不同处理对茄子采后冷害及相关酶活性的影响

郭雨萱，郝利平，卢银洁

(山西农业大学 食品科学与工程学院，山西 太谷 030801)



不同处理对茄子采后冷害及相关酶活性的影响

郭雨萱，郝利平*，卢银洁

(山西农业大学 食品科学与工程学院，山西 太谷 030801)

摘要：[目的]探讨不同处理对茄子采后冷害及相关酶活性的影响。[方法]本研究以紫红长茄为试材，设计4种处理，对照、7 kJ·m-2UV-C处理、6 mmol·L-1草酸浸果10 min处理和7 kJ·m-2UV-C结合6 mmol·L-1草酸浸果10 min处理，置于2 ℃条件下贮藏，测定茄子的冷害指数、细胞膜透性、MDA含量和SOD、POD、CAT活性。[结果]UV-C、草酸处理和UV-C结合草酸处理均可减轻茄子的冷害症状，降低茄子的冷害指数，抑制细胞膜透性的升高和MDA含量的积累，保持茄子中SOD、CAT和POD的活性。[结论]7 kJ·m-2UV-C结合6 mmol·L-1草酸浸果10 min处理效果最佳，在2 ℃条件下贮藏3 d不发生冷害。

关键词：UV-C； 草酸； 茄子； 冷害

茄子(SolanummelongenaL.)是一种广泛种植的茄果类蔬菜，茄子采后因组织鲜嫩，营养丰富，易引起失水萎蔫，腐烂变质。茄子属冷敏性植物，当贮运不当易发生冷害，影响茄子的食用价值和商品价值[1,2]。

近年来研究发现短波紫外线(UV-C)辐射处理是一种简单、安全、无污染的采后物理处理方法，具有提高果蔬抗病性[3]，减少腐烂率[4]，延缓衰老[5]，提高防御酶活性[6]等特点，使用一定剂量的UV-C辐照处理可以有效提高辣椒[4]、山楂[7]、葡萄[8]、香梨[9]等果实的贮藏品质，还可减轻黄瓜[10]、水蜜桃[11]、贡橘[6]等果实的冷害症状。

草酸，又名乙二酸，广泛分布于植物、动物和真菌体中，是生物体内的一种代谢产物，用于果蔬保鲜的草酸浓度低、处理时间短，是一种安全、价格低廉的采后化学处理方法，具有延缓果实衰老，增强果实抗氧化性，提高植物的抗褐变性，降低果实腐烂率等特点[12]，一定浓度的草酸溶液对芒果[12]、桃果实[13]、番茄[14]等冷敏性果实采后冷害具有缓解作用。

目前UV-C处理和草酸处理对茄子采后冷害发生影响尚未见报道，因此本研究以紫红长茄为试材，研究UV-C处理、草酸处理及UV-C结合草酸处理对茄子采后冷害发生及生理生化指标的影响，旨在为抑制茄子冷链物流及冷藏货架期中冷害发生提供一定依据。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

试验材料：茄子，品种为紫红长茄(山西省太谷县市售)。

主要试剂：草酸、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、愈创木酚、氮蓝四唑、30%H2O2溶液等。

试验仪器：紫外灯(UV-C，20 W，中国南京紫光电器有限责任公司)、紫外辐射照度计(ZQJ-254，苏州江东精密仪器有限公司)、高速冷冻离心机(5424R型，德国艾本德股份公司)、紫外可见分光光度计(SQ2800 UV/VIS，龙尼柯(上海)仪器有限公司)、电子天平(BJ224S型，北京赛多利斯仪器系统有限公司)。

1.2试验方法

(1)UV-C和草酸处理最佳剂量筛选

分别利用5、7、9 kJ·m-2的UV-C辐照处理茄子，利用4、6、8 mmol·L-1的草酸溶液浸泡茄子10 min，通过测定冷害指数以研究确定处理剂量。

(2)试验设计

共4个处理，CK(不作处理)，UV-C处理(由(1)筛选的最佳剂量辐照)、草酸处理(由(1)筛选的最佳浓度浸泡10 min)、UV-C+草酸处理(由(1)筛选的最佳UV-C剂量辐照后用(1)筛选的最佳草酸溶液浸泡10 min)。每处理重复3次。长茄处理后在15 ℃下预冷后分别装入0.25 mm厚聚乙烯薄膜袋中(每组分10袋，每袋10个，重复3次)，置于2±0.5 ℃条件下进行贮藏，每3 d取样1次，测定各项指标。

