香蕉氣調(diào)催熟最佳溫度研究

王斌 張江周 王金喬 張學(xué)娟 馬翠鳳 李寶深

摘要：【目的】探究氣調(diào)催熟條件下不同溫度對香蕉外觀及品質(zhì)的影響，為合理制定香蕉氣調(diào)催熟方案提供理論依據(jù)?！痉椒ā吭谝蚁怏w濃度1.3 mL/L熏蒸24 h、相對濕度90%的條件下，對16、19和24 ℃香蕉催熟過程中果皮色差、蕉果失重率、可溶性固形物含量、果皮相對電導(dǎo)率和果肉硬度等指標進行動態(tài)跟蹤?！窘Y(jié)果】氣調(diào)催熟溫度越高，香蕉催熟進程越快，但24 ℃高溫條件下蕉果轉(zhuǎn)色時的果皮亮度和顏色飽和度顯著低于16和19 ℃（P<0.05，下同），影響香蕉外觀品質(zhì)，且相比16 ℃低溫條件下催熟，蕉果失重增加近4%，完全轉(zhuǎn)色后可溶性固形物含量降低2.5 °Brix。16 ℃條件進行催熟，果皮相對電導(dǎo)率顯著低于24 ℃處理，而果肉硬度顯著高于19和24 ℃處理，有利于貨架期的延長?！窘Y(jié)論】香蕉鮮果銷售宜采用低溫（16±0.5）℃催熟，大批量催熟加工用蕉較適宜的溫度為（19±0.5）℃；催熟后期適當降低催熟溫度可降低蕉果損失。

關(guān)鍵詞： 香蕉；氣調(diào)催熟；最佳溫度；外觀；品質(zhì)

中圖分類號： S668.1 文獻標志碼：A 文章編號：2095-1191（2016）12-2139-06

Abstract：【Objective】In this paper， the effects of gas ripening at different temperatures on banana appearance and quality were explored so as to provide theoretical support for formulating gas ripening scheme for banana. 【Method】Under the condition of 24 hours of exposure to 1.3 mL/L ethylene and 90% relative humidity， the effects of different temperature （16，19 and 24 ℃） on peel color， fruit weight loss rate， soluble solid content， peel relative conductance and fruit hardness were dynamically traced. 【Result】The higher the temperature was， the shorter the ripening process became. But at color change period， peel brightness and color saturation of bananas under 24 ℃ were significantly lower than those under 16 and 19 ℃（P<0.05， the same below）， which may affect banana appearance quality. Meanwhile， compared with banana ripened under 16 ℃， the banana weight loss increased by nearly 4%， and soluble solid content decreased by 2.5 °Brix after the color completely changed. When bananas were ripened under 16 ℃， peel relative conductance was significantly lower than that of 24 ℃， and fruit hardness was significantly higher than that of 19 and 24 ℃， which could help to extend shelf life. 【Conclusion】For fresh banana sale， the proper ripening temperature is （16±0.5）℃. The optimum temperature for large scale banana ripening is （19±0.5）℃； at late stage of ripening， the temperature should be lowered accordingly so as to reduce the loss of weight.

