高燕利，徐丹，任丹，吳習(xí)宇

(西南大學(xué) 食品科學(xué)學(xué)院，重慶，400700)

天然高分子涂膜能在果蔬表面形成半透性膜，通過(guò)減少果蔬水分散失和干物質(zhì)消耗，降低果蔬內(nèi)部CO2和O2與外界的氣體交換速率，從而延緩果蔬的生理代謝活動(dòng)，延長(zhǎng)果蔬的貯藏期[1]。納米材料具有比表面積大、光學(xué)性能好、機(jī)械強(qiáng)度高等特點(diǎn)，與高分子涂膜進(jìn)行復(fù)合，可提高涂膜的力學(xué)性能、熱學(xué)性能和阻隔性，從而改善涂膜的整體性能[2]。同時(shí)，納米材料如納米金屬和金屬氧化物具有良好的抗菌活性，將其引入高分子涂膜中可賦予其抗菌效果，從而抑制果蔬表面微生物的生長(zhǎng)，降低腐爛率。目前已有很多研究將納米材料與天然高分子復(fù)合涂膜用于采后果蔬尤其是水果的保鮮，并取得了顯著的效果。例如納米Ag可顯著提高殼聚糖的機(jī)械性能、氣體阻隔性能和抗菌性能，并延長(zhǎng)鮮切甜瓜的保質(zhì)期[3]；將納米SiO2與海藻酸鈉復(fù)合涂膜能有效延長(zhǎng)鮮切蘋(píng)果的貯藏期[4]；納米TiO2/殼聚糖復(fù)合涂膜結(jié)合外援NO處理，可有效降低枇杷的呼吸強(qiáng)度和腐爛率，減緩其木質(zhì)化敗壞進(jìn)程，從而具有更好的保鮮效果[5]；將納米ZnO加入羧甲基纖維素鈉(sodium carboxymethyl cellulose,CMC)中對(duì)新鮮石榴果粒涂膜，不僅能顯著抑制果粒表面嗜溫性細(xì)菌的生長(zhǎng)，并能降低果粒的失重率，維持較高的花青素和維生素C含量[6]。

但納米粒子因其顆粒小，在應(yīng)用于食品包裝時(shí)，可能會(huì)遷移到食品中導(dǎo)致安全風(fēng)險(xiǎn)[7]。目前，已有較多研究證實(shí)，含納米粒子的包裝膜(或容器)與食品[8](或食品模擬液[9])直接接觸時(shí)，納米粒子可從包裝材料遷移至食品(或食品模擬液)中。但新鮮果蔬表面納米復(fù)合涂膜中的納米粒子與果蔬界面間的遷移行為尚未有文獻(xiàn)報(bào)道。較多研究表明，培養(yǎng)液或土壤中的納米粒子能通過(guò)農(nóng)作物根莖表面的氣孔進(jìn)入農(nóng)作物體內(nèi)，參與其各項(xiàng)生理活動(dòng)，進(jìn)而對(duì)農(nóng)作物的抗氧化防御系統(tǒng)以及產(chǎn)量等產(chǎn)生重要影響。如YANG等[10]綜述了不同納米粒子處理并遷移進(jìn)植物體內(nèi)后對(duì)植物的生長(zhǎng)具有促進(jìn)或抑制作用：納米Ag能降低番茄的生物量和根長(zhǎng)[11]；納米CuO能抑制小麥植株的生長(zhǎng)[12]；納米TiO2能提高葉片葉綠素和過(guò)氧化氫酶含量，降低抗壞血酸過(guò)氧化物酶含量[13]等。

