臭氧處理對(duì)黃花梨果實(shí)褐變的影響

楊震峰，朱克花，陳 偉，陸勝民,3,*

(1.浙江萬里學(xué)院食品科學(xué)系，浙江 寧波 315100；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所，浙江 杭州310021；3.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品加工研究所，浙江 杭州 310021)

臭氧處理對(duì)黃花梨果實(shí)褐變的影響

楊震峰1，朱克花2，陳 偉1，陸勝民1,3,*

(1.浙江萬里學(xué)院食品科學(xué)系，浙江 寧波 315100；2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物與核技術(shù)利用研究所，浙江 杭州310021；3.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院食品加工研究所，浙江 杭州 310021)

為研究臭氧處理對(duì)梨果實(shí)褐變的影響，采用5.0、2.5mg/L臭氧水和蒸餾水浸泡黃花梨整果和鮮切果，5min后晾干，分別貯于20℃和5℃條件下，對(duì)貯藏過程中果實(shí)和切片的褐變指數(shù)、總酚(TP)含量及與酶促褐變相關(guān)的多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性變化進(jìn)行研究。結(jié)果表明：臭氧處理的黃花梨整果與鮮切果各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組；臭氧處理顯著降低貯藏5d后黃花梨整果果心和整個(gè)貯藏期鮮切片的褐變指數(shù)，維持梨整果與鮮切果較高的總酚含量，對(duì)二者PPO、POD活性均有一定的抑制作用；可增加梨整果較高的PAL活性，抑制鮮切梨果PAL活性。抑制黃花梨整果和鮮切果褐變以2.5mg/L臭氧水處理為好。

臭氧；褐變；黃花梨

黃花梨(Pyrus pyrifolia Nakai cv. Huanghua)具有果皮薄，果肉脆嫩多汁，營養(yǎng)豐富等優(yōu)點(diǎn)，深受消費(fèi)者喜歡，是我國長(zhǎng)江流域以南地區(qū)的主要栽培品種[1]。但黃花梨為呼吸躍變型果實(shí)，成熟期時(shí)值高溫季節(jié)，果實(shí)采后生理變化劇烈，極易發(fā)生果肉軟化和果心褐變，嚴(yán)重影響其貨架期和食用價(jià)值[2-3]。因此，研究黃花梨果實(shí)采后生理變化的因素和機(jī)制，提供實(shí)用有效的貯藏保鮮技術(shù)，是黃花梨生產(chǎn)亟待解決的問題。

果蔬采后應(yīng)用臭氧氣體或臭氧水處理能顯著抑制引起果蔬腐爛的微生物生長(zhǎng)。據(jù)報(bào)道，臭氧可明顯抑制灰葡萄孢霉(Botrytis cinerea)、指狀青霉(Penicillium digitatum)、意大利青霉(Penicillium italicum)、匍枝根霉(Rhizopus stolonifer)等致病菌孢子萌發(fā)[4-5]，減少果實(shí)的腐爛，延長(zhǎng)貨架期，并且沒有造成可見性的傷害[6]。臭氧處理還影響果蔬的貯藏品質(zhì)和生理。Perez等[7]研究發(fā)現(xiàn)，用0.35mg/L臭氧氣體處理草莓，貯藏至3d時(shí)，VC含量是對(duì)照的3倍，香氣成分散失也少；楊文領(lǐng)等[8]采用6～8mg/L臭氧氣體處理荔枝果實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)，臭氧處

理不但能使荔枝表面氣孔縮小，減少蒸騰失水，還通過降低果實(shí)內(nèi)源乙烯和乙醛的含量來減輕乙醇和乙醛所造成的生理傷害，較好地控制了果實(shí)的褐變與腐爛的發(fā)生；李杰等[9]采用1mg/L臭氧水處理荔枝時(shí)發(fā)現(xiàn)，臭氧處理能抑制荔枝花色苷含量增加，降低多酚氧化酶(PPO)活性，因而對(duì)荔枝果實(shí)具有較好的護(hù)色作用。但到目前為止，臭氧處理抑制果蔬褐變的機(jī)制仍不清楚。

本實(shí)驗(yàn)以黃花梨果實(shí)為原料，研究不同臭氧水處理水平對(duì)黃花梨整果和鮮切果褐變和酚類物質(zhì)代謝的影響，探索臭氧對(duì)黃花梨果實(shí)褐變的影響及其機(jī)制，以期為防止果蔬貯期褐變提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料及其處理

