梯度熱水處理減輕貯后黃瓜冷害與細胞壁代謝的關系

李佳樂,張敏,2,3*,胡均如,蓋曉陽,鄭凱,凌玉,方佳琪

1(上海海洋大學 食品學院,上海,201306) 2(食品科學與工程國家級實驗教學示范中心(上海海洋大學),上海,201306) 3(上海冷鏈裝備性能與節能評價專業技術服務平臺,上海,201306)

黃瓜(CucumissativusL.)屬于葫蘆科,是一年生的藤本植物或攀緣植物。黃瓜富含蛋白質、糖、維生素、礦物質和其他營養素,水分含量高達98%,是一種非常有價值的果蔬。研究發現低溫貯藏結合貯前熱處理技術可以延長黃瓜果實貨架期[1-2],但黃瓜屬于典型的冷敏性果蔬,臨界貯藏溫度約為10 ℃[3],極易受到低溫脅迫。當其受到低溫脅迫時,只有轉移到室溫下放置一段時間才會出現可見性冷害[4],多表現為表面點蝕,出現水斑或鱗狀凹陷,進而出現組織塌陷、腐爛等[5-6]。另外,很多研究表明,低溫逆境下果蔬發生冷害現象以及果體軟化等與細胞壁代謝相關[7-8]。

熱處理因無毒無害,成本低,能夠有效減輕采后果蔬冷害、病害等問題,已經得到許多研究學者的認可。研究表明冷害的減輕與細胞壁組分及其水解酶活性變化有關[9]。趙云峰等[10]將“福眼”龍眼果實浸入50 ℃熱水處理10 min,結果發現與未經熱水處理的對照果實相比,熱處理顯著抑制了龍眼果實果肉自溶現象,降低了果膠甲酯酶(pectin methylesterase,PME)、多聚半乳糖醛酸酶(poly-galacturonase,PG)、纖維素酶(cellulase,Cx)、β-半乳糖苷酶(β-galactosidase,β-Gal)的活性,延緩了水溶性果膠含量的上升和離子結合型、共價結合型果膠以及纖維素、半纖維素含量的下降。鄧佳等[11]發現50 ℃熱水浸泡“里約紅”葡萄柚5 min可以抑制細胞壁水解酶活性和水溶性果膠的上升,從而減輕果實冷害,維持果實更高的硬度。沈麗雯等[12]用42 ℃熱水處理“金田208” 黃瓜10 min,于(2±1)℃下貯藏。結果發現,與對照組相比,熱處理可以顯著降低黃瓜果實冷害指數,抑制PME、PG、Cx和β-葡萄糖苷酶活性的上升,延緩果膠和纖維素含量的下降。

現階段,熱處理作為貯前預處理技術應用于采后果蔬來減輕低溫貯藏冷害已有較多研究[1-2,13],但是針對不同低溫貯藏時間采取統一的熱處理手段,不僅會造成人力物力浪費而且可能難以達到最好的熱處理效果,為此,若能根據實際貨架期的長短來選擇適宜的貯后熱處理技術來減輕低溫脅迫對果蔬的傷害,將會為果蔬種植戶以及商超帶來較大的經濟效益。基于此,本實驗以典型冷敏果蔬“申青”黃瓜為試材,在前期研究基礎上,探究梯度熱水處理對不同低溫貯后時間的黃瓜細胞壁代謝的影響,旨在從細胞壁代謝角度探索梯度熱水處理減輕貯后黃瓜冷害的機理,同時為梯度熱水處理在果蔬保鮮方面的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

“申青”黃瓜于2020年9月采購自上海市南匯新城鎮果蔬種植園,當天送到實驗室。實驗用的黃瓜均達到商業成熟階段,平均長度為(27±1) cm,直徑為(3.5±0.5) cm,單根果實的質量為(180±20)g,無明顯機械損傷。

