動態(tài)氣調(diào)對“翠香”獼猴桃貯藏效果的影響

廖梓懿，周會玲,*，姚宗祥，王新茹，馬 慧

（1.西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100；2.陜西省果業(yè)協(xié)會，周至縣獼猴桃貯藏協(xié)會采后生理與貯藏保鮮實驗室，陜西 西安 710411）

獼猴桃（Actinidia chinensis）為多年落葉木質(zhì)藤本植物，屬于獼猴桃科（Actinidiaceae）獼猴桃屬（Actinidia）[1]，現(xiàn)已成為我國西北及西南地區(qū)最重要的經(jīng)濟作物之一[2]?！按湎恪鲍J猴桃是陜西省綜合性狀較好的中早熟美味系品種，因其風(fēng)味濃郁、口感酸甜得到消費者的普遍認可。由于獼猴桃是典型的呼吸躍變型漿果[3]，具有明顯的采后生理后熟過程，因此在常溫下很容易軟化腐爛，采后貯藏一般采用機械冷藏延長其貯藏期。但“翠香”獼猴桃具有較強的冷敏性，在機械冷藏期間低溫極易使果實發(fā)生腐爛和冷害[4]，導(dǎo)致貯藏期縮短、果實商品性下降，對獼猴桃產(chǎn)業(yè)造成極其嚴重的經(jīng)濟損失。為了滿足“翠香”獼猴桃鮮食和加工行業(yè)對獼猴桃品質(zhì)與供應(yīng)的需求，“翠香”獼猴桃貯藏保鮮技術(shù)已成為重要的研究方向。

動態(tài)氣調(diào)（Dynamic Controlled Atmosphere，DCA）是現(xiàn)階段國內(nèi)外公認較好的貯藏保鮮方法，其原理是在貯藏過程中將氧氣含量降低到果實所能承受的最低有氧呼吸水平，以避免無氧呼吸傷害為前提，最大限度地減少有氧呼吸，延緩果實的生理代謝過程[5]。動態(tài)氣調(diào)貯藏多采用初期高CO2和低O2處理，后期降低CO2、增加O2含量的方法[6]。由于呼吸躍變型果實在貯藏過程中其呼吸強度會隨著成熟度而改變，使得氣體成分適應(yīng)性隨之改變，因此分階段調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中O2、CO2濃度，才能避免無氧呼吸傷害，保持果實品質(zhì)[7]。乙醇是果實無氧呼吸的重要代謝產(chǎn)物[8]。通過測定果實乙醇含量來衡量果實貯藏中無氧呼吸水平，以此調(diào)節(jié)氣體成分。Veltman 等[9]在蘋果動態(tài)氣調(diào)試驗中，通過測定氣調(diào)庫內(nèi)空氣樣品中乙醇含量來調(diào)控O2，乙醇含量升高時提高O2濃度，使得在乙醇不積累的情況下O2能達到最低極限值。動態(tài)氣調(diào)在牛油果[10]、香蕉[11]、芒果[11]等水果上都有研究，特別是梨和蘋果，發(fā)現(xiàn)其不僅能夠有效保持貯藏后期的果實硬度，同時還減少了果實的虎皮病、腐爛等現(xiàn)象發(fā)生，貯藏效果顯著優(yōu)于普通氣調(diào)[12-14]，因此被廣泛地商業(yè)化應(yīng)用。

目前我國在獼猴桃保鮮中鮮見有關(guān)于動態(tài)氣調(diào)的報道。為提高“翠香”獼猴桃的貯藏品質(zhì)，通過檢測貯藏環(huán)境中乙醇的含量，階段性調(diào)節(jié)氣調(diào)庫內(nèi)O2和CO2濃度，研究動態(tài)氣調(diào)對果實品質(zhì)及冷害發(fā)生的影響，以期為“翠香”獼猴桃動態(tài)氣調(diào)保鮮提供參考，也為動態(tài)氣調(diào)技術(shù)在獼猴桃貯藏上的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

試驗材料“翠香”獼猴桃采自樹齡5 年以上，生長健壯，長勢良好的果樹，來源于周至縣姚力果業(yè)合作社。2019 年9 月29 日采收，裝入含有通氣口的塑料箱中，當(dāng)天運回周至縣獼猴桃貯藏協(xié)會采后生理與貯藏保鮮實驗室。

