溫度波動對貯藏獼猴桃品質(zhì)劣變的影響

張翼釗，王寶剛，李文生，錢建平，王云香，郝光飛，孟凡翔，常虹，周家華，趙山山*

（1.河北工程大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，河北邯鄲 056000；2.北京市農(nóng)林科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與食品營養(yǎng)研究所，北京 100097；3.果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工北京市重點實驗室，北京 100097；4.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所，北京 100081）

紅陽獼猴桃（Actinidia chinensis）風(fēng)味獨特、營養(yǎng)豐富，深受消費者喜愛。它富含膳食纖維、維生素以及微量元素，能增強人體免疫力，改善亞健康體質(zhì)[1-2]。已經(jīng)證實獼猴桃具有多種生物活性作用，如抗氧化、抗糖尿病、抗炎等[3-5]。獼猴桃果皮較薄，采后呼吸代謝旺盛，不耐貯運。在運輸過程中品質(zhì)容易快速下降，從而縮短貨架壽命[6-7]。采后運輸過程易變質(zhì)已經(jīng)成為獼猴桃銷售和加工的主要問題。低溫貯藏作為最常用的保鮮技術(shù)，是影響水果采后品質(zhì)的重要因素，適宜的低溫條件可以降低水果的生理代謝水平，抑制水果的成熟衰老以及微生物的生長，對保持水果良好的感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值具有重要意義。

現(xiàn)有新鮮食品在配送運輸過程中，貯存溫度并不穩(wěn)定。獼猴桃在運輸、貯藏過程中采用裝置為冷藏運輸車，目前陸路冷鏈物流運輸?shù)淖铋L時間為3 d。冷藏運輸車在行駛過程中經(jīng)歷不同地域氣候，箱內(nèi)溫度波動可達(dá)3 ℃左右，若冷藏門打開頻繁，其溫度波動可達(dá)5 ℃左右，溫度波動范圍主要通過制冷系統(tǒng)開啟和關(guān)閉進(jìn)行控制[8]。波動范圍設(shè)置較小會導(dǎo)致制冷系統(tǒng)開啟關(guān)閉頻繁，明顯增大運行能耗及冷藏系統(tǒng)損耗；溫度波動范圍設(shè)置較大可能會縮短水果貯藏時間，加快水果品質(zhì)下降。探尋溫度波動幅度對獼猴桃品質(zhì)的影響，對于指導(dǎo)獼猴桃冷鏈運輸、貯藏工藝優(yōu)化具有重要意義。

研究表明冷鏈物流運輸溫度波動對果蔬采后貯藏產(chǎn)生不利作用，對果蔬的品質(zhì)影響較大。物流運輸溫度波動降低了果蔬的硬度、可溶性固形物含量，同時提高了果蔬的多酚氧化酶活性，加快了果蔬的品質(zhì)衰變[9-11]。在冷藏運輸過程中，溫度波動會明顯影響獼猴桃的品質(zhì)，加快獼猴桃軟化速率。本文研究評價溫度波動對獼猴桃果實品質(zhì)的影響，以減少獼猴桃在冷鏈運輸過程中的品質(zhì)損害。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅陽獼猴桃（Actinidia chinensis.cv.Hongyang）：2021年9月采摘于浙江省金華市浦江縣；無水乙醇、丙酮（均為分析純）：天津市大茂化學(xué)試劑廠；碳酸鈉、亞硝酸鈉、氫氧化鈉（均為分析純）：天津市天新精細(xì)化工開發(fā)中心。

1.2 儀器與設(shè)備

BCE2202I-1CCN 電子天平：賽多利斯科學(xué)儀器有限公司；PAL-1 手持折光儀：日本ATAGO 公司；809 電位滴定儀：瑞士萬通（中國）有限公司；F-920 便攜式CO2分析儀、H100C 果實內(nèi)部品質(zhì)無損傷檢測儀：北京陽光億事達(dá)科技有限公司；FT327 硬度計：意大利EFFEGI 公司；H550S 顯微鏡：日本尼康公司；2695 高效液相色譜儀：美國沃特世公司。

