微环境气调对蟠桃冷藏和常温货架品质和生理变化的影响
时间：2023-06-21 11:45:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
张鹏，李欣悦，贾晓昱，薛友林，李江阔*
1(天津市农业科学院 农产品保鲜与加工技术研究所，天津，300384)2(国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)，农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津，300384) 3(辽宁大学 轻型产业学院，辽宁 沈阳，110036)
蟠桃(AmygdaluspersicaL.var.compressa)外形独特，颜色艳丽，口感多汁，含有蛋白质、脂肪、维生素及多种矿物质，还具有生津止渴、润肠通便等功效，因此受到人们的青睐。蟠桃是呼吸跃变型果实，采后容易发生软化，果实内部易出现褐变，从而大大缩短其贮藏期，影响蟠桃鲜销产业的发展。当前我国对桃果实的保鲜方法包括物理方法、化学方法、生物方法。物理方法有低温保鲜、热处理保鲜、气调保鲜、辐射保鲜、减压保鲜；
化学方法主要指化学保鲜剂和植物生长调节剂保鲜；
生物方法包括微生物拮抗保鲜和天然提取物保鲜[1]。为推动蟠桃加工销售产业发展，需要对蟠桃贮藏期间各指标变化情况进行研究，以延长其贮藏期。
微环境气调是一种新型气调保鲜技术，属于自发气调，利用果蔬的呼吸作用调节贮藏环境内部的气体组成，从而抑制果蔬的生理活动，延缓衰老腐烂，进而延长其贮藏期[2]。刘虹丽等[3]将微环境气调技术应用在蓝莓保鲜中，可使蓝莓保持较好的品质，抑制其呼吸作用，减少腐烂变质；
张鹏等[4]研究微环境气调对阳丰甜柿货架期间品质的影响可知，微环境气调对延长果实贮藏期有一定作用。研究表明，以微环境气调箱为载体，通过不同气调元件调节气调箱内部气体组成，形成适合果实贮藏的环境，进而延缓果实老化，减少果实腐烂褐变，延长贮藏期[5]。目前，箱式气调保鲜在葡萄[6]、南果梨[7]、鲜食莲藕[8]等贮藏中均有应用，且保鲜效果良好，但箱式气调保鲜在蟠桃贮藏中并无应用。因此，在前人研究的基础上，本实验将箱式气调应用于蟠桃贮藏中，使用3种不同的气调元件进行气调，探究对蟠桃贮藏最有利的气调元件，以期为蟠桃贮藏及销售提供参考。
1.1 材料
蟠桃，产地为北京平谷区。2020年8月上旬进行采收，选择个头均匀、表皮无损伤的果实进行贮藏实验。气调箱规格：28 cm×22 cm×12 cm，箱体内部配有2个塑料小篮，箱体周围共有3个气调窗，其中左右两侧的气调窗为直径1 mm的12个圆孔，排列方式为横4竖3，圆孔位于2 cm×1.5 cm的长方形中，中间气调窗为2 cm×1.5 cm的长方形，材质为食品级聚丙烯，气调箱配有气调元件，专利号201510165101.9气调元件(具有透气孔的透气膜，粘贴在箱体壁外侧的多个透气孔上，材质为食品级聚丙烯)，宁波国嘉农产品保鲜包装技术有限公司生产。
1.2 设备
3-30K离心机，德国SIGMA公司；
916 Ti-Touch电位滴定仪，瑞士万通中国有限公司；
Check PiontⅡ便携式残氧仪，丹麦Dansensor公司；
KF-568电子称，中国凯丰集团；
恒温水浴锅，金坛市金南仪器制造有限公司；
F-900便携式乙烯分析仪，美国FELIX仪器公司；
PAL-1数字手持折光仪，日本ATAGO公司；
FHT-05水果硬度计，广州兰泰仪器有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 实验前处理
