喷浇臭氧水对贮藏期间草莓生理生化的影响

唐超 叶俞孜 史骥 王帅 张萌 杨洪兵 董春海 杨建明 冯涛 易晓华

摘要：为探讨喷浇臭氧水后草莓相关生理生化指标的变化和提高草莓品质并延长贮藏时间的新方法，本研究以丰香草莓（不耐贮藏）为试材，设臭氧水+冷藏、冷藏、臭氧水+常温、常温4个处理，测定了各处理果实VC、可溶性糖、可溶性蛋白、总酸含量和失重率、DPPH自由基清除能力、表面微生物数量。结果表明：低温冷藏有利于草莓的贮藏，能够在相同时间内提高草莓品质，冷藏条件处理下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应的常温条件，但失重率低于后者；喷浇臭氧水能显著提高草莓贮藏时间，有利于草莓品质的保持，贮藏7天时臭氧水+冷藏处理的VC、可溶性糖、可溶性蛋白、总酸含量和DPPH自由基清除能力均高于冷藏处理，分别是其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烂的重要因素，而3.5 mg/L的臭氧水能有效抑制草莓表面微生物的繁殖，与无菌水对照相比，其对细菌、真菌和放线菌的抑制率分别达到67.96%、79.17%和46.15%。由此可知，低温冷藏辅以臭氧水处理是提高草莓贮藏时间和保持品质的良好方法。

关键词：臭氧水；草莓；贮藏；生理生化指标

中图分类号：S668.401文献标识号：A文章编号：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见的水果之一，具有丰富的营养价值，被誉为“水果之王”，含有大量的维生素、果胶、纤维素、铁、钙、花青素等营养物质。但草莓采摘后极不耐贮藏，易失水、软化变形、受微生物污染腐烂。近年来人们经常采用各种理化措施维持草莓的新鲜度，如采摘前用CaCl2溶液喷浇、脱除乙烯、气调包装、恒定低温、辐照低温保鲜、涂膜保鲜、SO2处理、植酸浸果等[1]。目前这些常规贮藏保鲜技术还不能满足草莓在保证品质前提下延长贮藏时间的要求，而辐照等新技术则会大幅增加储藏成本，因此亟需寻找一种成本低廉，既能保持草莓品质又能延长贮藏时间的方法。

臭氧是存在于地球臭氧层中的淡蓝色气体，现已被广泛应用于农业、医疗、工业等各个领域。臭氧在水中能够发生氧化还原反应，产生具有极强氧化能力的单原子氧（O）和羟基（-OH），常被制备成臭氧水使用。臭氧水对各种微生物有极强杀灭作用，能有效去除水中有毒物质和农药[2，3]，还能有效抑制果蔬呼吸作用，延缓其代谢过程并分解果蔬贮藏过程中产生的具有催熟作用的代謝废物如乙烯、醇类、醛类等，臭氧又极不稳定，不会造成残留和积累[4]。臭氧与负离子的共同作用能够抑制果蔬的新陈代谢及微生物病原菌的滋生蔓延，从而延缓其后熟衰老，防止其腐烂变质，被认为是一种安全、高效的果蔬保鲜方法[5]。

目前臭氧水在农业中主要用于植物病虫害防治[6]以及各种畜牧产品、水产品和农产品[7]的加工保鲜。农产品保鲜上主要用于鲜切产品的冷藏保鲜[8，9]，王肽等[10]研究表明鲜切茄子进行臭氧水处理后，不仅能够降低茄子褐变相关酶活性，还能够有效抑制、杀灭表面微生物，减缓可溶性固形物含量下降。除对适宜作用产品进行研究外，臭氧水在产品保鲜应用方面也进行过相关研究，普遍研究结果表明随着臭氧水（或臭氧）浓度[11]、作用时间[13]的增加保鲜效果越好。此外，关于臭氧水对各种微生物的灭杀作用[13]也有广泛探究。

前人对臭氧水应用于草莓采后保鲜效果做过相关研究。李健等[14]研究草莓采摘后不同臭氧水处理时间对其品质的影响，指出臭氧水处理的草莓硬度、总酸、可溶性固形物等均优于对照。但关于草莓采后保鲜过程中经臭氧水处理后相关品质生理生化指标随时间变化的研究很少，而根据时间推移准确估算臭氧水作用效果又是十分必要的，同时臭氧水处理应与传统草莓保鲜技术相结合，达到协同增效作用。因此本研究从臭氧水处理与冷藏保鲜相结合的角度，探讨草莓采后保鲜过程中品质随时间变化规律和臭氧水对草莓表面微生物的杀灭效果，为臭氧水在草莓保鲜领域的应用提供一定理论基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为高密市五龙河农场农业科技有限公司提供的丰香草莓。果实新鲜、成熟、外观全红，单粒重约15～20 g。

