不同浓度臭氧处理对草莓采后保鲜时长的影响

 

        臭氧（O3）是一种具有特殊气味的不稳定气体，具有很强的氧化能力和广谱的抑菌特性，在水中和空气中会逐渐分解成氧气，无任何残留。在2001 年美国FDA 将其列入可以直接和食品接触的添加剂范围后，O3 被广泛地应用于食品保鲜与加工领域。而O3 的强氧化性也被认为对果蔬的活性氧累积和活性氧清除存在一定的影响。O3 处理后，果蔬可通过调节自身非酶促防御系统中重要抗氧化物质（抗坏血酸、酚类化合物、黄酮类化合物、还原型谷胱甘肽等）的含量以及酶促防御系统中重要保护酶（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶和抗坏血酸过氧化物酶等）的活性来应对氧化胁迫，减少活性氧的危害和积累。但具体的调控效果会因果蔬品种，处理方式、时间及剂量的不同而存在差异。

 

        Minas 等在人工接种灰霉前分别将猕猴桃用浓度为0.3 μL/L 的O3 处理猕猴桃，发现总酚含量随处理时间的延长而增加。Kortolin 等的研究得到了相似的结论，O3处理会对辣椒的次级代谢产生一定的影响。Yeoh 等发现（9.2±0.2）μL/L 的O3 处理20 min 减少了鲜切木瓜中微生物的数量，且未对果实的抗氧化性造成影响。王秋芳等研究发现81.41 mg/m3的O3处理可有效抑制葡萄果实中抗坏血酸含量的下降及PPO 活性，减少单宁等抗氧化物质的消耗，保持较高的SOD、CAT 活性，从而延缓葡萄果实的成熟和衰老进程。Tzortzakis 等得到的结果却表明，0.005～1.0 μmol/mol 的O3 处理对西红柿抗坏血酸和总酚含量并没有显著性的影响（P﹥0.05）。Karaca等发现，O3 处理使荷兰芹中的抗坏血酸、总酚的含量相比于对照组下降了40.1%和14.4%。然而，对于O3 保鲜草莓的抗氧化系统的影响鲜有研究。

 

        本试验以天津市种植范围较广“京桃香”草莓为供试材料，采用不同O3 处理浓度（0、2.144、6.432、10.72、15.008 mg/m3），以草莓总酚、总黄酮、抗坏血酸含量以及过氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗坏血酸过氧化物酶活性为指标，探讨不同浓度的O3 处理对采后草莓活性氧清除系统的影响。

 

1. 材料

草莓于2018 年3 月22 日在现代农业科技创新基地（中国天津市武清区）采集。30 min 内将大小均匀、无害虫、疾病和机械损伤的草莓采收完成并在2 h 内运至实验室，试验处理分为5 组∶4 组处理组和1 组对照组。每组18 盒草莓，每盒草莓质量300 g，样品带入实验室后迅速转移至托盘，单层码放，如图1 所示。

 

2. O3 处理

每组在第0、7、14、21 和28 天，O3 浓度分别设置为0、2.144、6.432、10.72、15.008 mg/m3，分批放置在同一精准O3 冷藏熏蒸装置（图1）中5 h，并将温度保持在0 ℃，然后迅速转移至0℃冷库中进行贮藏。O3 精确控制熏蒸装置（2 m×1.5 m×0.8 m）由国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）研制。O3 是由1 个臭氧发生器（3S～K10，北京同林科技）生产的。该发生装置生产O3 能力为10 g/h。2 个臭氧传感器（MIC-03，深圳）安装在设备的上部和下部，并配备一个风扇，产生0.2～0.4 mm/s 的微风，以确保传感器的灵敏度和均匀性。臭氧发生器、臭氧传感器和控制器结合运行，以实现冷藏室内稳定的O3 浓度。

 

