不同预冷方式对甜樱桃贮藏过程中抗氧化酶活性的影响

冯雅蓉，连文绮，樊 迎

（晋中信息学院，山西晋中 030800）

活性氧的积累及其对细胞膜、酶以及遗传物质等活性生物大分子的破坏作用，是导致果蔬采后衰老的重要内在因素之一。果蔬保鲜一般通过消耗非酶抗氧化物质及提高抗氧化酶类水平两条途径共同降低活性氧对细胞的损伤，以延缓衰老[1-2]。有学者提出，预冷是保持果蔬新鲜品质、延缓衰老的最关键因素[3]。相关研究表明，甜樱桃不经预冷在常温下销售，货架期仅为5～7 d[4]，若采后立即预冷至1～3 ℃，并控制温度为0～1 ℃进行贮藏，贮藏期可达3～4 周[5]，可见预冷处理对延缓甜樱桃衰老有重要的作用。目前，甜樱桃采后应利用水冷（hydrocooling）或者强制风冷（forced-air cooling）两种预冷处理，使甜樱桃的温度降至0 ℃，可最大程度地保持产品品质，延长货架期。臭氧作为一种安全、有效的杀菌剂被逐渐用于果蔬产品以及其他食品的杀菌[6]。本文主要采用风冷、冰水预冷和臭氧化冰水预冷的方法，对甜樱桃进行预冷处理，分析各种预冷处理后，甜樱桃果实抗氧化酶系中的过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）含量的变化情况，探讨不同预冷方式对甜樱桃果实冷藏过程中酶系抗氧化能力及氧化水平的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

本研究所用甜樱桃为山西省主栽品种“红玛瑙”（山西省农科院果树研究所研发的新品种），采自山西省太谷县。采收时果实成熟度为8～9 成，适合进行1 个月的短期保藏。采摘方法是手拿果梗，用食指顶住果柄基部，轻轻掀起连果柄采下，不能直接往下拉，以免损伤结果枝影响来年产量具体操作参照《DB51T 1385—2011 越西甜樱桃生产技术规程》。选择樱桃等级为一级果实，等级划分参照《GBT 26905—2011 樱桃质量等级》，单果质量（5±0.5）g，成熟度相同、果个均匀、色泽一致、无病虫害及物理损伤的果实，置于可掀盖泡沫盒（20 cm×10 cm×12 cm）中，每盒约2 000 g，于2 h 内运回实验室，剔除机械损伤和腐烂果后，随机分成3 组，每组约10 kg，进行不同方式的预冷处理。

1.2 试剂

0.1mol/L、pH5.5 乙酸-乙酸钠缓冲液；提取缓冲液（含1 mmoL PEG、4%PVPP 和1%Triton-100）；25 mmol/L愈创木酚溶液；0.5 mol/L H2O2溶液。亚油酸钠溶液：称取亚油酸钠（Sigma 产品），直接配置成0.1 mol/L 亚油酸钠溶液；0.1 mol/L、pH6.8 磷酸钠缓冲液；提取缓冲液（含1%TritonX-100 和4%PVPP）；以上试剂均购自上海源叶生物科技有限公司。

1.3 仪器与设备

专用保鲜袋（潍坊锦锐保鲜包装有限公司，樱桃专用活性气调保鲜袋，20 cm×20 cm）；高速冷冻离心机，KDC-140HR，安徽中科中佳科学仪器有限公司；752-N紫外可见分光光度计，上海精科仪器有限公司；光照箱，GTOP-268Y，浙江托普云农科技股份有限公司，反应试管处日光灯照度为4 000 lx；计时器、移液器、离心管、容量瓶、试剂盒、冰箱、漩涡混匀器、电子分析天平、研钵、塑料薄膜等。

1.4 试验方法

1.4.1 预冷方式

风冷：将甜樱桃果实于0℃冷库中进行通风预冷，24 h内待果品温度降到（0±0.5）℃时停止冷却，包装后置于冷库贮藏。

冰水预冷：将甜樱桃果实放入（1±0.5）℃冰水中，当冰水温度上升超过5 ℃，将甜樱桃转入新的冰水中，直至果实内部温度下降到（1±0.5）℃时停止冷却。

臭氧化冰水预冷：将甜樱桃果实放入（1±0.5）℃含（2±0.1）mg/L 臭氧的冷水中，当冰水温度上升超过5 ℃，将甜樱桃转入新的臭氧化冰水中，直至果实内部温度下降到（1±0.5）℃时停止冷却。

