微孔包裝抑制櫻桃番茄高溫物流軟化品質(zhì)的研究

賈嘉懿，王亞蒙，尹杰文，肖徐，張鍶苑，張敏*

1(西南大學 食品科學學院，重慶，400715)2(西南大學食品貯藏與物流研究中心，重慶，400715)3(農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮質(zhì)量安全風險評估實驗室，重慶，400715)

櫻桃番茄(Solanumlycopersicumvar.cerasiforme)又稱小西紅柿、圣女果，不僅香甜多汁，酸甜適宜，還富含多種番茄紅素、β-胡蘿卜素、多酚等抗氧化物質(zhì)，具有很高的營養(yǎng)價值，此外，櫻桃番茄還具有促進生長發(fā)育、增強免疫力和延緩衰老等功效[1]，深受消費者喜愛。但從各大生鮮電商平臺的客戶評價中發(fā)現(xiàn)，櫻桃番茄容易出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，繼而發(fā)生腐爛變質(zhì)，消費者體驗不好，是生鮮果蔬中差評率較高的品種之一，這種情況在夏季高溫物流時尤為明顯。因此，解決櫻桃番茄高溫物流軟化問題對我國生鮮果蔬流通有較大的實際意義。

質(zhì)地特性是評價果蔬貯藏品質(zhì)的重要指標。在果蔬采后流通過程中果實硬度的改變與果蔬細胞壁物質(zhì)降解緊密相關。成熟的高等植物細胞的細胞壁在形態(tài)學上被分為初生壁、胞間層和次生壁3個組成成分。植物細胞壁主要由纖維素、半纖維素和果膠組成，多糖占其組成高達90%以上，細胞壁多糖物質(zhì)的降解則與相關細胞壁代謝酶活性，如果膠甲酯酶(pectinmethylesterase，PME)、多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase，PG)、纖維素酶(cellulase，Cx)、半乳糖苷酶(β-glucosidase，β-Glu)等密切相關[2-3]。氣調(diào)保鮮技術(shù)通過包裝調(diào)節(jié)袋內(nèi)氣體環(huán)境和組分，進而抑制細胞壁代謝酶活性，調(diào)節(jié)細胞壁多糖的代謝降解，保持果實良好質(zhì)地,有效延緩果實的軟化進程。研究發(fā)現(xiàn)3% O2、7% CO2氣調(diào)貯藏可以較好地保持黃瓜細胞壁結(jié)構(gòu)的完整性,延緩黃瓜細胞壁原果膠的降解，抑制纖維素酶活性,并控制β-Glu活性的增強和可溶性果膠的產(chǎn)生,可降低細胞壁胞間層結(jié)構(gòu)的改變對黃瓜硬度造成的影響[4]。

普通包裝薄膜的透過率無法滿足采后果蔬較高呼吸速率，容易造成膜內(nèi)O2濃度低于1%進而導致果蔬的無氧呼吸。因此，開發(fā)高透過率的薄膜是解決果蔬采后呼吸問題的方法之一，而微孔膜是其中較為簡單的方法。微孔膜氣調(diào)包裝基于氣調(diào)包裝的原理，通過調(diào)節(jié)微孔的大小和數(shù)量改變包裝袋薄膜O2、CO2和水蒸氣的滲透率，使之與包裝內(nèi)的果蔬呼吸速率相匹配，從而在包裝內(nèi)建立新的平衡氣氛。微孔膜的成本與市場上的普通膜相差不大，來源廣泛，具有廣闊的應用前景。目前，微孔包裝已在枇杷[5]、甜玉米[6]、蘋果[7]等果蔬保鮮上取得良好效果。但關于微孔包裝調(diào)控櫻桃番茄采后高溫物流過程中軟化機理的研究較少，本試驗以新鮮櫻桃番茄為原料,分析不同孔徑大小的微孔包裝對櫻桃番茄硬度、細胞壁代謝相關物質(zhì)及酶活性的影響,探索微孔包裝控制高溫物流軟化的機制，為櫻桃番茄采后保鮮的流通環(huán)節(jié)提供一定的理論依據(jù)和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料

實驗所用櫻桃番茄品種為紅圣女果，購于重慶市北碚區(qū)天生農(nóng)貿(mào)市場，挑選批次相同、大小均勻、無機械損傷與病蟲害的櫻桃番茄。

本實驗所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

CheckMate3.0頂空分析儀，美國膜康公司；人工氣候箱，寧波東南儀器有限公司；紫外可見分光光度計，上海儀電分析儀器有限公司；物性測定儀，英國Stable Micro System公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 樣品準備

