不同O2、CO2体积分数气调贮藏对‘砀山酥’梨货架期生理病害和相关指标的影响*

贾朝爽，王志华，高剑利，王文辉，姜云斌

（1 中国农业科学院果树研究所，辽宁省果品贮藏加工重点实验室，辽宁兴城125100）（2 承德市林业和草原技术推广总站）

‘砀山酥’梨原产于安徽省砀山县，具有果大核小、颜色黄亮、皮薄多汁等优点，深受消费者喜爱，是我国优良的梨品种之一[1-3]，也是我国出口创汇的主要品种。但近年来，由于‘砀山酥’梨栽培面积扩大，导致其总产量不断增加，使得梨果价格连年下降，因此大量的‘砀山酥’梨逐渐由鲜销转为贮藏。虽然‘砀山酥’梨供应期长，较耐贮运，但近年来发现，‘砀山酥’梨贮藏后期出库时或货架期间极易发生黑皮病、褐心病等，降低了果实商品价值，影响了该品种在市场上的推广，大大降低了出口量，对国民经济造成极大威胁[4-7]。

气调贮藏（CA）是通过人工控制贮藏环境中的气体组分，以延长新鲜果蔬的贮藏期，适宜的气调贮藏条件能够减轻果实冷害的发生，延缓其衰老进程，进而使梨果维持良好的果实品质，延长贮藏和货架期。‘砀山酥’梨属于呼吸跃变型果实，利用适宜低温和O2、CO2气体组合贮藏可以降低其采后呼吸代谢速率以及自身营养物质的消耗，对维持‘砀山酥’梨果实采后长期贮藏保持良好的品质具有重要意义[8-11]。本试验探究16 种不同O2、CO2气调贮藏条件对‘砀山酥’梨贮藏270 d 常温20 ℃货架9 d 期间的黑皮病、相关生理指标及品质的影响，以探索有效防止‘砀山酥’梨果实黑皮病、黑心病等生理病害的发生，保持较好的果实品质，延长其贮藏和货架期的气调环境，以期为‘砀山酥’梨长期贮藏提供理论依据和参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料与处理

供试材料为‘砀山酥’梨果实（套袋），分别于2013 年9 月26 日、2014 年9 月23 日、2015 年9 月21 日采自山西省祁县管理水平中等的同一梨园，果实采收后运回中国农业科学院果树研究所（辽宁省兴城市），将其放入4 ℃冷库中预冷24 h，选取大小均匀、无病虫害、无机械伤的果实进行不同气调处理，共设16 种O2和CO2气体配比，见表1。每个处理设3 次重复，每次重复160 个果，贮藏温度为（0±0.5） ℃，空气相对湿度为90%～95%。贮藏270 d 后取出在20 ℃分别放置1 d 和9 d。

表1 O2、CO2气调参数配比

配气方法：钢瓶高压N2、O2、CO2气体（辽宁省葫芦岛市伟业气体有限公司），气调密闭容器为广口玻璃瓶（20 L），试验设定的气体组成由气调配气系统分流调节输入玻璃瓶中，测定O2、CO2气体成分使用COMBO 280 Gas Analyzer（意大利FRUIT CONTROL）仪器，气体流量为120～150 mL/min。

1.2 测定项目与方法

1.2.1生理病害指标

（1）果实黑皮病。根据果实黑皮面积占整个果实总面积的百分比分为4 级：0 级，无黑皮现象发生；1 级，黑皮面积＜25%；2 级，黑皮面积为25%～50%；3 级，黑皮面积＞50%。

黑皮病指数（%）=［∑（黑皮级数×该级果数）/（总果数×3）］×100

（2）果实黑心病。参考王文辉等[12]方法，分为5 级：0 级，果心无褐变；1 级，果心有轻微褐斑；2 级，果心1/3 左右变褐；3 级，果心2/3 左右变褐；4 级，整个果心全部褐变。每处理50 个果。

