不同剂量60Coγ辐照对蓝莓果实抗氧化性及相关酶活性的影响

佟俊生　李晓平　陶烨　姚远　王琛

摘要：采用不同剂量60Co γ射线辐照处理蓝莓果实，定期检测蓝莓果实抗氧化性及相关酶活性变化。结果表明：辐照处理虽然能够使蓝莓果实产生较多超氧阴离子（O2-·）和过氧化氢（H2O2），但同时能够提高蓝莓果实中超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）的活性，清除多余的自由基，使活性氧自由基维持在一个较低水平，对提高冷藏期间蓝莓果实抗氧化性具有积极促进作用。以2.5 kGy辐照处理的保鲜效果最好。

关键词：蓝莓；辐照；抗氧化性；酶活性

中图分类号：S663.9 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2017）06-0026-04

蓝莓果实具有怡人的口感香气、丰富的营养物质及显著的保健功能。近年来，我国蓝莓生产规模不断扩大，亟需研究技术先进、效果良好的蓝莓保鲜方法。食品辐照技术是指将γ射线的部分能量传递给所辐射物质的分子或原子，接受能量传递的原子转化成离子，离子再转化成一对阴阳离子；经过电离辐射作用的离子在食品中产生辐射效应，使食品的发芽率、成熟期得到明显抑制，降低食品中虫菌含量，保持食品原有的营养价值、商品价值和经济价值，延长食品的货架期和农产品的贮藏期。γ射线能量大、具有非常强的穿透力且半衰期适中，利用γ射线处理蓝莓果实几乎不产生热效应，可以保持最佳风味。

本研究以“蓝丰”蓝莓为对象，研究不同的辐照剂量对蓝莓果实中超氧阴离子（O2-·）产生速率、过氧化氢（H2O2）含量，以及与抗氧化性相关酶（超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、过氧化物酶POD）活性的影响，探索辐照处理下蓝莓保鲜效果和生理品质变化规律，旨在通过适当的辐照处理，达到增强蓝莓抗氧化能力的目的，从而提高其耐贮性。

1 材料与方法

1.1 试验材料

蓝莓果实：品种为“蓝丰”，由沈阳时圣蓝莓采摘基地提供。试验用果实要求无机械损伤、无病虫害、无腐烂变质，外观色泽、果形大小及生理成熟度一致。

采后包装：采用105 mm×100 mm×45 mm，厚0.4 mm，配备12个透气孔的PET保鲜盒。每盒装蓝莓果实约125 g，每12小盒装瓦楞纸盒后再装入备有冰块的泡沫周转箱内，于当日运送至辽宁钴源辐照中心。

试验所用α-萘胺、盐酸羟胺等试剂均为分析纯，由当地化学试剂经销商供应。

1.2 仪器设备

HZp-250型恒温振荡培养器：上海精宏试验设备有限公司；CT14RD型高速冷冻离心机：上海天美生化仪器设备有限公司；BSA-224型赛多利斯电子天平：上海精科天平有限公司；HH-6型恒温水浴锅：常州国华仪器厂；TU-1810型紫外分光光度计：北京善析通用有限公司；吸管、试管、移液管及烧杯等玻璃器皿。

1.3 辐照处理

在室温（20～25 ℃）条件下，采用20.3万Ci的60Co γ射线源对采后蓝莓果实在0～3.0 kGy剂量范围内每个处理的剂量梯度为0.5 kGy，0～42 Gy/min剂量率范围内每个处理的剂量率梯度为7 Gy/min，进行72 min辐照处理。每个处理重复3次。在辐照期间需要对蓝莓果实进行翻转处理；对辐照后的蓝莓果实在10 °C进行12 h预冷处理后，每隔7 d随机取样1次，对每项指标进行3次重复测定，取平均值。

