酸性氧化電位水結合氣調包裝對靈武長棗保鮮效果的研究

李燕，劉貴珊，李月，陳亞鵬，康寧波

(寧夏大學 食品與葡萄酒學院，寧夏 銀川，750021)

靈武長棗(ZiziphusjujubeMill.cv.Lingwu Changzao)作為寧夏的“地理標志保護產品”，是我國第二大鮮食棗品種，個大飽滿，酸甜可口，果味清香，深受人們的喜愛[1]。長棗采收期短，上市時間集中[2]，貯藏保鮮成為提高經濟效益的重要方式。然而，長棗采后呼吸速率高，生理代謝速率快，導致貯藏期間易出現水分流失、組織軟化和品質下降等問題，嚴重影響商品價值[3]。因此，急需開發一種有效的保鮮技術來解決靈武長棗品質劣變的問題。

目前，長棗貯藏保鮮的主要方式有低壓靜電場處理[4]，涂膜處理[5]、低溫貯藏[6]等，隨著人們對鮮果品質要求的提高，綠色、高效的長棗保鮮技術仍需進一步開發研究。酸性電解氧化水(acidic electrolyzed oxidizing water，AEW)是電解NaCl溶液生成的液體，具有pH低(≤2.7)、氧化還原電位高(≥1 100 mV)和氧化能力強等特點，無毒性，是一種安全有效的環保型食品殺菌劑，具有果蔬保鮮的作用[8-10]。研究表明，AEW處理抑制了貯藏期間藍莓的細胞壁降解酶活性，降低果膠和纖維素等細胞壁成分的降解速率，延緩軟化[9]；AEW處理有效降低了龍眼呼吸速率，保持抗氧化物質的含量，抑制腐敗，延緩衰老[10]；AEW處理通過調節藍莓的活性氧代謝從而保持細胞膜完整，延緩品質劣變[11]；AEW處理殺滅藕片表面微生物，抑制褐變反應，提高感官品質[12]。氣調包裝(modified atmospheres packaging，MAP)是一種有效的新型食品包裝技術[13]，主要通過降低貯藏環境中O2含量，提高CO2含量[14]，從而抑制果蔬的呼吸速率，達到降低生理代謝速率和延長貨架期的目的[15]，廣泛應用于果蔬貯藏保鮮中。研究發現5% O2+1% CO2+94% N2的氣調環境有助于保持長棗的貯藏品質[16]，微孔膜包裝可有效維持長棗的貯藏品質，防止氧化衰老[17]。

復合保鮮技術通過綜合多種保鮮技術，充分發揮了每種保鮮技術的優勢，相較于單一保鮮技術，復合保鮮效果更佳[7]。然而，在長棗保鮮研究中，AEW結合MAP的復合保鮮的研究鮮有報道。因此，本研究以AEW結合MAP復合保鮮技術延緩長棗品質劣變，旨在開發一種有效的長棗保鮮技術，提高經濟效益。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

靈武長棗采自寧夏回族自治區靈武市，采收后立即運往寧夏大學實驗室保存。挑選無機械損傷、無病害以及紅色著色面積為2/3的果實為試驗樣品。

愈創木酚、三氯乙酸、磷酸二氫鉀、磷酸二氫鈉、鄰苯二酚、抗壞血酸等均為分析純，天津市大茂化學試劑廠；氫氧化鈉(分析純)， 國藥集團化學試劑有限公司；聚丙烯(polypropylene，PP)氣調包裝盒(20 cm×14.2 cm×6 cm)，上海同興吸塑有限公司；0.02 mm PP包裝膜，江蘇江陰新穎塑料彩印有限公司。

1.2 儀器與設備

STN-AEOW-2000酸性氧化電位水生成器，北京斯鈦諾水技術開發有限公司；RDL380P氣調包裝機，成都羅迪波爾機械設計有限公司；H1850R高速冷凍離心機，湖南湘儀實驗室儀器開發有限公司；WT4-316II雙溫冰柜，廣州市穗凌電器有限公司；OXYBABY M+頂空分析儀，瑞軒電子科技(上海)有限公司；3051H果蔬呼吸測定儀、TD-45數顯糖度計，浙江托普云農科技股份有限公司；STEPS果實硬度計，北京博普特科技有限公司；1902PC紫外可見分光光度計，上海棱光技術有限公司。