采后新鮮果蔬的果皮表面同樣具有大量氣孔，當(dāng)其與納米復(fù)合涂膜材料發(fā)生直接接觸時(shí)，納米粒子極有可能以不同形式從復(fù)合涂膜中遷移至果蔬內(nèi)部并參與其生理活動(dòng)。因此，本文采用具有良好抗菌和抗氧化活性的納米氧化鋅(ZnO nanoparticles，ZnO NPs)與CMC復(fù)合后，涂膜于采后紅橘表皮，考察了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)(3%、6%和10%)、不同粒徑(17、50和90 nm)的ZnO NPs與不同的紅橘貯藏溫度(4、12和20 ℃)對(duì)貯藏過(guò)程中果皮與果肉中Zn元素含量變化的影響，同時(shí)測(cè)定了紅橘果實(shí)的品質(zhì)指標(biāo)，果皮的總氧化能力和抗氧化酶活性，旨在探究復(fù)合涂膜中Zn向紅橘的遷移行為及其對(duì)紅橘品質(zhì)和抗氧化酶活性的影響，為其在采后果蔬保鮮的應(yīng)用上提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料試劑與儀器

新鮮紅橘(CitrustangerinaHort. ex Tanaka)，重慶潼南農(nóng)戶(hù)；ZnO NPs(17 nm，純度>99.9%)，北京博宇高科新材料技術(shù)有限公司；ZnO NPs(50 nm和90 nm，純度99.8%)，北京盛和昊源科技有限公司；CMC(實(shí)驗(yàn)純)，成都科龍化工試劑廠(chǎng)；總抗氧化能力檢測(cè)試劑盒、超氧化物歧化酶和苯丙氨酸解氨酶活性檢測(cè)試劑盒，北京索萊寶科技有限公司；其余試劑均為分析純，重慶鈦新化工有限公司。

Scientz-ⅡD超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)，寧波新芝生物科技股份有限公司；STHT-250恒溫恒濕箱，上海三騰儀器有限公司；AAS-5 000原子吸收分光光度計(jì)，北京達(dá)豐瑞儀器儀表有限公司；PAY CHECK Model 650頂空分析儀，美國(guó)膜康公司；2WAJ阿貝折射儀，上海光學(xué)儀器五廠(chǎng)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 涂膜液的制備

分別稱(chēng)取一定量17 nm的ZnO NPs,加入200 mL超純水，用超聲波細(xì)胞粉碎機(jī)分散得到質(zhì)量濃度分別為300、600和1 000 mg/L的ZnO NPs分散液,然后向上述分散液中分別加入2 g CMC攪拌均勻后得到3%、6%和10%(ZnO NPs相對(duì)于CMC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的復(fù)合涂膜液。按照相同的方法，分別配制ZnO NPs粒徑為50 nm和90 nm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為10%的復(fù)合涂膜液。另稱(chēng)取2 g CMC于200 mL超純水中攪拌均勻得到CMC涂膜液。

1.2.2 紅橘涂膜

從當(dāng)天采摘的紅橘中挑選質(zhì)量、大小、成熟度一致的果實(shí)，清洗后用體積分?jǐn)?shù)為2%的NaClO水溶液浸泡2 min以殺滅表面微生物。置于室溫下晾干后，將其隨機(jī)分組，每組約180個(gè)果實(shí)。對(duì)照組(CK)不再做任何處理，CMC組涂覆CMC涂膜液。為考查ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響，分別采用ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)3%、6%和10%的復(fù)合涂膜液對(duì)紅橘涂膜；為考查粒徑的影響，分別采用ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為10%，ZnO NPs粒徑為17、50和90 nm的復(fù)合涂膜液對(duì)紅橘涂膜。以上各組均置于相對(duì)濕度為90%，溫度為20℃的恒溫恒濕箱中貯藏。為考查貯藏溫度的影響，將ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)均為10%，ZnO NPs粒徑為17 nm的復(fù)合涂膜液對(duì)紅橘涂膜，并分別置于相對(duì)濕度為90%，溫度為4、12和20℃的恒溫恒濕箱中貯藏。