1.2 试验方法及测定指标

1.2.1 不同处理对草莓品质的影响 试验共设4个处理：臭氧水+冷藏、冷藏、臭氧水+常温、常温。冷藏温度条件为（4±1）℃，常温为（20±5）℃，臭氧水浓度为3.5 mg/L。

分别于处理后1、3、7天和14天时进行全果取样测定指标（常温条件下两个处理组14天时草莓绝大部分腐烂未取样测定）。各指标测定时随机取6个草莓，重复3次。采用直接碘量法进行草莓VC含量测定[15]；利用蒽酮比色法测定可溶性糖含量[16]；采用考马斯亮蓝G-250法测定可溶性蛋白含量[17]；总酸含量使用酸碱滴定法进行测定[18]；采用分光光度法测定DPPH自由基清除能力[19]。计算失重率。

1.2.2 喷浇臭氧水对草莓采后表面微生物的影响 臭氧水喷浇浓度分别为：高浓度3.5 mg/L；中浓度1.5 mg/L；低浓度0.1 mg/L，以无菌水为对照。喷浇臭氧水5 min后，于无菌培养皿中注入10 mL无菌水，取无菌棉沾取无菌水擦拭喷浇过臭氧水的草莓表面，重复5次后混匀即得原液。以稀释涂布平板法[20]统计微生物数量。

每毫升原液中菌落形成单位数（CFU）=同一稀释度平均菌落数×稀释倍数×5

1.3 统计分析方法

试验数据用SPSS 19.0统计分析软件处理，图中“*”表示与同期常温处理相比差异显著（P<0.05），“**”表示与同期常温处理相比差异极显著（P<0.01）。

2 结果与分析

2.1 喷浇臭氧水对草莓VC含量的影响

由图1可知，随贮藏时间的增加，各处理草莓VC含量均下降。4℃冷藏条件下，VC含量下降减慢，说明低温冷藏有利于草莓VC的保留。而常温条件下贮藏14天后果实全部腐烂。喷浇臭氧水对草莓VC含量也有较大影响，喷浇臭氧水的2个处理草莓VC含量都比同温度条件下冷藏处理和常温处理的高，尤以臭氧水+冷藏处理最明显，处理7天时VC含量只下降17.38%，冷藏处理下降27.96%，而常温处理下降最多，达到40.30%，并且与其它处理差异极显著。虽然喷浇臭氧水可以保存草莓VC含量，但是冷藏14天后喷浇臭氧水与否对VC含量的影响差异不显著。

2.2 喷浇臭氧水对草莓可溶性糖含量的影响

由图2可知，随着草莓贮藏时间的延长可溶性糖不断消耗，其含量逐渐下降。贮藏1天时各处理可溶性糖含量差异不显著；贮藏3天时，常温处理可溶性糖含量下降较快，达到51.26%，而臭氧水+冷藏处理、冷藏处理、臭氧水+常温处理下降较少，分别仅下降3.67%、8.57%和20.28%，与其相比差异极显著。由此可知，无论冷藏或是常温，喷浇臭氧水后草莓可溶性糖含量下降减慢，有利于保存草莓甜度，提高草莓品质。

2.3 喷浇臭氧水对草莓可溶性蛋白含量的影响

由图3可知，草莓采摘贮藏后随着时间的延长可溶性蛋白含量略微下降，各处理之间普遍差异不显著。常温处理贮藏7天下降相对最多，达到14.30%，臭氧水+冷藏处理与之相比差异显著，可溶性蛋白含量下降仅为3.03%。经臭氧水处理比相同温度条件其它处理的可溶性蛋白含量略低，但差异不显著。

2.4 喷浇臭氧水对草莓DPPH自由基清除能力的影响

由图4可知，草莓DPPH自由基清除能力随着贮藏时间的延长下降迅速。贮藏1天时各处理组间DPPH清除能力差异不明显。贮藏7天后臭氧水+冷藏处理、冷藏处理、臭氧水+常温处理和常温处理DPPH清除能力分别下降46.97%、54.98%、69.00%和76.76%，与后者相比，差异显著。其中低温冷藏条件下各处理高于相应的常温条件处理，臭氧水处理高于相应的无臭氧水处理。由此可知，相同温度条件下喷浇臭氧水可以缓解DPPH自由基清除能力的下降趋势，有利于保持草莓的品质。

2.5 喷浇臭氧水对草莓总酸含量的影响

由图5可知，草莓采摘贮藏期间总酸含量呈现下降趋势，各处理下降规律基本相同。从数值上看，冷藏条件处理高于相应的常温条件处理，臭氧水处理高于相应的无臭氧水处理，但差异不显著。贮藏7天时臭氧水+冷藏处理总酸含量下降16.66%，而常温处理下降20.75%。贮藏1、3天和7天时两者总酸含量差异显著。

