低温预贮对黄瓜耐冷性的影响

史君彦，王云香，周念念，左进华，高丽朴，王清*

北京市农林科学院蔬菜研究中心，农业部蔬菜产后处理重点实验室，果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室，农业部华北地区园艺作物生物学与种质创制重点实验室，农业部都市农业（北方）重点实验室（北京 100097）

黄瓜（Cucumis sativus L.）属冷敏型蔬菜，在低于7～10 ℃下储运易产生冷害，冷害的症状主要表现为水渍状凹陷、暗斑和腐烂斑，并伴随香气消失、异味等，严重影响储运品质和商品价值[1-2]。研究发现短波UV-C辐照[2]、褪黑素[3]、热激[4]、一氧化氮（NO）和茉莉酸甲酯[5]等处理可有效抑制黄瓜低温冷害的发生，但这些方法存在操作不便利和食品安全等问题，因此一种适宜的、安全、易操作的黄瓜低温贮藏保鲜方法显得尤为重要。

低温预贮（Low temperature conditioning，LTC）是指果蔬等产品在冷藏前先放置在略高于其冷害临界温度下预先存储一段时间，进而达到减轻之后冷藏期间冷害发生的温度调控方法，该方法无化学污染、操作方便且经济实用，因此受到国内外果蔬贮藏保鲜相关研究人员的广泛关注[6]。已有研究表明，适宜的LTC处理可减轻茄子[7]、青圆椒[8]、桃[9]和枇杷[10]等果蔬冷藏期间的冷害症状，保持较好的贮藏品质。但是到目前为止，仍鲜见LTC技术在黄瓜贮藏保鲜上的应用研究。因此试验采用LTC处理黄瓜，研究LTC技术对黄瓜低温耐冷性的影响，以期为黄瓜采后储运保鲜提供一种新技术或理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

黄瓜，品种为 “北农佳秀”，采摘于北京市顺义区大孙各庄，采摘6 h内运回实验室，挑选无机械伤、无病虫害的、新鲜无腐烂的黄瓜作为试材。试验所用包装材料为0.03 mm PE保鲜袋（购买于北京华盾雪花塑料有限公司）。

1.2 试验方法

将挑选的试材放置于0.03 mm PE保鲜袋中，每袋约存放2 kg，然后平均分成2组，1组试样先放置于10℃冷库中贮藏2 d，再转入4 ℃的冷库中贮藏10 d，作为LTC处理组；另1组直接置于4 ℃下贮藏12 d，作为对照组。每组处理重复3次，每2 d取样1次，用液氮速冻，然后于-80 ℃的冰箱中放置备用。

1.3 指标的测定

冷害是指果蔬在不适宜的低温储运环境中受到的生理伤害，是冷敏性果蔬在低温胁迫下的一种不良反应，是依赖于储运温度和储运时间累积的过程[13]，冷害指数是用于反映果蔬冷害程度的指标。冷害指数的评定采用郝佳诗等[2]的方法稍作修改，由9个人组成的评定小组成员对2组处理不同时间点的黄瓜果实冷害发生发展情况进行评定分级，黄瓜冷害的评定标准如表1所示，冷害指数的计算公式为：冷害指数=∑（冷害级数×该级果实数）/（冷害最高级数×果实总数）×100%。

表1 黄瓜冷害指数评定表

可溶性固形物（TSS）含量使用数显PR-32α（Brix 0～32%）糖度计测定。

叶绿素含量的测定依据曹健康等[11]的方法稍作修改，1 g样品用10 mL丙酮-乙醇（2︰1，V/V）溶液提取，离心后用紫外分光光度计测定波长为667和663 nm处的吸光度用于叶绿素含量计算。

维生素C含量依据钼酸铵比色法[12]，测定波长为760 nm处的吸光度用于维生素C含量的计算。

丙二醛（MDA）含量的测定采用硫代巴比妥酸法[13]。

过氧化物酶（POD）和过氧化氢酶（CAT）活性测定均按照曹建康等[11]的方法，分别测定波长470和240 nm处吸光度，用以计算POD和CAT活性。

1.4 数据分析

采用Office 2010和Origin 8.5软件进行数据整理和作图，采用IBM SPSS Statistics 19软件进行数据的差异显著性检验。

2 结果与分析

2.1 LTC处理对黄瓜冷害指数的影响

由图1可知，在整个贮藏过程中，黄瓜冷害指数逐渐升高，果实表面冷害面积逐渐增大，对照组贮藏至第3天时观察到冷害现象，LTC处理组贮藏至第5天时有冷害发生，但冷害指数较对照组低。贮藏至6 d时，对照组冷害指数比LTC处理组高2倍，且贮藏6 d后，对照组和LTC处理组间差异极显著（p＜0.01），贮藏至12 d时，对照组冷害指数是LTC处理组的2倍，这说明LTC处理可延缓黄瓜冷藏期间冷害的发生，抑制冷害指数的升高。

图1 LTC处理对黄瓜冷害指数的影响

2.2 LTC处理对黄瓜可溶性固形物（TSS）含量的影响

可溶性固形物是指果蔬中能溶于水的维生素、糖、酸等物质，主要是指由葡萄糖、果糖、蔗糖等可溶性糖类物质[14]。由图2可知，在整个贮藏期间，黄瓜TSS含量逐渐下降，LTC处理组TSS含量始终高于对照组，贮藏至4 d时，对照组TSS含量比LTC处理组低2.44%，且贮藏4 d后，2组间差异显著（p＜0.05），贮藏至10 d和12 d时，对照组比LTC处理组TSS含量分别低5.98%和3.51%。因此LTC处理可有效保持黄瓜低温贮藏期间TSS含量，维持较好的贮藏品质。

