全 文 ：食品与发酵工业 FOOD AND FERMENTATION INDUSTRIES
208 2011 Vol. 37 No. 12 (Tota l 288)
高氧气调包装对鲜切莴苣呼吸和酶活性的影响
陈学红1，2，秦卫东1，马利华1，郑永华2，王平1
1(徐州工程学院食品工程学院，江苏 徐州，221008)2(南京农业大学食品科技学院，江苏 南京，210095)
摘 要 以空气包装的鲜切莴苣为对照，研究了 60% O2 ﹢ 20% CO2 ﹢ 20% N2 和 100% O2 高氧气调包装的鲜
切莴苣在 4℃贮藏 14d期间呼吸强度和酶活性的变化。结果表明:高氧气调包装对鲜切莴苣呼吸和酶活性影响
显著，60% O2 ﹢ 20% CO2 ﹢ 20% N2 和 100% O2 高氧气调包装显著抑制鲜切莴苣的呼吸，且 100% O2 气调包
装的抑制效果优于 60% O2 ﹢ 20% CO2 ﹢ 20% N2 气调包装;60% O2 ﹢ 20% CO2 ﹢ 20% N2 和 100% O2 高氧
气调包装促进 SOD酶活性的上升、抑制 O2
－·生成量的增加和 PPO、PAL酶活性的上升。
关键词 鲜切莴苣，高氧气调包装，呼吸，酶活性
第一作者:博士研究生，副教授(E-mail:nxcxhong@ yahoo． com．
cn)。
收稿日期:2011 － 09 － 02，改回日期:2011 － 10 － 17
鲜切果蔬是迎合人们的快节奏生活而产生的一
种新型果蔬产品，使用方便，营养卫生。但是新鲜果
蔬经过切割后，促进了微生物的生长繁殖，诱导了呼
吸速率和乙烯释放量的产生，大大降低了果蔬品质，
缩短了货架期［1 － 2］。
有研究表明，单独高氧或高氧结合 CO2，或高氧
结合其他化学试剂处理能有效保持鲜切果蔬的品质，
延长其贮藏寿命，如高氧气调包装(O2的体积分数﹥
70%)能够抑制鲜切莲藕的软化及营养成分的损
失［3］;80 kPa O2 结合 10 ～ 20 kPa CO2 处理能有效抑
制鲜切马铃薯的呼吸速度，防止褐变［4］;70KPa O2 可
显著抑制鲜切梨表面的微生物生长，使其贮藏寿命延
长到 14d［5］;目前，行业内对高氧影响鲜切莴苣保鲜
的机理尚不清楚。因此，本试验通过研究高氧气调包
装对鲜切莴苣呼吸和酶活性的影响，以探索高氧对鲜
切莴苣保鲜的可能机理，为高氧气调贮藏技术在鲜
切莴苣保鲜中的应用提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材料
莴苣，徐州矿南农贸市场;柠檬酸、磷酸氢二钠、
磷酸二氢钠、邻苯二酚、硼砂、硼酸、乙二胺四乙酸二
钠、盐酸羟胺、对氨基苯磺酸、α-萘胺，均为国产分析
纯，甲硫氨酸、氮蓝四唑、核黄素，为生化试剂。
MAP-380 型气调保鲜包装机［(包装盒:210 mm
×133 mm × 35 mm，热封膜为 PP 膜:厚 35μm，O2 的
透性为 2. 6 × 10 －4 mL /(m2·24 h· kPa) ，CO2 的透
性为 1. 04 × 10 －3 mL /(m2· 24h·kPa) ］张家港市德
顺机械有限公司;数显式电热恒温水浴锅，上海跃进
医疗器械厂;TGL － 20M 高速台式冷冻离心机，常沙
湘仪离心机仪器有限公司;UV － 754 型可见紫外分
光光度计，上海分析仪器总厂;GC － 250 微机光照培
养箱，上海悦丰仪器仪表有限公司。
1. 2 方法
1. 2. 1 原材料的处理
选取新鲜莴苣用清水洗净，除去叶子用削皮器去
皮后切片，称取 200 g莴苣切片于气调包装机进行包
装，使包装盒内的气体浓度分别为 60% O2 ﹢ 20%
CO2 ﹢ 20% N2、100% O2，以空气包装的鲜切莴苣为
对照 CK，将包装好的莴苣样品于(4 ± 1)℃冷藏，每
个处理设 3 个重复。定期测定以下指标。
1. 2. 2 呼吸强度的测定
静置碱液吸收法［6］:在干净的玻璃干燥器底端，
放入含 20 mL 0. 4 mol /L NaOH 标准溶液的培养皿，
放置隔板，隔板上放入莴苣 200g，盖好干燥器，室温
下静置 1h，取出培养皿，把碱液移入锥形瓶中，加饱
和 BaCl2 溶液 5 mL，酚酞 2 滴，用 0. 1mol /L 草酸标准
