臭氧处理对库尔勒香梨采后生理及贮藏品质的影响

罗文靖，耿金川，陈存坤，薛文通，王文生，高芙蓉，董成虎，于晋泽，*

（1.河北省承德市林业技术推广总站，河北承德067000；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），农业部农产品贮藏保鲜重点实验室，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津300384；3.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083；4.湖南省湘西自治州农产品质量检验检测中心，湖南吉首416000）

臭氧处理对库尔勒香梨采后生理及贮藏品质的影响

罗文靖1，耿金川1，陈存坤2，3，薛文通3，*，王文生2，高芙蓉4，董成虎2，于晋泽2，*

（1.河北省承德市林业技术推广总站，河北承德067000；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），农业部农产品贮藏保鲜重点实验室，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津300384；3.中国农业大学食品科学与营养工程学院，北京100083；4.湖南省湘西自治州农产品质量检验检测中心，湖南吉首416000）

以新疆库尔勒香梨为试材，利用臭氧的杀菌作用和氧化性，研究不同浓度（2.144、6.432、10.72 mg/m3）臭氧处理对库尔勒香梨贮藏过程中的影响。结果表明：在处理期内，随贮藏时间的延长，经2.144 mg/m3臭氧浓度处理后，库尔勒香梨的呼吸作用及色差变化程度降低，硬度、可溶性固形物含量和可滴定酸含量的下降趋势减缓，叶绿素含量及还原糖含量未产生明显的差异性；再者，抑制了多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）活性的增加，减缓了过氧化物酶（Peroxidase，POD）、抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbic acid peroxidase，APX）活性的降低。结果表明：2.144 mg/m3为库尔勒香梨贮藏的较佳臭氧浓度。

库尔勒香梨；贮藏；臭氧处理；品质

库尔勒香梨是新疆最负盛名的果品之一，以皮薄、酥脆细嫩、石细胞少、汁多甘甜、香味浓郁和耐贮藏等特点，声名远扬海内外[1]。但库尔勒香梨的生产具有明显的地域性，且生产周期较长，一般在220 d～230 d左右，由于销售不畅，贮藏方法不当，使其腐烂率在30%左右[2]。因此，选择一套适宜的保鲜技术对香梨进行贮藏期的延长，可以降低其采后及流通运输过程中的损失，提高经济效益，造福地区产业，同时满足市场需求。

臭氧保鲜技术是新兴的保鲜技术，具有高效、光谱杀菌、无毒、无残留、保鲜效果好的特点，已经在多种果蔬上得到了应用[3-8]，不同种类的果蔬在不同条件下合理使用不同浓度的臭氧可显著提高其商业价值[9-11]。但是目前臭氧在香梨保鲜中的应用还没有展开研究。故本试验尝试研究不同浓度的臭氧对库尔勒香梨的保鲜效果，从而扩展臭氧保鲜应用范围，同时也为库尔勒香梨的采后贮藏提供一个可供参考的保鲜方式。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

1.1.1 试验材料

新疆库尔勒香梨：采购于新疆巴东沙依东园艺场，挑选成熟度均匀及果形完好，无病虫害及机械损伤的果实。入库时用PE保鲜膜密封。

1.1.2 处理方法

为研究贮藏后进入货架期的香梨品质保持方法，每天分别用T1、T2、T3浓度的臭氧进行处理，每次处理时间为1 h；空白CK组进行密封处理。定期观察每种处理的样品，挑拣出腐烂果实，避免完好果实受影响。每隔5天对其进行生理指标[呼吸强度、硬度、色差、可溶性固形物、可滴定酸、叶绿素、还原糖、多酚氧化酶（Polyphenol oxidase，PPO）、过氧化物酶（Peroxidase，POD）、抗坏血酸过氧化物酶（Ascorbic acid peroxidase，APX）]的测定，共测定6次。同时取每种处理果实切小块后进行液氮冻样并冷冻保存，供试验指标的测定。

亚常温条件下（15±1）℃，CK：空白对照组；T1：2.144 mg/m3浓度臭氧处理；T2：6.432 mg/m3浓度臭氧处理；T3：10.72 mg/m3浓度臭氧处理。