图2 LTC处理对黄瓜可溶性固形物的影响

2.3 LTC处理对黄瓜MDA含量的影响

冷害是造成细胞膜的损伤的主要原因之一，而MDA作为膜脂过氧化的产物，其含量作为指示膜损伤的指标之一，可反映冷害的发生和细胞膜的完整性[15-16]。由图3可知，在整个贮藏期间，黄瓜MDA含量逐渐增加，对照组MDA含量始终高于LTC处理组，贮藏至6～12 d时，2组处理间差异显著（p＜0.05），贮藏末期，对照组和LTC处理组MDA含量分别为初始值的1.19，1.42倍，且2组间差异极显著（p＜0.01），这说明冷害诱导了黄瓜细胞膜的损伤，随着贮藏时间的延长，膜损伤加剧，而LTC处理延缓MDA含量的积累，抑制膜脂过氧化反应，较好地保持了细胞膜的完整性。

图3 LTC处理对黄瓜MDA含量的影响

2.4 LTC处理对黄瓜叶绿素含量的影响

低温胁迫诱导叶绿素超微结构破坏，从而引起光合色素降解，叶绿素的合成受阻，含量降低[17]。由图4可知，在低温贮藏过程中，LTC处理的黄瓜叶绿素含量高于对照组，贮藏4～8 d时，叶绿素含量下降较快，两组间差异显著（p＜0.05），贮藏至8 d时，2组间差异极显著（p＜0.01），至贮藏末期，对照组和LTC处理组的叶绿素含量与初始值相比分别下降了27.47%和22.83%，这可能是由于LTC处理可维持低温下黄瓜果实叶绿体的结构，延缓叶绿素降解。

图4 LTC处理对黄瓜叶绿素含量的影响

2.5 LTC处理对黄瓜维生素C含量的影响

在果蔬中，维生素C不仅作为一种营养物质，还作为一种抗氧化物质参与抗氧化作用，研究发现，维生素C等有机酸消耗减少对保持果蔬的抗氧化能力和减轻胁迫应激反应起着重要的作用[18]。由图5可知，在贮藏0～12 d中，，黄瓜维生素C含量逐渐下降，LTC处理组高于对照组，且贮藏4 d后，2组间差异显著（p＜0.05）贮藏至6 d和12 d时，LTC处理组维生素C含量比对照组分别高3.9%和13.88%，这说明LTC处理降低黄瓜冷藏期间维生素C的消耗，保持较好的贮藏品质和抗氧化能力。

图5 LTC处理对黄瓜VC含量的影响

2.6 LTC处理对黄瓜POD活性的影响

植物在遭受逆境胁迫时，抗氧化酶POD可清除组织内过高的活性氧，使细胞内活性氧维持在较低水平，从而减轻其对细胞的活性氧伤害[19]。由图6可知，在冷藏过程中，黄瓜POD活性呈现先升高后降低的趋势，其中LTC处理组始终高于对照组，且2组处理间差异显著（p＜0.05）。贮藏至4 d时，两组处理组POD活性均达峰值，与初始值相比，分别升高了10.83%和25.12%，2组处理间差异极显著（p＜0.01），冷藏至12 d时，LTC处理组POD活性比对照组高16.69%，这说明LTC处理可诱导黄瓜冷藏期间POD活性增加，从而减轻活性氧损伤。

图6 LTC处理对黄瓜POD活性的影响

2.7 LTC处理对黄瓜CAT活性的影响

过氧化氢酶（CAT）是果蔬组织活性氧清除系统的主要酶之一，可直接清除逆境胁迫下产生的过剩的过氧化氢（H2O2），减轻H2O2积造成的氧化损伤[20]，并能抑制H2O2作为第二信使对其他代谢途径的作用，从而缓解逆境胁迫下果蔬的代谢失调[21]。由图7可知，黄瓜在冷藏期间CAT活性呈现先升高后下降的趋势，LTC处理组始终高于对照组，2组处理间差异显著（p＜0.05），且均在第4天时达到峰值，至冷藏末期，LTC处理组CAT活性比对照组高27.93%，这说明LTC处理可增强黄瓜CAT活性，抑制H2O2积累引起的过氧化损伤。

图7 LTC处理对黄瓜CAT活性的影响

3 讨论与结论

低温贮藏可延长果蔬的保鲜期、抑制呼吸作用和微生物生长，但冷敏型果蔬在低于10～12 ℃条件下贮藏会发生冷害，从而导致果蔬品质劣变，腐烂变质[22]。低温预贮可有效保持茄子[7]、青圆椒[8]和豇豆[23]等蔬菜低温贮藏过程中冷害的发生，保持其较好的贮藏品质。试验研究了LTC处理对黄瓜耐冷性的影响，结果表明，10 ℃贮藏2 d然后转入4 ℃贮藏10 d可有效延缓黄瓜冷害发生时间2 d，抑制冷害指数的升高和可溶性固形物含量的降低，延缓MDA含量的积累和叶绿素含量、维生素C含量的降解，同时增强了抗氧化酶POD和CAT活性，减轻了活性氧损伤，增强了黄瓜在低温下贮藏的耐冷性。