（农产品加工及贮藏工程专业论文）空气电离生成气对黄瓜储藏品质影响的研究.pdf

一；j 藏：；ij ：磷 。一”；_ 、它i ， 、 、t 、 + ，? 华中农业大学学位论文独创性声明及使用授权书 学位论文 否如需保密，解密时间年月日 是否保密 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研 究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华中农业大学或其他教育机构 的学位或证书而使用过的材料，指导教师对此进行了审定。与我一同工作的同志 对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明，并表示了谢意。 研究生签名：j - 为 时间： 切力 年 易月罗 日 黼张瑞名别考可 签名吼神年6 月7 日 签名魄芴僻名月外 华中农业大学2 0 1 0 届硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i i l 前言11 日u 舌1 1 1 黄瓜的贮运特性1 1 1 1 黄瓜的商品价值1 1 1 2 黄瓜的采收与储运特性1 1 1 3 黄瓜的生理代谢1 1 2 黄瓜贮藏保鲜研究进展2 1 3 空气放电臭氧保鲜技术3 1 3 1 空气放电臭氧理化性质3 1 3 2 空气放电臭氧的保鲜研究3 1 3 3 臭氧气体保鲜设备的研究6 1 3 4 臭氧保鲜机的应用6 1 4 空气放电负离子保鲜技术7 1 4 1 天然负离子的来源7 1 4 2 人工负离子形成机理7 1 4 3 负离子保鲜果蔬的作用机理7 1 4 4 负离子发生器发展8 1 5 本题立体背景、意义及研究内容8 1 5 1 本题的立体背景及意义8 1 5 2 研究内容9 2 试验材料及方法1o 2 1 试验原料1 0 2 2 主要试剂1o 2 3 主要仪器1 0 2 4 实验方法1 1 2 4 1 试验装置设计1 1 2 4 2 不同浓度臭氧处理方法1 1 2 4 3 不同浓度负离子处理方法1 2 2 4 4 低温空气电离生成气处理1 2 2 4 5 黄瓜感官品质和各项生理生化指标的测定1 2 2 4 6 数据的统计与分析1 5 3 实验结果与分析1 6 空气电离生成气对黄瓜贮藏品质影响的研究 3 1 不同浓度臭氧对于常温贮藏黄瓜品质的影响1 6 3 1 1 臭氧处理对黄瓜贮藏期间感官品质的影响1 6 3 1 2 臭氧处理对黄瓜贮藏期间呼吸强度的影响1 7 3 1 3 臭氧处理对黄瓜贮藏期间含水量的影响1 8 3 1 4 臭氧处理对黄瓜贮藏期间失重率的影响1 8 3 1 5 臭氧处理对黄瓜贮藏期间可溶性固形物的影响1 8 3 1 6 臭氧处理对黄瓜贮藏期间叶绿素的影响2 0 3 1 7 臭氧处理对黄瓜贮藏期间可滴定酸的影响2 0 3 1 8 臭氧处理对黄瓜贮藏期间还原糖的影响2 l 3 1 9 臭氧处理对黄瓜贮藏期间保鲜指数的影响2 2 3 2 不同浓度负离子生成气对于常温贮藏黄瓜品质的影响2 2 3 2 1 负离子处理对黄瓜贮藏期间感官品质的影响2 2 3 2 2 负离子处理对黄瓜贮藏期间呼吸强度的影响2 3 3 2 3 负离子处理对黄瓜贮藏期间含水量的影响2 3 3 2 4 负离子处理对黄瓜贮藏期间失重率的影响2 4 3 2 5 负离子处理对黄瓜贮藏期间可溶性固形物的影响2 5 3 2 6 负离子处理对黄瓜贮藏期间叶绿素的影响2 5 3 2 7 负离子处理对黄瓜贮藏期间可滴定酸的影响2 5 3 2 8 负离子处理对黄瓜贮藏期间还原糖的影响2 7 3 2 9 负离子生成气处理对黄瓜贮藏品质的综合影响2 7 3 3 空气电离生成气低温储藏对黄瓜生理的影响的研究2 8 3 3 1 臭氧及负离子处理低温贮藏黄瓜感官品质变化2 8 3 3 2 臭氧及负离子处理低温贮藏黄瓜呼吸强度的影响2 8 3 3 3 臭氧及负离子处理低温贮藏黄瓜含水量的影响2 8 3 3 4 臭氧及负离子处理低温贮藏黄瓜失重率的影响：3 0 3 3 5 臭氧及负离子处理低温贮藏黄瓜m d a 的影响3 0 3 3 6 臭氧及负离子处理低温贮藏黄瓜p p o 的影响一3 l 3 3 7 臭氧及负离子处理低温贮藏黄瓜p o d 的影响3 2 3 3 8 臭氧及负离子处理对低温贮藏黄瓜力学品质的影响3 2 3 4 空气电离生成气低温储藏对黄瓜力学品质的影响的研究3 3 3 4 1 不同处理对黄瓜脆度的影响3 3 3 4 2 不同处理对黄瓜硬度的影响3 5 3 4 3 不同处理对黄瓜弹性的影响3 6 3 4 4 黄瓜表皮电镜观察结果3 8 3 4 5 黄瓜横切面观察结果3 9 华中农业大学2 0 1 0 届硕士学位论文 4 讨论4 l 4 1 不同浓度臭氧对常温贮藏黄瓜品质的影响4 l 4 2 