自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果采后貯藏品質(zhì)的影響

巴良杰，曹森，馬超，吉寧，王瑞，羅冬蘭

（貴陽學(xué)院，貴州貴陽550005）

火龍果是一種典型的熱帶、亞熱帶水果，具有很高的營養(yǎng)價值和經(jīng)濟(jì)價值及較強(qiáng)的藥用和食用價值[1]。目前，貴州火龍果面積已達(dá)6 667 公頃，每公頃產(chǎn)值可達(dá)23.2 萬元/年～37.5 萬元/年，已成為貴州喀斯特山區(qū)脫貧致富的主要經(jīng)濟(jì)水果。但是，火龍果果實多在夏秋季節(jié)成熟，采后呼吸作用強(qiáng)，極易遭受機(jī)械傷、感染病害、失水萎蔫、鱗片腐爛，不耐貯藏；再加上貴州喀斯特山區(qū)交通不便，果實成熟期集中，造成大量囤積，給火龍果產(chǎn)業(yè)發(fā)展造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[2-3]。因此，急需研究成本低、操作簡便、適用性強(qiáng)，且適合貴州當(dāng)?shù)鼗瘕埞N植戶的采后貯藏保鮮方法。

自發(fā)氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP），是通過改變包裝袋的透氣性從而改變果蔬貯藏環(huán)境的氣體成分。MAP 在果蔬貯藏保鮮過程中具有操作簡便、成本低、效果好等優(yōu)點，目前已在綠花菜[4]、梨[5]等果蔬上使用，且貯藏保鮮效果顯著，可以有效地延緩果蔬衰老和延長貯藏期。1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP），可以阻斷乙烯與受體蛋白的結(jié)合，抑制乙烯誘導(dǎo)果實成熟和衰老，具有效果好、安全性高、成本低、操作簡單等優(yōu)點，已經(jīng)在火龍果[6-7]、梨[8]、花椰菜[9]等貯藏保鮮上應(yīng)用，并且效果明顯。

目前，有關(guān)MAP 在火龍果采后保鮮上的研究還不是很明確，1-MCP 耦合MAP 對火龍果采后保鮮效果是否會有疊加效果也尚不清楚?；诖?，本研究以火龍果為試材，結(jié)合王彬等[6-7]篩選的1-MCP 適宜濃度，探究不同的MAP 結(jié)合1-MCP 處理對火龍果貯藏期品質(zhì)的影響，以期為火龍果采后貯藏保鮮提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅心火龍果：貴州省關(guān)嶺縣花江鎮(zhèn)蓮花村種植基地，采摘后迅速運(yùn)到實驗室，篩選果實大小和顏色基本一致、無病蟲害、無機(jī)械傷的果實進(jìn)行試驗。1-甲基環(huán)丙烯：美國陶氏益農(nóng)公司；保鮮袋：微孔[透氣性：3 500 cm3/（m2·24 h·0.1 MPa）]、PE20[20 μm，透氣性：6 720 cm3/（m2·24 h·0.1 MPa）]、PE30[30 μm，透氣性：6 340cm3/（m2·24 h·0.1 MPa）]、PE40[40 μm，透氣性：5 310 cm3/（m2·24 h·0.1 MPa）]：國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津）。

1.2 處理方法

將篩選的火龍果果實去除田間熱后，用1.0 μL/L的1-MCP 在（22+1）℃條件下密閉熏蒸22 h，然后將火龍果隨機(jī)分成4 組，分別用微孔、PE20、PE30、PE40 4 種保鮮袋包裝袋分裝后于（7+1）℃條件下冷庫中貯藏，4 個處理組分別記為：微孔、PE20、PE30、PE40。貯藏期間每8 d 對果實的相關(guān)生理品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測定，測定周期為32 d，每次測定重復(fù)3 次，取平均值。

1.3 指標(biāo)測定方法

1.3.1 失重率和腐爛率的測定

參照巴良杰等[3]的方法，果實腐爛率/%＝貯藏后腐爛果實數(shù)/貯藏前果實總數(shù)×100，失重率/%=（果實貯藏前重量-果實貯藏后的重量）/果實貯藏前重量×100。

1.3.2 可溶性固形物和還原糖含量的測定

參照曹建康等[10]的方法，采用手持式折光儀測定火龍果可溶性固形物含量；采用3，5-二硝基水楊酸法測定還原糖的含量。

1.3.3 丙二醛和可滴定酸含量的測定

參照曹建康等[10]的方法，采用硫代巴比妥酸法測定火龍果丙二醛含量；采用氫氧化鈉溶液滴定法測定火龍果可滴定酸含量。

1.3.4 VC含量和多酚氧化酶活性的測定

參照曹建康等[10]的方法，采用分光光度計法測定VC含量；采用比色法測定多酚氧化酶的活性。

1.3.5 相對電導(dǎo)率

參照李合生[11]的方法，采用測過電導(dǎo)率后再煮冷卻測法測定火龍果電導(dǎo)率，重復(fù)3 次。相對電導(dǎo)率/%=2 h 測定值/煮 30 min 測定值×100。