1.3测定方法

1.3.1冷害指数

参考王兰菊等[15]的方法，冷害级别分为5级：1.无；2.轻：果面出现少量凹陷或直径不大于0.5 cm的褐变斑；3.中：果面凹陷、褐变呈直径大于1 cm“烫伤”斑；4.严重：褐变面积占果面面积1/3以上，果肉、种子褐变，无商品价值；5.极严重：褐变斑块连成片。冷害指数按下式计算。

式中，N为果实总数，ni为发生冷害的果实个数，i为冷害级别(1～5级)。

1.3.2细胞膜透性

参考赵云峰等[16]的方法，用相对电导率表示茄子细胞膜透性大小。称取茄子样品用去离子水冲洗后加入去离子水，室温振荡30 min，用电导率仪测电导率L0，煮沸5 min后冷却至常温，测其电导率L1。

1.3.3丙二醛(MDA)

参照曹建康等[17]的方法，采用硫代巴比妥酸法测定。取茄子样品加TCA溶液研磨匀浆后离心，取上清液，加TBA溶液，混合后在沸水浴中煮沸20min，取出待其冷却后再次离心。分别测定上清液在波长450nm、532nm和600nm处的吸光度值，根据下式计算每克茄子样品中MDA含量，以μmol·g-1Fw表示。

C=6.45×(OD532-OD600)-0.56×OD450

式中，C为MDA浓度/μmol·L-1；V为样品提取液总体积/mL；Vs为测定时所取提取液体积/mL；m为样品质量/g。

1.3.4超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性的测定

SOD、CAT和POD活性测定方法参照高俊凤等[18]的方法。SOD活性以对氮蓝四唑(NBT)光化还原的抑制为50%为一个超氧化物歧化酶活性单位(U)，单位是U·g-1。CAT活性以每分钟△OD240变化0.01所需的酶量为一个过氧化氢酶活力单位(U)，单位是U·g-1。POD活性以每分钟△OD470变化0.01所需的酶量为一个过氧化物酶活力单位(U)，单位是U·g-1。

1.4数据分析

采用SPSS 19.0和Excel 2007软件进行数据处理和分析。

2　结果与分析

2.1UV-C和草酸处理最佳剂量的筛选

冷害指数是反映果蔬发生冷害程度最直观的指标。本研究分别利用5、7、9 kJ·m-2的UV-C辐照处理茄子，利用4、6、8 mmol·L-1的草酸溶液浸泡茄子10 min，测定其在冷藏中冷害指数的变化情况，结果如表1、表2。

表1　不同剂量UV-C处理对茄子冷害指数的影响

由表1可见，随贮藏时间的延长，不同处理的茄子冷害指数均呈上升趋势。7 kJ·m-2UV-C处理组茄子的冷害指数显著低于CK组(P<0.05)；5 kJ·m-2处理组也有一定的抑制冷害效果，而9 kJ·m-2处理组的茄子与CK组差异不显著。由此确定UV-C处理剂量为7 kJ·m-2。

表2　不同浓度草酸处理对茄子冷害指数的影响

由表2可见，6 mmol·L-1草酸处理组茄子的冷害指数显著低于CK组(P<0.05)；4、8 mmol·L-1处理组的茄子与CK组无显著差异。由此确定草酸处理浓度为6 mmol·L-1。

2.2不同处理对茄子冷害发生的影响

不同处理在冷藏中冷害指数的变化情况如图1。由图1可见，CK组、UV-C和草酸处理的茄子在第3天出现轻微冷害症状，UV-C结合草酸处理在第3天未出现冷害症状。经方差分析表明，CK组冷害指数显著高于UV-C、草酸处理组(P<0.05)，极显著高于UV-C结合草酸处理(P<0.01)。UV-C、草酸处理有效减缓了茄子的冷害症状，但在贮藏第12天对冷害的抑制作用开始减弱，而UV-C结合草酸处理的茄子冷害指数始终显著低于其他处理组。

