热处理协同臭氧对沃柑贮藏品质调控研究

陈晓彤，潘艳芳，郑桂霞，杜美军，叶先明，李喜宏，*

（1.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津科技大学省部共建食品营养与安全国家重点实验室，天津300457；2.衢州市柯城区柴家柑桔专业合作社，浙江衢州324000）

被喻为“天然罐头”的柑橘，成熟期相对比较集中，多集中在冬季，这就对全年鲜销造成了很大困扰[1]。虽采用了贮藏保鲜措施，但是由于我国果蔬采后贮藏起步晚，在采后保鲜过程中，易出现失水皱缩、腐烂软化、口感变差等问题，给柑橘贮藏造成了大量损失[1-2]。已有大量研究表明[3-4]，柑橘采后营养供给切断，但呼吸作用和蒸腾作用仍在进行，造成生理代谢紊乱，柑橘果实水分蒸发，表面皱缩，有机酸如可滴定酸（titratable acid，TA）、可溶性糖类如可溶性固形物（total soluble solid，TSS）等营养物质被消耗，代谢酶如过氧化物酶（peroxidase，POD）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性也因为柑橘逐渐衰老，果实细胞受到破坏而逐渐降低，严重制约了柑橘产业发展。

果蔬采后热处理是通过适宜的温度和时间处理果蔬，抑制果蔬呼吸作用和乙烯的产生，同时果蔬体内产生热激反应，热效应不断积累，提高果蔬采后贮藏效果[5-7]，保持果蔬采后品质[6，8]，对果蔬采后生理生化作用显著，提高抗氧化代谢酶如POD和SOD活性，可延缓果蔬采后衰老[2，8]。已有研究表明，热处理能够减少葡萄贮藏期间腐烂率[9]，增加番茄的可溶性糖类和有机酸含量，保持其风味品质[10]，减少活性氧对草莓果实细胞的损害[11]，有效提高桃果实采后抗氧化酶系活性，延缓果实成熟衰老[12]。另外，臭氧作为一种能够在空气中分解，无残留的果蔬保鲜方法，其强氧化能力能够对果蔬起到明显杀菌作用，提高果蔬抗病性[13-15]。同时，臭氧又能够抑制微生物果蔬的呼吸作用，降低果蔬代谢作用，延缓果蔬衰老[16]。研究指出，臭氧处理明显抑制葡萄腐烂率[17]，显著激发草菇的抗氧化酶POD活性，增强活性氧清除能力[18]。此外，在柑橘[19]、黄瓜[20]、苹果[21]等方面臭氧处理保鲜也有比较深入的研究。但是，将热处理与臭氧结合对果蔬保鲜的研究并不多。

本试验采用热处理与臭氧结合的方法处理沃柑，测定沃柑相关生理生化指标，研究其生理变化，为柑橘保鲜提供理论依据以及数据支撑。

1 材料与方法

1.1 材料与处理

供试沃柑采收于浙江省衢州市柯城区柴家柑桔合作社，运回当日分选大小、色泽均匀，无机械损伤，无软烂霉腐的果实，清洗干净。均分4份，每份150果，预冷24 h。预试验选择45、50、55℃热水处理180 s柑橘，确定出最佳热水处理条件为50℃热水处理180 s；选择浓度为50、55、60 mg/m3臭氧处理5 min，确定最佳臭氧处理条件为55 mg/m3臭氧处理5 min。因此本试验在此基础上进行如下处理，试验方案设计见表1。

表1 试验方案设计Table 1 Design of test scheme

处理结束后，室温（25±0.5）℃条件下通风晾干。各个处理组沃柑用PE打孔袋（规格20 cm×20 cm，厚度25 μm，4×4均匀圆孔，孔径1 cm）分装扎口。在（4±0.5）℃、湿度80%～85%微型温度梯度箱贮藏。每隔10 d随机取一袋，进行各项指标测定。

