高氧处理对蜜橘果实采后贮藏特性的影响

汤 慧 ，陈可馨 ，周 婷 ，曾凯芳 ，邓丽莉 ，*

（1.西南大学食品科学学院，重庆 400715；2.食品科学与工程国家级实验教学示范中心（西南大学），重庆 400715）

柑橘是我国栽培面积最广、经济地位最重要的果树之一。近年来，我国柑橘产量不断提高，已成为推动主产地区农村经济发展的支柱产业[1-2]。柑橘类水果采收后，在加工、贮藏和运输过程中容易发生失水导致外观及营养价值降低[3]，若采后处理不当还易被霉菌感染或发生采后褐斑等，直接影响果实贮藏性能和商品价值[4]，造成巨大的经济损失。因此，柑橘果实采后处理一直是产业关注的主要问题之一。早、中、晚熟柑橘品种的搭配种植是调节柑橘产业市场持续供给的重要手段，但由于早熟柑橘的采收季节温度高，低温积累不足，其果皮着色差，消费者可接受性低，一定程度上影响了蜜橘果实的销售情况和商品价值。为了能更好地保持早熟柑橘果实采后的水分和风味，改善果实的外观品质和香气，选择合适的贮藏保鲜技术至关重要。

目前，国内外柑橘的贮藏保鲜技术主要集中在物理处理、化学处理和生物处理三个方面。其中，化学处理是最主要的柑橘保鲜方法，然而某些化学物质可能存在一些安全性的问题，如农药残留超标和环境污染等，限制了其在柑橘采后保鲜上的应用[5]。生物处理是利用微生物菌体及代谢产物或从动植物中提取的天然杀菌物质[6]作为抗菌剂或生物保鲜剂形成的一种新的、安全的柑橘采后贮藏方法[7]，但生物保鲜剂的制作技术复杂困难，保鲜效果也不稳定，因此在柑橘类水果上的应用还需进一步研究。而物理保鲜技术具有安全、成本低、处理条件易于控制及果蔬营养成分和自身品质损失较少等优点[8]，被广泛应用于果蔬保鲜。

高氧处理（21%~100% O2）是一种新型物理保鲜技术，对果实品质有许多积极影响。高氧处理能有效抑制果蔬腐烂和致病微生物的繁殖[9-11]，保证新鲜果蔬具有较高的品质。已有研究发现，高氧处理可以影响果蔬中番茄红素、花青素和叶绿素等色素物质的合成与降解，从而影响果蔬的色泽[12]；高氧处理还能促进果实总酚及花青素含量的上升[13]，增强果实抗氧化能力[14-15]；此外，高浓度氧气在一定程度上还能够避免新鲜果蔬厌氧呼吸产生的不良气味[16]，减少乙醛、乙醇和乙酸乙酯的产生和积累[17]，维持水果的香气质量[18]，对果实的风味有积极影响。因此，本试验以40%、50%和60%的高氧对蜜橘果实进行处理，通过测定蜜橘果实贮藏期间相关品质及抗病相关指标探讨高氧处理用于蜜橘果实保鲜的可行性，为柑橘采后保鲜技术处理提供新的理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

蜜橘果实：采自重庆市北碚区歇马镇果园，挑选大小一致、无病虫害和机械伤且果面呈现出均匀绿色的早熟无核蜜橘果实作为试验材料。

2.6-二氯酚靛酚、氢氧化钠、甲醇和6%磺基水杨酸等均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备

L-8900 型全自动氨基酸分析仪，日本日立公司；UV-1240 型紫外分光光度计，日本岛津公司；CR-400色差计，柯尼卡美能达；DZQ-600T 型包装机，上海众林机电设备有限公司；KM100-3MEM 型气体混配器，上海众林机电设备有限公司；TGL-16MS 型高速冷冻离心机，上海卢湘仪公司。

1.2 方法

1.2.1 蜜橘果实处理方法

蜜橘果实在采收当日运回实验室，铺平放置以散去田间热后备用。用厚度为0.04 mm 的聚乙烯薄膜袋对蜜橘果实进行包装，向袋内分别通入体积分数为40%、50%和60%的高氧气体，同时设置正常空气组作为对照组。将所有处理组和对照组置于25 ℃的环境下处理48 h 后，打开聚乙烯包装袋，将每个果实单果包装后，置于25 ℃条件下贮藏。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 果实腐烂率