A140-1-1果膠酶試劑盒、A138-1-1纖維素酶試劑盒，中國南京建成生物工程研究所；BC2560 β-葡萄糖苷酶試劑盒，北京索萊寶科技有限公司。

1.2 儀器與設備

BJ2100D數字孔式電子天平,臺灣精達電子儀器有限公司；HSWX-600BS電熱恒溫水溫箱,上海圣科儀器設備有限公司；GY4-1數顯式水果硬度測試儀,浙江托普儀器有限公司；H1850R臺式高速冷凍離心機,湖南湘儀離心機儀器有限公司；UV-7504紫外可見分光光度計,北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品處理

180根新鮮黃瓜隨機分為3組,每組又分為4個亞組。標記后,將所有黃瓜放入厚度為0.02 mm,有6個平均分布小孔(直徑10 mm)的聚乙烯薄膜袋中,每袋放入3根黃瓜。在溫度(4±0.5)℃,濕度(80±5)%的冷藏條件下貯藏2、4、6 d,隨后進行不同梯度熱水處理(依次進行TG10：14 ℃,4 min；24 ℃,4 min；34 ℃,4 min；44 ℃,4 min浸泡處理；TG20：24 ℃,8 min；44 ℃,8 min浸泡處理；TG40：黃瓜在44 ℃下浸泡16 min),對照組不做熱水處理。將黃瓜放在干凈的工作臺上,風干2 h,直到表面干燥后轉移到觀察架上儲存。模擬貨架期[(20±1) ℃,濕度為(50±5%)] 3 d后進行指標測定,每次測定從每個處理組隨機取12根黃瓜計算冷害指數,3根黃瓜果實用來測定其他指標,每個指標重復3次。

1.3.2 冷害指數的測定

冷害指數的測定參考王靜等[14]的評價方法。冷害指數分為5個等級：0,無冷害；1,冷害面積0%～20 %；2,冷害面積為20%～40 %；3,冷害面積為40%～60 %；4,冷害面積為60%～100 %。最后,根據公式(1)計算冷害指數。

(1)

1.3.3 硬度的測定

硬度參考ZHANG等[13]的方法使用數顯式水果硬度測試儀測量水果的硬度。探針(SMSP/6)的直徑為10 mm,下壓距離為10 mm,速度為1 mm/s,重復3次,果實硬度表示為N。

1.3.4 細胞壁組分的測定

纖維素含量參考王晶英等[15]蒽酮比色法方法測定。稱取5 g樣品于燒杯中,冰浴研磨,加入冷的60%(體積分數)H2S04溶液60 mL消化1 h,將溶液轉入100 mL容量瓶中,用60%H2SO4溶液定容,搖勻后用布氏漏斗過濾于另一燒杯中。取濾液5 mL置于100 mL容量瓶中,在冷水浴中加蒸餾水定容,取2 mL樣液加0.5 mL 2%(質量分數)蔥酮,沿管壁加入5 mL濃H2SO4,沸水浴10 min,于620 nm下比色。

果膠提取及含量測定參考曹建康等[16]方法。稱取2 g樣品,加少量95%(體積分數)乙醇,冰浴研磨,轉入到50 mL離心管中,加入25 mL 95%乙醇,沸水浴30 min,取出冷卻至室溫后,8 000 r/min離心15 min,棄去上清液。如此重復3～5次。然后將沉淀放入原離心管中,加入20 mL蒸餾水,在50 ℃水浴中保溫30 min。取出冷卻至室溫后,8 000 r/min離心15 min,將上清液移入100 mL容量瓶中,加蒸餾水定容至刻度,此溶液即為可溶性果膠。然后原離心管中加入25 mL 0.5 mol/L H2SO4溶液,沸水浴1 h。取出冷卻至室溫后,8 000 r/min離心15 min,將上清液移入100 mL容量瓶中,加蒸餾水定容至刻度,此為原果膠。測定采用咔唑比色法,吸取1 mL果膠提取液于25 mL試管中,小心地沿管壁加入6.0 mL濃H2SO4,沸水浴加熱20 min,冷卻至室溫后各加入0.2 mL 0.15%(質量分數)咔唑-乙醇溶液,搖勻。在暗處放置30 min后,測定反應液在波長530 nm處的吸光度值。