Key words： banana； gas ripening； optimum temperature； appearance； quality

0 引言

【研究意義】香蕉屬于典型的呼吸躍變型水果，為便于運輸和貯藏，一般在七成熟青果期進行采收，經(jīng)后熟過程才能達到可食狀態(tài)。從青果到黃熟過程，香蕉在生理及品質(zhì)方面均發(fā)生較大變化，主要表現(xiàn)在呼吸作用顯著提高；果皮中葉綠素水解，果皮轉(zhuǎn)色；淀粉、單寧等大分子物質(zhì)水解，可溶性固形物含量增加；果肉軟化，口感由青澀轉(zhuǎn)為香甜等（金志強，2006；Botondi et al.，2014）。目前國內(nèi)常采用噴施乙烯利的方法進行催熟（張偉，2005），即使用濃度為700～1000 mL/L 40%乙烯利水劑均勻噴灑在香蕉表面，置于帶孔的塑料袋中進行催熟；這種方法存在操作繁瑣、耗費物資及人工、化學(xué)殘留量高、催熟均勻度差等問題。大型香蕉加工企業(yè)一般采用變溫氣調(diào)催熟技術(shù)，該技術(shù)不僅能夠滿足香蕉加工企業(yè)大批量催熟的要求，還可以實現(xiàn)對香蕉催熟過程精準調(diào)控。氣調(diào)庫主要由氣密庫體、風(fēng)機、制冷系統(tǒng)、加濕系統(tǒng)、溫度濕度檢測器、O2、CO2、乙烯氣體濃度檢測器構(gòu)成。在生產(chǎn)過程中，影響香蕉催熟的因素主要有溫度、濕度、乙烯氣體濃度、O2和CO2氣體濃度（徐文娟和王志明，2002），其中溫度對催熟進程及香蕉品質(zhì)的影響最關(guān)鍵。因此，研究香蕉氣調(diào)催熟溫度，不僅有利于調(diào)控催熟進程，還可提高香蕉品質(zhì)?！厩叭搜芯窟M展】Thomas和Janave（1992）分別在20和30～34 ℃條件下催熟香蕉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在30～34 ℃條件下，催熟結(jié)束后果皮中葉綠素含量下降60%，而在20 ℃條件下葉綠素損失達97%～98%，與是否存在外源乙烯氣體無關(guān)。郭良才等（2003）經(jīng)多次試驗分析得到溫控模式公式，認為15～38 ℃均能使香蕉果實熟化，且低溫催熟能夠延長香蕉貨架期，催熟后的香蕉鮮黃質(zhì)優(yōu)；溫度高能夠加快催熟進程，但溫度過高會導(dǎo)致“青熟”。Mahajan等（2010）使用便攜式乙烯發(fā)生器，把香蕉置于濃度為0.1 mL/L乙烯氣體的氣調(diào)催熟庫（溫、濕度分別設(shè)為18 ℃和90%～

95%）中，獲得顏色均一、硬度適中、貨架期良好的催熟效果。目前國內(nèi)在氣調(diào)催熟技術(shù)方面的研究較少，主要集中在催熟試劑、催熟劑濃度等因素方面（王建軍等，2012；廉韶斌等，2014；牛銳等，2014），但研究方向沒有明確提出應(yīng)用需求?！颈狙芯壳腥朦c】隨著香蕉冷鏈物流、精深加工不斷升級，香蕉氣調(diào)催熟必將成為趨勢，但目前有關(guān)香蕉氣調(diào)催熟溫度方面的研究鮮見報道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】探討氣調(diào)催熟過程中不同溫度對香蕉果皮色差和相對電導(dǎo)率、蕉果失重率、果肉可溶性固形物含量和硬度等指標的影響，分別確定用于鮮果銷售香蕉及大批量催熟的加工用蕉的最佳調(diào)控溫度，為合理制定香蕉氣調(diào)催熟方案提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗材料

供試香蕉品種為威廉斯B6，于2015年6月在廣西金穗農(nóng)業(yè)集團有限公司百蕉園分場采摘一束果穗中第3、4果把，選擇成熟度相同、肥瘦度相近的香蕉，清洗后置于0.2%咪鮮異菌脲和0.1%甲基硫菌靈溶液中浸泡2 min，晾干后帶回實驗室。乙烯氣體：在40%乙烯利水劑中逐滴添加一定濃度氫氧化鈉溶液，使之緩慢釋放乙烯氣體，每毫升乙烯利溶液釋放乙烯氣體約7 mL（黃勇良，2012）。

主要儀器設(shè)備：BMJ-400c程控霉菌培養(yǎng)箱（上海博迅實業(yè)有限公司）、3nh NR110手持色差儀（深圳市三恩馳科技有限公司）、WYT（0～32%）手持折光儀（成都泰華光學(xué)有限公司）、JA12002精密電子天平（日本島津公司）、DDSJ-308A型電導(dǎo)率儀（上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司）、GY-3型水果硬度計（浙江托普儀器有限公司）、ZWY-322C 搖瓶機（上海智城分析儀器制造有限公司）、MJ-25BM05A水果打漿機（廣東美的精品電器制造有限公司）。

1. 2 試驗方法

取18把大小均勻、無機械擦傷的香蕉，分為3份，分別置于相對濕度為90%的培養(yǎng)箱中；用1.3 mL/L乙烯氣體熏蒸24 h，分別設(shè)置溫度梯度16、19和24 ℃進行試驗，記為T1、T2和T3處理。取每把香蕉中部果指進行相關(guān)指標測定，每天測定1次，每個指標3次重復(fù)。

