一氧化氮熏蒸延緩杏干貯藏期間品質的下降

鄧豪，王曼，王霞偉，魏佳，田全明，翟榮臻，楊海燕，吳斌*

（1.新疆農業(yè)大學食品科學與藥學學院，新疆烏魯木齊 830052）

（2.新疆農業(yè)科學院農產品貯藏加工研究所，新疆烏魯木齊 830091）

杏（Prunus armeniacaL.）是新疆重要的經濟作物，其營養(yǎng)豐富、口感香甜，深受消費者的青睞[1]。由于鮮杏采收期集中在高溫季節(jié)，采后代謝旺盛，極易腐爛變質，不耐貯運，因此約80%鮮杏須加工成杏干，以滿足不同季節(jié)人們對杏產品的需求。鮮杏制干的傳統(tǒng)方法主要采用硫處理鮮杏后進行露天晾曬。二氧化硫（sulfur dioxide，SO2）作為一種食品添加劑，被廣泛應用于干果、鮮果及中藥材中[2-4]，以達到護色、殺菌和抗氧化的目的[5]。然而SO2使用不當會導致商品中殘留量超標，果實出現漂白、異味和品質劣變等問題，嚴重危害人體健康，引發(fā)食品安全問題，造成巨大的經濟損失[6]。因此，尋找一種更安全高效的制干方法減少或替代SO2的使用，是當前新疆杏產業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。

一氧化氮（nitric oxide，NO）是一種高活性自由基氣體，在細胞內或細胞間扮演重要的信使角色[7]，具有延緩果實衰老[8]、抑制病原菌侵染和微生物生長的優(yōu)點[9,10]，對獼猴桃[11]和番木瓜[12]等果實采后保鮮有較好的效果。此外，NO對多種采后有害生物均有抑制效果[13]，且無有害物殘留，大大提高了果品的食用安全性。NO熏蒸技術在鮮果貯藏保鮮領域應用廣泛，但在鮮杏制干貯藏方面鮮有報道，因此，本試驗以新疆賽買提鮮杏為試材，采用NO和SO2氣體對鮮杏進行熏蒸后制干，分析常溫條件下杏干果實的營養(yǎng)品質指標和抗氧化能力的變化規(guī)律，比較NO和SO2氣體對杏干貯藏保鮮作用效果的差異性；研究NO處理減緩杏干的營養(yǎng)物質流失、維持抗氧化能力和改善貯運品質的作用，以期為杏干及其它干果的貯藏保鮮提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

賽買提鮮杏：購于新疆英吉沙縣。選擇成熟度一致（著色面積≥80%，可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量為 19.60±0.06%）、大小均勻、無機械傷及病蟲害的果實，隨機分組進行試驗。

NO氣體（純度≥99.5%）、SO2氣體（純度≥99.5%），烏魯木齊鑫天意標準氣體有限公司；鐵氰化鉀，天津市天福達實業(yè)公司；2,6-二氯靛酚，上海邦景實業(yè)有限公司；抗壞血酸、硝酸鈉、亞硝酸鈉，天津市福晨化學試劑廠；亞鐵氰化鉀，天津市致遠化學試劑有限公司；鹽酸萘乙二胺，天津市化學試劑研究所有限公司；1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,2'-聯氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)二銨鹽（2,2'-azinobis-(3-ethylbenzothizoline-6-sulfonate)，ABTS），北京酷爾化學科技有限公司；過硫酸鉀（K2S2O8），天津市北辰區(qū)方正試劑廠。試驗所用試劑均為國產分析純。

1.2 儀器與設備

JT-32ZTX型空氣能熱泵廂式一體節(jié)能烘干機眾恒聯創(chuàng)新能源科技有限公司；UV2100型紫外可見分光光度計日本島津公司；HC-3018R型高速冷凍離心機；CR-400型手持色差儀日本柯尼卡美能達；PC-16型水分測定儀上海浦春計量儀器有限公司；6臺組合式熏蒸罐課題組自主研發(fā)。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品處理

