高压静电场结合自发气调对低温冷藏下蒙自石榴的保鲜效果研究

樊爱萍，曾丽萍，孟金明，余珍珍，张晓华，崔婷

（红河学院理学院，云南 蒙自 661199）

石榴（Punica granatum L.）为石榴科石榴属，原产于伊朗、阿富汗和印度西北部地区，是一种经济价值、营养价值、观赏价值极高的落叶灌木或小乔木果树[1-2]。自伊朗引进以来已有700多年的种植历史，在国家及地方政府近年来的扶持下，蒙自市已经将其打造为云南高原特色和中国地理标志农产品[3]。

蒙自“绿籽”石榴个大、皮薄、核软、粒满、多汁、味甜、品质高，畅销东南亚市场，鲜果产量约占全国石榴鲜果产量的20%[4-5]。据蒙自年鉴统计，到2018年底，蒙自石榴种植面积已达8 333公顷，实现产值约10.71亿元，是蒙自经济重要支柱及脱贫产业之一。然而，相比其它地区石榴品种，蒙自绿籽石榴果皮薄，在贮藏过程中极易出现失水皱缩、果皮表面大面积褐变，甚至出现腐烂等问题，从而引起品相和品质的下降，极大制约了蒙自石榴的销售和发展[6-8]。解决蒙自石榴保藏过程中的问题，对于保持蒙自“绿籽”石榴新鲜品质、发挥地区品牌价值、进一步提高市场经济竞争力有着十分重要的现实意义。

目前，应用于石榴保鲜的技术主要有低温冷藏、气调贮藏、辐照保鲜、涂膜保鲜、化学保鲜等，这些保鲜技术均存在一些问题[9-14]。低温冷藏是石榴目前最主要的保鲜方式，但是由于商用冷库贮藏中，温度波动较大，加速了果实失水及果皮褐变；气调库贮藏在延缓果实水分散失、果皮褐变等方面效果明显，但设备和前期投入较大，考虑成本投入，采用塑料大帐自发性气调在石榴保藏中更具有实际意义；化学保鲜方便快捷、效果显著，但残留在果皮上的化学物质可能会危害身体健康，难以被消费者所接受。高压静电场用于果蔬保鲜的研究是近年来才兴起的一门绿色保藏技术，其通过抑制呼吸以及相关酶的活性，从而抑制果皮失水、褐变等生理变化，以延长果蔬保鲜期。本研究拟将高压静电场结合自发气调处理石榴，分析其在商用冷库贮藏下理化指标及感官性状的影响，为蒙自“绿籽”石榴保鲜提供理论依据和实践参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

没食子酸：山东西亚化学股份有限公司；福林酚：北京索莱宝科技有限公司；碳酸钠、95%乙醇、氯化钠（均为分析纯）：国药集团化学试剂有限公司。

SE&BA鲜霸型高压静电发生器：浙江驰力科技股份有限公司；TGL200M型台式冷冻离心机：湖南湘立科技仪器有限公司；T6新世纪紫外可见分光光度计：北京普析通用仪器有限公司；PHS-3C型pH计：上海仪电科学仪器股份有限公司；2WAJ型阿贝折光仪：上海精密科学仪器有限公司；OXYBABYM+型O2/CO2顶空分析仪：德国WTTT公司；SY-1022型果蔬呼吸测定仪：石家庄世亚科技有限公司；MB45型卤素水分测定仪：OHAUS公司。

1.2 方法

1.2.1 材料预处理

以蒙自“绿籽”石榴为原料。当天采摘后挑选大小相近、成熟度一致、表皮光滑无褐斑、无病虫害、无机械伤的石榴，于4℃～10℃商用冷库中预冷12 h备用。

1.2.2 试验处理

在商用冷库（4℃～10℃，相对湿度90%±10%）冷藏条件下，将挑选预冷好的石榴（300±15）g/个随机装入纸箱（30个/箱）后随机分成3组。以不做任何处理，冷库贮藏，命名为对照组；以0.01 mm的聚乙烯塑料薄膜制成塑料大帐罩于石榴纸箱上，冷库贮藏，命名为处理组I；将包裹有塑料大帐的石榴纸箱，置于高压静电场中（输出电压2 500 V），冷库贮藏，命名为处理组II，每隔一段时间（0、10、25、45、65、85 d）取样测定相关指标。