挑選大小均勻、無開裂的櫻桃番茄，清水洗凈，去蒂，晾干后隨機分成4組，每組350 g左右裝于PET保鮮盒中，用厚度30 μm的PP膜覆蓋在PET盒表面然后密封。實驗共設置4個不同分組：(1)8 mm組：在PP膜上打有間隔均勻，兩排共8個孔徑，且大小為8 mm的孔；(2)1 mm組：在PP膜上打有間隔均勻，兩排共8個孔徑，且大小為1 mm的孔；(3)0.3 mm組：在PP膜上打有間隔均勻，兩排共8個孔徑，且大小為0.3 mm的孔；(4)無孔組：不打孔作為對照。每組3個平行，將所有分組全部放入35 ℃、相對濕度70%的人工氣候箱中貯藏6 d，每天取樣檢測指標。

1.3.2 頂空氣體含量及相對濕度

利用頂空氣體分析儀測定櫻桃番茄包裝盒內(nèi)O2及CO2含量。

利用溫濕度記錄儀測定櫻桃番茄包裝盒內(nèi)的相對濕度。在保證不觸碰到實驗樣品的情況下，將探頭插入PET盒的中間位置，使探頭在每組盒中處于相同的位置，每6 h記錄1次讀數(shù)，將測量結(jié)果作為盒內(nèi)濕度記錄。

1.3.3 呼吸強度

參考程曦[8]的方法，稍加改動，隨機挑選(400±50)g櫻桃番茄，放入呼吸器室中，靜置30 min，測量呼吸器室中初始CO2體積分數(shù)、最終CO2體積分數(shù)。通過排水法測定放置櫻桃番茄的呼吸器室中剩余空間體積。根據(jù)公式計算櫻桃番茄呼吸強度，結(jié)果以mg/(kg·h)表示。

1.3.4 PME活性

參考HAGERMAN等[9]的方法，稍加改動，稱取5 g果肉，加入20 mL質(zhì)量分數(shù)8.8%的NaCl溶液和0.5 g聚乙烯吡咯烷酮研磨。將勻漿在10 000×g下離心30 min，收集上清液，調(diào)節(jié)pH至7.5，測定活性。加入酶提取物后，用分光光度法測量620 nm處吸光度。結(jié)果以U/mL表示。

1.3.5 PG活性

參考曹建康等[10]的比色法，稍加改動，稱取1.0 g樣品，加入2 mL經(jīng)預冷的體積分數(shù)(下同)95%乙醇研磨，低溫放置10 min，4 ℃ 12 000×g離心20 min，將上清液倒出。加入1 mL經(jīng)預冷的80%乙醇，振蕩，低溫靜置，離心后傾去上清液。向沉淀物中加入5 mL已預冷的提取緩沖液，低溫靜置20 min，離心，得到的上清液即為酶提取液。在540 nm處測吸光度，結(jié)果以μg/(h·g)表示。

1.3.6 果膠含量

參考曹建康等[10]的咔唑比色法，稱取約0.5 g果實樣品并研磨成勻漿，在沸水浴中用95%乙醇提取15 min，期間及時補充乙醇，重復提取4～5次后，棄掉上清液。剩余沉淀物加入蒸餾水，于50 ℃水浴鍋保溫30 min，12 000 r/min離心10 min，取上清液，定容到100 mL，得到可溶性果膠。剩余沉淀加0.5 mol/L H2SO4溶液于沸水浴加熱1 h，取上清液同樣定容至100 mL，即為原果膠。取1 mL提取液，測定2種果膠含量，重復3次。果膠含量為可溶性果膠和原果膠含量之和，以%表示。

1.3.7 Cx活性

參考曹建康等[10]的比色法，其中酶提取液制備方法同PG，在540 nm處測吸光度。結(jié)果以μg/(h·g)表示。

1.3.8 β-Glu活性

參考曹建康等[10]的方法，稍加改動，稱取1.0 g果蔬樣品，置于經(jīng)預冷的研缽中，加入2 mL預冷的95%乙醇，在冰浴條件下研磨勻漿，低溫放置10 min，于4 ℃、12 000×g離心20 min。傾去上清液，向沉淀物中再加人1 mL經(jīng)預冷的80%乙醇，振蕩，低溫放置10 min，然后在相同條件下離心。傾去上清液，向沉淀物中再加入5 mL經(jīng)預冷的提取緩沖液，于4 ℃放置提取20 min,再經(jīng)過離心后收集上清液即為酶提取液。在540 nm處測吸光度，結(jié)果以μg/(h·g)表示。