1.2.3 紅橘果皮與果肉中Zn含量的測(cè)定

各組紅橘果實(shí)涂膜后即開(kāi)始計(jì)時(shí)，前8 h內(nèi)每小時(shí)從各組隨機(jī)取出3個(gè)果實(shí)，直流水下洗凈表皮涂膜層后用超純水潤(rùn)洗一遍，隨后將果皮剝下切碎，與果肉分別于60 ℃烘箱中烘干磨粉，經(jīng)濕法消化[14]處理得到澄清的溶液后，用原子吸收分光光度計(jì)測(cè)定其中的Zn含量，單位為mg/kg DW，即每千克果皮(或果肉)干重(dry weight,DW)中的Zn含量。從第2天起每天取一次樣，每組隨機(jī)取3個(gè)果實(shí)，處理方法同上。

1.2.4 紅橘品質(zhì)的測(cè)定

將上述處理中的CK組、CMC組和采用ZnO NPs復(fù)合涂膜(ZnO NPs粒徑17 nm，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%)的紅橘(ZnO/CMC組)用于品質(zhì)測(cè)定，貯藏溫度為20℃，相對(duì)濕度為90%。

(1)果實(shí)失重率的測(cè)定

每次測(cè)量從各組中隨機(jī)選出50個(gè)果實(shí)用于測(cè)定失重率，通過(guò)公式(1)進(jìn)行計(jì)算：

(1)

式中：m0，貯藏前各果實(shí)重量，g；m，貯藏期間果實(shí)重量，g。

(2)果實(shí)腐爛率的測(cè)定

每天記錄各組中果實(shí)的腐爛個(gè)數(shù)。累計(jì)腐爛率記為每次測(cè)量時(shí)，每組累計(jì)腐爛的果實(shí)個(gè)數(shù)與該組果實(shí)初始數(shù)量的比值，單位為%。

(3)果實(shí)呼吸強(qiáng)度的測(cè)定

從每組中隨機(jī)取8個(gè)果實(shí)，稱(chēng)重后置于潔凈的干燥皿內(nèi)，密封靜置3 h后，將頂空分析儀的探頭插入干燥皿內(nèi)測(cè)定其中的CO2體積分?jǐn)?shù)。每組樣品進(jìn)行平行取樣，重復(fù)測(cè)定3次。各組果實(shí)的呼吸強(qiáng)度通過(guò)公式(2)計(jì)算得到：

呼吸強(qiáng)度/(mg CO2·(kg·h)-1))=

(2)

式中：φ，測(cè)得的干燥皿內(nèi)CO2的體積分?jǐn)?shù)，%；φ0，大氣中CO2的體積分?jǐn)?shù)，%；V，干燥皿體積，L；m1，干燥皿內(nèi)果實(shí)總質(zhì)量，kg；t，果實(shí)密閉時(shí)間，h。

(4)果肉可溶性固形物(total soluble solid，TSS)含量測(cè)定

將果肉打漿，經(jīng)紗布過(guò)濾后，采用阿貝折射儀測(cè)定果汁中的可溶性固形物含量，結(jié)果以百分率表示。每組樣品進(jìn)行平行取樣，重復(fù)測(cè)定3次。

(5)果肉可滴定酸(titratable acid，TA)含量測(cè)定

稱(chēng)取10 g果肉漿，用超純水定容至100 mL，靜置提取30 min后用紗布過(guò)濾得濾液。果肉中可滴定酸含量的測(cè)定和計(jì)算方法參照文獻(xiàn)[15]進(jìn)行，單位為%。每組樣品平行取樣，重復(fù)測(cè)定3次。

(6)果肉抗壞血酸(ascorbic acid，AA)含量測(cè)定

稱(chēng)取10 g果肉漿，用濃HCl配制體積分?jǐn)?shù)為2% HCl溶液定容至100 mL，靜置提取30 min后用紗布過(guò)濾得濾液。果肉中的抗壞血酸含量的測(cè)定和計(jì)算方法參照文獻(xiàn)[15]進(jìn)行，單位為mg/100 g。每組樣品進(jìn)行平行取樣，重復(fù)測(cè)定3次。

