一氧化氮熏蒸延缓杏干贮藏期间品质的下降

邓豪，王曼，王霞伟，魏佳，田全明，翟荣臻，杨海燕，吴斌*

（1.新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆乌鲁木齐 830052）

（2.新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所，新疆乌鲁木齐 830091）

杏（Prunus armeniacaL.）是新疆重要的经济作物，其营养丰富、口感香甜，深受消费者的青睐[1]。由于鲜杏采收期集中在高温季节，采后代谢旺盛，极易腐烂变质，不耐贮运，因此约80%鲜杏须加工成杏干，以满足不同季节人们对杏产品的需求。鲜杏制干的传统方法主要采用硫处理鲜杏后进行露天晾晒。二氧化硫（sulfur dioxide，SO2）作为一种食品添加剂，被广泛应用于干果、鲜果及中药材中[2-4]，以达到护色、杀菌和抗氧化的目的[5]。然而SO2使用不当会导致商品中残留量超标，果实出现漂白、异味和品质劣变等问题，严重危害人体健康，引发食品安全问题，造成巨大的经济损失[6]。因此，寻找一种更安全高效的制干方法减少或替代SO2的使用，是当前新疆杏产业发展亟待解决的问题。

一氧化氮（nitric oxide，NO）是一种高活性自由基气体，在细胞内或细胞间扮演重要的信使角色[7]，具有延缓果实衰老[8]、抑制病原菌侵染和微生物生长的优点[9,10]，对猕猴桃[11]和番木瓜[12]等果实采后保鲜有较好的效果。此外，NO对多种采后有害生物均有抑制效果[13]，且无有害物残留，大大提高了果品的食用安全性。NO熏蒸技术在鲜果贮藏保鲜领域应用广泛，但在鲜杏制干贮藏方面鲜有报道，因此，本试验以新疆赛买提鲜杏为试材，采用NO和SO2气体对鲜杏进行熏蒸后制干，分析常温条件下杏干果实的营养品质指标和抗氧化能力的变化规律，比较NO和SO2气体对杏干贮藏保鲜作用效果的差异性；研究NO处理减缓杏干的营养物质流失、维持抗氧化能力和改善贮运品质的作用，以期为杏干及其它干果的贮藏保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

赛买提鲜杏：购于新疆英吉沙县。选择成熟度一致（着色面积≥80%，可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量为 19.60±0.06%）、大小均匀、无机械伤及病虫害的果实，随机分组进行试验。

NO气体（纯度≥99.5%）、SO2气体（纯度≥99.5%），乌鲁木齐鑫天意标准气体有限公司；铁氰化钾，天津市天福达实业公司；2,6-二氯靛酚，上海邦景实业有限公司；抗坏血酸、硝酸钠、亚硝酸钠，天津市福晨化学试剂厂；亚铁氰化钾，天津市致远化学试剂有限公司；盐酸萘乙二胺，天津市化学试剂研究所有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,2'-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二铵盐（2,2'-azinobis-(3-ethylbenzothizoline-6-sulfonate)，ABTS），北京酷尔化学科技有限公司；过硫酸钾（K2S2O8），天津市北辰区方正试剂厂。试验所用试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

JT-32ZTX型空气能热泵厢式一体节能烘干机众恒联创新能源科技有限公司；UV2100型紫外可见分光光度计日本岛津公司；HC-3018R型高速冷冻离心机；CR-400型手持色差仪日本柯尼卡美能达；PC-16型水分测定仪上海浦春计量仪器有限公司；6台组合式熏蒸罐课题组自主研发。

1.3 试验方法

1.3.1 样品处理

气体熏蒸浓度是由前期预试验所得。试验分为以下三个处理。①NO组：将挑好的鲜杏放入熏蒸设备中，加入200 μL/L的NO气体对鲜杏进行3 h的熏蒸处理；②SO2组：利用200 μL/L的SO2气体对鲜杏进行3 h的熏蒸处理；③CK组：以相同条件下不加入任何气体的处理作为空白对照。熏蒸结束后取出杏果实，将其摆放在烘烤盘内，放入热泵中进行干燥。当杏子水分含量达20%±2%时，制干结束。用带有6个均匀小孔（孔径8.00 mm）的PET保鲜盒盛装杏干，并于常温（温度为25±1.0 ℃，相对湿度为45%±5%）条件下进行贮藏。每个处理重复3次，每10 d取一次样，共贮藏60 d。样品去核切块，经液氮处理后迅速粉碎，装袋置于-40 ℃冰箱内，以进行后续各项指标的测定。

