高氧气调对树上干杏采后生理和贮藏品质的影响

张文涛，李喜宏,2*，王威，刘佳，张姣姣，李敏，李惠

1(天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津， 300457)　2(天津食品安全低碳制造协同创新中心，天津， 300457)　3(天津津南 国家农业科技园区，天津，300350)



高氧气调对树上干杏采后生理和贮藏品质的影响

张文涛1，李喜宏1,2*，王威1，刘佳1，张姣姣1，李敏1，李惠3

1(天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津， 300457)2(天津食品安全低碳制造协同创新中心，天津， 300457)3(天津津南 国家农业科技园区，天津，300350)

研究了高氧气调对树上干杏鲜果的保鲜效果，以空气处理为对照(CK)，测定了0 ℃贮藏期间，40%、60%、80%、100%O2气调环境下的生理品质变化。结果表明：与对照果实相比，80%～100%O2气调能有效抑制杏果实贮藏期间的呼吸强度、乙烯释放和丙二醛(MDA)积累，延缓果实硬度、Vc、可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)的下降，同时降低杏果实腐烂和失重的程度，提高其贮藏品质。

树上干杏；高氧；气调；生理；品质

树上干杏又名吊干杏、小金杏，属蔷薇科(Rosaceae)李亚科(Prunoideae)杏属(Prunus)，是我国天山北麓特克斯河谷和伊犁河谷地区的地方优良品种，其果肉甘甜、杏仁醇香、营养丰富，果肉、果核均可食用，具有很高的经济价值[1-2]。但杏采后生理代谢旺盛，品质下降快，易软化腐烂，商品率低，严重制约了树上干杏鲜果的贮运外销。风干、晾晒等自然干制是当前树上干杏最主要的加工及贮藏方式，但制得的干杏成品感官品质差、卫生质量低[3]，经济收益远不及鲜果。因此，亟待开发一种能有效延缓树上干杏贮藏期内品质下降的保鲜技术。

目前，鲜杏的保鲜主要通过低温结合气调处理实现，传统气调(3%～5%O2，3%～5%CO2)虽有助于抑制果实生理代谢、保持果实品质，但随贮藏环境中O2的下降及CO2的积累，果实易出现CO2伤害、无氧发酵等现象[4]。高氧气调是近年来兴起的一种新型果蔬保鲜技术，其抑制细菌、真菌的生长繁殖和降低果蔬贮藏期内腐烂率的效果优于传统气调，还可在一定程度上避免了低O2和高CO2伤害的发生[5-6]，已在草莓[7]、蓝莓[8]、桑葚[9]等水果保鲜中取得了较好的保鲜效果，具有广阔的应用前景。

目前未见高氧气调贮藏鲜杏的报道。本文选用不同浓度的高氧气调环境贮藏树上干杏鲜果，旨在明确高氧环境下杏果实的品质变化，为高氧气调在杏保鲜中的应用提供依据，促进树上干杏产业的全面发展。

1　材料与方法

1.1试验材料

树上干杏由新兴际华伊犁农牧科技发展有限公司提供，采后随即装箱空运至天津，果实运抵研究室后，及时入0 ℃冷库预冷12h。预冷结束后在库内进行分级，挑选出的大小均一、无机械损伤、无病虫害侵染的果实，根据表皮颜色分为成熟度Ⅰ(绿色)、成熟度Ⅱ(黄色)、成熟度Ⅲ(深黄色或红色)[10]，选取成熟度Ⅱ的杏进行贮藏试验。

1.2试验仪器

GY-3果实硬度计，浙江托普仪器有限公司；PAL-1手持折光仪，日本ATAGO株式会社；GXH-3051H果蔬呼吸测定仪，北京均方理化科技研究所；5804R高速冷冻离心机，德国Eppendorf公司；UV-2550PC型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；CheckPoint便携气体分析仪，丹麦PBIDansensor公司；CP114电子天平，西杰天平(北京)仪器有限公司；SY-2-6恒温水浴锅，天津市欧诺仪器仪表有限公司。

1.3试验设计

将杏装入已均匀打孔(每面各3个，孔径0.5cm)的PVC保鲜袋(长60cm×宽40cm×厚0.03mm)，袋口扎紧，每袋果重约500g，每5袋杏置于一个气调瓶中，每种气调环境设置3个重复。气调处理后在0 ℃下贮藏，每5d取样检测1次，以空气环境对照，具体气调环境如下表所示。