黑心病指数（%）=［∑（褐心级数×该级果数）/（总果数×4）］×100

1.2.2品质指标

果肉硬度（去皮）采用GS-15 水果质地分析仪（南非，GUSS 公司）测定；果肉可溶性固形物含量采用PR-101α 折糖仪（日本，ATAGO 公司）测定；果皮颜色采用CR-400 色差计（日本，MINOLTA公司）测定。Lab 色度空间模式，漫射照明，0°观察角，测量直径8 mm，D65光源，白色标准色校准。以上每个处理每次重复取20 个果实，3 次重复，共60 个果实，每个果实在赤道线相反方向取2 个点单果测定。选5 个专业人员对果实进行风味品尝，按照肖子寒等[13]的方法略作修改，具体评分标准如表2 所示，去掉最高分和最低分，得到平均值即为最终得分。

表2 感官品质评价标准

1.2.3生理指标

乙醇含量采用GC-2010 气相色谱仪（日本，岛津公司）顶空进样法测定。测定具体方法为：载气为高纯N2，压力为0.5 MPa；流量分别为400、40 mL/min；FID 检测器温度为200 ℃。吸取果实匀浆上清液5 mL，放入加有NaCl（1.335～1.350 g）及1 mL 蒸馏水的顶空瓶内，混匀。每处理3 次重复，每次重复用果20 个。

呼吸强度和乙烯释放量使用SP-7890 气相色谱仪（山东鲁南瑞虹化工仪器有限公司）测定。具体测定方法为：载气为高纯N2，转化炉温度为360 ℃，填充柱温度为80 ℃，FID 检测器温度为160 ℃。将不同处理果实分别置于同样体积密封塑料盒内，室温（20 ℃）密封1 h 后，使用注射器抽取1 mL气体进行测定，每处理重复5 次，每次重复用果3个，共计15 个果。

1.3 数据处理

所有数据均为3 年试验结果平均值，采用Excel 2016 软件进行数据处理，Origin 2018 软件对数据进行作图，SPSS 统计软件进行单因素方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同O2、CO2 体积分数对‘砀山酥’梨贮藏后货架期黑皮病和黑心病的影响

‘砀山酥’梨在贮藏后期表皮会出现不规则的黑褐色斑点，严重时连成大片，甚至蔓延到整个果面，这种严重的生理性病害被称作黑皮病。黑皮病虽然不影响果实食用，但却严重影响果实的外观品质，造成巨大经济损失[14-18]。由表3 可知，所有处理果实出库后货架1 d 时，均未发现黑皮病，但货架9 d 时，CK 基本全部黑皮，黑皮病指数达90.30%，CA-5-0 处理黑皮病指数为54.36%，CA-5-1 和CA-5-3 处理也发生轻微黑皮病。CK 和所有气调处理均发生不同程度的黑心病，对于同一O2体积分数来说，CO2体积分数越高，黑心病指数越高（图版1）。

表3 气调贮藏对‘砀山酥’梨果实黑皮病指数和黑心病指数的影响

2.2 不同O2、CO2 体积分数对‘砀山酥’梨贮藏后货架期果实硬度的影响

硬度可作为评价果实成熟和品质的重要指标，硬度下降是果实成熟软化的外在表现[19]。由图1 可以看出，‘砀山酥’梨气调贮藏270 d+货架1 d 时，CA-3-0、CA-5-0 处理和CK 的果实硬度均显著低于其他处理，且CA-3-0 和CA-5-0 处理均与CK无显著差异，而CA-1-5、CA-3-5 和CA-5-1 处理的果实硬度显著高于同O2浓度下的各处理，其中CA-5-1 处理的果实硬度（5.91 kg/cm2）最高；在货架9 d 时，除CA-1-0、CA-3-0、CA-3-1、CA-5-0、CA-5-9 处理和CK 外，其他处理的果实硬度均保持在5.0 kg/cm2以上，其中CK 的果实硬度（4.38 kg/cm2）最低，较货架1 d 时下降了7.59%，CA-1-5、CA-3-3 处理的下降速率较快，分别较货架1 d 时下降了10.78%、10.48%。说明适宜的O2和CO2体积分数在货架期间可较好地维持果实硬度，缓解果实品质下降的速度，CA-1-5、CA-3-3 这2 个处理在货架初期可以维持果实硬度，但随着货架期延长，其果实硬度逐渐下降。

