不同预冷温度对采后番茄贮藏品质的影响

梁芸志，陈存坤，吴昊，董成虎，潘映鸿，王成荣，*

（1.青岛农业大学食品科学与工程学院，山东青岛266109；2.国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津），天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津300384）

果蔬贮运保鲜除了要求适宜的低温贮藏环境和运输环境外，还要求在采后用尽可能短的时间除去果蔬的田间热，快速降低果蔬的代谢强度，这就需要果蔬冷链中的第一个重要环节——预冷[1]。预冷是果蔬采后商品化处理的关键环节，它可以快速地去除果蔬采后自身携带的田间热，抑制果蔬呼吸作用，从而延缓果蔬成熟衰老的速度；预冷可以增强果蔬的耐储性，使果蔬更快适应低温贮藏，减少果蔬冷害的发生；预冷还可以降低运输和贮藏时的制冷能耗，节约成本。研究表明，蔬菜在冷链流通时，若不经过预冷，损失率约为25%～30%，而经过预冷处理的蔬菜损失率仅为 5%～10%[2]。

预冷时要控制的主要因素有温度，时间和湿度。番茄贮运时的湿度一般控制在85%～90%[3]。预冷温度越低，果蔬达到贮藏温度所需的时间越短。预冷温度直接影响果蔬贮藏时的品质，若预冷温度过高，预冷时间过长，不利于快速去除田间热，抑制呼吸作用；若预冷温度过低，可能造成冷害。

本研究选择4种不同的温度对番茄预冷，研究其对番茄质构、营养、酶活性和代谢的影响，旨在确定番茄合适的预冷温度。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

“硬粉”番茄采自河北青县，处于后熟期，直接运到实验室处理。

磷酸氢二钠、磷酸二氢钠：天津科威公司；氢氧化钠：天津风船公司；硫代巴比妥酸：天津科丰公司；乙二胺四乙酸、抗坏血酸、三氯乙酸、聚乙二醇6000、聚乙烯吡咯烷酮、Triton-100、愈创木酚、过氧化氢、盐酸：天津光复公司；二氯甲烷、石油醚：天津科密欧公司，所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

PBI Dansensor残氧仪：丹麦丹圣公司；TA.XT.Plus物性仪：英国SMS公司；PAL-1便携式手持折光仪：日本Atago公司；GMK-835N酸度测定仪：韩国G-WON公司；3-30K高速冷冻离心机：德国Sigma公司；UV-1780紫外可见分光光度计、2010气相色谱仪：日本岛津公司；SSN-22温湿度记录仪：深圳宇问公司。

1.3 试验方法

1.3.1 处理方法

挑选大小均匀、成熟度一致、无病虫害、无机械损伤的番茄，装入塑料箱中，每箱大约20 kg，在不同温度（0、4、7、10℃）下进行差压预冷，当最底层果实中心温度达到10℃时结束预冷，并于10℃冷库中贮藏。每5天取一次样，重复测定3次。

1.3.2 降温曲线

采用温度记录仪记录果实中心温度，设定每隔1min记录一次，然后绘制降温曲线。

1.3.3 失重率

每个处理取3箱进行称重计算失重率，取平均值。单位为%。计算公式为：

式中：m0为贮藏前质量，kg；m1为贮藏后质量，kg。

1.3.4 硬度

利用P/2柱头（Φ=2 mm）对10个番茄进行穿刺测试，每个番茄在中部穿刺3次，测前速率为5.0 mm/s，测试速率为2.0 mm/s，穿刺深度为10 mm，单位为N。

1.3.5 呼吸速率

将5个番茄置于10℃密闭呼吸室中3 h，然后测定氧气和二氧化碳百分含量。计算公式为：

式中：Q为呼吸强度，mg CO2/（kg·h）；N为二氧化碳体积分数，%；V为容器体积（干燥器体积－果实体积），L；m 为样品质量，kg；t为放置时间，h；1.894 g/L 为常压下10℃时二氧化碳的密度。

