低能微波对猕猴桃采后成熟衰老的影响

戴美娟， 董 明， 彭 超， 徐 昊， 季月月

(安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽 合肥230036)

猕猴桃是猕猴桃科植物猕猴桃的果实，属于呼吸跃变型果实［1-3］。猕猴桃的营养价值高，被誉为水果之王，但其皮薄汁多，常温下易软化腐烂，采后损失率高达35%左右［4］。因此，如何控制猕猴桃的采后成熟衰老具有重要意义。

近几年，微波的生物效应已经引起大家的广泛关注［5-6］。微波的热效应已经广泛被应用于食品、医药、化工等领域，包括各种化学物质的合成、酶的灭活及食品的干燥、加热和杀菌等［7-10］。微波的非热效应指在没有明显温度变化或温度处于亚致死的情况下，细胞所发生的生理、生化和功能上的变化，又称生物学效应［11］。微波的非热效应还处于研究阶段，对生物的研究也仅限于动物［12-14］，对于植物微波非热生物效应的报道几乎没有。因此，开展微波对猕猴桃的非热生物效应的研究具有深远意义。

本试验选取海沃德和皖翠2 个猕猴桃品种，进行微波处理并冷藏，通过对其贮藏过程中的呼吸生理、贮藏品质及抗氧化系统的研究，探讨低能微波处理对不同猕猴桃成熟衰老的影响，为低能微波在猕猴桃贮藏中的应用提供理论和实践依据。

1 材料与方法

1.1 材料和仪器

生理成熟期的海沃德和皖翠猕猴桃，于2012 年11 月6 日在霍邱县皖西猕猴桃研究所采收，随机选取大小均匀，成熟度相对一致，无病虫害、机械伤的果实进行试验。采收当天运抵实验室，每个品种分别随机选取10 个果实，并检测其初始指标。

1.2 微波处理方法

分别取海沃德、皖翠果实4 500 g，每次(1 500±50)g 用120 W 微波处理60 s，共3 次。不做微波处理作为对照。结束处理后，立即将猕猴桃放入1 ℃冷库中冷却5 min［15］，使微波处理和对照的猕猴桃果心温度降至(1.0±0.5)℃，然后将试验用果分别用PE 袋折口包装，4 个组分别装4 箱，贮藏于(1.0±0.5)℃、相对湿度75%的冷库中。贮藏过程中每

20 d 进行1 次指标测定，共进行7 次。

1.3 测定项目及方法

1.3.1 呼吸强度的测定 每个处理组分别随机取出6 个猕猴桃(标记)，在贮藏温度下，用CXH-3010F 型红外CO2分析仪检测果实呼出的CO2含量，平行3 次，取其平均值，根据公式(1)算出呼吸强度。

呼吸强度［ml/(kg·h)，CO2］=F×60×CO2×10-6×(44/22.5)×［273/(273+t)］/mf(1)

公式中，F为呼吸强度仪读取的数值，t为贮藏温度(℃)，CO2为呼吸强度仪检测出猕猴桃呼出的CO2量(μg/g)，mf指果实鲜质量(kg)。

1.3.2 果实品质指标的测定 每个处理组分别随机取6 个猕猴桃。用GY-1 型果实硬度计分别测定6 个果实对称两颊去皮果肉的硬度，取其平均值;用PAL-1 型手持折光仪分别测定6 个果实的可溶性固形物含量，取其平均值。可滴定酸含量的测定采用酸碱滴定法;VC含量的测定采用2，6-二氯酚靛酚滴定法。取样时6 个果实不同部位混合称量，每个指标平行3 次，取其平均值。

1.3.3POD和SOD活性的测定POD酶液制备:称取2.5 g 果肉，置于预冷的研钵中，加入2.5 ml 经4 ℃预冷的提取缓冲液，冰浴条件下研磨匀浆后，转入离心管中，4 ℃、10 000×g离心30 min，收集上清液，备用。POD酶活力测定:采用愈创木酚法［16］，即加入3.0 ml 愈创木酚，0.5 ml 酶液，然后加入200 μl H2O2，迅速摇匀倒入比色杯中，第一次测定时间为15 s，之后每1 min 测1 次。每组做3 个平行，取其平均值。

