高氧處理對蜜橘果實(shí)采后貯藏特性的影響

湯 慧 ，陳可馨 ，周 婷 ，曾凱芳 ，鄧麗莉 ，*

（1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院，重慶 400715；2.食品科學(xué)與工程國家級實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（西南大學(xué)），重慶 400715）

柑橘是我國栽培面積最廣、經(jīng)濟(jì)地位最重要的果樹之一。近年來，我國柑橘產(chǎn)量不斷提高，已成為推動(dòng)主產(chǎn)地區(qū)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)[1-2]。柑橘類水果采收后，在加工、貯藏和運(yùn)輸過程中容易發(fā)生失水導(dǎo)致外觀及營養(yǎng)價(jià)值降低[3]，若采后處理不當(dāng)還易被霉菌感染或發(fā)生采后褐斑等，直接影響果實(shí)貯藏性能和商品價(jià)值[4]，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。因此，柑橘果實(shí)采后處理一直是產(chǎn)業(yè)關(guān)注的主要問題之一。早、中、晚熟柑橘品種的搭配種植是調(diào)節(jié)柑橘產(chǎn)業(yè)市場持續(xù)供給的重要手段，但由于早熟柑橘的采收季節(jié)溫度高，低溫積累不足，其果皮著色差，消費(fèi)者可接受性低，一定程度上影響了蜜橘果實(shí)的銷售情況和商品價(jià)值。為了能更好地保持早熟柑橘果實(shí)采后的水分和風(fēng)味，改善果實(shí)的外觀品質(zhì)和香氣，選擇合適的貯藏保鮮技術(shù)至關(guān)重要。

目前，國內(nèi)外柑橘的貯藏保鮮技術(shù)主要集中在物理處理、化學(xué)處理和生物處理三個(gè)方面。其中，化學(xué)處理是最主要的柑橘保鮮方法，然而某些化學(xué)物質(zhì)可能存在一些安全性的問題，如農(nóng)藥殘留超標(biāo)和環(huán)境污染等，限制了其在柑橘采后保鮮上的應(yīng)用[5]。生物處理是利用微生物菌體及代謝產(chǎn)物或從動(dòng)植物中提取的天然殺菌物質(zhì)[6]作為抗菌劑或生物保鮮劑形成的一種新的、安全的柑橘采后貯藏方法[7]，但生物保鮮劑的制作技術(shù)復(fù)雜困難，保鮮效果也不穩(wěn)定，因此在柑橘類水果上的應(yīng)用還需進(jìn)一步研究。而物理保鮮技術(shù)具有安全、成本低、處理?xiàng)l件易于控制及果蔬營養(yǎng)成分和自身品質(zhì)損失較少等優(yōu)點(diǎn)[8]，被廣泛應(yīng)用于果蔬保鮮。

高氧處理（21%~100% O2）是一種新型物理保鮮技術(shù)，對果實(shí)品質(zhì)有許多積極影響。高氧處理能有效抑制果蔬腐爛和致病微生物的繁殖[9-11]，保證新鮮果蔬具有較高的品質(zhì)。已有研究發(fā)現(xiàn)，高氧處理可以影響果蔬中番茄紅素、花青素和葉綠素等色素物質(zhì)的合成與降解，從而影響果蔬的色澤[12]；高氧處理還能促進(jìn)果實(shí)總酚及花青素含量的上升[13]，增強(qiáng)果實(shí)抗氧化能力[14-15]；此外，高濃度氧氣在一定程度上還能夠避免新鮮果蔬厭氧呼吸產(chǎn)生的不良?xì)馕禰16]，減少乙醛、乙醇和乙酸乙酯的產(chǎn)生和積累[17]，維持水果的香氣質(zhì)量[18]，對果實(shí)的風(fēng)味有積極影響。因此，本試驗(yàn)以40%、50%和60%的高氧對蜜橘果實(shí)進(jìn)行處理，通過測定蜜橘果實(shí)貯藏期間相關(guān)品質(zhì)及抗病相關(guān)指標(biāo)探討高氧處理用于蜜橘果實(shí)保鮮的可行性，為柑橘采后保鮮技術(shù)處理提供新的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

