蓋曉陽，張 敏,2,3*，李佳樂，胡均如

不同濕度的熱空氣處理對(duì)西葫蘆果實(shí)低溫貯藏抗冷性和活性氧代謝的影響

蓋曉陽1，張 敏1,2,3*，李佳樂1，胡均如1

(1. 上海海洋大學(xué)食品學(xué)院，上海 201306；2. 食品科學(xué)與工程國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心(上海海洋大學(xué))，上海 201306；3. 上海冷鏈裝備性能與節(jié)能評(píng)價(jià)專業(yè)技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，上海 201306)

為探究不同濕度的熱空氣處理對(duì)西葫蘆果實(shí)低溫貯藏品質(zhì)抗冷性及活性氧代謝的影響，西葫蘆果實(shí)采后分別經(jīng)40 ℃，80%、60%和20%三種濕度的熱空氣處理1 h，復(fù)溫后在冷庫貯藏5、10、15 d監(jiān)測(cè)果實(shí)品質(zhì)冷害癥狀、活性氧代謝水平及抗氧化指標(biāo)。結(jié)果表明，與對(duì)照組相比，濕度為80%、60%的熱空氣處理組能延緩西葫蘆果實(shí)硬度和抗壞血酸含量的下降，抑制電解質(zhì)滲透率、MDA含量、LOX活性的上升以及CAT、POD、APX活性的下降，同時(shí)促進(jìn)可溶性蛋白的合成。其中80%組的冷害指數(shù)、硬度、MDA含量、抗壞血酸含量、LOX、CAT、POD活性和可溶性蛋白含量均顯著優(yōu)于其他組，表明80%組是實(shí)驗(yàn)中的最佳處理濕度。該研究為西葫蘆的貯藏保鮮提供新的參考與思路。

濕度；熱處理；西葫蘆；冷害；活性氧

西葫蘆（L.）一年生蔓生草本，原產(chǎn)北美洲南部，于19世紀(jì)中葉開始從歐洲引入栽培，在世界各地均有種植。西葫蘆含有豐富的維生素C和葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，具有潤(rùn)肺止咳等多種功效，深受人們的喜愛。采摘后為了延長(zhǎng)其商品期往往會(huì)放置在低溫環(huán)境下貯藏或運(yùn)輸，低溫環(huán)境可以降低果實(shí)的呼吸作用，減輕水分的喪失并保持西葫蘆果實(shí)的口感，也可以降低新陳代謝速率、延緩果實(shí)的成熟和衰老。然而在低溫貯藏過程中，溫度過低或長(zhǎng)期貯藏時(shí)間會(huì)導(dǎo)致果實(shí)發(fā)生冷害。冷害是一種常見的生理病害，是逆境傷害的一種。冷害在微觀層面上的特征是：線粒體和葉綠體的結(jié)構(gòu)破壞，核糖體解體，液泡破裂[1]。冷害會(huì)導(dǎo)致果蔬成熟和代謝紊亂，不能正常轉(zhuǎn)色和后熟；表皮凹陷皺縮、出現(xiàn)水漬狀斑點(diǎn)、果肉褐變和破壞表皮完整性，對(duì)真菌和微生物抵抗能力下降，導(dǎo)致病害的發(fā)生[2]。

熱處理技術(shù)是國(guó)內(nèi)外廣泛研究應(yīng)用的一種物理保鮮技術(shù)，具有無殘留、無毒等特性，因而在果蔬保鮮貯藏中具有良好的應(yīng)用前景，在芒果[3]、木瓜[4]和黃瓜[5]等上得到了應(yīng)用。王靜等[6]發(fā)現(xiàn)55 ℃熱水處理3 min的哈蜜瓜果實(shí)主要通過誘導(dǎo)活性氧信號(hào)分子，提高活性氧清除酶活性并減少膜脂過氧化作用，從而減輕果實(shí)的冷害。38 ℃熱空氣處理3 h和48 ℃熱水處理10 min可保持桃果實(shí)品質(zhì)，降低ROS水平，減少低溫貯藏果實(shí)的氧化損傷[7]。在熱空氣處理過程中，對(duì)處理環(huán)境的溫度和時(shí)間都有著嚴(yán)格的要求，但關(guān)于相同的果蔬不同學(xué)者得到不同的最佳處理溫度和時(shí)間，草莓果實(shí)45 ℃處理3 h[8]、50 ℃處理40 min[9]，45 ℃處理3.5 h[10]；“解放鐘”枇杷經(jīng)過38 ℃處理36 h[11]，45 ℃處理3 h[12]，38 ℃處理6 h[13]；水蜜桃果實(shí)40 ℃處理24 h[14]，40 ℃處理12 h[15]都得到了最佳的處理效果。相同品種果蔬卻得到不同的最佳熱空氣處理溫度和時(shí)間，可能與處理過程中的濕度有關(guān)，Barati等[16]發(fā)現(xiàn)濕度越高，果蔬初始升溫速率越快。江英等[17]發(fā)現(xiàn)在高濕度環(huán)境下貯存的庫爾勒香梨保持了表面的蠟質(zhì)含量和化學(xué)組分延緩了香梨果實(shí)的衰老，表明了較高的濕度對(duì)香梨果實(shí)的貯存有正向作用。但關(guān)于熱處理過程中濕度對(duì)處理效果的影響研究鮮有報(bào)道。本研究比較了對(duì)不同熱處理濕度西葫蘆果實(shí)采后低溫貯藏過程中抗冷性的影響，探究不同的熱處理濕度對(duì)處理效果是否有顯著的影響，以期為熱空氣處理在西葫蘆果實(shí)采后低溫貯藏的應(yīng)用提供參考依據(jù)。根據(jù)20 ℃物體放入40 ℃的熱濕環(huán)境下的凝露濕度為31.14%，選擇不會(huì)在40 ℃濕熱環(huán)境中凝露的20%為實(shí)驗(yàn)組2，以及熱處理過程中與20%濕度升溫速率相差不顯著的60%濕度為實(shí)驗(yàn)組3，升溫速率顯著高于20%和60%濕度的80%為實(shí)驗(yàn)組4進(jìn)行40 ℃的熱空氣處理實(shí)驗(yàn)，分析不同濕度下的熱空氣處理對(duì)西葫蘆低溫貯藏抗冷性和活性氧代謝影響。

