臭氧處理對采后西蘭花貯藏品質的影響

張慧杰，紀海鵬，張曉軍，董成虎，于晉澤，陳存坤，3，張學杰，張娜，3，*，胡云峰，*

（1.天津科技大學食品工程與生物技術學院，食品營養與安全省部共建教育部重點實驗室，天津300457；2.國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津），農業部農產品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津300384；3.天津國嘉農產品保鮮生產力促進有限公司，天津300384；4.中國農業科學院蔬菜花卉研究所，北京100081）

西蘭花（Brassica oleracea L.var.botrytis L.）又名花椰菜、綠花菜，屬十字花科被子植物門，原產于西歐地中海地區[1-2]。它富含蛋白質、維他命、礦物質、胡蘿卜素等營養物質[2]，因此有“蔬菜皇冠”的美譽[3]。此外，它還含有天然抗氧化成分，如多酚和黃酮類化合物，具有清除自由基、抗氧化和抗衰老的功能[4-5]。然而，西蘭花采后呼吸代謝旺盛，在貯藏過程中容易出現黃化、褐變、褪色、老化、腐爛變質等問題，導致營養流失，功能減退[6-8]。傳統的防腐劑和保鮮劑雖然能夠延長西蘭花的貯藏期，維持西蘭花的儲藏品質，但是由于存在二次殘留而被人們所詬病。因此需要一種綠色安全的防腐保鮮措施解決采后西蘭花的保鮮問題[9]。

臭氧是一種強氧化性氣體，且分解后沒有殘留，已經被美國食品藥品監督管理局（Food and Drug Administration，FDA）列入安全綠色保鮮氣體[10]。有研究表明，臭氧處理對于草莓[11]，獼猴桃[12]，青椒[13]等果蔬均具有較好的保鮮作用，然而只有少數學者研究了臭氧水對鮮切西蘭花的保鮮作用[8，14-16]，臭氧氣體保鮮采后西蘭花的研究較少。

基于此，本試驗采用國家農產品自主研發的臭氧保鮮裝置，研究不同濃度臭氧處理對于采后西蘭花貯藏品質的影響，以期望尋找最適宜的臭氧保鮮濃度，填補臭氧氣體保鮮采后西蘭花的空白，為其他相關臭氧氣體保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

試驗用西蘭花于2019 年3 月1 日在市場購買，當天運送至國家農產品保鮮工程研究中心（天津）實驗室，選擇大小一致、無黃化、無機械損傷、花蕾密集、無病蟲害的綠色西蘭花作為試驗材料。挑選后的西蘭花放置于（4±0.5）℃冷庫內預冷16 h。

磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、草酸、碳酸氫鈉：天津科威公司；鄰苯二酚、乙二胺四乙酸、丙酮、抗壞血酸：天津光復公司；3，5-二硝基水楊酸、葡萄糖、酒石酸鉀鈉、氫氧化鈉、鹽酸、酚酞：成都科龍化學試劑廠；2，6－二氯酚靛酚滴定法：上海盈公生物科技有限公司；所有試劑均為分析純。

1.1.2 儀器與設備

FA1004 型上皿電子天平：上海天平儀器廠；3-30K高速冷凍離心機：德國Sigma 公司；UV-1780 紫外可見分光光度計：日本島津公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗設計與處理方法

預冷后的西蘭花隨機均勻分成4 組，每組約（30±1）kg，裝入1 m3的臭氧柜中，用不同濃度梯度的臭氧分別處理 4 組西蘭花，濃度分別是 0（CK）、2.14（T1）、6.43（T2）、10.72 mg/m3（T3）進行處理，每 4 d 處理 1次，每次0.5 h。處理后西蘭花于（4±0.5）℃的冷庫中進行貯藏。貯藏期間每4 d 取樣1 次測定相關指標，每個指標重復3 次。

