气调贮藏对甜樱桃果实采后生理生化变化的影响

杜小琴，李　玉，秦　文，何靖柳，李　杰，叶昕轶，陈琴媛，王玮琼

（四川农业大学食品学院，四川雅安625014）

气调贮藏对甜樱桃果实采后生理生化变化的影响

杜小琴，李玉，秦文*，何靖柳，李杰，叶昕轶，陈琴媛，王玮琼

（四川农业大学食品学院，四川雅安625014）

主要研究了甜樱桃品种“拉宾斯”在不同CO2浓度的气调贮藏中的生理生化变化。将甜樱桃果实分别置于5% O2+5%CO2，5%O2+8%CO2，5%O2+10%CO2三个浓度的气调箱中（4±1）℃贮藏，分析贮藏过程中呼吸强度、硬度、丙二醛（MDA）、多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）与苯丙氨酸解氨酶（PAL）的变化情况。结果表明：高浓度CO2处理能降低采后甜樱桃的呼吸强度，抑制丙二醛含量上升，维持较高的多酚氧化酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶活性，极大降低果实的腐烂率和褐变指数，其中5%O2+8%CO2为最优处理组。

甜樱桃，气调贮藏，采后生理变化，品质

甜樱桃（Prunus avium L.）又名大樱桃，原产欧洲和西亚，为蔷薇科（Rosaceae）樱桃属（Cerasus）落叶乔木果树。甜樱桃果实颜色鲜艳、甜酸可口，含有丰富的VB、VC、VE、胡萝卜素等维生素，经济价值高［1］，邸圆媛等［2］发现甜樱桃中游离二价铁含量是传统补铁食物菠菜的3～5倍，具有良好的补血效果。长期食甜樱桃能有效减轻关节炎引起的疼痛［3］、减少患神经退行性疾病的风险［4］。甜樱桃通常在其果实达到8～9成成熟度时进行采摘，此时果实贮藏品质好，香气成分完全［5-6］。由于甜樱桃皮薄、柔软多汁，采后极不耐贮藏，加之采收时气温较高，使其采后极易出现失水软化和腐烂变质等症状，常温下仅能存放3～5d［7］。这些问题都极大地限制了甜樱桃的异地销售和供货期，因此甜樱桃采后的贮运保鲜已成为该产业中亟待解决的问题。随着甜樱桃栽培面积的不断扩大和产量的迅速增加，生产上迫切需要研究适合我国甜樱桃品种的贮藏保鲜技术。

国内外学者对甜樱桃的采后生理与贮藏保鲜技术开展了大量的研究工作，气调（CA，Controlled Atmosphere）贮藏能有效保持果实品质，延长其贮藏时间［8-10］。然而目前对甜樱桃采后气调贮藏的研究大多集中在气调包装与自发气调上，系统研究气调贮藏的报告不多，专门研究CO2浓度对果实采后品质影响的研究也较少。甜樱桃对高浓度CO2具有较强的忍耐力［11］，一般认为适宜的浓度是5%～15%，Serradilla等［12］认为5%O2能有效抑制微生物生长，因此本实验将O2浓度恒定在5%，CO2浓度在5%～10%，以探讨甜樱桃果实在不同CO2浓度的气调贮藏过程中生理代谢的变化，以期得到最优的气体浓度。

1　材料与方法

1.1材料与设备

实验用樱桃品种为拉宾斯，于2014年5月购于雅安汉源农贸市场，8～9成熟，采后立即运回四川农业大学果蔬采后生理实验室（4±1）℃冷库，预冷24h。

SC-508型气调箱（配有检测箱） 天津森罗科技发展有限公司；TA.XT plus物性测试仪英国SMS公司；高速冷冻离心机美国Thermo公司；UV-3200紫外分光光度计上海尤尼柯仪器有限公司；BS210S型电子天平塞多利斯北京天平有限公司；HWS24型电热恒温水浴锅上海一恒科技有限公司。

1.2实验方法

选择颜色均匀、无病虫害和无机械损伤的果实装箱，每箱放置鲜果3kg。气调处理的三种气体组分比例分别为A组（5%O2+5%CO2），B组（5%O2+8% CO2），C组（5%O2+10%CO2），以未加气调处理的甜樱桃作为对照组，果实贮藏于（4±1）℃，每5d随机选取30个果实测定相关指标。