SOD酶液制备:称取2.5 g 果肉，置于预冷的研钵中，加入2.5 ml 经4 ℃预冷的提取缓冲液，冰浴条件下研磨匀浆后，转入到离心管中，4 ℃、10 000g离心30 min，收集上清液，备用。SOD酶活力测定:采用邻苯三酚自氧化法［17-18］，即在试管中加入pH 8.2 的50 mmol/L Tris-HCl 缓冲液4.5 ml，于25 ℃保温20 min，然后加入预热的45 mmol/L 连苯三酚10 μl(对照管用缓冲溶液代替)，迅速摇匀倒入比色杯，每隔30 s 在325 nm 处测定吸光值，即可测出连苯三酚的自氧化速率(一般要求自氧化速率控制在0.07OD/min)。然后，重复上述过程，所不同的是在加入缓冲液后再加入10 μl 待测酶样，测出连苯三酚在SOD酶抑制情况下的氧化速率。两者的差值即为SOD的OD值。每组做3 个平行，取其平均值。

1.3.4 数据处理 用SPSS 软件进行作图、单因素分析及相关性分析。

2 结果

2.1 低能微波对2 种猕猴桃呼吸速率的影响

呼吸速率的变化与猕猴桃采后成熟度有着密切联系。由图1 可以看出，2 种猕猴桃呼吸速率变化的趋势大致相同，均呈先下降再上升，然后再下降的趋势，在贮藏40 d 时呼吸速率均达到最大，这可能与果实的成熟衰老有关。2 种猕猴桃微波处理的呼吸速率都明显低于对照，并在贮藏40 d 时，2 种处理间的差异均达到极显著水平(P＜0.01)。这些说明低能微波对猕猴桃呼吸速率有一定的抑制作用。同时还发现，海沃德猕猴桃的整体呼吸速率均低于皖翠猕猴桃，这可能是品种间的差异造成的［19］。

图1 低能微波对2 种猕猴桃呼吸速率的影响Fig.1 Effect of low-power microwave on respiratory rates of two kinds of kiwifruits

2.2 低能微波对2 种猕猴桃维生素C 含量的影响

维生素C(VC)是人类营养中最重要的维生素之一，也是猕猴桃中最具代表性的营养品质指标之一。如图2 所示，海沃德和皖翠的VC含量随贮藏时间的延长而先增加然后再逐渐下降。2 个品种的猕猴桃处理组的VC含量在整个贮藏期间均高于对照。同时还发现，海沃德VC含量高于皖翠，并且海沃德在贮藏60 d 时维生素C 含量达到最大值，皖翠在贮藏40 d 时达到最大值。因此，低能微波在一定程度上抑制维生素C 含量的下降，并且在海沃德猕猴桃上的抑制效果更好。

图2 低能微波对2 种猕猴桃维生素C 的影响Fig.2 Effect of low-power microwave on vitamin C content in two kinds of kiwifruits

2.3 低能微波对2 种猕猴桃硬度和可溶性固形物含量的影响

硬度和可溶性固形物含量能直接反映猕猴桃成熟程度和品质状况。由图3 所示，2 种猕猴桃果实硬度均随着贮藏时间的延长而下降，其中低能微波处理的果实硬度下降程度均低于对照。在贮藏第40 d、60 d、100 d 时，低能微波处理的海沃德果实硬度均显著高于对照(P＜0.05)，而在整个贮藏期间，低能微波处理的皖翠果实硬度均极显著高于对照(P＜0.01)。由图4 所示，2 种猕猴桃果实可溶性固形物含量均随着贮藏时间的延长呈上升趋势，其中低能微波处理的果实可溶性固形物含量的上升程度均低于对照。在贮藏第40 d、60 d、100 d，低能微波处理的皖翠果实可溶性固形物含量分别比对照低11.4%、10.6%、12.5%，且差异达到极显著水平(P＜0.01);在贮藏第20 d、120 d、140 d 时，低能微波处理的皖翠果实可溶性固形物含量均显著低于对照(P＜0.05)(图4)。在贮藏第40 d、80 d、120 d、140 d 时，低能微波处理的海沃德可溶性固形物含量均显著低于对照(P＜0.05)，而在贮藏第20 d、60 d、100 d 时两者间差异不显著。可见，低能微波处理能有效减缓猕猴桃硬度的下降和可溶性固形物含量的上升，其中低能微波对皖翠猕猴桃硬度、TSS 的影响较海沃德猕猴桃更明显。