不同浓度负离子生成气对常温贮藏黄瓜品质影响4 1 4 3 空气电离生成气低温储藏对黄瓜生理影响研究4 2 4 4 空气电离生成气低温储藏对黄瓜力学品质的影响4 3 5 结论4 4 5 1 不同浓度臭氧对常温贮藏黄瓜品质影响4 4 5 2 不同浓度负离子生成气对常温贮藏黄瓜品质影响4 4 5 3 空气电离生成气低温储藏对黄瓜生理影响4 4 5 4 低温条件下电离生成气对贮藏黄瓜力学品质影响4 5 参考文献4 6 致 射5 3 华中农业大学2 0 1 0 届硕士学位论文 摘要 本文综述了国内外黄瓜( c u c u m 括s a 疗v u s l ) 的储藏保鲜技术以及空气电离生成 气应用于贮藏保鲜果蔬的现状，提出了分别以不同浓度的臭氧或负离子结合保鲜盒 包装处理贮藏黄瓜的技术方案，进行了常温( 1 9 2 5 ) 条件下，以不同浓度的臭氧 或负离子处理黄瓜贮藏1 0 天的比较试验，研究不同空气电离生成气对贮藏过程中黄 瓜的感官品质、呼吸强度、水分、叶绿素、失重率、可溶性固形物，可滴定酸等生 理指标的影响，进而判断选择适宜的臭氧及负离子使用浓度。研究低温1 2 条件下， 贮藏黄瓜2 8 天，选择一定浓度的空气负离子及臭氧贮藏黄瓜，研究其分别对黄瓜呼 吸强度、水分、m d a 、p p o 、p o d 以及黄瓜的硬度、脆度、弹性的影响，扫描电镜 观察黄瓜表皮受空气电离生成气作用的影响。主要实验结果如下： 1 空气臭氧生成气对黄瓜的保鲜的影响 常温条件下，不同浓度的臭氧处理黄瓜实验结果表明，每天通臭氧( 1 1 1 2 m g l ) 有利与黄瓜贮藏期的延长，保鲜品质最佳，在贮藏过程中较好地抑制了黄瓜的呼吸 作用，水分的散失，可溶性固形物的分解和可滴定酸的下降。较高浓度的臭氧 ( 1 6 6 8 m g l ) 会对黄瓜表皮的叶绿素造成伤害，使表皮汁液外流，失重增加，还原 糖下降过快，在贮藏时不宜选择。 2 空气负离子生成气对黄瓜的保鲜的影响 不同浓度的负离子每天处理黄瓜，常温下贮藏1 0 天，结果表明每日通2 分钟的 3 0 0 5 0 0 万单位负离子贮藏最有利于黄瓜品质的保持。以负离子处理的黄瓜没有长霉 和腐败现象，并且负离子可以显著抑制黄瓜的呼吸强度增大以及含水量和可溶性固 形物的下降，可以保持黄瓜良好的色泽。高浓度的负离子可以抑制黄瓜可滴定酸的 下降，但是对于还原糖下降的抑制作用并不明显。 3 空气电离生成气低温储藏对黄瓜生理的影响 以黄瓜最适温度1 2 贮藏，并以空气电离生成气( 臭氧、负离子) 以适宜浓度 每2 天处理一次黄瓜，研究1 2 储藏条件下，臭氧及负离子对于黄瓜贮藏品质的影 响。实验结果表明负离子处理保鲜效果最佳，储藏后的黄瓜质地香脆可口，保鲜期 延长至2 8 天，对比臭氧及空白处理，负离子加低温对于黄瓜衰老具有抑制作用，且 该处理可显著抑制黄瓜呼吸强度的上升，控制黄瓜失重及失水，相对于空白对照能 显著抑制m d a 含量的变化，保持表皮的完整性，防止汁液外流。负离子对于p o d 和p p o 活性的抑制作用也高于臭氧处理。 4 空气电离生成气低温储藏对黄瓜力学参数以及表皮的影响 冷藏1 2 条件下，以一定浓度负离子、臭氧定期处理黄瓜，通过对黄瓜的力学 参数的分析，实验结果表明负离子有利于对整条新鲜黄瓜的的硬度保持，而对脆度 及弹性也均具有利影响。相对而言，臭氧处理对于黄瓜果蒂部的硬度的保持不利。 空气电离生成气对黄瓜贮藏品质影响的研究 扫描电镜观察臭氧处理的黄瓜表皮超微结构的蜡质有明显减少的现象，而负离子处 理组的黄瓜蜡质保存完好。 关键词：黄瓜；空气电离生成气；臭氧；负离子；贮藏；保鲜；贮藏生理 a b s t r a c t t h i sp a p e rr e v i e w e dt h et e c h n o l o g i c a ld e v e l o p m e n to ft h es t o r a g eo fc u c u m b e r ( c u c u m i ss a t i v u sl ) ，a n ds u m m a r i z e dt h er e s e a r c hr e s u l t si ne x p e r i m e n t so na p p l i c a t i o n o fi o n i z e da i rt op r e s e r v a t i o no ff r u i ta n dv e g e t a b l e s i nt h e10 一d a yr e s e a r c h ，e f f e c to f u s i n go z o n e o ra n i o ne v e r yd a yf o rc u c u m b e rs t o r a g ei n19 - 2 5 cw e r ec o m p a r e d t