梯度熱水處理減輕低溫貯后的黃瓜果實冷害

李佳樂, 張 敏, 2, 3*, 蓋曉陽, 胡均如, 鄭 凱, 凌 玉, 方佳琪

梯度熱水處理減輕低溫貯后的黃瓜果實冷害

李佳樂1, 張 敏1, 2, 3*, 蓋曉陽1, 胡均如1, 鄭 凱1, 凌 玉1, 方佳琪1

(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)

為探討梯度熱水處理對貯后黃瓜品質的影響及冷害減輕機理，以4 ℃貯藏4 d后不做熱處理的黃瓜為對照（CK），研究了梯度熱水處理TG,10（Temperature gradient 10）（黃瓜依次在14、24、34和44 ℃分別浸泡4 min；），TG, 20（黃瓜依次在24 和44 ℃分別浸泡8 min）和TG,40(黃瓜在44 ℃下浸泡16 min)后對貯后黃瓜(4 ℃ ± 0.5 ℃、濕度85% ± 5 %)失重率、冷害指數（Chilling injury, CI）、質構特性、電解質外滲率（Electrolyte leakage, EL）和丙二醛（Malondialdehyde, MDA）含量等指標的影響。結果表明：TG,10和TG,20處理組黃瓜相比于CK，果實硬度、可溶性固形物和可溶性蛋白含量顯著提高，冷害指數、失重率、電解質外滲率和丙二醛含量顯著下降；而TG,40處理黃瓜相比于CK品質更差。說明適當梯度的熱水處理可能使低溫貯后黃瓜冷害發生一定程度的減輕，從而延緩了果實可見性冷害的發生，有利于維持果實品質，提高果實的商品價值。研究可為梯度熱水處理在貯后果蔬保鮮中的應用提供理論參考。

黃瓜果實；梯度熱水處理；冷害減輕；品質特性

黃瓜(L.)是中國最受歡迎的園藝產品之一。2018年，中國黃瓜總產量約為56 293 530 t，總種植面積約為104 623 7 km2 [1]。本試驗所用“申青”黃瓜多于中早熟階段采摘，此時黃瓜長約27 cm，質量約180 g，瓜條直，果肉厚，無空腔，顏色碧綠。低溫貯藏是大家公認的最有效又經濟的保鮮技術，在低溫狀態下，微生物的生長繁殖會得到一定程度的抑制，酶活性也會減弱，使得采后果蔬自身的呼吸強度減弱，從而降低物質的消耗速度，延長果蔬的貯藏期[2]。但是對一些冷敏果蔬來說，低溫貯藏并不是萬無一失的，比如黃瓜，它對低溫很敏感，通常認為其臨界溫度為10 ℃[3]。因此，當黃瓜果實受到低溫脅迫時，首先其內部清除活性氧的能力會下降，導致活性氧積聚?；钚匝醯姆e累會增加電解質的外滲速率和細胞膜透性，從而破壞了細胞膜的完整性和穩定性，并且使細胞代謝紊亂直至死亡；其次黃瓜轉移到室溫下會產生可見性冷害，冷害是指冷敏性果蔬在其冰點以上的不適低溫環境中受到的生理傷害，是對逆境脅迫的一種不良反應[4]。冷害現象多表現為表面點蝕、深色、出現水斑或鱗狀凹陷，進而出現組織塌陷、腐爛[5-6]。冷害現象的程度取決于低溫貯藏的持續時間和溫度[7]。因此，減輕低溫貯后黃瓜果實冷害現象對維持高品質和提高商品價值十分重要。