1. 3 測定項目及方法

1. 3. 1 果皮色差測定 采用Lab表色系統(tǒng)，利用色差儀分別測定香蕉中部果指的上、中、下部果皮色差值，取平均值。其中L表示果皮亮度；a表示紅綠度，a越小，綠色越深；b表示黃藍度，b越大，黃色越深。并根據(jù)公式，通過a、b計算色調(diào)h（在a、b組成的坐標系中，目標色彩的角度值）和飽和度C（目標色彩坐標到原點的距離），h、C與a、b的關(guān)系如圖1所示。

1. 3. 2 蕉果失重率測定 在催熟條件下，對每把香蕉進行編號，用0.01 g電子天平對每把香蕉進行稱量。失重率（%）=（催熟進程中某一節(jié)點香蕉質(zhì)量-初始香蕉質(zhì)量）/初始香蕉質(zhì)量×100。

1. 3. 3 果肉可溶性固形物含量測定 稱取約100 g香蕉果肉，經(jīng)水果打漿機打漿0.5 min后，用玻璃棒蘸取少許汁液滴在手持折光儀上，用蓋子用力摁壓，直至手持折光儀上形成一層薄膜，再進行讀數(shù)。每個溫度處理進行3個平行。

1. 3. 4 果皮相對電導(dǎo)率測定 取香蕉果指中部果皮切成1 cm2方塊若干，將一定量的果皮塊置于200 mL去離子水中，此時測定的電導(dǎo)率記為Ginitial；在搖瓶機上搖晃2 h，測定此時的電導(dǎo)率，記為G2 h；然后沸水浴5 min，再次測定電導(dǎo)率，記為Gmax，按公式計算果皮相對電導(dǎo)率。

果皮相對電導(dǎo)率（%）=[（G2 h-Ginitial）/（Gmax-Ginitial）] ×100

1. 3. 5 果肉硬度測定 取單個果指，去除果指中部1 cm2果皮，將水果硬度計調(diào)零后垂直壓在被測果肉表面，使勻力壓入，壓頭壓至刻度線10 mm處停止，讀取指針即為硬度值。每組測定3次，取平均值。

1. 4 統(tǒng)計分析

采用SPSS 16.0和Excel 2010對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，采用T-檢驗分析差異性。

2 結(jié)果與分析

2. 1 氣調(diào)催熟條件下不同溫度對果皮色差的影響

果皮亮度是香蕉外觀品質(zhì)的重要指標，直接關(guān)系到香蕉鮮果銷售的價格。從表1可看出各溫度梯度條件下催熟過程中香蕉果皮L的變化，溫度越高，果皮L提高越快。T1和T2處理的蕉果完全轉(zhuǎn)色后果皮L無顯著差異（P>0.05，下同）。T3高溫處理的果皮L先升高后降低，蕉果完全轉(zhuǎn)色后果皮L顯著低于T1和T2處理（P<0.05，下同）。

在不同溫度梯度條件下，催熟過程中香蕉果皮色差a的變化規(guī)律與L一致，溫度越高，a增加越快，且T3處理的蕉果完全轉(zhuǎn)色后a顯著低于T2處理；香蕉催熟過程果皮b隨催熟時間的延長呈增加趨勢，蕉果完全轉(zhuǎn)色后，3個處理蕉果的b無顯著差異。

從表1還可看出，各溫度條件下的香蕉果皮h隨催熟天數(shù)的增加呈逐漸降低趨勢，而C呈波動的增加趨勢；對比圖1可知，各溫度條件下香蕉果皮轉(zhuǎn)色過程均由綠變黃，且香蕉完全轉(zhuǎn)色后，3個處理的h無顯著差異，而T3處理的C顯著低于T1和T2處理。

圖2為3個溫度條件下香蕉的外觀形態(tài)，可以看出催熟溫度越高，果皮表面受損越嚴重。這也是T3處理在完成熟化后果皮亮度顯著降低的原因。

2. 2 氣調(diào)催熟條件下不同溫度對蕉果失重率的影響

香蕉在催熟過程中呼吸作用明顯提高。圖3反映出各溫度梯度條件下蕉果失重率的變化趨勢，溫度越高，蕉果失重率越大，T1、T2和T3處理完全轉(zhuǎn)色后蕉果失重率分別為6.21%、7.36%和10.32%。低溫條件（T1處理）下的蕉果失重率相比高溫條件（T3處理）減少近4%。蕉果失重率是香蕉貯藏保鮮的關(guān)鍵指標，提高溫度雖然能夠加速香蕉催熟進程，但也會增加蕉果質(zhì)量的損失。