腐烂率按照公式（1）计算，每种处理用于统计的果实数量为60 个。

1.2.2.2 果实色泽指数

将各处理的蜜橘果实平铺后进行观察与统计，各处理用于统计的果实数量为60 个。色泽指数的测定标准如表1 所示，并按照公式（2）计算。

表1 蜜橘果实色泽指数分级标准Table 1 Classification standards of mandarin fruit color indices

1.2.2.3 果皮色差

使用CR-400 型色差仪测定样品果皮a*、b*和h值。a*值表示红色度，b*值表示黄色度，h 表示色度角。每个果实取赤道处3 个等距离的部位测定，以3次测定的平均值为1 次测量结果，每组处理取10 个果实测定。

1.2.2.4 失重率

蜜橘果实的失重率按照公式（3）计算：

1.2.2.5 果皮总酚和类黄酮含量

参照Deng 等[19]的方法并有所改进。称取0.25 g果皮与预冷的5 mL 1%盐酸-甲醇溶液充分研磨，在4 ℃条件下，12 000 r/min 离心15 min，取上清液分别在280 nm 处和325 nm 处测定吸光度。总酚含量以OD280/0.25 g 表示，类黄酮含量以OD325/0.25 g 表示。

1.2.2.6 多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性

酶液提取液的制备参照邓丽莉等[20]的方法。称0.5 g 果皮样品于研钵中，加入6 mL 磷酸缓冲液（pH 6.8，含4% PVP）在冰浴下研磨成浆，于4 ℃、12 000 r/min 离心30 min，收集上清液为酶提取液，4 ℃低温下保存备用。

PPO 和POD 活性均参照邓丽莉等[20]的方法测定。上清液取样量为0.1 mL，分别在波长420 nm 和470 nm 处测定3 min 内的吸光度变化，以每分钟吸光值变化1 为一个酶活单位（U）。

1.2.2.7 可溶性固形物（TSS）、可滴定酸（TA）含量和固酸比

果实TSS 含量：使用手持式糖度计直接测定；TA含量：参照曹建康等[21]的方法，采用NaOH 溶液酸碱滴定法测定，结果用质量分数表示，单位为%。

蜜橘果实的固酸比按照公式（4）计算：

1.2.2.8 果实抗坏血酸含量

参照曹建康等[21]采用2，6-二氯酚靛酚法测定，结果用每100 g 鲜重果肉中含有抗坏血酸的毫克数表示，单位为mg/100 g。

1.2.2.9 游离氨基酸含量

参照令阳等[22]的方法。称取1.5 g 果肉组织，加入1.5 mL、6%预冷的磺基水杨酸溶液，在冰浴下充分研磨至匀浆状态。在4 ℃的条件下，12 000 r/min 离心15 min，吸取 1 mL 上清液，用 0.22 μm 水系滤膜过滤后上机测定果肉样品游离氨基酸的含量，单位为μg/g。

1.2.3 数据处理

所有数据用Excel 2016 进行统计分析和绘图，所有试验重复3 次，运用SPSS 20.0 软件对数据进行单因素方差分析（ANOVA），通过 Duncan’s 多重比较进行差异显著性判断。

2 结果与分析

2.1 高氧处理对贮藏蜜橘果实失重率的影响

失重率是反映蜜橘果实内部失水和营养物质消耗的重要指标。由图1 可知，高氧处理能在一定程度上缓解蜜橘果实在贮藏过程中的失重情况。但从整个贮藏时期来看，在高氧处理组中，40%高氧处理抑制蜜橘果实失重的效果最好，在贮藏8、16 和24 d 分别比对照组下降0.72、0.49 和0.57 个百分点，差异显著（P＜0.05）。研究表明，高氧处理对果蔬的呼吸有一定的抑制作用[23]，在高氧胁迫下蜜橘果实的呼吸速率降低，从而缓解了蜜橘果实在贮藏期间的失重情况。

图1 高氧处理对贮藏蜜橘果实失重率的影响Fig.1 Effects of high-level oxygen treatments on weights loss rates of mandarin fruits during storage

2.2 高氧处理对贮藏蜜橘果实着色的影响

2.2.1 高氧处理对贮藏蜜橘果实外观的影响

颜色是衡量水果品质、评价水果新鲜度和成熟期的重要指标之一[24]。如图2 所示，贮藏第8 天，蜜橘果实开始出现果皮转黄的现象，果皮外观呈黄绿相间。从转色速度来看，在贮藏前期（0~12 d），高氧处理组的蜜橘果实转黄速度明显快于对照组，其中60%高氧处理的蜜橘果实转黄速度最快，40%高氧处理和50%高氧处理的转黄速度较为一致。从转色效果来看，在贮藏后期（16~24 d），对照组果实呈现出黄色；而高氧处理过后的蜜橘果实果皮的颜色呈现出橙黄色，且3 种浓度的高氧处理组果实呈色无明显差异。说明3 种高氧处理在一定程度上均能促进蜜橘果实的转色。

