低溫預貯對黃瓜耐冷性的影響

史君彥，王云香，周念念，左進華，高麗樸，王清*

北京市農林科學院蔬菜研究中心，農業部蔬菜產后處理重點實驗室，果蔬農產品保鮮與加工北京市重點實驗室，農業部華北地區園藝作物生物學與種質創制重點實驗室，農業部都市農業（北方）重點實驗室（北京 100097）

黃瓜（Cucumis sativus L.）屬冷敏型蔬菜，在低于7～10 ℃下儲運易產生冷害，冷害的癥狀主要表現為水漬狀凹陷、暗斑和腐爛斑，并伴隨香氣消失、異味等，嚴重影響儲運品質和商品價值[1-2]。研究發現短波UV-C輻照[2]、褪黑素[3]、熱激[4]、一氧化氮（NO）和茉莉酸甲酯[5]等處理可有效抑制黃瓜低溫冷害的發生，但這些方法存在操作不便利和食品安全等問題，因此一種適宜的、安全、易操作的黃瓜低溫貯藏保鮮方法顯得尤為重要。

低溫預貯（Low temperature conditioning，LTC）是指果蔬等產品在冷藏前先放置在略高于其冷害臨界溫度下預先存儲一段時間，進而達到減輕之后冷藏期間冷害發生的溫度調控方法，該方法無化學污染、操作方便且經濟實用，因此受到國內外果蔬貯藏保鮮相關研究人員的廣泛關注[6]。已有研究表明，適宜的LTC處理可減輕茄子[7]、青圓椒[8]、桃[9]和枇杷[10]等果蔬冷藏期間的冷害癥狀，保持較好的貯藏品質。但是到目前為止，仍鮮見LTC技術在黃瓜貯藏保鮮上的應用研究。因此試驗采用LTC處理黃瓜，研究LTC技術對黃瓜低溫耐冷性的影響，以期為黃瓜采后儲運保鮮提供一種新技術或理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

黃瓜，品種為 “北農佳秀”，采摘于北京市順義區大孫各莊，采摘6 h內運回實驗室，挑選無機械傷、無病蟲害的、新鮮無腐爛的黃瓜作為試材。試驗所用包裝材料為0.03 mm PE保鮮袋（購買于北京華盾雪花塑料有限公司）。

1.2 試驗方法

將挑選的試材放置于0.03 mm PE保鮮袋中，每袋約存放2 kg，然后平均分成2組，1組試樣先放置于10℃冷庫中貯藏2 d，再轉入4 ℃的冷庫中貯藏10 d，作為LTC處理組；另1組直接置于4 ℃下貯藏12 d，作為對照組。每組處理重復3次，每2 d取樣1次，用液氮速凍，然后于-80 ℃的冰箱中放置備用。

1.3 指標的測定

冷害是指果蔬在不適宜的低溫儲運環境中受到的生理傷害，是冷敏性果蔬在低溫脅迫下的一種不良反應，是依賴于儲運溫度和儲運時間累積的過程[13]，冷害指數是用于反映果蔬冷害程度的指標。冷害指數的評定采用郝佳詩等[2]的方法稍作修改，由9個人組成的評定小組成員對2組處理不同時間點的黃瓜果實冷害發生發展情況進行評定分級，黃瓜冷害的評定標準如表1所示，冷害指數的計算公式為：冷害指數=∑（冷害級數×該級果實數）/（冷害最高級數×果實總數）×100%。

表1 黃瓜冷害指數評定表

可溶性固形物（TSS）含量使用數顯PR-32α（Brix 0～32%）糖度計測定。

葉綠素含量的測定依據曹健康等[11]的方法稍作修改，1 g樣品用10 mL丙酮-乙醇（2︰1，V/V）溶液提取，離心后用紫外分光光度計測定波長為667和663 nm處的吸光度用于葉綠素含量計算。

維生素C含量依據鉬酸銨比色法[12]，測定波長為760 nm處的吸光度用于維生素C含量的計算。

丙二醛（MDA）含量的測定采用硫代巴比妥酸法[13]。

過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）活性測定均按照曹建康等[11]的方法，分別測定波長470和240 nm處吸光度，用以計算POD和CAT活性。

1.4 數據分析

采用Office 2010和Origin 8.5軟件進行數據整理和作圖，采用IBM SPSS Statistics 19軟件進行數據的差異顯著性檢驗。

2 結果與分析

2.1 LTC處理對黃瓜冷害指數的影響

由圖1可知，在整個貯藏過程中，黃瓜冷害指數逐漸升高，果實表面冷害面積逐漸增大，對照組貯藏至第3天時觀察到冷害現象，LTC處理組貯藏至第5天時有冷害發生，但冷害指數較對照組低。貯藏至6 d時，對照組冷害指數比LTC處理組高2倍，且貯藏6 d后，對照組和LTC處理組間差異極顯著（p＜0.01），貯藏至12 d時，對照組冷害指數是LTC處理組的2倍，這說明LTC處理可延緩黃瓜冷藏期間冷害的發生，抑制冷害指數的升高。

圖1 LTC處理對黃瓜冷害指數的影響

2.2 LTC處理對黃瓜可溶性固形物（TSS）含量的影響

可溶性固形物是指果蔬中能溶于水的維生素、糖、酸等物質，主要是指由葡萄糖、果糖、蔗糖等可溶性糖類物質[14]。由圖2可知，在整個貯藏期間，黃瓜TSS含量逐漸下降，LTC處理組TSS含量始終高于對照組，貯藏至4 d時，對照組TSS含量比LTC處理組低2.44%，且貯藏4 d后，2組間差異顯著（p＜0.05），貯藏至10 d和12 d時，對照組比LTC處理組TSS含量分別低5.98%和3.51%。因此LTC處理可有效保持黃瓜低溫貯藏期間TSS含量，維持較好的貯藏品質。