1.3 方法

1.3.1 獼猴桃預(yù)處理與樣品制備

選取大小均勻、成熟度一致、無病蟲害、無機械性損傷未經(jīng)催熟獼猴桃（S 級），采后立即運回實驗室散去田間熱。

獼猴桃放入50 cm×30 cm 的紙箱內(nèi)，紙箱內(nèi)用保鮮膜包裝，每個紙箱隨機放入30 個獼猴桃。對照：（2±0.5）℃恒定溫度貯藏。處理一：3 ℃（2～5 ℃）間隔12 h、波動循環(huán)72 h。處理二：5 ℃（2～7 ℃）間隔12 h、波動循環(huán)72 h。3 d 后所有果實貯藏于（2±0.5）℃、濕度85%～95%，每周每個處理取出部分果實，檢測各項品質(zhì)和生理指標(biāo)。每個處理3 個生物學(xué)重復(fù)（對照、處理一、處理二分別做3 組平行處理）。

1.3.2 果肉透明化評價

果實的透明化程度可以通過觀察果實橫切面果肉透明化面積比例進(jìn)行評價。其中，0 級：無透明化癥狀（0%）；1 級：透明化面積<25%；2 級：25%≤透明化面積<50%）；3 級：透明化面積≥50%，具體見圖1。

圖1 果實透明化分級圖譜Fig.1 Grading atlas of fruit transparency

透明化指數(shù)計算公式如下。

式中：T為透明化指數(shù)，%；E為各級透明化指數(shù)，%；R為相應(yīng)級數(shù)；S為調(diào)查總果數(shù)；H為最高級別值。

透明化發(fā)生率計算公式如下。

式中：I為透明化發(fā)生率，%；N為發(fā)生透明化果實個數(shù)；S為調(diào)查總果數(shù)。

1.3.3 硬度測定

果實硬度采用硬度計測定[12]。

1.3.4 可溶性固形物含量測定

可溶性固形物（soluble solid content，SSC）含量采用折光儀測定。

1.3.5 維生素C 測定

維生素C 含量采用高效液相色譜法測定，根據(jù)楊曉元等[13]的測定方法并稍作修改。稱取樣品2.000 0 g于100 mL 燒杯中，加入適量20 g/L 偏磷酸溶液進(jìn)行攪拌、提取，重復(fù)2～3 次，將試樣轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中，定容；將樣品溶液轉(zhuǎn)移至100 mL 離心管中，超聲輔助提取10 min，3 500 r/min 離心10 min。準(zhǔn)確吸取100 mL 上清液于另一50 mL 離心管中，加入10 mL 40 g/L L-半胱氨酸溶液，加入100 g/L 磷酸三鈉溶液，調(diào)節(jié)pH 值至7.0～7.5，渦旋、振蕩，用磷酸調(diào)節(jié)pH 值至2.4～2.9，用蒸餾水將試液全部轉(zhuǎn)移至100 mL 容量瓶中，定容?；靹?，樣品溶液過0.45 μm 水相濾膜后，供高效液相色譜儀檢測分析。

1.3.6 總酚含量測定

采用福林酚法測定獼猴桃總酚含量，并有所改動。稱取1 g 獼猴桃果肉，加入0.05 mol/L 磷酸鹽緩沖溶液（phosphate buffered solution，PBS）4 mL，冰浴研磨完全，移至離心管中，4 ℃、10 000 r/min 離心15 min，移取離心后的上清液1 mL，加1 mL 福林-酚試劑后靜置，隨后取碳酸鈉（10%）溶液1 mL 定容，在室溫下靜置4 min。取均勻后的上清液175 μL，使用酶標(biāo)儀在750 nm 波長處測定樣品吸光度。

