不同贮藏温度对黄秋葵采后品质及木质化的影响

陈廷慧，曾加庆，罗炜华，王娅玲，龚 霄,*，魏长宾

（1.中国热带农业科学院农产品加工研究所，农业农村部热带作物产品加工重点实验室，广东 湛江 524001；2.海南省果蔬贮藏与加工重点实验室，广东 湛江 524001；3.云南农业大学热带作物学院，云南 普洱 665099；4.华中农业大学食品科学技术学院，湖北 武汉 430070；5.中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，广东 湛江 524001）

黄秋葵（Abelmoschus esculentusL.Moench）为锦葵科一年生单子叶草本植物，又称金花葵、补肾草、羊角豆、咖啡黄葵、毛茄等，普遍分布于热带和地中海气候地区，在我国江西、山东、广东、云南等省份均有种植[1-2]。黄秋葵是一种菜、花兼用型植物，可供食用部分为其嫩果荚，肉质鲜嫩，营养丰富，其嫩果富含蛋白质、多糖、VC、粗纤维、游离氨基酸以及多种微量元素，汁液含有丰富的果胶、多糖等，具有保护胃黏膜、降血脂、抗疲劳、抗肿瘤等功效[3-6]。但黄秋葵采收期在5—9 月，此时气温较高，其果实表面积较大、气孔发达，水分损失及呼吸消耗极快，常温放置极易出现失水萎蔫、表皮霉变、果肉木质化等问题，失去商品价值，这严重制约了我国黄秋葵的流通和发展[7-9]。

温度是热带果蔬贮藏品质和周期的重要影响因素之一，适当的低温贮藏能有效抑制果蔬贮藏过程的代谢活动，显著减缓营养成分的流失，从而延长果蔬的贮藏期[10]。程志华等[11]通过测定不同贮藏温度条件下番荔枝果实的生理生化指标，发现4 ℃贮藏可以有效减缓番荔枝木质素的积累，较好地保持果实品质，有效延缓果实木质化现象。李宣林等[12]发现，筇竹笋采后极易老化腐烂，低温处理可以有效减缓其木质化进程，延长贮藏周期。然而，在猕猴桃[13]、枇杷[14]、茄子[15]等果蔬的低温贮藏研究中发现，低温会刺激果蔬体内木质素的生物合成，严重影响果蔬的食用品质。张碧青等[16]和辛松林等[17]研究了不同贮藏温度对采后黄秋葵贮藏品质的影响，结果均表明低温贮藏（4～9 ℃）可以延缓黄秋葵采后贮藏期间发生的品质劣变，显著延长其贮藏周期。但是，不同贮藏温度下黄秋葵采后品质劣变和木质化相关的生物学机制尚未阐述清楚。本研究以黄秋葵为试验材料，分别置于4 ℃和25 ℃下贮藏，探究不同贮藏温度对黄秋葵采后营养品质、木质素含量、纤维素含量以及抗氧化酶活性的影响，以期为黄秋葵采后贮藏提供一定的理论参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

黄秋葵，由中国热带农业科学院南亚热带作物研究所提供；无水乙醇、考马斯亮蓝、2,6-二氯靛酚、葡萄糖、溴乙酰、正己烷、冰醋酸、氢氧化钠、邻苯二甲醛、番红O染色剂、固绿FCF染色剂、蒽酮、L-苯丙氨酸、聚乙烯吡咯烷酮、邻苯二酚、愈创木酚、过氧化氢、甲硫氨酸、氮蓝四唑等，均为市售分析纯；聚乙烯（PE）塑料薄膜袋，购自河北网世包装有限公司。

1.1.2 仪器与设备

UV-1780型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；HH-2型数显恒温水浴锅，常州澳华仪器有限公司；TP-214型电子分析天平，赛多利斯科学仪器（北京）有限公司；3-30K型低温高速离心机，德国Sigma公司；DHG-9033BS-III型电热恒温鼓风干燥箱，上海新苗医疗器械制造有限公司；BX53M型光学显微镜，日本奥林巴斯公司；HT-7700型透射电子显微镜，日本日立公司。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