氣體熏蒸濃度是由前期預試驗所得。試驗分為以下三個處理。①NO組：將挑好的鮮杏放入熏蒸設備中，加入200 μL/L的NO氣體對鮮杏進行3 h的熏蒸處理；②SO2組：利用200 μL/L的SO2氣體對鮮杏進行3 h的熏蒸處理；③CK組：以相同條件下不加入任何氣體的處理作為空白對照。熏蒸結束后取出杏果實，將其擺放在烘烤盤內，放入熱泵中進行干燥。當杏子水分含量達20%±2%時，制干結束。用帶有6個均勻小孔（孔徑8.00 mm）的PET保鮮盒盛裝杏干，并于常溫（溫度為25±1.0 ℃，相對濕度為45%±5%）條件下進行貯藏。每個處理重復3次，每10 d取一次樣，共貯藏60 d。樣品去核切塊，經液氮處理后迅速粉碎，裝袋置于-40 ℃冰箱內，以進行后續(xù)各項指標的測定。

1.3.2 對杏干營養(yǎng)品質及抗氧化能力指標的測定

1.3.2.1 色差和失重率的測定

色差的測定：杏干的色差采用CR-400色差儀測定顏色參數L*（亮度值）、b*（黃藍值）；

失重率的測定：按公式（1）進行計算。

1.3.2.2 可溶性糖、抗壞血酸（vitamin C，Vc）、類胡蘿卜素含量的測定

采用蒽酮試劑法[14]測定果實中可溶性糖的含量；采用2,6-二氯靛酚滴定法[14]測定果實Vc含量；采用Lichtenthaler[15]的方法測定果實的類胡蘿卜素含量。

1.3.2.3 總酚和類黃酮含量的測定

采用曹建康等人[14]的方法測定果實中總酚和類黃酮的含量，以每克樣品組織在波長280 nm處的吸光值表示總酚含量，即OD280/g；在波長325 nm處的吸光度值表示類黃酮物質含量，即OD325/g。

1.3.2.4 DPPH自由基清除能力的測定[16]

準確配置濃度為0.2 mmol/L的DPPH乙醇溶液，于避光條件下放置，現用現配。精確配置不同濃度樣液，Ai：0.5 mL樣品溶液+0.5 mL 0.2 mmol/L DPPH乙醇溶液；AC：0.5 mL無水乙醇+0.5 mL 0.2 mmol/L DPPH乙醇溶液；Aj：0.5 mL樣品溶液+0.5 mL無水乙醇。于室溫條件下避光反應30 min，測定不同樣品液在517 nm波長處的吸光度值，按以下公式（2）計算：

1.3.2.5 ABTS+自由基清除能力測定[17]

將7.40 mmol/L ABTS+溶液與2.60 mmol/L K2S2O8溶液按體積比1:1混勻，室溫避光靜置12 h，使用前用無水乙醇稀釋，使吸光度在 734 nm波長處為0.70±0.02，得到 ABTS+·工作液。精確配置不同質量濃度樣液分別取0.8 mL，加入ABTS+·工作液3.20 mL，混勻避光靜置6 min，于734 nm波長處測定吸光度。按以下公式計算ABTS+自由基清除率。

式中：

A1——樣品液和ABTS+工作液混合液的吸光度值；

A0——ABTS+工作液與過硫酸鉀混合液的吸光度值。

13.2.6 鐵離子還原能力（ferric reducing/antioxidant power，FRAP）的測定[18]

FRAP工作液配制：300 mmol/L乙酸鈉水溶液（pH=3.6），10 mmol/L TPTZ（使用40 mmol/L HCl水溶液配制），20 mmol/L FeCl3水溶液體積比=10:1:1，現用現配，充分混勻后，置于 37 ℃水浴中備用。標準曲線測定：取0.1 mL不同濃度的FeSO4溶液于10 mL比色管中，加入3 mL FRAP工作液，加入2 mL超純水，混勻，避光反應50 min，測596 nm處吸光度值。樣品測定：取0.1 mL樣品提取液于10 mL比色管中，加入3 mL FRAP工作液，加入2 mL超純水，混勻，避光反應50 min，測596 nm處吸光度值，每個樣品做3個平行。

