納米氧化鋅對紐荷爾冬橙保鮮效果的研究

陳秋映，楊美艷，許麗華，溫沖，Reza Sarhangpour，高向陽*

（1.華南農業大學食品學院廣東省功能食品活性物重點實驗室，廣東 廣州 510642；2.華南農業大學農學院，廣東 廣州 510642；3.廣州二十四度橙園生態產業投資有限公司，廣東 廣州 510100；4.Ebne-sina Food Laboratories，Esfahan 999067，Iran）

紐荷爾冬橙屬蕓香科柑橘屬植物，果實色澤鮮艷光滑、品質優良，是世界各國競相栽培的柑橘良種，其富含大量對人體有益的必需元素及功效成分，深受人們喜愛[1]。但由于臍橙采后商品化程度低，產地冷藏能力有限，每年臍橙腐爛率高達20%～30%[2]。因此，為了延長冬橙的貯藏期，保證果實的營養和風味，以及冬橙和夏橙全年交替不間斷供應，采后保鮮技術十分關鍵。

納米氧化鋅屬于無機金屬納米顆粒，對革蘭氏陰性菌（G-）、革蘭氏陽性菌（G+）、青霉、灰霉菌有較強的殺菌性[3]。納米氧化鋅與常規的氧化鋅相比熱穩定性和耐腐蝕性較強，美國食品藥品監督管理局規定，納米氧化鋅作為一種公認的安全性材料，可用于食品添加劑中，其在食品中主要用作營養補充劑[4]。近年來，關于納米氧化鋅在果蔬采后保鮮中的應用也有報道。趙麗紅等[5]研究表明，納米氧化鋅殼聚糖溶液處理杏可延長2倍以上保鮮期；納米氧化鋅處理芒果，可顯著降低果實呼吸作用[6]；高燕利等[7]認為納米氧化鋅與羧甲基纖維素鈉復合后可保持紅橘較好的貯藏品質。本試驗以抑菌效果優良的納米氧化鋅作為新型保鮮劑，咪鮮胺和棕櫚蠟為化學保鮮劑作對照，通過分析檢測鮮榨的冬橙貯藏期間的理化指標，研究納米氧化鋅對冬橙的保鮮效果，為其采后保鮮產業提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

紐荷爾冬橙：廣州二十四度橙園生態產業投資有限公司；納米氧化鋅（分析純）：上海阿拉丁生化科技股份有限公司；咪鮮胺（分析純）：蘇州富美實植物保護劑有限公司；棕櫚蠟（工業純）：美國仙農有限公司；氫氧化鈉、鄰苯二甲酸氫鉀、2，6-二氯靛酚、抗壞血酸、碳酸氫鈉、偏磷酸、酚酞、無水乙醇（分析純）：汕頭市西隴化工有限公司。

1.1.2 儀器與設備

D51榨汁機：九陽股份有限公司；PR-101α型手持糖度儀：上海珂淮儀器有限公司；AL104電子天平：梅特勒托利多儀器有限公司；DL-5-B低速離心機：上海安亭科學儀器廠；WZ-100恒溫水浴鍋：上海申生科技有限公司；HZQ-C搖床：常州澳華儀器廠。

1.2 材料處理

選果：挑選無明顯病蟲害和機械傷且大小直徑約為7 cm～8 cm的果用于試驗。試驗設置4個處理。根據前期對冬橙貯藏過程中常見的病害（青霉病、酸腐病、黑腐病）致病菌的抑菌預試驗結果，分別采用抑菌效果最佳的1 000 mg/L納米氧化鋅，500 mg/L咪鮮胺處理冬橙。對照組（CK）：用清水浸果。納米氧化鋅處理組：用1 000 mg/L納米氧化鋅溶液浸果。咪鮮胺處理組：用500 mg/L咪鮮胺溶液浸果。咪鮮胺+棕櫚蠟處理組：用500 mg/L咪鮮胺溶液浸果1 min和棕櫚蠟涂層處理。所有果實均處理1 min，取出后晾干，晾干后套袋裝筐于4℃冷庫冷藏。每個處理3次重復，每次重復21個果實。