溶液滴定，记录草酸标准溶液的用量。用同样方法做
空白滴定。呼吸强度(CO2 mg / kg ·h)计算:
呼吸强度 =(V2– V1)× c × 44 /(m × t)
式中:V1 为空白滴定草酸用量，mL;V2为样品滴
定草酸用量，mL;c 为草酸摩尔浓度，mol /L;m 为样
品质量，g;t 为测定时间，h。
1. 2. 3 多酚氧化酶(PPO)活性的测定
取鲜切莴苣 1g，加 5 mL 0. 05 mol /L磷酸盐缓冲
液(pH 4. 75) ，冰浴研磨匀浆，4 000 r /min 离心 30
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.2011.12.049
贮运与保鲜
2011年第 37卷第 12期(总第 288期)209
min，上清液即为酶液，待用。取 3 mL 酶液与 5 mL
0. 04 mol /L的邻苯二酚及 3 mL 0. 05 mol /L磷酸盐缓
冲液(pH4. 75)混合，以缓冲液代替酶液作空白。溶
液混匀后快速计时，于 420 nm处测吸光度，30 s记录
1 次。1 个酶活力单位定义为:在测定条件下，每分钟
引起吸光度改变 0. 001 所需要的酶量，结果以 U /g
FW表示。
1. 2. 4 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的测定
参照欧阳光察［7］的方法，略有改动。取鲜切莴
苣 5 g，加 5 mL 0. 1 mol /L 硼酸-硼砂缓冲液(pH
8. 7) ，冰浴研磨匀浆，用高速台式冷冻离心机于 4℃
离心分离 30 min(10 000 r /min) ，上清液即为酶液，待
用。取 3 支试管分别标号 0、1、2，按表 1 的步骤加入
各种试剂。
表 1 试剂加样顺序
试剂 /试管编号 0 1 2
pH 8. 7 缓冲液 /mL 4. 00 3. 50 4. 50
酶提取液 /mL － 0. 5 0. 5
0. 6 mmol /L L-苯丙氨酸 /mL 1. 0 1. 0 －
将上述各试管溶液摇匀，放入 40℃恒温水浴锅
保温 60 min，取出，沸水浴 5 min，取出冷却静置。在
290 nm下测定吸光度值，以吸光度值变化 0. 01 为 1
个酶活性单位，结果以 U /g FW表示。
1. 2. 5 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定
参照苏新国等［8］的方法，略有改动。称取鲜切
莴苣 2 g，加 5 mL 0. 05 mol /L pH 7. 8 的磷酸缓冲液，
冰浴研磨匀浆，加入 10 mL 的离心管中，用缓冲溶液
定容至 10 mL，用高速台式冷冻离心机于 4℃离心分
离 30 min(10 000 r /min) ，上清液即为酶提取液，待
用。取 3 支试管分别标有 1、2、3，按表 2 的步骤加入
各种试剂。
表 2 试剂加样顺序
试剂 /试管编号 1 2 3
pH 7. 8 缓冲液 /mL 1. 5 1. 5 1. 5
酶液 /mL 0. 2 0. 2 0. 2(PBS)
130 mmol /L甲硫氨酸 /mL 0. 3 0. 3 0. 3
0. 75 mmol /LNBT /mL 0. 3 0. 3 0. 3
0. 1 mmol /LEDTA-Na /mL 0. 3 0. 3 0. 3
0. 02 mmol /L核黄素 /mL 0. 3 0. 3 0. 3
将上述各试管溶液混合均匀后，将 1 号管避光
处理，2 号管和 3 号管放在 4 000lx 日光下反应 30
min，在 560 nm下测定吸光度值，NBT 光化还原产物
蓝色甲月替在 560nm 有最大吸收，以反应被抑制
50%所需酶量为 1 个活力单位。
SOD酶活性(U /g FW)计算:
SOD酶活 =［(A0 － As) × Vt］/(A0 × 0. 5 × m ×
V1)
式中:A0 为对照管的吸光度;As 为样品管的吸光
度;Vt 为样液的总体积 mL;V1 为测定时样品用量，
mL;m为样品鲜重，g。
1. 2. 6 超氧阴离子自由基(O2
－·)生成量的测定
参照苏新国等［8］的方法，略有改动。称取鲜切