1.2 设备与试剂

1.2.1 设备

AUY120型电子天平：安捷伦科技有限公司；SY-2-6恒温水浴锅：天津市欧诺仪器仪表有限公司；PAL-3式数字手持折光仪：日本ATAGO株式会社；5804R高速冷冻离心机：德国Eppendorf公司；UV-2550PC型紫外-可见分光光度计：岛津企业管理（中国）有限公司。

1.2.2 试剂

三氯乙酸：永华化学科技有限公司；硫代巴比妥酸：成都化夏化学试剂有限公司；酚酞、盐酸、氢氧化钠：广州化学试剂厂；冰醋酸、无水醋酸钠：天津一方科技有限公司；聚乙二醇6000（polyethylene glycol 6000，PEG6000）：生工生物工程（上海）股份有限公司；愈创木酚、H2O2、乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）：天津市化学试剂研究所有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（polyvinyl Pyrrolidone，PVP）：上海弘顺生物科技有限公司。以上试剂等均为分析纯。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 失重率

失重率/%=（前质量-后质量）/前质量×100

1.3.2 腐烂率

腐烂率/%=烂果数/总果数×100

1.3.3 可溶性固形物TSS含量测定

用手持式折光仪测定方法测定[22]，重复测定3次，结果以百分数表示。

1.3.4 总酸TA含量的测定

用氢氧化钠溶液滴定法测定[22]，重复测定3次，结果以百分数表示。

1.3.5 过氧化物酶（POD）活性的测定，

POD活性采用愈创木酚法进行测定[22]，结果以ΔOD470/min·g表示。

1.3.6 超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定

采用氮蓝四唑光（nitrogen blue tetrazole，NBT）还原法测定，结果以U/g表示。

1.4 数据处理与分析

采用Origin 9分析数据计算标准偏差并制图；采用SPSS 19.0软件进行差异显著性分析，P＜0.05为显著。

2 结果与分析

2.1 热处理协同臭氧对柑橘果实失重率和腐烂率的影响

柑橘采后贮藏过程中，虽其营养供给停止，但自身生理反应呼吸代谢和蒸腾作用仍在进行。大量底物因呼吸作用被消耗，造成柑橘生理紊乱，品质下降，出现失水、组织糖化、果实腐败等问题[2，23]。失重率和腐烂率反映了柑橘采后品质和商品价值。

热处理协同臭氧对柑橘果实失重率和腐烂率的影响见图1和图2。

图1 热处理协同臭氧对柑橘果实失重率的影响Fig.1 Effect of heat treatment synergistic ozone on weightlessness of citrus fruit

图2 热处理协同臭氧对柑橘果实腐烂率的影响Fig.2 Effect of heat treatment synergistic ozone on the decay rate of citrus fruit

由图1、图2可知，在整个贮藏期间，各组失重率和腐烂率均呈上升趋势。贮藏75 d时，热水+臭氧处理组的失重率仅为1.48%，较热水组、臭氧组和对照组，分别比它们的减少 1.27%（P＜0.05）、1.4%（P＜0.05）和2.6%（P＜0.05）。贮藏75 d时，对照组的腐烂率为32.23%。而热水+臭氧处理组仅为7.54%（P＜0.05），且比热水组和臭氧组降低了0.49倍（P＜0.05）和0.58倍（P＜0.05）。说明热水+臭氧处理组对保持柑橘采后贮藏品质效果最佳。

2.2 热处理协同臭氧对柑橘果实TSS和TA含量的影响

柑橘果实中的可溶性糖和有机酸的含量决定了柑橘果实的成熟程度和风味品质[24]。可溶性糖和有机酸的积累主要依靠母体营养供给，虽采收后供给缺失，但呼吸作用仍继续，柑橘果实在后熟阶段，糖、酸的含量变化对柑橘果实品质有很大影响。

热处理协同臭氧对柑橘果实TSS、TA和TSS/TA含量的影响见图3、图4和图5。

图3 热处理协同臭氧对柑橘果实TSS含量的影响Fig.3 Effect of heat treatment synergistic ozone on TSS content in citrus fruit