1.3指标测定

1.3.1呼吸强度静置法［15］。

1.3.2硬度采用物性仪测定，测定条件：探头P/5，测前速度2mm/s，测定速度1mm/s，测后速度2mm/s，探头下压距离4mm，力单位g，每处理测定10个果实，取平均值。

1.3.3MDA含量、PAL活性的测定参照曹建康等［17］的方法。

1.3.4PPO、POD活性参照庄新霞［16］的方法，略有改动。称取5g果实样品，置于研钵中，加入5.0mL提取缓冲液，在冰浴条件下研磨成匀浆，将匀浆液全部转入到离心管中于4℃、8000r/min离心15min，收取上清液，低温保存备用。

1.3.5果肉褐变指数参照张平等［13］的方法。

1.3.7可溶性固形物采用折光仪测定。

1.3.8维生素C参照姜爱丽［14］的方法并略作修改，制备标准曲线时吸取标准VC溶液（1mg/mL）0、0.02、0.04、0.06、0.1、0.2mL分别放入25mL容量瓶中。

1.4数据处理

所有的数据用SPSS软件进行统计处理，采用ANOVA进行邓肯式多重差异分析，图中的竖线代表平均值的标准偏差。

2　结果与分析

2.1不同CO2浓度气调贮藏对采后甜樱桃果实呼吸强度的影响

呼吸强度是衡量呼吸作用强弱的一个重要指标，果实的呼吸强度越大，说明果实进行的生理变化越快。甜樱桃果实采后呼吸强度的变化如图1所示，在整个贮藏过程中处理A、C组和对照组的呼吸强度呈先上升后下降的趋势，至第15d时处理A、C组的呼吸强度达到最大值，分别为23.53、22.52［mg/（kg·h）］，显著低于对照组（p≤0.05）；而处理B组的呼吸强度在前15d时未上升，至第20d时出现最大值20.75［mg/（kg·h）］，之后保持平稳下降，其最大值显著低于处理A、C组的最大值（p≤0.05）。说明气调处理抑制了采后甜樱桃果实的呼吸强度，其中处理B组效果最佳，呼吸强度一直保持最低。

图1　甜樱桃果实在不同CO2浓度气调贮藏条件下呼吸强度的变化Fig.1　Effect of different CO2concentrations on the respiratory intensity of sweet cherry

2.2不同CO2浓度气调贮藏对甜樱桃果实硬度的影响

硬度是衡量核果类果实耐贮性的重要指标，也是判断甜樱桃采后衰老程度的直观标准。由图2可知，采后甜樱桃果实的硬度值逐渐下降，贮藏的前10d果实硬度值变化不大，之后对照组和处理A组急剧下降，而处理B、C组下降得相对缓慢，使此后的整个贮藏期内处理B、C组的硬度值显著高于对照组和处理A组（p＜0.05）。贮藏至25d时处理B、C组的硬度值分别为512.21g、477.44g，比同时期的对照组高41.22%和37.61%，差异性极显著（p＜0.01）。说明高浓度的CO2处理有利于保持采后甜樱桃果实的硬度，低浓度处理效果不佳。

图2　甜樱桃果实在不同贮藏条件下硬度的变化Fig.2　Changes in hardness content of sweet cherry stored in different conditions

2.3不同CO2浓度气调贮藏对甜樱桃果实丙二醛含量的影响

MDA是膜脂过氧化的重要产物，能与蛋白质氨基酸残基或核酸反应生成席夫（Schiff）碱，降低膜的稳定性，促进膜渗漏，加速植物的衰老过程。其含量常被用作脂质过氧化的指标，含量越高，膜脂过氧化程度越高。如图3所示，随着贮藏时间的延长，MDA含量呈现逐渐上升的趋势，但上升的速率有差异，到第10d时各处理组与对照组的差异性达到显著（p＜0.05），到第25d时对照组MDA的含量为17.67mmol/g，比处理B组的6.88mmol/g高61.06%，差异性达到极显著（p＜0.01），此时处理A、C组的MDA含量分别为12.26mmol/g和7.8mmol/g，比对照组低55.86%和30.62%，由此说明高浓度CO2气调处理能使采后甜樱桃果实MDA含量保持在相对较低的水平，可能是气调处理抑制了甜樱桃果肉衰老的缘故，但并不是浓度越高效果越好，本实验中处理B组的MDA含量始终低于处理C组。王艳颖等［18］认为较长时间的高浓度CO2处理加速了果实的成熟老化，促进了膜脂过氧化，而短时高浓度CO2处理明显地抑制了膜脂过氧化，延缓了果实老化的进程，这与本实验结果相似。

