CO2 脱涩对磨盘柿品质的调控

张 鹏，颜 碧，贾晓昱，段玉权，孙 健，盛金凤，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.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866；4.中国农业科学院农产品加工研究所，北京 100089；5.广西农业科学院农产品加工研究所，广西 南宁 530007）

柿果属于浆果类水果，原产于我国，主要分布在河北、广西、河南等地[1]，是我国重要的经济作物，产量较高，占世界总产量约2/3[2-4]。柿果形状多样，香甜多汁，具有较好的营养价值和药用价值，深受消费者的喜爱[5]。磨盘柿果实含大量的单宁，食用前需脱涩处理，但柿果现有的脱涩技术操作较复杂。因此，探究简单快捷的脱涩方式对于磨盘柿产业发展尤其重要。

CO2脱涩的原理是使磨盘柿果实进行无氧呼吸，产生乙醛，乙醛与果实中的可溶性单宁结合，生成不溶性单宁，进而达到脱涩的目的[6-7]。董士远等[8]、Nakatsuka 等[9]和冷平等[10]的研究结果显示，高浓度CO2处理可达到较好的脱涩效果，且果实的食用品质较好。干冰处理广泛用于柿果实脱涩，然而对于常温磨盘柿脱涩过程中果实品质调控研究较少。本文以磨盘柿为试材，采取高浓度CO2脱涩处理，研究常温下脱涩对果实品质的影响，以期达到更好的食用口感和商品价值。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

磨盘柿产自北京平谷，2019 年10 月采收，八成熟，选择大小均匀、无病虫害、无机械损伤的果实作为试验用果。保鲜箱（长×宽×高=0.28 m×0.22 m×0.12 m，体积为0.007 4 m3），宁波国嘉农产品保鲜包装技术有限公司产品，PE 袋（厚度0.03 mm），国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）产品。

甲醇、磷酸、磷钼酸、饱和碳酸钠、氢氧化钠、草酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、偏磷酸醋酸、硫酸、钼酸铵、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、福林酚、碳酸钠，均为天津市江天化工有限公司产品。

1.1.2 仪器与设备

Sigma3-30K 型高速离心机，PAL-1 型便携式手持折光仪，Check PiontⅡ便携式残氧仪，F-900 便携式乙烯分析仪，TA. XT. Plus 质构仪，CM-700d 型色差仪，DDS-307A 型电导率仪，Multiskcan FC 酶标仪。

1.2 方法

1.2.1 处理方法

将磨盘柿果实分为CO2脱涩和对照两组，每组2.4 kg 果实，然后分装于保鲜箱内。CK 组：柿果置于保鲜箱中，于常温（20±1）℃环境下，不做其他处理，记作CK；CO2组：在装有柿果的保鲜箱内放入(50±2) g干冰，然后密封（微环境内CO2含量达到80%～90%），记作CO2组，CO2处理柿果脱涩48 h 后不再密闭。CO2组和CK 组在常温下2 d 时进行初值（0 d）指标测定，之后每7 d 测1 次，周期为28 d。

1.2.2 测定指标与方法

1.2.2.1L*值

使用CM-700d 型色差仪测定，明度L*值由大到小表示亮度从白到黑渐变。

1.2.2.2 果皮强度使用TA.XT.Plus 质构仪测定，结果每个处理取6 个果实，分别在胴部对立面测2 个点，结果取平均值，测定参数为：探头型号P/2，直径2 mm，测试速度2.00 mm/s，测定深度6 mm，最小感知力25 g。

1.2.2.3 VC 含量

采用钼蓝比色法[11]测定。

1.2.2.4 可溶性单宁含量

采用Folin-Denis 法[12]测定。

1.2.2.5 总酚含量

采用Folin-Ciocalteu 法[13]测定。

1.2.2.6 可溶性固形物（TSS）含量

使用折光仪测定。

1.2.2.7 丙二醛（MDA）含量

采用硫代巴比妥酸（TBA）法[14]测定。

1.2.2.8 相对电导率

使用电导率仪[15]测定。

1.2.2.9 乙烯生成速率

使用F-900 便携式乙烯分析仪测定。

1.2.2.10 呼吸强度

采用静置法[15]测定。

1.2.3 数据处理

采用Excel 2010 软件对数据进行统计分析与作图；DPS 软件对所测平均值进行LSD 法差异显著性分析（P＜0.05 为差异显著），检验其差异显著性；SIMCA 软件进行主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判别分析（OPLS-DA），检验其相关性。