o t a l s e n s o r yq u a l i t y ，r e s p i r a t i o n , w a t e r ，c h l o r o p h y l l ，w e i g h tl o s s ，s o l u b l es o l i d s ，t i t r a t a b l ea c i d a n do t h e rp h y s i o l o g i c a li n d i c a t o r so fc u c u m b e rw e r es t u d i e dw h e nc u c u m b e r sw e r e s t o r a g e da tr o o mt e m p e r a t u r e c u c u m b e r sw e r ei n d i v i d u a le x p o s u r e dt o o z o n eo ra n i o n g a se v e r yo t h e rd a ya t 12 cf o r2 8d a y s q u a l i t y - r e l a t e da t t r i b u t e so fc o l d - s t o r a g e c u c u m b e r st h r o u g hq u a l i t a t i v ea n dq u a n t i t a t i v e e v a l u a t i o n i n c l u d i n g w a t e r l o s s ， r e s p i r a t i o nr a t e ，p o l y p h e n o l o x i d a s e ( p p o ) ，p e r o x i d a s e ( p o d ) ，m d a ，f i r m n e s s ，b r i t t l e n e s s ， s p r i n g n e s sa n ds c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p yo fc u c u m b e rs k i nd u r i n gs t o r a g e w e r e e x a m i n e d t h em a i nr e s u l t sw e r ea sf o l l o w s ： 1 e f f e c to fo z o n eg a si nt h ep r e s e r v a t i o no fc u c u m b e r w h i l eu n d e rn o r m a lt e m p e r a t u r ec o n d i t i o n , t h eb e s te f f e c to fp r e s e r v a t i o nw a s s h o w e di nt h et r e a t m e n to fo z o n eg a st oa1 112 m g lo fc o n c e n t r a t i o ne v e r yd a y s u c h o z o n et r e a t m e n tw a sc o n s i d e r e dap o t e n t i a lt oe x t e n ds t o r a g el i f e ，i n h i b i t e dt h er e s p i r a t i o n r a t e s ，w a t e rl o s sa n ds o l u b l es o l i d sd e c o m p o s i t i o no fc u c u m b e r h i 【g hc o n c e n t r a t i o n so f o z o n e ( 1 6 6 8 m g l ) d a m a g e dc u c u m b e re p i d e r m i sc h l o r o p h y l l ，r e s u l t e di nt h eo u t f l o wo f s k i nj u i c e ，a c c e l e r a t e dt h et r e n do fw e i g h tl o s si n c r e a s ea n dr e d u c i n gs u g e rs i g n i f i c a n t l y d e c r e a s e s o ，h i g hc o n c e n t r a t i o no z o n et r e a t m e n tw a s n o tag o o dc h o i c ef o