图3　甜樱桃果实在不同贮藏条件下丙二醛含量的变化Fig.3　Changes in MDA content of sweet cherry stored in different conditions

2.4不同CO2浓度气调贮藏对甜樱桃果实PAL活性的影响

如图4所示，采后甜樱桃果实PAL活性呈先上升后缓慢下降的趋势，处理组PAL活性在处理初期急剧上升，在第15d时达到最大值，酶活性始终极显著地（p＜0.01）大于同时期的对照组，各处理之间在第5d之后差异性也达到极显著，而对照组上升的速率相对缓慢，出现最大值的时间也相对于处理组推迟了5d。处理A、B、C组的最大值分别为27.9、44.67、38.7［0.01ΔOD290/（h·g）］，比对照组最大值高13.51%、46.00%和37.65%。由此可知，不同CO2浓度气调贮藏均有助于保持采后甜樱桃果实的PAL活性，处理B组效果最佳。实验中发现处理B组的PAL活性在第5d之后始终极显著地（p＜0.01）高于处理A组和C组的酶活性，伴随着酶活性的最高，处理B组的腐烂率也一直是最低的，这可能与PAL是调控酶有关。PAL是许多植物次生（如黄酮类物质、酚类物质、木质素等）生物合成途径的关键酶，它与植物细胞膜的通透性抗逆境胁迫和抗病性密切相关，在植物抗病性方面起着重要作用［21］。

2.5不同CO2浓度气调贮藏对甜樱桃果实PPO活性的影响

图5表明，采后甜樱桃果实PPO活性随着贮藏时间的延长出现先上升后下降的趋势。处理B组的PPO活性从贮藏初期就迅速上升，酶活性一直显著高于其他处理与对照（p＜0.05），并在第20d时达到最大值0.989［ΔOD420/（min·g）］。处理A、C组和对照组PPO活性上升的速度相对缓慢，均比处理B组推迟5d达到最大值。处理A、B、C组的最大值分别比对照高23.97%、53.18%、35.42%，说明不同CO2浓度的气调处理能诱导PPO活性升高。孟宪军等［19］在研究气调贮藏对采后蓝莓品质指标的影响时也发现CO2处理能加快PPO活性上升的速度。他们认为PPO活性的升高与提高果实的抗病性有关，PPO能催化形成酚类物质，构成保护屏障，并可氧化酚类物质形成毒性较高的醌类物质，直接发挥抗病作用。

图4　甜樱桃果实在不同贮藏条件下PAL活性的变化Fig.4　Changes in PAL content of sweet cherry stored in different conditions

图5　甜樱桃果实在不同贮藏条件下PPO活性的变化Fig.5　Changes in PPO content of sweet cherry stored in different conditions

2.6不同CO2浓度气调贮藏对甜樱桃果实POD活性的影响

图6　甜樱桃果实在不同贮藏条件下POD活性的变化Fig.6　Changes in POD content of sweet cherry stored in different conditions

图5表明，随着贮藏时间的延长，采后甜樱桃果实的POD活性值出现了两个峰，第一个峰值比第二个高。处理组在第20d时达到第一个峰值，35d时达到第二个峰值，而对照组到达两个峰值的时间均提前了5d。处理A、B、C组的最大值0.105、0.151、0.134［ΔOD470/（min·g）］分别比对照组高43.81%、60.93%、55.97%，差异达到极显著（p＜0.01）。说明气调处理能有效地维持POD活性，延缓果实的衰老，其中处理B的效果最好。李江华等［20］在研究桐柏大枣气调贮藏期间几种酶活性变化时也发现了POD活性出现两个峰值，但其出现的原因有待于进一步研究。

2.7不同CO2浓度气调贮藏对甜樱桃果实褐变、失水、腐烂和品质变化的影响

从表1可知，高CO2浓度的气调处理能有效的控制果实褐变和腐烂，抑制维生素C和可溶性固形物的降低，降低失水率。腐烂率是衡量果实贮藏效果的一个重要指标，与对照相比，三种处理均能有效抑制腐烂的发生，贮藏至第20d时对照组腐烂率达到18.3%，而各处理组均未见腐烂，说明气调处理能够有效的抑制甜樱桃贮藏过程中发生的腐烂，这与Tian等［22］的研究结果一致。实验发现CA贮藏过程中PPO、POD、PAL活性均得到不同程度的提高，而伴随着酶活性的提高，三个处理的腐烂率也相应降低了，而这三个酶都与果实抗病性和抗病物质的合成有关系，这可能是CA贮藏腐烂发生率较低的原因［23-24］。