1.3 長棗預處理

新鮮長棗經挑選后，隨機分為4組，第1組長棗放入AEW中浸泡150 s后瀝水風干[18]，置于1 ℃的冷庫中預冷至3 ℃，轉移至氣調包裝機中，充入8% O2+4% CO2+88% N2的氣體進行包裝密封處理，記為AEW+MAP組[19]；第2組長棗進行150 s的AEW處理后，預冷，記為AEW組；第3組長棗經預冷后進行MAP處理(8% O2+4% CO2+88% N2)，記為MAP組；第4組長棗無處理作為對照，記為CK組，每個處理設置4個重復，每個重復設置9個樣品。處理完成后將4組長棗放入(1±1) ℃的冰柜中貯藏，每5 d測定1次品質指標。

1.4 測定指標及方法

1.4.1 氣體比例

采用OXYBABY M+O2/CO2氣體分析儀測定氣調盒內氣體變化，結果以%表示，重復4次[20]。

1.4.2 呼吸速率

使用3051H果蔬呼吸測定儀測定長棗呼吸強度，單位為mg/(kg·h)，重復3次[18]。

1.4.3 失重率

采用重量法計算長棗失重率，以貯藏期間長棗質量占初始質量的比例表示失重率，結果以%表示，重復4次[21]。

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

使用TD-45手持式糖度計測定長棗TSS含量[16]，結果以%表示，重復9次。

1.4.5 可滴定酸(titratable acidity，TA)

采用酸堿滴定法測定長棗TA含量[22]。取長棗果肉10.0 g研磨，用蒸餾水定容至100 mL，靜置30 min，用NaOH溶液滴定，以NaOH溶液的用量計算可滴定酸含量，結果以%表示，重復3次。

1.4.6 硬度

使用STEPS果實硬度計測定長棗硬度[22]。隨機選取4個狀態一致的長棗，去除赤道部位的果皮，選取赤道部位對稱的2個點，輕輕將硬度計探針扎入棗中，結果以kg/cm2表示。

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

POD和PPO的活性測定分別采用愈創木酚法[23]和鄰苯二酚法[24]，結果用U/(g·min)表示，重復3次。

1.4.8 感官評價

參考肖黎斌[25]的感官評價標準，邀請10名感官評定員根據長棗的口感、色澤和質地進行感官評定，得分小于60分時為貨架期終點，評分標準如表1所示。

表1 長棗感官評分表Table 1 Sensory scoring criteria for jujube

1.5 統計分析

所有數據均采用SPSS軟件23.0進行方差分析(ANOVA)，采用Duncan法計算差異顯著性，置信區間為95%，不同字母表示具有顯著性差異(P<0.05)。采用Origin 8.1軟件作圖，圖中所有數據為重復實驗的平均值±標準差。

2 結果與分析

2.1 AEW和MAP對長棗貯藏環境中氣體含量的影響

果實的呼吸作用和包裝材料的透氣性使得貯藏環境中O2和CO2含量發生變化。如圖1-a所示，貯藏初期MAP組O2含量下降速度較快，第15 天時下降至4.14%(體積分數)，AEW+MAP組O2含量在前20 d下降較快，降至3.72%(體積分數)，之后下降緩慢，2組之間差異較小，為長棗低速的有氧呼吸提供O2。這樣的變化避免了長棗無氧呼吸產生乙醇導致酒化，同時又抑制了呼吸作用，減少了糖類的消耗[26]。長棗貯藏期間CO2含量變化如圖1-b所示，長棗貯藏期間AEW+MAP組和MAP組CO2含量均由快速上升轉變為緩慢上升趨勢，2組差異較小。貯藏至40 d時，CO2含量分別為8.42%和9.21%(體積分數)。

a-O2含量；b-CO2含量圖1 AEW和MAP對長棗貯藏環境中O2和CO2 含量的影響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對長棗呼吸速率的影響

呼吸作用是果蔬維持生命活動的重要生理過程之一，在多種酶的作用下，發生氧化反應，將葡萄糖和有機酸等復雜的有機物分解為簡單的物質，釋放能量[27]。由圖2可知，貯藏期間處理組的長棗呼吸速率呈下降趨勢，而CK組呼吸變化不明顯，表明CK組長棗的生理代謝速率較高，不利于貯藏保鮮。AEW+MAP、AEW和MAP組的長棗呼吸速率顯著低于CK組(P<0.05)，表明3種處理均可抑制長棗呼吸，分別與枸杞[18]、長棗[28]和龍眼[10]的保鮮結果相同，但3種處理之間無顯著性差異。在貯藏前后，CK組長棗呼吸速率處于較高水平，加速了果實營養物質的消耗[4]，耐貯性降低。AEW+MAP和MAP組長棗在貯藏末期呼吸速率處于較低水平，分別為14.43和15.37 mg/(kg·h)，表明這2種處理可更好地保持果實品質，抑制長棗呼吸。貯藏前后AEW組長棗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%。

圖2 AEW和MAP對長棗呼吸速率的影響Fig.2 Effect of AEW and MAP respiration rate of long jujube 注：不同字母表示具有顯著性差異(P<0.05)(下同)