rc u c u m b e r p r e s e r v a t i o n 2 e f f e c to fa n i o ng a si nt h ep r e s e r v a t i o no fc u c u m b e r c u c u m b e r sw e r ep r e s e r v e di nr o o mt e m p e r a t u r es t o r a g e df o r10d a y sw i t hd i f f e r e n t c o n c e n t r a t i o n so fa n i o nd a i l yt r e a t m e n t s r e s u l t ss h o w e dt h a t3 - 5m i l l i o nu n i t sa n i o n d i s c h a r g e df o r2m i n u t e se v e r yd a yw a st h em o s tf a v o r a b l et r e a t m e n tt o m a i n t a i nt h e q u a l i t yo fc u c u m b e r t h e r ew a sn om i l d e wa n dc o r r u p t i o np h e n o m e n o nf o u n di n t h e w h o l es t o r g ea sr e s u l t so fa n i o nt r e a t m e n t a n i o nt r e a t m e n ts i g n i f i c a n t l yi n h i b i t e dt h e r e s p i r a t i o nr a t eo fc u c u m b e r ，t h ed e c l i n eo fw a t e rc o n t e n ta n ds o l u a b l es o l i d sl o s s ，a n d a l s om a i n t a i n e dg o o ds k i nc o l o r h i g hc o n c e n t r a t i o no fa n i o ni n h i b i t e dt h ed e c r e a s eo f t i t r a t a b l ea c i di nc u c u m b e r ，b u tg o tn os i g n i f i c a n ti m p a c t i o ni nr e d u c i n gs u g a r 3 e f f e c to fi o n i z e da i ra n dl o wt e m p e r a t u r ei np h y s i o l o g i c a lc h a r a t e r i s t i c so fc u c u m b e r c u c u m b e r sw e r er e s p e c t i v e l ye x p o s e dt oa p p r o p r i a t ec o n c e n t r a t i o n so fi o n i z e da i r i n c l u d i n go z o n ea n da n i o ne v e r yt w od a y sa tt h eo p t i m u ms t o r a g et e m p e r a t u r eo f12 c i i i e f f e c t so fo z o n ea n da n i o nt r e a t m e n t si nt h ec h i l l i n gs t o r a g eo fc u c u m b e rw e r es t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a ta n i o nt r e a t m e n tm a i n t a i n e dt h ef r e s hb e s t a n dc u c 啪b e r sa f t e r 2 8 - d a y ss t o r a g es t i l lg o tt h ec r i s p yt e x t u r ea n dt a s t e dd e l i c i o u s c o m p a r i n gw i t ho z o n e a n db l a n kt r e a t m e n t ，a n i o nt r e a t m e n t s i g n i f i c