到第20d时对照组的褐变指数为55%，处理A、B、C组仅分别为19.67%、5%、11.67%，各处理组与对照之间差异显著（p＜0.05），处理B、C组与处理A组差异显著，而处理B、C组之间差异不显著（p＞0.05），可见气调处理对甜樱桃果实褐变指数的影响很大，高CO2浓度处理能显著地抑制果实褐变，处理B、C组的褐变指数一直保持在较低的水平。

表1　不同CO2浓度气调贮藏中甜樱桃果实褐变、失水、腐烂和品质的变化Table 1　Changes in browning，weight loss，rot and quality of sweet cherries in the experiment of different CO2concentrations

可溶性固形物主要指可溶性糖类物质或其他可溶物质，由表1可知，在甜樱桃采后气调贮藏过程中，可溶性固形物含量呈下降的趋势，处理A组与对照组的可用性固形物含量在整个贮藏时期差异不显著（p＞0.05），而处理B组只在第5d时与对照差异不显著，由此可知适宜CO2浓度的气调处理能抑制可溶性固形物含量的降低，且时间越久，效果越好。对于采后果蔬来说，呼吸作用主要是指细胞内糖的氧化分解过程，因此果实的可溶性固形物含量会在贮期过程中呈下降趋势。

由表1可知，采后甜樱桃果实失水发生在贮藏的整个过程中，并且各处理组与对照组失水率差异显著（p＜0.05）。采后甜樱桃果实VC含量呈下降趋势，气调处理对VC含量的影响较大，从贮藏初期开始各处理的VC含量就显著高于对照组（p＜0.05），贮藏至第35d时处理B组的VC含量为20.93mg/100g FW，而对照组为11.64mg/100g FW，差异达到极显著（p＜0.01）。VC含量的降低与果实中含有促进VC氧化的酶有关。

3　结论

低浓度O2结合高浓度CO2的气调贮藏有利于保持果实硬度、色泽、风味和品质［11］。Wang等［25］研究发现即使在温度易波动的情况下，适当的气调包装同样适用于甜樱桃果实的贮藏。利用气调贮藏保鲜的关键是调节适宜的气体组成，不同品种甜樱桃果实间的贮藏参数差异较大。实验结果表明：处理B组的贮藏效果优于处理C组，可能是高浓度的CO2处理对甜樱桃造成了伤害。本实验细化了适合于“拉宾斯”甜樱桃果实气调贮藏的参数，得到了适宜的气体指标，而气调贮藏影响甜樱桃果实生理特性的机理与高浓度CO2对甜樱桃的伤害作用效果还有待于进一步研究。

不同CO2浓度的气调贮藏有利于采后甜樱桃果实的贮藏。处理B组效果优于处理A、C组，为最优气体指标，其呼吸强度最低，硬度、VC和可溶性固形物的含量最高，高浓度CO2处理极大地提高了PPO、POD、PAL活性，降低了果实的腐烂率。

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Effect of controlled atmosphere storage on postharvest physiological and biochemical change of sweet cherry

DU Xiao-qin，LI Yu，QIN Wen*，HE Jing-liu，LI Jie，YE Xin-yi，CHEN Qin-yuan，WANG Wei-qiong
（College of Food Science，Sichuan Agricultural University，Ya’an 625014，China）

The changes of postharvest physiological indexes of sweet cherry（cv.Labinsi）under controlled atmosphere with different CO2concentrations were mainly discussed.Sweet cherry were stored under three different concentrations（5%O2+5%CO2，5%O2+8%CO2，5%O2+10%CO2）at（4±1）℃.During the storage respiratory intensity，hardness，ethylene，MDA，PPO，POD，PAL were analyzed.The results showed that treatments with high CO2concentrations could reduce the respiration intensity of postharvest sweet cherry，inhibit MDA content and PPO activity，increase POD，PAL activity，significantly reduce the rot rate and browning indices，treatment of 5%O2+8%CO2，was the optimal group.

sweet cherry；controlled atmosphere；postharvest physiological change；quality

TS255.3

A

1002-0306（2015）12-0314-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.12.058

2014－09－23

杜小琴（1990-），女，硕士研究生，研究方向：农产品加工及贮藏工程。

秦文（1967-），女，博士，教授，研究方向：果蔬采后生理及贮藏技术。