1.2 试验仪器与设备

电子天平（FA1004）：上海天平仪器厂；测氧仪（CheckPoint O2/CO2）：丹麦丹圣PBI-Dansensor公司；质构仪（TA-XT plus）：英国SMS公司；精密色差仪（WR-10）：深圳市威福光电科技有限公司；酸度计（GMK-835N）：韩国 GMK（株）智元 G-WON 公司；电热恒温水浴锅（DK-98-IIA）：天津市泰斯特仪器有限公司；万用电炉（DL-1）：北京中兴伟业仪器有限公司；台式高速冷冻离心机（HR/T20M）：湖南赫西仪器装备有限公司；紫外可见分光光度计（UV-1780）：岛津仪器（苏州）有限公司；臭氧机：国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）自制。

1.3 试验药品

冰醋酸、无水醋酸钠：天津市光复发展有限公司；聚乙二醇6000、愈创木酚、邻苯二酚、乙二胺四乙酸（EDTA）、抗坏血酸、次甲基蓝：天津市光复精细化工研究所；聚乙烯吡咯烷酮（Crosslinking polyvingypyrrolidone，PVPP）、Triton X-100、30%过氧化氢、80%丙酮、盐酸、酚酞指示剂：天津市江天统一科技有限公司；磷酸氢二钾：天津市江天化工技术有限公司；磷酸二氢钾、葡萄糖：天津科威有限公司；硫酸铜：天津博迪化工技术有限公司；纯氢氧化钠：天津市风船化学试剂科技有限公司。

1.4 试验方法

1.4.1 呼吸强度的测定

用CheckPoint O2/CO2型号测氧仪定时测量密封于呼吸桶内的一定重量果实的呼吸强度（CO2），单位：mg CO2/（kg·h）。密封时间3 h，果实重量600 g左右，每种处理测量3次。

1.4.2 果实硬度的测定

用TA-XT plus型号质构仪，SMS P/2型号探头测定果实的硬度。试验深度为10 mm，试验速度为2 mm/s，上升速度为10 mm/s，试验方式为对完整果实赤道线上5个均匀的位置进行测定。每种处理取4个果实，每个果实测定5次。

1.4.3 果实色差的测定

用WR-10型号色差仪测量果实表皮的色差。取果实红绿相间的1 cm半径范围内的部位进行测量，每种处理取5个果实，每个果实测量3次。根据测得的a值和b值，计算色彩饱和度C，计算公式为：

1.4.4 可溶性固形物（Total Soluble Solid）的测定

用手持式H528451型号甜度计测定果实的可溶性固形物含量。取适量果实于榨汁机中榨汁，纱布过滤所得滤液滴一滴至甜度计上进行测量，每种处理测量3次。

1.4.5 果实可滴定酸（Titratable Acid）的测定

用手持式GMK-835N型号酸度计测定果实的可滴定酸含量。吸取上述过程中所得滤液于测量杯中，并加入30 mL蒸馏水混合均匀后进行测量，每种处理测量3次。

1.4.6 叶绿素的测定

叶绿素的测定方法根据文献[12]进行修改，称取5 g果实冻样于研钵中，并加入10 mL 80%丙酮溶液研磨匀浆后，在4℃条件下12 000×g离心15 min。所得上清液于652 nm下测量其吸光度值，每组重复3次。

计算公式：提取液中叶绿素浓度ρ（mg/L）=A652×1 000/34.5

叶绿素含量/（mg/g）=ρ×V/m×1 000

式中：34.5为吸光系数；A652为叶绿素溶液在652nm下的吸光度值；V为样品提取液总体积，mL；m为样品质量，g。

1.4.7 还原糖的测定

还原糖的测定采用斐林试剂标定法进行测定。

1.4.8 PPO活性的测定

PPO酶提取方法及活性测定方法[12]均按照《果蔬中多酚氧化酶活性的测定》进行测定。

1.4.9 POD活性的测定

POD酶提取方法及活性测定方法[12]均按照《果蔬中过氧化物酶活性的测定》进行测定。

1.4.10 APX活性的测定

APX酶提取方法及活性测定方法[12]均按照《抗坏血酸过氧化物酶活性的测定》进行测定。

2 结果与分析

2.1 臭氧处理对香梨呼吸强度的影响

臭氧处理对香梨呼吸强度的影响见图1。

图1 不同浓度臭氧处理对香梨呼吸强度的影响Fig.1 The influences of different concentration of ozone treatment on respiration intensity of fragrant pear