2. 3 氣調(diào)催熟條件下不同溫度對果肉可溶性固形物含量的影響

從圖4可看出，催熟過程中香蕉果肉可溶性固形物含量逐漸提高，T1、T2和T3處理蕉果完全轉(zhuǎn)色后果肉的可溶性固形物含量分別為22.6、24.8和22.3 °Brix。催熟后T1處理果肉可溶性固形物含量低于T2處理，主要由于T1處理熟化進度慢，果肉中大分子物質(zhì)尚未完全分解。而T3處理果肉可溶性固形物含量比T2處理降低了2.5 °Brix，可能是呼吸損失所造成。從圖4還可看出，催熟3 d后，3個處理的香蕉果肉可溶性固形物含量均快速增長。由此表明，香蕉一旦發(fā)生呼吸躍變，催熟進程受溫度影響減小。因此，催熟后期可適當降低催熟溫度，以降低蕉果失重率，且對催熟進程影響不明顯。

2. 4 氣調(diào)催熟條件下不同溫度對果皮相對電導(dǎo)率的影響

果蔬成熟或衰老存在膜脂氧化的過程，細胞液會發(fā)生外滲，導(dǎo)致果皮相對電導(dǎo)率提高，因此果皮相對電導(dǎo)率可反映出果蔬成熟或衰老的程度（賈彩紅等，2012）。從圖5可看出，溫度越高，果皮相對電導(dǎo)率上升越快。未催熟香蕉果皮相對電導(dǎo)率約2.27%，香蕉催熟至轉(zhuǎn)色后，T3處理果皮相對電導(dǎo)率上升至27.94%，顯著高于T1和T2處理；T1和T2處理果皮相對電導(dǎo)率分別為23.56%和21.12%，兩者間無顯著差異。果皮相對電導(dǎo)率越高表明香蕉果皮細胞受損越嚴重，會導(dǎo)致香蕉黃熟后貨架期變短。因此，高溫催熟條件不宜用于鮮果銷售的香蕉。

2. 5 氣調(diào)催熟條件下不同溫度對果肉硬度的影響

果肉硬度是果實采后的重要品質(zhì)指標，決定果實貯藏時間的長短（Payasi and Sanwal，2003）。從圖6可看出，未經(jīng)催熟的香蕉果肉硬度約8.18 kg/cm2，經(jīng)催熟后，硬度顯著降低。溫度越高，果肉硬度下降越快，說明催熟過程的溫度越高，呼吸躍變出現(xiàn)越早。至香蕉果皮轉(zhuǎn)色后，各溫度條件下香蕉果肉硬度間存在顯著差異，T1、T2和T3處理香蕉轉(zhuǎn)色后果肉硬度分別為0.92、0.87和0.79 kg/cm2，表現(xiàn)出溫度越低果肉硬度越高的趨勢。

3 討論

3. 1 氣調(diào)催熟條件下不同溫度對果皮色差的影響

本研究結(jié)果表明，在催熟過程中，香蕉果皮的L、a、b和C均呈逐漸增加趨勢，而h呈逐漸降低趨勢。香蕉果皮中的葉綠素和胡蘿卜素是影響果皮著色的主要色素物質(zhì)，質(zhì)體色素尤其是葉綠素含量的高低直接影響香蕉果皮亮度（Grant et al.，1994）。香蕉在催熟過程中，果皮L和a逐漸提高，主要與催熟過程中果皮的葉綠素含量逐漸水解，果皮中葉綠素/類胡蘿卜素的比值逐漸降低有關(guān)（Reyes and Paull，1995；Mahajan et al.，2008）。李云等（2006）在20 ℃條件下催熟香蕉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)果皮總?cè)~綠素、葉綠素a和葉綠素b含量均逐漸降低。本研究中，T3處理香蕉果皮L先升高后降低，可能是因為在高溫條件下催熟，果皮細胞受損嚴重，誘導(dǎo)果皮中產(chǎn)生酶促褐變，使得香蕉果皮在催熟后色澤降低（郭麗萍，2006）。對于T3處理蕉果轉(zhuǎn)色后a顯著低于T2處理，可能與葉綠素在高溫條件下水解不完全有關(guān)，且主要是葉綠素a降解受到抑制（陳維信和蘇美霞，1993；李云等，2006）。在催熟過程中，葉綠素不斷水解，使得葉綠素的遮蓋效果降低，香蕉果皮黃色飽和度逐漸提高，b逐漸增加；本研究的3個處理香蕉完全轉(zhuǎn)色后，果皮b無顯著差異，與Thomas和Janave（1992）的研究結(jié)果基本一致。