1.3 指標測定

1.3.1 腐敗率

貯藏期每30 d觀察冬橙的腐敗情況并記錄[8]。計算公式如下。

式中：F為腐爛率，%；Fn為第n次腐爛個數；F0為臍橙原始個數。

1.3.2 失重率

每個處理隨機抽取10個果編號并稱其單果重，分別在每30 d進行單果稱重并記錄，若有腐爛果不記錄該果數據[9]。計算公式如下。

式中：A 為失重率，%；M0為冬橙原始質量，g；Mn為臍橙第n次質量，g。

1.3.3 出汁率

隨機抽取3個果實剝皮榨汁，分別稱其果重、皮重、渣重計算出汁率[10]。計算公式如下。

式中：C 為出汁率，%；Cn為第 n 次果重，g；Cnp為第 n 次皮重，g；Cn2為第 n 次渣重，g。

1.3.4 可溶性固形物（total soluble solid，TSS）含量測定

打開手持糖度儀兩面棱鏡，清洗校正后取1～2滴橙汁于下棱鏡面中央，閉合兩棱鏡，即可從讀數鏡筒中讀取可溶性固形物質量百分濃度，每組平行取3個樣品，每個樣品重復測定3次[11]。

1.3.5 可滴定酸（titratable acid，TA）含量測定

稱取8 g橙汁于燒杯中，再加50 mL煮沸并冷卻的蒸餾水，將其放入70℃水浴鍋中加熱15 min后，流水冷卻，定容于100 mL容量瓶，于4 000 r/min離心5 min。吸取20 mL濾液于三角瓶中，加酚酞指示劑2滴，用0.1 mol/LNaOH標準溶液滴定至粉紅色，持續30 s不褪色為終點，記錄氫氧化鈉溶液消耗量[12]。計算公式如下。

式中：S為可滴定酸含量，g/100 g；c為標準NaOH溶液的濃度，mol/L；V為滴定消耗標準NaOH溶液體積，mL；K為換算為主要酸系數，以檸檬酸計，K=0.064；V0為樣品稀釋液總體積，mL；M 為樣品質量，g；V1為滴定時吸取樣液體積，mL。

1.3.6 維生素C含量測定

稱取5g1.3.3所榨的橙汁，用2%偏磷酸定容于50mL容量瓶中，于搖床中浸提10min，4000r/min離心5min，吸取10 mL上清液用已知滴定度的2，6-二氯靛酚滴定，直至溶液呈淺粉紅色15 s不褪色為止，記錄所用染料體積[13]。計算公式如下：

式中：VC為維生素C含量，mg/100 g；V為滴定樣品所需要的體積，mL；T為每毫升2，6-二氯靛酚染料氧化抗壞血酸的質量，mg/mL；m為滴定時所需要的樣品稀釋液中含樣品的質量，g。

1.3.7 感官評定方法

感官評定小組由6人組成，每30 d對臍橙的果皮色澤，口感風味及組織形態等指標進行打分。感官評定標準見表1，感官評分總分10分，7分以上認為保鮮有效。

表1 冬橙感官評分標準Table 1 Winter orange sensory score

1.4 數據統計分析方法

數據為重復試驗平均值和標準差，采用Microsoft Excel 2010和IBM SPSS 19軟件處理，Origin2018繪圖。

2 結果與分析

2.1 冬橙腐敗率變化和貯藏期典型病害

腐敗率是果實貯藏變化的重要指標[8]，圖1和圖2分別為冬橙貯藏期腐敗率變化和典型病害圖。

圖1 冬橙貯藏期間腐敗率變化Fig.1 Changes in spoilage rate of winter orange during storage

圖2 冬橙貯藏120 d試驗圖Fig.2 Experimental chart of winter orange storage for 120 days

由圖1可知，隨著貯藏時間的延長腐敗率呈遞增趨勢，保鮮劑處理后基本上降低了冬橙的腐敗率。在貯藏120 d時納米氧化鋅處理組的腐敗率約是對照組的56.3%，180 d時納米氧化鋅處理組的腐敗率約是對照組的75.73%，咪鮮胺+棕櫚蠟處理組是對照組的1.04%。結果表明，納米氧化鋅處理組的腐敗率最低，因其具有較強的廣譜抑菌性能[14]；咪鮮胺+棕櫚蠟處理組的腐敗率在貯藏180 d時略高于對照組，可能棕櫚蠟具有較強的保水性能，微生物容易利用其水分和冬橙營養物質生長繁殖侵染果實[15]。

