臭氧在果蔬生产及采后中的应用

徐维微　武祥玉　崔新仪

摘 要：臭氧是一种高效、广谱、安全的杀菌剂，被应用于多个领域。本文对臭氧在果蔬生产上防治病虫害的效果以及在果蔬采后保鲜过程中对其品质的影响进行了综述，以期为今后臭氧在果蔬生产中的应用和发展提供参考。

关键词：臭氧；果蔬；农药；病虫害；品质

中图分类号：TQ123 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.06.013

Application of Ozone in Fruit and Vegetable Production and Post Harvest Process

XU Weiwei， WU Xiangyu， CUI Xinyi

（College of Horticulture and Landscape，Tianjin Agricultural University， Tianjin 300384，China）

Abstract： Ozone is a kind of efficient， broad-spectrum and safe fungicide， which has been applied in many fields. This paper reviewed the effects of ozone treatments on the production of fruits and vegetables，including the effects on controlling diseases and insects and the qualities in its post harvest preservation process. This will provide references for the application of ozone treatments on fruit and vegetable industry in the future.

Key words： ozone； fruits and vegetables； pesticide； pest； quality

1 概 述

1840年德国科学家舍拜恩（Schonbein）在电解稀硫酸时发现，有一种特殊臭味的气体释出，因此，将它命名为臭氧。臭氧应用领域广泛，现已深入化工、香料、水处理、食品、医药等多个行业。

臭氧又称活氧，分子式O3，是氧气（O2）的同素异形体，在常温下是一种带有腥臭味的淡蓝色气体[1]。臭氧是一种强氧化剂[2]，其氧化能力仅次于氟，国内外已有研究证明臭氧具有消毒、除味、杀菌、防霉、保鲜等各方面的特性[3]。臭氧稳定性较差，常温下半衰期为20～50 min[4]，在水中易分解产生氧气和新生态氧，新生态氧具有强氧化力，可穿透细胞壁直接杀死细菌[5]。臭氧在氧化有机物时，自身分解为氧气[6]，不会对环境造成污染，因此，臭氧也被誉为最清洁的氧化剂和解毒剂。

臭氧应用于果蔬还可防治病虫害，已有相关研究报道表明，臭氧用于控制草莓灰霉病[7-8]、猕猴桃采后灰霉病[9]和辣椒炭疽病[10]等均有较好的效果。近年来，国内外研究者尝试在农业生产中利用臭氧防治病虫害以达到提高果蔬品质的目的，已取得了初步成效。

2 臭氧防治病虫害

2.1 营养液消毒

在无土栽培技术中，栽培成功的关键是浓度适宜的营养液，营养液的循环使用会产生大量病原菌[11]。已有研究发现，适当浓度的臭氧对无土栽培营养液有良好的杀菌效果。

周胜军等[12]将接种于TTC培养基中的番茄青枯病病原菌株培养3 d后分别移至5 kg的营养液中，并将病原菌的浓度调整为107～108 cfu·mL-1，进行10 L·min-1的臭氧曝气，经过45 min和60 min，营养液中的番茄青枯病病原菌杀灭率均达到100%，可见臭氧对营养液中的番茄枯萎病病原菌具有非常好的杀菌作用。Keiko等[13]的研究也表明，臭氧水可用于水培番茄营养液的消毒。如果循环营养液中感染了病害，很有可能导致整株植株的死亡。Yasufumi等[14]研究发现，5 mg·L-1浓度的臭氧微泡水能有效控制番茄细菌性枯萎病，即使浓度升高到18 mg·L-1也不会影响番茄的正常生长；同时对草莓的茎和叶喷施臭氧微泡水能促进草莓的生长，并能提高草莓产量。Thomas等[15]研究了不同浓度臭氧水溶液（0， 2， 4， 6 mg·L-1）对岩棉水培的番茄和黄瓜腐霉病的影响，结果发现，不同浓度的臭氧处理都能有效减少腐霉病病原菌的数量，产量也不受影响。综合以上研究，证明应用臭氧对无土栽培营养液的杀菌是一个有效的方法。

