臭氧水處理對草莓采后品質(zhì)和生理的影響

李 健，任 朋，羅 瑤，李麗萍，王友升

（北京工商大學食品學院/北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心/食品質(zhì)量與安全北京實驗室/北京市食品風味化學重點實驗室，北京 100048）

臭氧水處理對草莓采后品質(zhì)和生理的影響

李 健，任 朋，羅 瑤，李麗萍，王友升*

（北京工商大學食品學院/北京市食品添加劑工程技術(shù)研究中心/食品質(zhì)量與安全北京實驗室/北京市食品風味化學重點實驗室，北京 100048）

用臭氧水處理草莓3 min和9 min，研究不同處理對草莓采后品質(zhì)、抗氧化物質(zhì)含量和相關(guān)酶活性的影響。結(jié)果表明：貯藏14 d后，臭氧水處理9 min草莓果實的硬度比對照組高74.68%，果實的可溶性固形物含量增加8.59%，總酸含量高于對照組15.63%，抑制了果實的呼吸作用。另外，用臭氧水處理草莓9 min，增加了果實過氧化氫酶和過氧化物酶活性，分別比對照組高出17.49%和53.00%。同時，臭氧水9 min處理后，草莓的總抗氧化能力和DPPH自由基清除能力也得到提高，分別較對照組高41.95%和102.37%。因此用臭氧水處理草莓9 min，可以較好地延長草莓果實的保鮮期，保持草莓的采后品質(zhì)。

臭氧水；草莓；采后品質(zhì)；生理；保鮮

LI Jian，REN Peng，LUO Yao，et al.Effects of ozone water treatments on postharvest quality and physiology of strawberry fruit［J］.Journal of Food Science and Technology，2016，34（4）:61-65.

草莓色澤艷麗、味道酸甜可口，富含多種維生素，具有較高的營養(yǎng)價值。但是草莓柔軟多汁，含有較高的水分，組織嬌嫩，在運輸過程中容易受到機械損傷而腐爛，自然條件下采后2～4 d即腐爛霉變［1］。因此，尋找有效的草莓保鮮方法具有重要意義。

臭氧（O3），又名富氧、超氧、三原子氧，具有消毒、滅菌，去除環(huán)境中有害氣體等作用。特別是進入20世紀90年代以來，臭氧在食品保藏加工中的應(yīng)用越來越受到重視［2］。臭氧能迅速穿過真菌、細菌等微生物的細胞壁、細胞膜，殺滅或抑制微生物的生長［3］；臭氧還能夠降解環(huán)境中的有害氣體，如乙烯，從而達到延緩果蔬生理代謝的作用［4］。已有研究表明，臭氧處理對黃花梨果實及其鮮切片具有較好的保鮮效果［5］；王磊［6］采用臭氧保鮮及包裝技術(shù)進行常溫保鮮后，使西紅柿的保鮮期延長到14 d以上。目前尚未見關(guān)于臭氧水處理對草莓活性氧代謝及抗氧化能力影響的報道。本研究使用臭氧水處理草莓，并對草莓的品質(zhì)指標進行測定，探討臭氧處理草莓的優(yōu)化時間。

1　材料和方法

1.1實驗材料

“豐香”草莓（Fragaria×ananassa Duch cv. Toyonoka），購于新發(fā)地農(nóng)貿(mào)市場。運回實驗室后，挑選大小顏色一致，無機械傷、病蟲害的果實進行實驗。

1.2實驗儀器

Eppendorf 5810R型臺式高速大容量冷凍離心機，德國艾本德公司；LFRA 1500g型質(zhì)構(gòu)儀，美國Brookfield公司；Lambda 35型分光光度計，珀金埃爾默有限公司；PR-201型數(shù)字式糖度計，美國ATAGO有限公司；TB-214型分析天平，北京賽多利斯儀器有限公司；XT-B3型臭氧水發(fā)生器，泰州市綠環(huán)環(huán)保機械制造有限公司。

1.3實驗方法

1.3.1草莓處理方法

新鮮草莓用臭氧水分別浸泡3 min和9 min，晾干后貯藏于0～1℃環(huán)境中，每處理使用120個果實。貯藏14 d后，以未浸泡組為對照進行一系列品質(zhì)指標、活性氧代謝指標及抗氧化指標的測定。