1 材料與方法

1.1 材料

實(shí)驗(yàn)用西葫蘆于2019年7月采購自上海市浦東新區(qū)書院鎮(zhèn)果蔬種植園，挑選尺寸大小相似（平均長(zhǎng)度為25 cm，平均直徑為5.8 cm）的果實(shí)于當(dāng)天送到實(shí)驗(yàn)室。選擇成熟度一致，無病蟲害，表皮無機(jī)械損傷的西葫蘆果實(shí)作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象。將果實(shí)隨機(jī)分成4組，每組27個(gè)。實(shí)驗(yàn)組1為對(duì)照組（CK）不進(jìn)行處理，實(shí)驗(yàn)組2在80 %的濕度下處理1 h，實(shí)驗(yàn)組3在60 %的濕度下處理1 h，實(shí)驗(yàn)組4在20 %的濕度下處理1 h。所有熱處理均在（40±0.5）℃的恒溫恒濕箱中進(jìn)行。熱處理完畢后將西葫蘆在20 ℃的環(huán)境下復(fù)溫0.5 h再將每3根西葫蘆裝入打孔的0.11 mm厚的PE保鮮袋移至溫度為（4±0.5）℃、相對(duì)濕度為78%±5%的冷庫內(nèi)冷藏。每隔5 d取樣一次，測(cè)定相關(guān)指標(biāo)。

1.2 試劑與儀器

MDA試劑盒（A003-1）來自南京建成生物工程研究所，二水合草酸、聚乙烯吡絡(luò)烷酮K30、曲拉通 X-100和抗壞血酸分析純來自國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

F2640 多點(diǎn)溫度采集儀，福祿克公司；H-2050R-1 型高速冷凍離心機(jī)，長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)有限公司；BPS-100CA 型恒溫恒濕培養(yǎng)箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；WT-B 電子天平，杭州萬特衡器有限公司；AUW320 分析天平，上海亞津電子科技有限公司；DDS-307 型電導(dǎo)率儀，上海笛柏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；THZ-82A型恒溫振蕩箱，江蘇省金壇市環(huán)宇科學(xué)儀器廠；GY-4型數(shù)顯果實(shí)硬度計(jì)，浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司； FSH-2A 內(nèi)切式勻漿機(jī)，江蘇金怡儀器科技有限公司；T6新世紀(jì)紫外可見分光光度計(jì)，北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.3 方法

1.3.1 冷害指數(shù)的測(cè)定 冷害的測(cè)定方法參考ZHANG等[18]進(jìn)行，每個(gè)實(shí)驗(yàn)組隨機(jī)選取6根西葫蘆分別在貯藏5、10和15 d將果實(shí)從冷庫中取出后轉(zhuǎn)移20 ℃常溫下放置2 d后觀察其冷害發(fā)生癥狀，結(jié)果以%表示，計(jì)算方法如公式（1）所示：

其中冷害級(jí)數(shù)為0級(jí)：無冷害癥狀；1級(jí)：冷害癥狀面積≤10%；2級(jí)：10%＜冷害癥狀面積≤25%；3級(jí)：25%＜冷害癥狀面積≤50%；4級(jí)：50%＜冷害癥狀面積。

1.3.2 硬度的測(cè)定 硬度的測(cè)定沿赤道線切取西葫蘆段，選取西葫蘆對(duì)稱部位使用果實(shí)硬度測(cè)試儀向內(nèi)插入西葫蘆果肉，取測(cè)量峰值[19]，每組測(cè)定3個(gè)樣品，取其平均值。

1.3.3 抗壞血酸含量的測(cè)定 抗壞血酸含量的測(cè)定采用2,6-二氯酚靛酚滴定法[20]測(cè)定抗壞血酸含量。

1.3.4 可溶性蛋白與可溶性固形物含量的測(cè)定 可溶性蛋白含量的測(cè)定參照曹建康等的紫外吸收法[19]?？扇苄怨绦挝锖繙y(cè)定參考阿貝折光儀測(cè)定法[19]，結(jié)果以%表示，重復(fù)測(cè)定3次。

1.3.5 細(xì)胞膜完整性指標(biāo)的測(cè)定 （1）丙二醛（MDA）含量的測(cè)定。MDA含量的測(cè)定采用南京建成的丙二醛測(cè)試盒（A003-1）。

（2）電解質(zhì)滲透率測(cè)定。用打孔器取10片相同大小的果肉小圓片，加入20 mL去離子水浸泡，震蕩10 min，用干凈的紗布過濾，用去離子水沖洗3次，準(zhǔn)確加入20 mL去離子水測(cè)定溶液電解質(zhì)滲透率，記錄為R0（記錄溫度20～25 ℃）。放入真空干燥器（壓力控制在0.06～0.08 MPa），真空滲透10 min，緩慢釋放空氣，將水吸入果肉組織中，震蕩1 h，在相同溫度下，測(cè)量溶液的電解質(zhì)滲透率記錄為R1。測(cè)量后，將燒杯口用保鮮膜和橡皮筋密封，置于100 ℃沸水中蒸20 min，取出后燒杯冷卻至相同的溫度。此時(shí)，再次測(cè)量電解質(zhì)滲透率并記錄為R2。根據(jù)公式（2）計(jì)算電解外滲率并重復(fù)3次。每組隨機(jī)取3個(gè)果實(shí)，每個(gè)果實(shí)重復(fù)3次。