由圖2可知，在貯藏期間冬橙的病變主要是青綠霉和酸腐病。青綠霉病病癥初期為水漬狀淡褐色圓形病斑，后期病斑表面中央開始長出白色霉狀物菌絲體，霉斑中心長出青色或綠色的粉狀霉分生孢子梗及分生孢子[16]。酸腐病直觀表現為水漬狀，顏色明亮至黑黃，病斑表面菌絲體呈酵母狀白色皺紋[17]。這與劉麗丹等[18]研究相似，其研究咪鮮胺、百可得、抑霉唑對砂糖桔處理，貯藏20 d后青霉病病害率高達22.78%，蒂腐發病率10%，酸腐發病率5%。

2.2 冬橙出汁率和失重率變化

出汁率和失重率反映了水果的加工性能，失重是由于果實在貯藏過程中發生蒸騰作用造成的必然現象，與外界環境和果實內部環境等因素有關[19]。圖3和圖4分別為冬橙貯藏期出汁率和失重率變化圖。

圖3 冬橙貯藏期間出汁率變化Fig.3 Changes in juice yield during storage of winter orange

圖4 冬橙貯藏期間失重率變化Fig.4 Changes in weight loss rate during storage of winter orange

由圖3可知出汁率整體呈下降趨勢，貯藏150 d時所有處理組的出汁率無明顯差異，可能因為貯藏后期失水過多，造成出汁率降低都較大，樣品處理間的差異不明顯[20]。180 d納米氧化鋅和咪鮮胺+棕櫚蠟處理組略顯升高，可能是果實在成熟衰老過程中細胞壁降解酶活性增強，果膠、纖維素等細胞壁物質發生降解，從而導致果肉的軟化和出汁率的提高[21]，咪鮮胺+棕櫚蠟處理組只下降了8.55%，可能是因為棕櫚蠟有較好的保水性[15]，納米氧化鋅處理組次之。由圖4可知貯藏120 d時，保鮮劑處理組失重率低于對照組。180 d后咪鮮胺處理組失重率維持在較低水平，約為4.31%，納米氧化鋅處理組失重率約為5.2%，咪鮮胺+棕櫚蠟處理組失重率約為5.64%。說明保鮮劑處理均能減緩冬橙的失水現象，咪鮮胺+棕櫚蠟處理效果最佳。

2.3 冬橙可溶性固形物和可滴定酸變化

可溶性固形物作為判斷水果成熟度的指標，以確定采摘時間。在果實成長發育過程中TSS會不斷積累，采摘后隨著貯藏時間的延長TSS會逐漸轉化成其它物質被消耗[16]，冬橙貯藏期可溶性固形物變化見圖5。

圖5 冬橙貯藏期可溶性固形物變化Fig.5 Changes in TSS content of winter orange during storage

由圖5可知在整個貯藏過程中所有處理組TSS含量呈一個先升高再較低的趨勢；可能是由于果實內的一些大分子物質水解使得可溶性成分增加，采后隨著呼吸作用的進行，可溶性成分不斷被消耗而減少[22]。納米氧化鋅處理組貯藏180 d時TSS下降含量最少，約為0.83%，咪鮮胺組和咪鮮胺+棕櫚蠟組下降含量分別為3.7%和0.95%。結果表明納米氧化鋅組和咪鮮胺+棕櫚蠟組一定程度上抑制了冬橙的代謝從而延緩了TSS的代謝速率，納米氧化鋅效果較佳。

冬橙貯藏期可滴定酸含量變化見圖6。

圖6 冬橙貯藏期可滴定酸含量變化Fig.6 Changes in TA content of winter orange during storage

可滴定酸度是影響果實風味品質的重要因素之一，果實發育完全后可滴定酸含量最高，隨著果實成熟與衰老其含量呈下降趨勢[23]。由圖6可知，所有處理組可滴定酸含量整體呈下降趨勢，在貯藏120 d時，保鮮劑處理組的可滴定酸含量均高于對照組，180 d時咪鮮胺+棕櫚蠟處理組的可滴定酸含量約是對照組的1.7倍，納米氧化鋅和咪鮮胺處理組可滴定酸含量約是對照組的2倍。在貯藏90 d時，所有保鮮劑處理組可滴定酸含量達到最高值，可能與貯藏過程中臍橙果實內源激素調控有關[24]。