1.4 测试指标

1.4.1 超氧阴离子（O2-·）产生速率 超氧阴离子（O2-·）产生速率采用α-萘胺反应法进行测定。

1.4.2 过氧化氢（H2O2）含量 参考Bornsek等人的方法，略有改进。

1.4.3 相关酶活性 每个处理取适量蓝莓样品，放入事先预冷的研钵中研磨，准确称取1.0 g蓝莓浆液，加入5 mL 0.1 mol/L磷酸钠缓冲液（pH 7.8，含 5 mmol/L DTT，5% PVP），于4 ℃下以12 000 r/min冷冻离心15 min，提取上清液备用。SOD活性采用氮蓝四唑（NBT）比色法测定；POD采用愈创木酚法测定；CAT活性参考曹建康等人的方法，略有改进。

1.5 数据统计分析

利用Origin 8.l软件对试验数据进行绘图分析；利用SPSS 17.0软件对测定结果进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实中O2-·产生速率的影响

超氧阴离子（O2-·）是呼吸代谢和膜质代谢的中间产物。作为一种自由基，它的积累能够衍生成过氧化氢（H2O2）、羟自由基（OH-）、单线态氧（1O2）等，从而引起一系列的氧化反应，生成多余的活性氧自由基（R·，RO·，ROO·，ROOH），加速果蔬的衰老进程。不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实中O2-·产生速率的影响情况如图1所示。

由图1可以看出：辐照处理后（贮藏0 d），各处理蓝莓果实中O2-·产生速率均略有上升，但差异不明显（P>0.05），且与辐照剂量呈正相关（y=0.194 3 x+3.267 1，R2=0.934 7）。随着贮藏时间的延长，各处理蓝莓果实O2-·产生速率总体呈上升趋势，其中对照处理上升幅度最大，明显高于其他辐照处理。贮藏第14 d时，0.5 kGy和3.0 kGy处理的O2-·产生速率快速上升，明显超过其他辐照处理；1.0～2.0 kGy处理的上升幅度相对较小；2.5 kGy处理的表现最好，其O2-·产生速率始终保持最低。这说明适当剂量的辐照处理能够减缓冷藏期间蓝莓果实中O2-·的产生，从而有效减弱蓝莓果实的呼吸作用和膜质代谢作用。

2.2 不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实中H2O2含量的影响

过氧化氢（H2O2）由O2-·衍生而来，具有较强的氧化性，參与膜质过氧化作用。不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实中H2O2含量的影响情况如图2所示。endprint

由图2可以看出：辐照处理后（贮藏0 d），各处理蓝莓果实中H2O2含量均略有上升，且与辐照剂量呈正相关（y=0.066 1 x+2.100 0，R2=0.976 5），但上升的幅度与剂量的提升相比并不明显（P>0.05）。随着贮藏时间的延长，各处理蓝莓果实中H2O2的含量均呈上升趋势，其中对照上升的幅度最大，0.5 kGy处理的上升幅度始终与对照相近，3.0 kGy处理的上升幅度前期较小但在贮藏中后期逐渐接近对照，而1.0～2.5 kGy处理的上升幅度始终相对较小。贮藏第35 d时，2.5 kGy处理的H2O2含量为4.92 μmol/g，与对照的6.14 μmol/g相比明显较低。由此可知，适当剂量的辐照处理能够减缓H2O2的生成，从而延缓蓝莓果实衰老。这与辐照处理后蓝莓果实中O2-·产生速率的变化趋势相同，说明不同辐照剂量对两种活性氧自由基的影响效果相同。

2.3 不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实中SOD活性的影响

不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实中SOD活性的影响情况如图3所示。

由图3可以看出：辐照处理的蓝莓果实SOD活性均明显高于对照，但不同辐照处理间差异不显著（P>0.05）；各处理蓝莓果实SOD活性均呈先上升后下降趋势，对照水平最低、且在冷藏第7 d时出现峰值后极速下降，而各辐照处理的峰值推迟至冷藏第14 d，这可能是由于辐照处理引发产生过多的自由基所致；在贮藏后期，3.0 kGy处理的蓝莓果实SOD活性下降至170.09 U/（min·g），仅高于0.5 kGy处理和对照，说明高剂量辐照使得冷藏期间蓝莓果实SOD活性下降；在整个贮藏过程中，2.5 kGy处理的蓝莓果实SOD活性始终处于最高水平，而1.0～2.0 kGy处理次之。因此，适当剂量的辐照可以促进蓝莓果实SOD活性提高，延缓冷藏后期SOD活性下降速度，从而延长贮藏期限。