（3）脂氧合酶（LOX）活性的測(cè)定。LOX活性的測(cè)定參考陳昆松等[21]的分光光度計(jì)法。脂氧合酶能催化含有順、順-1,4-戊二烯結(jié)構(gòu)的多不飽和脂肪酸的加合氧分子反應(yīng)，生成的初期產(chǎn)物具有共軛二烯結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物中的共軛雙鍵在波長(zhǎng)234 nm處具有特征吸收。試管中依次加入2.7 mL 0.1 mol·L-1，pH6.8磷酸鈉緩沖液，加入100 μL 0.5%亞油酸溶液，30 ℃保溫10 min倒入比色皿后再加入200 μL粗酶液，以每克樣品每分鐘吸光度變化值減少0.01為1個(gè)脂氧合酶活性單位，重復(fù)3次。

1.3.6 活性氧代謝水平的測(cè)定 （1）過氧化氫酶（CAT）活性的測(cè)定。CAT測(cè)定參考曹建康等[19]的紫外比色法，過氧化氫酶催化H2O2分解為水和分子氧并且過氧化氫在波長(zhǎng)240 nm處具有吸收峰。因此可根據(jù)反應(yīng)過程中過氧化氫的消耗量來測(cè)定該酶的活性。比色皿中加入2.9 mL 20 mmol·L-1H2O2溶液和100 μL酶提取液，以每克樣品每分鐘吸光度變化值減少0.01為1個(gè)過氧化氫酶活性單位，重復(fù)3次。

（2）過氧化物酶（POD）活性的測(cè)定。POD測(cè)定參考愈創(chuàng)木酚比色法[22]。在過氧化物酶催化作用下，過氧化氫能將愈創(chuàng)木酚氧化形成4-鄰甲氧基苯酚，該產(chǎn)物呈紅棕色，在470 mm處有最大光吸收。比色皿中依次加入3.0 mL 25 mmol·L-1愈創(chuàng)木酚溶液和0.5 mL酶提取液。再加入200 μL 0.5 mol·L-1H2O2溶液結(jié)果以每克樣品每分鐘吸光度變化值增加1時(shí)為1個(gè)過氧化物酶活力單位，重復(fù)3次。

（3）抗壞血酸過氧化物酶（APX）活性的測(cè)定。APX酶活性可以催化抗壞血酸和過氧化氫發(fā)生氧化還原反應(yīng)[19]，根據(jù)溶液在290 nm處吸光值的減少來計(jì)算比色皿中依次加入2.6 mL反應(yīng)緩沖液。和 0.1 mL酶提取液，最后加入0.3 mL 2 mmol·L-1H2O2溶液根據(jù)每克樣品每分鐘吸光度變化值減少0.01為1個(gè)抗壞血酸過氧化物酶活性單位，重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2016 處理作圖，圖表結(jié)果均為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差。SPSS21.0對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析及Duncan多重比較，顯著性水平設(shè)為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濕度環(huán)境下熱空氣處理對(duì)西葫蘆果實(shí)冷害指數(shù)的影響

冷害指數(shù)是反映果蔬受冷害程度的重要指標(biāo)，隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，西葫蘆為冷敏性果實(shí)從冷庫取出后移至20 ℃環(huán)境中，冷害程度會(huì)逐漸加重。相比于其他處理組，80%組的冷害指數(shù)顯著低于其他處理組（<0.05）。由圖1可知，各處理組西葫蘆冷害指數(shù)呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，且在10 d時(shí)，對(duì)照組西葫蘆果實(shí)冷害指數(shù)超過50%，失去商品價(jià)值。低溫貯藏5 d的西葫蘆果實(shí)中，80%組和60%組的冷害指數(shù)均顯著低于對(duì)照組與20%組（<0.05）。表明80%和60%組的熱空氣處理均可提高西葫蘆低溫貯藏抗冷性，其中80%顯著優(yōu)于60%組。

2.2 不同濕度環(huán)境下熱空氣處理對(duì)西葫蘆果實(shí)硬度的影響

硬度是果蔬品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，隨低溫貯藏時(shí)間的增加呈下降趨勢(shì)。由圖2可知，80%組西葫蘆果實(shí)硬度下降趨勢(shì)緩慢，而其他組的硬度下降較快。在整個(gè)貯藏期內(nèi)，80%組的硬度始終保持最高水平，而其他組的硬度值存在顯著性（<0.05）在貯藏末期15 d時(shí)，80%組比對(duì)照組、60%組和20%組分別高18.3%、10.5%和13.7%。這表明40 ℃、80%處理1 h組對(duì)西葫蘆果實(shí)硬度保持較好。

同一階段各處理組中不含相同小寫字母表示差異顯著（P<0.05），下同。

Figure 1 Effect of heat treatment on chilling injury index ofL. under different humidity

圖2 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)硬度的影響

Figure 2 Effect of different humidity on fruit hardness ofL.

