高氧處理對蜜橘果實采后貯藏特性的影響

湯 慧 ，陳可馨 ，周 婷 ，曾凱芳 ，鄧麗莉 ，*

（1.西南大學食品科學學院，重慶 400715；2.食品科學與工程國家級實驗教學示范中心（西南大學），重慶 400715）

柑橘是我國栽培面積最廣、經濟地位最重要的果樹之一。近年來，我國柑橘產量不斷提高，已成為推動主產地區農村經濟發展的支柱產業[1-2]。柑橘類水果采收后，在加工、貯藏和運輸過程中容易發生失水導致外觀及營養價值降低[3]，若采后處理不當還易被霉菌感染或發生采后褐斑等，直接影響果實貯藏性能和商品價值[4]，造成巨大的經濟損失。因此，柑橘果實采后處理一直是產業關注的主要問題之一。早、中、晚熟柑橘品種的搭配種植是調節柑橘產業市場持續供給的重要手段，但由于早熟柑橘的采收季節溫度高，低溫積累不足，其果皮著色差，消費者可接受性低，一定程度上影響了蜜橘果實的銷售情況和商品價值。為了能更好地保持早熟柑橘果實采后的水分和風味，改善果實的外觀品質和香氣，選擇合適的貯藏保鮮技術至關重要。

目前，國內外柑橘的貯藏保鮮技術主要集中在物理處理、化學處理和生物處理三個方面。其中，化學處理是最主要的柑橘保鮮方法，然而某些化學物質可能存在一些安全性的問題，如農藥殘留超標和環境污染等，限制了其在柑橘采后保鮮上的應用[5]。生物處理是利用微生物菌體及代謝產物或從動植物中提取的天然殺菌物質[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復雜困難，保鮮效果也不穩定，因此在柑橘類水果上的應用還需進一步研究。而物理保鮮技術具有安全、成本低、處理條件易于控制及果蔬營養成分和自身品質損失較少等優點[8]，被廣泛應用于果蔬保鮮。

高氧處理（21%~100% O2）是一種新型物理保鮮技術，對果實品質有許多積極影響。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。已有研究發現，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的合成與降解，從而影響果蔬的色澤[12]；高氧處理還能促進果實總酚及花青素含量的上升[13]，增強果實抗氧化能力[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生的不良氣味[16]，減少乙醛、乙醇和乙酸乙酯的產生和積累[17]，維持水果的香氣質量[18]，對果實的風味有積極影響。因此，本試驗以40%、50%和60%的高氧對蜜橘果實進行處理，通過測定蜜橘果實貯藏期間相關品質及抗病相關指標探討高氧處理用于蜜橘果實保鮮的可行性，為柑橘采后保鮮技術處理提供新的理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

蜜橘果實：采自重慶市北碚區歇馬鎮果園，挑選大小一致、無病蟲害和機械傷且果面呈現出均勻綠色的早熟無核蜜橘果實作為試驗材料。

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 儀器與設備

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

1.2 方法

1.2.1 蜜橘果實處理方法

蜜橘果實在采收當日運回實驗室，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進行包裝，向袋內分別通入體積分數為40%、50%和60%的高氧氣體，同時設置正常空氣組作為對照組。將所有處理組和對照組置于25 ℃的環境下處理48 h 后，打開聚乙烯包裝袋，將每個果實單果包裝后，置于25 ℃條件下貯藏。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 果實腐爛率

腐爛率按照公式（1）計算，每種處理用于統計的果實數量為60 個。

1.2.2.2 果實色澤指數

將各處理的蜜橘果實平鋪后進行觀察與統計，各處理用于統計的果實數量為60 個。色澤指數的測定標準如表1 所示，并按照公式（2）計算。

表1 蜜橘果實色澤指數分級標準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。每個果實取赤道處3 個等距離的部位測定，以3次測定的平均值為1 次測量結果，每組處理取10 個果實測定。

1.2.2.4 失重率

蜜橘果實的失重率按照公式（3）計算：

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。稱取0.25 g果皮與預冷的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。總酚含量以OD280/0.25 g 表示，類黃酮含量以OD325/0.25 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 ℃低溫下保存備用。

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 內的吸光度變化，以每分鐘吸光值變化1 為一個酶活單位（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TSS 含量：使用手持式糖度計直接測定；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，結果用質量分數表示，單位為%。

蜜橘果實的固酸比按照公式（4）計算：

1.2.2.8 果實抗壞血酸含量

參照曹建康等[21]采用2，6-二氯酚靛酚法測定，結果用每100 g 鮮重果肉中含有抗壞血酸的毫克數表示，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%預冷的磺基水楊酸溶液，在冰浴下充分研磨至勻漿狀態。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測定果肉樣品游離氨基酸的含量，單位為μg/g。

1.2.3 數據處理

所有數據用Excel 2016 進行統計分析和繪圖，所有試驗重復3 次，運用SPSS 20.0 軟件對數據進行單因素方差分析（ANOVA），通過 Duncan’s 多重比較進行差異顯著性判斷。

2 結果與分析

2.1 高氧處理對貯藏蜜橘果實失重率的影響

失重率是反映蜜橘果實內部失水和營養物質消耗的重要指標。由圖1 可知，高氧處理能在一定程度上緩解蜜橘果實在貯藏過程中的失重情況。但從整個貯藏時期來看，在高氧處理組中，40%高氧處理抑制蜜橘果實失重的效果最好，在貯藏8、16 和24 d 分別比對照組下降0.72、0.49 和0.57 個百分點，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的呼吸速率降低，從而緩解了蜜橘果實在貯藏期間的失重情況。

