不同O2、CO2體積分?jǐn)?shù)氣調(diào)貯藏對(duì)‘碭山酥’梨貨架期生理病害和相關(guān)指標(biāo)的影響*

賈朝爽，王志華，高劍利，王文輝，姜云斌

（1 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所，遼寧省果品貯藏加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，遼寧興城125100）（2 承德市林業(yè)和草原技術(shù)推廣總站）

‘碭山酥’梨原產(chǎn)于安徽省碭山縣，具有果大核小、顏色黃亮、皮薄多汁等優(yōu)點(diǎn)，深受消費(fèi)者喜愛(ài)，是我國(guó)優(yōu)良的梨品種之一[1-3]，也是我國(guó)出口創(chuàng)匯的主要品種。但近年來(lái)，由于‘碭山酥’梨栽培面積擴(kuò)大，導(dǎo)致其總產(chǎn)量不斷增加，使得梨果價(jià)格連年下降，因此大量的‘碭山酥’梨逐漸由鮮銷(xiāo)轉(zhuǎn)為貯藏。雖然‘碭山酥’梨供應(yīng)期長(zhǎng)，較耐貯運(yùn)，但近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，‘碭山酥’梨貯藏后期出庫(kù)時(shí)或貨架期間極易發(fā)生黑皮病、褐心病等，降低了果實(shí)商品價(jià)值，影響了該品種在市場(chǎng)上的推廣，大大降低了出口量，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成極大威脅[4-7]。

氣調(diào)貯藏（CA）是通過(guò)人工控制貯藏環(huán)境中的氣體組分，以延長(zhǎng)新鮮果蔬的貯藏期，適宜的氣調(diào)貯藏條件能夠減輕果實(shí)冷害的發(fā)生，延緩其衰老進(jìn)程，進(jìn)而使梨果維持良好的果實(shí)品質(zhì)，延長(zhǎng)貯藏和貨架期?！X山酥’梨屬于呼吸躍變型果實(shí)，利用適宜低溫和O2、CO2氣體組合貯藏可以降低其采后呼吸代謝速率以及自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，對(duì)維持‘碭山酥’梨果實(shí)采后長(zhǎng)期貯藏保持良好的品質(zhì)具有重要意義[8-11]。本試驗(yàn)探究16 種不同O2、CO2氣調(diào)貯藏條件對(duì)‘碭山酥’梨貯藏270 d 常溫20 ℃貨架9 d 期間的黑皮病、相關(guān)生理指標(biāo)及品質(zhì)的影響，以探索有效防止‘碭山酥’梨果實(shí)黑皮病、黑心病等生理病害的發(fā)生，保持較好的果實(shí)品質(zhì)，延長(zhǎng)其貯藏和貨架期的氣調(diào)環(huán)境，以期為‘碭山酥’梨長(zhǎng)期貯藏提供理論依據(jù)和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料與處理

供試材料為‘碭山酥’梨果實(shí)（套袋），分別于2013 年9 月26 日、2014 年9 月23 日、2015 年9 月21 日采自山西省祁縣管理水平中等的同一梨園，果實(shí)采收后運(yùn)回中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹(shù)研究所（遼寧省興城市），將其放入4 ℃冷庫(kù)中預(yù)冷24 h，選取大小均勻、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械傷的果實(shí)進(jìn)行不同氣調(diào)處理，共設(shè)16 種O2和CO2氣體配比，見(jiàn)表1。每個(gè)處理設(shè)3 次重復(fù)，每次重復(fù)160 個(gè)果，貯藏溫度為（0±0.5） ℃，空氣相對(duì)濕度為90%～95%。貯藏270 d 后取出在20 ℃分別放置1 d 和9 d。

表1 O2、CO2氣調(diào)參數(shù)配比

配氣方法：鋼瓶高壓N2、O2、CO2氣體（遼寧省葫蘆島市偉業(yè)氣體有限公司），氣調(diào)密閉容器為廣口玻璃瓶（20 L），試驗(yàn)設(shè)定的氣體組成由氣調(diào)配氣系統(tǒng)分流調(diào)節(jié)輸入玻璃瓶中，測(cè)定O2、CO2氣體成分使用COMBO 280 Gas Analyzer（意大利FRUIT CONTROL）儀器，氣體流量為120～150 mL/min。

1.2 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.1生理病害指標(biāo)

（1）果實(shí)黑皮病。根據(jù)果實(shí)黑皮面積占整個(gè)果實(shí)總面積的百分比分為4 級(jí)：0 級(jí)，無(wú)黑皮現(xiàn)象發(fā)生；1 級(jí)，黑皮面積＜25%；2 級(jí)，黑皮面積為25%～50%；3 級(jí)，黑皮面積＞50%。

