不同溫度對冬棗冷害程度的影響

劉 輝，李江闊，農紹莊，*，張 平，寇文麗

(1.大連工業大學食品學院，遼寧大連 116034; 2.天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，國家農產品保鮮工程技術中心，天津 300384)

不同溫度對冬棗冷害程度的影響

劉 輝1，李江闊2，農紹莊1，*，張 平2，寇文麗1

(1.大連工業大學食品學院，遼寧大連 116034; 2.天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，國家農產品保鮮工程技術中心，天津 300384)

為了探討冬棗冷害發生的溫度以及不同低溫下冬棗的冷害程度，確定冬棗最佳的貯藏溫度，防止貯藏過程中冷害造成的損失，進行了相關實驗研究。將冬棗分別在－0.5、－1.5、－2.0、－2.5、－3.0℃下貯藏，測定貯藏過程中冬棗的冷害指數、各項營養指標和生理指標的變化。結果表明:隨著溫度的降低，冬棗的冷害程度加劇，其中－0.5℃處理組在整個貯藏過程中均未出現冷害癥狀;－1.5℃處理組僅在貯藏末期90d時出現個別的冷害癥狀;－2.0、－2.5、－3.0℃處理組在貯藏的中后期均出現冷害癥狀，其中－3.0℃處理組細胞膜透性、MDA含量、乙醇含量和PPO活性顯著高于其它處理組，總酚含量顯著低于其它處理組，冷害癥狀最為嚴重。

冬棗，低溫，品質，冷害

冬棗，皮薄肉脆，酸甜適口，風味極佳。其VC含量高達3～5g/kg，是獼猴桃含量的3～4倍，具有極高的營養價值，可溶固形物為300～360g/kg，礦物質和微量元素豐富，且富含環磷酸腺苷和環磷酸鳥苷［1］，環磷酸腺苷是一種重要的生理活性物質，參與人體內多種生理活動，因此，冬棗是目前公認品質最好的鮮食棗品種，具有酥脆香甜、質地細膩、咦食無渣，老幼皆宜的特點。冬棗的水分含量很高，而且皮薄質脆，在采收以及運輸過程中產生的碰傷和劃傷，或者因為果柄脫落而產生的自然傷口，都容易產生霉菌;另外采后冬棗極易失水、轉紅、酒軟和霉爛，并伴有VC的大量損失，營養成分下降，難以貯藏。在常溫下不經處理存放2～3d，冬棗就失去了鮮銷價值。低溫貯藏是延緩果蔬采后成熟、抑制病原菌生長和保持品質的常規方法。在一定的溫度范圍內，貯藏溫度越高，棗的衰老速度越快。然而，許多果實對低溫相當敏感，如果貯藏溫度過低，就易產生冷害，降低商業價值。陳祖鉞［2］等研究表明棗在一定的范圍內，貯藏溫度越低貯藏效果越好，但低于冰點溫度時會產生凍傷，所以研究果蔬的冷害機制以及確定果蔬最佳的貯藏溫度就具有非常重要的理論價值和商業應用。研究冬棗在低溫環境下貯藏發生冷害的癥狀和機理的相關內容還未見報道，因此此項研究具有非常重要的實際意義和應用價值。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實驗所用冬棗 于2010年10月15日采于天津市靜海縣，挑選大小均勻，無病蟲害，無機械損傷，色澤、成熟度一致的青棗果，然后運回國家農產品保鮮工程技術中心冰溫庫;將冬棗分裝入套有微孔袋的塑料箱中預冷12h，然后置于 －0.5、－1.5、－2.0、－2.5、－3.0℃的冷庫中貯藏，分別在每隔15d取樣測定各項感官及生理指標。

TA.XT.Plus物性測定儀 英國;PAL－1數字手持光儀 日本;電導率儀。

1.2 實驗方法

1.2.1 硬度、可溶性固形物、可滴定酸、VC測定 硬度測定采用物性測定儀測定;可溶性固形物測定采用數字手持折光儀測定;可滴定酸采用酸堿滴定法測定;VC采用鉬藍比色法測定［3］。