抗壞血酸，上海源葉生物公司；1,10-菲啰啉（純度＞97.0%），天津科密歐公司；所有試劑均為國產(chǎn)分析純。

1.1.2 儀器與設(shè)備

GQY-40d-12 型分子篩氣調(diào)一體機，天津捷盛東輝保鮮科技有限公司；X-4（BX）型泵吸式乙醇檢測儀，江蘇EDKORS 公司；GY-4 型果實硬度計，浙江綠博公司；PAL-BX/ACID8 獼猴桃糖酸一體機，日本愛拓公司；TEL-7001 紅外CO2分析儀，美國Telaire公司；TraceGCUltra 型氣相色譜儀，美國ThermoScientific公司；A11 型液氮研磨儀，德國Ika 公司；5810R 型高速冷凍離心機，德國Eppendorf 公司；多標(biāo)記微孔板檢測系統(tǒng)，美國Molecular Devices 公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗設(shè)計

選取大小均勻、無病蟲害、無機械損傷的獼猴桃果實，放入8～10 ℃冷庫中通風(fēng)預(yù)冷24 h，待果心溫度穩(wěn)定后，進行以下3 種形式貯藏。

（1）動態(tài)氣調(diào)（DCA），O2和CO2濃度根據(jù)乙醇含量進行動態(tài)調(diào)整，具體操作如下：貯藏0～30 d，氣體配比為1.5%O2+5.5%CO2；貯藏30～60 d 時，氣體配比為2.5%O2+ 4.5%CO2；貯藏期60 d 后，氣體配比為3.5%O2+3.5%CO2，直至貯藏結(jié)束。

（2）普通氣調(diào)（CA）：貯藏過程中氣體配比均采用2.5%O2+4.5%CO2。

（3）機械冷藏（CK）：貯藏過程中不進行氣調(diào)處理。

3 種貯藏方式下，冷庫溫度均保持在（0±0.5）℃、相對濕度90%～95%。動態(tài)氣調(diào)和普通氣調(diào)的初始氣體參數(shù)依據(jù)王靜[15]、白俊青等[16]和Prange 等[17]的結(jié)果進行設(shè)置，王靜[15]研究表明美味系獼猴桃最佳氣調(diào)組合范圍為2%～3% O2+ 3%～4.5% CO2，Prange 等[17]發(fā)現(xiàn)獼猴桃發(fā)生低氧脅迫的O2濃度為小于1%。

貯藏期間，每10 d 測定一次CA、DCA 氣調(diào)庫內(nèi)的乙醇含量，每10 d 或15 d 分別從3 個貯藏庫中取45 個果實，其中15 個果實用于測定硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、呼吸強度和乙烯釋放速率等；另外30 個果實移到20 ℃環(huán)境下模擬貨架期5 d，觀察冷害情況并統(tǒng)計冷害率；各處理于貯藏100 d 時隨機選取150 個果實，用于測定失重率和腐爛率。其中：乙醇含量、呼吸強度、乙烯釋放速率和VC 含量測定到90 d；其他指標(biāo)測定到100 d。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 乙醇含量

參照佟偉等[18]的方法進行乙醇取樣，采用泵吸式乙醇檢測儀于氣調(diào)庫頂空進樣測定，重復(fù)3 次，單位為mg/L。

1.2.2.2 呼吸強度和乙烯釋放速率

呼吸強度：參考董曉慶等[19]的方法，略有改動。使用干燥器（9.7 L）作為呼吸室，內(nèi)置測定的果實（500～600 g），采用TEL-7001 紅外CO2分析儀測定，密封30 min 后，記錄呼吸室內(nèi)CO2的增量，重復(fù)測定3 次，單位為mg·kg-1·h-1。

乙烯釋放速率：參考田紅炎等[20]的方法，采用Trace GC Ultra 型氣相色譜儀進行測定。重復(fù)測定3次，單位為μL·kg-1·h-1。

1.2.2.3 硬度

用刮皮刀削去果實赤道部2 個面積約為1 cm2的表皮，平躺式放置于試驗平板上，用硬度計測定果肉硬度，探頭直徑10 mm，測定深度10 mm，測定重復(fù)10 次，結(jié)果取其平均值，單位：kg·cm-2。

1.2.2.4 可溶性固形物（TSS）含量

采用獼猴桃糖酸一體機，將去皮獼猴桃經(jīng)果實榨汁器榨汁后，用4 層紗布過濾，取濾液200 μL 測定，重復(fù)測定3 次，結(jié)果取其平均值，單位：%。