圖3 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)抗壞血酸含量的影響

Figure 3 Effect of different humidity on ascorbicacid content ofL. fruit

在熱空氣處理過程中選擇較高的濕度，可能是為了在熱處理過程中通過維持較高的濕度來減少果蔬在受熱以及強(qiáng)風(fēng)吹襲下的蒸騰作用，減少水分的喪失，維持細(xì)胞正常的新陳代謝作用。而熱處理能夠維持果實(shí)硬度，減輕果實(shí)冷害，已在番茄[23]、青梅[24]和花椰菜[25]中得到應(yīng)用。60%和20%組只在貯藏中后期對(duì)冷害發(fā)生起到一定的抑制作用，這可能與在不同濕度下的熱空氣處理過程中，西葫蘆果實(shí)水分喪失程度有關(guān)。該實(shí)驗(yàn)中80%濕度的熱處理西葫蘆保持較高的果實(shí)硬度，提高了西葫蘆果實(shí)的抗冷性，延長(zhǎng)了貯藏時(shí)間。這表明較高1濕度的熱處理可以有效的保持西葫蘆果實(shí)的硬度并延長(zhǎng)西葫蘆果實(shí)的貯藏時(shí)間。

圖4 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)可溶性蛋白含量的影響

Figure 4 Effect of different humidity on soluble protein content ofL. fruit

2.3 不同濕度環(huán)境下熱空氣處理對(duì)西葫蘆果實(shí)抗壞血酸含量的影響

抗壞血酸是一種還原性物質(zhì)，可以清除體內(nèi)的活性氧，減少細(xì)胞組織損傷而延緩果實(shí)衰老的速度。植物體內(nèi)的抗壞血酸既可以作為還原物直接清除過氧化氫，又可以參與抗壞血酸—谷胱甘肽循環(huán)，與其他抗氧化系統(tǒng)清除植物體內(nèi)多余的活性氧，維持活性氧的平衡[26]。由圖3可知，在貯藏期間西葫蘆果實(shí)抗壞血酸含量隨著貯藏天數(shù)的增加逐漸下降。在貯藏期間5 d和10 d，80%組的抗壞血酸含量顯著高于其他處理組（<0.05），其中對(duì)照組含量遠(yuǎn)低于其他組。貯藏15 d時(shí)， 80%和60%間無顯著差異（>0.05），這可能與貯藏后期果實(shí)體內(nèi)活性氧含量過高導(dǎo)致組織細(xì)胞損害嚴(yán)重，發(fā)生嚴(yán)重的冷害癥狀有關(guān)，這一觀點(diǎn)可以在貯藏15 d西葫蘆果實(shí)冷害程度普遍過高可以相印證。在貯藏前中期，80%組的抗壞血酸含量顯著高于其他處理組，這表明80%組可顯著延緩抗壞血酸含量的下降，保持較高的抗氧化能力。在低溫貯藏初期80%組的抗壞血酸含量相較初始值有所上升，而其他處理組的抗壞血酸含量降低。表明較高濕度的熱處理組促進(jìn)了西葫蘆果實(shí)抗壞血酸的合成，而在貯藏中后期各熱處理組的抗壞血酸含量始終顯著高于對(duì)照組的抗壞血酸含量表明熱處理對(duì)西葫蘆果實(shí)的抗壞血酸含量的下降起到了抑制作用。

2.4 不同濕度環(huán)境下熱空氣處理對(duì)西葫蘆果實(shí)可溶性蛋白含量的影響

果蔬可溶性蛋白是果蔬果蔬抗冷性的重要指標(biāo)，植物在冷激階段重新合成蛋白質(zhì)，新合成的蛋白質(zhì)提高了果蔬的抗冷能力[27]。如圖4該實(shí)驗(yàn)在低溫貯藏過程中，80%組的可溶性蛋白呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，這一結(jié)果也在熱空氣處理枇杷果實(shí)[13]中發(fā)現(xiàn)；而其他組蛋白含量呈先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì)，同樣在熱處理蘿卜果實(shí)中發(fā)現(xiàn)[28]。80%組的可溶性蛋白含量在低溫貯藏第5天后與初始值相差不大，可能是由于適宜濕度下的熱空氣處理抑制了西葫蘆果實(shí)的活性氧的積累，提高了對(duì)外界脅迫的抵抗能力，而對(duì)照組、60%和20%組較初始值分別增長(zhǎng)了79.7%、86.6%和90.4%。表明了西葫蘆果實(shí)開始初步受到外界脅迫的影響。王勇等[29]發(fā)現(xiàn)了脫落酸和腐胺處理的香蕉果實(shí)在低溫貯藏過程中表現(xiàn)出了較高的可溶性蛋白含量，認(rèn)為誘導(dǎo)合成的可溶性蛋白可提高香蕉果實(shí)的抗冷性。在低溫貯藏中后期，西葫蘆果實(shí)受外界低溫影響嚴(yán)重，通過誘導(dǎo)合成大量的蛋白來提高抗冷性，而貯藏中后期80%組的可溶性蛋白含量顯著高于其他組，表明80%組在貯藏中后期仍然有著有較好的抗冷性。其他處理組在低溫貯藏下可溶性蛋白質(zhì)含量呈先增加后下降的趨勢(shì)，與西葫蘆果實(shí)在低溫貯藏初期下抗冷性的提高以及貯藏后期抗冷性下降有關(guān)。分析表明80%的濕度下的熱處理在低溫貯藏前期提高了西葫蘆果實(shí)的抗冷性。

圖5 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)可溶性固形物含量的影響

Figure 5 Effect of different humidity on soluble solids content ofL. fruit

2.5 不同濕度環(huán)境下熱空氣處理對(duì)西葫蘆果實(shí)可溶性固形物的影響

在果蔬的成熟過程中，果蔬的可溶性固形物含量一般會(huì)逐漸增加，但在衰老過程中則可能下降，因此可用性固形物是評(píng)價(jià)果蔬耐貯性和品質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的重要指標(biāo)之一。由圖5可知隨著貯藏時(shí)間的增加，可溶性固形物含量呈波動(dòng)下降趨勢(shì)，在貯藏前期，各處理組之間無顯著性差異，在熱處理葡萄[30]以及蘋果[31]中得到同樣結(jié)果；貯藏后期，對(duì)照組、80%組顯著大于其他組，可能與熱處理過程中損失的水分含量有關(guān)。但在整個(gè)貯藏期間，西葫蘆果實(shí)可溶性固形物含量沒有顯著的規(guī)律，可能說明熱處理對(duì)果蔬的可溶性固形物含量無顯著性影響[31-34]。