2.6 噴浇臭氧水对草莓失重率的影响

从图6可知，臭氧水+冷藏处理和冷藏处理下果实失重率较低，其中臭氧水+冷藏处理果实失重率最低，贮藏1、3、7天和14天时分别为1.02%、4.37%、7.68%和13.22%，与常温处理相比，差异极显著。常温条件下2组草莓失重率较高，14天时已经全部腐烂。臭氧水处理能够显著降低草莓的失重率，贮藏7天时，冷藏处理失重率是臭氧水+冷藏处理的1.36倍；常温处理失重率是冷藏处理的1.33倍。由此可知，低温冷藏是草莓保鲜的首要条件，在冷藏的同时增加臭氧水处理，可以更好地保持草莓的新鲜程度和品质。

2.7 喷浇臭氧水对草莓表面微生物数量的影响

由图7可知，随着臭氧水浓度的增加草莓表面细菌、真菌和放线菌数量均呈下降趋势。无菌水对照下草莓表面细菌数量分别是高、中、低浓度臭氧水处理的3.1、2.4倍和1.2倍；真菌数量是其4.8、2.8倍和2.4倍；放线菌数量是其1.9、1.4倍和1.3倍。高浓度臭氧水对细菌、真菌和放线菌的生长抑制作用最强，与无菌水对照相比抑制率分别达到67.96%、79.17%和46.15%。由此可见，臭氧水确实能够降低草莓表面微生物数量，减缓因微生物作用而导致腐烂的进程。

3 讨论与结论

臭氧及臭氧水在食品贮藏保鲜领域被广泛应用，最显著的作用是延长食品贮藏时间。由本试验结果可知，喷浇臭氧水和冷藏后的草莓贮藏时间得以延长，而常温条件处理下贮藏7天后腐烂加剧无法取样。贮藏过程中失重率是草莓新鲜程度的重要指标，低温冷藏处理失重率极显著小于常温处理（P<0.01），其中冷藏条件下经过臭氧水处理的草莓失重率显著小于单一冷藏处理（P<0.05），说明喷浇臭氧水一定程度上能够延缓草莓腐败进程。这与臭氧水在其他食品保鲜领域的诸多研究结果一致[8-11]。

臭氧或臭氧水不仅能延长食品贮藏时间，同时对食品品质也有显著影响。本试验从VC、可溶性糖、可溶性蛋白、总酸含量探讨臭氧水对草莓贮藏期间品质的影响，可以看到4个生化指标随着草莓贮藏时间的延长而下降，但下降趋势不同。常温处理下降最明显，冷藏处理次之，臭氧水+冷藏处理下降最缓慢，说明喷浇臭氧水能够降低果实中营养物质的降解速度，并且在相同条件下能够提高草莓品质。在臭氧水对果蔬品质的影响研究中，臭氧水对草莓[20]、番木瓜[21]、巨峰葡萄[22]和水果椒[23]的VC含量都有影响，与本研究结果相似，都能够延缓各种果蔬VC含量的下降趋势。

臭氧水能够提高采后果实的贮藏时间同时延缓果实品质下降，其影响因素很多。本试验从草莓DPPH自由基清除能力的改变和臭氧水对草莓表面微生物的杀灭作用两个方面探讨作用机理。结果表明，臭氧水能够提高草莓对DPPH自由基清除能力，臭氧水可以作为草莓保持高活性和高抗氧化性的影响因素，进而通过臭氧水处理达到延缓草莓腐烂、提高贮藏时间和品质的效果。DPPH自由基清除能力是草莓贮藏时间延长的内因，而臭氧水对草莓表面微生物的杀灭作用是外因。臭氧的灭菌作用涵盖了物理、化学和生物学的综合效应，通过改变细胞膜的通透性、破坏酶和遗传物质等杀灭微生物。本试验结果得出喷浇臭氧水后草莓表面细菌、真菌和放线菌数量明显下降，这不仅减缓了微生物导致的果实致腐作用，同时杀灭了对人体有危害的病原微生物。富新华[8]研究表明，以臭氧水处理鲜切南瓜时，表面细菌、霉菌和酵母菌数均低于对照组，同时持续贮藏8天后南瓜表面大肠杆菌数仍符合烹饪标准。

Barboni等[24]将低温贮藏技术结合臭氧水应用于猕猴桃保鲜，并取得较好效果。本试验也将臭氧水的应用与传统冷藏方法相结合，并且臭氧水+冷藏处理的各项指标优于其它处理，故臭氧水处理能够单独应用于各个领域，与其他方法相结合必能取得更好的协同增效作用。但在臭氧水浓度、臭氧水作用时间、与其他方法相结合等方面仍需进行多角度研究和探索。

总之，臭氧水可以应用于草莓采后贮藏，与冷藏相结合，不仅可以提高草莓贮藏时间还能延缓草莓品质下降，具有较好的应用前景。

参 考 文 献：

[1] 杨洲. 草莓保鲜技术研究进展[J]. 保鲜与加工，2017，17（2）：133-138.