如图 1所示，CK、T1、T2、T3处理组果实的呼吸强度在整个处理期内由最初的2.42 mgCO2/（mg·h）化为6.98、4.47、5.34、6.56 mgCO2/（kg·h）整体呈现上升趋势。处理5 d时，各处理组出现了呼吸高峰，说明处理初期臭氧处理对呼吸作用没有起到明显的抑制作用；之后各处理组呈下降趋势后又上升，且CK处理组早于其他处理组提前呈现上升趋势，说明臭氧处理可有效抑制果实的呼吸强度；后期呈现上升趋势说明果实开始了衰老现象。这表明，臭氧处理可以抑制香梨的呼吸作用，进而延缓衰老，其中T1处理组效果较好。

2.2 臭氧处理对香梨硬度的影响

臭氧处理对香梨硬度的影响见图2。

图2 不同浓度臭氧处理对香梨硬度的影响Fig.2 The influences of different concentration of ozone treatment on hardness of fragrant pear

果实硬度可以作为衡量果蔬采后品质的主要指标[13-14]。由图 2 所示，CK、T1、T2、T3 处理组果实的硬度整体呈现下降的趋势，且由最初的0.651 kg/cm2变化为最终的 0.530、0.552、0.543、0.513 kg/cm2。说明在亚室温贮藏结束（第30天）时，CK处理组的果实硬度小于T1、T2、T3处理组。这表明，臭氧处理可有效减缓库尔勒香梨硬度的下降，其中T1处理组的效果较好。

2.3 臭氧处理对香梨色差的影响

臭氧处理对香梨通透度的影响见图3。

图3 不同浓度臭氧处理对香梨L值的影响Fig.3 The influences of different concentration of ozone treatment on L of fragrant pear

由图3所示，L值表示果实的透明度，整体呈现先上升后下降的趋势，CK、T1、T2、T3处理组果实的L值由最初的 60.28分别下降为终期的 51.80、58.77、53.33、51.03，透明度下降说明果实出现了褐变现象。而T1、T2处理组高于其它两组，说明适宜浓度的臭氧处理可延缓其褐变进程。

臭氧处理对香梨硬度的色彩饱和度见图4。

a值表示果实的红绿色差，b值代表果实的黄蓝色差。由a值和b值可以计算出色彩饱和度C，根据图4可以看出随着贮藏时间的延长，色彩饱和度在30 d中整体呈先上升后下降的趋势。C值升高是由于果实的后熟作用，使其色彩饱和度增加；后期C值下降，说明果实在逐渐衰老过程中。图示表明臭氧处理可以有效维持果实的色彩饱和度。

以上结果表明，适宜浓度的臭氧处理可有效延缓果实褐变，维持果实的色彩饱和度，且T1处理组效果较好。

图4 不同浓度臭氧处理对香梨色彩饱和度的影响Fig.4 The influences of different concentration of ozone treatment on color saturation of fragrant pear

2.4 臭氧处理对香梨可溶性固形物（TSS）含量的影响

臭氧处理对香梨可溶性固形物的影响见图5。

图5 不同浓度臭氧处理对香梨TSS含量的影响情况Fig.5 The influences of different concentration of ozone treatment on TSS of fragrant pear

果实成熟度的重要体现之一在于可溶性固形物的含量，果实品质的关键在于其积累水平[15]。由图5所示，各处理组果实的可溶性固形物含量呈下降趋势。CK、T1、T2、T3处理组果实的TSS含量由初期的12.53%降低为末期的9.97%、10.54%、10.10%、9.97%，且处理15 d后，CK处理组的 TSS含量低于 T1、T2、T3处理组。这表明，在一定的贮藏期内，适宜浓度的臭氧处理可有效抑制库尔勒香梨的可溶性固形物含量的降低，延缓果实的成熟，其中T1处理组的效果较好。