1.2.2.5 可滴定酸（TA）含量

采用獼猴桃糖酸一體機測定，將獼猴桃榨汁后，經(jīng)4 層紗布過濾，取濾液200 μL，用蒸餾水稀釋50倍后測定，重復(fù)測定3 次，單位：%。

1.2.2.6 VC 含量

參照曹建康等[21]的分光光度計方法測定，重復(fù)測定3 次，單位:mg·100 g-1FW。

1.2.2.7 腐爛率和失重率

參照吳彬彬等[22]的方法，略有改動。隨機選取150個果實，分別測定其入庫及出庫時質(zhì)量、貯藏結(jié)束時記錄其腐爛果數(shù)。腐爛果實判斷依據(jù)為局部潰爛、腐化，出現(xiàn)霉變狀態(tài)。計算公式如下：

式中：m0為樣品入庫時質(zhì)量，kg；m1為樣品出庫時質(zhì)量，kg。

1.2.2.8 冷害率

參照高慧[23]的方法，略有改動。每次隨機選取30個果實，從冷庫中取出后，于室溫20 ℃條件下放置5 d，觀察其冷害情況，并統(tǒng)計出現(xiàn)冷害的果實數(shù)量。冷害果實判斷依據(jù)為出現(xiàn)果皮褐變、皺縮、凹陷，皮下木質(zhì)化，果肉水漬化、木質(zhì)化狀態(tài)。計算公式如下：

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 23.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析，使用Excel 2019 軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 氣調(diào)庫內(nèi)乙醇含量的變化

乙醇含量的變化對動態(tài)氣調(diào)有敏感的指示作用。如圖1 所示，從乙醇含量來看，在貯藏0～20 d，DCA和CA 組之間差異不顯著；30 d 時DCA 組乙醇含量顯著高于CA（P＜0.05）；30～50 d，DCA 組乙醇含量下降；50 d 后，兩者間差異不顯著。

圖1 氣調(diào)庫內(nèi)乙醇含量的變化Fig.1 Changes of ethanol contents in air-conditioned cold store

結(jié)合氣體配置來看，貯藏30 d 時，DCA 組的氣體配置為1.5%O2+5.5%CO2，低濃度O2與高濃度CO2使得DCA 組乙醇含量增加，說明此時果實無氧呼吸加劇；貯藏30～60 d 時，氣體配比設(shè)為2.5%O2+4.5%CO2，DCA 組乙醇含量下降；貯藏60 d 時，CA 和DCA組乙醇含量升高，此時改變DCA 氣體配置為3.5%O2+3.5%CO2；貯藏60 d 后DCA 組乙醇含量下降，直至低于CA。

2.2 動態(tài)氣調(diào)貯藏對獼猴桃果實呼吸強度和乙烯釋放速率的影響

如圖2A 所示，獼猴桃果實采收后呼吸強度較高，低溫貯藏抑制其呼吸作用，使得貯藏前15 天獼猴桃果實的呼吸強度呈下降趨勢。CK 組果實的呼吸強度在貯藏30 d 時明顯上升，40 d 達到高峰，峰值為11.43 mg·kg-1·h-1；CA 和DCA 組果實呼吸強度上升不明顯，在貯藏50 d 時出現(xiàn)呼吸高峰，分別為9.28、8.63 mg·kg-1·h-1，顯著低于CK 組呼吸峰值（P＜0.05），且呼吸峰推遲了10 d。在各處理出現(xiàn)呼吸高峰后，呼吸強度均呈下降趨勢。DCA 組呼吸強度始終處于較低水平，貯藏15～40 d 時，DCA 處理組果實的呼吸強度顯著低于CK 和CA（P＜0.05），說明DCA 能更有效地抑制果實的呼吸強度。

如圖2B 可見，貯藏前40 天，“翠香”獼猴桃果實的乙烯釋放速率呈緩慢上升趨勢，隨后出現(xiàn)乙烯釋放高峰。CK 組在貯藏50 d 時出現(xiàn)乙烯釋放高峰，其值為0.66 μL·kg-1·h-1，而CA、DCA 組均推遲了10 d，于貯藏60 d 時出現(xiàn)，其值均為0.58 μL·kg-1·h-1，顯著低于CK 組乙烯釋放高峰值（P＜0.05）。貯藏15～50 d時，DCA 處理組乙烯釋放速率顯著低于CK（P＜0.05），而CA 與CK 組間差異不顯著，說明DCA 能更有效地抑制“翠香”獼猴桃果實的乙烯釋放速率。