图2 高氧处理蜜橘果实在室温（25 ℃）贮藏期间果皮颜色对比Fig.2 High-level oxygen treatments on the colorations of mandarin fruits during storage at 25 ℃

2.2.2 高氧处理对贮藏蜜橘果实色泽指数的影响

色泽指数是从直观角度对蜜橘果实的转色情况进行评价，色泽指数越高，说明蜜橘果实转黄效果越好。如图3 所示，在整个贮藏期内，蜜橘果实的色泽指数总体呈现出上升趋势，0~8 d 蜜橘果实转黄速度最快，16~24 d 果实转黄速度趋于稳定。在0~24 d 内，40%高氧处理的蜜橘果实的色泽指数始终高于其他处理组，这表明在贮藏期内，40%高氧处理可以较好地改变贮藏蜜橘果实的果皮色泽。

2.2.3 高氧处理对贮藏蜜橘果实色差值的影响

图3 高氧处理对贮藏蜜橘果实色泽指数的影响Fig.3 Effects of high-level oxygen treatments on the color indices of mandarin fruits during storage

根据L*a*b*色空间原理，以色差之中的a*值（红色饱和度）和b*值（黄色饱和度）来反映蜜橘果实在贮藏过程中的转色程度，同时以h 值（色度角）对果实色泽情况进行综合评估。如表2 所示，贮藏24 d 时，40%高氧处理组和50%高氧处理组果实的a*值较对照组分别高出95.03%和144.76%，说明40%和50%高氧处理都能显著提高贮藏蜜橘果实的红色饱和度（P＜0.05）；高氧处理组和对照组的b*值差异不显著；色度角h 值显示40%和50%高氧处理组均显著低于对照组（P＜0.05）。上述结果表明，40%和50%高氧处理能显著提高贮藏蜜橘的红色度，但是对黄色度的影响不大，综合色度角的结果来看，40%和50%高氧处理能更好促进贮藏蜜橘果实果皮向橙色转变而非转变为单一的黄色。综合考虑果实着色、失重和经济性，选择40%高氧处理组进行后续研究。

表2 高氧处理对贮藏蜜橘果实色差值a*、b*和色度角h 的影响Table 2 Effects of high-level oxygen treatments on a*,b*and hue angle(h)of mandarin fruits

2.3 40%高氧处理对贮藏蜜橘果实抗病能力的影响

2.3.1 40%高氧处理对贮藏蜜橘果实腐烂率的影响

如图4 所示，随着贮藏时间的延长，蜜橘果实的腐烂率呈上升趋势。蜜橘果实在8 d 时开始腐烂，40%高氧处理能够较好地抑制蜜橘果实烂果数量的上升，在贮藏16 d 和24 d，40%高氧处理组的腐烂率分别比对照组低3.22 和3.36 个百分点，表明40%高氧处理对蜜橘果实贮藏过程中腐烂的发生有一定的控制作用。高氧对果蔬腐烂的控制可能是由于高氧可以直接抑制微生物生长，或间接诱导寄主抗病性和改变一些与活性氧代谢和细胞壁降解有关酶的活性[23]。

图4 40%O2 处理对贮藏蜜橘果实腐烂率的影响Fig.4 Effects of 40%O2 treatment on decay rates of mandarin fruits during storage

2.3.2 40%高氧处理对贮藏蜜橘果皮总酚和类黄酮的影响

柑橘中的酚类物质是具有抗氧化作用的自身次生代谢产物。由图5 可见，在整个贮藏期内，对照组和40%高氧处理组的总酚和类黄酮含量均呈现出先上升后下降再上升的波动趋势，且对照组与40%高氧处理组之间均无显著差异。总酚的降低可能是贮藏期间果蔬呼吸速率增加、细胞结构衰老和降解以及PPO活性变化导致酚类化合物的损失所致[25-26]。类黄酮在果蔬采后会继续合成，因此会导致贮藏后含量增加，而后期又下降的原因可能是由果实的衰老及失水所致[27]。

2.3.3 40%高氧处理对贮藏蜜橘果皮PPO 和POD 活性的影响

果蔬在抵御病原微生物的侵染过程中，抗性相关酶发挥了重要作用，它们的活性与果蔬的抗病能力密切相关。其中，PPO 通过催化木质素及醌类化合物形成，构成保护性屏蔽而使细胞免受病菌的侵害，也可以通过形成醌类物质直接发挥抗病作用[28]。由图6A可知，蜜橘果实在贮藏过程中，PPO 活性都呈现出下降趋势，但40%高氧处理的PPO 活性始终高于对照组，在8 d 和16 d 时，40%高氧处理的蜜橘果皮组织中PPO 活性分别比对照组高7.84%和36.84%，且到24 d 时，40%高氧处理组和对照组达到差异显著水平（P＜0.05）。

