低温逆境下冷敏果实生理生化特性及组织冷损伤研究

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低温贮藏是采后果蔬保鲜目前最普遍采用方法,适宜的贮藏温度能够最大限度的保存果蔬的营养品质,具有较长的贮藏期。很多生长在亚热带的果蔬,贮藏温度低于其安全温度下限时,对低温极其敏感,受到低温胁迫会发生冷害症状,导致腐烂变质;而在其安全温度内贮藏时,又因贮藏温度较高,果蔬生理代谢活动比较活跃,水分丧失和营养物质消耗较多,导致贮藏品质下降,失去果蔬原有的口感及风味。果蔬的最适贮藏温度与种类、品种、种植及收获时间、生长环境、成熟度均有密切关系,不易精准的确定果蔬的最适贮藏温度。另外,果蔬受到冷害损伤后,不易第一时间察觉,待果蔬表面出现冷害症状后,贮藏品质已经发生不可逆性转变,导致品质下降。  鉴于目前果蔬低温贮藏存在的以上问题,本研究采用一种模拟果蔬生长过程中自然环境温度的昼夜变化规律的生命节律贮藏模式,与恒温贮藏模式作对比,在相对湿度85%~90%,温度分别为2℃低温逆境、11℃临界温度、常温20℃(CK)、生命节律模式(2~20℃)的四种温度模式下,对典型的冷敏型果蔬黄瓜果实和西葫芦果实进行了实验研究。测定了几种温度模式下黄瓜和西葫芦果实的生理生化特性指标(电导率、硬度、酶活性、可溶性固形物、冷害指数、色泽等)的变化规律。并且针对果蔬活组织的特点设计了合适的冰点及冷损伤测试系统,对果蔬的冰点及冷损伤性量化进行了实验研究。主要研究结果如下:  1.贮藏温度为常温20℃(CK),相对湿度85%~90%下:在贮藏过程中,黄瓜果实和西葫芦果实严重失水,萎蔫皱缩,出现"糠心"现象,导致失重率最大,硬度急剧减小;在贮藏期间无冷害症状出现,但是果实黄化较为严重,失去原有的光泽;果蔬成熟衰老导致膜透性有所增大,MDA含量增加;可溶性固形物随贮藏时间延长逐渐减小;POD、CAT、SOD保护酶活性略高于比2℃处理组。  2.贮藏温度为11℃,相对湿度85%~90%下:黄瓜和西葫芦果实处于最适贮藏温度范围内,失水较小,硬度降低较为缓慢;无冷害症状出现,但绿色光泽度有所降低;膜透性及MDA含量均有所增大,但低于常温处理组;可溶性固形物随贮藏时间延长逐渐减小;POD、CAT、SOD保护酶活性稍高于常温处理组。  3.贮藏温度为2℃,相对湿度85%~90%下:在贮藏过程中黄瓜果实和西葫芦果实失重率最小;贮藏前期黄瓜和西葫芦果实硬度较大,在贮藏后期因发生严重冷害导致硬度急剧减小;在低温贮藏期间因呼吸作用和冷害胁迫导致可溶性固形物含量逐渐减小;在贮藏第3d均出现冷害症状,膜透性开始增大,MAD含量急剧升高;表皮暗淡无光泽,出现凹陷斑,失去食用价值;POD、CAT、SOD保护酶活性在2℃低温下一直处于较低水平,遭到抑制。  4.生命节律模式(2~20℃),相对湿度85%~90%下:黄瓜和西葫芦果实中均未出现冷害症状;失重率、硬度及光泽度变化均最小;膜透性及MDA含量均小于11℃处理组;POD、CAT、SOD保护酶活性最高,稍高于11℃处理组。研究表明黄瓜和西葫芦果实有一半的时间处于冷害临界温度11℃以下,在遭受短暂的低温逆境后,对其进行及时复温,能够从果蔬内部克服冷害的发生,短时间的低温胁迫具有可逆性。综合以上黄瓜和西葫芦果实生理生化特性指标,表明贮藏效果优于11℃处理组。  5.果蔬的活组织冰点测试及结果表明,果蔬活组织的冰点比死亡组织的冰要低点。采后果蔬仍在进行生理代谢活动,因此应该根据果蔬活组织的冰点温度来确定果蔬贮藏温度的下限。  6.采用果蔬样品降温-复温过程中上下表面的温差对时间积分的变化率作为果蔬冷损伤程度的鉴定指标,对果蔬冷损伤程度量化,在冷害发生初期就能够及时检测到冷损伤的产生,采取相关措施,及时避免和减轻冷害的发生,具有重要的意义和应用前景。
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