供試黃花梨果實(shí)采自寧波市鄞州區(qū)果園，采后2h內(nèi)運(yùn)抵實(shí)驗(yàn)室，挑選大小均勻、無機(jī)械傷和無病蟲害的果實(shí)1℃預(yù)冷24h后備用。預(yù)冷后的果實(shí)隨機(jī)分成3組，2組分別用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的5.0mg/L和2.5mg/L臭氧水溶液浸泡5min，對(duì)照組果實(shí)用蒸餾水浸泡5min。果實(shí)處理完畢后，常溫吹風(fēng)晾干，置于20℃庫內(nèi)貯藏，相對(duì)濕度(RH)為85%。每隔5d調(diào)查褐變指數(shù)，并隨機(jī)取各處理果實(shí)樣本，用于相關(guān)生理指標(biāo)分析。

預(yù)冷后的果實(shí)去皮，切成0.5cm厚的片狀。2組分別用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的5.0mg/L和2.5mg/L臭氧水溶液浸泡5min，對(duì)照組果實(shí)用蒸餾水浸泡5min。處理完畢后，常溫吹風(fēng)晾干，用PP托盤和PE保鮮膜包裝后置于5℃冷庫內(nèi)貯藏，RH為85%。每隔1d調(diào)查褐變指數(shù)，并隨機(jī)取各處理果實(shí)樣本，用于相關(guān)生理指標(biāo)分析。

1.2 儀器與設(shè)備

XY-3A型臭氧水發(fā)生器 杭州榮欣電子設(shè)備有限公司；5810R型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 德國Eppendorf公司；UV2100紫外-可見分光光度計(jì) 尤尼柯(上海)有限公司；XS603SDR型精密電子天平 梅特勒-托利多公司；HWS-430型恒溫恒濕培養(yǎng)箱 寧波江南儀器廠。

1.3 褐變指數(shù)

用果心或切片褐變指數(shù)表示整果果心或切片褐變的嚴(yán)重程度，按照果心或切面褐變面積的大小，將褐變程度分為5級(jí)：0級(jí)為無褐變，1級(jí)為褐變面積0～5%，2級(jí)為褐變面積5%～10%，3級(jí)為褐變面積10%～20%，4級(jí)為褐變面積大于20%。每次取樣8個(gè)果實(shí)或16個(gè)切片，重復(fù)3次。

1.4 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性測(cè)定

稱取2g果肉，參照歐陽光察[10]的方法，提取酶液并測(cè)定酶活性，以反應(yīng)液每小時(shí)在波長(zhǎng)290nm處吸光度變化0.001為1個(gè)酶活力單位U，結(jié)果以U/g mf表示。

1.5 多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)活性測(cè)定

PPO活性參照Murr等[11]的連續(xù)比色法測(cè)定，以每分鐘反應(yīng)液在波長(zhǎng)525nm處吸光度變化0.001為一個(gè)酶活單位(U)，結(jié)果以U/g mf表示。

POD活性按愈創(chuàng)木酚氧化法[12]測(cè)定，以每分鐘在波長(zhǎng)470nm處吸光度變化0.001為一個(gè)活力單位(U)，結(jié)果以U/g mf表示。

1.6 總酚含量測(cè)定

稱取5g果肉，采用Slinkard等[13]的Flion-Ciocalteu試劑法測(cè)定，結(jié)果以mg/g mf表示。

1.7 數(shù)據(jù)處理

以上各指標(biāo)測(cè)定均重復(fù)3次，采用Origin 7.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，用鄧肯氏多重比較進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 臭氧處理對(duì)黃花梨整果與鮮切果褐變指數(shù)的影響

圖1 臭氧處理對(duì)黃花梨整果果心(A)和鮮切片(B)褐變指數(shù)的影響Fig.1 Effect of ozone treatment on browning index in whole and fresh-cut Huanghua pear fruits

黃花梨整果在20℃貯藏前5d果心褐變指數(shù)為0，隨后迅速上升，表明5d后開始很快褐變，而5℃貯藏的鮮切梨褐變指數(shù)相對(duì)較小，且上升幅度較小，表明低溫條件下即使處于鮮切狀態(tài)果實(shí)組織的褐變速率也大為降低。與對(duì)照相比，臭氧處理顯著降低了20℃貯藏25d后黃花梨整果(圖1A)的果心褐變指數(shù)(P＜0.01)和5℃貯藏5d后鮮切果(圖1B)的褐變指數(shù)(P≤0.01，2.5mg/L臭氧水處理；P≤0.05，5mg/L臭氧水處理)。2.5mg/L臭氧水處理的黃花梨整果的果心褐變指數(shù)在貯藏中期(5～