图1 不同O2、CO2体积分数下‘砀山酥’梨货架期果实硬度的变化

2.3 不同O2、CO2 体积分数对‘砀山酥’梨贮藏后货架期可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物是衡量果实风味的一个重要指标[20]。由图2 可知，‘砀山酥’梨气调贮藏270 d，货架期1 d 和9 d 时，CK 的果实可溶性固形物含量均维持在较高水平，在货架1 d 时，相同O2体积分数下分别以CA-1-1、CA-3-1、CA-5-1 处理的含量最低，均显著低于CK；在货架9 d 时，O2体积分数为1%、3%的处理组分别以CA-1-0、CA-3-1 处理最低，均显著低于CK，而O2体积分数为5%的气调处理组与CK 无显著差异。除CA-1-1 和CA-3-5处理外，其他处理与CK 的可溶性固形物含量均随货架期的延长呈下降趋势，其中CA-1-0 处理下降了11.70%，CA-3-1 处理下降了7.23%；而CK 仅下降了4.07%，货架9 d 时的可溶性固形物含量为12.95%。可见气调处理对果实可溶性固形物含量的影响较小，且CA-1-0 和CA-3-1 处理不利于果实货架期间可溶性固形物含量的维持。

图2 不同O2、CO2体积分数下‘砀山酥’梨货架期果实可溶性固形物含量的变化

2.4 不同O2、CO2 体积分数对‘砀山酥’梨贮藏后货架期果皮颜色的影响

L、a、b 值的色空间是当前最通用的测量物体的颜色空间之一，在这一色空间中，L 值越大表示所测样品的表面越亮[21-22]。由图3-A、3-B 和3-C可知，‘砀山酥’梨气调贮藏270 d、货架1 d 时，除CA-3-1 处理外，其他气调处理与CK 果实的L值均无显著差异；货架9 d 时，CA-1-0、CA-5-1处理和CK 的L 值均显著降低，且CK 显著低于其他处理，其L 值降幅最大，下降了8.31%。说明除CA-1-0、CA-5-1 处理外，其他气调处理均可较好地维持‘砀山酥’梨货架期间果面亮度。

a 值代表红绿色差，其正值为红色，负值为绿色，绝对值越大红色或绿色越深；a/b 值为色泽比，负值越小表示绿色越深，正值越大表示红色越深。由图3-D、3-E、3-F、3-G、3-H、3-I 可知，‘砀山酥’梨气调贮藏270 d，20 ℃货架1 d 和9 d 时，CK 的a 值和a/b 值均大于其他处理，其次为CA-5-0处理。可见，货架期CK 的果实颜色较差，其次为CA-5-0 处理，其他气调处理的果实颜色均较佳。

图3 不同O2、CO2体积分数下‘砀山酥’梨货架期果皮颜色的变化

2.5 不同O2、CO2 体积分数对‘砀山酥’梨贮藏后货架期果实感官评分的影响

贮藏270 d+货架9 d，各处理果实的感官评分见表4。CK 果实异味浓，感官评分最低，为48 分；O2体积分数为1%的4 个处理果实均有异味，感官评分为55～74 分。CA-3-0、CA-3-1、CA-3-3 及CA-5-1、CA-5-3 这5 个处理果实风味正常，感官评分较高，为78～86 分，其余处理果实均有异味或异味较浓。

2.6 不同O2、CO2 体积分数对‘砀山酥’梨贮藏后货架期乙醇含量的影响

表4 不同O2、CO2体积分数下‘砀山酥’梨货架期（270 d+9 d）果实感官评分

乙醇是影响果实风味的指标之一，也是判断果实衰老的指标，乙醇含量越高，果实衰老越快[23]。由图4-A、4-B、4-C 可知，‘砀山酥’梨气调贮藏270 d、20 ℃货架1 d 时，CA-1-0、CA-1-1、CA-5-9处理的果皮乙醇含量均显著低于CK，O2体积分数为3%的气调处理均显著高于CK；货架9 d 时，O2体积分数为3%和5%气调处理组的果皮乙醇含量基本显著低于CK，除CA-1-1、CA-1-3 处理外，O2体积分数为1%的其他气调处理均显著高于CK。可以看出，O2体积分数为3%和5%的气调处理可以有效降低果实货架期间的果皮乙醇含量。

由图4 可知，除CA-1-0 处理外，无论果皮还是果肉，其他气调处理20 ℃货架9 d 的乙醇含量均低于货架1 d，其中CA-3-5 处理果皮乙醇含量下降幅度最大，下降了90.10%，CA-3-7 处理果皮和果肉乙醇含量下降幅度均较大，分别下降了82.75%和88.74%，而CK 随着货架期的延长，乙醇含量略呈下降趋势。说明CA-1-0 处理不利于果实货架期间乙醇含量的降低，‘砀山酥’梨果实货架期间应选择适宜的气调处理以抑制乙醇含量的增加。