a n t l yi n h i b i t e dt h et r e n do fa g i n gi n c u c u m b e r s ，t h er e s p i r a t i o nr a t e s ，w e i g h tl o s sa n dt h e c h a n g e so fm d ac o n t e n t a si t a p p e a r e dt ok e e pt h ei n t e g r i t yo fs k i n ，j u i c e sd r a i no fc u c u m b e rw a s p r e v e n t e d a n da l s o t h ei n h i b i t i o no fp o da n dp p oa c t i v i t i e si na n i o nt r e a t m e n tw e r em o r ee 施c i e n tn l a n o z o n e 仃e a t m e n t 4 e f f e c to fi o n i z e da i ra n dl o w t e m p e r a t u r ei nm i c r o t e x t u r ep a r a m e t e r so fc u c u m b e rs k i n c u c u m b e r sw e r et r e a t e ds e p e r a t e l yb y a p p r o p r i a t ec o n c e n t r a t i o n so fo z o n ea n da n i o n i nt h ec h i l l i n gs t o r a g eo f12 。c t h r o u g ht h e a n a l y s i so fs o m et e x t u r ep a r a m e t e r so f c u c u m b e r s ，i ts h o w e dt h a ta n i o nc o u l dm a i n t a i nt h eh a r d n e s s 、b r i t t l e n e s sa n ds p r i n g i n e s s o ft h ew h o l ec u c u m b e r ，w h i l eo z o n et r e a t m e n ta p p e a r e du n f a v o r a b l e w a x ys u b s t a n c e s e e m e dd e c r e a s e d o b v i o u s l y i n o z o n e t r e a t e dc u c u m b e rs k i n c o m p a r i n g w i t h a n i o n - t r e a t e dc u c u m b e rs k i nb ys c a n n i n ge l e c t r o nm i c r o s c o p y k e yw o r d s ：c u c u m b e r ；i o n i z e da i r ；o z o n e ；a n i o n ；s t o r a g e ；f r e s h k e e p i n g ；p h y s i o l o g i c a l i v 华中农业大学2 0 1 0 届硕士学位论文 l 刖看 1 1 黄瓜的贮运特性 1 1 1 黄瓜的商品价值 黄瓜( c u c u m i s s a t i v u s l ) 又称青瓜、刺瓜，是葫芦科中攀援一年生的草本蔬菜 ( h e c t o r ，2 0 0 6 ) 。新鲜黄瓜形状美观，爽脆可口，营养价值高，生熟食皆可，因而 成为我国居民喜食的家常蔬菜。黄瓜中不仅富含多种维生素与矿物质，还含有丙醇 二酸、果糖、绿原酸、咖啡酸、葫芦素、黄瓜酶、多种游离氨基酸以及挥发油等。 黄瓜有助于减肥和人体免疫力的提高。黄瓜富含维生素e ，可起到抗衰老，延年益 寿的作用( 陈惠明，1 9 9 9 ) 。黄瓜的美容产品也较多，并常用其润肤，去皱功效作 宣传。黄瓜中所含的丙氨酸、精氨酸和谷胺酰胺对肝脏患者，特别是对酒精性肝硬 化病人有一定辅助治疗作用，并可防治酒精中毒。因为黄瓜的升糖指数不高，糖尿 病人常将之代淀粉类食物食用，且血糖不升反降。此外，黄瓜含有丰富的膳食纤维， 因而对预防便秘有益，多食可帮助肠道清除毒素( 朱振华，1 9 9 4 ) 。黄瓜不仅是一 种具有较多保健功能的蔬菜，并且以其优良的风味深受大众喜爱，因而具有极高的 商品价值。 1 1 2 黄瓜的采收与储运特性 黄瓜种植广泛，栽培历史悠久，是一种世界性蔬菜。