熱處理因無毒無害、成本低以及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。Amer等研究證明熱水預處理可以延長黃瓜在冷藏條件下的保質期，55 ℃、5 min為最佳溫度時間組合，并且發現處理溫度比處理時間對黃瓜果實品質的影響更大[8]。熱水（40 ℃）間歇處理黃瓜30 min或50 min比連續處理效果好，結合傳熱特性分析，學者認為溫度變化快、平均溫度梯度高可能是黃瓜熱處理效果好的主要原因[9]。熱水處理10 min，35 ℃和45 ℃可以減輕“紅陽”獼猴桃低溫貯藏過程中冷害現象但不能完全阻止冷害的發生，55 ℃卻會增加冷害癥狀，而45 ℃是最有效降低冷害指數和發生率的[10]。熱空氣（38 ℃、3 h）和熱水處理（48 ℃、10 min）均可降低活性氧（ROS）來增強桃果實抗氧化活性，熱水處理對緩解桃子果實內部褐變更加有效，這可能是因為水中熱量傳遞高[11]。熱水處理（45 ℃、5 min）青梅果實可以大大降低青梅果實的冷敏性，貨架期延長3倍之多，這可能是因為熱水處理提高了相關酶活性從而增強了對抗氧化系統的保護[12]。此外，熱處理在芒果、木瓜、哈密瓜[13-15]等果實保存中均取得了很好的應用。但是，現階段研究學者全部將熱處理作為貯前預處理來研究的，雖然效果比較顯著，但是對于種植戶或者商販來講可選擇性小，將所有果蔬全部進行熱處理，勢必會造成一定程度的人力、物力浪費。本試驗是在前期研究的基礎上，發現梯度升溫熱水處理可以更好地減輕貯后黃瓜冷害，有利于維持其品質。因此，研究梯度熱水處理對貯后黃瓜冷害減輕的作用及其機理，以期為梯度熱水處理在貯后果蔬貯藏保鮮中的應用提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

“申青”黃瓜于2019年9月采購自上海市浦東新區書院鎮果蔬種植園，當天送到實驗室。對所有黃瓜進行分類，去除不理想的黃瓜，以盡量達到均一性。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；果實的色值：L*（亮度）為34 ± 0.5，a*-（綠色）為7.0 ± 0.2，b*+（黃色）為14 ± 0.5，無明顯機械損傷。

MDA試劑盒，南京建成生物工程研究所。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理 本試驗分為3個階段。第1階段：84根黃瓜隨機分為A（48）、B（36）二組，對A組黃瓜進行編號，用來測定失重率和冷害指數，B組用來測定其他指標。然后將所有黃瓜放入厚度為0.02 mm的聚乙烯薄膜袋中，每袋放入3根黃瓜，該薄膜袋有6個平均分布的直徑10 mm，膜厚0.01 mm的小孔。黃瓜在溫度（4±0.5）℃，濕度85% ± 5％的冷藏條件下貯藏4 d。第2階段：冷藏4 d后，將黃瓜取出進行熱水處理。進行了3種不同的熱水處理（TG,10：溫度從4 ℃逐漸升高到44 ℃，每次升高10 ℃，黃瓜在每個溫度下均浸泡4 min，總共16 min；TG,20：從4 ℃逐漸增加到44 ℃，以20 ℃為增量，將黃瓜在每個溫度下浸泡8 min，總共16 min；TG,40：將黃瓜從4 ℃直接放入44 ℃熱水中浸泡16 min），而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。第3階段：在（20±1）℃下儲存1、3和5 d時進行指標測定，每次測定從每個處理組隨機取3根黃瓜果實，每個指標重復3次，失重率和冷害指數為固定的標記黃瓜。

1.2.2 冷害指數的測定 根據以下方法觀察到冷害癥狀，并記錄每個黃瓜的冷害等級[16]。

冷害指數分為5個等級：0，無冷害；1，冷害面積不到總面積的20%，對商品的影響很??；2，冷害面積為20% ～ 40%，輕微的冷害，影響商業價值；3，冷害面積為40% ～ 60%，中度冷害，商品價值損失；4，冷害面積為60% ～ 100 %，嚴重冷損，質量完全不及格。最后，根據公式（1）計算冷害指數。