1.3.5 細胞壁水解酶活性的測定

果膠酶活性使用果膠酶試劑盒測定,按照試劑盒規定進行操作,以每克樣本每小時分解果膠產生1 mg半乳糖醛酸為1個酶活力單位(U);纖維素酶活性使用纖維素酶試劑盒測定,按照試劑盒規定進行操作,以每克組織中纖維素酶每分鐘催化纖維素水解產生1 μg還原糖為1個酶活力單位(U)；β-葡萄糖苷酶活性使用β-葡萄糖苷酶試劑盒測定(北京索萊寶科技有限公司),按照試劑盒規定進行操作,以每克組織每小時產生1 nmol對硝基苯酚定義為1個酶活力單位(U)。

1.4 數據分析

采用 Excel 2010 軟件進行數據處理并制圖,結果以平均值±標準偏差表示。用SPSS 21.0軟件對實驗結果進行單因素方差分析及Duncan多重比較,顯著性水平設為0.05。

2 結果與分析

2.1 熱水處理對減輕黃瓜冷害的影響

熱水處理對低溫貯藏黃瓜冷害指數的影響如表1所示。結果表明,TG10和TG20黃瓜明顯降低了冷害發生率。冷藏2 d時,黃瓜可見冷害現象并不明顯,在貯藏(20 ℃)3 d時,各處理組冷害指數沒有顯著性差異。但TG10和TG20冷害指數僅為0.06,相比于CK降低了45.45%,相比于TG40降低了57.14%。冷藏4 d,貯藏(20 ℃)3 d時,TG20黃瓜冷害指數顯著低于CK和TG40(P<0.05),但是與TG10黃瓜無顯著差異(P>0.05)。冷藏6 d,貯藏(20 ℃)3 d后,黃瓜可見冷害現象較為明顯。TG10和TG20黃瓜冷害指數低于CK和TG40。TG20冷害指數最小為0.36,相比于CK降低了23.40%,相比于TG40降低了32.08%。說明TG10和TG20能夠有效緩解黃瓜果實的冷害現象,但是TG40卻會對黃瓜造成傷害。另外,熱處理的效果與冷藏時間有著很大關系,冷藏時間越長,效果越不明顯。

表1 熱水處理對貯后(4 ℃)黃瓜模擬貨架期時 (20±1 ℃)冷害指數的影響Table 1 Effect of hot water treatments on chilling injury index of cucumber (20±1 ℃)

2.2 熱水處理對黃瓜硬度的影響

果實硬度是衡量果實貯藏品質的重要指標之一。在果實衰老、變質的過程中,果實硬度逐漸降低。通過測定果實硬度,可以了解果實的軟化程度,從而確定果實的品質變化特點,以正確指導果蔬的貯藏。如圖1所示,隨著冷藏(4 ℃)時間的增加,各處理組黃瓜果實的硬度均逐漸降低。在4 ℃下冷藏2、4、6 d,20 ℃下放置3 d后,TG10和TG20處理組的黃瓜果實硬度均顯著高于CK(P<0.05),而TG40黃瓜果實硬度一直處于最低水平。其中,冷藏(4 ℃)4 d,貯藏(20 ℃)3 d時,熱處理效果最為明顯,相比于CK,TG20黃瓜硬度提高了14.17%。而冷藏(4 ℃)2 d,貯藏(20 ℃)3 d時,相比于CK,TG20黃瓜硬度提高了9.29%,可能是因為冷藏2 d時黃瓜果實硬度都保持在較高水平,熱處理效果不顯著。冷藏(4 ℃)6 d,貯藏(20 ℃)3 d時,相比于CK,TG20黃瓜硬度提高了12.22%,這可能是因為隨著冷藏時間的增加,梯度熱水處理的效果會逐漸減弱。

圖1 熱水處理對4 ℃冷藏(2、4、6 d)黃瓜模擬 貨架期20 ℃(3 d)果實硬度的影響Fig.1 Effects of hot water treatment on the firmness of cucumbers after storage at 4 ℃ (2,4,6 d) and shelf life at 20 ℃ (3 d)注：標注不同字母表示差異顯著(P<0.05)(下同)