图3 低能微波对2 种猕猴桃硬度的影响Fig.3 Effect of low-power microwave on firmness of two kinds of kiwifruits

2.4 低能微波对2 种猕猴桃抗氧化性的影响

超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)是猕猴桃体内重要的活性氧清除酶，属于保护性酶类，可以减少自由基对膜的损伤，达到延缓细胞衰老的目的。由图5 和图6 所示，2 种猕猴桃SOD和POD活性均呈先上升再下降趋势，SOD活性在贮藏第20 d 时达到最大，而POD活性则在贮藏第100 d 达到最大。可见，SOD主要是在成熟前期进行保护作用，而POD则主要是在成熟后期作用。在整个贮藏过程中，低能微波处理的2 种猕猴桃SOD、POD活性均高于对照。在贮藏第20 d 时，低能微波处理的海沃德果实SOD活性显著高于对照(P＜0.05)，而皖翠果实SOD活性与对照间差异不显著;在其他各个时期，2 种猕猴桃SOD活性与对照间差异均不显著(图5)。低能微波处理的海沃德果实POD活性在贮藏第60 d 显著高于对照(P＜0.05)，皖翠果实POD活性在贮藏第40 d、60 d、80 d、100 d 显著高于对照(P＜0.05);其他各个时期2 种猕猴桃POD活性与对照间差异均不显著(图6)。可见，低能微波在一定程度上能提高SOD、POD活性，增强猕猴桃清除自由基的能力，延缓衰老;另外，低能微波对皖翠果实POD活性的影响大于海沃德。

图4 低能微波对2 种猕猴桃可溶性固形物含量的影响Fig.4 Effect of low-power microwave on soluble solids contents of two kinds of kiwifruits

图5 低能微波对2 种猕猴桃超氧化物歧化酶活性的影响Fig.5 Effect of low-power microwave on superoxide dismutase activities of two kinds of kiwifruits

图6 低能微波对2 种猕猴桃过氧化物酶活性的影响Fig.6 Effect of low-power microwave on peroxidase activities of two kinds of kiwifruits

3 讨论

猕猴桃采后极易发生呼吸跃变，果实的成熟度与呼吸强度密切相关［16］。本试验发现，在低温下贮藏的猕猴桃有明显的呼吸峰，低能微波处理后能显著抑制海沃德和皖翠果实的呼吸速率，延长猕猴桃的贮藏期。另外，海沃德果实呼吸速率低于皖翠果实，这与王仁才等［19］的观点相一致，即猕猴桃不同品种的耐贮性具有明显差异，其呼吸强度也存在显著差异，耐贮品种呼吸强度低。

试验还发现，低能微波处理显著抑制了海沃德和皖翠果实硬度的下降和可溶性固形物含量的上升，有效减缓了维生素C 含量的下降，且2 种猕猴桃的TSS 含量与硬度呈现很好的负相关性(r海沃德=-0.870、r皖翠=-0.983)。这可能因为微波的非热生物效应对2 种猕猴桃细胞膜产生了一定作用，干扰了植物细胞的正常代谢和成熟衰老，使得膜的通透性发生了有利于贮藏的改变［20-21］，从而较好的保持了猕猴桃细胞膜的通透性，从而有效控制了TSS 含量的上升，继而减缓了硬度。这也与Adey［22］的观点一致，认为细胞膜是电磁场作用的靶体。

SOD主要在贮藏前期催化体内的歧化反应，使超氧阴离子自由基(O2·-)转化为H2O2和O2，H2O2再进一步分解成H2O 和O·-2。POD作为抗氧化酶系统中的组成部分与SOD协调一致，维持细胞内自由基的低水平，防止自由基的毒害。很多研究结果表明，POD对环境十分敏感，一些环境物理因素(微重力、磁场、激光等)都是通过POD活性的升高来调节生理代谢［23］。本试验结果表明，用低能微波处理后，2 种猕猴桃SOD、POD活性都有所提高，SOD、POD活性的提高可以减少活性氧积累对膜的损伤，延缓猕猴桃果实后熟衰老，从而延长果实保鲜期，这与Rupinder 等［24］在芒果上的研究结果一致。试验还发现，微波处理对海沃德果实SOD活性的提高程度高于皖翠。这可能因为品种间的差别而引起的，具体机理有待进一步的研究。

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