1.2.3 指标测定

1.2.3.1 气体成分的测定

采用O2/CO2顶空分析仪测定气体成分。

1.2.3.2 呼吸强度

采用SY-1022型果蔬呼吸测定仪测定呼吸强度。

1.2.3.3 pH值的测定

随机选取各部位的石榴籽，然后用研钵研出汁液后用3层纱布过滤，取滤液直接用校准pH计读数，平行测定3次。

1.2.3.4 可溶性固形物的测定

将1.2.3.3所得的滤液，直接用校准后阿贝折光仪进行读数，平行测定3次。

1.2.3.5 总酚含量的测定

采用福林-酚试剂法测定总酚含量。

1.2.3.6 果皮水分含量测定

随机选取5.0 g石榴表皮，使用卤素水分测定仪进行测定，平行测定3次。

1.3 数据统计与分析软件

采用Origin8.5软件、SPSS Statistics 19.0软件进行数据分析及绘图。

2 结果与分析

2.1 贮藏期间气体成分变化

不同处理组对石榴贮藏期微环境气体成分变化的影响见图1。

图1 不同处理组对石榴贮藏期微环境气体成分变化的影响Fig.1 Effects of different treatments on micro-environmental gas composition of pomegranate during storage period

处理组Ⅰ和处理组Ⅱ中气体成分变化趋势相似，随着贮藏时间的延长，O2体积分数逐渐下降后趋于平缓且整体上处理组Ⅰ＞处理组Ⅱ，CO2体积分数逐渐上升后趋于平缓且整体上处理组Ⅰ＜处理组Ⅱ。这主要是由于贮藏期间石榴呼吸作用消耗O2的同时产生大量的CO2，此外塑料大帐进行自发气调会适当提高CO2浓度并降低O2浓度。有研究显示[15-16]，低温结合低O2高CO2可以抑制乙烯的产生，减弱对果实的催熟作用，还可以有效抑制呼吸强度，减缓新陈代谢速度，抑制微生物生长，从而延长水果贮藏期。但O2浓度过低则会引发石榴无氧呼吸而积累乙醇等物质产生低氧伤害，导致石榴发生生理性病害等腐烂情况。适宜的气体贮藏环境，可以有效抑制果实的衰老、褐变及腐烂。

2.2 呼吸强度

低温贮藏过程中不同处理组对石榴呼吸强度的影响见图2。

图2 低温贮藏过程中不同处理组对石榴呼吸强度的影响Fig.2 Effects of different treatments on respiration intensity of pomegranate during storage period

石榴呼吸强度随贮藏时间延长先升高后下降。贮藏至第10天时，石榴的呼吸强度达到最高值，且呼吸强度两两之间差异显著（P＜0.05）；贮藏时间继续延长，石榴的呼吸强度均呈现下降趋势，且两两之间差异显著（P＜0.05），呼吸强度表现为处理组Ⅱ＜处理组Ⅰ＜对照组。有研究显示[17]，静电场产生的离子能干扰水和酶的结合，从而干扰呼吸作用进程，同时，静电产生的臭氧会降低糖代谢，进而减缓呼吸强度。此外，自发气调是通过改变环境中气体成分从而降低石榴呼吸强度，石榴中呼吸强度变化规律验证了之前提到的贮藏期间气体成分变化。因此，自发气调结合高压静电可以减缓石榴的呼吸强度，从而达到延长石榴保鲜的目的。

2.3 pH值

pH值可以反映石榴果汁中酸含量，是影响石榴在贮藏期口感品质的重要指标。低温贮藏过程中不同处理组对石榴pH值的影响见图3。

图3 低温贮藏过程中不同处理组对石榴pH值的影响Fig.3 Effects of different treatments on pH value of pomegranate during storage period

随贮藏时间的延长，3个试验组中石榴汁的pH值均先急剧上升后趋于平缓，这可能是由于在贮藏前期，石榴代谢较快、呼吸强度较大，消耗有机酸类，导致pH值升高较快[18]。此外，整个贮藏期间，处理组I和处理组Ⅱ的pH值均显著低于对照组（P＜0.05），且贮藏25 d～85 d时处理组Ⅱ中pH值低于处理组Ⅰ，这说明了自发气调和高压静电均可以有效延缓pH值升高，且两者结合使用效果更好。

2.4 可溶性固形物含量

含糖量与石榴贮藏期间衰老有着密切的联系，低温贮藏过程中不同处理组对石榴可溶性固形物含量的影响见图4。

图4 低温贮藏过程中不同处理组对石榴可溶性固形物含量的影响Fig.4 Effects of different treatments on soluble solids content of pomegranate during storage period

在整个贮藏期间，石榴可溶性固形物含量整体呈现先升高后降低的趋势，这可能是因为果实在采后呼吸较强，失水较快，使得糖含量升高；随后由于呼吸作用和其它生理活动消耗石榴中大量糖类物质，使其固形物含量降低[19]。贮藏至第10天时，3个试验组中可溶性固形物含量差异不显著（P＞0.05），但贮藏10 d后，可溶性固形物含量差异明显（P＜0.05），处理组Ⅱ＞处理组Ⅰ＞对照组。这说明了自发气调和高压静电均可以延缓石榴的衰老进程，且两者结合使用效果更好。