2.3 熱水處理對黃瓜纖維素含量的影響

熱水處理對果實纖維素含量的影響如圖2所示,相比于CK,TG10和TG20更好地維持了果實纖維素含量,TG40不能阻止果實纖維素含量的下降。冷藏2 d,貯藏(20 ℃)3 d后,TG10和TG20黃瓜纖維素含量顯著高于CK組(P<0.05)。冷藏4 d時,TG10和TG20黃瓜纖維素含量顯著高于CK,纖維素含量分別提高了41.22%,30.57%,TG40黃瓜纖維素含量與CK差異不顯著。冷藏6 d,貯藏(20 ℃)3 d后,TG20黃瓜纖維素含量顯著高于CK,提高了15.94%,而TG10和TG40黃瓜纖維素含量與CK差異不顯著。因此,可以看出冷藏4 d時,熱處理可有效抑制了纖維素的分解,同時誘導了纖維素合成基因的表達。

圖2 熱水處理對4 ℃冷藏(2、4、6 d)黃瓜模擬貨架 期20 ℃(3 d)果實纖維素含量影響Fig.2 Effects of hot water treatment on the cellulose content of cucumbers after storage at 4 ℃ (2,4,6 d) and shelf life at 20 ℃ (3 d)

2.4 熱水處理對黃瓜果膠含量的影響

熱水處理對黃瓜果實原果膠含量的影響如圖3所示,隨著冷藏時間的增加,黃瓜果實原果膠含量不斷下降。冷藏2 d,貯藏(20 ℃)3 d后,TG10和TG20黃瓜原果膠含量與CK組無顯著差異(P>0.05),TG40黃瓜原果膠含量處于最低水平。冷藏4 d,貯藏(20 ℃)3 d后,相比于CK,TG20黃瓜原果膠含量提高了21.00%,TG10黃瓜原果膠含量與CK差異不顯著,然而TG40黃瓜原果膠含量下降了13.78%。冷藏6 d時,貯藏(20 ℃)3 d后,TG20處于最高水平1.11 mg/g。相比于CK,TG20黃瓜原果膠含量提高了21.42%,TG10提高了8.70%,TG40與CK差異不顯著。熱水處理對果實可溶性果膠含量的影響如圖4所示,可以看出冷藏2 d,貯藏(20 ℃)3 d后,各處理組黃瓜果實可溶性果膠含量沒有顯著差異,并且與新鮮黃瓜果實可溶性果膠含量基本處于同一水平。冷藏4、6 d,貯藏(20 ℃)3 d后,各處理組黃瓜果實可溶性果膠含量急劇增加,TG20黃瓜果實可溶性含量顯著低于CK(P<0.05)。

圖3 熱水處理對4 ℃冷藏(2、4、6 d)黃瓜模擬貨架期 20 ℃(3 d)果實原果膠含量影響Fig.3 Effects of hot water treatment on the protopectin content of cucumbers after storage at 4 ℃ (2,4,6 d) and shelf life at 20 ℃ (3 d)

冷藏6 d,貯藏(20 ℃)3 d時,CK組(0.60 mg/g)和TG40組(0.65 mg/g)黃瓜果實可溶性果膠含量分別是TG20(0.44 mg/g)的1.36、1.47倍。

圖4 熱水處理對4 ℃冷藏(2、4、6 d)黃瓜模擬貨架期 20 ℃(3 d)果實可溶性果膠的影響Fig.4 Effects of hot water treatment on the soluble pectin content of cucumbers after storage at 4 ℃ (2,4,6 d) and shelf life at 20 ℃ (3 d)