圖6 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)丙二醛含量影響

Figure 6 Effect of different humidity on malondialdehyde content ofL. fruit

圖7 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)電解質(zhì)滲透率的影響

Figure 7 Effect of different humidity on Electrolyte leakage ofL. fruit

圖8 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)脂氧合酶活性的影響

Figure 8 Effect of different humidity on lipoxygenase activity ofL. fruit

2.6 不同濕度環(huán)境下熱空氣處理對(duì)西葫蘆果實(shí)細(xì)胞膜完整性的的影響

丙二醛（MDA）是膜脂過氧化的作用的最終產(chǎn)物，其含量反應(yīng)膜脂過氧化的程度，MDA的積累是活性氧毒害作用的表現(xiàn)。由圖6可知，MDA含量隨貯藏時(shí)間的增加而逐漸上升，表明隨著貯藏時(shí)間，植物細(xì)胞內(nèi)的活性氧含量逐漸增加，膜脂過氧化程度逐漸嚴(yán)重。在低溫貯藏期內(nèi)，80%組的MDA含量顯著低于其他處理組（<0.05）。在貯藏15 d時(shí)，3個(gè)處理組MDA含量不顯著（>0.05），但MDA含量均顯著低于對(duì)照組（<0.05），這表明不同濕度環(huán)境下熱空氣處理對(duì)西葫蘆果實(shí)細(xì)胞活性氧含量的積累具有一定的抑制作用。在貯藏中后期，80%組的MDA含量顯著低于其他組，80%的濕度熱空氣處理可以較好的抑制西葫蘆果實(shí)MDA含量的增長(zhǎng)。

圖9 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)過氧化氫酶的影響

Figure 9 Effect of different humidity on catalase ofL. fruit

圖10 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)過氧化物酶影響

Figure 10 Effect of different humidity on Peroxidase ofL. fruit

圖11 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)抗壞血酸過氧化物酶的影響

Figure 11 Effect of different humidity on Ascorbate peroxidase ofL. fruit

果蔬組織在受到不良的環(huán)境脅迫時(shí)，其細(xì)胞膜的完整性和功能也會(huì)遭到不同程度的損傷，往往表現(xiàn)為膜透性增加和電解質(zhì)外滲速度增加[33]。由圖7可以看出，各處理組隨著貯藏時(shí)間的增加，電解質(zhì)滲透率呈上升趨勢(shì)，說明隨著貯藏時(shí)間的增加，細(xì)胞膜的完整性也在逐漸喪失。在貯藏15 d，80%組和60%組電解質(zhì)滲透率顯著低于對(duì)照組和20%組（<0.05），分別低20.92%、20.98%和15.79%、15.85%。這表明80%與60%濕度的熱處理在貯藏后期對(duì)西葫蘆果實(shí)細(xì)胞膜的完整性都具有較好地保持作用，這可能與80%和60%組處理過程中較高的濕度減輕了西葫蘆表皮的皺縮程度，較好的維持了表皮細(xì)胞的完整性，減少細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)的外滲。

LOX與可催化植物中亞油酸和亞麻酸等多元不飽和脂肪酸的加氧反應(yīng)，產(chǎn)生氫過氧化物和自由基，加重細(xì)胞的氧化損傷。由圖8可以看出，LOX活性隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)以及冷害程度的加重而逐漸增加。貯藏5 d時(shí)，LOX活性低于初始酶活性可能由于低溫環(huán)境下抑制了LOX活性，但在貯藏中后期LOX活性上升，這表明由于隨著低溫貯藏時(shí)間的增加，果蔬體內(nèi)活性氧積累破壞活性氧平衡導(dǎo)致果實(shí)冷害發(fā)生。在貯藏期中，80%組、60%組的LOX始終顯著低于對(duì)照組和20%組（<0.05），但兩者之間沒有顯著性差異（>0.05），這表明80%與60%濕度的熱處理對(duì)脂氧合酶的活性的增加起到了抑制的作用，有效地延緩了果實(shí)細(xì)胞脂質(zhì)過氧化作用。

導(dǎo)致冷害癥狀的主要原因可能是凝膠相的形成對(duì)膜的破壞[35]。果蔬在遭受冷害的情況下，既可以導(dǎo)致膜蛋白變性，分子排列序列改變，細(xì)胞膜通透性增加，細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)（糖分、氨基酸和有機(jī)酸）外滲，使電解質(zhì)滲透率增加；又可以使細(xì)胞中產(chǎn)生的O2·-和-OH，誘導(dǎo)膜脂飽和脂肪酸發(fā)生過氧化作用，產(chǎn)生脂質(zhì)自由基。而脂質(zhì)自由基可進(jìn)一步誘導(dǎo)膜脂發(fā)生過氧化作用，導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加[36]。冷害促進(jìn)植物體內(nèi)脂氧合酶（LOX）活性增強(qiáng)，LOX可以啟動(dòng)脂質(zhì)過氧化作用，加重細(xì)胞膜的膜脂過氧化損傷[37]。MDA作為膜脂過氧化作用的最終產(chǎn)物可以與電解質(zhì)滲透率一起作為評(píng)價(jià)果蔬細(xì)胞膜完整性與冷害程度的指標(biāo)[38-39]。該實(shí)驗(yàn)中80%和60%濕度的熱處理延緩了電解質(zhì)滲透率與LOX酶活性的上升，并且80%的濕度也延緩了MDA含量的上升，這一趨勢(shì)同樣在熱處理黃花梨[40]中出現(xiàn)。該實(shí)驗(yàn)中，80%和60%濕度熱處理的西葫蘆同時(shí)保持了較低的電解質(zhì)滲透率、丙二醛含量和LOX活性，表明80%和60%的濕度環(huán)境較好的保持了細(xì)胞膜的完整性，維持了細(xì)胞膜的正常功能。