蜜橘果實(shí)：采自重慶市北碚區(qū)歇馬鎮(zhèn)果園，挑選大小一致、無病蟲害和機(jī)械傷且果面呈現(xiàn)出均勻綠色的早熟無核蜜橘果實(shí)作為試驗(yàn)材料。

2.6-二氯酚靛酚、氫氧化鈉、甲醇和6%磺基水楊酸等均為分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

L-8900 型全自動(dòng)氨基酸分析儀，日本日立公司；UV-1240 型紫外分光光度計(jì)，日本島津公司；CR-400色差計(jì)，柯尼卡美能達(dá)；DZQ-600T 型包裝機(jī)，上海眾林機(jī)電設(shè)備有限公司；KM100-3MEM 型氣體混配器，上海眾林機(jī)電設(shè)備有限公司；TGL-16MS 型高速冷凍離心機(jī)，上海盧湘儀公司。

1.2 方法

1.2.1 蜜橘果實(shí)處理方法

蜜橘果實(shí)在采收當(dāng)日運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，鋪平放置以散去田間熱后備用。用厚度為0.04 mm 的聚乙烯薄膜袋對蜜橘果實(shí)進(jìn)行包裝，向袋內(nèi)分別通入體積分?jǐn)?shù)為40%、50%和60%的高氧氣體，同時(shí)設(shè)置正?？諝饨M作為對照組。將所有處理組和對照組置于25 ℃的環(huán)境下處理48 h 后，打開聚乙烯包裝袋，將每個(gè)果實(shí)單果包裝后，置于25 ℃條件下貯藏。

1.2.2 測定項(xiàng)目與方法

1.2.2.1 果實(shí)腐爛率

腐爛率按照公式（1）計(jì)算，每種處理用于統(tǒng)計(jì)的果實(shí)數(shù)量為60 個(gè)。

1.2.2.2 果實(shí)色澤指數(shù)

將各處理的蜜橘果實(shí)平鋪后進(jìn)行觀察與統(tǒng)計(jì)，各處理用于統(tǒng)計(jì)的果實(shí)數(shù)量為60 個(gè)。色澤指數(shù)的測定標(biāo)準(zhǔn)如表1 所示，并按照公式（2）計(jì)算。

表1 蜜橘果實(shí)色澤指數(shù)分級標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Classification standards of mandarin fruit color indices

1.2.2.3 果皮色差

使用CR-400 型色差儀測定樣品果皮a*、b*和h值。a*值表示紅色度，b*值表示黃色度，h 表示色度角。每個(gè)果實(shí)取赤道處3 個(gè)等距離的部位測定，以3次測定的平均值為1 次測量結(jié)果，每組處理取10 個(gè)果實(shí)測定。

1.2.2.4 失重率

蜜橘果實(shí)的失重率按照公式（3）計(jì)算：

1.2.2.5 果皮總酚和類黃酮含量

參照Deng 等[19]的方法并有所改進(jìn)。稱取0.25 g果皮與預(yù)冷的5 mL 1%鹽酸-甲醇溶液充分研磨，在4 ℃條件下，12 000 r/min 離心15 min，取上清液分別在280 nm 處和325 nm 處測定吸光度?？偡雍恳設(shè)D280/0.25 g 表示，類黃酮含量以O(shè)D325/0.25 g 表示。

1.2.2.6 多酚氧化酶（PPO）和過氧化物酶（POD）活性

酶液提取液的制備參照鄧麗莉等[20]的方法。稱0.5 g 果皮樣品于研缽中，加入6 mL 磷酸緩沖液（pH 6.8，含4% PVP）在冰浴下研磨成漿，于4 ℃、12 000 r/min 離心30 min，收集上清液為酶提取液，4 ℃低溫下保存?zhèn)溆谩?/p>