1.2.2 呼吸速率、乙烯釋放量、乙醇含量測定 呼吸速率采用紅外線CO2分析儀測定;乙烯釋放量采用氣相色譜法測定［4］;乙醇含量采用靜態頂空氣相色譜法測定［5］。

1.2.3 丙二醛、細胞膜透性、總酚、PPO、SOD活性測定 丙二醛采用硫代巴比妥酸比色法測定［6］;細胞膜透性采用電導率儀測定;總酚采用福林酚法測定［7］; PPO參照陳建勛等方法測定［8］;SOD參照Giannopolitis C N［9］等方法測定。

1.2.4 冷害指數測定 隨機挑選50個果實，觀察冬棗冷害發生的程度。冷害癥狀包括表皮凹陷、皺縮、冷害斑。冷害程度的評定參照Dong［10］等的方法并稍有改進，將果實按冷害程度分為五個等級:0級果實無冷害癥狀，1級果實表皮的凹陷、皺縮面積小于25%;2級果實表皮的凹陷、皺縮面積在25%～50%之間;3級果實表皮的凹陷、皺縮面積在50%～75%之間;4級果實表皮凹陷、皺縮面積在75%～100%之間。冷害指數(%)=Σ(級數×該級果實所占的比例)× 100/5

1.3 數據處理

本實驗所有數據均由 EXCEL軟件計算制作圖表。

2 結果與分析

2.1 不同溫度對冬棗冷害指數的影響

如圖1所示，隨著貯藏溫度的降低，冬棗的冷害指數逐漸增加。－0.5℃處理組在整個貯藏期間均未出現冷害癥狀，－1.5℃處理組僅在貯藏90d時出現了輕微的冷害癥狀。－3.0℃處理組的冷害癥狀最明顯，在貯藏30d時就已出現了冷害癥狀，在貯藏90d時，冷害指數高達68%，冷害癥狀最嚴重。

2.2 不同溫度處理對冬棗生理品質的影響

果實硬度是衡量貯藏效果的重要指標，其下降速度與果實的壽命密切相關［11］。如圖2(A)所示，隨貯藏時間的延長，冬棗硬度整體呈現下降趨勢。貯藏45d后，－0.5、－1.5℃處理組果實硬度明顯大于其它處理，但兩者差異不顯著;貯藏60d后，－3.0℃處理組硬度明顯低于其它處理。這表明－0.5、－1.5℃處理有效延緩了果實硬度的下降，而－3.0℃處理組在貯藏后期果實硬度下降最為明顯。

可溶固形物的含量高低是評價果實風味的重要指標。如圖2(B)所示，各處理組果實可溶固形物含量大體呈先升后降的趨勢。－0.5℃處理組在貯藏15d時，可溶性固形物含量小幅上升，在貯藏15～75d間，保持在25.8%左右，然后在貯藏90d時出現急劇下降;－1.5℃處理組可溶固形物含量在貯藏0～60d之間逐漸上升，貯藏75d時急劇下降;－3.0℃處理組可溶固形物含量在貯藏15d時處于最低水平，貯藏30d時驟然增加，貯藏45、75d時可溶固形物含量呈明顯下降趨勢。

圖1 不同溫度對冬棗冷害指數的影響Fig.1 Effect of different temperatures on chilling injury index of Dongzao

圖2 不同溫度處理對冬棗生理品質的影響Fig.2 Effect of different temperatures on physiological quality of Dongzao

可滴定酸含量的變化是衡量果實貯藏效果的重要指標。如圖2(C)所示，各處理組果實可滴定酸含量在貯藏前15d小幅上升后不程度下降趨勢。貯藏15d時，－1.5℃處理組的可滴定酸含量在明顯高于其它處理組;貯藏15～60d期間，－0.5℃處理組可滴定酸含量約為0.38%，此時其可滴定酸的含量明顯高于其它處理，貯藏75d后下降趨勢明顯。