2.4 冬橙VC和風味變化

冬橙貯藏期VC含量變化見圖7。

圖7 冬橙貯藏期間維生素C含量變化Fig.7 Changes in VCcontent of winter orange during storage

由圖7可知，隨貯藏時間延長，冬橙VC含量呈下降趨勢，在0 d時VC含量為53.03 mg/100 g，貯藏120 d后納米氧化鋅處理組VC含量略顯上升，這可能是由于果實的采后成熟過程、生物合成、氧化和再循環系統等作用造成[25]。由于貯藏過程中果實的抗氧化過程會消耗VC，所以果實中VC含量在貯藏期間產生波動是VC的生物合成和消耗共同作用的結果。余易琳等[26]研究了納米纖維素/殼聚糖復合涂膜處理紅橘，結果表明VC含量整體呈波動式變化，變化趨勢和本試驗相似。180 d時咪鮮胺、納米氧化鋅、咪鮮胺+棕櫚蠟處理的VC含量分別下降了23.02、5.5、11.94 mg/100 g，下降的趨勢均低于對照組。

冬橙貯藏期感官評分見表2。

表2 冬橙采后貯藏感官評分Table 2 Sensory score of winter orange storage

在感官方面，貯藏90 d時，保鮮劑處理組都有濃郁臍橙香氣，對照組臍橙香味變淡；120 d時，納米氧化鋅處理組感官評分最高，該組還有較濃郁的橙香，口感酸甜適中；180 d時納米氧化鋅處理組果皮色澤較暗淡，冬橙味道較淡無異味，組織較好，硬度下降，咪鮮胺+棕櫚蠟處理組果皮顏色有光澤，商品價值較高但不宜長期貯藏，貯藏后期無冬橙香氣且有異味，對照組貯藏過程果皮皺縮較為嚴重，氣味和滋味下降較為明顯，產生酒精等異味。結果表明，納米氧化鋅可以有效地減緩貯藏期間冬橙VC含量的下降及較好的保持冬橙風味。

3 結論與討論

果蔬在貯藏過程會發生顯著的生理變化，這些變化會影響果蔬品質，減少果蔬在貯藏期間營養物質的消耗。試驗結果表明貯藏180 d時納米氧化鋅處理組的腐敗率低于對照組和化學保鮮劑組，其腐敗率是對照組的75.73%，說明納米氧化鋅有著較強的抑菌性，可減少微生物對果實的侵染，這與吳黎明等[27]報道的結果相似，他們采用納米銅和納米銀混劑處理臍橙也降低了臍橙腐敗率。在出汁率方面，咪鮮胺+棕櫚蠟處理組180 d時出汁率最高，可能是棕櫚蠟的保水性較好，使冬橙在貯藏期間出汁率下降較慢。納米氧化鋅處理組的出汁率適中，未來可考慮將納米氧化鋅和棕櫚蠟復配使用。Saba等[10]研究納米氧化鋅與羧甲基纖維素復配在石榴保鮮中的應用，其出汁率高于空白處理組，但其變化趨勢與本試驗結果不一致，可能是由于貯藏方式與水果品種的不同。在果實風味和營養品質方面，納米氧化鋅處理組的風味、TSS、TA、VC含量180 d時均高于咪鮮胺處理組和對照組，可能是納米氧化鋅涂膜可以減少果實水分散失和干物質消耗，降低果實內部CO2和O2與外界的氣體交換速率，從而延緩果實的生理代謝活動[7]。高燕利等[7]認為納米氧化鋅與羧甲基纖維素鈉復合處理紅橘，在貯藏后期能保持較高的TSS和VC含量，延緩TA含量的下降，保持了較好的貯藏品質。綜上，納米氧化鋅可以有效地延緩果實腐爛，維持較高的出汁率、TSS、TA、VC含量，保持冬橙風味，具有較好的保鮮效果，可用于紐荷爾冬橙保鮮，開發其商業利用價值。