PPO 和POD 活性均參照鄧麗莉等[20]的方法測定。上清液取樣量為0.1 mL，分別在波長420 nm 和470 nm 處測定3 min 內(nèi)的吸光度變化，以每分鐘吸光值變化1 為一個(gè)酶活單位（U）。

1.2.2.7 可溶性固形物（TSS）、可滴定酸（TA）含量和固酸比

果實(shí)TSS 含量：使用手持式糖度計(jì)直接測定；TA含量：參照曹建康等[21]的方法，采用NaOH 溶液酸堿滴定法測定，結(jié)果用質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，單位為%。

蜜橘果實(shí)的固酸比按照公式（4）計(jì)算：

1.2.2.8 果實(shí)抗壞血酸含量

參照曹建康等[21]采用2，6-二氯酚靛酚法測定，結(jié)果用每100 g 鮮重果肉中含有抗壞血酸的毫克數(shù)表示，單位為mg/100 g。

1.2.2.9 游離氨基酸含量

參照令陽等[22]的方法。稱取1.5 g 果肉組織，加入1.5 mL、6%預(yù)冷的磺基水楊酸溶液，在冰浴下充分研磨至勻漿狀態(tài)。在4 ℃的條件下，12 000 r/min 離心15 min，吸取 1 mL 上清液，用 0.22 μm 水系濾膜過濾后上機(jī)測定果肉樣品游離氨基酸的含量，單位為μg/g。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)用Excel 2016 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和繪圖，所有試驗(yàn)重復(fù)3 次，運(yùn)用SPSS 20.0 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析（ANOVA），通過 Duncan’s 多重比較進(jìn)行差異顯著性判斷。

2 結(jié)果與分析

2.1 高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)失重率的影響

失重率是反映蜜橘果實(shí)內(nèi)部失水和營養(yǎng)物質(zhì)消耗的重要指標(biāo)。由圖1 可知，高氧處理能在一定程度上緩解蜜橘果實(shí)在貯藏過程中的失重情況。但從整個(gè)貯藏時(shí)期來看，在高氧處理組中，40%高氧處理抑制蜜橘果實(shí)失重的效果最好，在貯藏8、16 和24 d 分別比對照組下降0.72、0.49 和0.57 個(gè)百分點(diǎn)，差異顯著（P＜0.05）。研究表明，高氧處理對果蔬的呼吸有一定的抑制作用[23]，在高氧脅迫下蜜橘果實(shí)的呼吸速率降低，從而緩解了蜜橘果實(shí)在貯藏期間的失重情況。

圖1 高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)失重率的影響Fig.1 Effects of high-level oxygen treatments on weights loss rates of mandarin fruits during storage

2.2 高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)著色的影響

2.2.1 高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)外觀的影響

顏色是衡量水果品質(zhì)、評價(jià)水果新鮮度和成熟期的重要指標(biāo)之一[24]。如圖2 所示，貯藏第8 天，蜜橘果實(shí)開始出現(xiàn)果皮轉(zhuǎn)黃的現(xiàn)象，果皮外觀呈黃綠相間。從轉(zhuǎn)色速度來看，在貯藏前期（0~12 d），高氧處理組的蜜橘果實(shí)轉(zhuǎn)黃速度明顯快于對照組，其中60%高氧處理的蜜橘果實(shí)轉(zhuǎn)黃速度最快，40%高氧處理和50%高氧處理的轉(zhuǎn)黃速度較為一致。從轉(zhuǎn)色效果來看，在貯藏后期（16~24 d），對照組果實(shí)呈現(xiàn)出黃色；而高氧處理過后的蜜橘果實(shí)果皮的顏色呈現(xiàn)出橙黃色，且3 種濃度的高氧處理組果實(shí)呈色無明顯差異。說明3 種高氧處理在一定程度上均能促進(jìn)蜜橘果實(shí)的轉(zhuǎn)色。