2.3 AEW和MAP對長棗失重率的影響

果蔬貯藏期間的失重主要由蒸騰作用的水分流失和呼吸作用的糖類消耗所致，造成果皮萎蔫，質地松軟等問題，嚴重影響果實的口感及品質[27]。由圖3可知，貯藏期初期(0～10 d)長棗的失重率上升較快，后期增長緩慢，這主要是后期果實衰老和代謝減慢的原因。CK組長棗失重率最高，AEW組稍低于CK組，但無顯著性差異(P>0.05)，表明AEW處理抑制長棗失重的作用不明顯，與藍莓貯藏保鮮結果相同[9]。貯藏至15～30 d，CK組長棗失水皺縮嚴重，AEW+MAP與MAP組長棗失重率顯著低于CK組(P>0.05)，表明AEW+MAP與MAP處理有效緩解了長棗貯藏期間重量損失的問題。這主要是2種處理降低了產品的生理代謝速率，從而延緩衰老[18,29]，減少了水分流失和糖類消耗，抑制了重量損失。貯藏期間，AEW+MAP組長棗的失重率低于MAP組，貯藏至第40天時失重率分別為0.39%和0.49%，但差異不顯著(P>0.05)。

圖3 AEW和MAP對長棗失重率的影響Fig.3 Effect of AEW and MAP on weight loss rate of long jujube

2.4 AEW和MAP對長棗TSS含量的影響

TSS是果實呼吸作用的主要底物，反映出品質和成熟度，是評價果實貯藏品質的重要指標[30]。由圖4可知，總體上長棗貯藏期間TSS含量呈下降趨勢，CK組下降程度最嚴重。AEW+MAP處理的長棗TSS含量保持較好，貯藏期間下降了18.13%，顯著高于CK組(P>0.05)，表明AEW+MAP處理有效延緩TSS降解。這主要是AEW和MAP處理均可抑制果實的呼吸作用[11, 15]，從而減少有機物的消耗，維持較高的TSS含量。AEW和MAP組長棗TSS含量高于CK組，貯藏40 d時，TSS含量分別為29.21%和30.41%，較第0天分別下降了27.58%和24.6%，但效果均低于AEW+MAP組，表明AEW結合MAP復合保鮮技術能夠更好地延緩TSS下降。

圖4 AEW和MAP對長棗TSS含量的影響Fig.4 Effect of AEW and MAP on the content of TSS of long jujube

2.5 AEW和MAP對長棗TA含量的影響

酸類物質是長棗重要的風味物質，作為底物參與呼吸代謝及其他生理代謝活動，對長棗的口感和生理代謝起到關鍵作用[14]。由圖5可知，處理組的長棗貯藏期間TA含量高于CK組，這主要是AEW和MAP處理抑制了長棗的呼吸作用，從而減少有機酸的消耗，延緩了TA含量的下降。在5～10 d和25～30 d，AEW+MAP組長棗TA含量顯著高于CK 組(P>0.05)，表明AEW+MAP處理能夠延緩長棗貯藏期間TA的下降，貯藏至40 d時，AEW+MAP組長棗TA含量為0.28%，與第0 天相比只減少了0.17%，保鮮效果相對較好。AEW和MAP單獨處理與CK組無顯著性差異(P>0.05)，表明AEW和MAP單獨處理不能有效延緩長棗TA含量的下降。

圖5 AEW和MAP對長棗TA含量的影響Fig.5 Effect of AEW and MAP on the content of TA of long jujube

2.6 AEW和MAP對長棗硬度的影響

硬度反映出果實的質構特性，與細胞壁成分和細胞壁降解酶活性有關[31]，是感官質量中重要的評價指標。如圖6所示，長棗硬度在貯藏期間呈下降趨勢，CK組最明顯。貯藏期間，MAP組長棗硬度顯著高于CK組(P>0.05)，表明MAP處理抑制了長棗軟化，這主要是MAP抑制了細胞壁降解酶的活性，保護細胞膜的完整性，從而抑制了果實軟化[31]。除了第15 天，AEW組長棗硬度顯著高于CK組(P>0.05)，表明AEW處理可有效抑制長棗軟化。CHEN等[9]研究發現AEW處理抑制了藍莓細胞壁降解酶的活性，延緩細胞壁成分降解，從而抑制藍莓軟化。AEW+MAP處理的長棗硬度保持效果較好，貯藏后期顯著高于AEW和MAP組(P>0.05)，表明AEW結合MAP處理抑制長棗軟化的作用大于單獨處理。