1.3.6 乙烯释放速率

将5个番茄置于10℃密闭呼吸室中3 h，取样20 mL，用气相色谱仪测定。FID检测器，检测器温度220℃，DB-17毛细管柱，柱温60℃，进样口温度150℃，载气为N2，流速8 mL/min，采用面积外标法计算。计算公式为：

式中：Q为乙烯的生成速率，μL/（kg·h）；V为容器体积（干燥器体积－果实体积），L；N为乙烯的体积分数，μL/L；m 为试样质量，kg；t为放置时间，h。

1.3.7 可滴定酸（titratable acid，TA）含量

使用6层纱布对打浆后的5个番茄进行过滤，吸取滤液0.306 mL，加入盛有30 mL蒸馏水的测定瓶中，用GMK-835N酸度测定仪测定，单位为%。

1.3.8 可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量

使用6层纱布对打浆后的5个番茄进行过滤，倒入适量滤液，用PAL-1便携式手持折光仪测定，单位为%。

1.3.9 维生素 C（vitamin C，VC）含量

参考马宏飞等[4]的方法测定。

1.3.10 番茄红素含量

参考朱俊向等[5]的方法。取5.0 g样品，按1∶13的料液比加入含2%二氯甲烷的石油醚65 mL，50℃水浴70 min，然后取1 mL滤液，用含2%二氯甲烷的石油醚稀释10倍，以含2%二氯甲烷的石油醚为参比，于502 nm处测定其吸光度，根据下面公式计算番茄红素提取率。公式：

式中：Y为番茄红素提取率，mg/100 g；A为待测液吸光度；V为提取溶液体积，mL；n为稀释倍数；3078为番茄红素在含2%二氯甲烷石油醚中的百分吸光系数；m为冻干番茄粉的质量，g。

1.3.11 丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量

参考曹建康等[6]的方法测定。

1.3.12 抗坏血酸过氧化物酶（ascorbate peroxidase，APX）活性

参考曹建康等[6]的方法测定。

1.3.13 过氧化物酶（peroxidase，POD）活性

参考曹建康等[6]的方法测定。

1.4 数据分析

所有试验均重复3次，使用SPSS17.0软件进行方差分析和显著性分析，p＜0.05表示差异显著，使用O－rigin8.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同预冷温度对番茄果实中心温度的影响

不同预冷温度对番茄果实中心温度的影响见图1。

图1 不同预冷温度对番茄果实中心温度的影响Fig.1 Effects of different precooling temperature on the core temperature in tomato

由图1可看出，番茄的预冷温度越低，达到贮藏温度所需的时间越短。第70分钟时，0、4、7℃和10℃预冷处理比初始温度分别下降了53.49%、46.26%、35.05%和32.26%。同等时间内，0℃预冷处理的降温速率最大，10℃预冷处理的降温速率最小。

2.2 不同预冷温度对番茄失重率的影响

不同预冷温度对番茄失重率的影响见图2。

由图2可看出，整个贮藏期，4个处理的失重率呈现逐渐上升的趋势。整个贮藏期，0℃预冷处理和4℃预冷处理之间无显著差异（p＞0.05），且二者失重率都低于10℃预冷处理。第20天时，10℃预冷处理的失重率分别是0、4℃和7℃预冷处理的1.91、1.87和1.24倍。表明预冷温度越低，番茄失重率越低，可能由于低温有利于抑制番茄呼吸作用消耗营养物质，从而减少质量的损失。

图2 不同预冷温度对番茄失重率的影响Fig.2 Effects of different precooling temperature on the weight loss rate of tomato

2.3 不同预冷温度对番茄硬度的影响

不同预冷温度对番茄硬度的影响见图3。

图3 不同预冷温度对番茄硬度的影响Fig.3 Effects of different precooling temperature on the firmness of tomato

