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(wěn)定氣體，具有很強(qiáng)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(yīng)用于食品保鮮與加工領(lǐng)域。而O3 的強(qiáng)氧化性也被認(rèn)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(diào)節(jié)自身非酶促防御系統(tǒng)中重要抗氧化物質(zhì)（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(tǒng)中重要保護(hù)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(yīng)對氧化脅迫，減少活性氧的危害和積累。但具體的調(diào)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(fā)現(xiàn)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(jié)論，O3處理會對辣椒的次級代謝產(chǎn)生一定的影響。Yeoh 等發(fā)現(xiàn)（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(shù)量，且未對果實的抗氧化性造成影響。王秋芳等研究發(fā)現(xiàn)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(zhì)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(jìn)程。Tzortzakis 等得到的結(jié)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(fā)現(xiàn)，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(tǒng)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(biāo)，探討不同濃度的O3 處理對采后草莓活性氧清除系統(tǒng)的影響。

 

1. 材料

草莓于2018 年3 月22 日在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新基地（中國天津市武清區(qū)）采集。30 min 內(nèi)將大小均勻、無害蟲、疾病和機(jī)械損傷的草莓采收完成并在2 h 內(nèi)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(zhì)量300 g，樣品帶入實驗室后迅速轉(zhuǎn)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(shè)置為0、2.144、6.432、10.72、15.008 mg/m3，分批放置在同一精準(zhǔn)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(zhuǎn)移至0℃冷庫中進(jìn)行貯藏。O3 精確控制熏蒸裝置（2 m×1.5 m×0.8 m）由國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津）研制。O3 是由1 個臭氧發(fā)生器（3S～K10，北京同林科技）生產(chǎn)的。該發(fā)生裝置生產(chǎn)O3 能力為10 g/h。2 個臭氧傳感器（MIC-03，深圳）安裝在設(shè)備的上部和下部，并配備一個風(fēng)扇，產(chǎn)生0.2～0.4 mm/s 的微風(fēng)，以確保傳感器的靈敏度和均勻性。臭氧發(fā)生器、臭氧傳感器和控制器結(jié)合運行，以實現(xiàn)冷藏室內(nèi)穩(wěn)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(zhì)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(biāo)準(zhǔn)曲線，結(jié)果表示為沒食子酸當(dāng)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(zhì)量體積比為5%的NaNO2 溶液，5 min 后加入0.6 mL 質(zhì)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(yīng)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(jié)果表示為兒茶素當(dāng)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(zhì)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(dá)50%時所對應(yīng)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(shù)據(jù)統(tǒng)計及分析

所有的試驗均進(jìn)行3 次生物學(xué)重復(fù)，應(yīng)用Excel2010 進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析；應(yīng)用軟件SPSS 17.0 對所有數(shù)據(jù)在0.05 水平上進(jìn)行Duncan 氏多重比較差異顯著性分析。

 

 

結(jié) 論

1.對于非酶促清除系統(tǒng)，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(jìn)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(yǎng)物質(zhì)的生成和累積。

 

2.對于酶促清除系統(tǒng)，高濃度的O3 處理能夠快速誘導(dǎo)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(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)的時間。

 

總體來看，10.72 mg/m3 的O3 處理能夠促進(jìn)非酶促活性氧清除物質(zhì)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(zhì)，提高采后草莓的食用價值和經(jīng)濟(jì)價值。

 

摘自：陳存坤，張慧杰，紀(jì)海鵬，張曉軍，董成虎，張 娜，于晉澤，王文生，薛文通. 臭氧精準(zhǔn)處理提高采后草莓抗氧化酶活性和酚類物質(zhì)含量[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2019，35(10)：274－280.