1.3.2品質(zhì)指標的測定

用質(zhì)構(gòu)儀測定果實硬度。圍繞果實赤道部位，果實兩面各測一次，取其平均值，每個處理測定6個果實，硬度單位為kg/cm2。為測定果實可溶性固形物，取果實中間部分果肉，研磨離心后取上清液，采用數(shù)字式手持糖度計測定，每處理測定重復(fù)3次?？偹崾褂盟釅A滴定法測定。呼吸強度使用靜置堿液吸收法測定［7］，呼吸強度以每小時每千克果實釋放出的二氧化碳量表示，單位為g/（kg·h）。

1.處理后各組食管鱗癌荷瘤裸鼠腫瘤細胞凋亡情況：TUNEL法原位檢測發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過25 d后，HBO組、DDP組和HBO+DDP組食管鱗癌荷瘤裸鼠腫瘤組織出現(xiàn)不同程度凋亡，其中HBO+DDP組凋亡程度最明顯，其次為DDP組，而Cont組食管鱗癌荷瘤裸鼠腫瘤組織未見明顯凋亡現(xiàn)象。見圖1。

1.3.3活性氧代謝相關(guān)指標的測定

丙二醛（MDA）的提取液為10%三氯乙酸（TCA），在4℃、10 000 r/min條件下離心30 min，取1 mL，加入2 mL 0.5%硫代巴比妥酸（TBA），100℃水浴20 min，在510，532，560，600 nm測吸光度，用mmol/g表示。過氧化氫酶（CAT）和過氧化物酶（POD）使用磷酸緩沖液（pH=7.8，0.2 mol/L）提取，在冰浴條件下完成。CAT參照Prochazkova等［8］方法測定，活性以U/g表示。POD活性測定，參照Jiang等［9］的方法，以每分鐘酶促反應(yīng)體系吸光度變化0.01為一個POD活力單位（U）。

1.3.4抗氧化能力的測定

總酚測定采用福林酚法，含量以μg/g表示。總黃酮參照王友升等［10］方法測定，含量表示為μg/g。總抗氧化能力（FRAP）參照王友升等［11］的方法，將硫酸亞鐵濃度（mmol/L）定義為FRAP值，同時作為活性單位（U）。樣品總抗氧化能力用每克鮮質(zhì)量樣品所含的活性單位來表示（U/g）。DPPH自由基清除能力的測定參考李莉等［12］的方法，將DPPH自由基50%清除率定義為1個活性單位（U），清除DPPH自由基能力用U/g表示。所有實驗重復(fù)3次。

1.3.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計及制圖

使用Excel 2007統(tǒng)計分析實驗數(shù)據(jù)，計算標準誤差并作圖。

圖1　不同時間臭氧水處理對草莓果實貯藏品質(zhì)的影響Fig.1 Effects of ozone water treatments on post-harvest quality of strawberry fruit

2　結(jié)果分析

2.1臭氧水處理對草莓果實貯藏品質(zhì)的影響

草莓果實經(jīng)不同時間的臭氧水處理后，其品質(zhì)指標變化如圖1。草莓果實硬度隨著貯藏時間的延長而降低，用臭氧水處理草莓，貯藏14 d，明顯延緩了果實硬度的下降。臭氧水處理9 min時果實的硬度要比處理3 min及對照組分別高32.91%和74.68%。草莓貯藏后，果實的可溶性固形物含量增加，臭氧水處理9 min，果實的可溶性固形物含量增加最多，高于對照組8.59%。草莓貯藏14 d后，總酸含量下降，用臭氧水抑制草莓果實總酸含量的下降，而臭氧水處理時間對草莓果實總酸含量影響較小，處理3 min和9 min僅相差0.07%。草莓果實的呼吸強度隨貯藏時間的延長而增加，貯藏14 d，用臭氧水處理草莓后抑制了草莓的呼吸，用臭氧水處理9 min后草莓的呼吸強度最低。

2.2臭氧水處理對草莓活性氧代謝的影響

草莓果實經(jīng)不同時間的臭氧水處理后，果實中的活性氧代謝的變化如圖2。MDA是植物膜脂過氧化的重要產(chǎn)物之一，植物在逆境中受傷害與活性氧積累誘導膜脂過氧化密切相關(guān)。隨著貯藏時間的延長，草莓果實中MDA含量增加，用臭氧水處理3 min時MDA含量高于對照組，但處理9 min低于對照組，降低了49.35%。隨著貯藏時間的延長，草莓果實中CAT和POD活性降低。臭氧水處理延緩了這兩種酶活性的下降。貯藏14 d時，用臭氧水處理草莓3 min和9 min，CAT活性分別比對照組高出17.49%和53.00%。此外，POD活性分別為對照組的9.40和13.32倍。用臭氧水處理草莓9 min更好地抑制了CAT和POD的活性降低。