2.5 熱水處理對黃瓜果膠酶活性的影響

熱水處理對黃瓜果實果膠酶活性影響如圖5所示,經過冷藏后黃瓜果實果膠酶活性迅速下降。冷藏2 d,貯藏(20 ℃)3 d時,TG10黃瓜果膠酶活性顯著低于CK(P<0.05),其他處理組與CK組無明顯差異(P>0.05)。冷藏4 d,貯藏(20 ℃)3 d時,梯度熱水處理組黃瓜果膠酶活性均顯著低于CK。相比于CK,TG20黃瓜果膠酶活性降低了28.37%,TG10和 TG40黃瓜果膠酶活性分別降低了27.44%、20.93%。冷藏6 d,貯藏(20 ℃)3 d后,TG20果膠酶活性處于最低水平為0.70 U/g。相比于CK(1.29 U/g),TG10、TG20和TG40分別降低了43.59%、45.51%、3.21%。

圖5 熱水處理對4 ℃冷藏(2、4、6 d)黃瓜模擬貨架期 20 ℃(3 d)果實果膠酶活性影響Fig.5 Effects of hot water treatment on the pectinase of cucumbers after storage at 4 ℃ (2,4,6 d) and shelf life at 20 ℃ (3 d)

2.6 熱水處理對黃瓜纖維素酶活性的影響

熱水處理對黃瓜果實纖維素酶活性影響如圖6所示,冷藏2 d,貯藏(20 ℃)3 d時,黃瓜纖維素酶活性變化不大,處于443.42(TG10)～533.09 U/g,TG10和TG20黃瓜纖維素酶活性顯著低于CK(P<0.05)。冷藏4 d,貯藏(20 ℃)3 d后,梯度熱水處理組黃瓜纖維素酶活性均顯著低于CK(P<0.05)。相比于CK,TG20黃瓜纖維素酶活性降低了48.90%,TG10和 TG40黃瓜纖維素酶活性分別降低了25.27%、6.59%。冷藏6 d,貯藏(20 ℃)3 d后,TG20纖維素酶活性處于最低水平為827.04 U/g,相比于CK(1 046.26 U/g)降低了20.95%。TG10和TG40黃瓜果實纖維素酶活性與CK無顯著差異。

圖6 熱水處理對4 ℃冷藏(2、4、6 d)黃瓜模擬貨架期 20 ℃(3 d)果實纖維素酶活性的影響Fig.6 Effects of hot water treatment on the cellulase of cucumbers after storage at 4 ℃ (2,4,6 d) and shelf life at 20 ℃ (3 d)

2.7 熱水處理對黃瓜β-葡萄糖苷酶活性的影響

梯度熱水處理對黃瓜β-葡萄糖苷酶活性的影響如圖7所示,CK組黃瓜β-葡萄糖苷酶活性一直處于最高水平。冷藏2 d,貯藏(20 ℃)3 d時,梯度熱水處理組黃瓜β-葡萄糖苷酶活性均顯著低于CK。相比于CK,TG20黃瓜β-葡萄糖苷酶活性降低了58.43%,TG10和 TG40黃瓜β-葡萄糖苷酶活性分別降低了53.48%、50.79%。冷藏4 d,貯藏(20 ℃)3 d后,梯度熱水處理組黃瓜β-葡萄糖苷酶活性均顯著低于CK。相比于CK,TG20黃瓜β-葡萄糖苷酶活性降低了70.89%,TG10和 TG40黃瓜β-葡萄糖苷酶活性分別降低了70.10%、26.93%。冷藏6 d,貯藏(20 ℃)3 d后,黃瓜β-葡萄糖苷酶活性變化不大,處于3 272.09(TG20)～3 844.18 U/g。相比于CK,TG10和TG20黃瓜β-葡萄糖苷酶活性分別降低了9.80%、14.88%。

圖7 熱水處理對4 ℃冷藏(2、4、6 d)黃瓜模擬貨架期 20 ℃(3 d)果實β-葡萄糖苷酶活性影響Fig.7 Effects of hot water tr eatment on the β-glucosidase of cucumbers after storage at 4 ℃ (2,4,6 d) and shelf life at 20 ℃ (3 d)