硬度是衡量果蔬商品性的重要标准，贮藏期果实的硬度与呼吸代谢、酶活性变化、激素调节以及温度等方面密不可分[7]。这些方面导致番茄可溶性果胶和不溶性果胶的含量变化，直接影响番茄的硬度[8]。由图3可看出，整个贮藏期，4个处理的硬度呈现逐渐下降的趋势，10℃预冷处理的硬度低于其他处理；0℃预冷处理硬度高于其他处理，在第15天和第20天时，分别是10℃预冷处理的1.14和1.18倍，显著（p＜0.05）高于10℃预冷处理，但与4℃预冷处理之间无显著差异（p＞0.05）。表明预冷温度越低，对番茄硬度的保持效果越好，可能是由于低温抑制番茄呼吸消耗营养物质，从而保持番茄的硬度。

2.4 不同预冷温度对番茄呼吸速率的影响

不同预冷温度对番茄呼吸速率的影响见图4。

图4 不同预冷温度对番茄呼吸速率的影响Fig.4 Effects of different precooling temperature on the respiratory rate of tomato

由图4可看出，整个贮藏期，4个处理的呼吸强度呈现先下降后上升的趋势。贮藏前的呼吸速率较高，达到32 mg CO2/（kg·h），之后贮藏受到低温抑制呼吸速率快速下降。0℃预冷处理和4℃预冷处理在第15天达到最低值，二者之间无显著差异（p＞0.05）。7℃预冷处理和10℃预冷处理在第10天达到最低值，之后上升，可能由于后期番茄受到微生物感染导致呼吸作用加强。0℃预冷处理和4℃预冷处理的呼吸速率低于7℃预冷处理和10℃预冷处理。

2.5 不同预冷温度对番茄乙烯释放速率的影响

不同预冷温度对番茄乙烯释放速率的影响见图5。

图5 不同预冷温度对番茄乙烯释放速率的影响Fig.5 Effects of different precooling temperature on the ethylene production rate of tomato

乙烯是一种植物内源激素，它可以促进果实的成熟与衰老。由图5可看出，整个贮藏期，4个处理的乙烯释放速率呈现逐渐下降的趋势。贮藏前5天乙烯释放速率下降较快，5天后乙烯释放速率下降较慢，可能由于进入低温贮藏环境后乙烯产生速率受到明显抑制。整个贮藏期，0℃预冷处理和4℃预冷处理较为接近，二者不存在显著差异（p＞0.05），且二者都低于10℃预冷处理。

2.6 不同预冷温度对番茄可滴定酸含量的影响

不同预冷温度对番茄可滴定酸含量的影响见图6。

图6 不同预冷温度对番茄TA含量的影响Fig.6 Effects of different precooling temperature on the content of TA in tomato

可滴定酸是评价果蔬品质的重要指标之一。贮藏期有机酸含量的分解代谢与呼吸作用有关[9]。由图6可看出，整个贮藏期，4个处理的可滴定酸含量呈现逐渐下降的趋势，且0℃和4℃预冷处理的可滴定酸含量一直高于10℃预冷处理，可能由于10℃预冷处理使番茄中心温度达到贮藏温度所需的时间较长，不能及时抑制呼吸作用，从而使可滴定酸不断被消耗。在第10天，0℃预冷处理的可滴定酸含量分别是4、7℃和10℃预冷处理的1.06、1.07和1.15倍。

2.7 不同预冷温度对番茄可溶性固形物含量的影响

不同预冷温度对番茄可溶性固形物含量的影响见图7。

图7 不同预冷温度对番茄TSS含量的影响Fig.7 Effects of different precooling temperature on the content of TSS in tomato

番茄可溶性固形物主要由可溶性糖和有机酸等营养成分组成，是衡量番茄品质的一个重要指标[10]。由图7可看出，整个贮藏期，4个处理的可溶性固形物含量呈现逐渐下降的趋势。贮藏前期可溶性固形物含量下降较快，后期下降较慢，可能是由于可能由于贮藏前期呼吸作用较强而后期呼吸作用减弱导致可溶性固形物消耗减少。在第5天，0℃预冷处理的可溶性固形物含量分别是4、7℃和10℃预冷处理的1.03、1.07和1.13倍。0℃预冷处理可溶性固形物含量总体上高于其他预冷处理，且在第5天，与10℃预冷处理存在显著差异（p＜0.05）。表明预冷温度越低，越有利于番茄可溶性固形物含量的保持。