1.2.5 果皮總抗氧化能力測(cè)定

稱(chēng)取0.1 g用液氮冷凍研磨好的新鮮果皮樣品于10 mL離心管中，加入1 mL提取液，振蕩混勻后于4 ℃靜置2 h，然后于4 ℃、4 000 r/min離心30 min，收集上清液即為待測(cè)樣品，低溫保存?zhèn)溆?。各組樣品的總抗氧化能力依照總抗氧化能力檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)測(cè)定并計(jì)算。每組樣品進(jìn)行平行取樣，重復(fù)測(cè)定3次。

1.2.6 果皮酶活性測(cè)定

樣品制備過(guò)程同1.2.5。各組果皮的過(guò)氧化物酶(peroxidase，POD)活性參照文獻(xiàn)[15]進(jìn)行測(cè)定并計(jì)算，超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia lyase，PAL)活性分別參照檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)進(jìn)行測(cè)定并計(jì)算。每組樣品進(jìn)行平行取樣，重復(fù)測(cè)定3次。

1.2.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用Origin 9.0作圖，并用SPSS 19.0進(jìn)行ANOVA單因素方差分析和Ducan’s多重檢驗(yàn)(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 紅橘果皮和果肉中Zn元素含量在貯藏期間的變化

2.1.1 果皮中Zn元素含量的變化

經(jīng)不同處理后的紅橘果皮中Zn含量隨貯藏時(shí)間的變化如圖1所示。從圖1可知，涂膜1 h后，各處理組紅橘果皮中的Zn含量隨時(shí)間的增加而迅速增加。至8 h，紅橘果皮中Zn元素含量達(dá)到最大值，為15.05 mg/kg DW。而CK組和CMC組果皮中的Zn在整個(gè)貯藏期間均在2.25～2.98 mg/kg DW(具體數(shù)據(jù)未列出)。各復(fù)合涂膜中果皮中的Zn含量大大高于CK組和CMC組，證實(shí)了涂膜中的Zn可向果皮中發(fā)生遷移。前5 h，不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的ZnO NPs均對(duì)果皮中Zn含量的影響較小；而5～7 h內(nèi)，采用ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%和10%涂膜的紅橘果皮中Zn含量增加顯著，高于3%組(圖1-a)。同時(shí)，在涂膜前8 h，ZnO NPs粒徑和貯藏溫度對(duì)果皮中Zn含量的影響較小(圖1-b和圖1-c)。

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)(第1～13天)，各涂膜組果皮中Zn含量的增速明顯減緩，且均在一定時(shí)間后趨于穩(wěn)定。這可能是由于放置1 d后，紅橘表面涂膜液中的水分揮發(fā)完全，CMC固化為膜，限制了ZnO NPs向果皮中的遷移。從圖1-a可知，ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的處理組果皮中Zn含量在第1～13天幾乎沒(méi)有增加。ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)為6%和10%的處理組果皮中Zn含量呈一定的波動(dòng)狀態(tài)，但均高于3%處理組。不同ZnO NPs粒徑處理的紅橘果皮中Zn含量在貯藏第5天后趨于穩(wěn)定，且各組無(wú)明顯差異(圖1-b)。這可能是由于3種ZnO NPs粒徑均為100 nm以下，均遠(yuǎn)小于果皮表面氣孔的直徑(18～26 μm[16])，且Zn極有可能是以Zn2+的形式進(jìn)行遷移，因此ZnO NPs的尺寸效應(yīng)對(duì)Zn的遷移速率影響較小。貯藏溫度對(duì)果皮中Zn含量的影響如圖1-c所示。在4 ℃貯藏時(shí)，Zn遷移速度較慢，果皮中Zn含量顯著低于12 ℃和20 ℃處理組，而12 ℃和20 ℃貯藏的紅橘果皮中的Zn含量較為接近。綜上說(shuō)明，復(fù)合涂膜中Zn元素向紅橘果皮中的遷移主要與ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)和貯藏溫度有關(guān)，而ZnO NPs粒徑對(duì)其影響不大。

a-不同ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù);b-不同ZnO NPs粒徑;c-不同貯藏溫度圖1 ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粒徑和果實(shí)貯藏溫度對(duì)貯藏期間紅橘果皮中Zn含量變化的影響Fig.1 Effects of ZnO NPs mass fraction,particle size and storage temperature on the Zn content in tangerine peel during storage注：圖中嵌入小圖為對(duì)應(yīng)處理下貯藏前8 h內(nèi)紅橘果皮中Zn含量的變化