它按形态分有小黄瓜、刺 黄瓜、短黄瓜和鞭黄瓜等。南方地区春、夏、秋三季可栽培，一般4 月开始上市； 广州冬季仍可栽培；北方地区则一般6 月开始上市，无霜期长的可春、秋两季栽培， 无霜期短的则只可种一季；另外，冬季来临时还可对黄瓜采以保护性生产。黄瓜全 国各地均有栽培，因而可做到周年供应( 张桂，2 0 0 3 ) 。 鲜食黄瓜在开花后1 8 天采收，此时瓜已长大。贮运的黄瓜要求采收生长在植株 中部的“腰瓜”，忌用“根瓜”。“根瓜”多与地相接，瓜型不好且易带病菌，贮后易腐 烂，而项部的瓜秧多已衰老，瓜型不一，不耐储藏且营养含量不足。采收时要轻拿 轻放，避免发生机械损伤，力求“顶花带刺”。采收后应避免日晒、雨淋，及时包装， 并放在阴凉处或冷库中预冷。预冷温度要依据情况而定，就近或是短途运输的只需 放置阴凉处即可；供长途运输或贮藏的，特别是供冷链的运输，须在冷库中预冷， 并在2 4 小时内达到适宜要求的温度( 章建浩，2 0 0 3 ) 。 1 1 3 黄瓜的生理代谢 黄瓜为呼吸非跃变型果实，采后新陈代谢旺盛，且仍有较高的呼吸和蒸腾作用 ( 张秀玲，2 0 0 1 ) 。黄瓜不耐藏，在常温下存放几天就开始衰老，叶绿素的降解也 空气电离生成气对黄瓜贮藏品质影响的研究 会使表皮由绿色逐渐变成黄色。贮藏过程中，营养物质易发生转移，形成“大头”现象， 而瓜尾部组织会因失水萎蔫、收缩而变形，变糠，果肉绵软，黄瓜的酸度也相应增 高，食用品质随之显著下降。另外，黄瓜含水量高，质地脆嫩，易受机械损伤，瓜刺 易被碰落，形成伤口流出汁液，若组织有破损则更易失水萎蔫和遭受微生物侵害以 致腐烂变质。因此，黄瓜是一种典型易腐蚀的蔬菜，贮藏条件须严格加以控制。我 国的黄瓜冷藏与运输技术行业标准规定，黄瓜的适宜相对湿度为9 0 9 5 ，适 宜贮藏温度为1 0 1 3 。在温度低于1 0 时，黄瓜易发生冷害，但在高湿度下，有 利于减少冷害的发生( 张平真，2 0 0 4 ) 。 1 2 黄瓜贮藏保鲜研究进展 传统简易储藏黄瓜的方法主要应用缸藏、窖藏、水井贮藏等，长久以来人们也 发现这些传统方法对于延长黄瓜商品期的作用有限，传统方法建造的储藏室通常过 于简陋，易形成高湿度且易受污染，因而贮藏黄瓜的环境温度和湿度不稳定，最终 黄瓜很可能在储藏室内受感染而提前腐烂变质( 郝艳丽，2 0 0 5 ) 。丹阳等利用1 0 0 k v m 高压静电场短时处理“津研1 号”黄瓜，用以探索高压静电保鲜作用的适宜操作， 发现短时高压静电场的处理并对于黄瓜贮藏不利，同时也降低采后抗病性，所以结 论认为在高压静电保鲜操作中应当避免采用短时处理。乔勇进等利用热处理抑制贮 藏果蔬冷害的效果和机理，热处理“新丹4 号 黄瓜，发现发现在3 3 4 2 。c 温度范围 华中农业大学2 0 1 0 届硕士学位论文 象，维生素c 减少和叶绿素减少，效果优于保鲜膜保鲜( 万惠萍，2 0 0 8 ) 。钙制剂 膜因主要成分取自鸡蛋壳，而具有天然且无毒的特性，符合绿色食品和环境保护要 求，但保鲜效果较弱，黄瓜的货架期只达4 - 6 天，不经济适用。中草药涂膜因为膜 材料的提取麻烦，费用较高应用较少且只能延长2 3 天的货架期，不利于大批量应 用。黄瓜的贮藏方法很多，但是对于黄瓜货架期的延长作用并不明显，且所需投资 成本较大( 段翰英，2 0 0 6 ) ，因而国内外众多科学家仍然在研究更为经济可行的能 长久保鲜黄瓜的方法。 1 3 空气放电臭氧保鲜技术 1 3 1 空气放电臭氧理化性质 臭氧( 0 3 ) 是氧( 0 2 ) 的同素异形体，具有特殊刺激味，常温下是一种不稳定 的淡蓝色气体，一个大气压下o c 的密度为2 1 4 4 9 l ，临界温度为1 2 c ，沸点为 11 9 c 。在标准压力和o c 温度下溶解度是氧的1 3 倍，空气的2 5 倍( 杨虎清，2 0 0 1 ) 。 臭氧的化学性质极不稳定，常温条件下，臭氧在大气中半衰期为5 0 m i n ，所以不能 像其它气体那样装入瓶中储存，而只能现用现生产。臭氧氧化还原电位电极电位达 2 0 7 v ，仅次于氟，其氧化能力也高于氯和二氧化氯。臭氧可将有害物质氧化为二氧 化碳、水或矿物盐，自身又极易分解为氧气，因而不会对环境造成2 次污染，绿色 又环保，被称为“绿色强氧化剂 ( 宗旭，2 0 0 2 ) 。 1 3 2 空气放电臭氧的保鲜研究 1 3 2 1 臭氧杀菌作用 臭氧可作为气体灭菌剂，具有抑菌和灭菌作用，通常是综合物理、化学以及生 物学等方面共同作用的结果，而臭氧杀菌机理认为与其溶菌作用有关( b a r r o n ， 1 9 5 4 ) 。在一定的浓度下，臭氧能与细菌、病毒产生生化氧化反应。臭氧很不稳定， 分子结构易变，在常温、常压下可很快分解成氧和单个氧原子。