环境氧气浓度对‘雪花’梨采后贮藏品质与生理特性的影响*

杜艳民，王志华，贾晓辉，佟 伟，张鑫楠，王文辉

（辽宁省果品贮藏加工重点实验室，中国农业科学院果树研究所，辽宁兴城 125100）

‘雪花’是我国传统的优良梨主栽品种，因其皮薄肉脆、甘甜多汁而深受广大消费者喜爱，是我国主要仓储品种，但在长期的贮藏过程中，果心和果肉组织易发生褐变，果皮颜色转黄，商品品质下降，严重影响了‘雪花’梨的质量和正常销售，造成较大的经济损失[1-2]。气调贮藏是目前国内外梨贮藏保鲜的主要技术措施，通过降低贮藏环境氧气浓度，可抑制乙烯合成，降低活性氧积累，进而延缓果实衰老，更好地维持果实内在营养品质[3-4]。近年来，超低氧气调贮藏技术和动态气调贮藏技术快速发展，更低的氧气浓度及胁迫临界点精准控制，更好地保持了梨果实品质，降低了采后生理病害的发生，贮藏品质显著改善[5-7]。但不同梨品种对低氧敏感性有差异，过低的氧气浓度会造成果实发生无氧呼吸，乙醇大量积累，进而造成果实组织褐变等生理病害的发生[8-10]。本研究拟通过分析比较不同低氧气调对‘雪花’梨贮藏及货架期间品质和生理代谢的影响，以期为‘雪花’梨气调贮藏保鲜最佳技术参数升级及推广应用提供理论和实践参考。

1 材料与方法

1.1 试材及处理

‘雪花’梨试材于2016 年9 月15 日采自河北省晋州市商品果园，并于采收当日运回中国农业科学院果树研究所冷库。挑选大小均匀、无病虫害、无磕碰伤、果面整洁的梨果进行试验处理。

将挑选的果实分别置于气调试验箱，每个处理设置3 个重复，每个重复处理230 个果实；将果实于5 ℃预冷24 h 后直接进入0 ℃库贮藏，稳定2 d后开始气调贮藏。本研究共设置2 个气调处理，气调参数分别为5.0%O2+1.0%CO2和10.0%O2+1.0%CO2，以空气贮藏为对照。分别于贮藏210 d 和270 d 取样，货架贮藏（20 ℃）1、3、5、7 d，开展生理病害调查和相关生理品质测定。每次取果实70个，其中15 个果实用于生理病害调查和品质测定，9 个果实用于呼吸速率和乙烯释放速率测定。

1.2 测定指标与方法

1.2.1 生理病害指数

参照杜艳民等[11]方法，调查计算果实黑心指数。果肉褐变指数调查方法为：将果实按纵径3 等分，于靠近萼端1/3 处横切，按照果肉褐变面积占比分级：无褐变为0 级，褐变面积≤25%为1 级，褐变面积26%～ 50%为2 级，褐变面积51%～ 75%为3级，褐变面积＞75%为4 级。

果肉褐变指数（%）=［∑（果肉褐变级数×该级果数）/（调查总果数×4）］×100

1.2.2 果皮色泽

利用色差计（CR-400，MINOLTA，日本）测定果实赤道部位对称两点色差值，L*值表示果实从亮（L*=100）到暗（L*=0）的变化；a*值表示颜色从绿色（-a*）到红色（+a*）的变化，绝对值越大表示相应绿色和红色越深。h°值表示色角度，其中0°表示红紫，90°表示黄色，180°表示蓝绿，270°表示蓝色。

1.2.3 硬度及可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸含量

利用质构仪（GS-15，FTA2，南非）测定果实赤道部位对称2 点去皮硬度（探头直径11 mm）；利用ATAGO PR-101 折光仪测定果实可溶性固形物含量；使用自动智能电位滴定仪（808 Titrando，瑞典），可滴定酸和抗坏血酸含量测定分别用0.1 mol/L NaOH 标准液和2,6-二氯靛酚吲哚酚钠盐滴定。

1.2.4 乙醇和乙醛含量

参考纪淑娟等[12]方法，采用日本岛津GC-2010气相色谱仪和Tubro Matrixx40 自动顶空进样器测定乙醇（乙醛）含量，将果肉组织匀浆后过滤，取5 mL 果汁放入密封瓶，保温加热后，测定顶空气体乙醇（乙醛）含量，单位均为mg/L。