2.7 不同濕度環(huán)境下處理對(duì)西葫蘆果實(shí)CAT、POD和APX酶活性的影響

過氧化氫酶CAT是植物體內(nèi)活性氧清除系統(tǒng)中的重要保護(hù)酶，能夠催化分解H2O2分解為水和氧氣，從而減少H2O2對(duì)果蔬組織的造成的氧化傷害。由圖9可以看出，CAT活性在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢(shì)，且80%組的CAT活性顯著高于其他組（<0.05）。在第10天，80%、60%組的CAT活性分別比對(duì)照組和20%組高19.87%和10.5%，14.5%和5.6%；第15天，80%和60%組分別比對(duì)照和20%組高38.8%和33.9%，12.9%和8.9%。上述結(jié)果表明80%和60%組在低溫貯藏期內(nèi)對(duì)于CAT酶活性的下降具有較好地抑制作用，保持了CAT酶較好的活性；80%組在整個(gè)貯藏期間均顯著高于其他處理組，表明80%的濕度環(huán)境較好的保持了西葫蘆CAT的活性。

過氧化物酶（POD）是果蔬體內(nèi)里普遍存在的一種重要的氧化還原酶，防止活性氧的過量積累，POD同樣能夠清除過氧化氫，防止過量自由基對(duì)機(jī)體造成的損害。由圖10可看出，隨著貯藏時(shí)間的增加，80%組POD活性呈先上升后下降，60%和20%組呈先下降后上升再下降，對(duì)照組呈下降趨勢(shì)。POD活性的下降程度表示果實(shí)受到氧化損傷程度。在貯藏期5 d，80%組的POD活性顯著高于其他各組（<0.05），分別比對(duì)照組、60%組和20%組高43.6%、47.8%和52.9%，說明貯藏前期80%組促進(jìn)POD活性的增加。在貯藏末期第10和15天各熱處理組之間沒有顯著差異（>0.05），但都顯著大于對(duì)照組（<0.05），第10 天時(shí)80%、60%和20%組 POD活性分別比對(duì)照組高23.72%、17.0%和20.37%；第15天時(shí)80%、60%和20%組POD活性分別比對(duì)照組高28.2%、22.63%和28.71%。說明各濕度組的熱處理對(duì)POD活性的下降起到了抑制的作用：80%組在整個(gè)貯藏期間均高于其他處理組，表明80%的濕度環(huán)境可以較好的保持了西葫蘆POD的活性。

抗壞血酸過氧化物酶（APX），催化抗壞血酸和H2O2發(fā)生氧化還原反應(yīng)，在植物體內(nèi) H2O2的清除起到關(guān)鍵作用。由圖11可以看出，在整個(gè)貯藏過程中，各組前期的APX活性均達(dá)到了最大值，之后隨著貯藏時(shí)間的增加逐漸下降。其中60%組的APX活性均顯著高于其他處理組，說明60%濕度的熱空氣處理可以顯著促進(jìn)熱處理西葫蘆果實(shí)APX活性的增加。在低溫貯藏前后期，3種濕度的熱處理組西葫蘆的APX活性都顯著高于對(duì)照組，說明3種濕度的熱空氣處理都可以延緩APX活性的下降。第5天80%和60%處理組APX活性顯著高于初始值，而對(duì)照組活性則低于初始值，表明了經(jīng)80%與60%濕度的熱處理都可以提高西葫蘆APX活性，加強(qiáng)活性氧的清除能力。

植物的抗氧化保護(hù)系統(tǒng)不僅包括POD、CAT和APX等抗氧化酶，同時(shí)也包括抗壞血酸等非酶類物質(zhì)，兩者統(tǒng)統(tǒng)作用保護(hù)果蔬免受外界脅迫[35]。POD、CAT和APX作為細(xì)胞內(nèi)清除活性氧的保護(hù)酶，在正常狀況下會(huì)協(xié)同清除果蔬遭受外界脅迫時(shí)產(chǎn)生的多余的活性氧，維持活性氧的平衡，可避免在低溫貯藏過程中活性氧在植物體內(nèi)過量的積累導(dǎo)致氧化損傷[41-42]。催化分解H2O2，分解為水和氧氣從而減少H2O2對(duì)果蔬組織的造成的氧化傷害。80%和60%濕度的熱處理西葫蘆都保持的較高的POD和CAT活性，清除細(xì)胞內(nèi)的過氧化氫和超氧陰離子減輕西葫蘆果實(shí)受到的氧化損傷，較好地保持了西葫蘆果實(shí)的品質(zhì)。80%組在CAT和POD活性中相較于其他處理組均存在顯著性，60%組在APX活性中與其他組存在顯著性。

3 結(jié)論

西葫蘆果實(shí)在采用熱空氣處理時(shí)應(yīng)保持較高的濕度環(huán)境維持果蔬體內(nèi)的水分。相對(duì)于20%的低濕度環(huán)境的熱處理，80%與60%濕度環(huán)境熱處理的西葫蘆果實(shí)維持了較高的硬度、抗壞血酸含量、可溶性蛋白含量、CAT、POD和APX活性；抑制果實(shí)冷害的發(fā)生、電解質(zhì)滲透率與丙二醛含量和LOX活性的升高，保護(hù)細(xì)胞膜的完整性和功能性，維持西葫蘆較高的果實(shí)品質(zhì)。其中80%組的冷害指數(shù)、硬度、MDA含量、抗壞血酸含量、LOX、CAT、POD活性和可溶性蛋白顯著優(yōu)于其他組，說明80%組的熱處理效果是實(shí)驗(yàn)中的最佳處理組。但是60%組的APX活性顯著優(yōu)于其他組需要后續(xù)的實(shí)驗(yàn)研究。

[1] KRATSCH H A, WISE R R. The ultrastructure of chilling stress[J]. Plant Cell Environ , 2000, 23(4): 337-350.