2 结果与分析

2.1 CO2 脱涩处理对磨盘柿色泽和果皮强度的影响

L*值表示黑白或者亮暗，其值由大到小表示颜色由亮向暗的渐变[16]。由图1A 可以看出，在整个贮藏过程中，CK 组的L*值变化较小，CO2处理组L*值呈现降低的趋势，但不同处理间磨盘柿L*值差异较小，贮藏28 d 时，CO2处理组L*值低于CK 组，可能是因为CO2脱涩加快了果实成熟，使得叶绿素含量较低，从而使不同处理的果实色泽产生差异。

如图1B 所示，随着常温贮藏时间的延长，柿果的果皮强度呈逐渐下降的趋势。0 d 时，CK 和CO2脱涩组柿果的果皮强度分别为1 265.61 g 和1 225.59 g；贮藏28d 时，CK 和CO2脱涩组果皮强度分别为652.65 g和585.20g，两个处理间的果皮强度差异显著（P＜0.05）。整个贮藏期间，CK 组的果皮强度高于CO2处理组，原因可能是CO2脱涩加快果实软化，造成果皮强度的下降。

图1 不同处理对磨盘柿贮藏期间色泽和果皮强度的影响Fig.1 Effects of different treatments on color and pericarp strength of Mopan persimmon during storage

2.2 CO2 脱涩处理对磨盘柿营养品质指标的影响

磨盘柿幼果含有大量的VC，随着柿果的成熟，VC 含量逐渐下降[17]。柿果的VC 含量与柿果的成熟度呈负相关。如图2A 所示，常温贮藏期间，CO2脱涩处理和对照磨盘柿的VC 含量整体呈下降的趋势，0 d、28 d 含量分别处于最高和最低值。贮藏28 d 时，CK 和CO2脱涩组VC 含量分别为32.19 mg·100 g-1和12.22 mg·100 g-1。

图2 不同处理对磨盘柿贮藏期间VC、可溶性单宁、总酚和可溶性固形物含量的影响Fig.2 Effects of different treatments on VC,soluble tannin,total phenol and soluble solids contents of Mopan persimmon during storage

可溶性单宁是使人产生涩味的主要成分，而且在柿果贮藏中其含量的高低和变化显示了柿果的贮藏特性[16-17]。CO2脱涩的原理是利用高浓度的CO2使得磨盘柿产生乙醛，通过转运蛋白的运输，进入液泡内，乙醛与可溶性单宁结合，生成不溶性单宁，从而达到脱涩的目的。由图2B 可看出，随着贮藏时间的延长，磨盘柿的可溶性单宁含量逐渐降低，且整个贮藏期CO2脱涩组的可溶性单宁含量显著低于CK 组（P＜0.05）。

总酚是磨盘柿发生褐变的重要底物之一。如图2C 所示，柿果的总酚含量随着贮藏时间的延长而逐渐降低。在整个贮藏过程中，CK 组总酚含量显著高于CO2脱涩组（P＜0.05）。贮藏时间为0 d 时，柿果的总酚含量最高，28 d 时含量最低。

可溶性固形物含量是评价果实品质的重要指标之一，它含有大量的水溶性营养物质，成分较复杂。由图2D 可以看出，在整个贮藏期间，各处理组果实的可溶性固形物含量呈现逐渐降低的趋势，可能是在呼吸代谢过程中可溶性固形物作为底物被逐渐消耗；并且对照组可溶性固形物含量均显著高于CO2脱涩组（P＜0.05）。

2.3 CO2 脱涩处理对磨盘柿生理指标的影响

丙二醛（MDA）含量是评价果实衰老的重要指标之一，其含量越高，说明膜脂过氧化程度越严重[17]。如图3A 所示，磨盘柿丙二醛的含量随着贮藏时间的延长呈现上升的趋势，其中CO2脱涩组显著高于CK 组（P＜0.05）。28 d 时，CK 组和CO2脱涩组丙二醛含量达到最高，其值分别为0.59 μmol/g 和1.32 μmol/g。由此可看出，CO2脱涩可增加磨盘柿丙二醛的含量，进而增强细胞膜脂过氧化程度。