1.2.3 失重率的計算 用電子天平將新鮮的A組黃瓜果實稱重并記為初始重量W，黃瓜置于（20±1）℃下1、3和5 d后再次分別稱重黃瓜記為。根據公式（2）計算失重率。

1.2.4 色度的測定 使用CR-10便攜式色差儀評估水果色，該色度測量L *，即亮度（“100 L*”表示白色，“ 0 L *”表示黑色），a *（“a *+”表示紅色，“a *-”表示綠色）和b（“b *+”表示黃色，“b *-”表示藍色）。

1.2.5 可溶性固形物的測定 根據Zhang等[17]測量SSC含量。使用WYA-2S數字阿貝折射儀測定黃瓜果實SSC含量。所實現的測量范圍如下：折射率1.3～1.7； SSC含量為0～95%；精度為± 0.000 2。

1.2.6 可溶性蛋白質的測定 根據曹建康等[18]的紫外吸收法測定可溶性蛋白質含量。在280 mm處其吸光度值蛋白質出現吸收高峰,其吸光度值與蛋白質含量成正比。

1.2.7 質構特性 利用質地剖面分析（TPA）檢測。TPA是通過質構儀探頭模擬人口腔的咀嚼運動，對樣品進行兩次壓縮的過程[19]。采用P5平底圓柱探頭，觸發力5 N，測前、測中和測后速度分別為1、0.5 和1 mm·s-1，試樣壓縮形變85%，2次壓縮停頓3 s，隨機取3個樣品進行測試，取平均值。

1.2.8 電解質外滲率的測定 電解質外滲率的測定參考陳健華等[20]的方法稍作修改。用打孔器取10個相同大小的薄片，將薄片放入加入含20 mL去離子水的燒杯中，搖動10 min。過濾、沖洗樣品3次，然后精確加入20 mL去離子水，測定電導率記錄為R0（記錄溫度：20 ～ 25 ℃）。然后真空干燥（壓力：0.06 ～ 0.08 Mpa）10 min，振蕩1 h，測定電導率記為R1。樣品在100 ℃的沸水中煮沸20 min以殺死組織，再次測定電導率并記為R2, 注意3次測定時溫度保持一致。根據公式（3）計算電解質外滲率，并重復3次。

1.2.9 丙二醛含量的測定 MDA含量使用MDA測定試劑盒(A003-1)測定（中國南京建成生物工程研究所）。按照試劑盒規定進行操作，樣品在532 nm處的吸光度用于計算樣品MDA含量。結果以鮮重為基礎表示。

1.3 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

熱水處理對減輕黃瓜冷害的影響如表1所示，在模擬貯藏期（20 ℃）第1天（4+1）冷害現象未表現出來，隨著貯藏時間的延長各組冷害指數均逐漸增加，在整個貯藏期期，TG,10和TG,20的冷害指數明顯小于CK和TG,40（< 0.05）。CK和TG,40在第3天時冷害指數分別是0.31和0.36，而此時TG,10和TG,20的冷害指數為0.14和0.22，冷害癥狀不明顯。到了貯藏末期，CK組的冷害指數已經達到0.64，完全失去了商業價值，是TG,20（0.444 4）的1.44倍。Zhang等用熱水(40 ℃)處理黃瓜連續30 min(H1)、50 min (H2)，或間歇30 min (I1)和50 min(I2)，發現I1和I2效果較好。結合傳熱特性分析，得出溫度變化快、平均溫度梯度高可能是黃瓜熱處理效果好的主要原因這一觀點[9]。本研究中的TG,10和TG,20應該也是因為溫度變化快、平均溫度梯度高，所以熱處理效果好，說明合適的熱水處理對減輕黃瓜果實冷害現象十分有效。