1.3.6 微環(huán)境O2/CO2氣體成分測定

在貯藏庫中，不打開4 種處理的包裝袋，用墊貼片貼到包裝袋上，用采樣探頭扎透墊片貼，用CheckPoint型O2/CO2氣體測定儀測定包裝袋內(nèi)O2/CO2的氣體成份。

1.4 數(shù)據(jù)處理與作圖

試驗數(shù)據(jù)結(jié)果采用Excel 2010 進(jìn)行處理，采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行差異顯著分析，采用Excel 2010 軟件進(jìn)行圖的制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期失重率和腐爛率的影響

在果蔬貯藏過程中，呼吸代謝會消耗一定量的有機(jī)物；果蔬的蒸騰作用，也會散失一定的水分；同時侵染果蔬病原菌的繁殖也會消耗果蔬一定的有機(jī)物，這些被消耗的有機(jī)物和水分是造成果蔬質(zhì)量減少的重要原因[12]。不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期失重率的影響見圖1。

圖1 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期失重率的影響Fig.1 Effect of different MAP treatment on weight loss of pitaya fruit

如圖1，在火龍果的整個貯藏過程中，隨著貯藏期的延長，失重率逐漸增大。在貯藏期32 d 的時候，微孔處理組的失重率達(dá)到8.3%，分別是PE20、PE30、PE40的 1.17 倍、1.32 倍、1.53 倍，且 4 個處理組差異顯著（P＜0.05）。由此可知，PE20、PE30、PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝均顯著性降低了火龍果果實的失重率，且PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝袋效果最明顯。

果蔬的腐爛率是判斷果蔬品質(zhì)的重要指標(biāo)之一[12]。不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期腐爛率的影響見圖2。

圖2 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期腐爛率的影響Fig.2 Effect of different MAP treatment on rot ratio of pitaya fruit

由圖2 所示，在貯藏前16 d，果實的腐爛率均是0。在16 d～32 d，火龍果的腐爛率呈迅速增加的趨勢，且微孔處理組的腐爛率增加趨勢高于3 個自發(fā)氣調(diào)包裝處理組。在貯藏32 d 的時候，微孔處理組的腐爛率已經(jīng)增加到48.23%，分別是PE20、PE30、PE40 處理組的 1.27 倍、1.60 倍、2.17 倍，且 4 個處理之間差異顯著（P＜0.05）。綜上說明，PE20、PE30、PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝顯著地抑制了火龍果貯藏期腐爛率的增加，且PE40的自發(fā)氣調(diào)包裝抑制效果最明顯。

2.2 自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期可溶性固形物和還原糖含量的影響

可溶性固形物含量是判斷果蔬采收時間、耐貯性的重要品質(zhì)指標(biāo)之一[12]。不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期可溶性固形物的影響見圖3。

圖3 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期可溶性固形物的影響Fig.3 Effect of different MAP treatment on total soluble solids of pitaya fruit

如圖3 所示，在火龍果貯藏期0～8 d，可溶性固形物含量緩慢增加，是由于果實在采摘時候沒有完全成熟，在貯藏期出現(xiàn)后熟現(xiàn)象。在貯藏期8 d～32 d，4 個處理組的可溶性固形物含量呈整體降低的趨勢。在貯藏期 32 d，4 個處理組微孔、PE20、PE30 和 PE40 的可溶性固形物含量分別為：9.70 %、10.35 %、10.82 %、11.57%，且4 個處理組差異顯著（P＜0.05）。由此可知，PE20、PE30、PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝可以有效地保持果實的可溶性固形物含量，且PE40 效果較好。

不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期還原糖含量的影響見圖4。

圖4 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期還原糖含量的影響Fig.4 Effect of different MAP treatment on reducing sugar content of pitaya fruit

如圖4 所示，火龍果貯藏期還原糖含量的變化趨勢和可溶性固形物基本一致，先緩慢增加，在貯藏期8 d 的時候達(dá)到最大值，然后隨著貯藏期的延長，逐漸降低。在貯藏期32 d 的時候，還原糖含量降到最低值，微孔處理組的含量為5.83%，3 個自發(fā)氣調(diào)包裝處理組PE20、PE30 和PE40 的含量顯著性高于微孔處理組（P＜0.05），分別是6.34%、6.73%、7.11%。綜上可知，PE20、PE30、PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝有效地延緩了火龍果貯藏期還原糖含量的降低，且PE40 的延緩效果最明顯。