圖2 動態(tài)氣調(diào)對“翠香”獼猴桃果實呼吸強度（A）和乙烯釋放速率（B）的影響Fig.2 Effects of DCA on respiration intensity(A)and ethylene release rates(B)of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.3 動態(tài)氣調(diào)貯藏對獼猴桃果實貯藏品質(zhì)的影響

2.3.1 果實硬度

如圖3 所示，DCA 和CA 處理有效抑制了“翠香”獼猴桃果實硬度的下降，從貯藏15 d 開始，DCA 組果實硬度顯著高于CK 組（P＜0.05），直到貯藏結(jié)束。貯藏前90 天，CA 果實硬度略低于DCA，但差異不顯著；貯藏90 d 后，DCA 與CA 處理間存在顯著差異（P＜0.05），說明DCA 處理對長期貯藏果實的硬度保持具有較好的效果。

圖3 動態(tài)氣調(diào)對“翠香”獼猴桃果實硬度的影響Fig.3 Effects of DCA on hardness of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.3.2 可溶性固形物和可滴定酸含量

如圖4A 所示，在貯藏過程中，各處理獼猴桃果實的TSS 含量均呈上升趨勢。DCA 和CA 處理的果實TSS 上升較為緩慢，顯著低于CK（P＜0.05）；貯藏70 d 后，DCA 組TSS 含量顯著低于CA 組（P＜0.05），極顯著低于CK（P＜0.01）。

圖4 動態(tài)氣調(diào)對“翠香”獼猴桃果實可溶性固形物（A）和可滴定酸（B）含量的影響Fig.4 Effects of DCA on soluble solids(A)and titratable acid(B)contents of ‘Cuixiang’kiwi fruits

由圖4B 可見，在貯藏過程中，各處理果實的TA含量均呈下降趨勢，但CK 組下降最快，DCA 處理下降最慢，CA 介于二者之間。貯藏結(jié)束時（100 d），DCA處理果實的TA 含量最高，為0.26%，顯著高于CA 和CK 組果實的TA 含量（P＜0.05）。

2.3.3 VC 含量

如圖5 所示，在貯藏過程中，獼猴桃果實的VC含量總體呈現(xiàn)下降趨勢。CK 組果實VC 下降最快，CA 組果實的VC 含量略低于DCA 組。貯藏60 d 時，DCA 處理組果實的VC 含量顯著高于CA 和CK 組（P＜0.05）。貯藏80～90 d 時，CK 處理顯著低于CA 和DCA 處理（P＜0.05），但CA 和DCA 處理間差異不顯著。

圖5 動態(tài)氣調(diào)對“翠香”獼猴桃果實VC 含量的影響Fig.5 Effects of DCA on VC contents of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.4 動態(tài)氣調(diào)貯藏對獼猴桃果實腐爛率和失重率的影響

如圖6A 所示，貯藏結(jié)束時（100 d），CK 組果實腐爛率達8.33%，而CA 和DCA 組分別為2.34%和2.04%，CA 和DCA 處理組的果實腐爛率顯著低于CK 組（P＜0.05），但CA 與DCA 處理間差異不顯著。

由圖6B 可見，貯藏結(jié)束時（100 d），CK 組果實失重率達4.76%，而CA 和DCA 處理組分別為2.59%和2.46%，CA、DCA 處理組腐爛率均顯著低于CK（P＜0.05），但CA 與DCA 處理間無顯著差異。

圖6 動態(tài)氣調(diào)對“翠香”獼猴桃果實腐爛率（A）和失重率（B）的影響Fig.6 Effects of DCA on rotting rates(A)and weight loss rates(B)of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.5 動態(tài)氣調(diào)貯藏對獼猴桃果實冷害的影響