2.2 熱水處理對黃瓜失重率的影響

失重率是一項可以很好反映果蔬品質的指標。不同熱水處理對貯后黃瓜失重率的影響結果（圖1）顯示，黃瓜的失重率隨著貯藏時間的延長而增加。一般來說，失重率會隨著儲存期的增加而增加，這與整個儲存期的水分損失有很大關系[21-22]。相比于CK組，TG,10和TG,20組失重率增加緩慢，在整個貯藏期TG,20的失重率均是最小值且明顯低于CK組（< 0.05）。在貯藏末期，CK組和TG,40黃瓜失重率達到27.35%和26.72%，分別是TG,20的1.19倍和1.17倍。果蔬經過熱處理后失重率的變化取決于果蔬種類和處理方式，研究表明‘Sultanina’葡萄經熱蒸汽處理后在(20±1) ℃下貯藏，（52.5 ℃，21 ～ 24 min）或者（55 ℃，18 ～ 27 min）后，并不能影響失重率的變化；但（55 ℃，30 min）或（58 ℃，18 ～ 21 min）卻可以顯著增加果實在貯藏期間的失重率[23]，說明過高溫度短時處理和長時間熱水處理都會影響果實失重率。而在我們的研究中，TG,20黃瓜失重率最小，說明TG,20提供的熱量可能足以能夠影響黃瓜的呼吸過程從而減少水分等營養物質的流失。至于TG,40黃瓜失重率數值較高，這大概與熱水溫度急速上升、過大的熱量使黃瓜機體溫度快速從冷轉熱從而造成了熱損傷有關。

表1 熱水處理對黃瓜（20±1）℃的冷害指數的影響

注：在同一采樣日，標有相同字母的列在5％的顯著性水平上無差異（鄧肯檢驗）。

2.3 熱水處理對黃瓜顏色的影響

黃瓜的顏色對其商品價值的體現起到非常重要的影響，消費者在選購黃瓜時，顏色是最直觀的判斷依據。黃瓜成熟時呈黃綠色，一般使用色度計測定黃瓜果實L*（亮度值）、a*（紅綠值）和b*（黃藍值）值來評價果實顏色。

從圖2（a）中數據看，CK組隨著貯藏天數的增加L*值不斷增加，TG,40的L*值一直處于較高的水平，而TG,10和TG,20的L*值在整個貯藏期均處于較低水平。TG,20在貯藏末期L*值為35.27，相比于新鮮黃瓜L*值（33.77），僅增加了4.44%，而CK（38.97）增加了15.40%。L*值反映了黃瓜果實顏色的明暗程度，L*值越小說明顏色越暗，即黃瓜果實顏色偏向綠色。

注：圖中數值是平均值±標準偏差（n = 3），誤差線代表標準偏差。在同一采樣日，標有相同字母的列在5％的顯著性水平上無差異（鄧肯檢驗）。下同。

Figure 1 Effects of hot water treatment on the weight loss of cucumbers

圖2 熱水處理對黃瓜顏色的影響

Figure 2 Effects of hot water treatment on the color of cucumbers

熱水處理對黃瓜果實的a*值影響較大，在整個貯藏期CK和TG,40的a*-值顯著高于TG,20（< 0.05）。黃瓜的綠色主要是由于葉綠體中含有葉綠素，包括葉綠素a和b[24]。圖2（b）和2（c）顯示所有處理組a*-和b*+相比于新鮮果實均有所增加。因此，要保持黃瓜果實綠色必須延緩a*-和b*+的增加。Siomos等研究表明，白蘆筍經熱水處理(50 ℃，10 ～ 25 min；52.5 ℃，7.5 ～ 12.5 min；55 ℃，1 ～ 5 min)后放置在2.5 ℃貯藏6 d，25 °C保存1 d均能抑制花青素的合成，其中55 ℃， 2 ～ 3 min能最大可能地保持白蘆筍的外觀品質[25]。在我們的研究中，TG,20在貯藏末期a*-值為10.02，相比于新鮮黃瓜a*-值（7.07）增加了41.72%，而CK（11.02）和TG,40（11.88）分別增加了55.87%和68.03%。a*值反映了黃瓜果實的紅綠色，a*-值越小顏色越偏向綠色。