1.3.2.7 NO3-、NO2-和 SO2殘留的測定

杏干中NO殘留物NO3-和NO2-離子含量的測定：采用GB 5009.34-2016食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定[19]，其中NO2-的測定參照第二法，NO3-的測定參照第三法。SO2殘留量的測定采用GB 5009.34-2016中食品中SO2的測定[20]。

1.3.2.8 感官評價

采用以下標準對杏干進行感官評價，評價小組由10人組成，感官評價標準如下（表1）。

1.4 數據統(tǒng)計與分析

使用Excel 2010進行數據處理，使用SPSS 20.0（SAS Institute Inc. USA）進行Duncan’s多重差異顯著性分析，使用 Sigma Plot 12.5（Systat software，Inc.USA）用于繪圖。

2 結果與討論

2.1 NO和SO2熏蒸對杏干貯藏期間失重率、色澤和可溶性糖含量的影響

表1 感官評價標準Table 1 Sensory evaluation standard

在貯藏期間，果實的代謝消耗及水分散失導致質量不斷下降。由圖1a可知，杏干的失重率隨貯藏時間的延長呈逐漸上升趨勢，對照組杏干的重量損失較嚴重，貯藏60 d，杏干失重率達22.69%，NO和SO2處理杏干失重率分別較同期對照組低17.14%和5.55%，NO 組杏干失重率顯著（p＜0.05）低于其它兩組，有效減緩了貯藏期間杏干果實質量的下降。

顏色是杏干重要的品質屬性，也是影響杏干可接受性的主要感官參數之一。貯藏期間，杏干L*值和b*值呈現逐漸下降的趨勢，隨著貯藏時間的延長杏干果皮光澤亮度不斷下降，色澤由亮黃色逐漸轉變成暗褐色，在貯藏60 d時，NO和SO2組杏干的L*值分別比對照高 9.20%、9.17%；b*值分別比對照高 15.87%和14.13%，差異顯著（p＜0.05），NO和SO2處理組杏干色澤沒有顯著差異。

可溶性糖含量是衡量果實風味口感的關鍵指標之一。由圖1d可知，整個貯藏過程中，杏干可溶性糖含量整體呈下降趨勢。在第60 d時，NO和SO2處理杏干中可溶性糖含量均顯著高于對照組（p＜0.05），以 NO組杏干的可溶性糖含量最高，分別比SO2、CK組高20.96%和39.05%，較好的維持了果實的食用品質。

SO2氣體熏蒸破壞了鮮杏表皮，導致杏果實水分大量散失，重量損失速率加快，而NO熏蒸能限制果實中水分的轉移，顯著減緩失重率的升高[21]。NO和SO2熏蒸能減緩杏干色澤亮度的下降，這與它們可以抑制果實酶促褐變和降低非酶促褐變的產生有關[22,23]。通過對杏干貯藏期間可溶性糖含量的測定發(fā)現NO熏蒸鮮杏能減緩果實中糖類物質的消耗降解，維持較高糖含量。研究發(fā)現利用0.25 mmol/L的NO處理也能夠抑制蓮子可溶性糖消耗，維持較好口感[24]。

2.2 NO和SO2熏蒸對杏干貯藏期間抗壞血酸、類胡蘿卜素、總酚和類黃酮的影響

Vc含量是評價果實營養(yǎng)品質的重要指標之一。隨著貯藏時間的延長，杏干中 Vc含量不斷下降。貯藏期間對照組、NO和 SO2處理組分別降低 36.97%、31.12%和31.78%，熏蒸處理有效延緩了杏干中Vc含量的下降，NO處理效果顯著。研究表明，采用20 μL/L的NO熏蒸抑制了草莓Vc含量的降解，維持較高的Vc含量，與本試驗結果一致[25]。

