臭氧在农产品中的应用历史和现状

浙江大学

农产品贮运保鲜

课程论文

论文题目:臭氧在农产品保鲜中的应用历史和现状院（系）：生物系统工程与食品科学学院

专业：食品工程

姓名：白家玮

学号： 21513072

完成日期：2015.11.12

臭氧在农产品保鲜中的应用

白家玮

食品专硕班 21513072

摘要：2001年美国FDA将臭氧列入可直接和食品接触的添加剂，这为臭氧在食品保鲜及加工方面的应用开辟了更加广阔的前景，也对加快臭氧在果品保鲜方面的理论研究和生产性

应用提出了更加紧迫的要求。臭氧以其清洁、绿色的特点引起了科学家们的广泛关注，对其在保鲜上的应用做了大量研究。

关键词：臭氧农产品采后保鲜

Abstract:American FDA labeled ozone as the additives which food carl directly contact with in 2001.It undoubtedly pioneered the wide foreground in food preservation and processing，and at the same time put forward an urgent requirement in theoretical research and the application of ozone for fruits and vegetables. The environment-friendly character of ozone has raised wide concern of scientists and many researches have been done on it.

Key words: ozone freshness retain of agriculture products

1.农产品采后常见问题

农产品在采摘时，由于采摘操作的原因，会对产品造成一定的机械损伤。由于果蔬中的水分含量高，而且在采摘后以鲜活的状态运输销售，这些机械损伤给果蔬带来的影响更为显著。由于新鲜的果蔬代谢旺盛，发生机械损伤的部位很快就会为微生物的生长创造适宜的环境，进而造成果蔬的腐烂和变质。此外，由于果蔬采摘后自身产生乙烯，乙烯又反过来影响

果蔬自身的代谢，造成果蔬的成熟和软化，大大缩短了保鲜期，十分不利于保藏。

2.臭氧在食品中的应用发展历史

臭氧具有极强的氧化性，因此最早利用其氧化性作为消毒剂，来替代水中的次氯酸等消毒剂。1839年，Schonbein发现了臭氧的杀菌效应；1907 年，法国的 Nicer市首先在饮用水中使用了臭氧杀菌，此后，欧洲饮用水的杀菌都用臭氧[1]。

此后，臭氧的发展相对缓慢，1909 年，法国德波涅冷冻工厂正式使用臭氧对冷却肉表面杀菌，取得了微生物数量显著减少的效果；1940年，美国几乎所有的冷藏蛋库都利用臭氧提高了贮藏期，以后在欧洲的一些大型冷冻厂应用臭氧于肉类、水果、鸡蛋、水产品的贮藏和酿酒工业。1953年人们发现对于食品容器的杀菌，一定压力含有臭氧的空气比二氧化硫更为有效；1956 年在瑞士人们利用此原理对玻璃瓶进行消毒[2,3]。

臭氧的应用转折点发生于1997年，在此前，FDA认为臭氧属于食品添加剂，在食品领域仅批准臭氧应用于瓶装水及其生产线消毒。其它食品加工方面应用臭氧须向FDA递交“食品添加剂申请”。此后，在美国食品加工业的推动下，为成功打开FDA对食品加工业广泛使用臭氧的封锁线，美国电力研究院(EPRI)组织了臭氧和食品界的科学技术专家委员会，调查并评估臭氧应用食品业的历史背景、现状与前途。EPRI专家委员会1997年得出科学结论：明确公告臭氧应用于食品加工符合GRAS(通用安全标准)。该专家委员会的报告发表在美国科学杂志上(Graham等，1997)，并在FDA备案。1997年4月，FDA修改GRAS申请程序，放弃应用臭氧前的核准，即宣布放弃对臭氧应用于食品加工业的限制。4年后，又将臭氧列入可直接和食品接触的添加剂。此后，随着市场对环保安全的新型食品保鲜剂的需求，越来越