2.4 不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实中CAT活性的影响

CAT能够促进H2O2的分解，保护细胞免受H2O2毒害，其活性变化与植物贮藏性相关。不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实中CAT活性的影响情况如图4所示。

由图4可以看出：在整个贮藏过程中，各处理蓝莓果实的CAT活性均呈先上升后下降趋势，经辐照处理的蓝莓果实CAT活性均高于对照，且与辐照剂量呈正相关。其中，3.0 kGy处理的蓝莓果实CAT活性最高，这可能是由于蓝莓果实经辐照处理后，其细胞内产生大量H2O2，增强了自身防御能力；对照和0.5 kGy处理的蓝莓果实CAT活性变化较接近，其他剂量辐照处理间变化不明显，但始终高于对照。在贮藏后期，对照和0.5 kGy处理的蓝莓果实CAT活性均显著低于其他辐照处理（P<0.05），其中2.5 kGy处理的蓝莓果实CAT活性最高，比对照高2倍多。

2.5 不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实POD活性的影响

POD是植物呼吸代谢过程的末端氧化酶，对于植物生命活动尤为重要。不同辐照剂量对冷藏期蓝莓果实中POD活性的影响情况如图5所示。

由图5可以看出：经辐照处理的蓝莓果实POD活性略高于对照，且与辐照剂量呈正相关。在整个贮藏过程中，对照的蓝莓果实POD活性呈上升趋势，而经辐照处理的蓝莓果实POD活性呈先下降后上升再平缓趋势，这说明经辐照处理的蓝莓果实在冷藏初期由于低温抑制了POD酶活性，而随贮藏期延长，H2O2逐渐累积达一定量后，引发POD保护效应，之后再逐渐减弱。在贮藏第35 d时，0.5 kGy和3.0 kGy处理的蓝莓果实POD活性与对照接近，但明显低于其他剂量辐照处理（P<0.05），其中2.5 kGy处理为最高。因此，适当剂量的辐照处理对推迟蓝莓果实衰老进程具有积极作用。

3 结论

试验结果表明：1） 辐照处理虽然导致蓝莓果实中O2-产生速率加快和H2O2含量上升，但这些负作用在冷藏后期得到了有效的缓解，其中以2.5 kGy辐照剂量表现最好。2） 辐照处理造成的生理伤害能够引起一系列保护酶系的活动，产生修复损伤的作用。经辐照后，蓝莓果实中3种保护酶的活性均略有提高，且随辐照剂量升高而升高。随着贮藏时间的延长，SOD和CAT活性先上升后下降，使O2-和H2O2不断产生的同时又被不断清除，从而始终保持在一个较低的水平；而POD活性变化较为复杂，它一方面作为氧化酶参与辐照刺激引起的膜质氧化作用，加速果实的衰老，另一方面作为一种保护酶，在贮藏期间作为催化剂不断促进H2O2分解，减缓果实细胞衰老，但辐照蓝莓果实中POD的保护效应远远大于其伤害效应。因此，适当剂量的辐照处理能够与蓝莓果实的保护酶系相辅相成、共同作用，起到較好的抗氧化作用，有效延缓蓝莓果实的衰老，是一种高效、安全、环保的保鲜技术。

参考文献

[1] 朱麟，凌建刚.国内外蓝莓保鲜技术研究进展[J].食品与发酵工业，2011，31（11）：173-176.

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[4] BORNSEK S.M.，ZIBERNA L.，POLAK T.，et al.Bilberry and blueberry anthocyanins act as powerful intracellular antioxidants in mammalian cells[J].Food and Chemistry，2012，134（4）：1 878-1 884.endprint