1.3.7 多酚氧化酶和過氧化物酶活性的測定

分別制備提取緩沖液（含1 mol/L 聚乙醇、4%聚乙烯吡咯烷酮、1% TritonX-100）、醋酸緩沖液（50 mmol/L，pH5.5）和兒茶酚溶液（50 mmol/L）。共稱重5.0 g 組織，并與5.0 mL 提取緩沖液混合。在冰浴條件下研磨勻漿后，在4 ℃和12 000×g下離心30 min。在上清液中加入4.0 mL 醋酸緩沖液。以蒸餾水為參考，以420 nm 處的吸光度計算獼猴桃的多酚氧化酶活性，以470 nm 處的吸光度計算獼猴桃的過氧化物酶活性。每個處理進(jìn)行3 個重復(fù)，每個重復(fù)使用10 個獼猴桃，以得到平均值。結(jié)果用U/g 表示。

1.3.8 可滴定酸測定

果實可滴定酸（titratable acid，TA）含量采用電位滴定儀測定[14]。

1.3.9 干物質(zhì)測定

采用果實內(nèi)部品質(zhì)無損傷檢測儀測定。

1.3.10 丙二醛測定

采用硫代巴比妥酸法測量丙二醛含量。稱取2 g 冷凍研磨獼猴桃果實，加入10 mL10%三氯乙酸研磨至勻漿，4 ℃、4 000 r/min 離心10 min，吸取上清2 mL（空白管加蒸餾水2 mL），然后各管再加入2 mL0.6%硫代巴比妥酸溶液。搖勻，混合液在沸水浴中反應(yīng)15 min，迅速冷卻后4 000 r/min 離心15 min。取上清液分別在532、600、450 nm 波長處測定吸光度，單位為μmol/g FW。

1.3.11 相對電導(dǎo)率測定

用14.5 mm 打孔器，對獼猴桃果實打孔，去皮后取質(zhì)量約2.5 g 果肉。在所取果肉中加入30 mL 甘露醇溶液（0.8 mmol/L）浸泡1 h 后，用電導(dǎo)率儀第1 次測定電導(dǎo)率值。測定結(jié)束后，將其沸水浴5 min，待冷卻后第2次測定電導(dǎo)率值。相對電導(dǎo)率計算方法如下。

式中：X為相對電導(dǎo)率，μS/cm；S1為第1 次測定值；S2為第2 次測定值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有試驗數(shù)據(jù)采用Excel 處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度波動對獼猴桃果實貯藏期間透明化的影響

溫度波動對獼猴桃透明化的影響見圖2。

圖2 溫度波動對獼猴桃透明化的影響Fig.2 Effect of temperature fluctuations on transparency of kiwifruit

果實的透明化程度是獼猴桃劣變的重要標(biāo)志之一，如圖2所示，隨著貯藏時間延長透明化呈上升的趨勢，21 d 時處理透明化發(fā)生率明顯高于對照，處理間差異明顯。獼猴桃在貯藏21 d 前出現(xiàn)透明化，28 d 處理與對照的透明化指數(shù)差異明顯，處理果實透明化指數(shù)比對照高22%。隨著貯藏時間延長，獼猴桃果實的透明化發(fā)生率呈上升趨勢，14 d 后開始出現(xiàn)透明化，28 d所有果實出現(xiàn)透明化。貯藏21 d 時處理獼猴桃果實透明化發(fā)生率高于對照，處理二高于處理一。結(jié)果表明，溫度波動處理會加速果實透明化發(fā)生率的升高。

2.2 溫度波動對獼猴桃果實貯藏期間硬度和可溶性固形物含量的影響

溫度波動對獼猴桃硬度和可溶性固形物含量的影響見圖3。

圖3 溫度波動對獼猴桃硬度和可溶性固形物含量的影響Fig.3 Effect of temperature fluctuations on hardness and soluble solids of kiwifruit

硬度是衡量果蔬成熟度標(biāo)準(zhǔn)之一[14-17]。如圖3所示，獼猴桃果實的硬度在貯藏過程中隨貯藏時間的延長呈下降趨勢。貯藏7 d 時處理果實硬度明顯低于對照，從貯藏開始到7 d 時對照的硬度由8.23 kg/cm2下降到4.72 kg/cm2，降低了42%，處理一由8.23 kg/cm2下降到3.61 kg/cm2，降低了56%，處理二由8.23 kg/cm2下降到3.33 kg/cm2，降低了59%。處理硬度下降速度明顯高于對照。因此溫度波動處理會加速果實軟化，降低果實的感官品質(zhì)，提高了水果的新陳代謝，從而加快水果硬度下降。