3 討論

細胞壁位于細胞膜外,是一層較厚、較堅韌并略具彈性的結構[17]。細胞壁分為3層,即胞間層、初生壁和次生壁。胞間層由果膠多聚物組成,起到黏連細胞和緩沖擠壓的作用；初生壁緊挨胞間層,主要由纖維素、半纖維素和少量果膠組成,起到保持形狀和伸縮的作用。次生壁在初生壁內側,由原生質分泌的纖維素及少量半纖維素和木質素組成,起到增加細胞壁厚度的作用[18]。果實在貯藏過程中,β-半乳糖苷酶作用于水果軟化早期,水解β-1,4-半乳糖鍵,去除果膠側鏈上的半乳糖殘基,使中性糖與果膠、纖維素和半纖維素分離[8]。隨后,果膠甲酯酶與半乳糖醛酸殘基的C-6位甲酯化羧基反應,生成多聚半乳糖醛酸和甲醇。多聚半乳糖醛酸酶則水解多聚半乳糖醛酸中α-1,4-2-D-半乳糖苷鍵,導致果膠降解[19-20]。同時纖維素酶是由內葡聚糖酶、外葡聚糖酶和葡萄糖苷酶組成的多酶系統,可以使含β-1,4糖苷鍵的半纖維素分解[21-22]。

細胞壁組分中果膠物質、纖維素、半纖維素含量是影響果實質地的重要因素[23]。纖維素是植物細胞壁的主要組成部分,對細胞起著骨架支持和保護作用。黃瓜果實中纖維素的含量對果蔬品質和貯藏性質變化有重要影響,在其抗逆性方面有重要意義。在本實驗中,相比于CK,TG10和TG20更好地維持了果實纖維素含量,而TG40不能阻止果實纖維素含量的下降。尤其是冷藏4 d,貯藏(20 ℃)3 d時,TG10和TG20黃瓜纖維素含量顯著高于CK,相比于CK,TG10和TG20黃瓜纖維素含量分別提高了41.22%,30.57%。沈麗雯等[12]用42 ℃熱水處理“金田208” 黃瓜10 min后,于(2±1)℃下貯藏,發現熱激處理會導致纖維素含量出現升高的現象。陳亞敏等[24]認為纖維素含量的增加一方面可能是原本以微纖絲的結構形式存在于細胞壁內的纖維素分子發生解離,導致纖維素含量增加；另一方面可能是熱水處理誘導了纖維素合成基因表達的同時有效抑制了纖維素酶活性。果膠物質即多聚半乳糖醛酸,是一種植物膠,主要存在于果實細胞初生壁和中膠層中,起著黏結細胞個體的作用。最初,果膠物質和纖維素結合以原果膠的形式存在,使果實顯得堅實、脆硬。隨著果實的成熟衰老,果膠物質逐漸與纖維素分離形成易溶于水的果膠,使果實組織變得松弛,軟化,硬度下降[7]。在本實驗中,隨著冷藏時間的增加,黃瓜果實原果膠含量不斷下降,可溶性果膠呈不斷上升的趨勢。冷藏4 d,貯藏(20 ℃)3 d后,相比于CK,TG20黃瓜原果膠含量增加了21.00%,可溶性果膠含量下降了17.96%。TG40黃瓜原果膠含量下降了13.78%。冷藏6 d,貯藏(20 ℃)3 d后,相比于CK,TG20黃瓜原果膠含量提高了21.42%,可溶性果膠含量下降了26.42%。TG10黃瓜原果膠提高了8.70%,可溶性果膠含量下降了15.24%。果膠含量和結構的改變會直接影響果蔬的質構特征[25]。VICENTE 等[26]將草莓在45 ℃的熱空氣下處理3 h,之后在 20 ℃下保存2 d,發現與未熱處理的草莓果實相比有更高的原果膠,更低水平的可溶性果膠。LUO 等[27]分別用40、45、50 ℃熱空氣處理楊梅果實3 h,發現與20 ℃處理3 h的果實相比,熱處理減緩了螯合性和堿溶性果膠物質的解聚,并且抑制了水溶性果膠物質的增加。