黑皮病指數(shù)（%）=［∑（黑皮級(jí)數(shù)×該級(jí)果數(shù)）/（總果數(shù)×3）］×100

（2）果實(shí)黑心病。參考王文輝等[12]方法，分為5 級(jí)：0 級(jí)，果心無(wú)褐變；1 級(jí)，果心有輕微褐斑；2 級(jí)，果心1/3 左右變褐；3 級(jí)，果心2/3 左右變褐；4 級(jí)，整個(gè)果心全部褐變。每處理50 個(gè)果。

黑心病指數(shù)（%）=［∑（褐心級(jí)數(shù)×該級(jí)果數(shù)）/（總果數(shù)×4）］×100

1.2.2品質(zhì)指標(biāo)

果肉硬度（去皮）采用GS-15 水果質(zhì)地分析儀（南非，GUSS 公司）測(cè)定；果肉可溶性固形物含量采用PR-101α 折糖儀（日本，ATAGO 公司）測(cè)定；果皮顏色采用CR-400 色差計(jì)（日本，MINOLTA公司）測(cè)定。Lab 色度空間模式，漫射照明，0°觀(guān)察角，測(cè)量直徑8 mm，D65光源，白色標(biāo)準(zhǔn)色校準(zhǔn)。以上每個(gè)處理每次重復(fù)取20 個(gè)果實(shí)，3 次重復(fù)，共60 個(gè)果實(shí)，每個(gè)果實(shí)在赤道線(xiàn)相反方向取2 個(gè)點(diǎn)單果測(cè)定。選5 個(gè)專(zhuān)業(yè)人員對(duì)果實(shí)進(jìn)行風(fēng)味品嘗，按照肖子寒等[13]的方法略作修改，具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2 所示，去掉最高分和最低分，得到平均值即為最終得分。

表2 感官品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.2.3生理指標(biāo)

乙醇含量采用GC-2010 氣相色譜儀（日本，島津公司）頂空進(jìn)樣法測(cè)定。測(cè)定具體方法為：載氣為高純N2，壓力為0.5 MPa；流量分別為400、40 mL/min；FID 檢測(cè)器溫度為200 ℃。吸取果實(shí)勻漿上清液5 mL，放入加有NaCl（1.335～1.350 g）及1 mL 蒸餾水的頂空瓶?jī)?nèi)，混勻。每處理3 次重復(fù)，每次重復(fù)用果20 個(gè)。

呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量使用SP-7890 氣相色譜儀（山東魯南瑞虹化工儀器有限公司）測(cè)定。具體測(cè)定方法為：載氣為高純N2，轉(zhuǎn)化爐溫度為360 ℃，填充柱溫度為80 ℃，F(xiàn)ID 檢測(cè)器溫度為160 ℃。將不同處理果實(shí)分別置于同樣體積密封塑料盒內(nèi)，室溫（20 ℃）密封1 h 后，使用注射器抽取1 mL氣體進(jìn)行測(cè)定，每處理重復(fù)5 次，每次重復(fù)用果3個(gè)，共計(jì)15 個(gè)果。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均為3 年試驗(yàn)結(jié)果平均值，采用Excel 2016 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，Origin 2018 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖，SPSS 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同O2、CO2 體積分?jǐn)?shù)對(duì)‘碭山酥’梨貯藏后貨架期黑皮病和黑心病的影響

‘碭山酥’梨在貯藏后期表皮會(huì)出現(xiàn)不規(guī)則的黑褐色斑點(diǎn)，嚴(yán)重時(shí)連成大片，甚至蔓延到整個(gè)果面，這種嚴(yán)重的生理性病害被稱(chēng)作黑皮病。黑皮病雖然不影響果實(shí)食用，但卻嚴(yán)重影響果實(shí)的外觀(guān)品質(zhì)，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失[14-18]。由表3 可知，所有處理果實(shí)出庫(kù)后貨架1 d 時(shí)，均未發(fā)現(xiàn)黑皮病，但貨架9 d 時(shí)，CK 基本全部黑皮，黑皮病指數(shù)達(dá)90.30%，CA-5-0 處理黑皮病指數(shù)為54.36%，CA-5-1 和CA-5-3 處理也發(fā)生輕微黑皮病。CK 和所有氣調(diào)處理均發(fā)生不同程度的黑心病，對(duì)于同一O2體積分?jǐn)?shù)來(lái)說(shuō)，CO2體積分?jǐn)?shù)越高，黑心病指數(shù)越高（圖版1）。