选择大小、成熟度基本一致，无病虫害和机械损伤的黄秋葵果实，随机分成两组，每组200 个，分为3个平行，并用聚乙烯塑料薄膜袋（厚度0.03 mm，规格500 mm×800 mm）扎好，分别置于温度4、25 ℃，相对湿度80%条件下贮藏。25 ℃处理在0、1、3、6、9、11、12 d取样和测定相关指标，4 ℃处理在0、3、7、9、13、17、21、23 d取样用于各项指标的测定，每个平行重复3次。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 失重率

采用称量法进行测定，计算公式如下：

1.2.2.2 果实细胞组织的形态结构观察

石蜡切片观察：采用康云艳等[18]的方法制作切片，并用番红-固绿染色剂染色，后在光学显微镜下观察并拍照。番红能够将植物组织木质化的部分染成红色，固绿则将富含纤维素组织的细胞壁染成蓝绿色。透射电镜观察（TEM）：参考Deng 等[19]的方法制作切片。

1.2.2.3 叶绿素含量

参考谢宇奇[20]的方法进行测定。

1.2.2.4 可溶性蛋白含量

参考曹建康等[21]的方法，采用考马斯亮蓝染色法测定。

1.2.2.5 VC含量

参考陈文烜[22]的测定方法，采用2,6-二氯靛酚滴定法进行测定。

1.2.2.6 木质素含量

参考陈发河等[23]的方法，并稍加修改。取3 g黄秋葵样品，加5 mL 95%乙醇匀浆，4 000 r/min 离心5 min，弃掉上清液，用95%乙醇清洗管底沉淀物3次，再用正己烷与无水乙醇体积比为2∶1的溶液清洗3次，置于50 ℃烘箱中干燥后，加入25%溴乙酰冰醋酸溶液使其溶解，70 ℃水浴加热30 min，加入0.9 mL 2 mol/L氢氧化钠溶液终止反应，再加入0.1 mL 7.5 mol/L羟胺盐酸，并用冰醋酸定容至10 mL，然后以4 000 r/min离心5 min，吸取上清液用冰醋酸稀释30倍后在280 nm处测定吸光度值，以OD280nm/g表示木质素含量。

1.2.2.7 纤维素含量

参考曹建康等[21]的方法，采用蒽酮比色法测定。

1.2.2.8 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性

参考王玲等[24]的方法进行测定，以每克样品每小时反应体系在290 nm 处吸光度值变化0.01为一个酶活性单位（U）。

1.2.2.9 多酚氧化酶（PPO）活性

参照崔志宽[25]的方法。记录反应体系在波长420 nm 处的吸光度值，以每克样品每分钟吸光度变化0.01为一个酶活性单位（U）。

1.2.2.10 过氧化物酶（POD）活性

参照Giménez 等[26]的测定方法，以1 min 内反应体系在470 nm 处的吸光度值增加0.01 为1 个过氧化物酶活性单位（U）。

1.2.2.11 超氧化物歧化酶（SOD）活性

参照黄余年[27]的测定方法，以每克样品在反应体系中对氮蓝四唑光化还原抑制率为50%时所对应的SOD量为一个酶活性单位，结果以U/g表示。

1.2.2.12 过氧化氢酶（CAT）活性

参照Gao等[28]的方法，以240 nm处吸光度值每分钟减少0.01作为一个CAT活性单位（U）。

1.2.3 数据处理

试验数据通过Excel 2010 软件统计和整理，采用SPSS 20.0软件进行方差分析，采用Duncan法检验差异显著性，并采用Origin 2022软件进行绘图。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏温度下黄秋葵失重率的变化