圖2 高氧處理蜜橘果實(shí)在室溫（25 ℃）貯藏期間果皮顏色對比Fig.2 High-level oxygen treatments on the colorations of mandarin fruits during storage at 25 ℃

2.2.2 高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)色澤指數(shù)的影響

色澤指數(shù)是從直觀角度對蜜橘果實(shí)的轉(zhuǎn)色情況進(jìn)行評價(jià)，色澤指數(shù)越高，說明蜜橘果實(shí)轉(zhuǎn)黃效果越好。如圖3 所示，在整個(gè)貯藏期內(nèi)，蜜橘果實(shí)的色澤指數(shù)總體呈現(xiàn)出上升趨勢，0~8 d 蜜橘果實(shí)轉(zhuǎn)黃速度最快，16~24 d 果實(shí)轉(zhuǎn)黃速度趨于穩(wěn)定。在0~24 d 內(nèi)，40%高氧處理的蜜橘果實(shí)的色澤指數(shù)始終高于其他處理組，這表明在貯藏期內(nèi)，40%高氧處理可以較好地改變貯藏蜜橘果實(shí)的果皮色澤。

2.2.3 高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)色差值的影響

圖3 高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)色澤指數(shù)的影響Fig.3 Effects of high-level oxygen treatments on the color indices of mandarin fruits during storage

根據(jù)L*a*b*色空間原理，以色差之中的a*值（紅色飽和度）和b*值（黃色飽和度）來反映蜜橘果實(shí)在貯藏過程中的轉(zhuǎn)色程度，同時(shí)以h 值（色度角）對果實(shí)色澤情況進(jìn)行綜合評估。如表2 所示，貯藏24 d 時(shí)，40%高氧處理組和50%高氧處理組果實(shí)的a*值較對照組分別高出95.03%和144.76%，說明40%和50%高氧處理都能顯著提高貯藏蜜橘果實(shí)的紅色飽和度（P＜0.05）；高氧處理組和對照組的b*值差異不顯著；色度角h 值顯示40%和50%高氧處理組均顯著低于對照組（P＜0.05）。上述結(jié)果表明，40%和50%高氧處理能顯著提高貯藏蜜橘的紅色度，但是對黃色度的影響不大，綜合色度角的結(jié)果來看，40%和50%高氧處理能更好促進(jìn)貯藏蜜橘果實(shí)果皮向橙色轉(zhuǎn)變而非轉(zhuǎn)變?yōu)閱我坏狞S色。綜合考慮果實(shí)著色、失重和經(jīng)濟(jì)性，選擇40%高氧處理組進(jìn)行后續(xù)研究。

表2 高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)色差值a*、b*和色度角h 的影響Table 2 Effects of high-level oxygen treatments on a*,b*and hue angle(h)of mandarin fruits

2.3 40%高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)抗病能力的影響

2.3.1 40%高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)腐爛率的影響

如圖4 所示，隨著貯藏時(shí)間的延長，蜜橘果實(shí)的腐爛率呈上升趨勢。蜜橘果實(shí)在8 d 時(shí)開始腐爛，40%高氧處理能夠較好地抑制蜜橘果實(shí)爛果數(shù)量的上升，在貯藏16 d 和24 d，40%高氧處理組的腐爛率分別比對照組低3.22 和3.36 個(gè)百分點(diǎn)，表明40%高氧處理對蜜橘果實(shí)貯藏過程中腐爛的發(fā)生有一定的控制作用。高氧對果蔬腐爛的控制可能是由于高氧可以直接抑制微生物生長，或間接誘導(dǎo)寄主抗病性和改變一些與活性氧代謝和細(xì)胞壁降解有關(guān)酶的活性[23]。