2.3 自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期MDA和相對電導(dǎo)率的影響

通過測定細(xì)胞膜損傷過程中產(chǎn)物MDA 的含量，可以衡量細(xì)胞膜損傷程度，判斷果實的衰老程度[12]。不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期MDA 含量的影響見圖5。

圖5 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期MDA 含量的影響Fig.5 Effect of different MAP treatment on MDA content of pitaya fruit

如圖5 所示，隨著火龍果貯藏的延長，MDA 含量逐漸增加，果實細(xì)胞膜的過氧化程度、膜受損程度逐漸加大，衰老程度逐漸加劇。在貯藏期24 d 的時候，微孔、PE20、PE30 和 PE40 4 個處理的 MDA 含量大小依次為：微孔＞PE20＞PE30＞PE40。以上表明，PE20、PE30、PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝可以有效地抑制火龍果貯藏期MDA 含量的增加，并且這3 種自發(fā)氣調(diào)包裝的效果依次為：PE20＜PE30＜PE40。

在果蔬衰老過程中，細(xì)胞質(zhì)膜的功能逐漸降低，細(xì)胞膜的通透性逐漸增加，導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)往外滲透[12]。通過測定果蔬的相對電導(dǎo)率變化情況，可以了解果蔬細(xì)胞膜通透性的變化情況，進(jìn)而判斷果蔬損傷程度及抗逆性強(qiáng)弱[10]。不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期相對電導(dǎo)率的影響見圖6。

圖6 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期相對電導(dǎo)率的影響Fig.6 Effect of different MAP treatment on relative conductivity of pitaya fruit

從圖6 可以得出，在火龍果的衰老過程中，果實的相對電導(dǎo)率呈總體增加的趨勢。其中，在貯藏期32 d的時候，4 個處理組，微孔、PE20、PE30 和 PE40 的相對電導(dǎo)率分別為：72.56 %、69.03 %、65.73 %、62.47 %，4 個處理組之間差異顯著（P＜0.05）。由此可知，PE20、PE30、PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝可以顯著地抑制貯藏期火龍果相對率的增加，且PE40 的抑制效果最好。

2.4 自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期可滴定酸和VC含量的影響

果蔬可滴定酸含量可以直接反映風(fēng)味品質(zhì)[12]。不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期可滴定酸含量的影響見圖7。

由圖7 可知，在火龍果整個貯藏期，可滴定酸含量隨著貯藏期的延長逐漸增加。在貯藏期32 d 的時候，微孔、PE20、PE30 和PE40 4 個處理的可滴定酸含量大小依次為：微孔＜ PE20＜ PE30＜ PE40，3 個自發(fā)氣調(diào)包裝處理顯著性高于微孔處理組（P＜0.05）。以上說明，PE20、PE30、PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝可以有效地延緩火龍果貯藏過程中可滴定酸含量的降低，保持較好地果實品質(zhì)。

圖7 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期可滴定酸含量的影響Fig.7 Effect of different MAP treatment on titratable acid content of pitaya fruit

在火龍果貯藏過程中，隨著貯藏期的延長，果實體內(nèi)的VC逐漸被消耗與分解，含量逐漸降低[12]。不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期VC含量的影響見圖8。

圖8 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期VC 含量的影響Fig.8 Effect of different MAP treatment on VC content of pitaya fruit

由圖8 可知，在火龍果衰老過程中，VC含量呈總體下降的趨勢，在32d 的時候達(dá)到最低值，且微孔處理顯著性低于3 個自發(fā)氣調(diào)包裝處理（P＜0.05）。綜上可知，PE20、PE30、PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝可以有效地保持火龍果VC含量，保持較好地果實品質(zhì)。

2.5 自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期微環(huán)境氣體成分的影響

貯藏微環(huán)境中O2和CO2的濃度變化直接決定了果實的呼吸代謝，影響了果實的貯藏品質(zhì)，因此，貯藏過程中包裝袋是影響了果實的貯藏品質(zhì)的重要因素之一[13]。包裝袋的材料不同、厚度不同、透氣性不同、都影響著貯藏微環(huán)境中氣體的成分變化。不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期微環(huán)境CO2成分的影響見圖9。

如圖9 所示，在整個貯藏過程中，貯藏微環(huán)境中CO2的濃度呈總體增加的趨勢，在貯藏16 d 基本達(dá)到平衡狀態(tài)，4 個處理組的CO2的濃度范圍為2.96 %～10.29%，CO2的濃度大小關(guān)系為：微孔＜PE20＜PE30＜PE40。

圖9 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期微環(huán)境CO2 成分的影響Fig.9 Effect of different MAP treatment on CO2 composition of pitaya fruit

不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期微環(huán)境O2成分的影響見圖10。

圖10 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期微環(huán)境O2 成分的影響Fig.10 Effect of different MAP treatment on O2 composition of pitaya fruit