圖2　不同時間臭氧水處理對草莓果實活性氧代謝的影響Fig.2 Effects of ozone water treatments on activated oxygen metabolism of strawberry fruit

2.3臭氧水處理對草莓抗氧化能力的測定結(jié)果

草莓果實經(jīng)不同時間的臭氧水處理后，果實中的抗氧化能力的變化如圖3。草莓果實的總酚含量在貯藏第14天時略有增加，其中用臭氧水處理9 min草莓的總酚含量最高。果實中總黃酮含量最高的為用臭氧水處理3 min組，但是處理9 min也高于對照組。用臭氧水處理草莓9 min提高了果實中FRAP和DPPH自由基清除能力，分別較對照組高41.95%和102.37%。

3　討 論

臭氧水在農(nóng)產(chǎn)品保鮮方面應(yīng)用較廣，早在1936年，Salmon等［13］用臭氧化水洗滌魚類及對貝類進行消毒?，F(xiàn)在臭氧水也廣泛用于果蔬保鮮，如使用臭氧水處理芹菜后，能夠有效降低芹菜的失水率、黃化率，抑制呼吸強度［14］；臭氧水處理茄子5 min更利于茄子的保鮮［15］。

已有研究表明，臭氧水處理能夠減少草莓的腐爛、延緩草莓硬度和可溶性固形物的下降［16］。本研究結(jié)果表明:用臭氧水處理9 min，草莓中MDA的含量低于對照組，而CAT和POD活性高于對照組。MDA是膜脂氧化的產(chǎn)物，臭氧降低了MDA，說明臭氧處理可以維持細胞膜的功能，與趙曉丹等［17］的研究結(jié)果相同。植物體內(nèi)的自由基，是引起膜脂氧化的原因。有研究表明，POD活性的升高能有效地清除內(nèi)源活性氧自由基［18］。CAT作為生物防御體系的關(guān)鍵酶之一，主要作用是與POD協(xié)同作用，催化過氧化氫分解，從而使細胞免遭過氧化氫毒害［19］。臭氧處理提高了CAT和POD活性，有利于果實內(nèi)活性氧自由基的清除，從而減少了自由基對膜的氧化，這可能是處理過程中果實MDA減少的原因。

圖3　不同時間臭氧水處理對草莓果實抗氧化能力的影響Fig.3 Effects of ozone water treatmen ts on antioxidant ability of strawberry fruit

本研究基于DPPH法和FRAP法測定了草莓的抗氧化能力。研究表明:用臭氧水處理草莓9 min，增強了果實的DPPH自由基清除能力及抗氧化能力，并且草莓果實總酚含量和總黃酮含量也都高于對照組，說明臭氧水處理提高了草莓果實總酚與總黃酮含量，這可能是果實抗氧化能力增加的原因。

4　結(jié) 論

用臭氧水處理草莓9 min，延緩了果實硬度和可溶性固形物的下降，降低了果實呼吸強度，說明用臭氧水處理草莓9 min，較好地保持了草莓果實的品質(zhì)，更有利于草莓保鮮。此外，用臭氧水處理9 min的草莓POD和CAT的活性最高，MDA含量最低。用臭氧水處理草莓9 min可以增加草莓總酚和總黃酮的含量，提高了果實的FRAP和DPPH自由基清除能力。

［1］ MOLDAO-MARTINS M，BEIRAO-DA-COSTASM，BEIRAO-DA-COSTA S M.The effect of edible coatings on postharvest quality of the“Brave de Esmolfe”apple［J］.European Food Research and Technology，2003，217:325-328.

［2］ 沈群，王群.臭氧的特性及其應(yīng)用［J］.食品科技，2000（6）:70-71.

［3］ KANOFSKY J R，SIMA P.Single oxygen production from the reactions of ozone with biological molecules［J］. Journal of Biological Chemistry，1991，266:9039-9042.［4］ SKOG L J，CHU C L.Effect of ozone on qualities of fruits and vegetables in cold storage［J］.Canadian Journal of Plant Science，2001，81:773-778.

［5］ 朱克花，楊震峰，陸勝民，等.臭氧處理對黃花梨果實貯藏品質(zhì)和生理的影響［J］.中國農(nóng)業(yè)科學，2009，42（12）:4315-4323.

［6］ 王磊.西紅柿臭氧保鮮實驗研究［J］.包裝工程，2005，26（1）:14-16.