低溫會增強果實中果膠甲基酯酶、多聚半乳糖醛酸酶和纖維素酶的酶活性,從而加速果膠的溶解,也增加了半纖維素和纖維素的流失[28-29]。因此果實細胞壁物質的降解與細胞壁降解酶活性以及細胞壁降解酶相關基因的表達和調控密切相關[30]。果膠酶是一種分解果膠物質的復合酶,主要包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠甲酯酶和果膠裂解酶(pectinlyase,PL)等。纖維素酶是一種復合酶,可以將纖維素逐步水解并最終生成β-葡萄糖。β-葡萄糖苷酶是纖維素酶的一個主要組分,它主要作用于纖維素水解的最后一步,將纖維寡糖水解為葡萄糖。β-葡萄糖苷酶的活性能夠更加直觀反映纖維素水解的程度。本實驗中,冷藏2 d,貯藏(20 ℃)3 d時,TG10黃瓜果膠酶活性顯著低于CK(P<0.05),其他處理組與CK組無明顯差異；TG10和TG20黃瓜纖維素酶和β-葡萄糖苷酶活性顯著低于CK(P<0.05)。冷藏4 d,貯藏(20 ℃)3 d時,梯度熱水處理組黃瓜果膠酶、β-葡萄糖苷酶活性均顯著低于CK；相比于CK,TG20黃瓜纖維素酶活性降低了48.90%,TG10和 TG40黃瓜纖維素酶活性分別降低了25.27%、6.59%；冷藏6 d,貯藏(20 ℃)3 d后,TG20果膠酶活性處于最低水平為0.70 U/g；TG 20纖維素酶活性處于最低水平為827.04 U/g,相比于CK(1 046.26 U/g)降低了20.95%；β-葡萄糖苷酶活性變化不大,處于3 272.09(TG20)～3 844.18 U/g。趙云峰等[19]用45 ℃熱空氣處理茄子24 h,發現與對照果實相比,熱處理可有效延緩PME、PG、Cx和β-Gal活性的上升,抑制離子結合型果膠、共價結合型果膠、半纖維素和纖維素含量的下降。沈麗雯等[12]、VICENTE等[26]分別對黃瓜、草莓果實進行熱處理,也發現了同樣的結論。但是,也有與此結論相反的報道,ZHANG等[31]用55 ℃熱水處理杧果果實10 min后置于5 ℃貯存3周,發現相較于未用熱水處理果實,熱水處理的果實細胞壁組分中含更多的水溶性果膠,使聚半乳糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶維持更高的酶活性,并降低果膠甲酯酶的活性。羅自生等[32]、茅林春等[33]發現熱處理對竹筍、桃果實的影響與此一致。由此可見,熱處理對果蔬細胞壁代謝的影響與果實類型有十分緊密的關系。

綜上,TG10和TG20梯度熱水處理應該是通過降低細胞壁水解酶活性,從而抑制原果膠的水解以及纖維素的分解,以達到減輕貯后黃瓜冷害,保持較高硬度的效果。相反TG40對黃瓜果實表現出較大的傷害,這可能是溫度在短時間內迅速變化而嚴重損害黃瓜果實的內部調節系統導致的。

4 結論

本研究結果表明TG10和TG20梯度熱水處理能夠顯著減輕貯后黃瓜冷害,使黃瓜果實保持較高硬度。與對照組相比,TG10和TG20有效抑制了細胞壁水解酶活性的上升,從而延緩了原果膠的水解以及纖維素的分解,以達到減輕貯后黃瓜冷害,保持較高硬度的效果。不過TG20黃瓜果實硬度、原果膠含量顯著高于TG10,可溶性果膠含量、纖維素酶活性顯著低于TG10,關于果膠酶和β-葡萄糖苷酶活性兩者無顯著性差異。因此,從處理效果和經濟成本兩方面來說,TG20要優于TG10。相反TG40黃瓜果實表現出較差的狀態。另外,梯度熱水處理對冷藏(4 ℃)2 d的黃瓜處理效果不太明顯,對冷藏(4 ℃)4 d的黃瓜處理效果最好,對冷藏(4 ℃)6 d的黃瓜處理效果比較微弱。因此,梯度熱水處理減輕貯后黃瓜冷害的機理研究是十分必要的,并且梯度升溫的范圍以及果蔬冷藏的時長等都是影響貯后熱處理效果的關鍵因素。