1.3.9 纖維素含量

參考BU等[11]的方法，取1.5 g櫻桃番茄，加入3.0 mL乙酸/硝酸鹽試劑研磨，在100 ℃的沸水浴中加熱30 min，4 508×g下離心20 min，冷卻后棄去上清液。用蒸餾水洗滌2次后將殘渣溶解在10 mL 67%硫酸中，充分混合并用蒸餾水稀釋至100 mL。將1 mL溶液移入玻璃試管中，加入4 mL去離子水和10 mL冷蒽酮試劑，于沸水浴中加熱10 min。然后冰浴5 min，在620 nm處測吸光度，結(jié)果以%表示。

1.3.10 硬度

使用物性測定儀進行測定，每組選取10個果，在赤道處進行測定并取平均。為模擬人手拿捏櫻桃番茄時的觸感，選用P/36R探頭，結(jié)果以g表示，設置參數(shù)如下：TPA模式、測前速度3 mm/s、測中及測后速度1 mm/s、受壓深度3 mm、觸發(fā)力20 g

1.3.11 感官評價

參考葉小平[12]的方法，略有改動。感官評定標準見表1。分別對每項指標進行打分，并利用加權(quán)法得出總分。外觀、色澤、氣味和口感加權(quán)系數(shù)分別為0.3、0.2、0.2、0.3，根據(jù)總分評定櫻桃番茄的品質(zhì)。感官評價小組由10名食品學院同學組成，結(jié)果取平均，本實驗中以7分及以上為具有商品性。

表1 櫻桃番茄感官評價表Table 1 Cherry tomato sensory evaluation form

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

使用Microsoft Excel 2010對各指標進行數(shù)據(jù)計算；用IBM SPSS Statistics 22對指標進行顯著性分析，P<0.05表示有顯著差異，P<0.01表示有極顯著差異，P>0.05表示差異不顯著；最后用Origin 2018制圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 微孔包裝對櫻桃番茄頂空氣體含量、相對濕度及呼吸強度的影響

2.1.1 微孔包裝對櫻桃番茄頂空氣體含量及相對濕度的影響

由圖1可知，8 mm組包裝內(nèi)CO2和O2濃度在貯藏過程中變化不大，幾乎與大氣濃度一致，這是8 mm孔徑較大導致。1 mm與0.3 mm組在貯藏過程中O2和CO2含量變化趨勢較為相近，在經(jīng)歷第1天O2濃度下降，CO2濃度上升后，1 mm與0.3 mm組氣體組成保持相對穩(wěn)定直到貯藏后期。而無孔組在第1天O2濃度大幅下降直至第6天降低為0，其CO2濃度在貯藏過程中不斷上升，后期尤甚，貯藏第6天達到21.7%。開孔可以起到維持盒內(nèi)氣體含量恒定的作用，這是包裝內(nèi)外氣體透過率與果實呼吸達到動態(tài)平衡所致，且孔徑越小O2含量越低，CO2含量越高，說明氣體濃度與孔徑大小密切相關。在整個貯藏期，各組O2含量由高到低均依次為8 mm組、1 mm組、0.3 mm組和無孔組，在第6天無孔組O2含量已降為0%，同時CO2含量由高到低則依次為無孔組、0.3 mm組、1 mm組和8 mm組，與O2含量相反，這是因為無孔組透氣性差，盒內(nèi)消耗的O2得不到補充，而CO2又過多的積累，無孔組CO2含量與其它各組均呈極顯著性差異(P<0.01)。微孔包裝能加強盒內(nèi)外氣體交換，維持恒定的氣體含量，且可通過調(diào)節(jié)孔徑大小來達到所需的O2及CO2含量。一般認為，微孔包裝對于控制包裝內(nèi)外的氣體交換符合Fick擴散定律[13]，但由于受包裝材質(zhì)及果實呼吸的影響，其滲透過程通常較難預測。對頂空氣體含量的分析可以發(fā)現(xiàn)目前市面上采用的8 mm大孔包裝是起不到調(diào)節(jié)氣氛作用的。如圖2所示，各組相對濕度從第1天即基本保持恒定，8 mm組、1 mm組、0.3 mm組和無孔組分別為92%、97%、98%、100%，孔徑越小相對濕度越大。

a-O2；b-CO2圖1 不同孔徑對頂空氣體含量的影響Fig.1 Effect of different pore sizes on headspace gas content