莴苣 1g，加入 5 mL 65 mmol /L 磷酸缓冲液(pH
7. 8) ，冰浴研磨匀浆，于 4℃、10 000 × g，离心 30 min，
取上清液，待用。
取 3 支试管分别标有 0、1、2，按表 3 的步骤加入
各种试剂。
表 3 试剂加样顺序
试剂 /试管编号 0 1 2
65 mmol /L磷酸钾缓冲溶液 /mL 0. 5 0. 5 0. 5
10 mmol /L盐酸羟胺 /mL 0. 1 0. 1 0. 1(蒸馏水)
酶液 /mL 0.5(缓冲液) 0. 5 0. 5
58 mmol /L 对氨基苯磺酸 /mL 1. 0 1. 0 1. 0
7 mmol /L α-萘胺 /mL 1. 0 1. 0 1. 0
将上述各试管溶液摇匀，放入 25 ℃恒温水浴锅
加热 60 min，取出后加入 3. 0 mL CH3Cl，摇匀，于 4℃
离心分离 30 min(10 000 r /min) ，取粉红色水相(上
层) ，测定 A530。
结果统计分析:采用 SPSS13 进行数据处理分析。
2 结果与分析
2. 1 高氧气调包装对莴苣呼吸强度的影响
图 1 高氧气调包装对切割莴苣呼吸强度的影响
由图 1 可知，随着贮藏时间的延长，切割莴苣的
呼吸强度呈缓慢上升趋势。在贮藏前 10d，60%O2 ﹢
20%CO2 ﹢ 20%N2 气调包装的鲜切莴苣的呼吸强度
与对照间无显著性差异，10d后则显著低于对照(P≤
0. 05) ;而 100% O2 气调包装的鲜切莴苣的呼吸强度
在整个贮藏期间均极显著低于 60% O2 组(P≤
0. 01) ，这说明高氧气调包装能够有效抑制切割莴苣
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的呼吸作用。从而能够延缓鲜切莴苣的衰老。
2. 2 高氧气调包装对莴苣 PPO和 PAL酶活性的影
响
由图 2(A)可知，鲜切莴苣在贮藏前 6d，高氧气
调包装的鲜切莴苣的 PPO酶活性极显著低于对照(P
≤0. 01) ，而 60% O2 ﹢ 20% CO2 ﹢ 20% N2 和
100% O2 气调包装的鲜切莴苣的 PPO 酶活性无明显
差异;6d 后，100% O2 气调包装的鲜切莴苣的 PPO
酶活性显著低于 60%O2 ﹢ 20%CO2 ﹢ 20% N2 的(P
≤0. 05) ，而 60% O2 ﹢ 20% CO2 ﹢ 20% N2 气调包
装的鲜切莴苣的 PPO酶活性在 6 ～ 10 显著低于对照
(P≤0. 05) ，10d后则与对照间无显著性差异。
图 2 高氧气调包装对鲜切莴苣 PPO(A)和
PAL(B)酶活性的影响
由图 2(B)可知，高氧气调包装的鲜切莴苣贮藏
至 4d的 PAL酶活性呈上升趋势，6 ～ 10 d 时，PAL酶
活性下降;而对照在贮藏前 4 d，PAL酶活性上升，4 ～
10 d时，PAL酶活性下降;10d 后，高氧气调包装鲜切
莴苣及对照的 PAL 酶活性上升，并在第 12d 达到一
峰值，随后其活性又下降。在整个贮藏期间，高氧气
调包装的鲜切莴苣的 PAL 酶活性始终低于对照，尤
其是 100% O2 气调包装的鲜切莴苣的 PAL酶活性始
终处于较低水平。PAL 酶是木质素合成的关键酶，
PAL酶活性的上升，标志着木质素合成的加速。高氧
气调包装能够抑制 PAL 酶活性的上升，从而说明高
氧气调包装能够减缓鲜切莴苣木质素的形成。
2. 3 高氧气调包装对莴苣 SOD 酶活性和 O －2 ·生
成量的影响
由图 3(A)可知，鲜切莴苣在贮藏前 12 d，SOD
酶活性呈缓慢上升趋势;12 d 后 SOD 酶活性下降。
在整个贮藏期间，高氧气调包装的鲜切莴苣的 SOD
酶活性均高于对照，且 100%O2 气调包装的鲜切莴苣
的 SOD 酶活性高于 60% O2 ﹢ 20% CO2 ﹢ 20% N2
的。这说明高氧气调包装对鲜切莴苣的 SOD酶活性
起到促进作用。
图 3 高氧气调包装对鲜切莴苣 SOD酶活性
(A)和 O －2 · 生成量(B)的影响
由图 3B 可知，O －2 · 生成量总体呈上升趋势。
在整个贮藏期间，高氧气调包装鲜切莴苣的 O －2 · 生
成量始终都低于对照，且 100%O2 气调包装的鲜切莴