1.2.5 叶绿素含量与叶绿素荧光

叶绿素提取和含量测定参照姜微波等[13]的方法进行。叶绿素荧光测定采用Handy PEA 叶绿素效率仪（英国）测定，分别于果实赤道部位对称2 点取2 片圆形果皮（直径约1.5 mm），样品夹暗反应30 min 后测量荧光变化。

1.2.6 呼吸速率和乙烯产生速率

果实呼吸强度和乙烯产生速率均采用SP-9890气相色谱仪（山东，鲁南瑞虹仪器公司）测定，以mg CO2·kg-1·h-1和μL C2H4·kg-1· h-1计，色谱参数为进样器80 ℃，柱炉100 ℃，检测器160 ℃，转化炉360 ℃。每个处理3 次重复，每个重复用果3 个，将果实置于2.25 L 可密封塑料箱，20 ℃密封1 h，用注射器抽取1 mL 顶空气体，注入气相色谱仪进行测定。

1.3 数据处理与分析

利用Excel 2011 进行数据计算和作图，采用SPSS 13.0 进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 不同O2浓度对果实组织褐变的影响

贮藏210 d，气调处理和空气对照果实货架期间均未发生褐变；贮藏270 d，货架5 d，空气对照果心和果肉组织发生明显褐变，褐变指数分别为5%和12.5%；货架7 d，褐变指数快速上升，分别为7.5%、17.5%；货架7 d，10.0%O2处理个别果实发生轻微点状褐变，褐变指数均为2.5%；5.0%O2处理贮藏货架期间均未发现褐变（图1）。

图1 不同O2处理对‘雪花’梨贮藏270 d 后货架黑心指数和果肉褐变指数的影响

2.2 不同O2浓度对果皮色泽的影响

结果表明，随着贮藏期的延长，各处理果实均逐渐转黄，但与空气对照相比，5.0%和10.0%O2气调贮藏较好地维持了果实货架期间果皮绿色，推迟了果皮转黄。

贮藏210 d，5.0%和10.0%O2处理货架期间果实a*绝对值、h°值均显著高于空气对照；贮藏270 d，随着货架期的延长，各处理果皮颜色均不断转黄，但5.0%和10.0%O2气调处理转黄速率均显著低于空气对照（图2）。

2.3 不同O2浓度对果实内在品质的影响

结果表明，5.0%和10.0%O2处理更好地维持了贮藏货架期间可滴定酸含量；同时，低氧处理下果实货架初期乙醇含量显著低于空气对照，随着货架期的延长，乙醇含量不断降低，但贮藏270 d，空气对照乙醇含量快速上升，并且显著高于低氧处理；另外，低氧处理下果实抗坏血酸含量显著低于空气对照，随着贮藏和货架期的延长，所有处理抗坏血酸含量均不断上升；可溶性固形物含量和乙醛含量不同处理间差异不明显（表1）。

2.4 不同O2浓度对果皮叶绿素含量的影响

结果表明，贮藏210 d 及货架7 d 后，5.0%O2处理叶绿素a、叶绿素b 及叶绿素总含量显著高于10.0%O2处理和空气对照，随着货架期的延长，各处理叶绿素含量快速下降；贮藏270 d，5.0%和10.0%O2处理叶绿素a、叶绿素b 及叶绿素总含量显著高于空气对照，货架7 d 后，10.0%O2处理叶绿素a 和叶绿素b 含量快速降低（图3）。

2.5 不同O2浓度对果皮叶绿素荧光的影响

叶绿素荧光是反映果实绿色组织生理状态的有效指标，叶绿素荧光水平随着果实成熟衰老中叶绿素的降解及光合作用的下降而不断变化。叶绿素荧光指标Fo 表示基础荧光，Fm 表示最大荧光值，Fv 表示可变荧光，Fv/Fm 反映PSⅡ最大光能转换效率和叶绿素活力[14-15]。本研究中，5.0%和10.0%O2低氧处理贮藏和货架期间叶绿素荧光指标显著高于空气对照，表明低氧处理更好地保持了果实叶绿素含量及叶绿素活力（图4）。

2.6 不同O2浓度对呼吸速率和乙烯释放速率的影响

结果发现，与空气对照相比，贮藏210 d，各处理果实货架期间呼吸速率保持相对稳定，无明显释放高峰，5.0%O2处理果实货架呼吸速率显著低于空气对照，货架5 d 后，空气对照果实呼吸速率明显高于低氧处理；贮藏270 d，各处理果实呼吸速率均呈先升高后降低的趋势，其中，10.0%O2处理和空气对照呼吸速率无显著差异，货架3 d 达到呼吸高峰；相比而言，5.0%O2处理果实货架5 d 达到呼吸高峰（图5）。