2.5 总酚含量

低温贮藏过程中不同处理组对石榴总酚含量的影响见图5。

图5 低温贮藏过程中不同处理组对石榴总酚含量的影响Fig.5 Effects of different treatments on total phenolic content of pomegranate during storage period

贮藏期间所有试验组中石榴总酚含量均呈现倒“N”字型变化，0～10 d时，3组处理的总酚含量均呈下降的趋势且对照组明显低于处理组Ⅰ和处理组Ⅱ（P＜0.05），处理组Ⅰ和处理组Ⅱ无显著差异（P＞0.05），总酚含量下降的原因可能是前期多酚氧化酶比较活跃，氧气体积分数较高，容易分解酚类化合物底物。10 d～25 d时，总酚含量逐渐上升，这可能是因为一些酚类物质易与其它物质结合形成酯类物质，在贮藏过程中这些酯类发生水解，使得总酚含量有所上升。也有可能是贮藏期间有机酸、蔗糖等转化合成酚类物质底物，使其总酚含量增加[20]。贮藏至25 d后，3组总酚含量均呈下降趋势，且两两之间差异显著（P＜0.05），这主要是由于贮藏后期，微生物繁殖生长、果实衰老，使酚类物质含量迅速下降。总体而言，自发气调结合高压静电处理对延缓总酚的降解和损失效果最好。

2.6 果皮水分含量

果皮水分含量可以直观反映出果实保鲜好坏情况，低温贮藏过程中不同处理组对石榴果皮水分的影响见图6。

图6 低温贮藏过程中不同处理组对石榴果皮水分含量的影响Fig.6 Effects of different treatments on peel moisture content of pomegranate during storage period

石榴果皮水分含量随贮藏时间延长而下降，贮藏至第10天时，处理组Ⅰ和处理组Ⅱ差异不显著（P＞0.05），但与对照组差异显著（P＜0.05）。但随着贮藏时间延长，3个试验组中石榴果皮水分含量有显著性差异（P＜0.05），且处理组Ⅱ在整个贮藏期均保持最高的果皮水分含量，这可能是高压静电能降低酶的活性，使其抑制呼吸代谢，从而有效地减缓果皮水分散失，而自发气调使用的聚乙烯塑料大帐有一定气调作用，降低呼吸作用的同时增加环境中湿度，从而减少水分的蒸腾作用，延缓石榴表皮水分含量减少[21-22]。这说明了自发气调和高压静电均能减缓石榴表皮的水分散失和蒸腾作用，且两者结合对于保持石榴果皮水分含量效果更明显。

2.7 石榴保鲜效果的对比

石榴外观可以直观反映其商品价值和消费者接受度。贮藏中后期不同处理组石榴保鲜效果对比见图7。

图7 贮藏中后期不同处理组石榴保鲜效果对比Fig.7 Comparison of preservation effects of pomegranate in different treatments in middle and late stage of storage period

贮藏至45 d时，对照组表面出现较大的褐色斑块，处理组Ⅰ褐色斑块颜色较对照组石榴表皮浅而少，处理组Ⅱ效果明显优于其他两组，只有零星的斑点且石榴皮底色粉白与新鲜石榴差异不大。贮藏至65 d时，对照组表面褐色斑块加大且石榴表皮整体发黄、发干现象明显，处理组Ⅰ表面斑块也逐渐增多，表皮光泽度下降明显，处理组Ⅱ表面斑点增多，表皮有一定光泽度。贮藏至85 d时，所有处理组的石榴均出现腐烂现象，主要以褐变失水为主。其中，对照组表面褐色斑块明显，质量明显减轻，处理组Ⅰ褐变现象较为严重，整体较对照组好，处理组Ⅱ果皮表面逐渐由斑点转为斑块，逐渐散失水分和光泽度。从外观上而言，石榴保鲜效果为处理组Ⅱ＞处理组Ⅰ＞对照组，与测定的指标相一致。

3 结论

蒙自“绿籽”石榴作为蒙自农产品地理标识和重点扶贫产业，其优良的品质在全国优质石榴奖项中屡获金奖。蒙自石榴较其它地区石榴而言，品质好，但皮薄粒大，容易出现果皮褐变和失水皱缩现象，商用冷库的温度波动更加剧了这种劣变。为了解决这一问题，本试验采取高压静电场结合自发气调对低温贮藏下蒙自“绿籽”石榴进行保鲜，结果表明，贮藏能较好地抑制石榴腐烂，但失水褐变严重，结合塑料大帐后，可以一定程度上改善这一现象，进一步结合高压静电后，能更明显抑制贮藏中石榴表皮的褐变及失水皱缩现象。综上所述，高压静电场结合自发气调对低温贮藏下蒙自石榴的保鲜效果较好，能维持较好的感官品质，延缓采后衰老，达到长期保鲜的效果。