酸性氧化电位水结合气调包装对灵武长枣保鲜效果的研究

李燕，刘贵珊，李月，陈亚鹏，康宁波

(宁夏大学 食品与葡萄酒学院，宁夏 银川，750021)

灵武长枣(ZiziphusjujubeMill.cv.Lingwu Changzao)作为宁夏的“地理标志保护产品”，是我国第二大鲜食枣品种，个大饱满，酸甜可口，果味清香，深受人们的喜爱[1]。长枣采收期短，上市时间集中[2]，贮藏保鲜成为提高经济效益的重要方式。然而，长枣采后呼吸速率高，生理代谢速率快，导致贮藏期间易出现水分流失、组织软化和品质下降等问题，严重影响商品价值[3]。因此，急需开发一种有效的保鲜技术来解决灵武长枣品质劣变的问题。

目前，长枣贮藏保鲜的主要方式有低压静电场处理[4]，涂膜处理[5]、低温贮藏[6]等，随着人们对鲜果品质要求的提高，绿色、高效的长枣保鲜技术仍需进一步开发研究。酸性电解氧化水(acidic electrolyzed oxidizing water，AEW)是电解NaCl溶液生成的液体，具有pH低(≤2.7)、氧化还原电位高(≥1 100 mV)和氧化能力强等特点，无毒性，是一种安全有效的环保型食品杀菌剂，具有果蔬保鲜的作用[8-10]。研究表明，AEW处理抑制了贮藏期间蓝莓的细胞壁降解酶活性，降低果胶和纤维素等细胞壁成分的降解速率，延缓软化[9]；AEW处理有效降低了龙眼呼吸速率，保持抗氧化物质的含量，抑制腐败，延缓衰老[10]；AEW处理通过调节蓝莓的活性氧代谢从而保持细胞膜完整，延缓品质劣变[11]；AEW处理杀灭藕片表面微生物，抑制褐变反应，提高感官品质[12]。气调包装(modified atmospheres packaging，MAP)是一种有效的新型食品包装技术[13]，主要通过降低贮藏环境中O2含量，提高CO2含量[14]，从而抑制果蔬的呼吸速率，达到降低生理代谢速率和延长货架期的目的[15]，广泛应用于果蔬贮藏保鲜中。研究发现5% O2+1% CO2+94% N2的气调环境有助于保持长枣的贮藏品质[16]，微孔膜包装可有效维持长枣的贮藏品质，防止氧化衰老[17]。

复合保鲜技术通过综合多种保鲜技术，充分发挥了每种保鲜技术的优势，相较于单一保鲜技术，复合保鲜效果更佳[7]。然而，在长枣保鲜研究中，AEW结合MAP的复合保鲜的研究鲜有报道。因此，本研究以AEW结合MAP复合保鲜技术延缓长枣品质劣变，旨在开发一种有效的长枣保鲜技术，提高经济效益。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

灵武长枣采自宁夏回族自治区灵武市，采收后立即运往宁夏大学实验室保存。挑选无机械损伤、无病害以及红色着色面积为2/3的果实为试验样品。

愈创木酚、三氯乙酸、磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、邻苯二酚、抗坏血酸等均为分析纯，天津市大茂化学试剂厂；氢氧化钠(分析纯)， 国药集团化学试剂有限公司；聚丙烯(polypropylene，PP)气调包装盒(20 cm×14.2 cm×6 cm)，上海同兴吸塑有限公司；0.02 mm PP包装膜，江苏江阴新颖塑料彩印有限公司。

1.2 仪器与设备

STN-AEOW-2000酸性氧化电位水生成器，北京斯钛诺水技术开发有限公司；RDL380P气调包装机，成都罗迪波尔机械设计有限公司；H1850R高速冷冻离心机，湖南湘仪实验室仪器开发有限公司；WT4-316II双温冰柜，广州市穗凌电器有限公司；OXYBABY M+顶空分析仪，瑞轩电子科技(上海)有限公司；3051H果蔬呼吸测定仪、TD-45数显糖度计，浙江托普云农科技股份有限公司；STEPS果实硬度计，北京博普特科技有限公司；1902PC紫外可见分光光度计，上海棱光技术有限公司。

1.3 长枣预处理

新鲜长枣经挑选后，随机分为4组，第1组长枣放入AEW中浸泡150 s后沥水风干[18]，置于1 ℃的冷库中预冷至3 ℃，转移至气调包装机中，充入8% O2+4% CO2+88% N2的气体进行包装密封处理，记为AEW+MAP组[19]；第2组长枣进行150 s的AEW处理后，预冷，记为AEW组；第3组长枣经预冷后进行MAP处理(8% O2+4% CO2+88% N2)，记为MAP组；第4组长枣无处理作为对照，记为CK组，每个处理设置4个重复，每个重复设置9个样品。处理完成后将4组长枣放入(1±1) ℃的冰柜中贮藏，每5 d测定1次品质指标。