15d)高于5mg/L臭氧水處理的樣品，但貯藏后期，前者低于后者，表明較高濃度的臭氧水處理對(duì)貯藏中期黃花梨整果的果心褐變抑制程度較大，能減輕果實(shí)組織褐變的發(fā)生；而貯藏后期5mg/L臭氧水處理的黃花梨整果褐變速度超過了2.5mg/L臭氧水處理。相比較，5℃貯藏的鮮切梨片的褐變速率始終以2.5mg/L臭氧水處理為最小，表明2.5mg/L臭氧水處理抑制鮮切梨片褐變效果好。

2.2 臭氧處理對(duì)黃花梨整果與鮮切果總酚含量的影響

黃花梨整果的總酚含量在貯藏前5d有所上升，隨后開始下降(圖2A)，其原因可能是采后果實(shí)處于離樹逆境生理狀態(tài)，體內(nèi)趨于合成酚類物質(zhì)以滿足逆境的需要，此時(shí)果實(shí)組織處于新鮮狀態(tài)，細(xì)胞膜相對(duì)完整，膜透性與膜脂過氧化程度較低，酚類底物與多酚氧化酶的區(qū)隔尚未打破，因而組織未發(fā)生酶促褐變(圖1A)。5d后，由于膜透性與膜脂過氧化作用加大，酚類物質(zhì)與其催化酶的不斷接觸，酶促褐變反應(yīng)加強(qiáng)，酚類物質(zhì)不斷消耗，因而總酚含量開始下降。鮮切梨片的總酚含量呈現(xiàn)與整果相似的變化趨勢(shì)。臭氧處理的梨整果與鮮切果的總酚含量均高于對(duì)照，其變化規(guī)律與褐變指數(shù)的變化規(guī)律(圖1)相似。

圖2 臭氧處理對(duì)黃花梨整果(A)和鮮切果(B)總酚含量的影響Fig.2 Effect of ozone treatment on total phenol in whole and fresh-cut Huanghua pear fruits

2.3 臭氧處理對(duì)黃花梨整果與鮮切果PPO活性的影響

黃花梨整果與鮮切果PPO活性在貯藏過程中均呈逐漸上升趨勢(shì)，其變化規(guī)律與褐變指數(shù)的變化趨勢(shì)基本相符，表明果實(shí)組織的褐變程度與PPO活性的上升有關(guān)。臭氧處理對(duì)整果與鮮切果PPO活性均有一定的抑制作用，但以2.5mg/L臭氧水處理的抑制效果較好(圖3)。臭氧對(duì)PPO活性的抑制作用機(jī)理有待于進(jìn)一步研究。

圖3 臭氧處理對(duì)黃花梨整果(A)和鮮切果(B)PPO活性的影響Fig.3 Effect of ozone treatment on PPO activity in whole and fresh-cut Huanghua pear fruits

2.4 臭氧處理對(duì)黃花梨整果與鮮切果POD活性的影響

圖4 臭氧處理對(duì)黃花梨整果(A)和鮮切果(B)POD活性的影響Fig.4 Effect of ozone treatment on POD activity in whole and fresh-cut Huanghua pear fruits

POD是植物細(xì)胞內(nèi)保護(hù)酶系統(tǒng)中的一種，其主要作用是清除超氧化物歧化酶(SOD)催化O2－·發(fā)生歧化反應(yīng)生成的H2O2和其他過氧化物，與植物抗衰老有關(guān)，同

時(shí)在H2O2存在下也能催化酚類、類黃酮的氧化和聚合，導(dǎo)致組織褐變[14]；POD和PAL也參與酚類物質(zhì)的代謝，與果實(shí)褐變密切相關(guān)。黃花梨果實(shí)的POD活性呈峰型變化，整果貯藏第10天達(dá)到活性高峰；鮮切果于第3天達(dá)到最大活性，之后呈下降趨勢(shì)(圖4)。臭氧處理對(duì)果實(shí)POD活性高峰出現(xiàn)時(shí)間無顯著影響，但在活性高峰出現(xiàn)之后，卻能抑制POD活性，抑制效果以2.5mg/L臭氧水處理較好。

2.5 臭氧處理對(duì)黃花梨整果與鮮切果PAL活性的影響

圖5 臭氧處理對(duì)黃花梨整果(A)和鮮切果(B)PAL活性的影響Fig.5 Effect of ozone treatment on PAL activity in whole and fresh-cut Huanghua pear fruits