磨盘柿相对电导率的高低可评价细胞膜透性的大小[17]。由图3B 可看出，磨盘柿相对电导率随着贮藏时间的延长逐渐上升，贮藏7～28 d，CO2脱涩组的相对电导率显著高于CK 组（P＜0.05）。28 d 时，CK 和CO2脱涩处理的相对电导率分别达到最高，其值分别为44.26%和57.39%。

如图3C 所示，在整个贮藏期间，两种处理方式的磨盘柿乙烯生成速率均呈逐渐上升的变化趋势，贮藏28 d 时，两种处理的乙烯生成速率达到峰值。整个贮藏期间，CO2脱涩组的乙烯生成速率均显著高于对照组（P＜0.05），果实软化程度较大。

呼吸强度是磨盘柿的一个重要生指标。如图3D所示，磨盘柿的呼吸强度随着贮藏时间的延长呈现先上升后降低的趋势，CK 柿果的呼吸强度在14 d 时达到最大值，CO2脱涩组7 d 时达到最大呼吸强度，整个贮藏期间，CO2脱涩组的呼吸强度均显著高于对照组（P＜0.05）。

图3 不同处理对磨盘柿贮藏期间丙二醛、相对电导率、乙烯生成速率和呼吸强度的影响Fig.3 Effects of different treatments on malondialdehyde,relative conductivity,ethylene production rate and respiration rate of Mopan persimmon during storage

2.4 基于多元化变量统计分析法研究CO2 脱涩处理对磨盘柿品质的影响

利用测得的磨盘柿L*值、VC、可溶性固形物、可溶性单宁、丙二醛、相对电导率、乙烯生成速率、呼吸强度、果皮强度指标作为不同维度进行主成分分析（PCA），自动拟合出两个主成分。由图4 可看出，第一主成分（PC1）与第二主成分（PC2）贡献率分别为65.80%与17.80%，累计贡献率83.60%。在整个贮藏过程中，对照与CO2脱涩处理组距离较远，差异显著。由载荷图与得分图结合起来在相同位置，说明处理与指标的相关性较高，由图可知CO2处理组的磨盘柿与呼吸强度、乙烯生成速率相关性较高。

图4 PCA 得分图与载荷图Fig.4 PCA score chart and load chart

为了体现出磨盘柿不同处理之间的具体差异指标，利用OPLS-DA 模型中共享独有结构图（SUS-plot）和变量投影重要度（VIP）进行分析，得到图5 的结果。

通过SUS-plot 图和VIP 值具体分析可得磨盘柿CK 与CO2脱涩处理组的差异指标为果皮强度、呼吸强度和VC。果皮强度为特征成分的主要原因可能是CO2脱涩促进磨盘柿的成熟软化，果皮细胞结构造成损伤，使得果皮强度降低。呼吸强度为特征成分的主要原因可能是果实逐渐成熟衰老，出现乙烯跃变峰等现象，导致不同处理组区分开来。VC 为特征成分的主要原因可能是随着贮藏时间的延长，营养物质的损失造成的差异。

图5 SUS-plot 图和VIP 图Fig.5 SUS-plot and VIP graph

3 讨论与结论

柿子脱涩是将可溶性单宁转化为不溶性单宁，进而达到脱涩效果[18]。通过高浓度CO2脱涩和不脱涩处理探讨柿果常温贮藏品质的变化发现，与不脱涩处理（CK）相比，CO2处理可较快地达到脱涩的效果，改善果实的食用口感和商品价值，但会加快贮藏期间磨盘柿果皮强度和L*值的下降，促进果实贮藏期间VC含量、总酚含量、可溶性固形物含量的降低，加速果实呼吸强度、乙烯生成速率、相对电导率和丙二醛（MDA）含量的上升。PCA 显示，CO2处理方式与呼吸强度、乙烯生成速率的相关性较高。通过SUS-plot 图和VIP 值具体分析可得磨盘柿两种处理的差异指标为果皮强度、呼吸强度和VC。CO2脱涩虽达到较好较快的脱涩效果，却加速了果实的品质降低，引起磨盘柿软化现象的发生。