苣的 O －2 · 生成量显著低于 60% O2 ﹢ 20% CO2 ﹢
20%N2 的(P≤0. 05)。SOD 酶能催化生物体内 O
－
2
·发生歧化反应，是机体内自由基的天然消除剂。高
氧气调包装能有效保持鲜切莴苣较高的 SOD 酶活
性，因而能够抑制 O －2 ·自由基的产生。
2. 4 高氧气调包装冷藏 14d 后的鲜切莴苣转移至室
温条件下 2d酶活性的变化
由表 4 可知，高氧气调包装处理的鲜切莴苣转移
至室温条件下 2d，PPO、PAL、SOD酶活性都出现不同
程度的下降，O －2 ·生成量逐渐上升，但高氧气调包装
处理的鲜切莴苣 PPO、PAL 酶活性、O2·
－生成量始
终低于对照，SOD 酶活性始终高于对照。这说明高
氧气调包装对鲜切莴苣酶活性的影响具有后续效应。
贮运与保鲜
2011年第 37卷第 12期(总第 288期)211
表 4 室温条件下 2d鲜切莴苣 PPO、PAL、SOD酶活性和 O －2 ·生成量的变化
贮藏时间 指标 CK 60%O2 100%O2
室温 1d PPO活性 /［U·g － 1(FW) ］ 120. 76 ± 2. 44 114. 20 ± 3. 16 93. 40 ± 1. 47
PAL活性 /［U·g － 1(FW) ］ 0. 39 ± 0. 03 0. 36 ± 0. 03 0. 20 ± 0. 01
SOD活性 /［U·g － 1(FW) ］ 32. 91 ± 1. 50 34. 13 ± 0. 62 36. 39 ± 0. 93BH
O －2 ·生成量［/μmol·(g·min －1) ］ 78. 13 ± 2. 13 65. 20 ± 1. 33 62. 71 ± 0. 62
室温 2d PPO活性 /［U·g － 1(FW) ］ 115. 79 ± 1. 29 103. 24 ± 3. 31 90. 24 ± 1. 15
PAL活性 /［U·g － 1(FW) ］ 0. 36 ± 0. 01 0. 35 ± 0. 01 0. 19 ± 0. 01
SOD活性 /［U·g － 1(FW) ］ 29. 38 ± 0. 70 32. 10 ± 0. 83 35. 02 ± 0. 89
O －2 ·生成量 /［(μmol /(g·min －1) ］ 78. 26 ± 0. 71 65. 41 ± 0. 55 63. 81 ± 0. 61
3 讨论与结论
呼吸作用是造成果蔬采后衰老的主要因素，尤其
是果蔬鲜切后其呼吸作用更加旺盛，随着呼吸作用的
进行，果蔬营养基质被消耗，果蔬品质逐渐下降甚至
腐烂变质。本研究结果表明高氧气调包装能够抑制
鲜切莴苣的呼吸作用(图 1) ，有关高氧气调包装对鲜
切果蔬呼吸作用的影响，有一些类似的研究报道。
Oms-Oliu 等［9］研究认为 70 kPa O2 能减少鲜切柠檬
的呼吸速率，避免其发酵。Angós 等［4］研究认为 80
kPa O2 结合 10 ～ 20 kPa CO2 处理能有效抑制鲜切马
铃薯的呼吸速度，防止褐变。Escalona 等［10］认为 80
kPa O2 结合 10 ～ 20 kPa CO2 能抑制鲜切生菜的呼吸
作用，避免其发酵。而高氧气调抑制呼吸的机理，
Mitz［11］指出可能是由于 CO2 导致与呼吸代谢相关的
构象蛋白产生了动力学变化所致;Tucker 和 Laties［12］
估计当 O2 浓度超过呼吸链末端氧化酶饱和的浓度
时，O2 对呼吸起到的负反馈抑制作用;而 Angós 等
［4］
认为高氧对呼吸的抑制效果似乎是与 CO2 的存在有
关，单独高氧处理对呼吸速率无影响或有促进作用。
本研究结果中，100% O2 气调包装的鲜切莴苣的呼
吸强度在整个贮藏期间均极显著低于 60% O2 组，与
Angós等的“单独高氧处理对呼吸速率无影响或有促
进作用”的分析有出入。高氧抑制果蔬呼吸的详细
机理还有待于今后的进一步研究。
PPO酶能够催化多酚类物质氧化成醌，醌类物质
再进一步氧化聚合成褐色色素，导致果蔬组织褐变而
影响果蔬的外观。李伟丽等［13］利用 80% O2 处理雪
莲果，吴绪敏等利用高氧气调包装鲜切洋葱，均能有
效抑制 PPO酶活性。Day［14］指出高氧引起 PPO的基