可溶性固形物主要指可溶性糖類，是檢測水果采后品質(zhì)和貯藏效果的重要基礎(chǔ)指標(biāo)之一[18]。獼猴桃的食用價值下降前可溶性固形物含量越高，說明果實成熟度越高。如圖3所示，獼猴桃可溶性固形物含量隨貯藏時間的延長整體呈上升趨勢，處理可溶性固形物含量始終高于對照，貯藏期間，對照的可溶性固形物含量由15.0%上升至16.8%，升高了10%，處理一由15.0%上升到17.4%，升高了13%，處理二由15%上升到17.3%，升高了12%。結(jié)果表明，溫度波動加速了可溶性固形物含量的上升。

2.3 溫度波動對獼猴桃果實貯藏期間維生素C 和總酚含量的影響

溫度波動對獼猴桃維生素C 和總酚含量的影響見圖4。

圖4 溫度波動對獼猴桃維生素C 和總酚含量的影響Fig.4 Effect of temperature fluctuations on vitamin C and total phenol concentration of kiwifruit

獼猴桃中維生素C 的含量普遍高于一般水果，享有“維C 之王”的美稱。維生素C 又名抗壞血酸，是維持人體機能的一種重要的維生素[19]。水果果實中維生素C 含量直接影響水果的營養(yǎng)價值。如圖4所示，隨著貯藏時間的延長，獼猴桃果實的維生素C 含量呈下降趨勢。從貯藏開始到結(jié)束，對照的維生素C 含量由99.5 mg/100 g 下降到77.2 mg/100 g，降低了22%，處理一由99.5 mg/100 g 下降到69.8 mg/100 g，降低了29%，處理二由99.5 mg/100 g 下降到68.9 mg/100 g，降低了30%。結(jié)果表明，溫度波動處理加快果實維生素C 含量的下降，并提高了下降速率。

獼猴桃酚類化合物具有抗氧化作用，在維護(hù)人體健康方面發(fā)揮著重要作用，酚類含量與植物的抗氧化能力相關(guān)[20]。整個貯藏過程中，不同處理組獼猴桃果實的總酚含量呈上升趨勢。在貯藏7 d 時，處理一和處理二獼猴桃的總酚含量分別為2.55 μg/g 和2.69 μg/g，明顯高于對照組（2.21 μg/g），說明溫度波動降低了總酚在獼猴桃貯藏過程中的消耗。

2.4 溫度波動對獼猴桃果實貯藏期間多酚氧化酶和過氧化酶活性的影響

溫度波動對獼猴桃過氧化物酶和多酚氧化酶活性的影響見圖5。

圖5 溫度波動對獼猴桃過氧化物酶和多酚氧化酶活性的影響Fig.5 Effect of temperature fluctuations on peroxidase and polyphenol oxidase activity of kiwifruit

圖5 顯示，隨著貯藏時間的延長，多酚氧化酶和過氧化物酶活性整體呈先上升后下降的趨勢，貯藏7 d時多酚氧化酶活性整體達(dá)到高峰，然后由于細(xì)胞衰老和功能喪失而迅速下降。對照與處理一、處理二之間有明顯差異。在貯藏過程中，處理一和處理二的多酚氧化酶水平明顯高于對照。處理和對照的過氧化物酶活性分別在第7 天和第14 天到達(dá)高峰，隨后由于細(xì)胞衰老和功能喪失而迅速下降。處理一與處理二之間無明顯差異，但兩種處理的過氧化物酶水平貯藏前期均明顯高于對照組，從而促進(jìn)了獼猴桃的衰老過程。處理一和處理二的多酚氧化酶活性在7 d 內(nèi)升高，然后下降。貯藏7 d 時與對照相比，處理一和處理二的多酚氧化酶水平明顯降低。此外，它們在第7 天達(dá)到了一個高峰，比對照組更早。7 d 時處理一和處理二過氧化酶水平分別升高了約56.6%和60.9%。果實的軟化和老化是由細(xì)胞膜破裂導(dǎo)致，這與多酚氧化酶和過氧化物酶活性有關(guān)。多酚氧化酶通過將苯酚氧化為奎寧，與果實的褐變密切相關(guān)，奎寧以非酶的方式聚合，形成棕色色素。在本研究中，多酚氧化酶活性和過氧化物酶活性均受到抑制。