2.5 臭氧处理对香梨可滴定酸（TA）含量的影响

臭氧处理对香梨可滴定酸的影响见图6。

图6 不同浓度臭氧处理对香梨TA含量的影响Fig.6 The influences of different concentration of ozone treatment on TA of fragrant pear

由图6所示，随贮藏时间的延长，库尔勒香梨果实的可滴定酸的含量呈下降趋势。在贮藏期内，CK、T1、T2、T3处理组果实的TA含量由初期的0.49%降低为末期的0.15%、0.19%、0.17%、0.15%，且处理末期T1、T2处理组TA含量高于CK处理组。这表明，适宜的臭氧浓度可延缓库尔勒香梨果实中的可滴定酸含量的下降，有效保持果实中的可滴定酸含量，这为香梨贮藏期的延长及高品质的保证提供了依据。其中T1处理组效果较好。

2.6 臭氧处理对香梨叶绿素含量的影响

臭氧处理对香梨叶绿素含量的影响见图7。

图7 不同浓度臭氧处理对香梨叶绿素含量的影响Fig.7 The influences of different concentration of ozone treatment on content of chlorophyll of fragrant pear

果实退绿或变黄与果实成熟度密切相关，乙烯在叶绿素降解过程当中有着重要作用[16]。由图7所示，各处理组果实叶绿素含量呈下降趋势。CK、T1、T2、T3处理组果实的叶绿素含量初期为0.009 7mg/g，末期为0.003 6、0.005 1、0.003 9、0.004 2 mg/g，且 CK 处理组叶绿素含量低于其它组，尤其是T1处理组。但各处理组叶绿素含量的初值与终值相差较小，表现不出明显的变化差异性。由此可得出，臭氧处理对香梨果实的叶绿素含量未产生显著的影响。

2.7 臭氧处理对香梨还原糖含量的影响

臭氧处理对香梨还原糖含量的影响见图8。

由图8所示，在果实的贮存期间，各处理组果实的还原糖含量均保持一致的变化趋势，整体呈先上升后下降的趋势。CK、T1、T2、T3处理组果实的还原糖含量由最初的0.088 5%变化为处理终期的0.091 9、0.098 2、0.096 0、0.095 4%。果实还原糖含量在处理15 d时出现快速上升趋势，至25 d时达到最大值，这可能是因为在贮藏期间，果实在成熟过程中其内的有机物质转化成了还原糖，使还原糖含量得到一定程度的增加；25 d后还原糖含量快速下降说明果实已进入衰老期。以上说明，在库尔勒香梨贮藏过程中，臭氧处理组与CK处理组未表现出显著差异，臭氧处理并未显著影响还原糖含量。

图8 不同浓度臭氧处理对香梨还原糖含量的影响Fig.8 The influences of different concentration of ozone treatment on content of reducing sugar of fragrant pear

2.8 臭氧处理对香梨PPO活性的影响

果实在储藏过程当中易发生褐变，严重降低果实的品质及价值。PPO活性直接影响着果实的褐变及程度，PPO可催化酚类物质被氧化成醌类物质，而后进一步构成褐色物质，引起果实组织的褐变，降低其品质及食用价值[17]。

臭氧处理对香梨PPO活性的影响见图9。

图9 不同浓度臭氧处理对香梨PPO活性的影响Fig.9 The influences of different concentration of ozone treatment on activity of PPO of fragrant pear

由图9所示，各处理组果实的PPO活性呈逐渐上升趋势。CK、T1、T2、T3处理组果实的PPO活性由最初的0.034 1△OD420/（min·mg）变化为最终的0.393 6、0.218 7、0.238 8、0.285 7△OD420/（min·mg）且CK处理组PPO活性高于其他处理组，说明臭氧处理能有效抑制库尔勒香梨贮藏期间PPO活性的增加，延缓褐变进程；T1处理组的PPO活性在处理后期呈现出较低值，说明T1处理组的作用效果较好。

2.9 臭氧处理对香梨POD活性的影响

过氧化物酶（POD）广泛存在与植物的不同生长发育时期和不同组织中，其功能多样性[17]。过氧化物酶是果蔬体内普遍存在的一种重要的氧化还原酶，它与果蔬的很多生理和生化代谢过程密切相关。