類胡蘿卜素是杏果實主要的功能性成分，也是影響果實色澤變化的重要因素。由圖2b可知，常溫條件下，杏干中的類胡蘿卜素含量與Vc變化趨勢基本一致，即隨貯藏時間的延長逐漸降低。貯藏60 d時，NO組杏干類胡蘿卜素含量為12.46 mg/kg，顯著高于其它兩組（p＜0.05）。表明NO熏蒸有效抑制了類胡蘿卜素的降解，較好的維持果實色澤及營養(yǎng)品質。朱樹華等[26]研究發(fā)現，20 μL/L NO熏蒸處理保持了獼猴桃中較高的類胡蘿卜素含量。

酚類物質廣泛分布于植物組織中，是具有防御功能的次生代謝物質，能有效地清除活性氧自由基[27]，抑制膜脂過氧化反應，在植物抗氧化過程中發(fā)揮重要作用。如圖 2（c、d）所示，杏干的總酚和類黃酮含量呈下降的趨勢，對照組的下降幅度最大。貯藏結束，NO處理總酚和類黃酮含量分別是SO2的1.17和1.30倍；是對照組的1.04和1.13倍，顯著減緩了杏干貯藏期間總酚和類黃酮含量的下降（p＜0.05）。

Vc、類胡蘿卜素及總酚、類黃酮含量是果實中天然的抗氧化劑，NO熏蒸能夠提高鮮杏果實苯丙氨酸解氨酶和谷胱甘肽還原酶活性，促進酚類物質和谷胱甘肽以及非酶類抗氧化物質的積累，增強體系的抗氧化性[28,29]，從而顯著減緩了杏干貯藏期間Vc、類胡蘿卜素及總酚、類黃酮含量的下降（p＜0.05）。SO2處理杏干中Vc和總酚、類黃酮含量較低可能是SO2熏蒸破壞了鮮杏表皮，從而導致果實營養(yǎng)成分流失，含量較低。類胡蘿卜素在光照、氧氣和酶的作用下容易氧化降解[27]，導致杏干貯藏期間類胡蘿卜素含量呈下降的趨勢。SO2處理類胡蘿卜素含量較低，可能是處理后果實中亞硫酸鹽含量增加，pH值下降，促使了類胡蘿卜素的降解[30]。

2.3 NO和SO2熏蒸對杏干貯藏期間抗氧化能力的影響

DPPH·、ABTS+自由基清除能力和FRAP直觀地展現出果實的抗氧化能力，自由基清除率越高表示杏干的抗氧化能力越強。如圖3所示，隨著貯藏時間的延長，杏干清除DPPH·、ABTS+·及FRAP的能力明顯下降。貯藏60 d時，NO組DPPH清除率較SO2和對照組分別提高 31.77%和 45.75%；ABTS+自由基清除能力較SO2、對照組增長了9.28%和19.50%；FRAP較同期SO2和對照組高5.53%和16.95%，顯著提高杏干的抗氧化能力（p＜0.05）。汪荷澄等人[31]研究發(fā)現SO2濃度與果實抗氧化能力呈線性關系，SO2處理組杏干抗氧化能力較差可能是果實內SO2濃度較低。

DPPH·、ABTS+·、FRAP與Vc、類胡蘿卜素、總酚及類黃酮等自由基清除劑的變化趨勢一致。通過相關性分析發(fā)現（表3），DPPH·、ABTS+·清除率、FRAP與Vc、類胡蘿卜素、總酚、類黃酮呈極顯著正相關，這表明Vc、類胡蘿卜素、總酚及類黃酮含量對杏果實的抗氧化活性具有重要作用。NO可通過延緩果實Vc、總酚、類黃酮及類胡蘿卜素等抗氧化劑含量的下降，維持較高的抗氧化能力。此外，NO還能調控相關酶活性，增強果實的抗氧化能力，減輕氧化脅迫程度，從而延緩果實品質的下降[32]。