3. 2 氣調(diào)催熟條件不同溫度下對香蕉品質(zhì)指標的影響

可溶性固形物是香蕉果實鮮食品質(zhì)和加工特性中最重要的指標，可間接反映果實甜度。對于香蕉漿、粉加工而言，可溶性固形物含量直接影響成漿、成粉的產(chǎn)量及品質(zhì)。本研究結(jié)果顯示，溫度越高蕉果失重率越高，且可溶性固形物損失越大，說明加快催熟進程，可能是以消耗蕉果糖含量作為代價；香蕉催熟后期可溶性固形物含量均出現(xiàn)快速增長，主要由于果實在應(yīng)對衰老過程中大量存在的合成代謝及分解代謝，造成果肉大分子物質(zhì)水解（Smith et al.，1979）。這一過程也會伴隨果肉硬度降低，果肉硬度的下降是果實熟化的重要表現(xiàn)。Shiga等（2011）針對3種香蕉在熟化過程中果肉硬度降低進行分析，發(fā)現(xiàn)Nanicao和Mysore兩個品種果實軟化更多是由于淀粉水解，Terra品種果肉軟化則主要源于細胞壁多糖的降解和淀粉的水解。但無論哪種原因，果肉軟化過程主要伴隨果膠和纖維素分解酶的活化，以及活性氧和羥基自由基的氧化等非酶促反應(yīng)（Brummell，2006；Vicente et al.，2007）。因此，果肉硬度的降低與溫度和環(huán)境脅迫存在一定關(guān)系。

3. 3 溫度對香蕉催熟調(diào)控的應(yīng)用

本研究設(shè)16、19和24 ℃ 3個氣調(diào)催熟溫度，以考察催熟過程中不同溫度對香蕉外觀及品質(zhì)的影響。選擇這3個溫度梯度是由于16 ℃為乙烯利催熟常用溫度；已有研究表明，溫度超過25 ℃，香蕉果皮轉(zhuǎn)色受到抑制（Blackbourn et al.，1990），不利于催熟觀察，故采用24 ℃作為高溫處理；在目前已有針對氣調(diào)催熟研究中，19 ℃應(yīng)用較普遍（邵遠志等，2014）。

香蕉采收后有兩方面的應(yīng)用，一是鮮果銷售，二是加工。對于鮮果銷售，消費者更注重香蕉的外觀品質(zhì)，因此對于香蕉鮮果銷售，氣調(diào)催熟過程中采用16 ℃左右的低溫不僅能夠使香蕉達到較好的色澤、提高果皮亮度、增加蕉果果皮色澤飽和度、延長貨架期，還可以降低失重率。而對于加工過程，不需要考慮蕉果外觀品質(zhì)，且受到生產(chǎn)量和庫房容積的限制，必須適當加快催熟進程，適宜采用19 ℃左右的溫度進行催熟。高溫24 ℃催熟條件，雖然能夠加快催熟進程，但催熟后蕉果可溶性固形物含量相比19 ℃條件下降低近2 °Brix，整個蕉果的失重也會提高2%～3%。本研究所測的蕉果失重率是指整個蕉果質(zhì)量損失，香蕉加工關(guān)注果肉質(zhì)量的損失，因此對于香蕉失重過程中果皮和果肉失重量有待進一步探究。

4 結(jié)論

香蕉鮮果銷售宜采用低溫（16±0.5）℃催熟，大批量催熟加工用蕉較適宜的溫度為（19±0.5）℃；催熟后期適當降低催熟溫度可降低蕉果質(zhì)量損失。

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（責任編輯 羅 麗）