表3 氣調(diào)貯藏對(duì)‘碭山酥’梨果實(shí)黑皮病指數(shù)和黑心病指數(shù)的影響

2.2 不同O2、CO2 體積分?jǐn)?shù)對(duì)‘碭山酥’梨貯藏后貨架期果實(shí)硬度的影響

硬度可作為評(píng)價(jià)果實(shí)成熟和品質(zhì)的重要指標(biāo)，硬度下降是果實(shí)成熟軟化的外在表現(xiàn)[19]。由圖1 可以看出，‘碭山酥’梨氣調(diào)貯藏270 d+貨架1 d 時(shí)，CA-3-0、CA-5-0 處理和CK 的果實(shí)硬度均顯著低于其他處理，且CA-3-0 和CA-5-0 處理均與CK無(wú)顯著差異，而CA-1-5、CA-3-5 和CA-5-1 處理的果實(shí)硬度顯著高于同O2濃度下的各處理，其中CA-5-1 處理的果實(shí)硬度（5.91 kg/cm2）最高；在貨架9 d 時(shí)，除CA-1-0、CA-3-0、CA-3-1、CA-5-0、CA-5-9 處理和CK 外，其他處理的果實(shí)硬度均保持在5.0 kg/cm2以上，其中CK 的果實(shí)硬度（4.38 kg/cm2）最低，較貨架1 d 時(shí)下降了7.59%，CA-1-5、CA-3-3 處理的下降速率較快，分別較貨架1 d 時(shí)下降了10.78%、10.48%。說(shuō)明適宜的O2和CO2體積分?jǐn)?shù)在貨架期間可較好地維持果實(shí)硬度，緩解果實(shí)品質(zhì)下降的速度，CA-1-5、CA-3-3 這2 個(gè)處理在貨架初期可以維持果實(shí)硬度，但隨著貨架期延長(zhǎng)，其果實(shí)硬度逐漸下降。

圖1 不同O2、CO2體積分?jǐn)?shù)下‘碭山酥’梨貨架期果實(shí)硬度的變化

2.3 不同O2、CO2 體積分?jǐn)?shù)對(duì)‘碭山酥’梨貯藏后貨架期可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物是衡量果實(shí)風(fēng)味的一個(gè)重要指標(biāo)[20]。由圖2 可知，‘碭山酥’梨氣調(diào)貯藏270 d，貨架期1 d 和9 d 時(shí)，CK 的果實(shí)可溶性固形物含量均維持在較高水平，在貨架1 d 時(shí)，相同O2體積分?jǐn)?shù)下分別以CA-1-1、CA-3-1、CA-5-1 處理的含量最低，均顯著低于CK；在貨架9 d 時(shí)，O2體積分?jǐn)?shù)為1%、3%的處理組分別以CA-1-0、CA-3-1 處理最低，均顯著低于CK，而O2體積分?jǐn)?shù)為5%的氣調(diào)處理組與CK 無(wú)顯著差異。除CA-1-1 和CA-3-5處理外，其他處理與CK 的可溶性固形物含量均隨貨架期的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，其中CA-1-0 處理下降了11.70%，CA-3-1 處理下降了7.23%；而CK 僅下降了4.07%，貨架9 d 時(shí)的可溶性固形物含量為12.95%?？梢?jiàn)氣調(diào)處理對(duì)果實(shí)可溶性固形物含量的影響較小，且CA-1-0 和CA-3-1 處理不利于果實(shí)貨架期間可溶性固形物含量的維持。

圖2 不同O2、CO2體積分?jǐn)?shù)下‘碭山酥’梨貨架期果實(shí)可溶性固形物含量的變化

2.4 不同O2、CO2 體積分?jǐn)?shù)對(duì)‘碭山酥’梨貯藏后貨架期果皮顏色的影響

L、a、b 值的色空間是當(dāng)前最通用的測(cè)量物體的顏色空間之一，在這一色空間中，L 值越大表示所測(cè)樣品的表面越亮[21-22]。由圖3-A、3-B 和3-C可知，‘碭山酥’梨氣調(diào)貯藏270 d、貨架1 d 時(shí)，除CA-3-1 處理外，其他氣調(diào)處理與CK 果實(shí)的L值均無(wú)顯著差異；貨架9 d 時(shí)，CA-1-0、CA-5-1處理和CK 的L 值均顯著降低，且CK 顯著低于其他處理，其L 值降幅最大，下降了8.31%。說(shuō)明除CA-1-0、CA-5-1 處理外，其他氣調(diào)處理均可較好地維持‘碭山酥’梨貨架期間果面亮度。