挑选大小适中、表皮无损伤的果实，装于气调箱内置的小篮中，每篮6个果实，将果实和气调箱放入冷库[(0±1) ℃]内进行24 h的预冷，24 h后将小篮放入气调箱内，每个气调箱放2个篮子，分别贴上3种气调元件，以不粘贴气调元件的气调箱作为对照组(CK)，盖上盖子。将气调箱放于冷库置物架上进行冷藏，每10 d进行1次指标测定，周期为40 d。在冷藏基础上进行3 d常温[(25±1)℃]货架实验，即每10 d将装有蟠桃的气调箱放在常温环境下，3 d后进行测定。
1.3.2 测定指标与方法
腐烂指数测定参照潘磊庆等[9]的方法，按相应公式进行计算；
风味指数测定参照姜爱丽等[10]的方法；
果肉褐变指数测定参照及华等[11]的方法；
果实硬度测定参照李金丽等[12]的方法；
可溶性固形物采用日本产PAL-1数字手持折光仪测定[13]；
可滴定酸采用电位滴定仪，参照李文生等[14]的方法；
维生素C含量采用钼蓝比色法[15]；
呼吸强度采用静置法测定[16]；
乙烯生成速率采用便携式乙烯分析仪进行测定[17]；
相对电导率是用刮皮刀刮取厚度适中且连续不断的果皮，用0.5 cm的打孔器取15块果皮于烧杯中，参照普红梅等[18]的方法测量并计算相对电导率。
2.1 气调箱内气体含量
蟠桃利用自身呼吸作用达到自发气调，使气调箱内气体组成更适合果实贮藏。由图1可知，在整个贮藏期间，O2含量逐渐下降，CO2含量逐渐上升，但总体波动幅度不大。冷藏期间，mMAP1组O2变化范围为18.67%～19.93%，CO2变化范围为1.40%～2.85%；
mMAP2组O2变化范围为16.35%～19.30%，CO2变化范围为2.37%～4.45%；
mMAP3组O2变化范围为16.33%～17.33%，CO2变化范围为4.12%～5.53%。
a-O2含量;b-CO2含量图1 气调箱内O2与CO2含量变化Fig.1 Change of O2 content and CO2 content in the air conditioning chamber
2.2 不同气调元件对蟠桃冷藏和常温货架感官品质的影响
不同气调元件处理蟠桃冷藏和常温货架期间表观变化见图2。随着贮藏时间增加，蟠桃表皮色泽发生改变，逐渐由青色变为粉红色，最后变成深红色，贮藏结束时，CK组表皮色泽变化最明显，呈现深红色，3组处理组变化不大，多为粉红色，常温货架期间，由于温度高于冷藏期间，表皮颜色变化速度较快。冷藏结束时，CK组出现小面积腐烂，mMAP1组和mMAP2组腐烂面积小于CK组，mMAP3组未出现腐烂，常温货架结束时，CK组出现大面积腐烂，3组处理组出现小面积腐烂。由此可知，微环境气调可延缓蟠桃衰老腐败，维持果实较好的外观。
a-冷藏；
b-常温货架图2 蟠桃贮藏期间表观的变化Fig.2 Apparent changes of flat peach during storage
由于果实的生理活动以及环境中存在的微生物作用，果实会出现腐烂变质的现象。由图3可知，随着贮藏时间增加，蟠桃的腐烂指数呈上升趋势，冷藏过程中，CK组在30 d时最先出现腐烂现象，mMAP1组和mMAP2组均在40 d时出现腐烂，冷藏结束时，CK组腐烂指数为15%，mMAP1组腐烂指数为10%，mMAP2组腐烂指数为5%，而mMAP3组未出现腐烂；
常温货架结束时，4组蟠桃腐烂指数分别为25%、25%、20%、10%。故气调元件可使蟠桃保持较好的感官品质，其中mMAP3组抑制腐烂效果最佳，与CK组差异显著(P<0.05)。
a-冷藏；
b-常温货架图3 蟠桃贮藏期间腐烂指数的变化Fig.3 Changes of rot index of flat peach during storage