记录各组处理中甜樱桃果实表面和内部的温度变化情况（每30 min 一次），绘制果实温度随预冷时间的变化曲线。以上3 组样品冷却后均迅速将樱桃果实小心放入冷库存放。以风冷处理组果品温度达到（1±0.5）℃的时间为保藏的第1 天，分别在贮藏的第5、10、15、20、25、30天取样，检测果实的基本生理特性和理化指标。所有处理分别做3 组平行。

1.4.2 储藏条件

参照《LYT 1781—2008 甜樱桃贮藏保鲜技术规程》，采用自发气调贮藏，以樱桃20 个果/袋，冷库存放，温度（0±0.5）℃，湿度93%±2%。

1.5 测定指标与方法

1.5.1 过氧化物酶（POD）活性

参照曹建康等[7]的方法并略作修改，测定POD 活性。以每1 min 反应体系在470 nm 处的吸光值变化衡量酶活性，结果以ΔOD470/(min·g FW)表示。

1.5.2 过氧化氢酶（CAT）活性

参照曹建康等[7]的方法并略作修改，测定CAT 活性。以每1 min 反应体系在240 nm 处的吸光值变化衡量酶活性，结果以ΔOD240/(min·g FW)表示。

1.5.3 超氧化物歧化酶（SOD）活性

参照曹建康等[7]的方法测定CAT 活性。以每1 min反应体系在240 nm 处的吸光值变化衡量酶活性，结果以ΔOD240/(min·g FW)表示。

2 结果与分析

2.1 不同预冷方式对甜樱桃冷藏期间POD 活性的影响

POD 是果蔬中一种重要的氧化还原酶，可催化过氧化氢等活性氧的分解，延缓果实的衰老，也能氧化酚类促进果实褐变，因此其含量是判断果蔬成熟衰老的标志之一[8]。果蔬贮藏过程中随着成熟衰老的进程，通常会出现POD 高峰，延缓其活性高峰的到来意味着延缓了果蔬的衰老。

不同冷却方式对“红玛瑙”樱桃冷藏过程中过氧化物酶活性的影响见图1。由图1 可知，“红玛瑙”樱桃初始（冷藏第0 天）POD 活性非常低，为（0.023±0.011）ΔOD470/(min·g FW)。随着冷藏时间的延长，各组甜樱桃POD 活性逐渐上升，尤其是冷藏的5～10 d，各组甜樱桃样品POD 活力开始显著增加。冰水处理组POD 水平上升最快，并在第20 天达到峰值，为（0.616±0.031）ΔOD470/(min·g FW)；随后逐渐下降，在冷藏的10～30 d均维持在很高的水平。表明冰水处理的甜樱桃衰老速率快，这可能与冰水处理后样品的腐烂率较高有关。风冷处理组的POD 高峰在第10 天到来，且峰值很低，为（0.269±0.023）ΔOD470/(min·g FW)，仅为冰水组峰值的44%；随后，风冷组“红玛瑙”樱桃的POD 活性缓慢下降，一直处于较低水平。臭氧化冰水处理组样品的POD 活性在15 d 内一直为3 组中最低的，到第15 天时仅为（0.123±0.018）ΔOD470/(min·g FW)。但在第20 天时，臭氧化冰水组达到了POD 高峰，为（0.549±0.034）ΔOD470/(min·g FW)，随后快速下降。总体而言，冰水处理的“红玛瑙”樱桃冷藏期间POD 的活性最高，而臭氧化冰水处理在保藏15 d 内能很好地抑制POD 活性上升，有利于甜樱桃的保鲜。

图1 不同预冷方式对甜樱桃冷藏过程中POD 活性的影响Fig.1 Effect of different precooling methods on POD activity of cherry during cold storage