2.8 不同预冷温度对番茄维生素C含量的影响

不同预冷温度对番茄维生素C含量的影响见图8。

图8 不同预冷温度对番茄维生素C含量的影响Fig.8 Effects of different precooling temperature on the content of VCin tomato

维生素C不但是果实的重要营养成分之一，同时也是清除果实内活性氧的重要抗氧化剂[11]。由图8可看出，整个贮藏期，4个处理的VC含量呈现逐渐下降的趋势。前5天，0℃和4℃预冷处理VC含量下降较慢，分别下降了6.90%和3.94%；7℃预冷处理和10℃预冷处理下降速度较快，分别下降了18.61%和18.33%。0℃和4℃预冷处理VC含量总体高于7℃和10℃预冷处理，且在第5天，0℃和4℃预冷处理均与10℃预冷处理存在显著差异（p＜0.05），表明预冷温度越低，对番茄VC含量的保持效果越好。

2.9 不同预冷温度对番茄红素含量的影响

不同预冷温度对番茄红素含量的影响见图9。

图9 不同预冷温度对番茄红素含量的影响Fig.9 Effects of different precooling temperature on the content of lycopene in tomato

番茄红素作为类胡萝卜素的一种，在番茄中含量丰富，具有抗氧化、抗癌防癌、提高免疫力、降血脂等多种生理活性功能。主要应用于保健食品、化妆品和医疗等行业[12]。由图9可看出，整个贮藏期，4个处理的番茄红素含量呈现逐渐下降的趋势。贮藏前期，番茄红素含量下降较快，前5天，0、4、7℃和10℃预冷处理分别下降了14.77%、15.32%、16.83%和17.94%。0℃预冷处理的番茄红素含量高于其他处理，10℃预冷处理的番茄红素含量低于其他处理，可能由于低温预冷使番茄更快达到贮藏温度，从而延缓番茄中番茄红素含量的下降。在第15天和第20天，0℃预冷处理显著（p＜0.05）高于10℃预冷处理。

2.10 不同预冷温度对番茄丙二醛含量的影响

不同预冷温度对番茄丙二醛含量的影响见图10。

图10 不同预冷温度对番茄丙二醛含量的影响Fig.10 Effects of different precooling temperature on the content of MDA in tomato

MDA是膜脂过氧化的产物，因此可以用来衡量膜脂过氧化程度[13]。由图10可看出，整个贮藏期，4个处理番茄的丙二醛含量呈现逐渐上升的趋势。0℃预冷处理丙二醛含量较高，10℃预冷处理丙二醛含量较低，可能由于较低温度的预冷一定程度会促进丙二醛的积累。但在第5天、第10天、第15天和第20天，0℃预冷处理与其他处理均不存在显著差异（p＞0.05）。

2.11 不同预冷温度对番茄抗坏血酸过氧化物酶活性的影响

不同预冷温度对番茄抗坏血酸过氧化物酶活性的影响见图11。

图11 不同预冷温度对番茄APX活性的影响Fig.11 Effects of different precooling temperature on the activity of APX in tomato

APX被认为是植物细胞中有效分解H2O2的重要酶之一[14]。由图11可看出，整个贮藏期，4个处理的APX活性呈现逐渐下降的趋势。0℃预冷处理的APX活性高于10℃预冷处理，这可能由于0℃预冷处理的番茄受到低温胁迫积累了较多的过氧化氢，而APX可以催化过氧化氢与抗坏血酸反应，使过氧化氢分解。在第5天、第10天、第15天和第20天，0℃预冷处理的APX活性略高于4℃预冷处理，但二者之间无显著差异（p＞0.05）。

2.12 不同预冷温度对番茄过氧化物酶活性的影响

不同预冷温度对番茄过氧化物酶活性的影响见图12。

图12 不同预冷温度对番茄POD活性的影响Fig.12 Effects of different precooling temperature on the activity of POD in tomato

