張 露，劉臘梅，葉 莉，尹 盼，朱東興

（常熟理工學(xué)院 生物與食品工程學(xué)院，江蘇 常熟 215500）

無花果屬硒、鈣和纖維素含量較高果品，營(yíng)養(yǎng)與藥用價(jià)值高［1］. 然而受果實(shí)結(jié)構(gòu)等影響，采后極易受微生物感染而腐爛變質(zhì)［2］，制約其運(yùn)銷及產(chǎn)業(yè)發(fā)展．采用物理、化學(xué)、生物、復(fù)合技術(shù)等［3］保鮮無花果均有一定報(bào)道，其中臭氧（臭氧水）作為一種物理保鮮技術(shù)，具有廣譜防腐滅菌性和抑制果蔬衰老的作用［3］，在歐美等國(guó)已商業(yè)應(yīng)用［4］. 我們前期用電暈法產(chǎn)生的臭氧結(jié)合乙烯吸收劑［5］、不同頻次臭氧處理無花果［6］均取得一定效果．在臭氧產(chǎn)生方法中，（去離子水）電解法較紫外照射法和化學(xué)放射法所獲臭氧濃度高，且沒有電暈法產(chǎn)生的有害副產(chǎn)物氮化物問題，應(yīng)用前景較好［7］. 目前尚未見電解法產(chǎn)生的臭氧水保鮮無花果的研究報(bào)道. 本研究擬以電解法臭氧水對(duì)無花果進(jìn)行處理，確定最佳的處理濃度與時(shí)間，旨在為高效安全的電解法臭氧水用于無花果保鮮及常溫物流貯運(yùn)提供應(yīng)用參考.

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

無花果品種為‘瑪斯義·陶芬’，2018年7月28日采自本地區(qū)生態(tài)果園. 選擇新鮮無損傷、7～8成成熟度、大小一致的果實(shí)及時(shí)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室處理.

1.2 主要儀器

TW-PWP200型純水處理系統(tǒng)（上海沃迪自動(dòng)化裝備股份有限公司）；QCQJ-1-3型電解式臭氧氣機(jī)（武漢威蒙環(huán)?？萍加邢薰荆?；HPSJ-25型臭氧氣液混配機(jī)（武漢威蒙環(huán)保科技有限公司）.

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

1.3.1 工藝流程

果實(shí)篩選并分組→不同濃度臭氧水制備→果實(shí)臭氧水防腐保鮮處理→晾干包裝→常溫貯藏→樣品定期評(píng)估.

1.3.2 操作要點(diǎn)

（1）果實(shí)篩選并分組：篩選成熟度一致、大小相當(dāng)?shù)臒o花果果實(shí)，每試驗(yàn)組取15個(gè)進(jìn)行處理.

（2）不同濃度臭氧水制備：嚴(yán)格按照QCQJ-1-3型電解式臭氧氣機(jī)操作說明，以新型質(zhì)子交換膜（PEM）用低壓直流電電解電導(dǎo)率小于3.0 μS/cm的高純?nèi)ルx子水，產(chǎn)生的臭氧以HPSJ-25型臭氧氣液混配機(jī)制成相應(yīng)濃度，臭氧水現(xiàn)制現(xiàn)用.

（3）果實(shí)臭氧水防腐保鮮處理：在超凈操作間，將分選好的每組無花果迅速浸泡在相應(yīng)濃度的臭氧水中一段時(shí)間. 影響臭氧水保鮮效果的主要因素為處理濃度與時(shí)間，因此以這兩個(gè)因素作為試驗(yàn)因素，以果實(shí)腐爛率、貯藏壽命為評(píng)價(jià)指標(biāo)，確定每個(gè)單因素的優(yōu)化中心，在此基礎(chǔ)上，以果實(shí)腐爛率和貯藏壽命的綜合評(píng)分為評(píng)估指標(biāo)，以臭氧水處理時(shí)間（A）、處理濃度（B）為考查變量，設(shè)置空列誤差項(xiàng)（C）， 進(jìn)行三因素三水平L9（33）空列正交設(shè)計(jì)及其優(yōu)化分析（見表1、表2、表3），確定無花果防腐保鮮的最佳工藝條件.