单个氧原子活性很 高，能氧化分解细菌内的氧化所需的葡萄糖氧化酶，进而直接破坏细菌、病毒的细 胞膜，使膜结构成分受到损伤，新陈代谢发生障碍并生长受抑制，因而细菌物质代 谢、生长和繁殖过程被破坏( 李莉杰，1 9 9 9 ) 。研究发现高湿度有利于杀菌力的提 高，主要是由于高湿度下微生物细胞膜会变薄，臭氧就更易破坏组织( 邓义才，2 0 0 5 ) 。 臭氧对几乎所有的霉菌、病菌、真菌、原虫、幼囊具有显著灭活效果，甚至可破坏 肉毒杆菌毒素( k a s h i n a g i ，1 9 8 7 ；k a t z e n e l s o n ，1 9 8 6 ) 。臭氧灭菌时，浓度是一个 关键因素，浓度在0 2 m g m 3 以下的，几乎没有杀灭作用。另外，有报道臭氧能明显 抑制冷库低温低湿条件下存活的霉菌，甚至抑制霉菌孢子的萌发和生长( s m i l a n i c k , 2 0 0 2 ) 。早前s a r i g 等选用产气量为4 8 0 m g h 的臭氧发生器，以o 5 l m i n 的气流量 空气电离生成气对黄瓜贮藏品质影响的研究 通入3 0 l 容器，通气2 0 m i n ，使约2 k g 葡萄及其表面微生物反应的臭氧浓度约为 2 1 4 m g m 3 ，葡萄冷藏9 周品质好与对照。且用臭氧处理接种葡枝根霉的葡萄或未接 种的葡萄，均显示明显的抑制腐烂作用( s a r i g ，1 9 9 6 ) 。 臭氧的杀菌作用常应用在果蔬的采后和入库杀菌，臭氧浓度在4 - 2 4 m g m 3 即可 达到满意的杀菌效果，一般可在果蔬入库前消毒空库，而冷库消毒最适臭氧浓度为 1 2 2 0 m g m 3 ，停机封库达2 4 小时后，对细菌的杀菌率及霉菌的杀菌率均高于8 0 ， 而相对来说对细菌杀菌率更高( 苏玲，2 0 0 2 ) 。果蔬的采后保鲜中臭氧也应用于灭 菌抑菌作用。p a l o u 研究发现0 6 3 m g m 3 臭氧气体可以延缓接种青霉、绿霉对橙子和 柠檬的侵染，因而有利于抑制其腐烂的发生( p a l o u ，2 0 0 1 ) 。王云等用k x e 型臭 氧发生器在0 2 m 3 的试验箱内一次性处理平菇3 0 m i n 后，于l6 2 0 下贮藏，在观察 期内发现该处理对平菇具有较好的抑菌和保鲜效果( 王云，1 9 9 4 ) 。 1 3 2 2 臭氧对果蔬生理影响 国外早有研究指出臭氧可抑制果蔬呼吸作用，钝化果蔬代谢所需的酶，从而减 缓果蔬的新陈代谢，延长果蔬保鲜期( r i c e ，1 9 8 8 ) 。l i e w 等以浓度为1 6 0 5 1 2 8 4 m g m 3 不等浓度的臭氧气体，分别以试验温度为2 0 。c 、1 6 c 和8 。c 以一定流量每天 处理胡萝b8 h ，试验2 8 d 后发现，较低的试验温度( 2 0 ) 下，采用的臭氧浓度的 越大，胡萝b 的呼吸强度和电导率增加的幅度越大( l i e w ，1 9 9 4 ) 。p e e z r 、k u e t 和 l y o n s 等认为以臭氧保鲜草莓，能保持了草莓的特殊香气，延长保鲜期。但 b a m a o v s k y a a 等报道，采用臭氧处理没有明显改变草莓、菜花等果蔬的感官品质。 f a a t i l 等用0 2 1 m g m 3 的臭氧处理洋葱和马铃薯，每天8 h ，每周5 d ，结果表明，该 处理减低了上述两种蔬菜的代谢强度，减少了腐烂损失；周志雄用臭氧处理库尔勒 香梨，结果表明，可明显抑制供试果实的呼吸强度( 周志雄，1 9 8 0 ) ，b e e k e r s o n 、 f r e d e r i 和h e w i t t 等研究指出，臭氧处理提高了供试果蔬细胞膜的相对电导率，叶绿 素和类胡萝b 素也易遭受破坏。高庆义等指出，保鲜果蔬时，如果使用的臭氧浓度 不当，会引起果蔬细胞损伤，而使其透性增大，细胞内含物外渗，从而造成品质的 下降或败坏( 高庆义，1 9 9 9 ) 。黎继烈等在室温条件下用臭氧处理采后金橘，实验 结果显示臭氧可以明显抑制金橘果实成熟衰老，主要表现在抑制呼吸作用和延缓硬 度下降，增强s o d 活性并减少m d a 积累( 黎继烈，2 0 0 7 ) 。b a z a r o v a 在温度为o 1 ， 相对湿度为9 0 9 5 的试验装置中，用5 - 6 m g m 3 的臭氧对试验苹果每天处理4 h ， 结果是降低了果实重量损失，减少了腐烂率( b a z a r o v a ，1 9 8 8 ) ；臭氧处理在一定程 度上可保持果蔬的营养成分，如董华强等用臭氧结合聚乙烯薄膜贮藏草菇，发现臭 氧处理的草菇比对照延长贮藏寿命1 0 h ，可溶性蛋白质含量和游离氨基酸含量均比 对照高( 董华强，1 9 9 8 ) 。草莓在2 * c 含0 3 5 u f l 臭氧的空气中处理3 d 后转移到2 0 模拟货架的条件下贮藏，实验结果表明维生素c 含量是对照的3 倍( p e r e z ，1 9 9 9 ) 。 