噴澆臭氧水對貯藏期間草莓生理生化的影響

唐超 葉俞孜 史驥 王帥 張萌 楊洪兵 董春海 楊建明 馮濤 易曉華

摘要：為探討噴澆臭氧水后草莓相關生理生化指標的變化和提高草莓品質并延長貯藏時間的新方法，本研究以豐香草莓（不耐貯藏）為試材，設臭氧水+冷藏、冷藏、臭氧水+常溫、常溫4個處理，測定了各處理果實VC、可溶性糖、可溶性蛋白、總酸含量和失重率、DPPH自由基清除能力、表面微生物數量。結果表明：低溫冷藏有利于草莓的貯藏，能夠在相同時間內提高草莓品質，冷藏條件處理下VC、可溶性糖、可溶性蛋白、總酸含量和DPPH自由基清除能力均高于相應的常溫條件，但失重率低于后者；噴澆臭氧水能顯著提高草莓貯藏時間，有利于草莓品質的保持，貯藏7天時臭氧水+冷藏處理的VC、可溶性糖、可溶性蛋白、總酸含量和DPPH自由基清除能力均高于冷藏處理，分別是其1.19、1.11、1.06、1.20、1.06倍，而失重率后者是其1.36倍；微生物的作用是草莓腐爛的重要因素，而3.5 mg/L的臭氧水能有效抑制草莓表面微生物的繁殖，與無菌水對照相比，其對細菌、真菌和放線菌的抑制率分別達到67.96%、79.17%和46.15%。由此可知，低溫冷藏輔以臭氧水處理是提高草莓貯藏時間和保持品質的良好方法。

關鍵詞：臭氧水；草莓；貯藏；生理生化指標

中圖分類號：S668.401文獻標識號：A文章編號：1001-4942（2018）02-0056-05

Abstract In this study， we used strawberry cultivar Fengxiang not resistant to storage as material to study the changes of physiological and biochemical indexes before and after spraying ozone water， so as to explore a new method for increase the storage time and quality. The contents of VC， soluble sugar， soluble protein and total acid，weight loss rate， DPPH scavenging activity and microbial quantity on strawberry surface were determined. The results showed that cold storage was benefit to strawberry storage， and could improve strawberry quality.Under the cold storage， the contents of VC， soluble sugar， soluble protein and total acids， and DPPH scavenging activity were higher， but the weight loss rate was lower than those under normal temperature. Spraying ozone water could significantly increase the storage time and be beneficial for maintaining quality of strawberry.After cold storage for 7 days， the contents of VC， soluble sugar， soluble protein， total acids and DPPH scavenging activity under the treatment of ozone water were higher as 1.19，1.11，1.06，1.20 and 1.06 times those only under cold storage respectively.The weight loss rate of the latter was 1.36 times that of the former. The role of microorganisms is an important factor in decay of strawberries.The results showed that 3.5 mg/L of ozone water could effectively inhibit the microbial reproduction on strawberry surface， and its inhibition rates to bacteria， fungi and actinomycetes were 67.96%， 79.17% and 46.15%， respectively，compared with sterile water.It could be concluded that low temperature combined with ozone water treatment was a better way for increasing storage time and maintaining quality of strawberry.

Keywords Ozone water； Strawberry； Storage； Physiological and biochemical traits

草莓是日常生活中常見的水果之一，具有豐富的營養價值，被譽為“水果之王”，含有大量的維生素、果膠、纖維素、鐵、鈣、花青素等營養物質。但草莓采摘后極不耐貯藏，易失水、軟化變形、受微生物污染腐爛。近年來人們經常采用各種理化措施維持草莓的新鮮度，如采摘前用CaCl2溶液噴澆、脫除乙烯、氣調包裝、恒定低溫、輻照低溫保鮮、涂膜保鮮、SO2處理、植酸浸果等[1]。目前這些常規貯藏保鮮技術還不能滿足草莓在保證品質前提下延長貯藏時間的要求，而輻照等新技術則會大幅增加儲藏成本，因此亟需尋找一種成本低廉，既能保持草莓品質又能延長貯藏時間的方法。

