不同濃度臭氧處理對草莓采后保鮮時長的影響

 

        臭氧（O3）是一種具有特殊氣味的不穩定氣體，具有很強的氧化能力和廣譜的抑菌特性，在水中和空氣中會逐漸分解成氧氣，無任何殘留。在2001 年美國FDA 將其列入可以直接和食品接觸的添加劑范圍后，O3 被廣泛地應用于食品保鮮與加工領域。而O3 的強氧化性也被認為對果蔬的活性氧累積和活性氧清除存在一定的影響。O3 處理后，果蔬可通過調節自身非酶促防御系統中重要抗氧化物質（抗壞血酸、酚類化合物、黃酮類化合物、還原型谷胱甘肽等）的含量以及酶促防御系統中重要保護酶（超氧化物歧化酶、過氧化氫酶、過氧化物酶和抗壞血酸過氧化物酶等）的活性來應對氧化脅迫，減少活性氧的危害和積累。但具體的調控效果會因果蔬品種，處理方式、時間及劑量的不同而存在差異。

 

        Minas 等在人工接種灰霉前分別將獼猴桃用濃度為0.3 μL/L 的O3 處理獼猴桃，發現總酚含量隨處理時間的延長而增加。Kortolin 等的研究得到了相似的結論，O3處理會對辣椒的次級代謝產生一定的影響。Yeoh 等發現（9.2±0.2）μL/L 的O3 處理20 min 減少了鮮切木瓜中微生物的數量，且未對果實的抗氧化性造成影響。王秋芳等研究發現81.41 mg/m3的O3處理可有效抑制葡萄果實中抗壞血酸含量的下降及PPO 活性，減少單寧等抗氧化物質的消耗，保持較高的SOD、CAT 活性，從而延緩葡萄果實的成熟和衰老進程。Tzortzakis 等得到的結果卻表明，0.005～1.0 μmol/mol 的O3 處理對西紅柿抗壞血酸和總酚含量并沒有顯著性的影響（P﹥0.05）。Karaca等發現，O3 處理使荷蘭芹中的抗壞血酸、總酚的含量相比于對照組下降了40.1%和14.4%。然而，對于O3 保鮮草莓的抗氧化系統的影響鮮有研究。

 

        本試驗以天津市種植范圍較廣“京桃香”草莓為供試材料，采用不同O3 處理濃度（0、2.144、6.432、10.72、15.008 mg/m3），以草莓總酚、總黃酮、抗壞血酸含量以及過氧化物酶、超氧化物歧化酶、抗壞血酸過氧化物酶活性為指標，探討不同濃度的O3 處理對采后草莓活性氧清除系統的影響。

 

1. 材料

草莓于2018 年3 月22 日在現代農業科技創新基地（中國天津市武清區）采集。30 min 內將大小均勻、無害蟲、疾病和機械損傷的草莓采收完成并在2 h 內運至實驗室，試驗處理分為5 組∶4 組處理組和1 組對照組。每組18 盒草莓，每盒草莓質量300 g，樣品帶入實驗室后迅速轉移至托盤，單層碼放，如圖1 所示。

 

2. O3 處理

每組在第0、7、14、21 和28 天，O3 濃度分別設置為0、2.144、6.432、10.72、15.008 mg/m3，分批放置在同一精準O3 冷藏熏蒸裝置（圖1）中5 h，并將溫度保持在0 ℃，然后迅速轉移至0℃冷庫中進行貯藏。O3 精確控制熏蒸裝置（2 m×1.5 m×0.8 m）由國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津）研制。O3 是由1 個臭氧發生器（3S～K10，北京同林科技）生產的。該發生裝置生產O3 能力為10 g/h。2 個臭氧傳感器（MIC-03，深圳）安裝在設備的上部和下部，并配備一個風扇，產生0.2～0.4 mm/s 的微風，以確保傳感器的靈敏度和均勻性。臭氧發生器、臭氧傳感器和控制器結合運行，以實現冷藏室內穩定的O3 濃度。