2.1.2 果肉中Zn元素含量的變化

紅橘果肉中的Zn含量在貯藏期間的變化情況如表1所示。

表1 ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)、粒徑和果實(shí)貯藏溫度對(duì)貯藏期間紅橘果肉中Zn含量變化的影響 單位：mg/kg DW

由表1可看出，處理組紅橘果肉中的Zn含量很低，為3.35～11.60 mg/kg DW，與CK組果肉中的Zn含量(6.20～6.75 mg/kg DW)接近(具體數(shù)據(jù)未列出)。而從2.1.1中可知，經(jīng)復(fù)合涂膜處理的紅橘果皮中的Zn含量最大值可達(dá)到44.23 mg/kg DW，遠(yuǎn)高于果肉中的Zn含量，表明ZnO NPs復(fù)合涂膜中的Zn遷移到了紅橘果皮中，但尚未向果肉中遷移。由此說(shuō)明，將ZnO NPs應(yīng)用于紅橘的復(fù)合涂膜具有較好的安全性。

2.2 紅橘在貯藏期間的品質(zhì)變化

上述結(jié)果表明，采用復(fù)合涂膜處理的紅橘，其果皮中的Zn元素含量在貯藏期間顯著增加。為進(jìn)一步探討復(fù)合涂膜紅橘果皮中Zn元素含量的增加對(duì)紅橘貯藏品質(zhì)的影響，選取了果皮中Zn元素含量最高的一組，即采用ZnO NPs粒徑為17 nm、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的復(fù)合涂膜處理后于20℃貯藏的紅橘，測(cè)定其貯藏品質(zhì)。

2.2.1 腐爛率、失重率和呼吸強(qiáng)度

如圖2-a所示，在貯藏期間各組的腐爛率均隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，但各組的變化趨勢(shì)有所不同。在貯藏前6 d，各組果實(shí)的腐爛率較為接近。但7 d后，CK組的腐爛率持續(xù)增加，而CMC和ZnO/CMC組的腐爛率則較為穩(wěn)定，且此時(shí)ZnO/CMC組的腐爛率低于CMC組。貯藏至第10天時(shí)，CMC和ZnO/CMC組的腐爛率均再次持續(xù)增加，且二者的數(shù)值相近，并大大低于CK組。由此說(shuō)明，涂膜組可在貯藏后期有效降低果實(shí)的腐爛率。含ZnO NPs的復(fù)合涂膜，可在一定時(shí)期降低果實(shí)的腐爛率，但在貯藏后期，復(fù)合涂膜的效果與純CMC涂膜接近。目前的研究認(rèn)為，納米粒子增強(qiáng)涂膜保鮮效果的機(jī)理包括：納米粒子的抗菌作用抑制了的果實(shí)表面微生物的生長(zhǎng)[6]；納米粒子增強(qiáng)了涂膜的阻隔性[2]，從而對(duì)果實(shí)的呼吸作用起到抑制和調(diào)節(jié)作用。但2.1的研究結(jié)果表明，涂膜中的Zn可遷移至果皮內(nèi)導(dǎo)致果皮內(nèi)Zn含量顯著增加。遷移至果皮中的Zn是否會(huì)影響果皮的生理活動(dòng)進(jìn)而影響果實(shí)的成熟和腐爛過(guò)程，則需要進(jìn)一步研究。