臭氧是存在于地球臭氧層中的淡藍色氣體，現已被廣泛應用于農業、醫療、工業等各個領域。臭氧在水中能夠發生氧化還原反應，產生具有極強氧化能力的單原子氧（O）和羥基（-OH），常被制備成臭氧水使用。臭氧水對各種微生物有極強殺滅作用，能有效去除水中有毒物質和農藥[2，3]，還能有效抑制果蔬呼吸作用，延緩其代謝過程并分解果蔬貯藏過程中產生的具有催熟作用的代謝廢物如乙烯、醇類、醛類等，臭氧又極不穩定，不會造成殘留和積累[4]。臭氧與負離子的共同作用能夠抑制果蔬的新陳代謝及微生物病原菌的滋生蔓延，從而延緩其后熟衰老，防止其腐爛變質，被認為是一種安全、高效的果蔬保鮮方法[5]。

目前臭氧水在農業中主要用于植物病蟲害防治[6]以及各種畜牧產品、水產品和農產品[7]的加工保鮮。農產品保鮮上主要用于鮮切產品的冷藏保鮮[8，9]，王肽等[10]研究表明鮮切茄子進行臭氧水處理后，不僅能夠降低茄子褐變相關酶活性，還能夠有效抑制、殺滅表面微生物，減緩可溶性固形物含量下降。除對適宜作用產品進行研究外，臭氧水在產品保鮮應用方面也進行過相關研究，普遍研究結果表明隨著臭氧水（或臭氧）濃度[11]、作用時間[13]的增加保鮮效果越好。此外，關于臭氧水對各種微生物的滅殺作用[13]也有廣泛探究。

前人對臭氧水應用于草莓采后保鮮效果做過相關研究。李健等[14]研究草莓采摘后不同臭氧水處理時間對其品質的影響，指出臭氧水處理的草莓硬度、總酸、可溶性固形物等均優于對照。但關于草莓采后保鮮過程中經臭氧水處理后相關品質生理生化指標隨時間變化的研究很少，而根據時間推移準確估算臭氧水作用效果又是十分必要的，同時臭氧水處理應與傳統草莓保鮮技術相結合，達到協同增效作用。因此本研究從臭氧水處理與冷藏保鮮相結合的角度，探討草莓采后保鮮過程中品質隨時間變化規律和臭氧水對草莓表面微生物的殺滅效果，為臭氧水在草莓保鮮領域的應用提供一定理論基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為高密市五龍河農場農業科技有限公司提供的豐香草莓。果實新鮮、成熟、外觀全紅，單粒重約15～20 g。

1.2 試驗方法及測定指標

1.2.1 不同處理對草莓品質的影響 試驗共設4個處理：臭氧水+冷藏、冷藏、臭氧水+常溫、常溫。冷藏溫度條件為（4±1）℃，常溫為（20±5）℃，臭氧水濃度為3.5 mg/L。

分別于處理后1、3、7天和14天時進行全果取樣測定指標（常溫條件下兩個處理組14天時草莓絕大部分腐爛未取樣測定）。各指標測定時隨機取6個草莓，重復3次。采用直接碘量法進行草莓VC含量測定[15]；利用蒽酮比色法測定可溶性糖含量[16]；采用考馬斯亮藍G-250法測定可溶性蛋白含量[17]；總酸含量使用酸堿滴定法進行測定[18]；采用分光光度法測定DPPH自由基清除能力[19]。計算失重率。

1.2.2 噴澆臭氧水對草莓采后表面微生物的影響 臭氧水噴澆濃度分別為：高濃度3.5 mg/L；中濃度1.5 mg/L；低濃度0.1 mg/L，以無菌水為對照。噴澆臭氧水5 min后，于無菌培養皿中注入10 mL無菌水，取無菌棉沾取無菌水擦拭噴澆過臭氧水的草莓表面，重復5次后混勻即得原液。以稀釋涂布平板法[20]統計微生物數量。

每毫升原液中菌落形成單位數（CFU）=同一稀釋度平均菌落數×稀釋倍數×5

1.3 統計分析方法

試驗數據用SPSS 19.0統計分析軟件處理，圖中“*”表示與同期常溫處理相比差異顯著（P<0.05），“**”表示與同期常溫處理相比差異極顯著（P<0.01）。