2.5 溫度波動對獼猴桃果實貯藏期間可滴定酸、干物質(zhì)、丙二醛、相對電導(dǎo)率的影響

溫度波動對獼猴桃可滴定酸、干物質(zhì)、丙二醛、相對電導(dǎo)率的影響見圖6。

圖6 溫度波動對獼猴桃可滴定酸、干物質(zhì)、丙二醛、相對電導(dǎo)率的影響Fig.6 Effect of temperature fluctuations on titratable acidity，dry matter，malondialdehyde，and relative conductivity of kiwifruit

如圖6所示，貯藏期間隨貯藏時間延長，果實可滴定酸含量呈下降趨勢。貯藏7 d 時，對照的可滴定酸含量由1.22%下降到0.81%，降低了33%，處理一由1.22%下降到0.56%，降低了54%，處理二由1.22%下降到0.57%，降低了52%，處理的可滴定酸下降速率明顯高于對照。結(jié)果表明，溫度波動加速了有機酸的消耗。

貯藏期間果實干物質(zhì)含量隨貯藏時間延長呈緩慢上升的趨勢，處理間差異不明顯。丙二醛含量是反映細(xì)胞膜脂過氧化程度的重要指標(biāo)[21]。不同處理獼猴桃丙二醛含量呈上升趨勢，貯藏前14 d，丙二醛含量緩慢上升，14～42 d 各組處理間的差異明顯，貯藏結(jié)束時處理含量為2.18 nmol/g 為對照（1.97 nmol/g）的1.1 倍，差異明顯。結(jié)果表明溫度波動處理可以促進(jìn)獼猴桃果實丙二醛含量增加，加劇貯藏期果實細(xì)胞膜破壞程度。

相對電導(dǎo)率的大小可以描述果蔬組織衰老伴隨細(xì)胞膜通透性增加的程度[22]。貯藏期間獼猴桃相對電導(dǎo)率呈上升的趨勢，0～14 d 各組處理間差異較小，21 d后波動效果明顯，貯藏結(jié)束時對照組為20.12%，處理一和處理二組分別為為23.21%和24.26%。處理組的相對電導(dǎo)率上升較快，說明溫度波動處理對貯藏期間果實胞膜衰老有促進(jìn)作用，加快細(xì)胞微環(huán)境和正常的生理代謝，溫度波動增加果實膜脂損傷，提升貯藏期的獼猴桃相對電導(dǎo)率。

3 結(jié)論

采后溫度波動對貯藏紅陽獼猴桃品質(zhì)變化有明顯影響。在貯藏前期溫度波動對比恒溫貯藏明顯降低果實硬度和提高可溶性固形物含量，同時提升了獼猴桃的相對電導(dǎo)率，此外，溫度波動處理促進(jìn)了貯藏獼猴桃可滴定酸的消耗，加速果實的后熟進(jìn)程，加快獼猴桃整體品質(zhì)下降。溫度波動處理對貯藏獼猴桃多酚氧化酶、過氧化物酶、硬度、可溶性固形物、失重、VC、相對電導(dǎo)率、丙二醛、透明化影響較大。溫度波動區(qū)間不同，對水果品質(zhì)造成的衰變程度差異明顯，波動越大獼猴桃的品質(zhì)和營養(yǎng)價值的下降越迅速。因此，溫度波動對維持代謝平衡、保護(hù)獼猴桃膜結(jié)構(gòu)和抗衰老都有不利影響。此研究結(jié)果為收獲后獼猴桃的運輸、儲存和保存提供了理論指導(dǎo)。