失重率是反映果蔬货架品质和采后失水程度的一项重要指标，失重率越高表明果蔬体内水分损失越严重。如图1 所示，在整个贮藏期间，不同贮藏温度的黄秋葵采后失重率均表现出上升的趋势。黄秋葵在25 ℃贮藏条件下的失重率上升速度最快，贮藏12 d 时达到了28.7%，其果肉纤维化严重，此时不适于食用。而4 ℃贮藏条件下的黄秋葵果实贮藏23 d时失重率仅为26.6%。由此表明，低温贮藏能够显著减缓黄秋葵体内水分的流失，保持较好的品质。

图1 不同贮藏温度下黄秋葵失重率的变化Fig.1 Changes of weight loss rate of okra at different storage temperatures

2.2 采后黄秋葵果肉细胞结构观察

从番红-固绿染色的石蜡切片结果中可知，木质化细胞呈红色，纤维素细胞组织呈蓝绿色。新鲜黄秋葵果实的细胞壁很薄，不同贮藏温度下的果实细胞壁均出现了增厚（图2），此结果与李永平等[29]的报道一致。与4 ℃贮藏的果实相比，25 ℃贮藏的果实细胞壁增厚显著，木质化细胞组织更多（图2B和图2C）。经透射电镜观察，新鲜黄秋葵果实的细胞结构饱满且完整，细胞壁颜色较浅（图2D）。4 ℃和25 ℃贮藏后的果实细胞出现变形，大量木质素颗粒沉积在细胞壁内侧，细胞壁呈现不均匀增厚，结果与程志华等[11]对番荔枝木质化细胞的观察结果一致。综合观察结果表明，低温贮藏能有效抑制黄秋葵果实采后细胞壁的增厚，从而延缓果实采后木质化进程。

图2 不同贮藏温度下黄秋葵果实细胞结构变化Fig.2 Changes of cell structure of okra fruits at different storage temperatures

2.3 不同贮藏温度下黄秋葵叶绿素含量的变化

黄秋葵采后果皮颜色变化与叶绿素含量密切相关，总叶绿素含量由叶绿素a和叶绿素b的含量共同决定。由图3可以看出，在整个贮藏过程中，不同贮藏温度下黄秋葵的叶绿素a（图3A）、叶绿素b（图3B）和总叶绿素（图3C）含量均呈现先增加后减少的特点。贮藏0～9 d 时，4 ℃贮藏的黄秋葵果实总叶绿素含量高于25 ℃贮藏的黄秋葵，随后4 ℃贮藏黄秋葵果实总叶绿素含量急剧下降，最后降至0.074 mg/g，可能是低温胁迫破坏了叶绿素超微结构，使叶绿素被降解。结果表明，低温能有效保留贮藏前期黄秋葵果实中的叶绿素含量。

图3 不同贮藏温度下黄秋葵叶绿素含量的变化Fig.3 Changes of chlorophyll content of okra at different storage temperatures

2.4 不同贮藏温度下黄秋葵可溶性蛋白质含量的变化

可溶性蛋白质参与果蔬体内多种新陈代谢的调控过程，与其成熟、衰老、抗逆性等密切相关[30]。由图4可知，两组黄秋葵采后可溶性蛋白质含量均呈现先下降后上升再下降的变化趋势，可能是果实体内可溶性蛋白质合成与分解相关酶在果实衰老过程中不断调控的结果。25 ℃贮藏条件下，可溶性蛋白质含量从初值0.59 mg/g 降至第12 天的0.24 mg/g；4 ℃条件下贮藏于第9天出现高峰（0.76 mg/g），随后不断降低，贮藏第23天降至0.39 mg/g。整体来看，在整个贮藏期间，4 ℃贮藏的黄秋葵果实的可溶性蛋白质含量显著高于25 ℃处理组（P＜0.05）。因此，低温可以延缓可溶性蛋白的损耗，更有利于保持黄秋葵的品质。

图4 不同贮藏温度下黄秋葵可溶性蛋白质含量的变化Fig.4 Changes of soluble protein content of okra at different storage temperatures