VC不僅是人體必需的營養物質，也是果蔬貯藏過程中抗衰老和逆境的重要指標［12］。如圖2(D)所示，各個處理組的VC含量在貯藏期均呈先升后降的趨勢，在貯藏45d都達到最大值，然后呈不同程度下降趨勢。貯藏45d時，－1.5℃處理組的VC含量最高，其次是－0.5℃處理組，－3.0℃處理組含量最低。

2.3 不同溫度處理對冬棗呼吸速率、乙烯釋放量、乙醇含量的影響

如圖3(A)所示，在整個貯藏過程中，各個處理組的呼吸速率均出現先升后降的趨勢，都在貯藏60d時達到最大值。－0.5℃處理組呼吸速率在整個貯藏期間的變化趨勢較為平緩，未出現較大的峰值;－2.0℃處理組在貯藏60d時呼吸速率在各處理中最大，為22.0mg CO2·kg－1·h－1;－2.5、－3.0℃處理組呼吸速率在在貯藏30d和45d時，呼吸速率明顯高于其它處理組。

圖3 不同溫度處理對冬棗呼吸速率、乙烯釋放量、乙醇含量的影響Fig.3 Effect of different temperatures on Respiration rate、C2 H2 production、Ethanol content of Dongzao

乙烯是調控果實軟化衰老的關鍵因子，在果實成熟和衰老過程中起重要作用［13］。如圖3(B)所示，在整個貯藏過程中，－0.5℃處理組的乙烯釋放量隨貯藏期的延長而逐漸增加，－1.5、－2.0、－2.5、－3.0℃大體上均出現升—降—升的趨勢，四個處理組均在60d時出現最大值。貯藏60d時，－0.5℃處理組的乙烯釋放量最小，－3.0℃處理組最大。

冬棗采后貯藏過程中發生無氧呼吸導致乙醇含量的增加，乙醇含量的變化與冬棗軟化衰老密切相關。如圖3－C所示，隨著貯藏期的延長，各處理組的乙醇含量均出現增加的趨勢，并且貯藏溫度越低，乙醇含量越大。－0.5、－1.5℃處理組在整個貯藏期乙醇含量都很小;－2.5℃處理組乙醇含量在貯藏75d時急劇增加;－3.0℃處理組乙醇含量在整個貯藏過程中都明顯高于其它溫度處理組。

2.4 不同溫度處理對冬棗細胞膜通透性、丙二醛(MDA)含量的影響

果實細胞膜透性可以反映出細胞膜受傷害的程度［14］。如圖4(A)所示，隨著貯藏時間的延長，各處理組的細胞膜通透性出現不同的增加趨勢。其中，－0.5、－1.5℃處理組在整個貯藏過程中細胞膜的通透性均處于較低水平，并未出現明顯的增大趨勢;貯藏15d后，－3.0℃處理組的細胞膜通透性高于其它處理組;貯藏45d后，－2.5℃處理組的細胞膜通透性大體上呈線性增長。

MDA含量高低可以反映細胞膜的膜脂過氧化程度，可作為膜傷害和衰老的標志［15］。如圖4(B)所示，不同處理的MDA含量均呈現先降后升的趨勢，在貯藏15d時，各處理的MDA含量均下降，之后出現不同的增加趨勢。貯藏30d時，－3.0℃處理組MDA含量明顯高于其它處理組，之后一直處于較高水平;貯藏45d后，－0.5、－1.5℃處理組MDA含量變化較為平緩，－0.5℃處理組的MDA含量明顯低于其它處理，穩定在18μmol·g－1左右。

圖4 不同低溫處理對冬棗細胞膜透性、丙二醛含量的影響Fig.4 Effect of different temperatures on cellmembrane permeability、MDA content of Dongzao

2.5 不同溫度處理對冬棗總酚含量、多酚氧化酶活性(PPO activity)、超氧化物歧化酶活性(SOD activity)的影響

酚類物質具有抗氧化性，參與了植物的抗冷反應［16］。由圖5(A)可知，隨著貯藏時間的延長，冬棗的總酚含量呈下降趨勢。在貯藏30d前，－0.5、－1.5℃處理的總酚含量要高于其它處理，貯藏60d后，－1.5、－2.0、－2.5、－3.0℃處理總酚含量相近，而－0.5℃處理的總酚含量要明顯高于其它處理，變化趨勢也較為平緩。

