熱處理協同臭氧對沃柑貯藏品質調控研究

陳曉彤，潘艷芳，鄭桂霞，杜美軍，葉先明，李喜宏，*

（1.天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津科技大學省部共建食品營養與安全國家重點實驗室，天津300457；2.衢州市柯城區柴家柑桔專業合作社，浙江衢州324000）

被喻為“天然罐頭”的柑橘，成熟期相對比較集中，多集中在冬季，這就對全年鮮銷造成了很大困擾[1]。雖采用了貯藏保鮮措施，但是由于我國果蔬采后貯藏起步晚，在采后保鮮過程中，易出現失水皺縮、腐爛軟化、口感變差等問題，給柑橘貯藏造成了大量損失[1-2]。已有大量研究表明[3-4]，柑橘采后營養供給切斷，但呼吸作用和蒸騰作用仍在進行，造成生理代謝紊亂，柑橘果實水分蒸發，表面皺縮，有機酸如可滴定酸（titratable acid，TA）、可溶性糖類如可溶性固形物（total soluble solid，TSS）等營養物質被消耗，代謝酶如過氧化物酶（peroxidase，POD）和超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性也因為柑橘逐漸衰老，果實細胞受到破壞而逐漸降低，嚴重制約了柑橘產業發展。

果蔬采后熱處理是通過適宜的溫度和時間處理果蔬，抑制果蔬呼吸作用和乙烯的產生，同時果蔬體內產生熱激反應，熱效應不斷積累，提高果蔬采后貯藏效果[5-7]，保持果蔬采后品質[6，8]，對果蔬采后生理生化作用顯著，提高抗氧化代謝酶如POD和SOD活性，可延緩果蔬采后衰老[2，8]。已有研究表明，熱處理能夠減少葡萄貯藏期間腐爛率[9]，增加番茄的可溶性糖類和有機酸含量，保持其風味品質[10]，減少活性氧對草莓果實細胞的損害[11]，有效提高桃果實采后抗氧化酶系活性，延緩果實成熟衰老[12]。另外，臭氧作為一種能夠在空氣中分解，無殘留的果蔬保鮮方法，其強氧化能力能夠對果蔬起到明顯殺菌作用，提高果蔬抗病性[13-15]。同時，臭氧又能夠抑制微生物果蔬的呼吸作用，降低果蔬代謝作用，延緩果蔬衰老[16]。研究指出，臭氧處理明顯抑制葡萄腐爛率[17]，顯著激發草菇的抗氧化酶POD活性，增強活性氧清除能力[18]。此外，在柑橘[19]、黃瓜[20]、蘋果[21]等方面臭氧處理保鮮也有比較深入的研究。但是，將熱處理與臭氧結合對果蔬保鮮的研究并不多。

本試驗采用熱處理與臭氧結合的方法處理沃柑，測定沃柑相關生理生化指標，研究其生理變化，為柑橘保鮮提供理論依據以及數據支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

供試沃柑采收于浙江省衢州市柯城區柴家柑桔合作社，運回當日分選大小、色澤均勻，無機械損傷，無軟爛霉腐的果實，清洗干凈。均分4份，每份150果，預冷24 h。預試驗選擇45、50、55℃熱水處理180 s柑橘，確定出最佳熱水處理條件為50℃熱水處理180 s；選擇濃度為50、55、60 mg/m3臭氧處理5 min，確定最佳臭氧處理條件為55 mg/m3臭氧處理5 min。因此本試驗在此基礎上進行如下處理，試驗方案設計見表1。

表1 試驗方案設計Table 1 Design of test scheme

處理結束后，室溫（25±0.5）℃條件下通風晾干。各個處理組沃柑用PE打孔袋（規格20 cm×20 cm，厚度25 μm，4×4均勻圓孔，孔徑1 cm）分裝扎口。在（4±0.5）℃、濕度80%～85%微型溫度梯度箱貯藏。每隔10 d隨機取一袋，進行各項指標測定。