隨著貯藏時間的增加，各處理組b*+值變化不大，說明貯藏時間對b*值沒有顯著影響。但是，在整個貯藏期，TG,10和TG,20的b*+值顯著低于CK和TG,40（< 0.05）。在貯藏末期，TG,20組b*+（16.70）和TG,10（16.80）相比于新鮮黃瓜b*+（13.27）增加了25.84%和26.60%，而CK（19.12）和TG,40（21.20）增加了44.08%和59.76%（圖2（b））。b*值表示黃瓜果實的黃藍色，b*+值越大表示顏色越黃，圖2（c）數據表明TG,40 b*+值最大，這大概是因為直接熱水處理（44 ℃）對黃瓜果實造成了熱燙傷，使黃瓜顏色變黃。

2.4 熱水處理對黃瓜可溶性固形物的影響

可溶性固形物（Soluble solid content，SSC）指果實中能溶于水的糖、酸、維生素、礦物質等，主要是可溶性糖?？梢酝ㄟ^SSC判斷黃瓜果實的成熟度和品質。如圖3所示，黃瓜果實SSC含量隨著貯藏時間的增加逐漸下降，TG,40組下降最快，其次是CK組，而TG,10和TG,20在貨架期1和3 d時還保持著高可溶性固形物含量。在貯藏末期，TG,20的SSC含量為4.87，相比于新鮮黃瓜SSC含量5.73下降了15.01%，而CK（4.53）和TG,40（4.33）分別下降了20.94%和24.43%。說明合適梯度的熱水處理可以減緩貯后黃瓜果實可溶性固形物的下降。

圖3 熱水處理對黃瓜可溶性固形物的影響

Figure 3 Effects of hot water treatment on the soluble solid content in cucumbers

圖4 熱水處理對黃瓜可溶性蛋白含量的影響

Figure 4 Effects of hot water treatment on the soluble protein content in cucumbers

2.5 熱水處理對黃瓜可溶性蛋白的影響

可溶性蛋白作為一種重要的營養物質，也參與果實組織的滲透調節，對生物膜起到保護作用[26]。圖4中的數據表明，整個貯藏期黃瓜果實的可溶性蛋白沒有發生太大變化，數值在1.57～2.51 mg·mL-1之間。前期CK組有最高的可溶性蛋白含量，可能是黃瓜果實受到低溫脅迫機體自身合成一些小分子蛋白；隨著貯藏（20 ℃）時間增加，CK組黃瓜果實可溶性蛋白不斷下降，應該是低溫下果實內部合成酶系統被破壞導致的[27]。而TG,10和TG,20黃瓜在模擬貨架期期間可溶性蛋白不斷增加，這可能是因為熱水處理刺激貯后黃瓜果實產生一些熱激蛋白來減輕低溫貯藏對黃瓜造成的損害。

2.6 熱水處理對黃瓜質構特性的影響

熱水處理對黃瓜質構特性的影響結果（表2）表明，硬度（第一次壓縮的最大力）值在31 570.6 g （TG,40）和47 536.0 g（TG,20）之間，相比于新鮮黃瓜硬度值60 976.5 g，分別下降了48.23%和22.04%。彈性特性反映了果實紋理在壓縮變形后恢復到原來形狀的能力。熱水處理對黃瓜彈性特性有比較大的影響，彈性值在0.41 mm（TG,20）和0.62 mm（CK）之間，相比于新鮮黃瓜彈性損失分別是22.92%和86.17%。凝聚性體現的是黃瓜在第二次變形時的抵抗力。熱水處理后黃瓜果實的凝聚性沒有太大變化，其數值在0.09（CK）和0.13（TG,10）之間，相比于新鮮黃瓜有最大損失的是CK（50.45%），最小損失的是TG,10（31.60%），這與熱水處理有關，也可能與黃瓜自身品質。關于黏性特性，粘附性表示克服食物表面同其他物質表面接觸之間的吸引力所需的能量[28]。相比于新鮮黃瓜，CK（3 763.8 g）有最大的損失率57.53%，TG,20（6 083.2 g）有最小的損失率31.36%。不同熱水處理條件下，黃瓜的黏性值可能與黃瓜的硬度和凝聚性有關[7]。咀嚼性表現的是把固態食品咀嚼成能夠吞咽的狀態所需要的能量。咀嚼性一般近似于固態食品的硬度×凝聚性×彈性。表2所示黃瓜果實的咀嚼性在1 703. 4 g（TG,40）和3 029. 20 g（TG,10）之間?；貜托苑从车氖墙M織紋理恢復到原來高度的能力。熱水處理后，黃瓜回復性特性數值在0.05 mm（CK）和0.07 mm（TG,10）之間。相比于新鮮黃瓜，CK有最大的損失率53.41%。黃瓜質地特性的下降可能與失重率增加導致細胞壁粘附有關[29]。