1.3.2 对杏干营养品质及抗氧化能力指标的测定

1.3.2.1 色差和失重率的测定

色差的测定：杏干的色差采用CR-400色差仪测定颜色参数L*（亮度值）、b*（黄蓝值）；

失重率的测定：按公式（1）进行计算。

1.3.2.2 可溶性糖、抗坏血酸（vitamin C，Vc）、类胡萝卜素含量的测定

采用蒽酮试剂法[14]测定果实中可溶性糖的含量；采用2,6-二氯靛酚滴定法[14]测定果实Vc含量；采用Lichtenthaler[15]的方法测定果实的类胡萝卜素含量。

1.3.2.3 总酚和类黄酮含量的测定

采用曹建康等人[14]的方法测定果实中总酚和类黄酮的含量，以每克样品组织在波长280 nm处的吸光值表示总酚含量，即OD280/g；在波长325 nm处的吸光度值表示类黄酮物质含量，即OD325/g。

1.3.2.4 DPPH自由基清除能力的测定[16]

准确配置浓度为0.2 mmol/L的DPPH乙醇溶液，于避光条件下放置，现用现配。精确配置不同浓度样液，Ai：0.5 mL样品溶液+0.5 mL 0.2 mmol/L DPPH乙醇溶液；AC：0.5 mL无水乙醇+0.5 mL 0.2 mmol/L DPPH乙醇溶液；Aj：0.5 mL样品溶液+0.5 mL无水乙醇。于室温条件下避光反应30 min，测定不同样品液在517 nm波长处的吸光度值，按以下公式（2）计算：

1.3.2.5 ABTS+自由基清除能力测定[17]

将7.40 mmol/L ABTS+溶液与2.60 mmol/L K2S2O8溶液按体积比1:1混匀，室温避光静置12 h，使用前用无水乙醇稀释，使吸光度在 734 nm波长处为0.70±0.02，得到 ABTS+·工作液。精确配置不同质量浓度样液分别取0.8 mL，加入ABTS+·工作液3.20 mL，混匀避光静置6 min，于734 nm波长处测定吸光度。按以下公式计算ABTS+自由基清除率。

式中：

A1——样品液和ABTS+工作液混合液的吸光度值；

A0——ABTS+工作液与过硫酸钾混合液的吸光度值。

13.2.6 铁离子还原能力（ferric reducing/antioxidant power，FRAP）的测定[18]

FRAP工作液配制：300 mmol/L乙酸钠水溶液（pH=3.6），10 mmol/L TPTZ（使用40 mmol/L HCl水溶液配制），20 mmol/L FeCl3水溶液体积比=10:1:1，现用现配，充分混匀后，置于 37 ℃水浴中备用。标准曲线测定：取0.1 mL不同浓度的FeSO4溶液于10 mL比色管中，加入3 mL FRAP工作液，加入2 mL超纯水，混匀，避光反应50 min，测596 nm处吸光度值。样品测定：取0.1 mL样品提取液于10 mL比色管中，加入3 mL FRAP工作液，加入2 mL超纯水，混匀，避光反应50 min，测596 nm处吸光度值，每个样品做3个平行。

1.3.2.7 NO3-、NO2-和 SO2残留的测定

杏干中NO残留物NO3-和NO2-离子含量的测定：采用GB 5009.34-2016食品中亚硝酸盐与硝酸盐的测定[19]，其中NO2-的测定参照第二法，NO3-的测定参照第三法。SO2残留量的测定采用GB 5009.34-2016中食品中SO2的测定[20]。

1.3.2.8 感官评价

采用以下标准对杏干进行感官评价，评价小组由10人组成，感官评价标准如下（表1）。

1.4 数据统计与分析

使用Excel 2010进行数据处理，使用SPSS 20.0（SAS Institute Inc. USA）进行Duncan’s多重差异显著性分析，使用 Sigma Plot 12.5（Systat software，Inc.USA）用于绘图。

2 结果与讨论

2.1 NO和SO2熏蒸对杏干贮藏期间失重率、色泽和可溶性糖含量的影响

表1 感官评价标准Table 1 Sensory evaluation standard

在贮藏期间，果实的代谢消耗及水分散失导致质量不断下降。由图1a可知，杏干的失重率随贮藏时间的延长呈逐渐上升趋势，对照组杏干的重量损失较严重，贮藏60 d，杏干失重率达22.69%，NO和SO2处理杏干失重率分别较同期对照组低17.14%和5.55%，NO 组杏干失重率显著（p＜0.05）低于其它两组，有效减缓了贮藏期间杏干果实质量的下降。

颜色是杏干重要的品质属性，也是影响杏干可接受性的主要感官参数之一。贮藏期间，杏干L*值和b*值呈现逐渐下降的趋势，随着贮藏时间的延长杏干果皮光泽亮度不断下降，色泽由亮黄色逐渐转变成暗褐色，在贮藏60 d时，NO和SO2组杏干的L*值分别比对照高 9.20%、9.17%；b*值分别比对照高 15.87%和14.13%，差异显著（p＜0.05），NO和SO2处理组杏干色泽没有显著差异。