1.2 設備與試劑

1.2.1 設備

AUY120型電子天平：安捷倫科技有限公司；SY-2-6恒溫水浴鍋：天津市歐諾儀器儀表有限公司；PAL-3式數字手持折光儀：日本ATAGO株式會社；5804R高速冷凍離心機：德國Eppendorf公司；UV-2550PC型紫外-可見分光光度計：島津企業管理（中國）有限公司。

1.2.2 試劑

三氯乙酸：永華化學科技有限公司；硫代巴比妥酸：成都化夏化學試劑有限公司；酚酞、鹽酸、氫氧化鈉：廣州化學試劑廠；冰醋酸、無水醋酸鈉：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；愈創木酚、H2O2、乙二胺四乙酸（ethylene diamine tetraacetic acid，EDTA）：天津市化學試劑研究所有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（polyvinyl Pyrrolidone，PVP）：上海弘順生物科技有限公司。以上試劑等均為分析純。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 失重率

失重率/%=（前質量-后質量）/前質量×100

1.3.2 腐爛率

腐爛率/%=爛果數/總果數×100

1.3.3 可溶性固形物TSS含量測定

用手持式折光儀測定方法測定[22]，重復測定3次，結果以百分數表示。

1.3.4 總酸TA含量的測定

用氫氧化鈉溶液滴定法測定[22]，重復測定3次，結果以百分數表示。

1.3.5 過氧化物酶（POD）活性的測定，

POD活性采用愈創木酚法進行測定[22]，結果以ΔOD470/min·g表示。

1.3.6 超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定

采用氮藍四唑光（nitrogen blue tetrazole，NBT）還原法測定，結果以U/g表示。

1.4 數據處理與分析

采用Origin 9分析數據計算標準偏差并制圖；采用SPSS 19.0軟件進行差異顯著性分析，P＜0.05為顯著。

2 結果與分析

2.1 熱處理協同臭氧對柑橘果實失重率和腐爛率的影響

柑橘采后貯藏過程中，雖其營養供給停止，但自身生理反應呼吸代謝和蒸騰作用仍在進行。大量底物因呼吸作用被消耗，造成柑橘生理紊亂，品質下降，出現失水、組織糖化、果實腐敗等問題[2，23]。失重率和腐爛率反映了柑橘采后品質和商品價值。

熱處理協同臭氧對柑橘果實失重率和腐爛率的影響見圖1和圖2。

圖1 熱處理協同臭氧對柑橘果實失重率的影響Fig.1 Effect of heat treatment synergistic ozone on weightlessness of citrus fruit

圖2 熱處理協同臭氧對柑橘果實腐爛率的影響Fig.2 Effect of heat treatment synergistic ozone on the decay rate of citrus fruit

由圖1、圖2可知，在整個貯藏期間，各組失重率和腐爛率均呈上升趨勢。貯藏75 d時，熱水+臭氧處理組的失重率僅為1.48%，較熱水組、臭氧組和對照組，分別比它們的減少 1.27%（P＜0.05）、1.4%（P＜0.05）和2.6%（P＜0.05）。貯藏75 d時，對照組的腐爛率為32.23%。而熱水+臭氧處理組僅為7.54%（P＜0.05），且比熱水組和臭氧組降低了0.49倍（P＜0.05）和0.58倍（P＜0.05）。說明熱水+臭氧處理組對保持柑橘采后貯藏品質效果最佳。

2.2 熱處理協同臭氧對柑橘果實TSS和TA含量的影響

柑橘果實中的可溶性糖和有機酸的含量決定了柑橘果實的成熟程度和風味品質[24]?？扇苄蕴呛陀袡C酸的積累主要依靠母體營養供給，雖采收后供給缺失，但呼吸作用仍繼續，柑橘果實在后熟階段，糖、酸的含量變化對柑橘果實品質有很大影響。

熱處理協同臭氧對柑橘果實TSS、TA和TSS/TA含量的影響見圖3、圖4和圖5。

圖3 熱處理協同臭氧對柑橘果實TSS含量的影響Fig.3 Effect of heat treatment synergistic ozone on TSS content in citrus fruit