2.2 土壤消毒

在农业生产中，由于连作、施肥不当、线虫侵害等因素会造成土壤中病菌大量积累，发生植物病害。研究者用臭氧熏蒸土壤来控制多种土传病害，并已取得成效。

周真真等[16]研究了以臭氧作为土壤熏蒸剂来防控蔬菜土传真菌病害，结果表明：以质量浓度为62～72 mg·m-3的臭氧处理黄瓜枯萎病菌、立枯丝核菌和甘蓝枯萎病菌3种土传病原真菌，120 min后，臭氧对其菌丝生长的抑制率高达90%；而用质量浓度为40 mg·m-3的臭氧处理这3种真菌3 min后，对孢子萌发抑制率达到100%。这说明孢子比菌丝敏感，同时，也说明了臭氧可能对多种土传病原真菌有良好的抑制效果。张瑞华等[17]用不同浓度的臭氧水对生姜、西瓜、番茄的不同生长期进行灌溉，分别在生姜收获期、西瓜膨大期、番茄拔园时测定其根部根结数及其根际周围土壤中的线虫数量，结果发现，臭氧浓度为1.5 mg·L-1对根结线虫的防治效果较为理想，三者根结数较对照均下降了90%以上。

2.3 防治果蔬病虫害endprint

温室大棚由于温度高、流通性差常常会导致多种病虫害的发生。臭氧具有消毒杀菌的作用，有研究者试图用臭氧来防治温室病虫害。

Boonkorn等[18]测定了臭氧对人工接种于柑橘表皮的青霉病和3种酶（超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶）活性的影响，研究发现，臭氧处理4 h或6 h能有效延缓发病率并降低发病严重程度，在扫描电镜下观察到臭氧处理后能减少柑橘表皮真菌的生长，同时，3种酶的活性也增强。此外，发现柑橘果实中没有有害物质的生成。而Lluís等[19]的研究却发现，0.3 mg·kg-3的臭氧处理虽然能延缓柑橘采后青霉病的发生，但却并不能抑制青霉病的发生。Mei等[20]将番木瓜胶胞炭疽菌接种于PDA培养基，在（25±2） ℃下培养8 d，并分别用浓度为0.04，1.6，4 mg·kg-3的臭氧曝气处理48，96，144 h，发现不同浓度臭氧处理144 h后对炭疽菌菌丝生长的抑制率均达到85%以上，对分生孢子萌发的抑制率达到100%；并在扫描电镜下观察了番木瓜组织内孢子结构及其表面蜡质，发现1.6 mg·kg-1的臭氧处理96 h对番木瓜炭疽病有最佳抑制效果并能延长番木瓜的贮藏期。但是，臭氧浓度过高及处理时间过长，可能加速番木瓜的腐烂及褐化，降低其抗病性。

陈志杰等[21]研究了臭氧对日光温室黄瓜病虫害的防治效果，结果发现，在黄瓜定植前和定植后施放臭氧，对日光温室黄瓜主要病虫害，如斑潜蝇、白粉虱、霜霉病、灰霉病、菌核病、黑星病、疫病、白粉病等均有较好的防治效果，且臭氧易分解，故产物安全无污染。虽然防治成本低，但利用臭氧防治日光温室黄瓜病虫害时可能会对作物造成一定影响。值得注意的是，由于过高浓度的臭氧会对植物造成一定的伤害，故臭氧应用于防治温室病虫害时应控制好浓度，应根据不同植物的不同生长时期调整适当的臭氧浓度。

3 果蔬的采后处理

3.1 臭氧保鲜

果蔬水分含量高，营养丰富，是人类生活的必需品，但同时又极易腐坏变质。臭氧应用于保鲜已取得了良好成效。已有研究发现，臭氧能通过杀菌减缓果蔬的呼吸作用以及抑制酶活性的快速降低来达到延长果蔬保鲜期的目的[22]。

李梦钗等[23]用质量浓度为20 mg·m-3的臭氧处理草莓‘丰香能有效延缓草莓Vc含量、果实硬度和可溶性固形物的下降，抑制草莓的腐烂；并发现草莓入库前用臭氧进行杀菌处理比储藏期处理的效果要好。这说明导致草莓腐烂变质的主要原因是由于草莓果实所携带的大量田间病菌所致，而储藏过程中的腐烂变质是由于草莓在贮藏期释放乙烯等气体加快其自身的衰老。这与Keutgen A J和Pawelzik E[24]、Aday等[25]研究结果一致。