2.5.1 冷害率

由圖7 可知，貯藏0～40 d，各處理組果實均未發(fā)生冷害，貯藏50 d 后，CK 組首先出現(xiàn)冷害癥狀，冷害率達2.0%，隨后冷害率上升，貯藏結(jié)束時，冷害率達到67.5%。CA 與DCA 組果實分別比CK 組推遲20 d和30 d 出現(xiàn)冷害，且冷害率較低，顯著低于CK 組（P＜0.05）。貯藏100 d 時，DCA 組果實冷害發(fā)生率最低，僅為20.0%，分別比CK 與CA 處理降低了47.5個百分點和8.0 個百分點，與CA 組間差異達到顯著水平（P＜0.05），與CK 組間差異達到極顯著水平（P＜0.01）。

圖7 動態(tài)氣調(diào)對“翠香”獼猴桃果實冷害率的影響Fig.7 Effects of DCA on chilling injury rates of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.5.2 冷害癥狀

各處理果實的冷害發(fā)生程度不同。圖8 為貯藏100 d 時各處理組果實冷害發(fā)生情況。CK 組果實的外皮粗糙、果毛脫落，皮色呈褐色并伴有凹陷斑，外果皮皺縮并難以分離，在皮下有明顯大面積木質(zhì)化白點，果肉出現(xiàn)水漬化、木質(zhì)化等癥狀；而CA 組果實的果頂或根部分開始木質(zhì)化，部分果皮褐變，在皮下有明顯木質(zhì)化白點；DCA 組果實基本正常，出現(xiàn)少量皮下木質(zhì)化白點。

圖8 “翠香”獼猴桃在貯藏100 d 時冷害發(fā)生情況Fig.8 Chilling injury symptoms cases of ‘Cuixiang’kiwi fruits after 100 days storage

3 討論與結(jié)論

本試驗通過測定貯藏環(huán)境中乙醇含量，對“翠香”獼猴桃果實進行動態(tài)氣調(diào)貯藏，即：0～30 d，采用較低的氧氣和較高的二氧化碳組合，氣體配比為1.5%O2+5.5%CO2；貯藏30 d，當(dāng)乙醇含量明顯增加時，提高O2，降低CO2，調(diào)整氣體配比為2.5% O2+ 4.5% CO2；60 d 后，當(dāng)乙醇含量再次上升時，又將氣體配比調(diào)整為3.5%O2+3.5%CO2。從而保證在整個貯藏過程中，在減少無氧呼吸的前提下，使獼猴桃果實呼吸強度保持在較低水平。

本試驗研究了動態(tài)氣調(diào)對“翠香”獼猴桃貯藏品質(zhì)的影響，結(jié)果表明：動態(tài)氣調(diào)能更有效地維持果實的品質(zhì)。與機械冷藏（CK）相比，動態(tài)氣調(diào)能有效降低果實的呼吸強度，延緩乙烯釋放速率，推遲呼吸高峰的出現(xiàn)，延緩果實硬度下降，抑制TSS 含量上升和TA、VC 含量下降，顯著降低腐爛率和失重率，有效維持果實品質(zhì)；與普通氣調(diào)（CA）相比，在貯藏前期，動態(tài)氣調(diào)處理果實的呼吸強度、乙烯釋放速率更低，在貯藏后期，果實硬度、TA、TSS 變化更小，存在顯著差異，能更有效地延緩后熟過程，延長保鮮期。動態(tài)氣調(diào)通過在無氧呼吸臨界點下，用低O2高CO2來抑制果實呼吸作用和乙烯釋放，延緩其生理代謝過程，達到延緩果實成熟與衰老的效果，所以其保鮮效果優(yōu)于普通氣調(diào)和機械冷藏，這與Weber 等[24]和Bessemans 等[25]的研究結(jié)論一致。

另外，本試驗對“翠香”獼猴桃冷害發(fā)生情況的研究結(jié)果表明：動態(tài)氣調(diào)能顯著降低冷害率，延緩和減輕貯藏后期果實冷害的發(fā)生。從試驗結(jié)果來看，動態(tài)氣調(diào)的果實冷害發(fā)生時間比機械冷藏推遲了30 d，比普通氣調(diào)推遲了10 d，顯著降低了冷害率，且冷害癥狀較輕，僅出現(xiàn)少量皮下木質(zhì)化白點，未發(fā)生如機械冷藏的果肉木質(zhì)化和普通氣調(diào)的果皮褐變等現(xiàn)象。

綜合來看，動態(tài)氣調(diào)與普通氣調(diào)相比，不僅能夠更有效控制“翠香”獼猴桃果實的衰老與腐敗，延長貯藏期，還可以顯著減少果實冷害，具有良好的應(yīng)用前景。