臭氧处理对香梨POD活性的影响见图10。

图10 不同浓度臭氧处理对香梨POD活性的影响Fig.10 The influences of different concentration of ozone treatment on activity of POD of fragrant pear

由图10所示，各处理组果实的POD活性整体呈先上升后下降的趋势。CK、T1、T2、T3处理组在处理25 d时出现POD活性高峰，其中T1处理组的POD活性峰值明显高于其它处理组，且T2、T3处理组的POD峰值均高于CK处理组。在处理末期T1、T3处理组的POD活性仍高于CK处理组，且大于初值。这表明臭氧处理可有效保持果实的POD活性，且T1处理组的效果较好。

2.10 臭氧处理对香梨APX活性的影响

臭氧处理对香梨APX活性的影响见图11。

图11 不同浓度臭氧处理对香梨APX活性的影响Fig.11 The influences of different concentration of ozone treatment on activity of APX of fragrant pear

抗坏血酸过氧化物酶（APX）是过氧化物酶，其以抗坏血酸为电子供体且专一性强，可清除果实内的H2O2。由图11所示，各处理组果实的APX活性整体呈先上升后下降的趋势，且在第5天时出现活性高峰；之后APX活性呈持续下降趋势，且T1处理组的APX活性为29.034 1 0.01△OD290/（min·mg）于其它处理组。说明在一定处理期内，适宜浓度的臭氧处理可延缓库尔勒香梨果实中APX活性的降低，其中T1处理组的效果较好。

3 结果与讨论

香梨贮藏过程中最关键是维持香梨的绿色，防止褐变和变黄，本试验以新疆库尔勒香梨为试材，利用臭氧的杀菌作用和氧化性，研究不同浓度（2.144、6.432、10.72 mg/m3）臭氧处理对库尔勒香梨贮藏过程中的影响。结果发现在处理期内，随贮藏时间的延长，经2.144 mg/m3臭氧浓度处理后，库尔勒香梨的呼吸作用及色差变化程度降低，硬度、可溶性固形物含量和可滴定酸含量的下降趋势减缓，叶绿素含量及还原糖含量未产生明显的差异性；再者，抑制了PPO活性的增加，减缓了POD、APX活性的降低。试验说明2.144 mg/m3处理能够较好的维持库尔勒香梨贮藏内在和外观品质。通过适宜的臭氧浓度、相对湿度、温度、处理时间和pH等条件的协同作用来提高臭氧的保鲜效果，从而通过臭氧保鲜来延长香梨贮藏期，提高其品质，可推动库尔勒香梨产业的更大发展。

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Effects of Ozone Treatment on Postharvest Physiology and Storage Quality of Korla Fragrant Pear

LUO Wen-jing1，GENG Jin-chuan1，CHEN Cun-kun2，3，XUE Wen-tong3，*，WANG Wen-sheng2，GAO Fu-rong4，DONG Cheng-hu2，YU Jin-ze2，*
（1.Chengde City Forestry Technology Popularization Station of Hebei Province，Chengde 067000，Hebei，China；2.National Engineering Technology Research Center for Preservation of Agriculture Products，Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products，Ministry of Agriculture of the People's Republic of China，Tianjin Key Laboratory of Postharvest Physiology and Storage of Agricultural Products，Tianjin 300384，China；3.College of Food Science and Nutritional Engineering，China Agriculture University，Beijing 100083，China；4.Xiang Xi Autonomous Prefecture Detection Center of Agricultural Products Quality，Jishou 416000，Hunan，China）

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.23.035

2013农业部公益性行业科研专项（201303075）；“十二五”农村领域国家科技计划项目（2015BAD19B0104）；国家星火计划重点项目（2015GA610006）；天津市农业科技成果转化与推广项目（201502030、201602090、201701100）；天津市农业科学院院长基金项目（17014、17012、14004）

罗文靖（1978—），女（蒙古），本科，高级工程师，研究方向：林业技术推广。

*通信作者：薛文通，男，博士，教授，研究方向：农产品贮藏保鲜技术；于晋泽，男，博士，高级工程师，研究方向：低温贮藏设施及配套技术。

2017-08-29