2.4 NO和SO2熏蒸對杏干貯期硝酸鹽、亞硝酸鹽及SO2殘留的影響

NO氣體進入果實體內以NO2-和NO3-這兩種離子形式積累在果實內。NO3-是果蔬的主要氮源，也是人類健康所需要的營養(yǎng)成分。通常條件下，適量的NO3-是無毒的，但是過量的NO3-被代謝為NO2-，繼續(xù)形成亞硝胺，可能對人體健康產生負面影響[33]。歐洲委員會（European commission，EC）法規(guī)規(guī)定一些富含NO3-產品中的NO3-最大限量為2500～4500 mg/kg；我國食品安全國家標準中蔬菜及其制品腌漬蔬菜中NO3-含量沒有限量要求，對 NO2-的限量為 20.00 mg/kg[34]。由表2可以看出NO2-和NO3-含量隨著貯藏時間的延長呈下降趨勢。貯藏后期，杏干中NO2-含量僅為0.01 mg/kg，NO3-含量僅有136.57 mg/kg，遠遠低于限量要求。

根據GB 2760-2014《食品安全國家標準食品添加劑使用標準》的規(guī)定，水果干類的SO2最大使用量為100 mg/kg（只限用于熏蒸，最大使用量以SO2殘留量計）。杏干中 SO2殘留量均低于國家食品安全限量標準，貯藏60 d杏干中SO2下降了58.42%。

杏干中 NO3-、NO2-含量遠低于限量標準，NO2-殘留量由貯藏初期0.06 mg/kg降至0.01 mg/kg，下降了 83.33%，下降速率明顯高于 SO2下降速率，說明NO熏蒸處理能夠提高杏干的食用安全性。

表2 NO和SO2熏蒸對杏干貯藏期間NO2-、NO3-和SO2殘留量的影響（mg/kg）Table 2 Influence of NO and SO2 fumigation on NO2-, NO3- and SO2 residues during storage of dried apricot

表3 相關性分析Table 3 Correlation analysis

2.5 感官評價

杏干的外觀、色澤、風味和口感四個方面可直觀的反應出果實的貯藏品質和商品價值。每個項目2.50分，分數越高，評價越好。結果如圖4所示，氣體熏蒸處理在果實的外觀形態(tài)、色澤、風味和口感方面均明顯高于對照組，杏干果實較為飽滿，色澤金黃，具有杏果實特有的香氣，口感細膩香甜，其中以NO熏蒸處理組杏干的感官評價分值較高。

2.6 相關性分析

通過對杏干貯藏期間Vc、類胡蘿卜素、色差L*、b*、總酚、類黃酮以及抗氧化能力的相關性分析發(fā)現（表 3），果實中類胡蘿卜素、總酚及類黃酮與色差L*、b*值呈顯著正相關；Vc、類胡蘿卜素與三個抗氧化指標呈顯著正相關，這與孫宇杰等人[35]研究發(fā)現枸杞類胡蘿卜素的質量濃度大小對DPPH自由基清除效果影響顯著的結果類似?？偡?、類黃酮含量與DPPH、ABTS+·、FRAP的變化趨勢一致，呈正相關，與崔寬波等人[36]研究結果一致。據此認為，NO熏蒸處理可通過提高鮮杏果實的抗氧化能力，減輕果實氧化脅迫，減緩營養(yǎng)成分的流失，從而維持較好的色澤品質。

3 結論

NO和SO2熏蒸鮮杏后制干能夠較好的維持杏干的色澤，延緩貯藏期間果實失重率的上升，維持較高的可溶性糖含量。在減緩Vc、類胡蘿卜素、總酚和類黃酮含量的下降以及維持果實抗氧化能力方面，NO處理效果顯著。此外，杏干中殘留物均低于相關標準限量，其中 NO3-、NO2-含量遠遠低于歐盟和國標中的限量標準，且NO2-降低速率較SO2更快，說明NO熏蒸能顯著提高杏干的食用安全性。因此，NO熏蒸可作為一種提高鮮杏制干品質和食品安全性的潛在技術方法。