隨著果實的成熟衰老，PPO的活性增加，酚類物質被PPO氧化成醌，褐變程度增加［17］。由圖5(B)可知，不同處理的PPO活性大體呈升—降—升的趨勢。貯藏60d時，各處理組的PPO活性均大幅增加;貯藏90d時，－2.5、－3.0℃處理組的PPO活性明顯高于其它處理組，－0.5、－1.5℃處理組的PPO活性在各處理中最低。

SOD是植物抗氧化代謝中最為重要的一種抗氧化酶，SOD等活性氧清除劑的含量水平可作為果實衰老的生理指標［18］。由圖5(C)可知，在整個貯藏期間，不同處理果實的SOD活性均先增大后減小。貯藏45d時，－0.5、－2.0、－2.5、－3.0℃處理SOD活性均達到最大值，其中－2.5℃處理的 SOD活性最大;－1.5℃處理的SOD活性在貯藏期75d前一直呈增大趨勢，在75d時達到最大值;在貯藏90d時，－0.5℃處理組的SOD活性明顯高于其它處理，－2.5、－3.0℃處理的SOD活性最低。

圖5 不同溫度對處理冬棗總酚含量、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶的影響Fig.5 Effect of different temperatures on Total phenol content、PPO activity、SOD activity of Dongzao

3 討論

低溫冷藏是果蔬采后最有效的貯藏方法之一，低溫可降低果蔬采后的呼吸作用，延緩組織衰老，延長保鮮期。但是貯藏溫度并非越低越好，溫度過低容易引起果實的代謝失調和紊亂，導致果蔬發生冷害，降低食用價值［19］。雖然不同果實表現的冷害癥狀不完全相同，但是低溫脅迫對植物組織膜系統和細胞壁結構的破壞是造成果實冷害的根本原因。細胞膜系統受到傷害是早期的冷害癥狀之一［20］，低溫脅迫會誘導活性氧物質積累［21－22］，冷敏型植物活性氧清除酶系統活性迅速下降，導致活性氧代謝平衡失調，活性氧自由基大量積累［23］。植物細胞中含有抗氧化物質和抗氧化酶共同構成活性氧清除系統，其中抗氧化物質包括抗壞血酸等物質，而抗氧化酶系統包括超氧化物歧化酶(SOD)，低溫脅迫會改變抗氧化酶的活性［24］，抗氧化酶活性的改變參與了植物的抗冷反應［23］。SOD是清除活性氧的第一個酶，它將細胞中產生的歧化為H2O2，形成的H2O2隨即被CAT，POD等酶降

解，防止這些活性氧對細胞造成氧化損傷，但低溫脅迫的環境以及貯藏后期果實的衰老，SOD活性下降，產生的過氧陰離子得不到有效的清除，會造成活性氧的積累，細胞內膜系統遭到破壞，造成細胞膜通透性增加，MDA的含量增加。酚具有氧化還原的性質，可以吸收、中和自由基，清除活性氧物質，是主要的抗氧化物質。多酚氧化酶(PPO)含量增加能夠氧化酚類物質造成酶促褐變，降低了酚類物質的抗氧化的能力。VC不僅是一種常見的營養物質，還是植物非酶促防御系統的重要組成部分，保護細胞膜免受超氧自由基攻擊、保護膜結構、維持膜系統完整性［25］，果實貯藏后期VC含量降低，使活性氧積累，細胞膜通透性增大。

在冬棗的貯藏過程中，－2.5、－3.0℃處理組在貯藏45d前，由于低溫脅迫，SOD活性顯著上升，之后隨著果實的衰老，SOD活性急劇下降，二者貯藏45d時的VC含量較少，之后又出現大幅下降，使得果實的活性氧的含量增加，造成膜脂過氧化，而低溫環境又加劇了細胞膜結構的破壞，果實的細胞膜通透性明顯增大，MDA含量急劇增加，反過來又促進了膜脂過氧化程度的增大，使得果實出現了嚴重的冷害癥狀。另外，二者的PPO活性在60d時顯著高于其它處理，使得果實的冷害程度進一步加深，果實的表皮和果肉顏色加深，出現皺縮和凹陷。