（4）晾干包裝、常溫貯藏及效果評(píng)估：在超凈工作間，將處理的無花果常溫晾干，（PE）塑料袋分裝并熱合封口，每組處理分3袋，單袋5個(gè)果實(shí)，置室溫（30 ℃±5 ℃）模擬常溫物流貯運(yùn)條件，定期測(cè)定果實(shí)腐爛率、貯藏壽命及其保鮮綜合分值.

1.3.3 指標(biāo)及測(cè)定方法

（1）腐爛率測(cè)定 ：參照歐高政等［8］的方法 .

腐爛率=∑(腐爛級(jí)別×該級(jí)別果實(shí)數(shù)量)/(最高腐爛級(jí)別×總果實(shí)數(shù))×100%

（2）貯藏壽命測(cè)定

借鑒陳蔚輝等［9］、杜傳來等［10］的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)與方法.

（3）防腐保鮮綜合評(píng)分

以腐爛率和貯藏壽命兩個(gè)指標(biāo)（權(quán)重系數(shù)分別為0.5，0.5）的綜合評(píng)分作為評(píng)定指標(biāo)，以優(yōu)化無花果臭氧水處理的最佳工藝條件，綜合評(píng)分越接近1為效果越好.

式中：Xmin——正交設(shè)計(jì)各試驗(yàn)組中腐爛率的最低值，Xi——各組腐爛率的測(cè)定值；Zmax——正交設(shè)計(jì)各試驗(yàn)組中貯藏壽命的最大值，Zi——各組貯藏壽命的測(cè)定值.

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

本試驗(yàn)測(cè)定指標(biāo)取樣以各處理包裝袋為單位，重復(fù)3次，取平均值，所得數(shù)據(jù)均采用Excel軟件進(jìn)行處理、分析與作圖，采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn).

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)

2.1.1 電解式臭氧水處理濃度對(duì)無花果防腐保鮮效果的影響

在電解式臭氧水處理時(shí)間為7 min 時(shí)，研究臭氧水不同濃度（11，14，18，22，26 mg/L）對(duì)無花果防腐保鮮效果的影響，結(jié)果見圖1與圖2. 由圖1可知，隨著臭氧水處理濃度的增加，果實(shí)腐爛率呈先下降后略微上升的趨勢(shì)，在濃度為22 mg/L時(shí)腐爛率最低. 由圖2可知，無花果的貯藏壽命隨臭氧水處理濃度的增加，呈先增加后降低的規(guī)律，在濃度為22 mg/L時(shí)，果實(shí)貯藏壽命值最大，與腐爛率抑制的最佳中心點(diǎn)濃度一致（圖1）. 可能是臭氧水濃度過高（高于22 mg/L）會(huì)加速氧化衰老，因此，取22 mg/L臭氧水濃度為后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)中心點(diǎn).

2.1.2 電解式臭氧水處理時(shí)間對(duì)無花果防腐保鮮效果的影響

在電解式臭氧水處理濃度為18 mg/L的條件下，探討電解式臭氧水不同處理時(shí)間（1.25，3.5，7，15，30 min）對(duì)無花果防腐保鮮效果的影響，結(jié)果如圖3、圖4所示.隨著臭氧水處理時(shí)間的延長(zhǎng)，無花果腐爛率總體呈現(xiàn)先下降后上升的規(guī)律，處理7 min時(shí)果實(shí)腐爛率最低（圖3）；果實(shí)貯藏壽命則隨臭氧水處理時(shí)間增加，呈現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，處理時(shí)間為7 min時(shí)果實(shí)貯藏壽命亦最大（圖4）. 電解式臭氧水防腐處理時(shí)間7 min后存在腐爛率上升、貯藏壽命下降的原因，可能是處理時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致無花果內(nèi)部出現(xiàn)未知的不可逆氧化損傷. 所以選擇處理時(shí)間為7 min作為后續(xù)優(yōu)化試驗(yàn)的中心點(diǎn).