紅橘采后失重的主要原因是呼吸過(guò)程中的干物質(zhì)損耗和蒸騰作用中的水分散失[17]。從圖2-b可看出，各組紅橘的失重率在前8 d均持續(xù)上升，且組間無(wú)顯著性差異。而第9天后，各組失重率的增加趨勢(shì)相對(duì)減緩，但CK組的失重率顯著低于2個(gè)涂膜組。這可能是由于CMC為親水性高分子，在高濕度(90%)貯藏條件下，容易吸濕潤(rùn)脹而不能有效抑制果實(shí)中水分的散失。

果實(shí)采摘后仍具有呼吸作用，且其采后呼吸強(qiáng)度反映了果蔬采后的生理代謝狀態(tài)[18]，因此是影響果實(shí)貯藏品質(zhì)和貨架期的重要因素之一。如圖2-c所示，各組紅橘果實(shí)的呼吸強(qiáng)度在貯藏期間總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在貯藏時(shí)間的前6 d，CK組的呼吸強(qiáng)度低于CMC和ZnO/CMC組，但從第7天開(kāi)始，CK組的呼吸強(qiáng)度則逐漸高于涂膜組。由此說(shuō)明，涂膜處理在貯藏后期對(duì)紅橘呼吸的抑制作用較為顯著，與腐爛率的變化趨勢(shì)較為一致。ZnO/CMC復(fù)合涂膜組的呼吸強(qiáng)度在貯藏前6 d較CMC組高，而隨著貯藏時(shí)間的增加，其呼吸強(qiáng)度處于較低水平，但Zn向紅橘果皮的遷移是否會(huì)影響其呼吸強(qiáng)度仍需進(jìn)一步的研究。

a-腐爛率;b-失重率;c-呼吸強(qiáng)度圖2 各組紅橘的腐爛率、失重率和呼吸強(qiáng)度隨貯藏時(shí)間的變化Fig.2 Variations of rotting rate,weight loss and respiration rate of tangerine fruits during storage不同小寫(xiě)字母標(biāo)注表示相同貯藏時(shí)間的各組樣品間存在顯著性差異(P <0.05)(下同)

2.2.2 TSS、TA和AA

TSS、TA和AA是果實(shí)貯藏期間的重要指標(biāo)。TSS含量的變化反映了果實(shí)的成熟度和呼吸速率；TA的主要成分是有機(jī)酸，通常是呼吸酶反應(yīng)的底物；AA是紅橘的重要營(yíng)養(yǎng)成分和抗氧化成分[19]。各組紅橘在貯藏期間的TSS、TA和AA含量的變化情況如圖3所示。貯藏初期由于蔗糖的合成，各組的TSS含量呈增加趨勢(shì)(圖3-a)，后期由于個(gè)體差異等原因呈現(xiàn)一定的波動(dòng)，但ZnO/CMC組的TSS含量較為穩(wěn)定，且整體維持在較高水平。TA含量在貯藏期間呈波動(dòng)下降趨勢(shì)(圖3-b)，CK組的TA含量從第6天起急劇下降，而CMC涂膜可較為顯著地延緩TA的降低。圖3-c為各組紅橘的AA含量變化，可看出CMC組的AA含量在貯藏期間相對(duì)穩(wěn)定；CK組和ZnO/CMC組則先降低后升高，且CK組升高較快，因此在貯藏中期(第6～10天)具有最高的AA含量；而ZnO/CMC組的AA含量則從第2天開(kāi)始持續(xù)上升，因此在貯藏末期(第12天)，其AA含量高于其余兩組。CMC組的AA含量呈先波動(dòng)升高而后降低的趨勢(shì)，CMC組的AA含量相較于CK和ZnO/CMC組變化較小，而ZnO/CMC組先下降然后逐漸上升，且在貯藏末期顯著高于其余兩組(圖3-c)?？傮w而言，CMC涂膜可在貯藏前期(第0～4天)保持比較高的TA和AA含量，而ZnO/CMC組可較好地保持TSS的含量，但二者的影響機(jī)制還需要進(jìn)一步研究。

a-TSS;b-TA;c-AA圖3 各組紅橘中TSS、TA和AA含量隨貯藏時(shí)間的變化Fig.3 Variations of TSS,TA and AA content of tangerine fruits during storage