可溶性糖含量是衡量果实风味口感的关键指标之一。由图1d可知，整个贮藏过程中，杏干可溶性糖含量整体呈下降趋势。在第60 d时，NO和SO2处理杏干中可溶性糖含量均显著高于对照组（p＜0.05），以 NO组杏干的可溶性糖含量最高，分别比SO2、CK组高20.96%和39.05%，较好的维持了果实的食用品质。

SO2气体熏蒸破坏了鲜杏表皮，导致杏果实水分大量散失，重量损失速率加快，而NO熏蒸能限制果实中水分的转移，显著减缓失重率的升高[21]。NO和SO2熏蒸能减缓杏干色泽亮度的下降，这与它们可以抑制果实酶促褐变和降低非酶促褐变的产生有关[22,23]。通过对杏干贮藏期间可溶性糖含量的测定发现NO熏蒸鲜杏能减缓果实中糖类物质的消耗降解，维持较高糖含量。研究发现利用0.25 mmol/L的NO处理也能够抑制莲子可溶性糖消耗，维持较好口感[24]。

2.2 NO和SO2熏蒸对杏干贮藏期间抗坏血酸、类胡萝卜素、总酚和类黄酮的影响

Vc含量是评价果实营养品质的重要指标之一。随着贮藏时间的延长，杏干中 Vc含量不断下降。贮藏期间对照组、NO和 SO2处理组分别降低 36.97%、31.12%和31.78%，熏蒸处理有效延缓了杏干中Vc含量的下降，NO处理效果显著。研究表明，采用20 μL/L的NO熏蒸抑制了草莓Vc含量的降解，维持较高的Vc含量，与本试验结果一致[25]。

类胡萝卜素是杏果实主要的功能性成分，也是影响果实色泽变化的重要因素。由图2b可知，常温条件下，杏干中的类胡萝卜素含量与Vc变化趋势基本一致，即随贮藏时间的延长逐渐降低。贮藏60 d时，NO组杏干类胡萝卜素含量为12.46 mg/kg，显著高于其它两组（p＜0.05）。表明NO熏蒸有效抑制了类胡萝卜素的降解，较好的维持果实色泽及营养品质。朱树华等[26]研究发现，20 μL/L NO熏蒸处理保持了猕猴桃中较高的类胡萝卜素含量。

酚类物质广泛分布于植物组织中，是具有防御功能的次生代谢物质，能有效地清除活性氧自由基[27]，抑制膜脂过氧化反应，在植物抗氧化过程中发挥重要作用。如图 2（c、d）所示，杏干的总酚和类黄酮含量呈下降的趋势，对照组的下降幅度最大。贮藏结束，NO处理总酚和类黄酮含量分别是SO2的1.17和1.30倍；是对照组的1.04和1.13倍，显著减缓了杏干贮藏期间总酚和类黄酮含量的下降（p＜0.05）。

Vc、类胡萝卜素及总酚、类黄酮含量是果实中天然的抗氧化剂，NO熏蒸能够提高鲜杏果实苯丙氨酸解氨酶和谷胱甘肽还原酶活性，促进酚类物质和谷胱甘肽以及非酶类抗氧化物质的积累，增强体系的抗氧化性[28,29]，从而显著减缓了杏干贮藏期间Vc、类胡萝卜素及总酚、类黄酮含量的下降（p＜0.05）。SO2处理杏干中Vc和总酚、类黄酮含量较低可能是SO2熏蒸破坏了鲜杏表皮，从而导致果实营养成分流失，含量较低。类胡萝卜素在光照、氧气和酶的作用下容易氧化降解[27]，导致杏干贮藏期间类胡萝卜素含量呈下降的趋势。SO2处理类胡萝卜素含量较低，可能是处理后果实中亚硫酸盐含量增加，pH值下降，促使了类胡萝卜素的降解[30]。

2.3 NO和SO2熏蒸对杏干贮藏期间抗氧化能力的影响

DPPH·、ABTS+自由基清除能力和FRAP直观地展现出果实的抗氧化能力，自由基清除率越高表示杏干的抗氧化能力越强。如图3所示，随着贮藏时间的延长，杏干清除DPPH·、ABTS+·及FRAP的能力明显下降。贮藏60 d时，NO组DPPH清除率较SO2和对照组分别提高 31.77%和 45.75%；ABTS+自由基清除能力较SO2、对照组增长了9.28%和19.50%；FRAP较同期SO2和对照组高5.53%和16.95%，显著提高杏干的抗氧化能力（p＜0.05）。汪荷澄等人[31]研究发现SO2浓度与果实抗氧化能力呈线性关系，SO2处理组杏干抗氧化能力较差可能是果实内SO2浓度较低。

