熱激處理對鮮切甜椒活性氧代謝及貯藏品質的影響

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(1.天津大學化工學院,天津 300072； 2.天津大學環境科學與工程學院,天津 300072)

熱激處理對鮮切甜椒活性氧代謝及貯藏品質的影響

劉洪竹1,趙習姮2,陳雙穎1,李進才1，*

(1.天津大學化工學院,天津 300072； 2.天津大學環境科學與工程學院,天津 300072)

鮮切甜椒,熱激,活性氧,貯藏品質,抗氧化酶

鮮切果蔬品質新鮮,食用方便,近年來市場需求不斷提高[1-2]。其中鮮切甜椒消費量較大,但鮮切甜椒生理代謝旺盛,易受微生物侵染而加速腐敗,保鮮難度較大[3]。國外學者曾從氣調[3]、臭氧[4]和紫外線輻射[5]處理等幾方面,對鮮切甜椒保鮮技術進行過探討。然而這些處理方法設備成本及技術要求較高,實際應用難度較大。熱激處理作為果蔬保鮮物理手段之一,無毒無害,成本低廉,可降低呼吸速率及乙烯生成速率,抑制微生物生長,從而延緩果蔬衰老,保持品質,對青花菜[6]、洋蔥[2,7]和甘藍[7]等鮮切蔬菜有較好保鮮效果。熱激處理對整果甜椒保鮮有較好效果,可延長貨架期10～20d[8-9]。但與整果甜椒比較,切割后的甜椒比表面積增大3倍以上,大部分果肉組織暴露在空氣中,傷呼吸加劇,切面易被微生物侵染,熱激處理對鮮切甜椒的保鮮效果與整果甜椒可能會有較大差異。目前對于熱激處理保鮮機理尚無明確定論,Rico等認為熱激處理可通過調控基因表達及蛋白質合成,降低乙烯生成及細胞壁降解,延緩衰老[10],Vicente等研究表明熱激處理可誘導調節草莓活性氧產生及防御系統,延緩衰老進程[11],我們在鮮切甘藍和洋蔥研究中也觀測到熱激處理可調節活性氧代謝和抑制衰老的生理現象[7]。為探討熱激處理鮮切甜椒的保鮮效果及其與活性氧代謝的關系,在不同熱水條件處理鮮切甜椒后,于8℃低溫冷藏,系統分析了冷藏期間與熱激處理保鮮機理密切相關的活性氧代謝指標及品質指標變化。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

供試甜椒 品種為“Mandy”,7月中旬采收綠熟期果實,隨即運回實驗室,選無病蟲害和機械傷,大小均勻,果型端正,成熟度一致的果實進行處理；黃嘌呤 日本和光純藥工業株式會社；鹽酸羥胺 日本Kishida公司；黃嘌呤氧化酶、牛血清蛋白和愈創木酚 日本Nacalai Tesque公司；2-硫代巴比妥酸、對氨基苯磺酸、N-1-萘乙二胺鹽酸鹽和丙酮等 均為分析純。

UV1102紫外分光光度計 天美(中國)科學儀器有限公司；V-1800型可見分光光度計 上海美譜達儀器有限公司；BS 124S型電子天平 德國賽多利斯公司；TGL-16B臺式離心機 上海安亭科學儀器廠。

1.2實驗方法

1.2.1 熱激處理 甜椒去除果梗、胎座及種子,沿果組織縱向切割為條狀,寬約0.5cm,迅速進行熱激處理。熱激處理設計參照整果甜椒熱激處理實驗[8-9],對照為25℃水浸泡10min,處理Ⅰ為45℃熱水浸泡10min,處理Ⅱ為50℃熱水浸泡4min,處理Ⅲ為55℃熱水浸泡1min。熱激處理結束后裝入聚乙烯食品包裝袋,8℃低溫恒濕貯藏8d。每2d進行一次取樣,每個樣品2g,-80℃貯藏待測。

1.2.2 粗酶提取 取2g冷凍樣品,加入預冷50mmol/L磷酸緩沖液(含0.5%(W/V)PVPP、3mmol/L EDTA-2Na,pH7.0)8mL,4℃低溫條件下充分研磨,12000×g離心10min,上清液為粗酶提取液。

1.2.4 抗氧化酶活性測定 超氧化物歧化酶(SOD)活性測定采用氮藍四唑光還原法[14],以抑制對照吸光度A560的50%為單位酶活性,樣品SOD活性以units·g-1FW表示。過氧化氫酶(CAT)活性測定采用氧氣計量法[14],單位酶活性為24℃·1大氣壓下每g樣品每分鐘產生的氧氣(O2)量,樣品CAT活性以O2mmol·g-1FW·min-1表示。抗壞血酸過氧化物酶(APX)活性采用Cuvi等的方法[5],以每分鐘A290變化為酶活性單位,樣品APX活性以ΔA290·g-1FW·min-1表示。過氧化物酶(POD)活性測定采用愈創木酚法[15],以每分鐘470nm吸光度變化為酶活性單位,樣品POD活性以ΔA470·g-1FW·min-1表示。