2.3 果皮中的酶活性在貯藏期間的變化

遷移進(jìn)入植物體內(nèi)的納米粒子能夠促進(jìn)活性氧的產(chǎn)生，過(guò)量的活性氧會(huì)引起植物的氧化應(yīng)激，并改變氧化和抗氧化系統(tǒng)的平衡，從而影響植物體內(nèi)的代謝過(guò)程[10]。2.1的研究結(jié)果表明，Zn在紅橘中的遷移僅限于果皮，而果皮是果實(shí)的保護(hù)屏障，其中含有大量抗氧化酶，對(duì)延長(zhǎng)采后紅橘的貯藏期起著至關(guān)重要的作用。因此，實(shí)驗(yàn)測(cè)定了各組紅橘果皮中的抗氧化酶活性在貯藏期間的變化情況。

2.3.1 POD活性

POD可清除植物體內(nèi)多余的過(guò)氧化物[20]。如圖4所示，各組紅橘果皮中的POD活性在貯藏期間總體呈波動(dòng)增長(zhǎng)趨勢(shì)。其中，CMC組的POD活性總體低于其余兩組，但在貯藏10 d時(shí)迅速增加至與ZnO/CMC組相同。CK組和ZnO/CMC組的波動(dòng)規(guī)律相似，但ZnO/CMC組隨貯藏時(shí)間的變化較CK組小。KIM等[21]用ZnO NPs處理后的黃瓜幼苗中，由于Zn的遷移產(chǎn)生活性氧，導(dǎo)致POD活性顯著增加，但增加程度與ZnO NPs的質(zhì)量濃度有關(guān)。本研究中遷移進(jìn)入果皮的Zn含量較低，因此可能對(duì)POD活性的影響較小。

圖4 各組紅橘果皮的POD活性隨貯藏時(shí)間的變化Fig.4 Variations of POD activity in peels of tangerinefruits with different treatments during storage

2.3.2 SOD活性

SOD是植物體保護(hù)酶系統(tǒng)的重要組成部分[22]，能清除果實(shí)體內(nèi)產(chǎn)生的自由基[23]。如圖5所示，CK組的SOD活性在貯藏期間先增加，在第4天達(dá)到最大值，隨后逐漸減小，在第12天SOD活性最低，不到ZnO/CMC組的1/5。CMC組的SOD活性在貯藏期間整體呈波動(dòng)增加的趨勢(shì)，在第10天時(shí)達(dá)到最大值，隨后又降低，說(shuō)明涂膜處理能夠在紅橘表皮形成阻隔性薄膜，阻止氧氣進(jìn)入，減少果皮內(nèi)產(chǎn)生超氧陰離子自由基，從而抑制SOD活性的下降[23]。而ZnO/CMC組的SOD活性在貯藏前4天迅速增加，隨后降低再增加，在第12天時(shí)顯著維持在組間最高水平。SOD是抗氧化酶體系中，催化超氧自由基歧化反應(yīng)的酶，因此對(duì)體系中的過(guò)氧化物非常敏感。因此貯藏中期ZnO/CMC組中SOD活性被抑制，可能是由于活性氧過(guò)度產(chǎn)生和防御能力下降導(dǎo)致的氧化應(yīng)激[21]。而貯藏后期CMC組和ZnO/CMC組均具有較高的SOD活性，則可能與涂膜對(duì)果實(shí)呼吸和代謝的抑制作用有關(guān)。

圖5 各組紅橘果皮的SOD活性隨貯藏時(shí)間的變化Fig.5 Variations of SOD activity in peels of tangerinefruits during storage

2.3.3 PAL活性

PAL是植物體內(nèi)一種重要的次生代謝酶，可保護(hù)植物機(jī)體免受病原菌的侵染，提高抗病性[24]。從圖6中可看出，各組的PAL活性在貯藏期間的變化均較小，尤其是前8 d?？傮w而言，ZnO/CMC組的PAL活性在貯藏期間均呈較高水平，說(shuō)明復(fù)合涂膜有助于保持果實(shí)中PAL活性，增強(qiáng)果實(shí)的防病害能力。