3.总酚含量

总酚的提取参考Xu 等[11]和Cao 等[12]的方法。总酚含量（total phenolic content，TPC）的测定采用Slinkard &Singleton 的福林酚比色法[13]，并稍作修改。取0.2 mL 稀释1 倍的提取液，加入1.0 mL 的福林酚试剂，混匀后在室温下静置4 min，然后再加入0.8 mL 的碳酸钠溶液（质量体积比7.5%）。在暗室放置1 h 后用分光光度计于765 nm 波长下测定其吸光值。相同条件下测定梯度浓度没食子酸的吸光值以绘制标准曲线，结果表示为没食子酸当量浓度，即mg/g（gallic acid equivalent（GAE）/freshweight（FW））。

 

4.总黄酮含量

总黄酮含量（total flavonoid content，TFC）采用Jia等[14]的方法。取0.5 mL 提取液加入至4.5 mL 蒸馏水中稀释，立刻加入0.3 mL 质量体积比为5%的NaNO2 溶液，5 min 后加入0.6 mL 质量体积比为10%的AlCl3 溶液，6 min 后加入2.0 mL 1 mol/L 的NaOH 溶液，混合反应物用蒸馏水定容至10 mL 并充分混合。以蒸馏水作为对照组对照，在510 nm 波长下读取吸光度值。结果表示为儿茶素当量浓度，即mg/g（catechin equivalent（CE）/freshweight（FW））。

 

5.抗坏血酸含量

抗坏血酸（ascorbic acid，ASA）含量的测定采用李军[15]的方法。抗坏血酸的含量以mg/g 鲜质量表示。

 

6.过氧化物酶活性

过氧化物酶活性的测定采用高俊凤[16]的方法。以每分钟吸光度值降低0.01 为1 个过氧化物酶活性单位U。

 

7.超氧化物歧化酶活性

超氧化物歧化酶活性的测定采用黄嘌呤氧化酶法[17]。定义体系中SOD 抑制率达50%时所对应的酶量为一个SOD 活力单位U。

 

8. 抗坏血酸过氧化物酶活性

抗坏血酸过氧化物酶活性的测定采用曹建康的方法[18]。以每分钟290 nm 波长吸光度变化值降低0.01 为1个抗坏血酸过氧化物酶活性单位U。

 

9.数据统计及分析

所有的试验均进行3 次生物学重复，应用Excel2010 进行数据统计和分析；应用软件SPSS 17.0 对所有数据在0.05 水平上进行Duncan 氏多重比较差异显著性分析。

 

 

结 论

1.对于非酶促清除系统，相较于对照组和其他3 个不同浓度的臭氧处理组，10.72 mg/m3 的O3 处理能够显著促进果实酚类化合物和抗坏血酸的生成（P < 0.05），维持总黄酮含量在较高水平，有利于非酶促抗氧化营养物质的生成和累积。

 

2.对于酶促清除系统，高浓度的O3 处理能够快速诱导草莓果实POD 活性的升高。但是随着贮藏时间的延长，15.008 mg/m3 处理组迅速出现降低的变化趋势。相较于对照组，2.144 mg/m3 浓度O3 处理组的酶活变化不大，但6.432 mg/m3 处理组却存在一定的抑制作用。10.72 mg/m3的O3 处理能够显著提升SOD 活性（P <0.05），使其高峰值出现的时间提前，能够提升APX 活性，刺激POD酶活活性升高，并推迟POD 活性高峰出现的时间。

 

总体来看，10.72 mg/m3 的O3 处理能够促进非酶促活性氧清除物质的生成，提高活性氧清除酶类的活性，有利于维持采后贮藏品质，提高采后草莓的食用价值和经济价值。

 

摘自：陈存坤，张慧杰，纪海鹏，张晓军，董成虎，张 娜，于晋泽，王文生，薛文通. 臭氧精准处理提高采后草莓抗氧化酶活性和酚类物质含量[J]. 农业工程学报，2019，35(10)：274－280.