1.2.5 丙二醛(MDA)含量測定 MDA含量分析采用硫代巴比妥酸法[13],冷凍樣品2g用10%三氯乙酸溶液20mL研磨,12000×g離心10min,取上清液2mL與0.6%硫代巴比妥酸2mL混合,沸水浴反應20min后迅速冷卻,12000×g離心10min后取上清液波長測450、532和600nm的吸光度,通過MDA(μmol/L)=6.45(A532-A600)-0.56A450算出實驗樣品MDA含量,單位為nmol·g-1FW。

1.2.6 品質指標測定 失重率測定采用稱重法[16],失重率(%)=(貯前重-貯后重)÷貯前重×100。葉綠素含量采用丙酮比色法[17],可溶性蛋白質采用Folin-酚試劑法[17]。

1.2.7 數據處理 以上各指標均重復測定3次,實驗數據采用SPSS19.0軟件進行誤差和顯著性差異統計分析,數值表示為平均值±標準誤差,處理間差異顯著性檢驗采用Duncan法(p<0.05)。

2 結果與討論

2.1熱激處理對鮮切甜椒活性氧代謝的影響

圖1 熱激處理對鮮切甜椒生成速率(A) 和H2O2含量(B)的影響

然而,POD與APX等不同,既有消除H2O2的生理功能,也有催化產生自由基,加劇膜脂質過氧化,促進組織細胞衰老的作用[15],還參與愈傷、木質化及細胞壁交聯等多種生物反應。POD活性,45℃ 10min處理在冷藏4d時小于對照(p<0.05),50℃ 4min處理在冷藏2～4d和8d時小于對照(p<0.05),55℃ 1min處理在冷藏2～8d時低于對照(p<0.05)(圖2-D)。表明熱激處理可有效抑制鮮切甜椒冷藏期間的POD活性,Vicente等在45℃ 3h熱空氣處理草莓研究中也觀測到POD活性被抑制,以及草莓衰老顯著延緩的生理現象[11]。

圖2 熱激處理對鮮切甜椒SOD(A)、 CAT(B)、APX(C)和POD(D)活性的影響

圖3 熱激處理對鮮切甜椒MDA含量的影響

2.2熱激處理對鮮切甜椒貯藏品質的影響

2.2.1 失重率 失重率是反映采后果蔬品質變化指標之一,貯藏期間由于水分蒸發和呼吸代謝不斷進行,失重率不斷增大,失重率越大表明品質劣變愈顯著。45℃ 10min處理的失重率在貯藏6～8d小于對照(p<0.05),50℃ 4min處理的失重率在貯藏4～8d小于對照(p<0.05),55℃ 1min處理的失重率在貯藏2～8d小于對照(p<0.05)(圖4)。表明熱激處理可抑制鮮切甜椒貯藏期間的失重變化,保持甜椒品質,Siddiq等在鮮切洋蔥50℃ 1min熱激處理[2]和黃銳等在葡萄50℃ 3min熱激處理[16]中也觀測到失重被抑制的現象。

圖4 熱激處理對鮮切甜椒失重率的影響

2.2.2 葉綠素和可溶性蛋白質含量 熱激處理可以抑制青花菜葉綠素酶及脫鎂螯合酶活性,減少葉綠素降解,有效保持產品綠色[20],可溶性蛋白質含量是反映植物組織細胞衰老最明了的生理指標。冷藏期間葉綠素持續降解,含量不斷降低,45℃ 10min處理貯藏期間與對照無顯著差異(p>0.05),50℃ 4min和55℃ 1min處理貯藏2～8d均高于對照(p<0.05)(圖5-A)。可溶性蛋白質含量,45℃ 10min處理貯藏4d時高于對照(p<0.05),50℃ 4min和55℃ 1min處理貯藏2～8d時均高于對照(p<0.05)(圖5-B)。這些結果表明,熱激處理可有效保持鮮切甜椒綠色及延緩衰老,與48℃ 3h熱空氣處理鮮切青花菜及50℃ 10min熱水處理綠蘆筍的研究結果一致[6,21]。

圖5 熱激處理對鮮切甜椒葉綠素(A) 和可溶性蛋白質(B)含量的影響

3 結論

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Effect of heat shock treatment on reactive oxygen species metabolism and storage quality of fresh-cut sweet pepper

LIUHong-zhu1,ZHAOXi-heng2,CHENShuang-ying1,LIJin-cai1，*

(1.School of Chemical Engineering and Technology,Tianjin University,Tianjin 300072,China; 2.School of Environmental Science and Engineering,Tianjin University,Tianjin 300072,China)

fresh-cut pepper;heat shock;reactive oxygen species;storage quality;antioxidant enzyme

2013-04-22 *通訊聯系人

劉洪竹(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：果蔬貯藏保鮮。

TS255.3

：A

：1002-0306(2014)01-0310-05