3.2 臭氧对果蔬品质的影响

近年来，臭氧在果蔬采后上的应用越来越广泛。有研究报道，臭氧处理在一定程度上还能提高果蔬的品质。Fernanda等[26]利用臭氧熏蒸法使苯醚甲环唑在草莓中残留的浓度降低到0.5 mg·kg-1以下，相当于减少了95%。同时，还测定了臭氧对草莓中可溶性固形物、可滴定酸和抗坏血酸含量的影响，发现臭氧可以阻止这些参数在储存期间大幅减少。另有研究表明，臭氧处理能增加番木瓜在贮藏过程中的总酚含量、抗坏血酸含量、可溶性固形物含量、β-胡萝卜素、番茄红素以及抗氧化能力[27]。王秋芳等[28]发现，81.41 mg·m-3 的臭氧处理对巨峰葡萄能通过抑制葡萄的呼吸强度、延缓Vc等营养物质的下降、抑制PPO活性、保持较高的SOD和CAT活性，有效控制葡萄的衰老与腐坏。臭氧水能有效抑制黄花梨贮藏过程中的褐变，提高黄花梨果实贮藏品质[29]。果蔬在保鲜过程中营养物质会受一定的影响。Perez等[30]研究了臭氧对草莓采后品质的影响，将草莓在0.35 mg·kg-3臭氧环境中冷藏（2 ℃）3 d，随后放置在20 ℃模拟零售环境中4 d，共7 d，分别在第0，3，5，7天测定草莓品质相关指标的变化，对照组未经臭氧处理。在第5天时，发现0.35 mg·kg-3臭氧处理能减少15%草莓腐烂率，说明臭氧对抑制草莓腐烂有一定效果。但是臭氧处理降低了草莓中蔗糖和花青素含量，而果糖和葡萄糖以及抗坏血酸维C的含量却升高了。

Nurul等[31]研究发现，3 mg·kg-3浓度的臭氧可以增加水果椒中的Vc含量，并能保持果实硬度、颜色、可滴定酸含量及呼吸作用。孔凡春等[32]研究了臭氧对果蔬中的Vc和还原糖的影响，发现臭氧会降低青椒果实和果浆中的Vc含量，对青椒果实中的Vc含量没有影响，三者中的还原性糖含量亦没有变化。由于Vc具有强还原性故易被臭氧氧化，而弱还原性的还原性糖则比较稳定。推测：臭氧易氧化果蔬中具有强还原性的物质，所以在利用臭氧处理果蔬时应控制好臭氧浓度及处理时间，以免适得其反。覃海元等[33]研究了臭氧对鲜切菠萝品质的影响却发现：臭氧虽然有良好的保鲜效果，但对还原型抗坏血酸含量有一定影响。在臭氧处理当天菠萝内的抗坏血酸含量就下降，且臭氧浓度越高，抗坏血酸含量越低，这有可能是臭氧渗入菠萝，使抗坏血酸被氧化所致。因此，臭氧处理果蔬对果蔬营养成分的影响尚待进一步研究。

4 展 望

臭氧有良好的杀菌效果，有研究报道臭氧也能有效控制一些大棚中常见的温室病虫害。由于臭氧具有强氧化性，臭氧也被应用于果蔬中农药残留的降解。将臭氧有效控制果蔬病虫害的能力与降解农药残留的目的结合起来，不仅能减少化学农药对环境的污染，更能有效减少化学农药的使用，保证人类身体健康。由于臭氧应用于不同种类果蔬以及降解不同种类农药对臭氧的浓度及处理时间要求不同，过高的臭氧浓度或过长的臭氧处理时间都很有可能引起植株的叶片黄化、枯萎，严重时还会引起死亡。因此，将臭氧大面积应用于果蔬生产中需要更进一步的研究。

臭氧作为一种杀菌剂已被广泛应用于果蔬采后保鲜，在果蔬贮藏过程中，臭氧能有效杀灭果蔬表面或由田间携带来的病菌，并抑制乙烯等气体的产生，延长果蔬的贮藏期。臭氧自身则分解成氧气，不会对环境造成污染，更不必担心有害物质会残留于果蔬中进而危害人体健康。值得注意的是，臭氧作为一种保鲜剂应用于果蔬保鲜时应制定合适的处理方案，避免果蔬中营养物质的损耗。endprint

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