质受抑，可能是由于多酚氧化后的无色产物奎宁对
PPO的反馈抑制之故。本研究结果也表明，与对照相
比高氧气调包装能够有效抑制鲜切莴苣 PPO 酶活性
的上升，与前人的研究结果相一致。
木质化也是导致部分果蔬组织衰老的一个重要
因素，PAL酶对木质素的合成起到关键作用，高氧气
调包装能有效抑制鲜切莴苣 PAL 酶活性的上升(图
2B) ，从而有效抑制鲜切莴苣的木质化。笔者前期的
研究也表明高氧气调包装能够抑制绿芦笋 PAL 酶活
性的上升和木质素的合成。An 等［15］经研究认为气
调包装能够有效抑制鲜切绿芦笋 PAL 酶活性的上
升。随着果蔬经鲜切处理后，组织发生明显变化，细
胞膜完整性遭到破坏，活性氧代谢失调，导致果蔬组
织极易衰老。SOD酶是生物体内自由基的有效清除
剂，高氧气调包装能保持鲜切莴苣较高的 SOD 酶活
性(图 3A) ，因而能够抑制 O －2 ·自由基生成量的增
加(图 3B) ，有效延缓鲜切莴苣的衰老。高氧处理在
草莓果实上的应用也得到了类似的研究结果［16］。但
高氧抑制 PAL酶活性上升及促进 SOD酶活性的机理
还不清楚，还有待进一步研究。
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Effect of High Oxygen Modified Atmosphere Packaging on the Respiration
and Enzymatic Activity of Fresh-cut Lettuce
Chen Xue-hong1，2，Qin Wei-dong1，Ma Li-hua1，Zheng Yong-hua2，Wang Ping1
1(College of Food Engineering，Xuzhou Institute of Technology，Xuzhou 221008，China)
2(College of Food Science and Technology，Nanjing Agricultural University，Nanjing 210095，China )
ABSTRACT To investigate the effects of high oxygen modified atmosphere packaging on the respiratory intensity
and enzymatic activities of fresh － cut lettuce during storage，the lettuce slices were packaged in boxes with 60%O2 ﹢
20% CO2 ﹢ 20%N2 and 100%O2 at 4℃ for 14 days，in contrast to that of air treatment． The results showed that the
respiratory intensity and enzymatic activities of fresh － cut lettuce were affected markedly by high oxygen modified at-
mosphere packaging． In packaging with 60%O2 ﹢ 20%CO2 ﹢ 20%N2 and 100%O2，the respiration was inhibited，
and the slower the respiration，the higher O2 concentration;SOD activities were improved and the increases in super-
oxide radical production were inhibited;the polyphenol oxidase and phenylalanine ammonium － lyase activities were
inhibited．
Key words fresh-cut lettuce，high oxygen modified atmosphere packaging，respiration，enzymatic activity