圖6 各組紅橘果皮的PAL活性隨貯藏時(shí)間的變化Fig.6 Variations of PAL activity in peels of tangerinefruits during storage

2.4 果皮總抗氧化能力在貯藏期間的變化情況

紅橘果皮的抗氧化能力主要來(lái)源于酚類(lèi)化合物、黃酮類(lèi)化合物、維生素C和抗氧化酶等[25]。如圖7所示，CK組的總抗氧化能力在貯藏期間除第8天外均顯著低于CMC組和ZnO/CMC組，說(shuō)明涂膜處理可將果皮的總抗氧化能力維持在較高水平，延緩果實(shí)的衰老。而ZnO/CMC組與CMC組的總抗氧化能力僅在第10天時(shí)具有顯著性差異，說(shuō)明復(fù)合涂膜中Zn的遷移對(duì)果皮總抗氧化能力的影響較小。AKANBI-GADA等[26]發(fā)現(xiàn)在含ZnO NPs土壤中生長(zhǎng)的西紅柿果實(shí)中，總酚和黃酮類(lèi)化合物等非酶抗氧化物質(zhì)的濃度隨ZnO NPs濃度的增加而降低。而在本研究中，復(fù)合涂膜中的Zn向果皮的遷移量有限，且非酶抗氧化物質(zhì)與抗氧化酶共同構(gòu)成了紅橘的呈動(dòng)態(tài)平衡的抗氧化系統(tǒng)，導(dǎo)致ZnO NPs復(fù)合涂膜對(duì)紅橘果皮總抗氧化能力的影響較小。

圖7 各組紅橘果皮的總抗氧化能力隨貯藏時(shí)間的變化Fig.7 Variations of total antioxidant capacity in peels oftangerine fruits during storage

3 結(jié)論

本研究證實(shí)了采用ZnO/CMC對(duì)紅橘進(jìn)行復(fù)合涂膜會(huì)導(dǎo)致紅橘果皮中Zn含量相較于CK組顯著增加。在涂膜后8 h內(nèi)，復(fù)合涂膜組果皮中的Zn含量迅速增加；在貯藏1～13 d內(nèi)，紅橘果皮中的Zn含量緩慢增加至穩(wěn)定，且與涂膜中ZnO NPs質(zhì)量分?jǐn)?shù)和紅橘貯藏溫度有關(guān)，但ZnO NPs粒徑對(duì)其影響較小。ZnO/CMC涂膜組中Zn的遷移僅限于果皮，果肉中Zn含量無(wú)顯著增加，說(shuō)明對(duì)紅橘進(jìn)行納米復(fù)合涂膜具有較好的安全性。與CK組相比，CMC和ZnO/CMC涂膜可顯著降低紅橘在貯藏后期的腐爛率，可能與涂膜對(duì)紅橘呼吸強(qiáng)度的抑制有關(guān)。與CMC組相比，ZnO/CMC組在僅第7～9天具有較低的腐爛率，說(shuō)明ZnO NPs的添加對(duì)紅橘腐爛率的抑制效果較為有限。但ZnO/CMC組在貯藏后期能保持較高的TSS和AA含量，延緩TA含量的下降，保持了較好的貯藏品質(zhì)。涂膜有助于增強(qiáng)各組果皮中的POD、SOD和PAL活性以及總抗氧化性，但復(fù)合涂膜造成的Zn遷移對(duì)果皮的抗氧化酶活性影響較小，可能是Zn的遷移量較小所致。在今后的研究中應(yīng)進(jìn)一步明確涂膜中ZnO NPs在果皮中的遷移形式(納米粒子或Zn2+)，以及遷移進(jìn)入的Zn對(duì)果皮生理代謝的具體影響機(jī)制，以深入探討納米復(fù)合涂膜的保鮮機(jī)理，并為其安全合理應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。