DPPH·、ABTS+·、FRAP与Vc、类胡萝卜素、总酚及类黄酮等自由基清除剂的变化趋势一致。通过相关性分析发现（表3），DPPH·、ABTS+·清除率、FRAP与Vc、类胡萝卜素、总酚、类黄酮呈极显著正相关，这表明Vc、类胡萝卜素、总酚及类黄酮含量对杏果实的抗氧化活性具有重要作用。NO可通过延缓果实Vc、总酚、类黄酮及类胡萝卜素等抗氧化剂含量的下降，维持较高的抗氧化能力。此外，NO还能调控相关酶活性，增强果实的抗氧化能力，减轻氧化胁迫程度，从而延缓果实品质的下降[32]。

2.4 NO和SO2熏蒸对杏干贮期硝酸盐、亚硝酸盐及SO2残留的影响

NO气体进入果实体内以NO2-和NO3-这两种离子形式积累在果实内。NO3-是果蔬的主要氮源，也是人类健康所需要的营养成分。通常条件下，适量的NO3-是无毒的，但是过量的NO3-被代谢为NO2-，继续形成亚硝胺，可能对人体健康产生负面影响[33]。欧洲委员会（European commission，EC）法规规定一些富含NO3-产品中的NO3-最大限量为2500～4500 mg/kg；我国食品安全国家标准中蔬菜及其制品腌渍蔬菜中NO3-含量没有限量要求，对 NO2-的限量为 20.00 mg/kg[34]。由表2可以看出NO2-和NO3-含量随着贮藏时间的延长呈下降趋势。贮藏后期，杏干中NO2-含量仅为0.01 mg/kg，NO3-含量仅有136.57 mg/kg，远远低于限量要求。

根据GB 2760-2014《食品安全国家标准食品添加剂使用标准》的规定，水果干类的SO2最大使用量为100 mg/kg（只限用于熏蒸，最大使用量以SO2残留量计）。杏干中 SO2残留量均低于国家食品安全限量标准，贮藏60 d杏干中SO2下降了58.42%。

杏干中 NO3-、NO2-含量远低于限量标准，NO2-残留量由贮藏初期0.06 mg/kg降至0.01 mg/kg，下降了 83.33%，下降速率明显高于 SO2下降速率，说明NO熏蒸处理能够提高杏干的食用安全性。

表2 NO和SO2熏蒸对杏干贮藏期间NO2-、NO3-和SO2残留量的影响（mg/kg）Table 2 Influence of NO and SO2 fumigation on NO2-, NO3- and SO2 residues during storage of dried apricot

表3 相关性分析Table 3 Correlation analysis

2.5 感官评价

杏干的外观、色泽、风味和口感四个方面可直观的反应出果实的贮藏品质和商品价值。每个项目2.50分，分数越高，评价越好。结果如图4所示，气体熏蒸处理在果实的外观形态、色泽、风味和口感方面均明显高于对照组，杏干果实较为饱满，色泽金黄，具有杏果实特有的香气，口感细腻香甜，其中以NO熏蒸处理组杏干的感官评价分值较高。

2.6 相关性分析

通过对杏干贮藏期间Vc、类胡萝卜素、色差L*、b*、总酚、类黄酮以及抗氧化能力的相关性分析发现（表 3），果实中类胡萝卜素、总酚及类黄酮与色差L*、b*值呈显著正相关；Vc、类胡萝卜素与三个抗氧化指标呈显著正相关，这与孙宇杰等人[35]研究发现枸杞类胡萝卜素的质量浓度大小对DPPH自由基清除效果影响显著的结果类似。总酚、类黄酮含量与DPPH、ABTS+·、FRAP的变化趋势一致，呈正相关，与崔宽波等人[36]研究结果一致。据此认为，NO熏蒸处理可通过提高鲜杏果实的抗氧化能力，减轻果实氧化胁迫，减缓营养成分的流失，从而维持较好的色泽品质。

3 结论

NO和SO2熏蒸鲜杏后制干能够较好的维持杏干的色泽，延缓贮藏期间果实失重率的上升，维持较高的可溶性糖含量。在减缓Vc、类胡萝卜素、总酚和类黄酮含量的下降以及维持果实抗氧化能力方面，NO处理效果显著。此外，杏干中残留物均低于相关标准限量，其中 NO3-、NO2-含量远远低于欧盟和国标中的限量标准，且NO2-降低速率较SO2更快，说明NO熏蒸能显著提高杏干的食用安全性。因此，NO熏蒸可作为一种提高鲜杏制干品质和食品安全性的潜在技术方法。