[2] SEVILLANO L, SANCHEZ-BALLESTA M T, ROMOJARO F, et al. Physiological, hormonal and molecular mechanisms regulating chilling injury in horticultural species. Postharvest technologies applied to reduce its impact[J]. J Sci Food Agric , 2009, 89(4): 555-573.

[3] 朱世江. 芒果采后熱處理誘導(dǎo)抗冷性的生理生化機(jī)理研究[D]. 廣州: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué), 2001.

[4] 周穎軍. 熱處理技術(shù)在果蔬貯藏中的應(yīng)用研討[J]. 黑龍江科學(xué), 2017,8(19): 24-25.

[5] 喬勇進(jìn), 馮雙慶, 趙玉梅. 熱處理對(duì)黃瓜貯藏冷害及生理生化的影響[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2003, 8(1): 71-74.

[6] 王靜, 茅林春, 李學(xué)文, 等. 熱處理降低哈密瓜果實(shí)活性氧代謝減輕冷害[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2016,32(2): 280-286.

[7] HUAN C, HAN S, JIANG L, et al. Postharvest hot air and hot water treatments affect the antioxidant system in peach fruit during refrigerated storage[J]. Postharvest Biol Technol , 2017, 126: 1-14.

[8] 鄧紅軍. 短波紫外線和熱處理對(duì)采后草莓損傷生理和品質(zhì)的調(diào)控作用[D]. 杭州: 浙江大學(xué), 2014.

[9] 馬雪梅, 吳朝峰, 徐曉茹. 熱空氣處理對(duì)草莓采后貯藏品質(zhì)的影響[J]. 北方園藝, 2015(23): 138-141.

[10] 鄭聰, 王華東, 王慧倩, 等. 熱空氣處理對(duì)草莓果實(shí)品質(zhì)和抗氧化活性的影響[J]. 食品科學(xué), 2014,35(12): 223-227.

[11] 劉風(fēng)娟, 邵興鋒, 屠康, 等. 采后熱處理對(duì)枇杷果實(shí)冷藏期間品質(zhì)的影響[J]. 果樹學(xué)報(bào), 2009,26(5): 649-653.

[12] 宋鈺興, 邵興鋒, 施婷婷, 等. 高溫短時(shí)熱空氣處理對(duì)枇杷品質(zhì)和冷害的影響[J]. 果樹學(xué)報(bào), 2011,28(5): 837-842.

[13] 段楊峰. 熱空氣和MeJA復(fù)合處理對(duì)枇杷果實(shí)保鮮的作用及其機(jī)理研究[D]. 南京: 南京農(nóng)業(yè)大學(xué), 2010.

[14] 剛成誠(chéng), 李建龍, 王亦佳, 等. 利用不同物理方法處理水蜜桃保鮮效果的對(duì)比研究[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2012,40(2): 204-207.

[15] 千春錄, 米洪波, 趙宇瑛, 等. 氯化鈣和熱空氣處理對(duì)水蜜桃低溫貯藏品質(zhì)的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào), 2012,28(3): 648-651.

[16] BARATI E, ESFAHANI J A. A new solution approach for simultaneous heat and mass transfer during convective drying of mango[J]. J Food Eng , 2011, 102(4): 302-309.

[17] 江英, 王月, 毛惠娟, 等. 高濕度貯藏環(huán)境保持香梨表皮蠟質(zhì)延緩衰老進(jìn)程[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2020,36(3): 287-295.

[18] ZHANG M, LIU W, LI C H, et al. Postharvest hot water dipping and hot water forced convection treatments alleviate chilling injury for zucchini fruit during cold storage[J]. Sci Hortic , 2019, 249: 219-227.

[19] 曹建康, 姜微波, 趙玉梅. 果蔬采后生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2007.

[20] 李明菊. 食品中維生素C的測(cè)定方法研究[J]. 攀枝花學(xué)院學(xué)報(bào), 2012,29(5): 109-110.

[21] 陳昆松, 徐昌杰, 許文平, 等. 獼猴桃和桃果實(shí)脂氧合酶活性測(cè)定方法的建立[J]. 果樹學(xué)報(bào), 2003, 20(6): 436-438.

[22] 肖紅梅, 周光宏. 熱處理對(duì)冷藏番茄活性氧代謝的調(diào)節(jié)[J]. 食品科學(xué), 2004, 25(10): 331-335.

[23] IMAHORI Y, BAI J H, BALDWIN E. Antioxidative responses of ripe tomato fruit to postharvest chilling and heating treatments[J]. Sci Hortic, 2016, 198(75): 398-406.

[24] ENDO H, OSE K, BAI J H, et al. Effect of hot water treatment on chilling injury incidence and antioxidative responses of mature green mume () fruit during low temperature storage[J]. Sci Hortic , 2019, 246: 550-556.

[25] LEMOINE M L, CIVELLO P, CHAVES A, et al. Hot air treatment delays senescence and maintains quality of fresh-cut broccoli florets during refrigerated storage[J]. LWT - Food Sci Technol , 2009, 42(6): 1076-1081.