2 結果與分析

2.1 噴澆臭氧水對草莓VC含量的影響

由圖1可知，隨貯藏時間的增加，各處理草莓VC含量均下降。4℃冷藏條件下，VC含量下降減慢，說明低溫冷藏有利于草莓VC的保留。而常溫條件下貯藏14天后果實全部腐爛。噴澆臭氧水對草莓VC含量也有較大影響，噴澆臭氧水的2個處理草莓VC含量都比同溫度條件下冷藏處理和常溫處理的高，尤以臭氧水+冷藏處理最明顯，處理7天時VC含量只下降17.38%，冷藏處理下降27.96%，而常溫處理下降最多，達到40.30%，并且與其它處理差異極顯著。雖然噴澆臭氧水可以保存草莓VC含量，但是冷藏14天后噴澆臭氧水與否對VC含量的影響差異不顯著。

2.2 噴澆臭氧水對草莓可溶性糖含量的影響

由圖2可知，隨著草莓貯藏時間的延長可溶性糖不斷消耗，其含量逐漸下降。貯藏1天時各處理可溶性糖含量差異不顯著；貯藏3天時，常溫處理可溶性糖含量下降較快，達到51.26%，而臭氧水+冷藏處理、冷藏處理、臭氧水+常溫處理下降較少，分別僅下降3.67%、8.57%和20.28%，與其相比差異極顯著。由此可知，無論冷藏或是常溫，噴澆臭氧水后草莓可溶性糖含量下降減慢，有利于保存草莓甜度，提高草莓品質。

2.3 噴澆臭氧水對草莓可溶性蛋白含量的影響

由圖3可知，草莓采摘貯藏后隨著時間的延長可溶性蛋白含量略微下降，各處理之間普遍差異不顯著。常溫處理貯藏7天下降相對最多，達到14.30%，臭氧水+冷藏處理與之相比差異顯著，可溶性蛋白含量下降僅為3.03%。經臭氧水處理比相同溫度條件其它處理的可溶性蛋白含量略低，但差異不顯著。

2.4 噴澆臭氧水對草莓DPPH自由基清除能力的影響

由圖4可知，草莓DPPH自由基清除能力隨著貯藏時間的延長下降迅速。貯藏1天時各處理組間DPPH清除能力差異不明顯。貯藏7天后臭氧水+冷藏處理、冷藏處理、臭氧水+常溫處理和常溫處理DPPH清除能力分別下降46.97%、54.98%、69.00%和76.76%，與后者相比，差異顯著。其中低溫冷藏條件下各處理高于相應的常溫條件處理，臭氧水處理高于相應的無臭氧水處理。由此可知，相同溫度條件下噴澆臭氧水可以緩解DPPH自由基清除能力的下降趨勢，有利于保持草莓的品質。

2.5 噴澆臭氧水對草莓總酸含量的影響

由圖5可知，草莓采摘貯藏期間總酸含量呈現下降趨勢，各處理下降規律基本相同。從數值上看，冷藏條件處理高于相應的常溫條件處理，臭氧水處理高于相應的無臭氧水處理，但差異不顯著。貯藏7天時臭氧水+冷藏處理總酸含量下降16.66%，而常溫處理下降20.75%。貯藏1、3天和7天時兩者總酸含量差異顯著。

2.6 噴澆臭氧水對草莓失重率的影響

從圖6可知，臭氧水+冷藏處理和冷藏處理下果實失重率較低，其中臭氧水+冷藏處理果實失重率最低，貯藏1、3、7天和14天時分別為1.02%、4.37%、7.68%和13.22%，與常溫處理相比，差異極顯著。常溫條件下2組草莓失重率較高，14天時已經全部腐爛。臭氧水處理能夠顯著降低草莓的失重率，貯藏7天時，冷藏處理失重率是臭氧水+冷藏處理的1.36倍；常溫處理失重率是冷藏處理的1.33倍。由此可知，低溫冷藏是草莓保鮮的首要條件，在冷藏的同時增加臭氧水處理，可以更好地保持草莓的新鮮程度和品質。