蟠桃属于后熟型水果，采收时未完全成熟，需在室温下进行熟化，故常温货架期间风味指数先上升后下降[19]。如图4所示，冷藏过程中，CK组风味指数峰值出现在20 d，处理组峰值均晚于CK组出现，常温货架期间，CK组风味指数峰值出现在(10+3) d，处理组风味指数峰值出现在(20+3) d。40 d时，4组蟠桃风味指数分别为13.33%、20.00%、33.33%、33.33%，(40+3) d时，4组蟠桃风味指数分别为20.00%、33.33%、46.67%、53.33%，整个贮藏期间，mMAP3处理组蟠桃风味指数保持在较高水平，贮藏结束时，CK组风味指数低于其他处理组，差异显著(P<0.05)。
a-冷藏；
b-常温货架图4 蟠桃贮藏期间风味指数的变化Fig.4 Variation of flavor index of flat peach during storage
在果实贮藏的过程中，褐变是一种普遍存在的现象，褐变不仅会影响果实的外观和风味，也会对果实的营养成分造成影响。如图5所示，整个贮藏期间，蟠桃褐变指数呈上升趋势，冷藏期间，CK组和mMAP1组在10 d时开始出现褐变，mMAP2组在20 d时出现褐变，40 d时，CK组、mMAP1组和mMAP2组褐变指数分别为15%、10%、5%，mMAP3组始终未出现褐变；
常温货架期间，4组蟠桃在(10+3)d出现褐变，(40+3)d时褐变指数分别为55%、45%、35%、25%，mMAP3组褐变指数始终最低，且差异显著(P<0.05)。
a-冷藏；
b-常温货架图5 蟠桃贮藏期间褐变指数的变化Fig.5 Browning index of flat peach during storage
2.3 不同气调元件对蟠桃冷藏和常温货架期硬度和营养物质的影响
硬度是判断果实成熟、衰老程度的重要指标。果实硬度的大小取决于果肉细胞的细胞壁中所含原果胶的多少，原果胶多，果实硬度大,随着贮藏时间增加，原果胶转化为可溶于水的果胶，果实的硬度随着原果胶的转化而下降。贮藏期间，果实硬度逐渐下降，如表1、表2所示，40 d时，4组蟠桃的硬度分别为4.17、4.22、5.03、5.10 kg；
(40+3)d时，4组蟠桃的硬度分别为1.05、2.12、2.56、3.74 kg。无论是冷藏结束时还是常温货架结束时，mMAP3组硬度始终最高，CK组硬度始终最低，差异显著(P<0.05)，故mMAP3组维持果实硬度效果最佳。
可溶性固形物主要指可溶性的糖类，通过测定可溶性固形物(total soluble solid,TSS)可以判断果实的成熟程度[20]。40 d时，CK组TSS含量显著低于3组处理组，mMAP2、mMAP3组差别不大，4组果实TSS含量分别为9.72%、10.33%、11.70%、11.80%。由于蟠桃为后熟型果实，常温货架期间TSS含量先上升后下降，(40+3) d时大小为CK组 可滴定酸是影响果实风味的重要因素之一。如表1、表2所示，可滴定酸含量变化趋势为先上升后下降，冷藏期间，CK组可滴定酸含量峰值出现在10 d，mMAP1组峰值出现在20 d，mMAP2组和mMAP3组峰值出现在30 d，40 d时，4组蟠桃可滴定酸含量分别为0.087 3%、0.109 7%、0.120 8%、0.154 1%； 表1 蟠桃冷藏期间硬度和营养物质的变化Table 1 Changes in hardness and nutrients of flat peach during cold storage 表2 蟠桃常温货架期间硬度和营养物质的变化Table 2 Changes of hardness and nutrients of flat peach during shelf life at room temperature 如表1、表2所示，维生素C含量变化趋势为先上升后下降。