a 值代表紅綠色差，其正值為紅色，負(fù)值為綠色，絕對(duì)值越大紅色或綠色越深；a/b 值為色澤比，負(fù)值越小表示綠色越深，正值越大表示紅色越深。由圖3-D、3-E、3-F、3-G、3-H、3-I 可知，‘碭山酥’梨氣調(diào)貯藏270 d，20 ℃貨架1 d 和9 d 時(shí)，CK 的a 值和a/b 值均大于其他處理，其次為CA-5-0處理?？梢?jiàn)，貨架期CK 的果實(shí)顏色較差，其次為CA-5-0 處理，其他氣調(diào)處理的果實(shí)顏色均較佳。

圖3 不同O2、CO2體積分?jǐn)?shù)下‘碭山酥’梨貨架期果皮顏色的變化

2.5 不同O2、CO2 體積分?jǐn)?shù)對(duì)‘碭山酥’梨貯藏后貨架期果實(shí)感官評(píng)分的影響

貯藏270 d+貨架9 d，各處理果實(shí)的感官評(píng)分見(jiàn)表4。CK 果實(shí)異味濃，感官評(píng)分最低，為48 分；O2體積分?jǐn)?shù)為1%的4 個(gè)處理果實(shí)均有異味，感官評(píng)分為55～74 分。CA-3-0、CA-3-1、CA-3-3 及CA-5-1、CA-5-3 這5 個(gè)處理果實(shí)風(fēng)味正常，感官評(píng)分較高，為78～86 分，其余處理果實(shí)均有異味或異味較濃。

2.6 不同O2、CO2 體積分?jǐn)?shù)對(duì)‘碭山酥’梨貯藏后貨架期乙醇含量的影響

表4 不同O2、CO2體積分?jǐn)?shù)下‘碭山酥’梨貨架期（270 d+9 d）果實(shí)感官評(píng)分

乙醇是影響果實(shí)風(fēng)味的指標(biāo)之一，也是判斷果實(shí)衰老的指標(biāo)，乙醇含量越高，果實(shí)衰老越快[23]。由圖4-A、4-B、4-C 可知，‘碭山酥’梨氣調(diào)貯藏270 d、20 ℃貨架1 d 時(shí)，CA-1-0、CA-1-1、CA-5-9處理的果皮乙醇含量均顯著低于CK，O2體積分?jǐn)?shù)為3%的氣調(diào)處理均顯著高于CK；貨架9 d 時(shí)，O2體積分?jǐn)?shù)為3%和5%氣調(diào)處理組的果皮乙醇含量基本顯著低于CK，除CA-1-1、CA-1-3 處理外，O2體積分?jǐn)?shù)為1%的其他氣調(diào)處理均顯著高于CK?？梢钥闯?，O2體積分?jǐn)?shù)為3%和5%的氣調(diào)處理可以有效降低果實(shí)貨架期間的果皮乙醇含量。

由圖4 可知，除CA-1-0 處理外，無(wú)論果皮還是果肉，其他氣調(diào)處理20 ℃貨架9 d 的乙醇含量均低于貨架1 d，其中CA-3-5 處理果皮乙醇含量下降幅度最大，下降了90.10%，CA-3-7 處理果皮和果肉乙醇含量下降幅度均較大，分別下降了82.75%和88.74%，而CK 隨著貨架期的延長(zhǎng)，乙醇含量略呈下降趨勢(shì)。說(shuō)明CA-1-0 處理不利于果實(shí)貨架期間乙醇含量的降低，‘碭山酥’梨果實(shí)貨架期間應(yīng)選擇適宜的氣調(diào)處理以抑制乙醇含量的增加。

圖4 不同O2、CO2體積分?jǐn)?shù)下‘碭山酥’梨貨架期果皮和果肉乙醇含量的變化

2.7 不同氣調(diào)貯藏方法對(duì)‘碭山酥’梨貨架期呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量的影響