图1　不同处理对茄子冷害指数(CI)的影响Fig.1　Effect of different treatments on chilling index(CI) of eggplant

2.3不同处理对茄子细胞膜透性的影响

细胞膜透性是反映膜损伤的指标，可用相对电导率大小表示。由图2可见，随贮藏时间的延长各处理组茄子的细胞膜透性变化均呈上升趋势。方差分析显示，CK组茄子的细胞膜透性显著高于UV-C和草酸单独处理组(P<0.05)，极显著高于与UV-C结合草酸处理组(P<0.01)；UV-C、草酸处理组与UV-C结合草酸处理组膜透性差异显著(P<0.05)。结果说明各处理组茄子受到低温伤害，CK组茄子的膜损伤最严重，UV-C结合草酸处理组比单独处理更有效减轻了冷害对细胞膜的损伤，维持了细胞的完整性。

图2　不同处理对茄子相对电导率的影响Fig.2　Effect of different treatments on the relative conductivity of eggplant

2.4不同处理对茄子MDA含量的影响

MDA含量的高低反映细胞膜膜脂过氧化的程度。由图3可知，不同处理组茄子的MDA含量均随贮藏时间的延长而升高。方差分析表明，CK组茄子的MDA含量显著高于其他处理组(P<0.05)，单独处理组与UV-C结合草酸处理组差异显著(P<0.05)。这表明低温冷害加剧了茄子细胞膜脂过氧化程度，UV-C和草酸单独处理抑制了茄子细胞膜膜脂过氧化，UV-C结合草酸处理效果更明显。

图3　不同处理对茄子MDA含量的影响Fig.3　Effect of different treatments on MDA content of eggplant

图4　不同处理对茄子SOD活性的影响Fig.4　Effect of different treatments on SOD activity of eggplant

2.5不同处理对茄子SOD活性的影响

图4可看出，不同处理的茄子SOD活性在贮藏期间呈先升后降的趋势。方差分析表明，贮藏第6天起，UV-C结合草酸处理组的茄子SOD活性极显著高于CK组(P<0.01)，显著高于UV-C、草酸处理组(P<0.05)；UV-C处理、草酸处理显著(P<0.05)高于CK组，贮藏第9天起UV-C处理显著(P<0.05)高于草酸处理。由此可见UV-C、草酸处理和UV-C结合草酸处理在贮藏6 d后均有效抑制SOD活性的降低，UV-C结合草酸处理SOD活性更高。

2.6不同处理对茄子CAT活性的影响

由图5可见，各处理组茄子的CAT活性在贮藏初期呈上升趋势，在第3天到达最大值，之后CAT活性持续下降。方差分析表明，贮藏6 d后，UV-C结合草酸处理组的茄子CAT活性极显著高于CK组(P<0.01)，显著高于UV-C、草酸处理组(P<0.05)；贮藏第6天和第9天UV-C、草酸处理显著(P<0.05)高于CK组。这表明UV-C、草酸处理和UV-C结合草酸处理对茄子CAT活性的保持有显著作用，UV-C结合草酸处理效果更佳。

图5　不同贮藏温度对茄子CAT活性的影响Fig.5　Effect of different storage temperature on CAT activity of eggplant

图6　不同处理对茄子POD活性的影响Fig.6　Effect of different treatments on POD activity of eggplant

2.7不同处理对茄子POD活性的影响

由图6可知，在贮藏期间POD活性呈先升后降的趋势。贮藏3 d后CK组茄子的POD活性迅速下降，UV-C、草酸处理组下降缓慢，UV-C结合草酸处理组在贮藏第6天才开始降低。方差分析表明，贮藏6 d后，UV-C结合草酸处理组的茄子POD活性极显著高于CK组(P<0.01)，显著高于草酸和UV-C单独处理组(P<0.05)；UV-C、草酸处理显著(P<0.05)高于CK组，单独处理组间无显著差异。可见UV-C、草酸处理、UV-C结合草酸处理在贮藏6 d后均有效延缓茄子POD活性的降低，UV-C结合草酸处理效果更明显。