冷藏期间，维生素C含量峰值出现在10 d，40 d时，维生素C含量分别为10.74、11.07、12.33、12.74 mg/100 g，(40+3)d时，维生素C含量分别为11.66、17.32、19.25、19.41 mg/100 g，无论是冷藏结束时还是常温货架结束时，CK组维生素C含量均显著低于3组处理组，且差异显著(P<0.05)，mMAP3组均为最高，由此可得出，在减少维生素C含量损失方面，mMAP3组效果最好。 如图6所示，冷藏期间，蟠桃呼吸强度总体为下降趋势。 a-冷藏； 40 d时，4组蟠桃呼吸强度分别为79.80、52.40、44.56、33.31 mgCO2/(kg·h)； 乙烯对呼吸跃变型果实促进成熟的作用十分明显，乙烯可以使细胞膜的通透性发生改变，有利于氧气进入果实细胞内部，使果实呼吸强度增强，从而促进果实的成熟。同时乙烯也可以提高酶的活性，促进果实生理活动，使其成熟。由图7可知，贮藏期间乙烯生成速率呈波动趋势，3个处理组乙烯生成速率波动幅度较小，CK组波动幅度较大，贮藏结束时，乙烯生成速率大小为CK组>mMAP1组>mMAP2组>mMAP3组，差异显著(P<0.05)，故在抑制乙烯生成方面，3个处理组均有效果，其中mMAP3处理组效果最明显。 a-冷藏； 随着果实衰老，果实细胞膜的通透性会随之增加，从而导致果实的相对电导率上升。由图8可知，果实相对电导率呈上升趋势，40 d时，4组蟠桃相对电导率分别为39.49%、39.28%、36.48%、36.09%，(40+3) d时，分别为77.67%、75.32%、65.53%、61.25%，CK组显著高于其他3组，mMAP3组最低，且具有显著差异(P<0.05)，由此可知，mMAP3组最能抑制果实衰老。 利用蟠桃贮藏期测定的果实硬度、营养成分(可溶性固形物、可滴定酸、维生素C)、生理指标(呼吸强度、乙烯生成速率、相对电导率)作为不同纬度PCA，自动拟合成3个主成分，如表3、表5所示，冷藏期间3个主成分累计贡献率为81.1%，常温货架期间3个主成分累计贡献率为90.0%，对其进行SPSS打分并进行排名，如表4、表6所示。 a-冷藏； 表3 冷藏期间主成分的特征值及贡献率Table 3 Principal component eigenvalue and contribution rate during refrigeration 表4 冷藏期间主成分得分表Table 4 Principal component scoring table during refrigeration 表5 常温货架期间主成分的特征值及贡献率Table 5 Principal component eigenvalue and contribution rate during ambient temperature shelf-life 以每个因子得分FAC1、FAC2、FAC3所对应的特征值为权数，与该因子得分相乘可得主成分得分，又根据主成分得分计算相关性综合得分F，冷藏期间计算公式为F=(F1×46.0+F2×22.3+F3×12.8)÷81.1，常温货架期间计算公式为F=(F1×57.1+F2×21.0+F3×12.0)÷90.0，按照公式可以计算出冷藏期间和常温货架期间CK组和3个处理组与蟠桃品质指标综合相关性的相对程度。保鲜效果与F成正比，处理方式的得分越高，其保鲜效果越好。由表4、表6可知，在整个贮藏期间，4组蟠桃得分为CK组 表6 常温货架期间主成分得分表Table 6 Principal component scoring table during ambient temperature shelf-life 微环境气调是一种新型气调保鲜技术，利用不同气调元件改变气体透过率的箱式气调属于微环境气调的一种。