图4 不同O2、CO2体积分数下‘砀山酥’梨货架期果皮和果肉乙醇含量的变化

2.7 不同气调贮藏方法对‘砀山酥’梨货架期呼吸强度和乙烯释放量的影响

果实的呼吸强度与果实的成熟度、存贮寿命及生理病变等有关，将呼吸强度维持在较低而正常水平是果实保鲜的基本原则[24]。由图5-A、5-B、5-C可知，‘砀山酥’梨气调贮藏270 d、20 ℃货架1 d时，气调处理的呼吸强度均低于CK；在货架9 d 时，除CA-1-0 处理外，其他处理的呼吸强度均随货架期的延长呈下降趋势，其中CA-1-1 和CA-5-9 处理下降幅度较大，分别下降了30.30%、29.00%；货架1 d 和9 d 时，CA-1-0 处理的呼吸强度均显著高于CA-1-1、CA-1-3 和CA-1-5 处理，CA-5-0 处理的呼吸强度均显著高于其他O2体积分数为5%的气调处理，说明CA-1-0 和CA-5-0 处理对抑制果实呼吸强度的效果不佳。

乙烯作为呼吸跃变型果实成熟衰老的启动者和加速者，与‘砀山酥’梨果实成熟衰老之间有着密切关系。由图5-D、5-E、5-F 可以看出，‘砀山酥’梨果实在货架1 d 和9 d 期间，除CA-5-0 和CA-5-3 处理外，其他气调处理的乙烯释放量均低于CK，且CA-5-3 处理的乙烯释放量明显高于其他气调处理，说明CA-5-0 和CA-5-3 处理无法抑制果实货架期乙烯的释放，对‘砀山酥’梨进行气调贮藏时，不宜使用CA-1-0、CA-5-0 和CA-5-3 气调处理。

3 讨论与结论

图5 不同O2、CO2体积分数下‘砀山酥’梨货架期呼吸强度和乙烯释放量的变化

气调贮藏主要是通过改变贮藏环境的气体成分，降低采后生理代谢强度。本研究结果表明，‘砀山酥’梨果实在长期贮藏过程中黑皮病、黑心病发生较重，除O2体积分数为5%的各处理，其他不同体积分数的O2、CO2气调贮藏均可有效地抑制黑皮病。O2体积分数相同时，随着CO2体积分数升高，黑心病指数也增加。

王文生等[25]研究结果表明，0 ℃的低温结合2%～4%O2+2%～4%CO2的气体成分贮藏，可降低‘京白’梨的呼吸强度，推迟乙烯释放的高峰期，延缓果实硬度的变化，进而增强果实的耐贮藏性能。本试验结果与其结论基本一致，发现适当的气调处理（CA-3-7、CA-5-0、CA-5-1、CA-5-3、CA-5-9）在货架期间可较好地维持‘砀山酥’梨的果实硬度，维持果实品质，但对果实可溶性固形物含量的影响较小，适宜的气调处理（CA-3-1、CA-3-7、CA-5-0、CA-5-3、CA-5-9）可有效抑制货架期间乙醇含量的增加。通过对不同处理组果实的呼吸强度和乙烯释放量分析，可以得出CA-1-0、CA-5-0 和CA-5-3 气调处理不适宜控制果实呼吸强度和乙烯释放量，不利于果实进行货架处理。与CK 和其他气调处理相比，O2体积分数为1%的4 个处理虽能较好保持果皮的绿色，但品尝果实都有一定程度的异味，CA-3-0、CA-3-1、CA-3-3 及CA-5-1、CA-5-3 这5 个处理果实风味正常，且能较好地保持果实色泽。

本研究从生理病害防控（黑皮病、果心褐变）以及果实内在品质、外观色泽、风味等几方面综合考虑，‘砀山酥’梨长期气调贮藏（≥270 d）的适宜O2和CO2体积分数为：3%～5% O2、1%＜CO2≤3%，既可保持果实较好的品质和风味，又可以减少或抑制果皮黑皮病，降低果心褐变率。