SA had higher activities of superoxide dismutase (SOD), ascorbate peroxidase (APX) and peroxidase (POD), and lower catalase (CAT) activity. Besides, the generation rate of superoxide anion free racial (O2-·) was smaller, and the content of H2O2was higher. The contents of ascorbic acid (AsA), carotenoid (Car) chlorophyll (Chl) and protein (Pro) were higher, and malondialdehyde (MDA) was less abundant. Likewise, fresh-cut broccoli fl orets treated with H2O2presented higher activities of SOD, APX, POD and CAT. The generation rate of O2-· and H2O2content were lower. An increase in the contents of AsA, Car, Chl and Pro and a reduction in MDA content were observed in response to H2O2treatment. Further comparison demonstrated that SA treatment had a larger effect on these antioxidative indicators than H2O2treatment. The results also showed that the mechanism for inhibiting senescence and effectively maintaining the sensory quality of fresh-cut broccoli by SA and H2O2treatments was associated with improving antioxidative enzyme activities and alleviating biological oxidation of reactive oxygen species. Therefore, SA treatment can inhibit the activity of CAT and improve the level of endogenous H2O2during the early stage of storage, and the preservative effect of 0.5 mmol/L SA is better than that of 0.15 mmol/L H2O2.

fresh-cut broccoli; salicylic acid; hydrogen peroxide (H2O2); antioxidative properties

TS255.3

A

1002-6630（2015）02-0260-05

10.7506/spkx1002-6630-201502050

2014-07-07

陈双颖（1990—），女，硕士研究生，研究方向为果蔬保鲜。E-mail：ying_1990917@163.com

*通信作者：李进才（1960—），男，副教授，博士，研究方向为果蔬保鲜。E-mail：lijincai@tju.edu.cn