2.7 熱水處理對黃瓜電解質外滲率和丙二醛含量的影響

低溫貯藏時，一些冷敏型果蔬如黃瓜果實的細胞膜特性會發生改變，膜脂從液晶態轉變為固性的凝膠態[30]。同時，膜功能也發生變化，從而破壞了細胞膜的選擇透性，導致細胞內物質如電解質、氨基酸、糖和無機鹽等外滲。一般認為膜透性的增加能反映果蔬遭受低溫脅迫的損傷程度[31]。

圖5結果顯示，相比于CK，熱水處理對貯后黃瓜的電解質外滲率有很大影響（< 0.05），除了TG,40處理組。隨著貯藏時間的增加，CK和TG,40組電解質外滲率迅速增加，然而，TG,10和TG,20組增加得十分緩慢。到貯藏末期，CK和TG,40電解質外滲率已達到39.47和38.35，相比于新鮮黃瓜電解質外滲率（24.73）分別增加了59.60%和55.07% ，TG,10（30.65）和TG,20（29.24）相比于新鮮黃瓜僅增加了24.93%和18.24%。

表2 與對照相比，熱水處理對黃瓜（20±1）℃的質地特性的影響

處理方式黏性/g咀嚼性/g回復性/mm 新鮮7 928.2±762.93 436.7±18.20.14±0.01 CK3 763.8±538.6b2 003.2±234.1b0.05±0.00b 變化率57.53%41.33%53.41% TG106 002.6±205.5a3 029.2±48.4a0.07±0.00a 變化率32.27%11.28%37.44% TG206 083.2±151.1a2 958.6±123.2a0.07±0.00a 變化率31.36%13.35%36.75% TG404 651.2±588.7b1 703.4±405.9b0.06±0.01a 變化率47.52%50.11%42.00%

注：表中數據“新鮮”為采摘日測定，其他處理組數據為貯藏末期（4+5）d測定的，變化率是基于新鮮值計算的。同一性狀標有相同字母的列在5％的顯著性水平上無差異（鄧肯檢驗）。

圖5 熱水處理對黃瓜的相對電解質外滲率影響

Figure 5 Effects of hot water treatment on electrolyte leakage of cucumbers

丙二醛（MDA）是氧化還原反應的中間產物，MDA含量可用作細胞膜氧化損傷程度的指標。LOX催化質膜中脂質過氧化并增加脂質的不飽和度，從而改變膜的流動性并引起膜脂質過氧化，產生脂質自由基，進一步過氧化生成MDA[32]。研究表明熱處理可以改變采后果蔬組織膜脂脂肪酸的組成，抑制LOX的活性，從而減少有毒物質丙二醛(MDA)含量的增加，提高果實的抗冷性[33-34]。從圖6可以看出，在整個貯藏期，TG,10和TG,20的MDA含量顯著低于CK和TG,40（< 0.05）。貯藏3 d（20±1）℃時，CK和TG,40組MDA迅速并持續增加，CK組MDA含量（5.15）是TG,10（3.94）的1.31倍，是TG,20（3.60）的1.43倍。在貯藏末期，TG,10和TG,20組MDA含量也有所增加，但依舊顯著低于CK，這可能是因為隨著貯藏時間的增加，熱處理維持細胞膜完整性的效果有所下降。