[26] 杜秀敏, 殷文璇, 趙彥修, 等. 植物中活性氧的產(chǎn)生及清除機(jī)制[J]. 生物工程學(xué)報(bào), 2001, 17(2): 121-125.

[27] 趙軍, 趙玉田, 梁博文. 寒脅迫過程中冬小麥葉片組織可溶性蛋白質(zhì)含量的變化和功能[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué), 1994, 27 (2): 57-63.

[28] 趙爽, 王艷穎, 劉程惠, 等. 熱處理對(duì)鮮切蘿卜生理生化的影響[J]. 現(xiàn)代園藝, 2016(19): 11-13.

[29] 王勇, 謝會(huì), 張昭其, 等. 香蕉果實(shí)貯藏冷害與PAL活性及可溶性蛋白的關(guān)系[J]. 果樹學(xué)報(bào), 2004, 21(2): 149-152.

[30] 黃銳. 熱處理對(duì)葡萄采后保鮮效果及其機(jī)理的研究[D]. 蘭州: 甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué), 2009.

[31] 劉冰雁. 采后熱和鈣處理對(duì)蘋果梨果實(shí)生理效應(yīng)的研究[D]. 延吉: 延邊大學(xué), 2007.

[32] 寇莉萍, 劉興華, 張重慶, 等. 熱處理對(duì)輕度加工巨峰葡萄呼吸強(qiáng)度和貯藏品質(zhì)的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2006, 32 (5): 143-146.

[33] 姜雪, 張敏, 趙昱瑄, 等. 不同初始機(jī)體溫度對(duì)熱水處理西葫蘆果實(shí)低溫貯藏品質(zhì)和活性氧代謝的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2020,46(5): 231-239.

[34] 孔靜. 熱處理對(duì)蘋果能量水平和軟化過程相關(guān)酶及其基因表達(dá)的影響[D].南京:南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2017.

[35] PROMYOU S, KETSA S, VAN DOORN W G. Hot water treatments delay cold-induced banana peel blackening[J]. Postharvest Biol Technol , 2008, 48(1): 132-138.

[36] 張苗, 姜玉, 湯靜, 等. 冷激結(jié)合甜菜堿處理對(duì)西葫蘆冷害及能量代謝的影響[J]. 食品科學(xué), 2020,41(7): 184-190.

[37] JOUVE L, ENGELMANN F, NOIROT M, et al. Evaluation of biochemical markers (sugar, proline, malonedialdehyde and ethylene) for cold sensitivity in microcuttingsof two coffee species[J]. Plant Sci , 1993, 91(1): 109-116.

[38] 孫玉芳. 溫度脅迫對(duì)黃連生理生化特性影響研究[D]. 重慶: 西南大學(xué), 2006.

[39] 侯建設(shè), 李春榮, 李中華. 貯前熱處理對(duì)青椒冷害、活性氧代謝和膜脂過氧化的影響[J]. 食品工業(yè), 2009,30(6): 1-4.

[40] 千春錄, 何志平, 林菊, 等. 熱處理對(duì)黃花梨冷藏品質(zhì)和活性氧代謝的影響[J]. 食品科學(xué), 2013,34(2): 303-306.

[41] BOWLER C, MONTAGU M V, INZE D. Superoxide dismutase and stress tolerance[J]. Annu Rev Plant Physiol Plant Mol Biol, 1992, 43(1): 83-116.

[42] 袁啟鳳, 李仕品, 嚴(yán)佳文, 等. 不同貯藏溫度對(duì)火龍果紫紅龍可溶性蛋白質(zhì)含量和抗氧化酶活性的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué), 2019,47(2): 186-189.

Effects of different humidity of hot air treatment on cold resistant quality and antioxidant active oxygen metabolism ofL. during low temperature storage

GAI Xiaoyang1, ZHANG Min1,2,3, LI Jiale1, HU Junru1

(1.College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306;2. National Experimental Teaching Demonstration Center for Food Science and Engineering (Shanghai Ocean University), Shanghai 201306;3. Shanghai Professional Technology Service Platform on Cold Chain Equipment Performance and Energy Saving Evaluation, Shanghai 201306)

In order to explore the effects of hot air treatments with different humidity on the cold resistance and active oxygen metabolism ofL . during low-temperature storage, theL . were treated with hot air at 40 ℃, 80%, 60%, and 20% humidity for 1 h after harvest. After rewarming, the fruit quality was stored in the cold storage for 5, 10, and 15 days to monitor the symptoms of chilling injury, the level of active oxygen metabolism and antioxidant indicators. The results showed that: compared with the control group, the hot air treatment group with humidity of 80% and 60% could delay the decrease of fruit hardness and ascorbic acid content of zucchini, and inhibit the increase of electrolyte permeability, MDA content, LOX activity, CAT, POD, APX The decrease in activity also promotes the synthesis of soluble protein. Among them, the cold injury index, hardness, MDA content, ascorbic acid content, LOX, CAT, POD activity, and soluble protein content of the 80% group were significantly better than the other groups, indicating that the 80% group was the best treatment humidity in the experiment. This research provides new references and ideas for the storage and preservation of zucchini.

humidity; heat treatment;L.; chilling injury; reactive oxygen species

TS255.36

A

1672-352X (2021)03-0382-08

10.13610/j.cnki.1672-352x.20210706.011

2021-7-7 11:44:30

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20210706.1644.022.html

2020-07-29

國(guó)家自然科學(xué)基金 (31371526)資助。

蓋曉陽，碩士研究生。E-mail：1159758918@qq.com

張 敏，博士，教授。E-mail：zhangm@shou.edu.cn