4 华中农业大学2 0 1 0 届硕士学位论文 余世尘认为臭氧处理还诱导了黑莓和草菇p o d 活性，从而提高了机体的抗氧化能 力，延缓了衰老。王清章用5 - 8 m g m 3 的臭氧处理红菜苔，结果表明，贮藏前1 5 d ， 处理能明显降低红菜苔空心率，但贮藏后期，红菜苔基部发生褐变，而对照则无此 现象发生( 王清章，1 9 9 7 ) 。 1 3 2 3 臭氧对有害气体的降解作用 臭氧可氧化分解水体中的铁、锰、硫化氢、氰化物、亚硝酸盐、腐殖质、氨基 酸、胺类、含氮有机物、硝基化合物、叶绿素等( 王庆森，2 0 0 3 ；孙广明，2 0 0 0 ) ， 甚至能降解果蔬表面有机氯和有机磷的农药残留( 孔凡春，2 0 0 3 ；龚勇，1 9 9 9 ) 。 臭氧是一种强氧化剂，因此能够氧化许多饱和及非饱和的有机化合物质。国内外均 有报道利用臭氧处理可消除果蔬呼吸所释放出来的乙烯、乙醇、乙醛等有害气体， 从而降低果实的呼吸作用，延缓衰老，延长了货架期( 万娅琼，2 0 0 1 ) 。 1 3 2 4 臭氧其它方面作用 s a f i g 以8 m g m i n 处理接种r h o d o t o r u l a s t o l o n i f e r 的葡萄，每次2 0 分钟，无论 是在接种前或后，病原菌都能被有效抑制，腐烂率相对降低，而葡萄的果实植保素 上升明显，因而认为臭氧诱导了葡萄的抗病性( s a f i g ，1 9 9 6 ) 。而国内毕乃亮、蔡 建鹰和佘世望等也在对臭氧保鲜葡萄的实验中发现臭氧有利于葡萄的贮藏期的延 长。s c h r a u d n e r 等指出臭氧对于不同植物会相应产生不同防御体系，而相应的不同 体系诱导p r 蛋白、多胺的合成，消除活性氧的各种酶的产生，此也可能与抵抗病 原物密切相关( s a r i g ，1 9 9 6 ；王如福，2 0 0 2 ) 。赵钦球等臭氧处理可诱导新会橙果实 进入休眠状态，果皮气孔开口面积比对照缩小3 4 一4 9 ，因而减少了水分的散失和 养分的消耗( 赵钦球，1 9 9 0 ) 。郭建平等则发现冬小麦叶片对大气中臭氧浓度变化 的反映，处理冬小麦的臭氧浓度的升高，相应的，其气孔阻力也随之增大，而气孔 阻力的增大会使叶片内外气体交换和物质交换受阻( 郭建平，2 0 0 1 ) ，而从而影响 到作物的光合作用和蒸腾作用。佘世尘对葡萄和草莓的试验表明，放电处理可使果 皮气孔收缩，抑制蒸腾作用，使果实失重减少。 当然，除了有利的报道外，在利用臭氧保鲜果蔬的时候也发现一些特例。s k o g 等报道，8 5 6 x1 0 m g m 3 的臭氧化空气可明显延长在3 。c 下的菜花和无籽黄瓜的贮藏 期，但对在4 。c 下的蘑菇和1 0 下的黄瓜贮藏作用不明显。b o u n o u s 等在蓝莓上的 实验表明，与高二氧化碳贮藏相比，臭氧处理的果实的可溶性固形物含量上升 ( b o u n o u s ，1 9 9 9 ) 。到时臭氧处理对果蔬品质也可能游不利的影响，如臭氧处理虽 然使胡萝b 色泽更亮，但香味减少。p e r e z 等也发现臭氧处理的草莓香味减少，这可 能是臭氧降解了挥发性芳香物质，臭氧还可能导致草莓变色( p e r e z ，1 9 9 9 ) 。 空气电离生成气对黄瓜贮藏品质影响的研究 1 3 3 臭氧气体保鲜设备的研究 1 7 8 5 年，臭氧首次被德国科学家冯马鲁姆( v a nm a r u m ) 发现，但直到1 8 4 0 才被 荷兰科学家舒贝因( s c h o n b e i n ) 在做电解和电火花放电试验后，断定为一种气味异 常的新物质，并将该物质命名为臭氧o z o n e ，意为“难闻”( 沈群，2 0 0 0 ) 。随后的 科学家们对其进行了大量的研究。臭氧的技术已发展一百多年，在1 8 5 7 年，臭氧发 生管首次被冯西门斯( v o ns i e n m e n s ) 研制出。在2 0 世纪8 0 年代，市场上出现了 高频陶瓷沿面臭氧发生器，之后随着相关部件如电源、介电体材料、起源设备及监 控检测等方面的发展，又出现了流光放电和强电离放电臭氧发生器，从此臭氧的产 生率大幅得到提高，而能耗得到降低( 王启军，2 0 0 2 ) 。 几年来提及的“新臭氧技术 ，多采用高纯度的氧气作气源，利用变频技术和 变压装置制臭氧，因而提高了臭氧浓度和产量且电耗相应降低。另外添加了冷却水 循环系统，设置电热式尾气破坏装置，以分解尾气中超标的臭氧，并配备了完备的 检测系统等。大型的臭氧发生器产量可超过1 0 0 0 9 h ( 吴秀兰，2 0 0 7 ) 。臭氧发生器 的发展趋势将会是：体积越来越小，能耗越来越低，应用范围越来越广，配套技术 渐趋完善。目前生产臭氧的方法主要