圖6 熱水處理對黃瓜的影響相對丙二醛含量

Figure 6 Effects of hot water treatment on the MDA content in cucumbers

從電解質外滲率和MDA含量這兩個可以表征細胞膜受損程度的指標看，TG,10和TG,20可以很有效地保持細胞膜的完整性，減小細胞電解質外滲、細胞膜脂過氧化程度，從而提高黃瓜果實品質，延長貨架期。

3 討論與結論

本試驗以4 ℃貯藏4 d后不做熱處理的黃瓜為對照（CK），研究了梯度熱水處理（TG,10、TG,20和 TG,40）對貯后黃瓜品質的影響及冷害減輕的可能作用機理。已有研究表明熱水預處理黃瓜[35]、枇杷[36]、西葫蘆[37]可以有效減輕果實冷害，提高果實品質。但是現階段熱水處理依舊停留在貯前預處理階段，一方面會造成不必要的人力、物力浪費，另一方面對于低溫貯后果蔬不能適用。本實驗采用的梯度熱水處理是專門針對貯后果蔬提出的一種新型保鮮技術。研究結果顯示，采用TG,20，即黃瓜（貯藏溫度4 ℃）在24 ℃熱水浸泡8 min，接著在44 ℃熱水浸泡8 min，冷害指數顯著小于CK和TG, 40（< 0.05），這說明適當梯度的熱水處理可能使黃瓜果實冷害發生了減輕，從而延緩了果實腐敗的發生，提高果實的商品價值。

果皮顏色和硬度的保持最直觀地反映了黃瓜商品價值的高低。黃瓜果實顏色變黃，主要是因為隨著貯藏時間的增加，葉黃素不斷降解。研究表明48 ℃熱水處理柑橘5 min能夠最有效地減緩存儲過程中葉綠素的降解[38]，這一觀點在菠菜葉[39]和西蘭花[40]中也得到了證實。在本實驗中，TG,10和TG,20色度值L*、a*-和b*+均顯著低于CK和TG,40，黃瓜果實顏色更偏向綠色。這說明適當梯度的熱水處理可能減緩了貯后黃瓜果實葉綠素的降解，從而保持了果實更好的顏色。果實細胞壁組分及相關酶活性的變化會影響果實硬度，果實細胞壁水解酶活性升高，引起原果膠、纖維素等細胞壁組分的降解，導致細胞壁架構被破壞，果實軟化，因此細胞壁結構完整對維持果實硬度十分重要[41]。趙云峰[42]、鄧佳[43]等均證實了這一結論。在本實驗中，貯藏末期TG,10和TG,20依然保持較高硬度，相比于CK分別提高33.64%和41.58%，應該是因為合適梯度的熱水處理可能使細胞壁得到了修復，維持其完整性和功能性。

關于冷害發生的機理，“膜脂相變理論”是被大家所公認的主要理論[44]。果實在低溫脅迫中，細胞膜結構最先被破損，可能發生收縮變形，膜脂由液晶態轉向流動性差的凝膠態。膜脂相變最終將導致細胞膜透性增大、電解質外滲、能量代謝失調、活性氧清除酶活性降低等一系列不良反應[45]。研究表明，低溫貯藏下，茄子[46]、柑橘[47]、香蕉[48]等果實細胞膜透性會增大，胞內電解質外滲，破壞了細胞膜完整性，但是熱處理可以降低低溫脅迫下黃瓜果實的電解質外滲率和MDA含量[49-50]。電解質外滲率和MDA含量是反映細胞膜完整性最直接的指標。本試驗中，在整個貯藏階段，TG,10和TG,20黃瓜電解質外滲率和MDA含量均顯著低于CK（< 0.05），結合膜脂相變理論，說明合適梯度的熱水處理一方面會減小果實細胞膜透性從而降低電解質外滲率，另一方面可能提高了抗氧化酶活性，從而減小細胞膜脂質過氧化程度來抑制丙二醛的產生，最終修復了受損細胞膜，為黃瓜果實提供避免細胞遭受外界不利環境影響的屏障和各種生理代謝活動所需的穩定場所。那么，TG,40的電解質外滲率和MDA含量之所以顯著升高，應該是直接熱處理對黃瓜果實造成了不可逆的熱損傷，幾乎完全破壞了黃瓜果實細胞膜的完整性。