2.5 不同贮藏温度下黄秋葵VC含量的变化

VC 是一种还原剂，能够清除果实内部自由基。新鲜水果贮藏一段时间后，氧气与VC氧化酶会破坏VC 的活性，导致VC 含量逐渐下降，因此贮藏时间越长，损失也越多[31]。由图5 可知，随着贮藏时间的延长，不同贮藏温度下黄秋葵的VC 含量均呈下降趋势。贮藏12 d 时，25 ℃贮藏条件的黄秋葵果实VC含量下降了43.46%，而在4 ℃贮藏13 d的黄秋葵仅下降了10.25%，这主要是因为低温抑制了VC氧化酶的活性，减缓了VC的损耗。在整个贮藏期间，4 ℃贮藏的黄秋葵VC 含量显著高于25 ℃贮藏的黄秋葵（P＜0.05），说明4 ℃贮藏能够有效减缓黄秋葵果实VC含量的损失，更好地保留其营养品质。

图5 不同贮藏温度下黄秋葵VC含量的变化Fig.5 Changes of vitamin C content in okra at different storage temperatures

2.6 不同贮藏温度下黄秋葵木质素和纤维素含量的变化

木质素和纤维素是植物细胞壁的重要组成部分，是引起果蔬木质化和纤维化的重要因素。由图6可以看出，不同贮藏温度下黄秋葵的木质素和纤维素含量均随着贮藏时间的延长呈现增加的趋势。整体来看，25 ℃贮藏的黄秋葵木质素和纤维素含量积累速率比4 ℃贮藏的要快，均在贮藏第9 天时达到峰值（7.23 OD280nm/g和9.25 mg/g），而4 ℃贮藏23 d的黄秋葵木质素和纤维素含量分别为6.14 OD280nm/g和8.99 mg/g。结果表明，低温贮藏能有效抑制黄秋葵果实木质素和纤维素合成速率，较好地保持果实的商品价值。

图6 不同贮藏温度下黄秋葵木质素（A）含量和纤维素（B）含量的变化Fig.6 Changes of lignin content(A)and cellulose content(B)of okra at different storage temperatures

2.7 不同贮藏温度下黄秋葵PAL活性的变化

PAL 是催化苯丙烷类代谢途径第一步反应的关键酶，在木质素沉积中扮演着重要角色。由图7可知，在整个贮藏期间，不同贮藏温度下黄秋葵果实PAL活性均呈现先下降后上升再下降的趋势。在25 ℃贮藏0～3 d时，黄秋葵果实PAL活性缓慢下降，随后缓慢上升，至第9 天时活性最高（14.27 U/g），而后活性逐渐降低。4 ℃贮藏0～7 d 时，黄秋葵果实PAL 活性迅速下降，可能是较低的贮藏温度有效抑制了果实体内PAL活性，而随后活性急剧上升，至第17天出现最大值（20.86 U/g），17 d 后活力逐渐下降。综上可知，在贮藏过程中，黄秋葵果实PAL活性逐渐升高，木质素合成增加，但在果实体内合成大量木质素之后，又会反馈抑制PAL 活性，防止木质素的过度积累。在贮藏9 d 后，4 ℃贮藏的黄秋葵PAL 活性显著高于25 ℃贮藏，可能是不适当的低温激发了冷敏感黄秋葵果实中PAL活性，促进了木质素的合成，从而提高了果实的抗逆性，该结果与李甜竹等[32]的报道一致。

图7 不同贮藏温度下黄秋葵PAL活性的变化Fig.7 Changes of PAL activity of okra at different storage temperatures

2.8 不同贮藏温度下黄秋葵抗氧化酶活性的变化

抗氧化酶对植物细胞具有保护作用，可以减轻活性氧的伤害，且抗氧化酶和抗冷性呈正相关[33]。PPO是一类在植物中广泛分布的含铜氧化还原酶，其活性与果实褐变程度有关。由图8A可知，不同贮藏温度的黄秋葵PPO 活性均随贮藏时间延长整体呈波动上升的趋势，这可能是果实体内自身代谢不断反馈调节的结果。贮藏0～13 d时，4 ℃贮藏的黄秋葵果实PPO活性显著低于25 ℃组（P＜0.05）；贮藏第17 天时，4 ℃贮藏的PPO活性急剧上升至峰值（17.30 U/g），显著高于25 ℃贮藏11 d 时的高峰值（16.00 U/g）（P＜0.05），可能与贮藏后期低温环境引起果实体内生理紊乱有关。综上表明，4 ℃低温贮藏可抑制黄秋葵果实PPO活性的上升，有利于延缓果实褐变进程。