由圖10 可知，貯藏微環(huán)境中O2的濃度呈總體下降趨勢，在貯藏8 d 基本達(dá)到平衡狀態(tài)，4 個處理組的濃度范圍為7.64%～17.02%，O2濃度大小關(guān)系為：微孔＞PE20＞PE30＞PE40。

綜上可知，在火龍果貯藏過程中，自發(fā)氣調(diào)包裝可以有效地降低貯藏微環(huán)境中O2的氣體濃度，明顯增加CO2的氣體濃度，形成低O2高CO2的貯藏微環(huán)境，從而降低果實的呼吸代謝，延長果實貯藏期。由圖9～10 可知，PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝效果最好，當(dāng)貯藏環(huán)境中氣體達(dá)到平衡時狀態(tài)時，O2的濃度為7.64%～7.86%，CO2的濃度10.12%～10.29%，此時O2和CO2的濃度對火龍果的保鮮效果最好。

2.6 自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）的影響

在果蔬衰老過程中，PPO 酶在氧氣的參與下催化酚類物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化成醌，進(jìn)一步形成褐色素或黑色素，從而引起果蔬褐變[14]。不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期PPO 活性的影響見圖11。

圖11 不同自發(fā)氣調(diào)包裝對火龍果貯藏期PPO 活性的影響Fig.11 Effect of different MAP treatment on PPO activity of pitaya fruit

由圖11 可知，在火龍果的貯藏期 0 d～8 d，PPO 活性比較低，呈緩慢增加的趨勢；隨著貯藏期的延長，火龍果PPO 活性迅速增強(qiáng)，在貯藏期24 d 的時候達(dá)到最大值。在貯藏期 24 d，微孔、PE20、PE30 和 PE40 4 個處理組的 PPO 活性依次為：39.33、34.46、31.30、28.37 U/g，且4 個處理組之間差異顯著（P＜0.05），微孔組是PE40組的 1.4 倍。綜上表明，PE20、PE30、PE40 的自發(fā)氣調(diào)包裝可以有效地抑制火龍果貯藏期PPO 活性的增加，降低果實褐變的發(fā)生率，且PE40 的效果最好。

3 討論與結(jié)論

本試驗研究篩選了適合火龍果貯藏的自發(fā)氣調(diào)包裝袋，試驗結(jié)果表明：PE40 自發(fā)氣調(diào)包裝袋能夠有效地抑制火龍果貯藏期失重率、腐爛率、MDA、相對電導(dǎo)率、PPO 活性的增加，能較好地保持果實的可溶性固形物、還原糖、可滴定酸、VC含量，能較好地維持高CO2低O2的貯藏微環(huán)境。自發(fā)氣調(diào)包裝影響貯藏環(huán)境的氣體成分，前人研究表明，0.04 mm 的PE 包裝對山野菜保鮮效果最好，可以顯著地延緩山野菜的衰老過程，較好地保持貯藏品質(zhì)[15]。這與本試驗研究基本一致，進(jìn)一步驗證了本研究的可靠性。

自發(fā)氣調(diào)包裝可以通過調(diào)節(jié)貯藏微環(huán)境中氣體成分，維持高CO2低O2的貯藏環(huán)境，延緩果實的衰老進(jìn)程，維持貯藏期的果實品質(zhì)[16]。丙二醛是細(xì)胞膜脂過氧化作用的主要產(chǎn)物，可以直接反映細(xì)胞膜的受損程度[11]。本試驗結(jié)果表明，自發(fā)氣調(diào)包裝可以有效地降低火龍果貯藏期丙二醛的含量，維持細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，降低細(xì)胞膜脂過氧化作用，較好地保持果實的品質(zhì)。通過對貯藏微環(huán)境的氣體成分進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn)自發(fā)氣體包裝能維持較高的CO2濃度和較低的O2濃度，尤其是PE40 自發(fā)氣調(diào)包裝能將CO2濃度維持在10.12%～10.29%，O2濃度維持在 7.64%～7.86%，利用低氧貯藏環(huán)境可以有效地降低PPO 活性的，抑制果實褐變的發(fā)生，延緩果實衰老。本研究選擇了3 種自發(fā)氣調(diào)包裝袋（PE20、PE30 和PE40）對火龍果進(jìn)行貯藏分析，是否有更合適的自發(fā)氣調(diào)包裝袋還需要進(jìn)一步研究。

綜上分析，自發(fā)氣調(diào)包裝袋產(chǎn)生的貯藏環(huán)境顯著延緩了火龍果衰老，與1-MCP 處理協(xié)同作用能夠更好地保持火龍果貯藏期的果實品質(zhì)，以PE40 自發(fā)氣調(diào)包裝袋保鮮效果最好。