表1　气调处理参数

1.4测定指标及方法

1.4.1腐烂率和失重率的测定

随机取3袋杏果，表面腐烂或被微生物侵染的记为腐烂果，其占取果总数的百分比为腐烂率，单位：%；随机取出3颗杏果，每隔5d测定同一样品的质量[11],单位：%，公式如下：

1.4.2果实硬度和Vc含量的测定

参照曹建康[12]的方法。硬度：将果实硬度计垂直于被测果实表面，压头均匀压入果肉内，读取表盘示数，单位：kg/cm2。Vc:采用2，6-二氯靛酚滴定法测定[13]，单位：mg/gFW。

1.4.3可溶性固形物(TSS)和可滴定酸(TA)含量的测定

参照SILVIA等[14]的方法。TSS：用PAL-1手持折光仪测定可溶性固形物含量，单位：%；TA：用NaOH滴定法测定可滴定酸含量，结果以苹果酸计，单位：%。

1.4.4呼吸强度和乙烯释放量的测定

参照王聘[15]的方法测定杏果实的呼吸强度及乙烯释放量，其中呼吸强度单位：mg/(kg·h)，乙烯释放量单位：μL/(kg·h)。

1.4.5细胞膜相对渗透率和丙二醛(MDA)含量的测定

参照ZHANG等[16]的方法。以相对电导率表示细胞膜透性，单位：%；用硫代巴比妥酸法测定丙二醛含量，单位：nmol/g。

1.5数据处理与分析

每组试验设置3个重复，试验数据取其均值，应用SPASS17.0软件对试验数据进行方差分析，P<0.05表示显著，P<0.01表示极显著。

2　结果与分析

2.1高氧气调对树上干杏贮藏品质的影响

2.1.1高氧气调对树上干杏腐烂率和失重率的影响

由表2可知，在贮藏期间杏果实腐烂率和失重率呈上升趋势。其中，HY3和HY4的腐烂率和失重率显著低于CK，HY2与CK差异不显著，而HY1则显著高于CK。HY4的腐烂率和失重率均为最低，表明80%～100%O2气调有效抑制了杏果实的腐烂和失重，O2浓度越高抑制效果越好。这可能是由于高氧环境对腐败微生物产生了伤害，抑制了它们的生长繁殖。

表2　高氧气调对树上干杏腐烂率和失重率的影响

注：不同小写字母代表差异显著(P<0.05)。

2.1.2高氧气调对树上干杏硬度和Vc含量的影响

硬度是衡量杏品质的重要指标，果实过度软化会导致贮藏品质和消费品质的下降[17]。由图1知，杏果实贮藏期间硬度逐渐下降，贮藏前5d各处理均保持较高的硬度水平，之后出现不同程度的软化。贮藏中前期，HY3和HY4的硬度显著(P<0.05)高于CK，HY2与CK差异不显著(P>0.05)，表明80%以上的O2气调可保持较高的果实硬度。HY1的硬度则在整个贮藏期内低于CK，表明40%O2气调加速了果实硬度的下降。

Vc是杏果实主要的抗氧化成分之一，也是评价其营养品质的重要指标。图2显示，各处理的Vc含量在贮藏前5d保持较高水平，随后不断下降。其中，HY3和HY4的Vc含量下降较为缓慢，HY1下降最为迅速。HY2和CK变化趋势相近，在贮藏中前期Vc含量差异不显著(P>0.05)。至贮藏结束，HY4的Vc含量高于CK处理20.65%，2处理差异极显著(P<0.01)。这表明，采用80%～100%O2气调，尤其是100%O2气调能有效延缓贮藏期内Vc含量的下降。

图1　高氧气调对树上干杏硬度的影响Fig.1　Effect of modified atmospheres with high O2on firmnces

图2　高氧气调对树上干杏VC含量的影响Fig.2　Effects of Modified Atmospheres with VC content of 'Shushanggan' Apricot

2.1.3高氧气调对树上干杏可溶性固形物(TSS)和可滴定酸含量(TA)的影响

TSS和TA含量是影响果实采后风味变化的重要因素[18]。通过图3可以看出，各处理的TSS含量在贮藏前期缓慢上升，在贮藏中后期迅速下降。HY3和HY4的TSS含量在贮藏期间高于CK，其峰值为28.61%、29.31%，与CK(27.43%)相比差异显著(P<0.05)，这表明80%以上的O2气调可保持较高的TSS含量。HY2与CK的变化趋势基本一致，而HY1始终低于CK，表明40%O2气调加速了TSS含量的下降，不利于保持杏果实的贮藏品质。