2.7 噴澆臭氧水對草莓表面微生物數量的影響

由圖7可知，隨著臭氧水濃度的增加草莓表面細菌、真菌和放線菌數量均呈下降趨勢。無菌水對照下草莓表面細菌數量分別是高、中、低濃度臭氧水處理的3.1、2.4倍和1.2倍；真菌數量是其4.8、2.8倍和2.4倍；放線菌數量是其1.9、1.4倍和1.3倍。高濃度臭氧水對細菌、真菌和放線菌的生長抑制作用最強，與無菌水對照相比抑制率分別達到67.96%、79.17%和46.15%。由此可見，臭氧水確實能夠降低草莓表面微生物數量，減緩因微生物作用而導致腐爛的進程。

3 討論與結論

臭氧及臭氧水在食品貯藏保鮮領域被廣泛應用，最顯著的作用是延長食品貯藏時間。由本試驗結果可知，噴澆臭氧水和冷藏后的草莓貯藏時間得以延長，而常溫條件處理下貯藏7天后腐爛加劇無法取樣。貯藏過程中失重率是草莓新鮮程度的重要指標，低溫冷藏處理失重率極顯著小于常溫處理（P<0.01），其中冷藏條件下經過臭氧水處理的草莓失重率顯著小于單一冷藏處理（P<0.05），說明噴澆臭氧水一定程度上能夠延緩草莓腐敗進程。這與臭氧水在其他食品保鮮領域的諸多研究結果一致[8-11]。

臭氧或臭氧水不僅能延長食品貯藏時間，同時對食品品質也有顯著影響。本試驗從VC、可溶性糖、可溶性蛋白、總酸含量探討臭氧水對草莓貯藏期間品質的影響，可以看到4個生化指標隨著草莓貯藏時間的延長而下降，但下降趨勢不同。常溫處理下降最明顯，冷藏處理次之，臭氧水+冷藏處理下降最緩慢，說明噴澆臭氧水能夠降低果實中營養物質的降解速度，并且在相同條件下能夠提高草莓品質。在臭氧水對果蔬品質的影響研究中，臭氧水對草莓[20]、番木瓜[21]、巨峰葡萄[22]和水果椒[23]的VC含量都有影響，與本研究結果相似，都能夠延緩各種果蔬VC含量的下降趨勢。

臭氧水能夠提高采后果實的貯藏時間同時延緩果實品質下降，其影響因素很多。本試驗從草莓DPPH自由基清除能力的改變和臭氧水對草莓表面微生物的殺滅作用兩個方面探討作用機理。結果表明，臭氧水能夠提高草莓對DPPH自由基清除能力，臭氧水可以作為草莓保持高活性和高抗氧化性的影響因素，進而通過臭氧水處理達到延緩草莓腐爛、提高貯藏時間和品質的效果。DPPH自由基清除能力是草莓貯藏時間延長的內因，而臭氧水對草莓表面微生物的殺滅作用是外因。臭氧的滅菌作用涵蓋了物理、化學和生物學的綜合效應，通過改變細胞膜的通透性、破壞酶和遺傳物質等殺滅微生物。本試驗結果得出噴澆臭氧水后草莓表面細菌、真菌和放線菌數量明顯下降，這不僅減緩了微生物導致的果實致腐作用，同時殺滅了對人體有危害的病原微生物。富新華[8]研究表明，以臭氧水處理鮮切南瓜時，表面細菌、霉菌和酵母菌數均低于對照組，同時持續貯藏8天后南瓜表面大腸桿菌數仍符合烹飪標準。

Barboni等[24]將低溫貯藏技術結合臭氧水應用于獼猴桃保鮮，并取得較好效果。本試驗也將臭氧水的應用與傳統冷藏方法相結合，并且臭氧水+冷藏處理的各項指標優于其它處理，故臭氧水處理能夠單獨應用于各個領域，與其他方法相結合必能取得更好的協同增效作用。但在臭氧水濃度、臭氧水作用時間、與其他方法相結合等方面仍需進行多角度研究和探索。

總之，臭氧水可以應用于草莓采后貯藏，與冷藏相結合，不僅可以提高草莓貯藏時間還能延緩草莓品質下降，具有較好的應用前景。

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