2.2 無花果防腐保鮮的電解式臭氧水處理工藝參數(shù)優(yōu)化

根據(jù)上述單因素結(jié)果，采用正交試驗(yàn)研究臭氧水處理時(shí)間與濃度因素對(duì)無花果防腐保鮮的影響，正交因素水平設(shè)計(jì)見表1，試驗(yàn)結(jié)果見表2、表3，方差分析見表4．

圖1 不同濃度臭氧水處理無花果腐爛率變化

圖2 不同濃度臭氧水處理無花果貯藏壽命變化

由表3可知，臭氧水各處理因素對(duì)果實(shí)腐爛率、貯藏壽命及其防腐保鮮綜合分值影響的主次順序一致，均為A（臭氧水處理時(shí)間）＞B（臭氧水處理濃度）＞C（空列誤差項(xiàng)）. 控制腐爛率較好的臭氧水處理?xiàng)l件為A2B1，控制果實(shí)貯藏壽命較好的臭氧水處理?xiàng)l件為A1B3，而對(duì)果實(shí)防腐保鮮綜合分值最佳的臭氧水處理?xiàng)l件為A1B3, 即濃度為24 mg/L的電解式臭氧水處理無花果5 min. 該組合正好出現(xiàn)在試驗(yàn)結(jié)果表2中，是其綜合評(píng)分最高的第3組．

由表4方差分析可知，臭氧水處理濃度、處理時(shí)間對(duì)無花果果實(shí)腐爛率、貯藏壽命、防腐保鮮綜合評(píng)分的影響，在各自因素內(nèi)不同處理水平間均達(dá)到了顯著性差異程度（F＞F0.05). 其中臭氧水處理時(shí)間的不同水平對(duì)腐爛率和貯藏壽命的影響達(dá)到了極顯著差異程度（F＞F0.01)，說明臭氧水濃度與時(shí)間各因素內(nèi)水平的選取對(duì)上述評(píng)估指標(biāo)影響較大，需嚴(yán)格控制處理水平.

圖3 不同時(shí)間臭氧水處理無花果腐爛率的變化

圖4 不同時(shí)間臭氧水處理無花果貯藏壽命變化

表1 正交試驗(yàn)因素水平表

表2 正交試驗(yàn)與結(jié)果

2.3 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)

根據(jù)上述單因素與正交試驗(yàn)確定的無花果電解式臭氧水防腐保鮮最佳處理?xiàng)l件，進(jìn)行3次重復(fù)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，得到果實(shí)腐爛率平均值為29.95%、貯藏壽命為6 d，防腐保鮮綜合分值優(yōu)于正交表中其他各組，證實(shí)了此優(yōu)化結(jié)果的可靠性. 此外，與未處理的對(duì)照組相比，該臭氧水最佳條件處理的果實(shí)，腐爛率顯著降低55.67%，貯藏壽命提高1倍，對(duì)果實(shí)防腐保鮮效果較好.

3 結(jié)論

表3 正交試驗(yàn)極差分析結(jié)果

從引起無花果腐爛導(dǎo)致貯藏壽命減少的誘因入手，采用安全、高效的電解式臭氧水物理防腐手段，兼顧對(duì)果實(shí)防腐品質(zhì)與壽命兩方面評(píng)估，研究了處理濃度與時(shí)間對(duì)模擬常溫物流貯運(yùn)期果實(shí)貯藏壽命、腐爛率及其綜合分值的影響．通過單因素與正交試驗(yàn)及方差分析，獲得無花果防腐保鮮的電解式臭氧水最佳處理?xiàng)l件. 即無花果在超凈工作間中，以濃度為24 mg/L的臭氧水處理5 min，無菌環(huán)境自然晾干，再PE袋包裝，可使其常溫貯藏壽命較對(duì)照組提高1倍、腐爛率降低55.67%，防腐保鮮綜合效果較好，對(duì)該品種無花果電商銷售等常溫物流貯運(yùn)具有重要的應(yīng)用參考價(jià)值.

表4 腐爛率、貯藏壽命及綜合評(píng)分方差分析結(jié)果