通过图4可以看出，果实贮藏期间TA含量不断下降。贮藏中前期，CK的TA含量下降迅速，HY3和HY4的TA含量下降程度较CK缓慢，而HY1和HY2较CK更快；但在贮藏后期，HY1和HY2的TA含量与CK变化趋势相近，差异不显著。这表明，采用80%～100%O2气调能有效延缓杏果实TA含量的下降。

图4　高氧气调对树上干杏TA含量的影响Fig.4　Effects of Modified Atmospheres with TA content of ‘Shushanggan’ Apricot

2.2高氧气调对树上干杏采后生理的影响

2.2.1高氧气调对树上干杏呼吸强度和乙烯释放量的影响

呼吸强度是反映果实采后生理代谢水平的重要指标，杏采后呼吸旺盛，营养物质消耗快，抑制呼吸是保持杏采后品质、延缓果实衰老的重要手段[19]。由图5知，不同处理的呼吸强度变化趋势大致相同，贮藏至第10天达到呼吸峰值，之后快速下降。HY3和HY4的呼吸强度在贮藏前期(0～10d)和贮藏中期(11～20d)均低于CK，其呼吸峰值分别为41.88、37.63mg/(kg·h)，与CK的呼吸峰值53.51mg/(kg·h)相比差异极显著(P<0.01)。HY4的呼吸强度在贮藏末期(21～30d)仍低于CK，而HY3贮藏至25d后高于CK，但贮藏末期呼吸强度均较低。这表明采用80%～100%O2气调，能抑制杏果实的呼吸强度和呼吸峰值。HY1的呼吸强度在贮藏期间始终高于CK，表明40%O2气调促进了杏果实呼吸，不能抑制杏采后的生理代谢。

乙烯作为一种调节植物生理进程的气态激素，是引起呼吸跃变型果实后熟衰老的关键因素[20]，有效控制杏采后的乙烯释放有助于提高贮藏品质。由图6知，不同处理的乙烯释放量大体呈现“先升后降”的趋势，贮藏至第25d达到释放峰值。HY3和HY4始终呈现较低的乙烯释放水平，其峰值与CK差异极显著(P<0.01)，表明80%～100%O2气调能抑制乙烯的释放。HY2的乙烯释放水平与CK相近，但HY1的乙烯释放量在贮藏期间始终高于CK，这与呼吸强度的变化趋势一致，表明40%O2气调促进了乙烯的释放，加速了杏的采后衰老。

图5　高氧气调对树上干杏呼吸强度的影响Fig.5　Effects of Modified Atmospheres with High O2 on Respiratory Rate

图6　高氧气调对树上干杏乙烯释放量的影响Fig.6　Effects of Modified Atmospheres with High O2 on Respiratory Rate and Ethylene Release of ‘Shushanggan’ Apricot

2.2.2高氧气调对树上干杏细胞膜透性和丙二醛(MDA)含量的影响

通过图7可以看出，随贮藏时间的延长，杏果实细胞膜透性不断增大；在贮藏前期变化平缓，贮藏中后期上升迅速，HY1和HY2的细胞膜透性始终低于CK，而HY3和HY4显著高于CK。贮藏前期各处理的细胞膜透性差异不显著(P>0.05)，中后期各处理间两两相比差异显著(P<0.01)。这表明，40%～60%O2气调有利于保持细胞膜结构的完整，80%～100%O2气调对细胞膜产生一定伤害，使得细胞膜通透性增强。

如图8所示，杏果实的MDA含量在贮藏期间不断升高，贮藏前期各处理差异不显著(P>0.05)。贮藏中后期，HY2、HY3和HY4的MDA含量显著(P<0.05)低于CK，且O2浓度越高MDA含量越低，自第20d起HY4与CK差异极显著(P<0.01)。但贮藏期间HY1与CK差异并不显著(P>0.05)。这表明60%～100%O2气调能够抑制膜脂氧化，利于延缓果实衰老。

图7　高氧气调对树上干杏细胞膜透性的影响Fig.7　Effects of Modified Atmospheres with High O2 on cell membrane relative permeability and MDA content of ‘Shushanggan’ Apricot