［7］ 張桂.果蔬采后呼吸強度的測定方法［J］.理化檢驗:化學分冊，2005，41（8）:596-597.

［8］ PROCHAZKOVA D，SAIRAM R，SRIVASTAVA G，et al.Oxidative stress and antioxidant activity as the basis of senescence in maize leaves［J］.Plant Science，2001，161:765-771.

［9］ JIANG A L，TIAN S P，XU Y.Effects of controlled atmospheres with high O2or high CO2concentrations on postharvest physiology and storability of“Napoleon”sweet cherry［J］.Acta Botanica Sinica，2002，44（8）: 925-930.

［10］ 王友升，董銀卯，宋彥，等.甘薯葉中清除自由基活性物質(zhì)的提取保存與定性分析［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學，2008，36（1）:4-7.

［11］ 王友升，谷祖臣，張帆.不同品種和成熟度樹莓和黑莓果實的氧化和抗氧化活性比較［J］.食品科學，2012，33（9）:81-86.

［12］ 李莉，王友升，張帆，等.采前鈣處理對樹莓果實貯藏效果及清除自由基能力的影響［J］.吉林農(nóng)業(yè)大學學報，2009，31（5）:616-620，627.

［13］ SALMON J，LE GALL J.Application of ozone for the maintenance of freshness and for the prolongation of conservation time of fish［J］.Ann Hyg Publind Sociable，1936，24（2）:84-93.

［14］ 潘磊慶，屠康，賈明敏，等.臭氧水處理對芹菜保鮮效果的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)大學學報，2004，31（3）: 348-352.

［15］ 王肽，謝晶.臭氧水處理對鮮切茄子保鮮效果的研究［J］.食品工業(yè)科技，2013，34（15）:324-328.

［16］ 龐斌，楊中平，胡志超，等.臭氧水處理對草莓腐爛及品質(zhì)的影響［J］.中國農(nóng)機化，2010（1）:88-92.

［17］ 趙曉丹，傅達奇，李瑩.臭氧結(jié)合氣調(diào)冷藏對草莓保鮮品質(zhì)的影響［J］.食品科技，2015（6）:24-28.

［18］ HAMMERSCHMIDT R，NUCKLES E M，KU'C J.Association of enhanced peroxidase activity with induced systemic resistance of cucumber to Colletotrichum lagenarium［J］.Physiological and Molecular Plant Pathology，1982，20（1）:73-82.

［19］ 蔣愛麗.藍莓果實采后生理生化代謝及調(diào)控研究［D］.沈陽:沈陽農(nóng)業(yè)大學，2011.

Effects of Ozone Water Treatments on Postharvest Quality and Physiology of Strawberry Fruit

LI Jian，REN Peng，LUO Yao，LI Liping，WANG Yousheng*
（School of Food and Chemical Engineering/Beijing Engineering and Technology Research Center of Food Additives/ Beijing Laboratory for Food Quality and Safety/Beijing Key Laboratory of Food Flavor Chemistry，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

Strawberries were treated by ozone water for 3 and 9 min，and effects of ozone water on postharvest quality，antioxidant compounds，and related enzymes of strawberry fruit were investigated.Results showed that 9 min ozone water treatment increased the firmness of strawberry fruit，soluble solid content，and total acid content.The respiration of strawberry was inhibited by 9 min ozone water.In addition，9 min ozone water treatment increased the catalase（CAT）activity，peroxidase（POD）activity，total antioxidant capacity（FRAP），and DPPH radical scavenging ability of fruit.The shelf life was extended by ozone water treatment.

ozone water；strawberry；postharvest quality；physiology；preservation

TS255.3；TS201.2

A

10.3969/j.issn.2095-6002.2016.04.011

2095-6002（2016）04-0061-05引用格式：李健，任朋，羅瑤，等.臭氧水處理對草莓采后品質(zhì)和生理的影響［J］.食品科學技術(shù)學報，2016，34（4）:61-65.

（責任編輯:葉紅波）

20151010

“十二五”國家科技支撐計劃項目（2011BAD24B03）；科技部科研院所技術(shù)開發(fā)研究專項（2013EG127233）；北京市屬高等學校創(chuàng)新團隊建設(shè)與教師職業(yè)發(fā)展計劃項目（IDHT20130506）。

李 健，男，副教授，博士，主要從事果蔬采后生理方面的研究；

*王友升，男，教授，博士，主要從事系統(tǒng)生物技術(shù)方面的研究。通信作者。