圖4 40%O2 處理對貯藏蜜橘果實(shí)腐爛率的影響Fig.4 Effects of 40%O2 treatment on decay rates of mandarin fruits during storage

2.3.2 40%高氧處理對貯藏蜜橘果皮總酚和類黃酮的影響

柑橘中的酚類物質(zhì)是具有抗氧化作用的自身次生代謝產(chǎn)物。由圖5 可見，在整個(gè)貯藏期內(nèi)，對照組和40%高氧處理組的總酚和類黃酮含量均呈現(xiàn)出先上升后下降再上升的波動(dòng)趨勢，且對照組與40%高氧處理組之間均無顯著差異?？偡拥慕档涂赡苁琴A藏期間果蔬呼吸速率增加、細(xì)胞結(jié)構(gòu)衰老和降解以及PPO活性變化導(dǎo)致酚類化合物的損失所致[25-26]。類黃酮在果蔬采后會(huì)繼續(xù)合成，因此會(huì)導(dǎo)致貯藏后含量增加，而后期又下降的原因可能是由果實(shí)的衰老及失水所致[27]。

2.3.3 40%高氧處理對貯藏蜜橘果皮PPO 和POD 活性的影響

果蔬在抵御病原微生物的侵染過程中，抗性相關(guān)酶發(fā)揮了重要作用，它們的活性與果蔬的抗病能力密切相關(guān)。其中，PPO 通過催化木質(zhì)素及醌類化合物形成，構(gòu)成保護(hù)性屏蔽而使細(xì)胞免受病菌的侵害，也可以通過形成醌類物質(zhì)直接發(fā)揮抗病作用[28]。由圖6A可知，蜜橘果實(shí)在貯藏過程中，PPO 活性都呈現(xiàn)出下降趨勢，但40%高氧處理的PPO 活性始終高于對照組，在8 d 和16 d 時(shí)，40%高氧處理的蜜橘果皮組織中PPO 活性分別比對照組高7.84%和36.84%，且到24 d 時(shí)，40%高氧處理組和對照組達(dá)到差異顯著水平（P＜0.05）。

圖5 40%O2處理對貯藏蜜橘果皮總酚（A）和類黃酮（B）含量的影響Fig.5 Effects of 40%O2 treatment on the contents of total phenols(A)and flavonoids(B)of mandarin fruits during storage

圖6 40%O2 處理對貯藏蜜橘果皮PPO（A）和POD（B）活性的影響Fig.6 Effects of 40%O2 treatment on the activities of PPO(A)and POD(B)of mandarin fruits during storage

POD 能增加果蔬組織木質(zhì)化程度，是反映果蔬組織愈傷和抗病能力的重要生理指標(biāo)。從圖6B 可以看出，在貯藏期間，對照組和40%高氧處理組的POD活性總體呈下降趨勢；在24 d 時(shí)，40%高氧處理組蜜橘果皮組織的POD 活性比對照組高出68.73%，差異顯著（P＜0.05）。

2.4 40%高氧處理對蜜橘果實(shí)貯藏品質(zhì)的影響

2.4.1 可溶性固形物、可滴定酸、固酸比和抗壞血酸

蜜橘果實(shí)的糖、酸含量是影響果實(shí)風(fēng)味的重要指標(biāo)，因此常以固酸比作為評價(jià)蜜橘果實(shí)成熟度和風(fēng)味的重要指標(biāo)。如圖7A、7B 和7C 所示，在貯藏過程中，對照組和40%高氧處理組蜜橘果實(shí)的TSS 含量都處于相對穩(wěn)定的狀態(tài)；對照組和40%高氧處理組果實(shí)的TA 含量均隨著貯藏時(shí)間的延長而下降；但在貯藏期間蜜橘果實(shí)的TSS/TA 值總體呈現(xiàn)上升趨勢，且在8 d、16 d 和24 d 時(shí)40%高氧處理較對照組分別升高了7.51%、17.22%和27.50%，這說明40%高氧處理可能會(huì)對蜜橘果實(shí)的風(fēng)味產(chǎn)生積極影響。