1.4 测定指标及方法

1.4.1 气体比例

采用OXYBABY M+O2/CO2气体分析仪测定气调盒内气体变化，结果以%表示，重复4次[20]。

1.4.2 呼吸速率

使用3051H果蔬呼吸测定仪测定长枣呼吸强度，单位为mg/(kg·h)，重复3次[18]。

1.4.3 失重率

采用重量法计算长枣失重率，以贮藏期间长枣质量占初始质量的比例表示失重率，结果以%表示，重复4次[21]。

1.4.4 可溶性固形物(total soluble solids，TSS)

使用TD-45手持式糖度计测定长枣TSS含量[16]，结果以%表示，重复9次。

1.4.5 可滴定酸(titratable acidity，TA)

采用酸碱滴定法测定长枣TA含量[22]。取长枣果肉10.0 g研磨，用蒸馏水定容至100 mL，静置30 min，用NaOH溶液滴定，以NaOH溶液的用量计算可滴定酸含量，结果以%表示，重复3次。

1.4.6 硬度

使用STEPS果实硬度计测定长枣硬度[22]。随机选取4个状态一致的长枣，去除赤道部位的果皮，选取赤道部位对称的2个点，轻轻将硬度计探针扎入枣中，结果以kg/cm2表示。

1.4.7 过氧化物酶(peroxidase，POD)和多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性

POD和PPO的活性测定分别采用愈创木酚法[23]和邻苯二酚法[24]，结果用U/(g·min)表示，重复3次。

1.4.8 感官评价

参考肖黎斌[25]的感官评价标准，邀请10名感官评定员根据长枣的口感、色泽和质地进行感官评定，得分小于60分时为货架期终点，评分标准如表1所示。

表1 长枣感官评分表Table 1 Sensory scoring criteria for jujube

1.5 统计分析

所有数据均采用SPSS软件23.0进行方差分析(ANOVA)，采用Duncan法计算差异显著性，置信区间为95%，不同字母表示具有显著性差异(P<0.05)。采用Origin 8.1软件作图，图中所有数据为重复实验的平均值±标准差。

2 结果与分析

2.1 AEW和MAP对长枣贮藏环境中气体含量的影响

果实的呼吸作用和包装材料的透气性使得贮藏环境中O2和CO2含量发生变化。如图1-a所示，贮藏初期MAP组O2含量下降速度较快，第15 天时下降至4.14%(体积分数)，AEW+MAP组O2含量在前20 d下降较快，降至3.72%(体积分数)，之后下降缓慢，2组之间差异较小，为长枣低速的有氧呼吸提供O2。这样的变化避免了长枣无氧呼吸产生乙醇导致酒化，同时又抑制了呼吸作用，减少了糖类的消耗[26]。长枣贮藏期间CO2含量变化如图1-b所示，长枣贮藏期间AEW+MAP组和MAP组CO2含量均由快速上升转变为缓慢上升趋势，2组差异较小。贮藏至40 d时，CO2含量分别为8.42%和9.21%(体积分数)。

a-O2含量；b-CO2含量图1 AEW和MAP对长枣贮藏环境中O2和CO2 含量的影响Fig.1 Effect of AEW and MAP on the content of O2 and CO2 of long jujube in storage environment

2.2 AEW和MAP对长枣呼吸速率的影响

呼吸作用是果蔬维持生命活动的重要生理过程之一，在多种酶的作用下，发生氧化反应，将葡萄糖和有机酸等复杂的有机物分解为简单的物质，释放能量[27]。由图2可知，贮藏期间处理组的长枣呼吸速率呈下降趋势，而CK组呼吸变化不明显，表明CK组长枣的生理代谢速率较高，不利于贮藏保鲜。AEW+MAP、AEW和MAP组的长枣呼吸速率显著低于CK组(P<0.05)，表明3种处理均可抑制长枣呼吸，分别与枸杞[18]、长枣[28]和龙眼[10]的保鲜结果相同，但3种处理之间无显著性差异。在贮藏前后，CK组长枣呼吸速率处于较高水平，加速了果实营养物质的消耗[4]，耐贮性降低。AEW+MAP和MAP组长枣在贮藏末期呼吸速率处于较低水平，分别为14.43和15.37 mg/(kg·h)，表明这2种处理可更好地保持果实品质，抑制长枣呼吸。贮藏前后AEW组长枣的呼吸速率由初始的29.24 mg/(kg·h)下降至16.27 mg/(kg·h)，下降了44%。