 

3.總酚含量

總酚的提取參考Xu 等[11]和Cao 等[12]的方法。總酚含量（total phenolic content，TPC）的測定采用Slinkard &Singleton 的福林酚比色法[13]，并稍作修改。取0.2 mL 稀釋1 倍的提取液，加入1.0 mL 的福林酚試劑，混勻后在室溫下靜置4 min，然后再加入0.8 mL 的碳酸鈉溶液（質量體積比7.5%）。在暗室放置1 h 后用分光光度計于765 nm 波長下測定其吸光值。相同條件下測定梯度濃度沒食子酸的吸光值以繪制標準曲線，結果表示為沒食子酸當量濃度，即mg/g（gallic acid equivalent（GAE）/freshweight（FW））。

 

4.總黃酮含量

總黃酮含量（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 蒸餾水中稀釋，立刻加入0.3 mL 質量體積比為5%的NaNO2 溶液，5 min 后加入0.6 mL 質量體積比為10%的AlCl3 溶液，6 min 后加入2.0 mL 1 mol/L 的NaOH 溶液，混合反應物用蒸餾水定容至10 mL 并充分混合。以蒸餾水作為對照組對照，在510 nm 波長下讀取吸光度值。結果表示為兒茶素當量濃度，即mg/g（catechin equivalent（CE）/freshweight（FW））。

 

5.抗壞血酸含量

抗壞血酸（ascorbic acid，ASA）含量的測定采用李軍[15]的方法。抗壞血酸的含量以mg/g 鮮質量表示。

 

6.過氧化物酶活性

過氧化物酶活性的測定采用高俊鳳[16]的方法。以每分鐘吸光度值降低0.01 為1 個過氧化物酶活性單位U。

 

7.超氧化物歧化酶活性

超氧化物歧化酶活性的測定采用黃嘌呤氧化酶法[17]。定義體系中SOD 抑制率達50%時所對應的酶量為一個SOD 活力單位U。

 

8. 抗壞血酸過氧化物酶活性

抗壞血酸過氧化物酶活性的測定采用曹建康的方法[18]。以每分鐘290 nm 波長吸光度變化值降低0.01 為1個抗壞血酸過氧化物酶活性單位U。

 

9.數據統計及分析

所有的試驗均進行3 次生物學重復，應用Excel2010 進行數據統計和分析；應用軟件SPSS 17.0 對所有數據在0.05 水平上進行Duncan 氏多重比較差異顯著性分析。

 

 

結 論

1.對于非酶促清除系統，相較于對照組和其他3 個不同濃度的臭氧處理組，10.72 mg/m3 的O3 處理能夠顯著促進果實酚類化合物和抗壞血酸的生成（P < 0.05），維持總黃酮含量在較高水平，有利于非酶促抗氧化營養物質的生成和累積。

 

2.對于酶促清除系統，高濃度的O3 處理能夠快速誘導草莓果實POD 活性的升高。但是隨著貯藏時間的延長，15.008 mg/m3 處理組迅速出現降低的變化趨勢。相較于對照組，2.144 mg/m3 濃度O3 處理組的酶活變化不大，但6.432 mg/m3 處理組卻存在一定的抑制作用。10.72 mg/m3的O3 處理能夠顯著提升SOD 活性（P <0.05），使其高峰值出現的時間提前，能夠提升APX 活性，刺激POD酶活活性升高，并推遲POD 活性高峰出現的時間。

 

總體來看，10.72 mg/m3 的O3 處理能夠促進非酶促活性氧清除物質的生成，提高活性氧清除酶類的活性，有利于維持采后貯藏品質，提高采后草莓的食用價值和經濟價值。

 

摘自：陳存坤，張慧杰，紀海鵬，張曉軍，董成虎，張 娜，于晉澤，王文生，薛文通. 臭氧精準處理提高采后草莓抗氧化酶活性和酚類物質含量[J]. 農業工程學報，2019，35(10)：274－280.