果實(shí)的呼吸強(qiáng)度與果實(shí)的成熟度、存貯壽命及生理病變等有關(guān)，將呼吸強(qiáng)度維持在較低而正常水平是果實(shí)保鮮的基本原則[24]。由圖5-A、5-B、5-C可知，‘碭山酥’梨氣調(diào)貯藏270 d、20 ℃貨架1 d時(shí)，氣調(diào)處理的呼吸強(qiáng)度均低于CK；在貨架9 d 時(shí)，除CA-1-0 處理外，其他處理的呼吸強(qiáng)度均隨貨架期的延長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，其中CA-1-1 和CA-5-9 處理下降幅度較大，分別下降了30.30%、29.00%；貨架1 d 和9 d 時(shí)，CA-1-0 處理的呼吸強(qiáng)度均顯著高于CA-1-1、CA-1-3 和CA-1-5 處理，CA-5-0 處理的呼吸強(qiáng)度均顯著高于其他O2體積分?jǐn)?shù)為5%的氣調(diào)處理，說(shuō)明CA-1-0 和CA-5-0 處理對(duì)抑制果實(shí)呼吸強(qiáng)度的效果不佳。

乙烯作為呼吸躍變型果實(shí)成熟衰老的啟動(dòng)者和加速者，與‘碭山酥’梨果實(shí)成熟衰老之間有著密切關(guān)系。由圖5-D、5-E、5-F 可以看出，‘碭山酥’梨果實(shí)在貨架1 d 和9 d 期間，除CA-5-0 和CA-5-3 處理外，其他氣調(diào)處理的乙烯釋放量均低于CK，且CA-5-3 處理的乙烯釋放量明顯高于其他氣調(diào)處理，說(shuō)明CA-5-0 和CA-5-3 處理無(wú)法抑制果實(shí)貨架期乙烯的釋放，對(duì)‘碭山酥’梨進(jìn)行氣調(diào)貯藏時(shí)，不宜使用CA-1-0、CA-5-0 和CA-5-3 氣調(diào)處理。

3 討論與結(jié)論

圖5 不同O2、CO2體積分?jǐn)?shù)下‘碭山酥’梨貨架期呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量的變化

氣調(diào)貯藏主要是通過(guò)改變貯藏環(huán)境的氣體成分，降低采后生理代謝強(qiáng)度。本研究結(jié)果表明，‘碭山酥’梨果實(shí)在長(zhǎng)期貯藏過(guò)程中黑皮病、黑心病發(fā)生較重，除O2體積分?jǐn)?shù)為5%的各處理，其他不同體積分?jǐn)?shù)的O2、CO2氣調(diào)貯藏均可有效地抑制黑皮病。O2體積分?jǐn)?shù)相同時(shí)，隨著CO2體積分?jǐn)?shù)升高，黑心病指數(shù)也增加。

王文生等[25]研究結(jié)果表明，0 ℃的低溫結(jié)合2%～4%O2+2%～4%CO2的氣體成分貯藏，可降低‘京白’梨的呼吸強(qiáng)度，推遲乙烯釋放的高峰期，延緩果實(shí)硬度的變化，進(jìn)而增強(qiáng)果實(shí)的耐貯藏性能。本試驗(yàn)結(jié)果與其結(jié)論基本一致，發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)臍庹{(diào)處理（CA-3-7、CA-5-0、CA-5-1、CA-5-3、CA-5-9）在貨架期間可較好地維持‘碭山酥’梨的果實(shí)硬度，維持果實(shí)品質(zhì)，但對(duì)果實(shí)可溶性固形物含量的影響較小，適宜的氣調(diào)處理（CA-3-1、CA-3-7、CA-5-0、CA-5-3、CA-5-9）可有效抑制貨架期間乙醇含量的增加。通過(guò)對(duì)不同處理組果實(shí)的呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量分析，可以得出CA-1-0、CA-5-0 和CA-5-3 氣調(diào)處理不適宜控制果實(shí)呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量，不利于果實(shí)進(jìn)行貨架處理。與CK 和其他氣調(diào)處理相比，O2體積分?jǐn)?shù)為1%的4 個(gè)處理雖能較好保持果皮的綠色，但品嘗果實(shí)都有一定程度的異味，CA-3-0、CA-3-1、CA-3-3 及CA-5-1、CA-5-3 這5 個(gè)處理果實(shí)風(fēng)味正常，且能較好地保持果實(shí)色澤。

本研究從生理病害防控（黑皮病、果心褐變）以及果實(shí)內(nèi)在品質(zhì)、外觀(guān)色澤、風(fēng)味等幾方面綜合考慮，‘碭山酥’梨長(zhǎng)期氣調(diào)貯藏（≥270 d）的適宜O2和CO2體積分?jǐn)?shù)為：3%～5% O2、1%＜CO2≤3%，既可保持果實(shí)較好的品質(zhì)和風(fēng)味，又可以減少或抑制果皮黑皮病，降低果心褐變率。