圖2 不同孔徑對相對濕度的影響Fig.2 Effect of different pore sizes on relative humidity

2.1.2 微孔包裝對櫻桃番茄呼吸強度的影響

果實采后依然進行著呼吸作用，櫻桃番茄采后會出現(xiàn)呼吸高峰，是典型的呼吸躍變型果實，高峰過后品質(zhì)會快速下降，所以對櫻桃番茄的保鮮處理要能起到抑制呼吸高峰來臨及降低高峰值的效果。圖3展示了不同孔徑微孔包裝對呼吸強度的影響，各組呼吸強度均隨時間延長呈先上升后下降的趨勢，其中無孔組和8 mm組在第2天出現(xiàn)了呼吸高峰，其高峰值分別為4 889和4 161.7 mg/(kg·h)，而1 mm組和0.3 mm組則在第3天才出現(xiàn)呼吸高峰，且其高峰值更低，分別為1 616.7和2 838.3 mg/(kg·h)。至貯藏第6天，呼吸強度由高到低依次為無孔組、8 mm組、1 mm組和0.3 mm組，且各組間均彼此呈極顯著性差異(P<0.01)。

圖3 不同孔徑對呼吸強度的影響Fig.3 Effect of different pore sizes on respiration intensity

上述結(jié)果表明，微孔包裝能加強盒內(nèi)外氣體交換，維持恒定的氣體含量，且可通過調(diào)節(jié)孔徑大小來達到所需的O2及CO2含量。而果實呼吸需要一定的氣體條件，適當降低O2、提高CO2含量有助于減弱果實采后的生理代謝活動，延緩衰老，但過低的O2又會使其產(chǎn)生無氧呼吸，易造成果實內(nèi)乙醇等物質(zhì)的積累，產(chǎn)生毒害，造成腐爛，因此最理想的情況是使果實進行較微弱的有氧呼吸而又不產(chǎn)生無氧呼吸。微孔包裝能通過控制盒內(nèi)O2與CO2濃度達到一定平衡來延緩櫻桃番茄呼吸高峰的出現(xiàn)，并降低高峰值，其中0.3 mm組效果更好。

2.2 微孔包裝對櫻桃番茄PME、PG及果膠含量的影響

2.2.1 微孔包裝對櫻桃番茄PME活性的影響

果膠是D-半乳糖醛酸以α-1,4-糖苷鍵連接而成的長鏈物質(zhì)，其中部分半乳糖醛酸的羧基發(fā)生甲酯化，PME可催化胞間層果膠物質(zhì)的去甲酯化，與果實軟化相關[14]。如圖4所示，總體來看，各組PME活性均隨時間延長呈先上升后下降的趨勢。第1天，各組間PME活性彼此差異不顯著(P>0.05)，且均在第3天出現(xiàn)活性高峰，其中無孔組和8 mm組活性高峰值無顯著性差異(P>0.05)，1 mm組和0.3 mm組之間差異也不顯著(P>0.05)，但兩微孔組與無孔、8 mm組間活性高峰值呈顯著性差異(P<0.05)，說明微孔包裝對降低PME活性高峰值有顯著的效果。在第4天，各組PME活性均快速下降，并在貯藏第6天各組間彼此差異均不明顯(P>0.05)。從整個貯藏期來說，無孔組PME活性較高，8 mm組在貯藏前期PME活性也較高，但在貯藏末期各組活性均較低，說明微孔能起到降低PME活性高峰值的作用，但隨著貯藏時間延長，微孔包裝對PME活性的抑制作用也逐漸減弱。