圖4 熱處理協同臭氧對柑橘果實TA含量的影響Fig.4 Effect of heat treatment synergistic ozone on TA content of citrus fruit

圖5 熱處理協同臭氧對柑橘果實TSS/TA含量的影響Fig.5 Effect of heat treatment synergistic ozone on TSS/TA content of citrus fruit

如圖3所示，在前期各組TSS含量均呈上升趨勢，這可能與沃柑在成熟過程中呼吸作用小于水分的蒸發和TSS含量的積累且熱水和臭氧處理均抑制了沃柑的呼吸代謝有關。在30 d時，臭氧組和對照組率先到達峰值，分別是14.36%和13.32%，差異顯著（P＜0.05）。45 d時，熱水組和熱水+臭氧處理組到達峰值，這可能與熱水處理和熱水+臭氧處理更加能夠抑制沃柑呼吸作用，有利于TSS含量的積累，保持其風味。其中，熱水+臭氧處理組是熱水組的1.02倍（P＜0.05）。后期由于大量糖類物質被消耗，各處理組的TSS含量均呈下降趨勢。

如圖4所示，各處理組的TA含量在整個貯藏期間均呈下降趨勢。在貯藏75 d時，較對照組，熱水、臭氧和熱水+臭氧處理組的TA含量分別比其高0.31倍（P＜0.05）、0.44 倍（P＜0.05）和 1.0 倍（P＜0.05）。

如圖5所示，TSS/TA反映了沃柑成熟度，隨著貯藏期的延長，各組的成熟度均不斷增大，50 d時，各組處理之間差異顯著（P＜0.05），且熱水+臭氧處理組成熟度最小。說明熱水+臭氧處理組對保持沃柑成熟度和風味品質效果最好。

2.3 熱處理協同臭氧對柑橘果實POD和SOD活性的影響

柑橘果實采后成熟衰老過程中，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號，激發其抗氧化作用，增強自由基清除活性，延緩果實衰老[11-12，18]。

熱處理協同臭氧對柑橘果實POD和SOD活性的影響見圖6和圖7。

圖6 熱處理協同臭氧對柑橘果實POD活性的影響Fig.6 Effect of heat treatment synergistic ozone on POD activity of citrus fruit

圖7 熱處理協同臭氧對柑橘果實POD活性的影響Fig.7 Effect of heat treatment synergistic ozone on POD activity of citrus fruit

如圖6所示，各組POD活性呈先升后降趨勢，其中，對照組在30 d時先達到峰值26.03 U/g·FW，熱水、臭氧和熱水+臭氧處理組在第45天達到峰值，分別為對照組1.27倍、1.39倍和1.54倍且在后期各個組POD活性均高于對照組，較對照組差異顯著（P＜0.05）。

如圖7所示，各組SOD活性變化趨勢與POD活性變化趨勢相近。前期的SOD活性增強與柑橘的逐漸成熟衰老，體內活性氧增多，抗氧化酶系的活性氧清除能力的激發有關。后期由于SOD逐漸被消耗，活性氧的產出速率大于活性氧的清除速率，柑橘果實開始衰老最終導致腐爛。其中熱水+臭氧處理對延緩柑橘果實衰老作用較其他各個處理組顯著（P＜0.05）。

3 結論

柑橘采后呼吸代謝，營養物質被消耗，果實慢慢的成熟衰老，造成果實失水軟化腐爛，風味和食用品質下降，生理紊亂，自由基含量增多。雖防御系統里的抗氧化酶活性被激發，但其在清除活性氧的同時自身也被消耗。與孔祥佳等[8]，折彎彎等[24]研究結果相一致，熱水協同臭氧處理柑橘果實，抑制柑橘果實新陳代謝，減少柑橘酒化失水現象，阻礙糖代謝，減緩TSS和TA含量的損失，保持柑橘品質和風味，同時，刺激柑橘體內活性氧自由基清除能力，提高POD和SOD活性，減緩果蔬成熟衰老。因此，熱水協同臭氧處理對沃柑保鮮效果最佳。