圖2 LTC處理對黃瓜可溶性固形物的影響

2.3 LTC處理對黃瓜MDA含量的影響

冷害是造成細胞膜的損傷的主要原因之一，而MDA作為膜脂過氧化的產物，其含量作為指示膜損傷的指標之一，可反映冷害的發生和細胞膜的完整性[15-16]。由圖3可知，在整個貯藏期間，黃瓜MDA含量逐漸增加，對照組MDA含量始終高于LTC處理組，貯藏至6～12 d時，2組處理間差異顯著（p＜0.05），貯藏末期，對照組和LTC處理組MDA含量分別為初始值的1.19，1.42倍，且2組間差異極顯著（p＜0.01），這說明冷害誘導了黃瓜細胞膜的損傷，隨著貯藏時間的延長，膜損傷加劇，而LTC處理延緩MDA含量的積累，抑制膜脂過氧化反應，較好地保持了細胞膜的完整性。

圖3 LTC處理對黃瓜MDA含量的影響

2.4 LTC處理對黃瓜葉綠素含量的影響

低溫脅迫誘導葉綠素超微結構破壞，從而引起光合色素降解，葉綠素的合成受阻，含量降低[17]。由圖4可知，在低溫貯藏過程中，LTC處理的黃瓜葉綠素含量高于對照組，貯藏4～8 d時，葉綠素含量下降較快，兩組間差異顯著（p＜0.05），貯藏至8 d時，2組間差異極顯著（p＜0.01），至貯藏末期，對照組和LTC處理組的葉綠素含量與初始值相比分別下降了27.47%和22.83%，這可能是由于LTC處理可維持低溫下黃瓜果實葉綠體的結構，延緩葉綠素降解。

圖4 LTC處理對黃瓜葉綠素含量的影響

2.5 LTC處理對黃瓜維生素C含量的影響

在果蔬中，維生素C不僅作為一種營養物質，還作為一種抗氧化物質參與抗氧化作用，研究發現，維生素C等有機酸消耗減少對保持果蔬的抗氧化能力和減輕脅迫應激反應起著重要的作用[18]。由圖5可知，在貯藏0～12 d中，，黃瓜維生素C含量逐漸下降，LTC處理組高于對照組，且貯藏4 d后，2組間差異顯著（p＜0.05）貯藏至6 d和12 d時，LTC處理組維生素C含量比對照組分別高3.9%和13.88%，這說明LTC處理降低黃瓜冷藏期間維生素C的消耗，保持較好的貯藏品質和抗氧化能力。

圖5 LTC處理對黃瓜VC含量的影響

2.6 LTC處理對黃瓜POD活性的影響

植物在遭受逆境脅迫時，抗氧化酶POD可清除組織內過高的活性氧，使細胞內活性氧維持在較低水平，從而減輕其對細胞的活性氧傷害[19]。由圖6可知，在冷藏過程中，黃瓜POD活性呈現先升高后降低的趨勢，其中LTC處理組始終高于對照組，且2組處理間差異顯著（p＜0.05）。貯藏至4 d時，兩組處理組POD活性均達峰值，與初始值相比，分別升高了10.83%和25.12%，2組處理間差異極顯著（p＜0.01），冷藏至12 d時，LTC處理組POD活性比對照組高16.69%，這說明LTC處理可誘導黃瓜冷藏期間POD活性增加，從而減輕活性氧損傷。

圖6 LTC處理對黃瓜POD活性的影響

2.7 LTC處理對黃瓜CAT活性的影響

過氧化氫酶（CAT）是果蔬組織活性氧清除系統的主要酶之一，可直接清除逆境脅迫下產生的過剩的過氧化氫（H2O2），減輕H2O2積造成的氧化損傷[20]，并能抑制H2O2作為第二信使對其他代謝途徑的作用，從而緩解逆境脅迫下果蔬的代謝失調[21]。由圖7可知，黃瓜在冷藏期間CAT活性呈現先升高后下降的趨勢，LTC處理組始終高于對照組，2組處理間差異顯著（p＜0.05），且均在第4天時達到峰值，至冷藏末期，LTC處理組CAT活性比對照組高27.93%，這說明LTC處理可增強黃瓜CAT活性，抑制H2O2積累引起的過氧化損傷。

圖7 LTC處理對黃瓜CAT活性的影響

3 討論與結論

低溫貯藏可延長果蔬的保鮮期、抑制呼吸作用和微生物生長，但冷敏型果蔬在低于10～12 ℃條件下貯藏會發生冷害，從而導致果蔬品質劣變，腐爛變質[22]。低溫預貯可有效保持茄子[7]、青圓椒[8]和豇豆[23]等蔬菜低溫貯藏過程中冷害的發生，保持其較好的貯藏品質。試驗研究了LTC處理對黃瓜耐冷性的影響，結果表明，10 ℃貯藏2 d然后轉入4 ℃貯藏10 d可有效延緩黃瓜冷害發生時間2 d，抑制冷害指數的升高和可溶性固形物含量的降低，延緩MDA含量的積累和葉綠素含量、維生素C含量的降解，同時增強了抗氧化酶POD和CAT活性，減輕了活性氧損傷，增強了黃瓜在低溫下貯藏的耐冷性。