圖4 不同孔徑對PME活性的影響Fig.4 Effect of different pore sizes on PME activity

2.2.2 微孔包裝對櫻桃番茄PG活性的影響

PG是參與果膠水解的一種重要水解和疏松酶，它可以催化果膠分子中α-1,4-聚半乳糖醛酸的裂解，導致果膠水解、細胞壁結(jié)構(gòu)被破壞進而使得果實硬度下降。研究認為PG參與的前提條件是PME先發(fā)揮作用，將果膠物質(zhì)去甲酯化后再由PG參與水解[15]。由圖5所示，各組PG活性均隨貯藏時間的延長呈上升趨勢，在整個貯藏期，0.3 mm組PG活性上升速度最慢，始終與無孔、8 mm組呈極顯著性差異(P<0.01)。0.3 mm組PG活性在貯藏前期與1 mm組呈顯著性差異(P<0.05)。在貯藏第2～3天，8 mm組與1 mm組間活性差異不明顯(P>0.05)，但從第4天開始，8 mm組PG活性快速上升，并逐漸與1 mm組呈極顯著性差異(P<0.01)。在貯藏第6天，1 mm、0.3 mm組PG活性較8 mm組分別低32.3%、48.1%。果實的軟化與PG酶活性呈顯著的相關性，PG活性增大導致果實軟化。采用小孔徑的微孔包裝代替目前的大孔包裝能起到降低PG活性、延緩軟化的作用，其中0.3 mm組效果最佳。

圖5 不同孔徑對PG活性的影響Fig.5 Effect of different pore sizes on PG activity

2.2.3 微孔包裝對櫻桃番茄原果膠含量的影響

果膠是植物細胞胞間層與初生壁的主要組成成分，果實軟化過程中一個最主要的變化即為果膠的溶解。伴隨著果膠溶解，胞間層逐漸消失，細胞壁變薄，導致細胞壁結(jié)構(gòu)被破壞，造成軟化。未成熟的果實中果膠質(zhì)多以原果膠狀態(tài)存在。如圖6所示，各組原果膠含量均隨貯藏時間延長呈下降趨勢，因為在貯藏過程中，櫻桃番茄繼續(xù)成熟，其原果膠在果膠酶的作用下被水解為可溶性果膠，細胞壁支撐作用逐漸喪失，果實出現(xiàn)軟化的現(xiàn)象。整體來看，無孔組原果膠含量下降最快，且在貯藏中后期與其他3組呈極顯著性差異(P<0.01)，8 mm組在貯藏前4天與1 mm、0.3 mm兩組差異不明顯(P>0.05)，第4天后8 mm組原果膠含量下降速度加快，并與1 mm、0.3 mm 兩組呈顯著性差異(P<0.05)，微孔包裝能顯著維持原果膠含量，且孔徑越小效果越好。但1 mm組和0.3 mm組之間直至第6天才顯示出差異(P<0.05)。綜上所述，相比于目前常采用的8 mm大孔包裝，1 mm孔徑和0.3 mm孔徑的微孔包裝均能在貯藏中后期起到抑制櫻桃番茄原果膠含量下降的效果，而不開孔則會明顯加快原果膠的分解速度。

圖6 不同孔徑對原果膠含量的影響Fig.6 Effect of different pore sizes on raw pectin content

2.2.4 微孔包裝對櫻桃番茄可溶性果膠含量的影響

隨著果實的成熟，果膠物質(zhì)逐漸與纖維素分離，并形成易溶于水的果膠，此時果實組織也逐漸變得松弛軟化，導致果實硬度下降。如圖7所示，各組可溶性果膠含量在整個貯藏期均隨時間延長呈上升趨勢。在前2天，各組間可溶性果膠含量彼此差異不大(P>0.05)。第3天后，無孔組、8 mm組和1 mm組可溶性果膠含量上升速度加快，且無孔、8 mm組始終與0.3 mm組保持極顯著性差異(P<0.01)。從第3～6天，可溶性果膠含量從多到少依次為無孔組，8 mm組，1 mm組和0.3 mm組，且兩微孔組均與8 mm、無孔兩組呈極顯著性差異(P<0.01)?？梢娢⒖装b能抑制可溶性果膠含量的上升，且孔徑越小效果越好?？扇苄怨z含量與果實硬度呈顯著負相關，KRAMER等[16]的研究結(jié)果表明，隨著番茄的不斷成熟，可溶性果膠含量也不斷上升，而不軟化的番茄突變體其果膠含量則始終不發(fā)生變化。由于微孔包裝有效地減緩了櫻桃番茄可溶性果膠含量的上升，因此其對維持硬度、抑制軟化有明顯的效果。