綜上所述，適合的梯度熱水處理可能使低溫貯后黃瓜冷害發生了一定程度的減輕。相比于CK，TG,10和TG,20黃瓜果實硬度、可溶性固形物和可溶性蛋白含量顯著提高，冷害指數、失重率、電解質外滲率和丙二醛含量顯著下降。但是，各項指標均表明TG,40黃瓜果實受到了一定程度的熱損傷。關于熱水處理最佳梯度、最終溫度以及處理時間都還需要進一步探討，熱水處理后黃瓜果實冷害減輕的其他可能機理、熱水處理對不同冷害程度黃瓜果實的影響等問題還需要經過更深度的實驗去研究分析。

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Effects of hot water treatment with gradient on reducing the chilling injury of cucumber during low-temperature storage

LI Jiale1, ZHANG Min1, 2, 3, GAI Xiaoyang1, HU Junru1, ZHENG Kai1, LING Yu1, FANG Jiaqi1

(1. College of Food Science and Technology, Shanghai Ocean University, Shanghai 201306; 2. National Experimental Teaching Demonstration Center for Food Science and Engineering (Shanghai Ocean University), Shanghai 201306; 3. Shanghai Professional Technology Service Platform on Cold Chain Equipment Performance and Energy Saving Evaluation, Shanghai 201306)

In order to explore the effect of hot water treatment with gradient on cucumber quality and the mechanism of reverse chilling injury after storage, taking cucumbers without hot water treatment after 4 days of storage at 4 ℃as the control (CK), we designed three hot water treatment groups of TG,10, TG,20 and TG,40 with temperature gradients ( TG,10: soaking cucumbers in sequence at 14 ℃, 4 min, 24 ℃, 4 min, 34 ℃, 4 min, 44 ℃, 4 min. TG, 20: soaking cucumbers in sequence at 24 ℃, 8 min and 44 ℃, 8 min. TG, 40: soaking cucumbers at 44 ℃ for 16 min) for storage cucumber (4 ℃± 0.5 ℃, humidity 85% ± 5%) to measure the weight loss, chilling injury (CI), texture properties, electrolyte leakage (EL), malondialdehyde (MDA) content and other indicators. The results showed that: compared with CK, cucumbers treated with TG,10 and TG,20 had significantly increased fruit hardness, soluble solids and soluble protein contents, while chilling injury index, weight loss, electrolyte leakage and malondialdehyde content were significantly reduced; however, cucumbers treated with TG,40 was worse than CK. The results indicated that the proper gradient of hot water treatment may reverse the chilling injury of cucumber after low temperature storage, thus delaying the occurrence of visible chilling injury of the fruit, which is conducive to maintaining the quality of the fruit and improving the commercial value of the fruit. The research can provide a theoretical reference for the application of gradient hot water treatment in the preservation of fruit and vegetables after storage.

cucumber fruit; gradient hot water treatment; reversal of chilling injury; quality characteristics

TS255.36

A

1672-352X (2021)03-0373-09

10.13610/j.cnki.1672-352x.20210706.008

2021-7-7 10:06:58

[URL] https://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1162.S.20210706.1642.016.html

2020-09-12

國家自然科學基金（31371526）資助。

李佳樂，碩士研究生。E-mail：15239533568@163.com

張 敏，博士，教授。E-mail：zhangm@shou.edu.cn