POD可以分解超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）参与歧化反应产生的过氧化氢[15]，减少活性氧的过量积累[16]。由图12可看出，整个贮藏期，4个处理的POD活性呈现先下降后上升再下降的趋势，可能由于前期进入低温环境POD活性受到抑制，之后上升是由于番茄成熟衰老导致POD活性上升，然后下降是由于番茄在低温环境下成熟衰老速度减慢所致。在第5天、第10天、第15天和第20天，0℃预冷处理的POD活性和10℃预冷处理之间无显著差异（p＞0.05）。

3 结论

研究选择4种不同的温度对番茄预冷，研究其对番茄质构、营养、酶活性和代谢的影响，旨在确定番茄合适的预冷温度。结果表明，0℃和4℃预冷处理可以较快地使番茄中心温度达到贮藏温度，抑制番茄呼吸作用和乙烯释放速率，降低失重率，保持番茄硬度，维持可滴定酸、可溶性固形物和抗坏血酸等营养成分，然而提高果实丙二醛含量、APX活性和POD活性，但与其他处理差异不显著。总体上，0℃和4℃预冷处理可以提高番茄贮藏品质，因此番茄可以采用0℃～4℃预冷处理。

[1] 王文生,杨少桧,闫师杰.我国果蔬冷链发展现状与节能降耗主要途径[J].保鲜与加工,2016,16(2):1-5

[2]王强,刘晓东.实施蔬菜产地预冷,完善低温冷藏链[J].制冷,2001,20(1):40-44

[3] 付艳武,高丽朴,王清,等.蔬菜预冷技术的研究现状[J].保鲜与加工,2015,15(1):58-63

[4] 马宏飞,卢生有,韩秋菊,等.紫外分光光度法测定五种果蔬中维生素C的含量[J].化学与生物工程,2012,29(8):92-94

[5] 朱俊向,吴昊,杨绍兰,等.冻干番茄粉中番茄红素提取工艺优化[J].食品科技,2013,38(10):254-259,263

[6] 曹建康,姜微波,赵玉梅.果蔬采后生理生化实验指导[M].北京:中国轻工业出版社,2007

[7] 彭永彬,李玉,徐鹏程,等.葡萄果实硬度及影响硬度的主要因素[J].浙江农业学报,2014,26(5):1227-1234

[8] 魏宝东,姜炳义,冯辉.番茄果实货架期硬度变化及其影响因素的研究[J].食品科学,2005,26(3):249-252

[9]Mahajan BVC,Dhillon WS,Kumar M,et al.Effect of different packaging films on shelf life and quality of peach under super and ordinary market conditions[J].Journal of Food Science and Technology,2015,52(6):3756-3762

[10]张旭伟,徐明磊,李红艳,等.番茄果实可溶性固形物的作用及研究概况[J].科技资讯,2011(15):160-161

[11]吴昊,甄天元,陈存坤,等.壳聚糖没食子酸衍生物酶法制备及对鲜切苹果的保鲜效果[J].农业工程学报,2017,33(4):285-292

[12]罗金凤,任美燕,陈敬鑫,等.番茄红素的生理功能及保持其稳定性方法的研究进展[J].食品科学,2011,32(19):279-283

[13]解静.1-MCP对番茄冷害及机械损伤的影响[D].杭州:浙江大学,2010

[14]罗娅,汤浩茹,张勇,等.低温胁迫对草莓叶片SOD和AsA-GSH循环酶系统的影响[J].园艺学报,2007,34(6):1405-1410

[15]张俊环,黄卫东.葡萄幼苗在温度逆境交叉适应过程中活性氧及抗氧化酶的变化[J].园艺学报,2007,34(5):1073-1080

[16]Liu YY,Ge YH,Bi Y,et al.Effect of postharvest acibenzolar-S-methyldippingon phenylpropanoid pathway metabolism in muskmelon(Cucumis melo L.)fruits[J].Scientia Horticulturae,2014,168:113-119