圖7 不同孔徑對可溶性果膠含量的影響Fig.7 Effect of different pore sizes on soluble pectin content

PME和PG是分解果膠物質(zhì)的關鍵酶，PME使果膠去甲酯化，PG則進一步將果膠分解為小分子物質(zhì)。隨著櫻桃番茄貯藏時間的延長，原果膠在PME和PG的作用下逐漸轉(zhuǎn)化為可溶性果膠，原果膠含量逐漸下降，可溶性果膠含量增加，造成細胞間結(jié)構(gòu)松弛，引起果實軟化。本研究表明，微孔包裝可以有效抑制櫻桃番茄采后PME、PG活性的上升，進而減緩櫻桃番茄原果膠的降解，延緩可溶性果膠含量增加，有效維持櫻桃番茄采后正常果膠質(zhì)分布狀態(tài)。

2.3 微孔包裝對櫻桃番茄Cx、β-Glu及纖維素含量的影響

2.3.1 微孔包裝對櫻桃番茄Cx活性的影響

Cx能使細胞壁結(jié)構(gòu)中微纖絲、半纖維素和果膠之間的連接松散，進而造成果實軟化。如圖8所示，各組Cx活性均隨時間延長呈上升趨勢。在第1～2天，1 mm組與8 mm組Cx活性差異不顯著(P>0.05)，從第3天開始，8 mm組Cx活性快速上升，并與1 mm、0.3 mm兩組形成極顯著性差異(P<0.01)，與無孔組呈顯著性差異(P<0.05)。至第4天，8 mm組與無孔組形成極顯著性差異(P<0.01)。在貯藏第6天，各組Cx活性由高到低依次為無孔組、8 mm組、1 mm組和0.3 mm組，且各組間彼此呈極顯著性差異(P<0.01)。在整個貯藏期，0.3 mm組Cx活性數(shù)值上升速度最慢，并在貯藏第6天分別比無孔組、8 mm組和1 mm組低63.3%、54.8%、33%。8 mm組大孔包裝在貯藏前期對Cx活性影響的效果與微孔包裝組差異不大，但在貯藏后期抑制Cx活性效果不明顯?？傮w而言，微孔包裝能起到抑制Cx活性的作用，且孔徑越小其抑制效果越明顯。

圖8 不同孔徑對Cx活性的影響Fig.8 Effect of different pore sizes on Cx activity

2.3.2 微孔包裝對櫻桃番茄β-Glu活性的影響

β-Glu是纖維素酶的重要組分，與細胞壁松弛有關[17]。如圖9所示，在整個貯藏期內(nèi)各組β-Glu活性逐漸上升。在貯藏前2天，各組間β-Glu活性彼此差異不顯著(P>0.05)，從第3天開始，無孔組β-Glu活性上升速度逐漸加快，與其余3組形成顯著性差異(P<0.05)，在貯藏第6天與其余3組呈極顯著性差異(P<0.01)。8 mm組β-Glu活性在貯藏前5天始終與2個微孔組差異不顯著(P>0.05)，但在第6天，8 mm組與1 mm、0.3 mm兩組形成極顯著性差異(P<0.01)。1 mm組與0.3 mm組在貯藏第1～5天差異不顯著(P>0.05)，在第6天呈顯著性差異(P<0.05)。說明微孔可以起到抑制β-Glu活性的效果，相比于8 mm大孔包裝，在貯藏前中期微孔包裝的效果不是很明顯，但在貯藏末期效果較為顯著。

圖9 不同孔徑對β-Glu活性的影響Fig.9 Effect of different pore sizes on β-Glu activity

2.3.3 微孔包裝對櫻桃番茄纖維素含量的影響

作為初生壁和次生壁的主要成分之一，纖維素是以β-1,4-糖苷鍵連接而成的D-葡萄糖長鏈，以微纖絲的形式存在，形成穩(wěn)定的細胞壁骨架網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，起到維持果實硬度的作用[18]。如圖10所示，在整個貯藏期內(nèi)，4組處理組纖維素含量不斷下降，無孔組纖維素含量降低最快，但整體來看基本與8 mm組差異不大(P>0.05)。但1 mm組和0.3 mm組纖維素含量下降相對而言更慢，這2組在貯藏中后期與無孔、8 mm兩組均呈顯著性差異(P<0.05)，但兩微孔組間差異始終不大(P>0.05)。在貯藏第6天，無孔組、8 mm組、1 mm組和0.3 mm組相較于第0天時的纖維素含量分別下降了55.5%、48.6%、36.1%、32.6%，兩微孔組均與無孔、8 mm兩組形成了極顯著性差異(P<0.01)，說明相比于無孔和大孔，微孔包裝能顯著維持纖維素含量。