图8　高氧气调对树上干杏MDA的影响Fig.8　Effects of Modified Atmospheres with High O2 on cell membrane relative permeability and MDA content of ‘Shushanggan’ Apricot

3　讨论与结论

杏是典型的呼吸跃变型水果，采后呼吸旺盛，内源乙烯生成量高，二者对其后熟和衰老起着重要的调节作用[21]。正常的呼吸作用需要氧气参与，在大气氧浓度范围内，O2浓度越高，果蔬的呼吸强度越大，故传统的气调贮藏往往通过降低氧气浓度和升高CO2浓度来抑制采后果蔬的呼吸强度；但后续研究发现，当O2浓度高于某一水平时可引起反馈抑制，即呼吸反而被抑制。本研究结果也证实了这一结论，80%以上O2气调可抑制杏的采后呼吸，而40%O2依然起到促进呼吸的作用；同时，80%～100%O2抑制了杏乙烯的生成，但机理尚不明确[22]。试验发现乙烯释放峰值晚于呼吸高峰10d，一般而言，呼吸跃变型果实出现呼吸跃变后不久，就会出现乙烯释放高峰。分析此原因，可能与品种特性有关。如前所述，杏是典型的呼吸跃变型水果，采后呼吸旺盛，内源乙烯生成量高，果实软化快[23]。作为一个活的有机体，采后持续进行的代谢活动完全依赖其自身的水分和养分，TSS、蛋白质、Vc等内含物的持续消耗，导致果实品质开始下降，且MDA、H2O2、·O2-等有害物质逐渐积累，加速了果实的衰老进程[24]。80%～100%O2气调虽然增大了细胞膜透性，但MDA含量低且贮藏品质好，分析这可能是在高氧胁迫下，抗氧化酶系表达增强[25]，使杏保持较高的活性氧清除能力，从而抑制膜脂氧化，延缓果实衰老，相关验证试验和机理研究有待开展。试验取得的主要结果如下。

(1)各处理贮藏树上干杏的效果依次为100%O2气调>80%O2气调>60%O2气调>CK>40%O2气调。

(2)80%～100%O2气调增加了杏贮藏期间的细胞膜透性，但能抑制其呼吸强度、乙烯释放和MDA积累，延缓果实采后衰老。

(3)80%～100%O2气调能延缓杏贮藏期间果实硬度、Vc、TSS和TA的下降，抑制果实腐烂和失水，提高其贮藏品质和商品率。

(4)60%O2气调与CK效果相近，40%O2气调加速了杏贮藏品质的下降。

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Effectsofhighoxygentreatmentonpostharvestphysiologyandstoragequalityof‘Shushanggan’apricot

ZHANGWen-tao1,LIXi-hong1,2*,WANGWei1,LIUJia1,ZHANGJiao-jiao1,LIMin1，LIHui3

1(CollegeofFoodEngineeringandBiotechrology,TianjinUniversityofScienceandTechnology,Tianjin300457,China)2(TianjinFoodSafety&LowCarbonManufacturingCollaborativeInnovationCenter,Tianjin300457,China)3(TianjinJinnanNationalAgricultureSci-TechZone,Tianjin300350,China)

Theeffectsoftreatmentswithhighoxygenon'Shushanggan'apricotswerestudied.Qualitychangeofapricotsstoragedat0 ℃inmodifiedatmospheresof40%O2, 60%O2, 80%O2, 100%O2weretested,andairwaschosenascontrolcheck(CK).Comparedwiththecontrolfruit, 80%～100%O2treatmenthadobviouseffectsonthefruitduringstoragebyinhibitingrespiratoryintensity,ethylenerelease,MDAaccumulationanddelayingthedecreaseoffirmness,Vc,TSS,TA.Itcouldalsoreducethedegreeoffruitdecayandweightloss.Treatmentwith80%～100%O2couldinhibitthepost-harvestedmetabolizeandimprovethestoragequality.

‘Shushanggan’apricot；highoxygen；controlledatmosphere；physiology；quality

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.201608039

硕士研究生(李喜宏教授为通讯作者，E-mail:lixihong@tust.edu.cn)。

国家高技术研究发展计划(863计划) (2012AA101703)；国家科技支撑计划(2015BAD16B00)；“十二五”农村领域国家科技计划(2015BAD19B02-03)；天津市科技计划项目(14RCHZNC00107；15YFYSNC00010)

2015-12-09，改回日期：2016-03-02