图2 AEW和MAP对长枣呼吸速率的影响Fig.2 Effect of AEW and MAP respiration rate of long jujube 注：不同字母表示具有显著性差异(P<0.05)(下同)

2.3 AEW和MAP对长枣失重率的影响

果蔬贮藏期间的失重主要由蒸腾作用的水分流失和呼吸作用的糖类消耗所致，造成果皮萎蔫，质地松软等问题，严重影响果实的口感及品质[27]。由图3可知，贮藏期初期(0～10 d)长枣的失重率上升较快，后期增长缓慢，这主要是后期果实衰老和代谢减慢的原因。CK组长枣失重率最高，AEW组稍低于CK组，但无显著性差异(P>0.05)，表明AEW处理抑制长枣失重的作用不明显，与蓝莓贮藏保鲜结果相同[9]。贮藏至15～30 d，CK组长枣失水皱缩严重，AEW+MAP与MAP组长枣失重率显著低于CK组(P>0.05)，表明AEW+MAP与MAP处理有效缓解了长枣贮藏期间重量损失的问题。这主要是2种处理降低了产品的生理代谢速率，从而延缓衰老[18,29]，减少了水分流失和糖类消耗，抑制了重量损失。贮藏期间，AEW+MAP组长枣的失重率低于MAP组，贮藏至第40天时失重率分别为0.39%和0.49%，但差异不显著(P>0.05)。

图3 AEW和MAP对长枣失重率的影响Fig.3 Effect of AEW and MAP on weight loss rate of long jujube

2.4 AEW和MAP对长枣TSS含量的影响

TSS是果实呼吸作用的主要底物，反映出品质和成熟度，是评价果实贮藏品质的重要指标[30]。由图4可知，总体上长枣贮藏期间TSS含量呈下降趋势，CK组下降程度最严重。AEW+MAP处理的长枣TSS含量保持较好，贮藏期间下降了18.13%，显著高于CK组(P>0.05)，表明AEW+MAP处理有效延缓TSS降解。这主要是AEW和MAP处理均可抑制果实的呼吸作用[11, 15]，从而减少有机物的消耗，维持较高的TSS含量。AEW和MAP组长枣TSS含量高于CK组，贮藏40 d时，TSS含量分别为29.21%和30.41%，较第0天分别下降了27.58%和24.6%，但效果均低于AEW+MAP组，表明AEW结合MAP复合保鲜技术能够更好地延缓TSS下降。

图4 AEW和MAP对长枣TSS含量的影响Fig.4 Effect of AEW and MAP on the content of TSS of long jujube

2.5 AEW和MAP对长枣TA含量的影响

酸类物质是长枣重要的风味物质，作为底物参与呼吸代谢及其他生理代谢活动，对长枣的口感和生理代谢起到关键作用[14]。由图5可知，处理组的长枣贮藏期间TA含量高于CK组，这主要是AEW和MAP处理抑制了长枣的呼吸作用，从而减少有机酸的消耗，延缓了TA含量的下降。在5～10 d和25～30 d，AEW+MAP组长枣TA含量显著高于CK 组(P>0.05)，表明AEW+MAP处理能够延缓长枣贮藏期间TA的下降，贮藏至40 d时，AEW+MAP组长枣TA含量为0.28%，与第0 天相比只减少了0.17%，保鲜效果相对较好。AEW和MAP单独处理与CK组无显著性差异(P>0.05)，表明AEW和MAP单独处理不能有效延缓长枣TA含量的下降。

图5 AEW和MAP对长枣TA含量的影响Fig.5 Effect of AEW and MAP on the content of TA of long jujube

2.6 AEW和MAP对长枣硬度的影响

硬度反映出果实的质构特性，与细胞壁成分和细胞壁降解酶活性有关[31]，是感官质量中重要的评价指标。如图6所示，长枣硬度在贮藏期间呈下降趋势，CK组最明显。贮藏期间，MAP组长枣硬度显著高于CK组(P>0.05)，表明MAP处理抑制了长枣软化，这主要是MAP抑制了细胞壁降解酶的活性，保护细胞膜的完整性，从而抑制了果实软化[31]。除了第15 天，AEW组长枣硬度显著高于CK组(P>0.05)，表明AEW处理可有效抑制长枣软化。CHEN等[9]研究发现AEW处理抑制了蓝莓细胞壁降解酶的活性，延缓细胞壁成分降解，从而抑制蓝莓软化。AEW+MAP处理的长枣硬度保持效果较好，贮藏后期显著高于AEW和MAP组(P>0.05)，表明AEW结合MAP处理抑制长枣软化的作用大于单独处理。