3　讨论

在前期利用2 ℃、5 ℃和8 ℃条件下贮藏茄子冷害发生的研究中，发现茄子在2 ℃下易发生冷害，故本试验贮藏温度选择2 ℃。本研究发现，在2 ℃条件下CK组和UV-C、草酸处理组在第3 d出现轻微冷害症状，UV-C结合草酸处理组的茄子在第3 d未出现冷害症状。植物受到低温伤害后，由于膜功能受损，其细胞膜透性升高，MDA含量增加[19,20]。CK组茄子的细胞膜透性显著高于其他处理组茄子，UV-C和草酸单独处理在贮藏前期减轻了茄子冷害发生程度，这与UV-C处理在水蜜桃[10]、贡橘[11]上应用、草酸处理在芒果[12]上应用的效果一致。UV-C结合草酸处理始终明显抑制细胞膜透性和MDA含量的升高，有效延缓茄子冷害的发生。

SOD、POD和CAT是植物体内清除自由基的酶类，防止自由基的侵害[21]。贮藏初期低温诱导茄子中SOD活性升高，催化超氧阴离子歧化生成H2O2，CAT和POD活性随之升高消耗H2O2。随贮藏时间延长，SOD、CAT和POD活性下降，冷害程度加重。李佩艳[22]用草酸处理芒果和番茄，能显著提高芒果和番茄中SOD、POD酶活性，本试验用草酸处理茄子同样可提高茄子中相关酶活性。任伟[6]发现3 kJ·m-2UV-C照射能显著提高贡橘果实的SOD、CAT和POD的活性，与本研究中对茄子处理的UV-C剂量不同，是否与果皮颜色吸收紫外线能力有关还有待进一步研究。本研究中7 kJ·m-2UV-C、6 mmol·L-1草酸处理和UV-C结合草酸处理均有效维持了SOD、CAT和POD活性，UV-C结合草酸处理效果更佳，此研究结果为抑制茄子冷链物流及冷藏货架期中冷害发生提供一定依据。

4　结论

7 kJ·m-2UV-C处理、6 mmol·L-1草酸浸果10 min处理和7 kJ·m-2UV-C结合6 mmol·L-1草酸浸果10 min处理均有效减轻茄子的冷害程度，抑制细胞膜透性和MDA含量的升高，维持细胞完整，延缓细胞膜膜质过氧化，维持较高的SOD、CAT和POD活性，其中UV-C结合草酸处理效果最佳，在2 ℃条件下贮藏3 d不发生冷害。

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(编辑：马荣博)

收稿日期：2016-01-21 修回日期：2016-03-23

作者简介：郭雨萱(1992-)，女(汉)，山西平遥人，硕士研究生，研究方向：农产品加工与贮藏工程 *通讯作者：郝利平，教授，博士生导师。Tel:13935492058,E-mail:haoliping756@163.com

基金项目：“十二五”国家科技支撑计划课题(2012BAD38B07)；横向项目：冷藏保鲜综合新技术示范基地建设项目

中图分类号：TS255.3

文献标识码：A

文章编号：1671-8151(2016)09-0668-05

Effects of different treatments on chilling injury and relevant enzymes activities of eggplant

Guo Yuxuan, Hao Liping*, Lu Yinjie

(CollegeofFoodScienceandEngineering,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

Abstract:[Obective]To study the influence of postharvest chilling injury of different treatments and relevant enzymes activities on eggplant. [Methods]by using UV-C(7 kJ·m-2) , oxalic acid (6 mmol·L-1) leaching for 10 min and UV-C(7 kJ·m-2) combined with oxalic acid(6 mmol·L-1) leaching for 10 min,we storage long eggplant at 2 ℃, measuring the index of cell membrane permeability, MDA content and activity of SOD, POD and CAT.[Results]The results showed that UV-C, oxalic acid treatment and UV-C combined with oxalic acid could effectively reduce the eggplant chilling injury symptoms and the chilling injury index of eggplant, inhibit the increase of cell membrane permeability and accumulation of MDA content, keep the activity of SOD, CAT and POD in the eggplant.[Conclusion]When the storage condition is 2 ℃, the combination of 7 kJ·m-2UV-C and 6 mmol·L-1oxalic acid leaching for 10 min is the best treatment, and won’t have chilling injury for 3 days.

Key words:UV-C; Oxalic acid; Eggplant; Chilling injury