2.2 不同预冷方式对甜樱桃冷藏期间CAT 活性的影响

CAT 是甜樱桃中另外一种重要的抗氧化酶，可以清除由SOD 催化产生或者机体氧化产生的H2O2。图2 展示了不同预冷方式对“红玛瑙”樱桃冷藏过程中CAT 活性的影响。由图可知，随着冷藏，各组甜樱桃CAT 活性从（0.048±0.04）ΔOD240/(min·g FW)开始逐渐增加，达到高峰后下降。冰水处理组的CAT 活性在这期间明显高于其他两组，上升至冷藏的第20 天，活力峰值为（0.724±0.03）ΔOD240/(min·g FW)，随后快速衰落，冷藏第30 天时降低到（0.124±0.05）ΔOD240/(min·g FW)。风冷处理组CAT 活力在冷藏的0～10 d 内略低于冰水处理组，其高峰值出现较早，在贮藏15 d，且活力水平最低，峰值活力仅为（0.366±0.03）ΔOD240/(min·g FW)，随后缓慢下降，到第30 天时CAT 活性与冰水处理组没有显著差异。臭氧化冰水处理组冷藏的0～15 d 内，CAT 水平显著低于其他两组，其高峰值到来较晚，出现在第20 天，随后逐渐下降，在冷藏后期活力高于其他两组。

图2 不同预冷方式对甜樱桃冷藏过程中CAT 活性的影响Fig.2 Effects of different precooling methods on CAT activity of cherry during cold storage

从图2 可以直观地看出，风冷处理组样本CAT 活性水平的变均较平缓，峰值不高。相比之下，冰水处理的“红玛瑙”樱桃冷藏期间CAT 的活性较高，臭氧化冰水处理虽在冷藏前期显著抑制了CAT 的提升，但两种处理CAT 活性高峰值明显高于风冷组，依次为风冷组的1.98、1.72 倍。

2.3 不同预冷方式对甜樱桃冷藏期间SOD 活性的影响

SOD 是果蔬重要的解毒酶，它与CAT、POD、抗化血酸过氧化物酶（APX）、谷胱甘肽过氧化物酶（GPX）等协作，共同淬灭活性氧（ROS），保护细胞结构和生物大分子免受氧化损伤，延缓衰老[1]。因此SOD 活性越高，越有利于甜樱桃的贮藏保鲜。不同预冷方式对“红玛瑙”樱桃冷藏过程中SOD 活性的影响见图3。

图3 不同预冷方式对甜樱桃冷藏过程中SOD 活性的影响Fig.3 Effect of different cooling methods on SOD activity of cherry during cold storage

由图3 可知，冷藏的第5 天各组“红玛瑙”樱桃的SOD 活性有非常明显的区别，臭氧化冰水处理组高于风冷处理组，而冰水处理组较低。随着贮藏时间的推迟，各组样品SOD 值逐渐增加并出现高峰。臭氧化冰水处理组和冰水处理组的“红玛瑙”樱桃SOD 高峰均出现在第15天，风冷处理组高峰期分别出现在第20 天，各组高峰期SOD 值差别不大。预冷处理对“红玛瑙”樱桃冷藏期间SOD 活性的影响可以笼统地分为三个阶段：0～15 d，SOD 值从高到低依次为臭氧化冰水＞风冷＞冰水；15～20 d，3 组样品SOD 活力相当；20～30 d，SOD 活力值开始衰落，SOD 活性从高到低依次为冰水>臭氧化冰水>风冷。总体而言，臭氧化冰水处理有利于提升“红玛瑙”果实冷藏20 d 前的SOD 活性，赋予果实更强的抗氧化能力，而冰水处理冷藏15 d 内SOD 的活力较低，但不影响其高峰的到来和高峰的活力水平。

3 讨论

果蔬采后贮藏过程中，自由基逐渐积累并破坏了细胞膜、酶以及遗传物质等活性生物大分子，影响了细胞的完整性和生理机能，是导致果蔬衰老变质的重要内在因素之一[9]。综合而言，臭氧化水处理，SOD 活力较高，CAT和POD 活性较低，也会导致H2O2的积累。有报道发现H2O2可能做为一种信号分子，参与诱导植物抗性的产生。因此，本研究中臭氧化冰水处理可能提高了樱桃果实的抗性。

在0 ℃冷藏的30 d 内，风冷、冰水处理以及臭氧化冰水处理后的“红玛瑙”樱桃的抗氧化酶、氧化酶活力以及氧化水平产生了明显的差异，臭氧化冰水处理可能通过增强SOD 水平，降低CAT 和POD 活性，促进H2O2的积累，提高樱桃果实的抗性。