图5 40%O2处理对贮藏蜜橘果皮总酚（A）和类黄酮（B）含量的影响Fig.5 Effects of 40%O2 treatment on the contents of total phenols(A)and flavonoids(B)of mandarin fruits during storage

图6 40%O2 处理对贮藏蜜橘果皮PPO（A）和POD（B）活性的影响Fig.6 Effects of 40%O2 treatment on the activities of PPO(A)and POD(B)of mandarin fruits during storage

POD 能增加果蔬组织木质化程度，是反映果蔬组织愈伤和抗病能力的重要生理指标。从图6B 可以看出，在贮藏期间，对照组和40%高氧处理组的POD活性总体呈下降趋势；在24 d 时，40%高氧处理组蜜橘果皮组织的POD 活性比对照组高出68.73%，差异显著（P＜0.05）。

2.4 40%高氧处理对蜜橘果实贮藏品质的影响

2.4.1 可溶性固形物、可滴定酸、固酸比和抗坏血酸

蜜橘果实的糖、酸含量是影响果实风味的重要指标，因此常以固酸比作为评价蜜橘果实成熟度和风味的重要指标。如图7A、7B 和7C 所示，在贮藏过程中，对照组和40%高氧处理组蜜橘果实的TSS 含量都处于相对稳定的状态；对照组和40%高氧处理组果实的TA 含量均随着贮藏时间的延长而下降；但在贮藏期间蜜橘果实的TSS/TA 值总体呈现上升趋势，且在8 d、16 d 和24 d 时40%高氧处理较对照组分别升高了7.51%、17.22%和27.50%，这说明40%高氧处理可能会对蜜橘果实的风味产生积极影响。

由图7D 可知，蜜橘在贮藏过程中的抗坏血酸含量呈现出先升高后下降的趋势。40%高氧处理后的蜜橘果实的抗坏血酸含量在贮藏8 d 时先达到峰值，且与对照组差异显著（P＜0.05）；而对照组果实的抗坏血酸含量在16 d 时达到峰值，这表明40%高氧处理能够使抗坏血酸出现峰值的时间提前，有利于提高贮藏前期蜜橘果实的食用品质。

2.4.2 40%高氧处理对贮藏蜜橘果实游离氨基酸的影响

氨基酸是果实品质的组成成分之一，参与果实其他品质特征成分和风味物质的合成[29]。由表3 可知，贮藏蜜橘果实共检测出12 种游离氨基酸，其中包含6 种人体必需氨基酸：蛋氨酸、缬氨酸、赖氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸和亮氨酸。

蜜橘果实中检测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。蜜橘果实贮藏16 d时，天冬氨酸含量下降，40%高氧处理与对照组差异不显著，说明高氧处理对蜜橘果实天冬氨酸含量影响不大。丙氨酸和脯氨酸是甜味氨基酸[30]。蜜橘果实贮藏16 d 时，丙氨酸和脯氨酸含量升高，相应引起果实甜味变化。贮藏第16 天，对照组蜜橘果实丙氨酸和脯氨酸含量高于40%高氧处理（P＜0.05）。

精氨酸是植物体内重要的氮素营养物，具有延缓采后蜜橘果实的衰老和品质下降的作用[31]，能提高水果的抗氧化系统的活性[32]和抗病能力[33]，具有一定的营养价值。贮藏16 d 时，40%高氧处理组蜜橘果实的精氨酸含量比对照组果实高出19.45%，且两者之间差异显著（P＜0.05），表明40%高氧处理可以提高蜜橘果实中精氨酸的含量，有利于增强抗病能力并提高蜜橘果实的营养价值。

图7 40%O2 处理对贮藏蜜橘果实可溶性固形物（A）、可滴定酸（B）、固酸比（C）和抗坏血酸（D）的影响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%高氧处理对贮藏蜜橘果实游离氨基酸含量的影响Table 3 Effects of 40%O2 treatment on free amino acids contents in mandarin fruits during storage 单位：μg·g-1

3 结论

本试验表明，高氧处理可以较好缓解贮藏蜜橘果实的失重情况，并能加快蜜橘对果实表皮的转色。其中，40%高氧处理能够显著降低贮藏蜜橘果实的腐烂率，在一定程度上增强贮藏蜜橘果实的抗病能力，并维持果实品质。因此，高氧处理在对蜜橘果实采后贮藏特性方面有积极影响，具有潜在的应用价值，但高氧处理技术对蜜橘果实保鲜的机理和具体应用方式有待进一步研究。