圖1 高氧處理對貯藏蜜橘果實失重率的影響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著色的影響

2.2.1 高氧處理對貯藏蜜橘果實外觀的影響

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

圖2 高氧處理蜜橘果實在室溫（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色澤指數的影響

色澤指數是從直觀角度對蜜橘果實的轉色情況進行評價，色澤指數越高，說明蜜橘果實轉黃效果越好。如圖3 所示，在整個貯藏期內，蜜橘果實的色澤指數總體呈現出上升趨勢，0~8 d 蜜橘果實轉黃速度最快，16~24 d 果實轉黃速度趨于穩定。在0~24 d 內，40%高氧處理的蜜橘果實的色澤指數始終高于其他處理組，這表明在貯藏期內，40%高氧處理可以較好地改變貯藏蜜橘果實的果皮色澤。

2.2.3 高氧處理對貯藏蜜橘果實色差值的影響

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

根據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）來反映蜜橘果實在貯藏過程中的轉色程度，同時以h 值（色度角）對果實色澤情況進行綜合評估。如表2 所示，貯藏24 d 時，40%高氧處理組和50%高氧處理組果實的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，綜合色度角的結果來看，40%和50%高氧處理能更好促進貯藏蜜橘果實果皮向橙色轉變而非轉變為單一的黃色。綜合考慮果實著色、失重和經濟性，選擇40%高氧處理組進行后續研究。

表2 高氧處理對貯藏蜜橘果實色差值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抗病能力的影響

2.3.1 40%高氧處理對貯藏蜜橘果實腐爛率的影響

如圖4 所示，隨著貯藏時間的延長，蜜橘果實的腐爛率呈上升趨勢。蜜橘果實在8 d 時開始腐爛，40%高氧處理能夠較好地抑制蜜橘果實爛果數量的上升，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 個百分點，表明40%高氧處理對蜜橘果實貯藏過程中腐爛的發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，或間接誘導寄主抗病性和改變一些與活性氧代謝和細胞壁降解有關酶的活性[23]。

圖4 40%O2 處理對貯藏蜜橘果實腐爛率的影響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

柑橘中的酚類物質是具有抗氧化作用的自身次生代謝產物。由圖5 可見，在整個貯藏期內，對照組和40%高氧處理組的總酚和類黃酮含量均呈現出先上升后下降再上升的波動趨勢，且對照組與40%高氧處理組之間均無顯著差異。總酚的降低可能是貯藏期間果蔬呼吸速率增加、細胞結構衰老和降解以及PPO活性變化導致酚類化合物的損失所致[25-26]。類黃酮在果蔬采后會繼續合成，因此會導致貯藏后含量增加，而后期又下降的原因可能是由果實的衰老及失水所致[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，抗性相關酶發揮了重要作用，它們的活性與果蔬的抗病能力密切相關。其中，PPO 通過催化木質素及醌類化合物形成，構成保護性屏蔽而使細胞免受病菌的侵害，也可以通過形成醌類物質直接發揮抗病作用[28]。由圖6A可知，蜜橘果實在貯藏過程中，PPO 活性都呈現出下降趨勢，但40%高氧處理的PPO 活性始終高于對照組，在8 d 和16 d 時，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，40%高氧處理組和對照組達到差異顯著水平（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化程度，是反映果蔬組織愈傷和抗病能力的重要生理指標。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，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貯藏品質的影響

2.4.1 可溶性固形物、可滴定酸、固酸比和抗壞血酸

蜜橘果實的糖、酸含量是影響果實風味的重要指標，因此常以固酸比作為評價蜜橘果實成熟度和風味的重要指標。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的TSS 含量都處于相對穩定的狀態；對照組和40%高氧處理組果實的TA 含量均隨著貯藏時間的延長而下降；但在貯藏期間蜜橘果實的TSS/TA 值總體呈現上升趨勢，且在8 d、16 d 和24 d 時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%高氧處理可能會對蜜橘果實的風味產生積極影響。

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

2.4.2 40%高氧處理對貯藏蜜橘果實游離氨基酸的影響

氨基酸是果實品質的組成成分之一，參與果實其他品質特征成分和風味物質的合成[29]。由表3 可知，貯藏蜜橘果實共檢測出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。蜜橘果實貯藏16 d時，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]。蜜橘果實貯藏16 d 時，丙氨酸和脯氨酸含量升高，相應引起果實甜味變化。貯藏第16 天，對照組蜜橘果實丙氨酸和脯氨酸含量高于40%高氧處理（P＜0.05）。

精氨酸是植物體內重要的氮素營養物，具有延緩采后蜜橘果實的衰老和品質下降的作用[31]，能提高水果的抗氧化系統的活性[32]和抗病能力[33]，具有一定的營養價值。貯藏16 d 時，40%高氧處理組蜜橘果實的精氨酸含量比對照組果實高出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中精氨酸的含量，有利于增強抗病能力并提高蜜橘果實的營養價值。

圖7 40%O2 處理對貯藏蜜橘果實可溶性固形物（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 結論

本試驗表明，高氧處理可以較好緩解貯藏蜜橘果實的失重情況，并能加快蜜橘對果實表皮的轉色。其中，40%高氧處理能夠顯著降低貯藏蜜橘果實的腐爛率，在一定程度上增強貯藏蜜橘果實的抗病能力，并維持果實品質。因此，高氧處理在對蜜橘果實采后貯藏特性方面有積極影響，具有潛在的應用價值，但高氧處理技術對蜜橘果實保鮮的機理和具體應用方式有待進一步研究。