图8 不同贮藏温度下黄秋葵抗氧化酶活性的变化Fig.8 Changes of antioxidant enzyme activity of okra at different storage temperatures

POD、SOD、CAT 是植物体内酶促防御系统中重要的保护酶，可以清除活性氧和自由基，使其活性维持在较低水平，从而减轻对细胞组织的伤害，使果实采后耐贮性增强[34]。由图8B可知，在整个贮藏期间，不同贮藏温度的黄秋葵POD活性总体均呈现波动下降的趋势。但是4 ℃贮藏的黄秋葵果实POD 活性在整个贮藏过程中显著高于25 ℃组（P＜0.05），表明低温贮藏能有效减缓POD 活性的降低，保持黄秋葵采后品质。

如图8C所示，随着贮藏时间的延长，不同贮藏温度下黄秋葵SOD 活性均呈先上升后波动下降的趋势，这可能与果实在成熟衰老过程中不断进行自我调节有关。在贮藏前期，不同贮藏温度的黄秋葵果实SOD 活性急剧上升至最大值，25 ℃贮藏1 d 时出现峰值（1 535.99 U/g），4 ℃贮藏在第3 天时出现峰值（1 608.42 U/g），可能是果实采摘后出现伤口，促进了自由基和过氧化氢的生成，诱导提高体内SOD活性，增强果实的防御能力[35]。在整个贮藏期间，4 ℃贮藏的黄秋葵果实SOD 活性始终显著高于25 ℃组（P＜0.05），表明低温贮藏能使果实SOD 活性保持在相对较高的水平，从而保持较好的贮藏品质。

图8D 显示了不同贮藏温度的黄秋葵CAT 活性的变化，在整个贮藏期间，25 ℃贮藏的黄秋葵CAT活性表现为先上升后下降的趋势，在贮藏第3 天时，出现最大值，为39.74 U/mg pro，可能是果实在贮藏过程中产生了较多的活性氧和自由基，诱导CAT的合成。4 ℃贮藏的黄秋葵CAT活性呈先下降后上升的趋势，在贮藏第9天时活性最低（20.88 U/mg pro），贮藏21 d时达最高（48.75 U/mg pro），可能是果实在低温环境中激发了CAT活性，进而提高了果实的抗逆性。值得注意的是，在贮藏后期4 ℃贮藏的黄秋葵果实CAT活性显著高于25 ℃贮藏（P＜0.05），说明低温贮藏有助于保持较高的抗氧化酶活性，有利于清除黄秋葵体内的活性氧和自由基，减轻其对细胞的伤害，从而延缓果实衰老进程，保持较好的贮藏品质。

3 结论

黄秋葵采后在常温贮藏条件下极易出现失水、萎蔫、霉变、种子褐变、果肉严重木质化等情况，影响其商品和食用价值。温度是影响果蔬采后贮藏品质的重要因素之一，适当的低温能降低果蔬采后贮藏期间的代谢活动，较好地保持其采后品质，从而延长贮藏期。本研究结果表明，4 ℃贮藏能有效减缓黄秋葵果实采后水分损失，延缓可溶性蛋白和VC 的降解，抑制PAL和PPO活性的上升，抑制木质素和纤维素的积累与叶绿素分解，保持较高的抗氧化酶（CAT、SOD、POD）活性，从而延缓黄秋葵果实木质化、褐变等品质劣变进程，较好地保持了黄秋葵采后贮藏品质，延长其贮藏期。本研究有利于推动黄秋葵保鲜技术的积极发展，为黄秋葵的贮藏保鲜提供了一定的理论支撑。