圖10 不同孔徑對纖維素含量的影響Fig.10 Effect of different pore sizes on cellulose content

纖維素在Cx和β-Glu的作用下最終水解為單糖，破壞了細胞壁的組成成分和結(jié)構(gòu)，造成果實軟化。櫻桃番茄采后Cx和β-Glu活性均隨時間延長逐漸上升，與此同時纖維素含量下降，而微孔包裝處理可以有效抑制Cx和β-Glu活性上升，延緩櫻桃番茄纖維素含量下降，減緩細胞壁完整結(jié)構(gòu)受損。

2.4 微孔包裝對櫻桃番茄硬度和感官評價的影響

2.4.1 微孔包裝對櫻桃番茄硬度的影響

如圖11所示，各組櫻桃番茄在貯藏期間其硬度均隨時間延長呈下降趨勢。在貯藏前2天，8 mm組、1 mm組和0.3 mm組硬度彼此差異不大(P>0.05)，但這3組均與無孔組呈顯著性差異(P<0.05)。從第3天開始，1 mm、0.3 mm組與其余2組的差距逐漸拉大，但此2組間差異依然不大(P>0.05)。直至第5天，1 mm組和0.3 mm組間呈極顯著性差異(P<0.01)。在貯藏第6天，無孔組、8 mm組、1 mm組和0.3 mm組的硬度相比于第0天時分別下降了74.7%、58.5%、40.6%、26.9%，微孔組顯著維持了硬度，且孔徑越小效果越好。這與以下幾方面原因有關：(1)軟化是后熟的表現(xiàn)之一，微孔維持了盒內(nèi)較低的O2含量，減弱了呼吸，進而抑制了后熟，硬度下降較慢；(2)8 mm組由于孔徑較大，盒內(nèi)水分散失較多、相對濕度較低，易造成果實失水、細胞膨壓下降，導致軟化；(3)無孔組由于包裝本身氣密性較高，盒內(nèi)O2含量低，使櫻桃番茄進入了無氧呼吸，產(chǎn)生過多的乙醇、乙酸等有害物質(zhì)，腐爛現(xiàn)象嚴重，果實內(nèi)部出現(xiàn)軟爛的現(xiàn)象，硬度降低[19]；(4)適宜的氣體環(huán)境改變了細胞壁水解酶的活性，阻礙了細胞壁水解，是1 mm組和0.3 mm組硬度維持較好的重要因素。

圖11 不同孔徑對硬度的影響Fig.11 Effect of different pore sizes on firmness

2.4.2 微孔包裝對櫻桃番茄感官評價的影響

通過對櫻桃番茄的外觀、色澤、氣味和口感對其感官進行評定。如圖12所示，隨著貯藏時間的延長，各組感官評價分數(shù)逐漸降低，其中無孔組評分下降最快，在貯藏第3天時已下降至6分，商品性較差。1 mm組和0.3 mm組感官評價始終較高，在貯藏前4天，2組間差異不大(P>0.05)，但從第5天開始，0.3 mm組感官評價下降速度變快，并在第6天顯著低于1 mm組(P<0.05)，這可能是因為0.3 mm微孔組盒內(nèi)CO2相對于1 mm微孔組含量較高，CO2對細胞壁多糖降解與相關酶的活性有一定影響[20]，從而維持了0.3 mm組櫻桃番茄較好的硬度，但在貯藏后期CO2含量相對偏高導致櫻桃番茄口感風味發(fā)生變化，品質(zhì)劣變感官評分下降較快，與張丙云等[21]的研究結(jié)果相近，而1 mm組則維持了較好的風味口感，故而感官評價高于0.3 mm組。在貯藏第6天，無孔組、8 mm組、1 mm組和0.3 mm組感官評分依次為1分、3.8分、7.2分和6.2分，因此綜合櫻桃番茄的風味感官來看，1 mm組在延緩果實軟化基礎上，感官效果最好，目前所采用的8 mm大孔包裝則無法滿足夏季高溫物流6 d的要求。

圖12 不同孔徑對感官評價的影響Fig.12 Effect of different pore sizes on sensory properties

本研究顯示微孔包裝能有效抑制櫻桃番茄采后硬度的下降，維持其感官品質(zhì)。微孔處理能使櫻桃番茄包裝環(huán)境氣體比例達到動態(tài)平衡，適宜的O2和CO2含量抑制了櫻桃番茄采后呼吸強度，延緩呼吸高峰的出現(xiàn)，有效地降低櫻桃番茄的生理代謝活動，進而抑制了PME、PG、Cx和β-Glu活性，減緩果膠和纖維素等細胞壁多糖的降解進程，較好的維持了細胞壁結(jié)構(gòu)，抑制櫻桃番茄軟化。