1.2.2 試驗指標與方法

1.2.2.1 可滴定酸（titratable acidity，TA）含量的測定

TA 含量的測定采用NaOH 滴定法[11]，結果以%計。

1.2.2.2 葉綠素的測定

采用丙酮提取法[17]，采用分光光度法進行檢測，結果以mg/g 計。

葉綠素 a：ρa=12.72A663-2.59A645

葉綠素 b：ρb=22.88A645-4.67A663

總葉綠素 ρ=ρa+ρb

式中：ρ 為葉綠素的質量濃度，mg/L；V 為提取液總體積，mL；m 為樣品質量，g。

1.2.2.3 VC含量的測定

采用2，6－二氯酚靛酚滴定法[18]滴定法進行測定，結果以mg/100 g 計。

1.2.2.4 還原糖的測定

采用3，5－二硝基水楊酸法[19]分光光度法進行測定，結果以%計。

1.2.2.5 多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）的測定

采用比色法[20]測定，結果以U/g 計。

1.2.2.6 1-氨基環丙烷-1-羧酸合成酶（1-aminocyclopropane-1-carboxylic acid synthase，ACS）活性的測定

采用上海酶聯的酶聯免疫吸附測定試劑盒進行提取，用酶標分析儀Rayto RT-6100 進行檢測，結果以U/g 計。

1.2.2.7 1-氨基環丙烷-1-羧酸氧化酶（1-aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase，ACO）活性的測定

采用上海酶聯的酶聯免疫吸附測定試劑盒進行提取，用酶標分析儀Rayto RT-6100 進行檢測，結果以U/g 計。

1.2.2.8 色差

用精密色差儀進行測定[21]。

1.3 數據統計分析

采用 Excel.2016、SPSS、Origin 軟件進行數據處理及分析。

2 結果與分析

2.1 不同濃度臭氧處理對TA含量的影響

不同濃度臭氧處理對TA 含量的影響見圖1。

圖1 不同濃度臭氧處理對采后西蘭花TA 含量的影響Fig.1 Effect of different concentrations of ozone on TA content of postharvest broccoli

可滴定酸是影響西蘭花風味品質的重要因素，同時作為果實的呼吸底物及合成其他物質的原料來發揮作用[22]。從圖1 可以看出，在整個期間，可滴定酸的含量在臭氧處理組中呈現先上升后下降的趨勢，而對照組呈現下降趨勢。不同濃度的臭氧處理對采后西蘭花TA 含量的影響效果不同，T3 處理的TA 含量在整個貯藏期均高于其他處理組，且明顯高于對照組（P＜0.05），這表明高濃度的臭氧處理能夠使采后西蘭花的TA 含量維持在較高水平，有利于采后西蘭花貯存。

2.2 不同濃度臭氧處理對葉綠素含量的影響

不同濃度臭氧處理對葉綠素含量的影響見圖2。

圖2 不同濃度臭氧處理對采后西蘭花葉綠素含量的影響Fig.2 Effect of different concentrations of ozone onchlorophyllcontent of postharvest broccoli

葉綠素是評價采后西蘭花品質的關鍵指標之一[23]，從圖2 可以看出，臭氧處理組在貯藏初期降低了采后西蘭花的葉綠素含量，這可能是因為臭氧的強氧化性，對葉綠素產生了降解作用。而在貯藏中期，臭氧處理組明顯促進了其葉綠素含量的升高，與CK 組相比，一直維持在較高水平，這可能是由于西蘭花對于臭氧的氧化應激反應所致。從整個貯藏期來看，T3 處理能夠對西蘭花的葉綠素含量降低進行快速應激反應，并在貯藏中后期葉綠素含量均高于T1、T2 和CK組，表明T3 處理能夠促進葉綠素的生成，利于采后西蘭花的貯藏。

2.3 不同臭氧處理對VC含量的影響

不同臭氧處理對VC含量的影響見圖3。

圖3 不同濃度臭氧處理對采后西蘭花VC 含量的影響Fig.3 Effect of different concentrations of ozone on VC content of postharvest broccoli

VC是果蔬中抗氧化的關鍵物質，也是重要的營養物質[24]。從圖3 可以看出，隨著貯藏時間的增長，臭氧處理組和對照組均呈現先上升后下降的趨勢。3 個臭氧處理組中VC的含量要高于對照組，尤其是T3 處理組，在整個貯藏期的VC含量均明顯優于CK 組（P＜0.05），這表明臭氧處理有利于VC含量的累積和保持，相對高濃度的臭氧處理對采后西蘭花的VC含量具有更好的促進和累積作用。

2.4 臭氧處理對采后西蘭花還原糖的影響

臭氧處理對采后西蘭花還原糖的影響見圖4。

圖4 不同濃度臭氧處理對采后西蘭花還原糖的影響Fig.4 Effect of different concentrations of ozone on reducing sugar content of postharvest broccoli

還原糖是生物中小分子的糖類物質，是生物體能量代謝的關鍵來源[25]。從圖4 可以看出，還原糖在西蘭花中的含量相對較少，且在貯藏初期迅速下降至更低的水平。與CK、T1 和T2 處理組相比，T3 處理組中的還原糖含量略高，這可能與高濃度臭氧的氧化應激有關，但總體上處理組和對照組之間沒有顯著性差異（P＞0.05）。