图4 热处理协同臭氧对柑橘果实TA含量的影响Fig.4 Effect of heat treatment synergistic ozone on TA content of citrus fruit

图5 热处理协同臭氧对柑橘果实TSS/TA含量的影响Fig.5 Effect of heat treatment synergistic ozone on TSS/TA content of citrus fruit

如图3所示，在前期各组TSS含量均呈上升趋势，这可能与沃柑在成熟过程中呼吸作用小于水分的蒸发和TSS含量的积累且热水和臭氧处理均抑制了沃柑的呼吸代谢有关。在30 d时，臭氧组和对照组率先到达峰值，分别是14.36%和13.32%，差异显著（P＜0.05）。45 d时，热水组和热水+臭氧处理组到达峰值，这可能与热水处理和热水+臭氧处理更加能够抑制沃柑呼吸作用，有利于TSS含量的积累，保持其风味。其中，热水+臭氧处理组是热水组的1.02倍（P＜0.05）。后期由于大量糖类物质被消耗，各处理组的TSS含量均呈下降趋势。

如图4所示，各处理组的TA含量在整个贮藏期间均呈下降趋势。在贮藏75 d时，较对照组，热水、臭氧和热水+臭氧处理组的TA含量分别比其高0.31倍（P＜0.05）、0.44 倍（P＜0.05）和 1.0 倍（P＜0.05）。

如图5所示，TSS/TA反映了沃柑成熟度，随着贮藏期的延长，各组的成熟度均不断增大，50 d时，各组处理之间差异显著（P＜0.05），且热水+臭氧处理组成熟度最小。说明热水+臭氧处理组对保持沃柑成熟度和风味品质效果最好。

2.3 热处理协同臭氧对柑橘果实POD和SOD活性的影响

柑橘果实采后成熟衰老过程中，其活性氧O2-、OH-和H2O2含量升高，活性氧清除酶系POD和SOD接收到自由基增多信号，激发其抗氧化作用，增强自由基清除活性，延缓果实衰老[11-12，18]。

热处理协同臭氧对柑橘果实POD和SOD活性的影响见图6和图7。

图6 热处理协同臭氧对柑橘果实POD活性的影响Fig.6 Effect of heat treatment synergistic ozone on POD activity of citrus fruit

图7 热处理协同臭氧对柑橘果实POD活性的影响Fig.7 Effect of heat treatment synergistic ozone on POD activity of citrus fruit

如图6所示，各组POD活性呈先升后降趋势，其中，对照组在30 d时先达到峰值26.03 U/g·FW，热水、臭氧和热水+臭氧处理组在第45天达到峰值，分别为对照组1.27倍、1.39倍和1.54倍且在后期各个组POD活性均高于对照组，较对照组差异显著（P＜0.05）。

如图7所示，各组SOD活性变化趋势与POD活性变化趋势相近。前期的SOD活性增强与柑橘的逐渐成熟衰老，体内活性氧增多，抗氧化酶系的活性氧清除能力的激发有关。后期由于SOD逐渐被消耗，活性氧的产出速率大于活性氧的清除速率，柑橘果实开始衰老最终导致腐烂。其中热水+臭氧处理对延缓柑橘果实衰老作用较其他各个处理组显著（P＜0.05）。

3 结论

柑橘采后呼吸代谢，营养物质被消耗，果实慢慢的成熟衰老，造成果实失水软化腐烂，风味和食用品质下降，生理紊乱，自由基含量增多。虽防御系统里的抗氧化酶活性被激发，但其在清除活性氧的同时自身也被消耗。与孔祥佳等[8]，折弯弯等[24]研究结果相一致，热水协同臭氧处理柑橘果实，抑制柑橘果实新陈代谢，减少柑橘酒化失水现象，阻碍糖代谢，减缓TSS和TA含量的损失，保持柑橘品质和风味，同时，刺激柑橘体内活性氧自由基清除能力，提高POD和SOD活性，减缓果蔬成熟衰老。因此，热水协同臭氧处理对沃柑保鲜效果最佳。