3 結(jié)論

微孔包裝是一種安全衛(wèi)生、成本低廉的氣調(diào)保鮮方法，它通過薄膜上開設的微孔自發(fā)調(diào)節(jié)包裝袋內(nèi)O2和CO2比例，抑制果蔬呼吸代謝，減少營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，推遲果蔬呼吸高峰的出現(xiàn)，進而抑制果蔬硬度的下降達到延緩軟化的效果。對獼猴桃[22]、百合[23]和無花果[24]的研究表明，微孔包裝能有效抑制果蔬硬度的下降。本研究顯示微孔處理能使包裝內(nèi)氣體達到一個動態(tài)平衡，更適合櫻桃番茄在高溫條件下的呼吸速率，適宜的氣體比例能有效抑制櫻桃番茄細胞壁水解酶活性，減緩細胞壁多糖的降解進程，從而避免細胞壁完整結(jié)構(gòu)遭到嚴重破壞，一定程度上延緩果實硬度的下降。其中，以0.3 mm組延緩軟化的效果最好，它能有效維持櫻桃番茄果實硬度，在貯藏后期依然維持櫻桃番茄較低的細胞壁降解酶活性，并與非微孔處理組呈顯著性差異(P<0.05)。

研究表明，果實軟化的主要原因是細胞壁相關降解酶催化果膠和纖維素等細胞壁組分降解，破壞細胞壁成分間的相互連接，細胞間產(chǎn)生空隙，最終導致細胞壁解體，果實軟化[2]。本研究結(jié)果顯示，櫻桃番茄貯運初期果實硬度較高，細胞壁中果膠物質(zhì)主要是不溶性的原果膠形態(tài)，但在貯藏中后期，果實中原果膠和纖維素含量不斷下降，可溶性果膠逐漸上升，果實硬度隨之降低。本研究表明微孔包裝處理可以延緩櫻桃番茄在高溫物流條件下細胞壁原果膠、纖維素的降解，維持正常的果膠質(zhì)分布狀態(tài)，從而抑制果實硬度的下降。

PME、PG、Cx和β-Glu等細胞壁水解酶活性極大地影響了果實細胞壁多糖的降解。這些水解酶受到基因表達的影響，在它們的協(xié)同作用下調(diào)控果實細胞壁多糖成分的降解，對細胞壁完整結(jié)構(gòu)造成損傷，在果實采后后熟的不同階段發(fā)揮作用影響果實軟化。實驗結(jié)果表明，貯藏期間櫻桃番茄PME活性先上升后下降，果實原果膠含量隨之快速下降，PG、Cx和β-Glu活性隨時間延長逐漸上升，與此同時纖維素含量下降，可溶性果膠不斷增加，說明相關細胞壁水解酶活性的改變對櫻桃番茄原果膠、纖維素物質(zhì)的降解起到促進作用，加速了果實硬度的下降。研究結(jié)果表明，相較于8 mm的大孔處理組和無孔組，1 mm和0.3 mm微孔處理組櫻桃番茄果實在實驗過程中PME、PG、Cx和β-Glu活性始終處于低水平，其中0.3 mm組相關酶活性最低，這可能是因為微孔處理使包裝內(nèi)自發(fā)形成一個適合櫻桃番茄貯藏的氣體環(huán)境，達到動態(tài)平衡，有效抑制了果實PME、PG、Cx和β-Glu的活性，減緩細胞壁原果膠、纖維素的降解，避免了果實細胞壁受到嚴重破壞，從而延緩果實軟化，維持果實硬度。因此，微孔包裝可有效抑制櫻桃番茄高溫物流條件下的果實軟化，延長其采后貯運保鮮期。

本研究結(jié)果顯示微孔包裝通過調(diào)節(jié)包裝內(nèi)氣體達到平衡抑制櫻桃番茄的呼吸強度和細胞壁降解酶活性，維持其硬度延長保質(zhì)期，其中0.3 mm微孔組抑制軟化最好，但0.3 mm組的感官評價略低于1 mm微孔組，所以后續(xù)研究還需要解決如何在保證硬度的同時，將風味口感維持的更好，將綜合保鮮效果達到最佳。