图6 AEW和MAP对长枣硬度的影响Fig.6 Effect of AEW and MAP on firmness of long jujube

2.7 AEW和MAP对长枣POD活性的影响

POD能够反映果实内部生理变化和衰老情况，是果蔬中重要的氧化还原酶，参与多种生理代谢反应，催化H2O2形成醌类物质，进一步缩合形成深色化合物，严重影响果蔬品质[16]。如图7所示，贮藏前期(0～10 d)，各处理组的POD活性上升较快，后期上升缓慢。贮藏期间，AEW+MAP和MAP处理的长枣POD活性低于CK组，抑制了褐变反应，但差异不显著(P>0.05)。这主要是MAP能够抑制果实衰老，延缓生理代谢速率，据报道MAP处理能够抑制香菇POD活性，延缓衰老[32]。AEW与CK组POD活性较高，2组之间差异不显著，表明AEW处理不可抑制POD活性。

图7 AEW和MAP对长枣POD活性的影响Fig.7 Effect of AEW and MAP on POD activities of long jujube

2.8 AEW和MAP对长枣PPO活性的影响

PPO是促使果实褐变的主要酶类，在完整的细胞中，细胞膜阻碍PPO和底物接触，一旦细胞衰老、虫害或机械伤害等造成膜结构破坏，底物和酶相互接触发生褐变反应，严重影响品质[25]。由图8可以看出，AEW和CK组长枣PPO活性较高，两组之间差异不显著，表明AEW处理抑制PPO活性的效果较差。贮藏期间，AEW+MAP和MAP处理长枣PPO活性增长较慢，抑制酶活性的效果较好，贮藏至40 d时酶活性分别为0.33和0.31 U/(g·min)，酶活性值低于CK组，但与CK组无显著性差异(P>0.05)。总体来说MAP处理的长枣PPO活性最低，较好地抑制了果肉的褐变。

图8 AEW和MAP对长枣PPO活性的影响Fig.8 Effect of AEW and MAP on PPO activities of long jujube

2.9 AEW和MAP对长枣感官质量的影响

长枣采后代谢活动旺盛，会出现软化、酒化和糖酸含量下降等问题，严重影响感官品质。从口感、色泽和质地这3个方面进行感官评价，长枣外观和果肉图如图9所示，评分结果如图10所示。贮藏前期(0～10 d)，各处理组长枣感官评分差异较小。贮藏后期，CK组长枣肉质水分变少，酒化现象严重，果皮皱缩，果皮出现凹斑，果肉出现褐变，第30天品质劣变严重，失去商业价值，货架期结束，致使评分下降较快。贮藏后期，AEW组长枣硬度保持较好，但果肉失水严重、有褐变现象，口感较差；MAP组长枣口感较好，果皮出现轻微皱缩；AEW+MAP组长枣肉质出现轻微絮状，保持了较好的酸甜口感，感官评分相对较高。所以15～30 d，各处理之间差异较大，AEW+MAP组保持较高评分，显著高于CK组(P>0.05)。贮藏结果表明AEW和MAP处理均可保持长枣的感官品质，AEW+MAP的保鲜效果更佳。

图9 长枣贮藏初期和末期外观和果肉对比图Fig.9 Comparison of skin and pulp at early and late storage of long jujube

图10 AEW和MAP对长枣感官质量的影响Fig.10 Effect of AEW and MAP on sensory quality of long jujube

3 结论与讨论

果实采收后，呼吸作用是主要的生理代谢活动，为生命活动提供所需能量。但呼吸作用会消耗大量葡萄糖等有机物，降低了贮藏品质。长枣作为呼吸跃变型果实，采后呼吸速率高，生理代谢速率快，易引发品质劣变的问题。研究结果表明，AEW和MAP单独处理可降低长枣呼吸速率，保持长枣贮藏品质，延长货架期至40 d。AEW+MAP的复合处理能够更好地降低长枣呼吸速率，从而维持较高的TSS和TA含量，贮藏至40 d时分别为33.76%和0.28%，抑制软化，同时表现出较高的感官品质，延长货架期。

POD和PPO酶是果实中重要的氧化还原酶，能够反映出果实内部生理变化，与果肉的褐变与衰老程度密切相关。AEW+MAP处理能够抑制长枣贮藏期间长枣POD和PPO酶活性，抑制果实褐变，主要因为AEW和MAP处理能够降低长枣生理代谢速率，有效的缓解长枣的成熟衰老。

AEW结合MAP的新型复合保鲜技术能够维持长枣贮藏品质，是抑制长枣品质劣变和延缓衰老的有效保鲜方式，可为长枣贮藏保鲜提供新方法。