圖6 AEW和MAP對長棗硬度的影響Fig.6 Effect of AEW and MAP on firmness of long jujube

2.7 AEW和MAP對長棗POD活性的影響

POD能夠反映果實內部生理變化和衰老情況，是果蔬中重要的氧化還原酶，參與多種生理代謝反應，催化H2O2形成醌類物質，進一步縮合形成深色化合物，嚴重影響果蔬品質[16]。如圖7所示，貯藏前期(0～10 d)，各處理組的POD活性上升較快，后期上升緩慢。貯藏期間，AEW+MAP和MAP處理的長棗POD活性低于CK組，抑制了褐變反應，但差異不顯著(P>0.05)。這主要是MAP能夠抑制果實衰老，延緩生理代謝速率，據報道MAP處理能夠抑制香菇POD活性，延緩衰老[32]。AEW與CK組POD活性較高，2組之間差異不顯著，表明AEW處理不可抑制POD活性。

圖7 AEW和MAP對長棗POD活性的影響Fig.7 Effect of AEW and MAP on POD activities of long jujube

2.8 AEW和MAP對長棗PPO活性的影響

PPO是促使果實褐變的主要酶類，在完整的細胞中，細胞膜阻礙PPO和底物接觸，一旦細胞衰老、蟲害或機械傷害等造成膜結構破壞，底物和酶相互接觸發生褐變反應，嚴重影響品質[25]。由圖8可以看出，AEW和CK組長棗PPO活性較高，兩組之間差異不顯著，表明AEW處理抑制PPO活性的效果較差。貯藏期間，AEW+MAP和MAP處理長棗PPO活性增長較慢，抑制酶活性的效果較好，貯藏至40 d時酶活性分別為0.33和0.31 U/(g·min)，酶活性值低于CK組，但與CK組無顯著性差異(P>0.05)?？傮w來說MAP處理的長棗PPO活性最低，較好地抑制了果肉的褐變。

圖8 AEW和MAP對長棗PPO活性的影響Fig.8 Effect of AEW and MAP on PPO activities of long jujube

2.9 AEW和MAP對長棗感官質量的影響

長棗采后代謝活動旺盛，會出現軟化、酒化和糖酸含量下降等問題，嚴重影響感官品質。從口感、色澤和質地這3個方面進行感官評價，長棗外觀和果肉圖如圖9所示，評分結果如圖10所示。貯藏前期(0～10 d)，各處理組長棗感官評分差異較小。貯藏后期，CK組長棗肉質水分變少，酒化現象嚴重，果皮皺縮，果皮出現凹斑，果肉出現褐變，第30天品質劣變嚴重，失去商業價值，貨架期結束，致使評分下降較快。貯藏后期，AEW組長棗硬度保持較好，但果肉失水嚴重、有褐變現象，口感較差；MAP組長棗口感較好，果皮出現輕微皺縮；AEW+MAP組長棗肉質出現輕微絮狀，保持了較好的酸甜口感，感官評分相對較高。所以15～30 d，各處理之間差異較大，AEW+MAP組保持較高評分，顯著高于CK組(P>0.05)。貯藏結果表明AEW和MAP處理均可保持長棗的感官品質，AEW+MAP的保鮮效果更佳。

圖9 長棗貯藏初期和末期外觀和果肉對比圖Fig.9 Comparison of skin and pulp at early and late storage of long jujube

圖10 AEW和MAP對長棗感官質量的影響Fig.10 Effect of AEW and MAP on sensory quality of long jujube

3 結論與討論

果實采收后，呼吸作用是主要的生理代謝活動，為生命活動提供所需能量。但呼吸作用會消耗大量葡萄糖等有機物，降低了貯藏品質。長棗作為呼吸躍變型果實，采后呼吸速率高，生理代謝速率快，易引發品質劣變的問題。研究結果表明，AEW和MAP單獨處理可降低長棗呼吸速率，保持長棗貯藏品質，延長貨架期至40 d。AEW+MAP的復合處理能夠更好地降低長棗呼吸速率，從而維持較高的TSS和TA含量，貯藏至40 d時分別為33.76%和0.28%，抑制軟化，同時表現出較高的感官品質，延長貨架期。

POD和PPO酶是果實中重要的氧化還原酶，能夠反映出果實內部生理變化，與果肉的褐變與衰老程度密切相關。AEW+MAP處理能夠抑制長棗貯藏期間長棗POD和PPO酶活性，抑制果實褐變，主要因為AEW和MAP處理能夠降低長棗生理代謝速率，有效的緩解長棗的成熟衰老。

AEW結合MAP的新型復合保鮮技術能夠維持長棗貯藏品質，是抑制長棗品質劣變和延緩衰老的有效保鮮方式，可為長棗貯藏保鮮提供新方法。