PAL活性在黃花梨整果與鮮切果中的變化也呈峰型變化(圖5)，與POD活性變化一致。PAL是植物次生代謝物質(zhì)木質(zhì)素、酚類等生物合成途徑中的關(guān)鍵酶。大量研究表明，果蔬受機(jī)械損傷后PAL活性上升。黃花梨整果或鮮切果貯藏前期PAL活性上升，可能跟采后應(yīng)激或鮮切機(jī)械損傷有關(guān)，能促進(jìn)木質(zhì)素的合成，提高組織的木質(zhì)化程度，對(duì)鮮食梨來說是感官品質(zhì)的下降和組織的衰老加劇。臭氧處理對(duì)黃花梨整果與鮮切果PAL活性的影響表現(xiàn)出差異性。2.5mg/L臭氧水處理和5mg/L臭氧水處理的整果PAL活性在貯藏中后期高于對(duì)照，且較高濃度臭氧水處理能維持較高的PAL活性；而在鮮切梨果中，臭氧處理抑制PAL活性，抑制效果以2.5mg/L臭氧水處理為好。

3 討論與結(jié)論

果實(shí)褐變是果實(shí)成熟老化生理衰退的特征之一，同時(shí)也是評(píng)價(jià)果實(shí)貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)。目前認(rèn)為果實(shí)褐變主要由酶促褐變導(dǎo)致，果實(shí)酶促褐變的根本原因是酚類化合物、酚氧化酶以及O2或氧化物3個(gè)因素共同存在并發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)環(huán)境條件及共存的其他物質(zhì)均會(huì)影響酶促褐變的發(fā)生和發(fā)展[15]。果實(shí)褐變是多種因素共同作用的結(jié)果，酚類物質(zhì)含量、酚類物質(zhì)代謝酶活性與活性氧及其導(dǎo)致的膜脂過氧化共同參與了果實(shí)的褐變，衰老本身也加速褐變的發(fā)生。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，黃花梨整果果心和鮮切梨片褐變的發(fā)生與果實(shí)內(nèi)總酚、PPO、POD和PAL含量密切相關(guān)，臭氧水處理效果明顯優(yōu)于蒸餾水處理效果。但不同水平的臭氧水處理對(duì)整果和鮮切果處理效果又有差異。兩種處理總酚含量變化趨勢(shì)相似，但對(duì)PPO和POD活性抑制以2.5mg/L的效果最好。在整果中高水平臭氧水處理能維持較高的PAL活性，而在鮮切梨果中，臭氧處理抑制PAL活性，且以2.5mg/L臭氧水處理為好。

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Effect of Ozone Treatment on Browning of Huanghua Pear

YANG Zhen-feng1，ZHU Ke-hua2，CHEN Wei1，LU Sheng-min1,3,*
(1. Department of Food Science, Zhejiang Wanli University, Ningbo 315100, China；2. Institute of Crop and Nuclear Technology, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China；3. Institute of Food Processing, Zhejiang Academy of Agricultural Sciences, Hangzhou 310021, China)

Huanghua pear fruits were used to investigate the effect of ozone treatment at the concentrations of 5.0 mg/L and 2.5 mg/L for 5 min on browning of whole fruit stored at 20 ℃ and fresh-cut fruit at 5 ℃. Browning index, total phenol content, and activities of polyphenol oxidase (PPO), peroxidase (POD) and phenylalanine ammonia-lyase (PAL) were monitored during storage. Results showed that all parameters determined in whole and fresh-cut fruits with ozone treatment were better than those in the control. The browning index was significantly reduced after storage for 5 days in whole fruit and fresh-cut fruit during storage period. The ozone treatment could maintain higher content of total phenols, inhibit the activities of PPO and POD, increase PAL activity in whole fruit and inhibit PAL activity in fresh-cut fruit. The inhibitory effect on browning in Huanghua pear fruits treated with 5.0 mg/L of ozone solution was better than pear fruits treated with 2.5 mg/L of ozone solution.

ozone；browning；Huanghua pear

TS255.3

A

1002-6630(2010)18-0401-04

2009-11-20

浙江省“錢江人才計(jì)劃”項(xiàng)目(2006R10043)；浙江省科技廳面上項(xiàng)目(2009C32086)

楊震峰(1979—)，男，副教授，博士，研究方向?yàn)楣哔A運(yùn)技術(shù)。E-mail：yangzf@zwu.edu.cn

*通信作者：陸勝民(1969—)，男，研究員，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏。E-mail：lushengmin@hotmail.com