2.5 臭氧處理對采后西蘭花色差的影響

臭氧處理對采后西蘭花色差的影響見圖5。

圖5 不同濃度臭氧處理對采后西蘭花色差的影響Fig.5 Effect of different concentrations of ozone on color difference a of postharvest broccoli

西蘭花的外觀品質是評估其市場價值的依據之一。a 值表示紅綠[26]，a 值越小果品越綠，反之越紅。在整個貯藏期間，色差的變化不大，說明貯藏時間對西蘭花護綠效果影響不大。在貯藏第5 天時，各處理組的a 值均呈下降的趨勢，這可能是由于后熟過程中營養物質不斷轉化和積累葉綠素，其中a 值最小的是T3 處理組，與 CK 處理組相比，a 值下降了 1.48。此時 T3 處理組西蘭花色澤最綠。而且在貯藏期間，T3 處理組a 值始終最小，由此得出結論，T3 處理組其護綠效果較好。

2.6 臭氧處理對采后西蘭花PPO的影響

臭氧處理對采后西蘭花PPO 的影響見圖6。

圖6 不同濃度臭氧處理對采后西蘭花PPO 的影響Fig.6 Effect of different concentrations of ozone on PPO activity of postharvest broccoli

多酚氧化酶是造成果實酶促褐變的主要原因[27]。由圖6 可知，在整個貯藏期間，PPO 的活性為先上升后下降的變化趨勢，在第10 天達到峰值。這可能是由于在貯藏前期西蘭花容易受褐變影響。與CK 組相比，T1、T2 和T3 處理組的PPO 活性較低，這說明臭氧處理對采后西蘭花PPO 活性具有一定的抑制作用，且在臭氧處理組中，T3 對于采后西蘭花PPO 活性抑制作用最明顯（P＜0.05），呈現 T3＜T2＜T1＜CK 的變化趨勢，這說明西蘭花PPO 活性與臭氧濃度有關，T3 處理效果較好。

2.7 不同濃度臭氧處理對ACS和ACO活性的影響

不同濃度臭氧處理對ACS 和ACO 活性的影響見圖7。

乙烯是果蔬內部自發產生的氣體催熟劑，ACS（ACC 合成酶）和ACO（ACC 氧化酶）是乙烯合成的關鍵限速酶[28]，ACS 催化SAM（腺苷蛋氨酸）生成ACC（1-氨基環丙烷-1-羧酸氧化酶），ACO 氧化ACC 生成乙烯[29]。ACS 和ACO 的酶活與乙烯合成呈正相關，乙烯含量增加，加速果蔬后熟[30]。如圖7 所示，隨著貯藏期的延長，臭氧處理后ACS 和ACO 的活性變化趨勢較為相似，均呈現先上升后下降；對照組相比與處理組，這兩種酶的活性整體下降趨勢較為平緩。T3 處理組相 T1 和 T2 處理組，ACS 和 ACO 的酶活性較低，明顯低于CK 組（P＜0.05），臭氧可能通過抑制與乙烯合成的相關酶的活性而促進采后西蘭花的保鮮，且在一定范圍內，高濃度的臭氧處理比低濃度的臭氧處理抑制乙烯合成的效果更好。

圖7 不同濃度臭氧處理對采后西蘭花ACS 和ACO 活性的影響Fig.7 Effects of different concentrations of ozone on ACS and ACO activity of postharvest broccoli

3 討論與結論

試驗結果表明，低溫協同間歇臭氧處理對采后西蘭花的保鮮效果明顯優于低溫貯藏，這可能是由于臭氧激活了超氧化物歧化酶/抗壞血酸-谷胱甘肽循環酶[31]，提高了果蔬的抗氧化能力[32]，從而使處理組的營養品質高于對照組。臭氧的刺激作用有效減緩可滴定酸、糖類物質的消耗，維持西蘭花的顏色，抑制采后西蘭花褐變和乙烯合成的相關酶的活性。對照組與試驗組的變化趨勢較為相似，說明無關臭氧貯藏，西藍花都經歷同樣的生理過程。但相比對照組，試驗組可滴定酸、還原糖、VC等營養物質含量下降相對緩慢，證明低溫協同臭氧更易于抑制西藍花的代謝，從而減緩了西藍花營養物質的降解。在3 組處理組中，以臭氧濃度為10.72 mg/m3（T3）的處理組貯藏效果最好，在一定范圍內，高濃度臭氧與西藍花的品質成正比。因此，濃度為10.72 mg/m3的臭氧處理更有利延長西藍花的貯藏期。