多的人开始对臭氧进行研究，臭氧氧化乙烯，延缓果实成熟，诱导抗病性和果蔬的酶活性等

作用被纷纷发现，这些研究的成果也开始应用于实际生产中[4]。

3.臭氧的杀菌作用

臭氧有很强的氧化性，因此对细菌、霉菌、病毒具有强烈的杀灭性。臭氧首先作用于细胞膜，使膜构成成分受损伤而导致新陈代谢障碍，臭氧继续渗透穿过膜而破坏膜内脂蛋白和脂多糖，改变细胞的通透性，导致细胞溶解、死亡；同时，臭氧还能使细胞活动所必要的酶失去活性，而影响其正常的生理功能。

在臭氧杀菌方面的研究已经有了大量的工作，臭氧能够彻底杀灭细菌和病毒，尤其是对大肠杆菌、赤痢菌、流感病毒等特别有效，1min可去除率达99.99%[5]。将菠菜、莴苣和草莓低温贮藏在0.05~0.5μL/L臭氧中7d，0.05μL/L臭氧处理的果蔬，其细菌含量降低1/2~1~3而在0.5μL/L条件下，则完全检测不到细菌，草莓果实上的真菌也得到有效控制[6]。喻景权等对培养液中2种植物病原菌番茄青枯病病原菌和番茄枯萎病病原菌进行臭氧处理，表明当通入臭氧后，2种病原菌的菌数均随差异处理时间的增加而明显减少。臭氧处理4min后番茄青枯病病原菌菌数降至原来的50%左右，90min后则起到了完全杀菌效果，相比之下，对番茄枯萎病病原菌的杀菌效果不及青枯病病原菌明显，50%的病原菌死亡所需时间为60min

而达到全部死亡所需时间为120min[7]。

4.臭氧对果蔬的代谢的抑制

果蔬在采摘后会产生乙烯，乙烯能催熟果蔬，造成果蔬成熟，但是也同时使得果蔬软化，使果肉变软腐烂，不利于贮藏。由于臭氧具有很强的氧化能力，它能快速地将蔬果产生的乙烯氧化分解掉，抑制了蔬果的生理代谢活动，降低了蔬果成熟的速度，从而延长蔬果的保鲜时间。朱克花等利用臭氧水处理鲜切黄花梨的研究结果显示，贮藏中后期，臭氧处理的鲜切黄花梨释放乙烯的量显著低于非臭氧处理的[8]。

鲜切果蔬是近些年来逐渐流行的初级加工果蔬，果蔬鲜切后会很快的产生品质的下降，包括蛋白质分解、可溶物含量减低、呼吸强度升高、褐变加剧等。臭氧处理鲜切果蔬后，对许多的鲜切果蔬产品都显示出了很好的代谢抑制作用。

王肽等用臭氧水处理鲜切茄子，10℃贮藏条件下，臭氧水处理可以有效降低茄子多酚氧化酶的活性、抑制可溶性固形物的减少、降低呼吸强度、减少茄子质量损失，从而增强鲜切茄子的耐贮性[9]。刘路等用臭氧对杏子进行处理，结果显示，适宜浓度的臭氧延缓杏果可溶性固形物、维生素C和总酸的下降，抑制果实多酚氧化酶的活性，延长杏果的贮藏保鲜时间，其中臭氧浓度为200 mg／m3的处理效果最佳[10]。徐春涛等的研究也显示，适宜浓度的臭氧水能够很好地杀灭鲜切花椰菜表面微生物，同时能较好地抑制鲜切花椰菜的蛋白质含量、呼

吸强度、维生素C含量以及失重率的下降[11]。

5.臭氧对果蔬的诱导作用

臭氧除了能通过灭菌来达到延长果蔬保存期外，也能诱导果蔬产生一系列的反应，增强自身的抗逆性。Sarig等通过实验发现，无论是在葡萄果实接种葡枝根霉前或接种后进行

O3(8mg/min,20min)处理.病原菌均能得到有效抑制。果实植保素含量明显上升，腐烂率降低，

表明O3诱导了抗病性的形成[12]。Kangasjarvi等的试验结果显示，臭氧诱导多种植物的防御体系产生，从而诱导了病程相关蛋白(pathogenesis related protein，PR一蛋白)、多胺的合成