[2] Tijani J O， Fatoba O O， Madzivire G， et al. A review of combined advanced oxidation technologies for the removal of organic pollutants from water[J]. Water Air and Soil Pollution， 2014， 225 （9）：2102-2132.

[3] 何迪，李明浩，李晓东. 蔬菜中有机磷农药残留降解方法的研究进展[J]. 包装与食品机械，2012，30（5）：44-46.

[4] Jian F， Jayas D S， White N D G. Can ozone be a new control strategy for pests of stored grain？[J]. Agricultural Research，2013，2（1）：1-8.

[5] Miller F A， Silva C L M， Brando T R S. A review on ozone-based treatments for fruit and vegetables preservation[J]. Food Engineering Reviews，2013，5（2）：77-106.

[6] Boonkorn P， Gemma H， Sugaya S， et al. Impact of high-dose， short periods of ozone exposure on green mold and antioxidant enzyme activity of tangerine fruit[J]. Postharvest Biology and Technology，2012，67（7）：25-28.

[7] 侯玉婷，施威，孔令云，等. 采后水果保鲜技术研究进展[J]. 食品工业，2015，36（8）： 226-231.

[8] 富新华. 鲜切南瓜的微生物污染及臭氧水杀菌效果研究[J].保鲜与加工，2015，15（1）：28-31.

[9] 王宏延，曾凯芳，贾凝，等. 臭氧水在鲜切蔬菜贮藏保鲜中应用的研究进展[J]. 食品科学，2012，33（21）：355-358.

[10]王肽，谢晶. 臭氧水处理对鲜切茄子保鲜效果的研究[J]. 食品工业科技，2013，34（15）：324-328.

[11]李梦钗，王玉忠，温秀军，等. 草莓臭氧保鲜试验初报[J]. 北方园艺，2010（9）：192-193.

[12]Ong M K， Kazi F K， Forney C F， et al. Effect of gaseous ozone on papaya anthracnose[J]. Food and Bioprocess Technology，2013，6（11）：2996-3005.

[13]陈志杰， 梁银丽， 张淑莲， 等. 应用臭氧防治日光温室黄瓜病虫害[J]. 西北园艺， 2004 （9）：4-5.

[14]李健，任朋，罗瑶，等. 臭氧水处理对草莓采后品质和生理的影响[J]. 食品科学技术学报，2016，34（4）：61-65.

[15]严苹，罗月生，陈碧琼. 碘量法测定橙子维生素C的含量[J]. 广州华工，2016， 44（14）：121-122，161.

[16]陈毓荃. 生物化学实验方法和技术[M]. 北京：科学出版社，2002：8.

[17]高玲，刘卫群. 生物化学实验教程[M]. 北京：高等教育出版社，2010：9.

[18]李新明，张永茂. 无硫复合护色液对干制红富士苹果片中可滴定酸和可溶性糖含量的影响[J]. 安徽农业科学，2013，41（5）：2259-2260.

[19]刘帅涛，陶慧林，李锦艳. 4种黄酮小分子对DPPH自由基的清除作用及构效关系研究[J]. 分析测试化学，2012，31（1）：71-75.

[20]李梦钗，冯薇，杨丽娜. 臭氧处理对草莓保鲜效果的影响[J]. 中国农学通报，2011，27（16）：240-243.

[21]Ali A， Ong M K， Forney C F. Effect of ozone pre-conditioning on quality and antioxidant capacity of papaya fruit during ambient storage[J]. Food Chemistry，2014， 142（2）：19-26.

[22]王秋芳，喬勇进，乔旭光， 等. 臭氧处理对巨峰葡萄品质与生理生化的影响[J]. 果树学报，2010，27（1）：63-68.

[23]Alwi N A， Ali A. Dose-dependent effect of ozone fumigation on physiological characteristics， ascorbic acid content and disease development on Bell Pepper（Capsicum annuum L.） during storage[J]. Food and Bioprocess Technology， 2015， 8（3）：558-566.

[24]Barboni T， Cannac M， Chiaramonti N. Effect of cold storage and ozone treatment on physicochemical parameters， soluble sugars and organic acids in Actinidia deliciosa[J]. Food Chemistry， 2010， 121（4）：946-951.