张鹏等[21-22]将气调元件应用在软枣猕猴桃冷藏研究中，采用3种不同的气调元件粘贴在气调箱上，研究表明CO2含量在2.6%～3.3%、O2含量在17.6%～18.3%的7号气调元件保鲜效果最佳，最适宜冷藏期软枣猕猴桃的贮藏，为研究不同气调元件对便携式气调箱贮藏蓝莓品质和挥发性成分的影响，以伯克利蓝莓为试材，采用5种不同的气调元件进行贮藏，结果表明7号气调元件(O2含量10.5%～14.9%，CO2含量5.5%～10.5%)更适合蓝莓的保鲜； 贮藏微环境气体成分是影响果蔬保鲜效果的重要因素之一，王友升等[24]研究了不同气体成分贮藏对大久保桃果实品质的影响，实验结果表明5%～10%O2和5%～10%CO2气体成分能够使大久保桃在60 d贮藏期内保持较好的品质； 3组气调元件均具有气调作用，整个贮藏期内，3个处理组对维持蟠桃感官品质均起到一定作用，其中mMAP3组效果最好，贮藏结束时，mMAP3组腐烂指数、褐变指数最低，且风味指数最高；
常温货架期间，4组蟠桃可滴定酸含量峰值均出现在(10+3)d，(40+3)d时，4组蟠桃可滴定酸含量为0.124 0%、0.126 1%、0.148 2%、0.161 7%，mMAP3均显著高于其他3组(P<0.05)。由此可知，mMAP3可有效减少可滴定酸的损失。
2.4 不同气调元件对蟠桃冷藏和常温货架生理指标的影响
b-常温货架图6 蟠桃贮藏期间呼吸强度的变化Fig.6 Changes of respiration intensity during storage of flat peach
由于蟠桃属于呼吸跃变型果实，常温货架期间，呼吸强度先下降后上升至峰值，到达峰值后下降，(40+3)d时，4组蟠桃呼吸强度分别为91.30、68.29、54.52、45.23 mgCO2/(kg·h)。无论是冷藏结束时还是常温货架结束时，呼吸强度均为CK组>mMAP1组>mMAP2组>mMAP3组，差异显著(P<0.05)，由此可知，mMAP3组抑制果实呼吸作用效果最好。
b-常温货架图7 蟠桃贮藏期间乙烯生成速率的变化Fig.7 Changes in ethylene production rate of flat peach during storage2.5 蟠桃贮藏品质综合分析
b-常温货架图8 蟠桃贮藏期间相对电导率的变化Fig.8 Changes of relative electrical conductivity of flat peach during storage
侯玉茹等[23]将高CO2结合气调箱贮藏“书香”草莓，发现体积分数为5%和10%的CO2结合气调保鲜箱有较好的保鲜效果，可使草莓维持较好的品质。
刘莹等[25]研究自发气调包装对“十月红”桃质构性能的影响，实验结果表明“十月红”桃贮藏最适气体条件为15.5%～15.9% O2和3.3%～3.6%CO2。本实验以不粘贴气调元件的气调箱作为空白对照，将3种不同的气调元件粘贴在气调箱上，分别标记为CK组、mMAP1组、mMAP2组、mMAP3组，3个处理组气体透过率不同，通过蟠桃自身的呼吸作用和气调箱透过气调元件进行内外的气体交换达到自发性气调的效果，形成适宜的气体组成环境，同时对气调箱内部湿度也会产生影响。通过图表可知，3组气调元件均有气调效果。对冷藏期间和常温货架期间4组蟠桃的感官品质、硬度、营养物质、生理指标进行测定，结果表明，贮藏期间3个处理组维持感官品质的效果均优于CK组，CK组最先出现腐烂和褐变现象，且腐烂指数和褐变指数均为最高，mMAP3组维持感官品质的效果最佳；
相较于其他2个处理组，mMAP3组(16.33%～17.33% O2，4.12%～5.53% CO2)更能减少营养物质损失，抑制蟠桃呼吸作用，延缓蟠桃果实衰老。通过SPSS打分可知，在整个贮藏期间，得分排名为CK组
与CK组相比，3个处理组均能抑制蟠桃呼吸作用，降低乙烯生成速率，延缓蟠桃衰老，mMAP3组效果最佳。综上所述，采用不同气调元件的箱式气调可使蟠桃保持较好的贮藏品质，mMAP3组保鲜效果最好。