由圖7D 可知，蜜橘在貯藏過程中的抗壞血酸含量呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢。40%高氧處理后的蜜橘果實(shí)的抗壞血酸含量在貯藏8 d 時(shí)先達(dá)到峰值，且與對照組差異顯著（P＜0.05）；而對照組果實(shí)的抗壞血酸含量在16 d 時(shí)達(dá)到峰值，這表明40%高氧處理能夠使抗壞血酸出現(xiàn)峰值的時(shí)間提前，有利于提高貯藏前期蜜橘果實(shí)的食用品質(zhì)。

2.4.2 40%高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)游離氨基酸的影響

氨基酸是果實(shí)品質(zhì)的組成成分之一，參與果實(shí)其他品質(zhì)特征成分和風(fēng)味物質(zhì)的合成[29]。由表3 可知，貯藏蜜橘果實(shí)共檢測出12 種游離氨基酸，其中包含6 種人體必需氨基酸：蛋氨酸、纈氨酸、賴氨酸、異亮氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸。

蜜橘果實(shí)中檢測出的氨基酸以天冬氨酸、丙氨酸、精氨酸和脯氨酸的含量最多。蜜橘果實(shí)貯藏16 d時(shí)，天冬氨酸含量下降，40%高氧處理與對照組差異不顯著，說明高氧處理對蜜橘果實(shí)天冬氨酸含量影響不大。丙氨酸和脯氨酸是甜味氨基酸[30]。蜜橘果實(shí)貯藏16 d 時(shí)，丙氨酸和脯氨酸含量升高，相應(yīng)引起果實(shí)甜味變化。貯藏第16 天，對照組蜜橘果實(shí)丙氨酸和脯氨酸含量高于40%高氧處理（P＜0.05）。

精氨酸是植物體內(nèi)重要的氮素營養(yǎng)物，具有延緩采后蜜橘果實(shí)的衰老和品質(zhì)下降的作用[31]，能提高水果的抗氧化系統(tǒng)的活性[32]和抗病能力[33]，具有一定的營養(yǎng)價(jià)值。貯藏16 d 時(shí)，40%高氧處理組蜜橘果實(shí)的精氨酸含量比對照組果實(shí)高出19.45%，且兩者之間差異顯著（P＜0.05），表明40%高氧處理可以提高蜜橘果實(shí)中精氨酸的含量，有利于增強(qiáng)抗病能力并提高蜜橘果實(shí)的營養(yǎng)價(jià)值。

圖7 40%O2 處理對貯藏蜜橘果實(shí)可溶性固形物（A）、可滴定酸（B）、固酸比（C）和抗壞血酸（D）的影響Fig.7 Effects of 40%O2 treatment on TSS(A)，TA(B)，TSS/TA(C)and VC(D)contents of mandarin fruits during storage

表3 40%高氧處理對貯藏蜜橘果實(shí)游離氨基酸含量的影響Table 3 Effects of 40%O2 treatment on free amino acids contents in mandarin fruits during storage 單位：μg·g-1

3 結(jié)論

本試驗(yàn)表明，高氧處理可以較好緩解貯藏蜜橘果實(shí)的失重情況，并能加快蜜橘對果實(shí)表皮的轉(zhuǎn)色。其中，40%高氧處理能夠顯著降低貯藏蜜橘果實(shí)的腐爛率，在一定程度上增強(qiáng)貯藏蜜橘果實(shí)的抗病能力，并維持果實(shí)品質(zhì)。因此，高氧處理在對蜜橘果實(shí)采后貯藏特性方面有積極影響，具有潛在的應(yīng)用價(jià)值，但高氧處理技術(shù)對蜜橘果實(shí)保鮮的機(jī)理和具體應(yīng)用方式有待進(jìn)一步研究。