低溫條件下乙烯釋放量的增加是果實對冷害的一種生理反應［26］，60d時，－2.5、－3.0℃處理組冬棗乙烯釋放量顯著高于其它處理，可能是在貯藏60d時，由于膜脂過氧化作用加速了果實的衰老，使得乙烯釋放量劇增。同時由于乙烯釋放量的劇增，果實在60d的呼吸速率達到最大值，－2.5、－3.0℃處理組的呼吸速率要高于－0.5、－1.5℃處理組，加速了果實的營養物質的損耗，。為了抵御外界的低溫，果實需要更多地能量抵御低溫的傷害，冬棗在貯藏過程中發生無氧呼吸，果實的乙醇含量增加。果實的衰老通常伴隨著乙醇含量的增加，當乙醇含量增加到一定程度時，果實內部會出現一系列生理變化，產生多種影響風味的次生代謝產物，產生其它異味。－3.0℃處理組的乙醇含量在整個貯藏過程中都明顯高于其它處理。

－2.5、－3.0℃處理組的冬棗發生冷害后，硬度顯著下降，可滴定酸含量也顯著下降，果實的營養物質流失嚴重。

4 結論

冬棗的冷害程度隨著貯藏溫度的降低而加劇，－0.5℃處理組在整個貯藏期間均未出現冷害癥狀，－1.5℃處理的冬棗僅在貯藏的末期出現個別的冷害癥狀，－2.0、－2.5和－3.0℃處理組在貯藏的中后期均出現冷害癥狀，其中－3.0℃處理組的冷害癥狀最嚴重。－3.0℃處理組在貯藏30d時就出現冷害現象，貯藏90d時冷害指數達到68%，果皮出現嚴重的凹陷和皺縮;在貯藏后期，其總酚含量低于其它處理，PPO含量顯著高于其它處理組，發生嚴重的褐變;SOD活性處于最低水平，細胞膜透性、MDA含量和乙醇含量均顯著高于其它處理組，營養物質損失嚴重，硬度顯著低于其它低溫處理組，果實處于極度衰老狀態，發生嚴重的冷害現象。

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Effect of different tem perature on chilling injury of‘Dongzao’Jujube

LIU Hui1，LI Jiang－kuo2，NONG Shao－zhuang1，*，ZHANG Ping2，KOU W en－li1
(1.School of Food Engineering，Dalian Polytechnic University，Dalian 116034，China; 2.Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products，National Engineering and Technology Research Center for Preservation of Agriculture Products，Tianjin 300384，China)

In order to exp lore the temperature that the Dongzao occurred chilling injury and the chilling injury extent under d ifferent tem peratures，the chilling injury experiment for determ ing the best storage tem perature w ithout the occurrence of chilling injury were studied.The jujube was stored under different temperatures of－0.5、－1.5、－2.0、－2.5、－3.0℃ and the chilling injury index，several nutritional and physiological indexes were measured.Results showed that:the chilling injury extent was more severity when the tem perature was lower，Dongzao stored at－0.5℃ d id not occur chilling injury during the whole storage period;Dongzao stored at－1.5℃ occurred chilling injury individually in later storage period of 90d，all of the Dongzao stored at－2.0、－2.5 and －3.0℃ occurred chilling injury during the m idd le and later storage period.And Dongzao stored at－3.0℃ exhibited the maximum chilling injury，its cellmemb rane permeability，MDA content，ethanol content and PPO activity were significantly higher than other treatm ents，its totalphenol contentwas observab ly lower than other treatments.

Zizyphus jujube Mill.‘Dongzao’;low tem perature;quality;chilling injury

TS255.3

A

1002－0306(2012)12－0344－05

2011－09－19 *通訊聯系人

劉輝(1986－)，男，碩士，研究方向:農產品加工與貯藏。

天津市自然科學基金(11JCYBJC08500);天津市農業科技成果轉化與推廣項目(201002020)。