图2 不同O2处理对‘雪花’梨贮藏210 d（左）和贮藏270 d（右）后货架果皮色泽的影响

表1 不同O2处理对‘雪花’梨贮藏210 d 和270 d 后货架内在品质的影响

图3 不同O2处理‘雪花’梨贮藏210 d（左）和贮藏270 d（右）后货架期间果皮叶绿素含量变化情况

另外，贮藏210 d，低氧处理和空气对照货架期间乙烯释放速率呈先升高后降低的趋势，5.0%O2处理乙烯释放速率显著高于10.0%O2处理和空气对照；货架5 d，10.0%O2处理和空气对照乙烯释放速率无显著差异；贮藏270 d，低氧处理货架初期乙烯释放速率显著高于对照，随着货架期的延长，乙烯释放速率均不断下降，货架5 d 后，各处理与对照间无显著差异。

3 讨 论

3.1 不同O2处理对‘雪花’梨采后叶绿素降解的影响

叶绿素降解是果皮和叶片衰老过程中的重要特征，是受多种酶共同催化调控的多步反应[16]。第一步反应为叶绿素b 在叶绿素b 还原酶的催化下转化成叶绿素a，该过程受NYC1、NOL和HCAR基因调控[17-18]。乙烯拮抗剂1-MCP 通过抑制乙烯合成进而控制‘鸭梨’‘京白’梨采后叶绿素降解，更好地保持果实绿色[19]。本研究中，低氧处理果实货架初期乙烯释放速率显著高于空气对照，与叶绿素含量呈正相关，造成这种现象的原因可能有以下2个方面：一方面，相对较低的氧气处理更好地抑制了果实贮藏期间乙烯释放，整体推迟了乙烯释放高峰，货架期间随着温度的升高乙烯大量合成释放；另一方面，叶绿素降解是受多途径、多层级及多维度调控，除乙烯外，茉莉酸、脱落酸及光照等均参与调控叶绿素降解，低氧处理可能通过调控其他途径进而控制叶绿素降解。因此，低氧调控‘雪花’梨采后叶绿素降解机制仍需进一步试验研究确定。

3.2 不同O2处理对‘雪花’梨品质变化的影响

图4 不同O2处理‘雪花’梨贮藏210 d（左）和贮藏270 d（右）后货架期间果皮叶绿素荧光变化情况

图5 不同O2处理‘雪花’梨贮藏210 d（左）和贮藏270 d（右）后货架期间呼吸速率和乙烯释放速率变化情况

研究发现，采用1-MCP 结合气调处理可降低梨贮藏过程中衰老相关生理病害的发生[20]。果肉褐变，俗称“红肉病”，是‘雪花’梨长期贮藏过程中的主要生理病害，其发生初期主要表现为果肉组织发生不规则褐变短丝，后期褐变面积扩大，颜色加深，形成褐色斑块或空洞，提早采收和快速降温可在一定程度上控制果肉褐变的发生，因此推断其发生主要与衰老有关[21-22]。本研究中，快速降温结合气调处理可有效控制‘雪花’梨贮藏后期果肉和果心组织褐变，贮藏270 d，10.0%O2处理和空气对照发生轻微褐变，5.0%O2处理未发生褐变。更低的氧气处理抑制了果实货架呼吸速率，降低了营养消耗，延缓了果实衰老，更好地维持了可滴定酸含量降低；另外，低氧处理果实乙醇含量相对升高，乙醇是一种弱抗氧化物质，适量乙醇积累可一定程度上抑制苹果、梨等采收衰老生理病害的发生[23-26]。抗坏血酸作为植物体内重要的抗氧化物质而参与清除活性氧离子[27]，本研究中，低氧处理下抗坏血酸含量相对较低，但随着贮藏期和货架期的推迟而不断上升，这可能主要是因为低氧贮藏下果实活性氧离子含量相对较低，抗坏血酸保持在相对较低水平，但随着果实衰老程度的不断加重，活性氧离子快速增加，抗坏血酸含量随之快速增长，但其具体分子调控机制仍需进一步研究验证。

4 结 论

5.0%O2处理可显著抑制‘雪花’梨货架期间果实呼吸速率，延缓果实衰老，降低衰老相关生理病害发生，果实品质最佳，其次为10.0%O2处理，对照果实品质最差。