气调保鲜技术在梨贮藏保鲜中的研究进展

王璐瑶，帕孜丽亚·托乎提，戴 煌

（1.苏州大学医学部基础医学与生物科学学院，江苏苏州 215123；2.武汉轻工大学食品科学与工程学院，湖北武汉 430023）

梨是蔷薇科梨属植物，富含水、糖分、维生素、微量矿物质等营养物质，具有润肺、止咳化痰、降火清心和排毒等功效[1]。随着生活水平的提高，人们对梨品质的要求越来越高，新鲜、健康、色泽以及香气等因素在一定程度上能影响人们的购买欲。梨果实含水量高、内含物丰富、表皮脆弱，采后仍进行较强的呼吸、后熟和水分蒸腾等作用，导致在贮藏过程中易出现褐变、腐烂、变质等现象。保鲜技术的开发对于梨的贮藏保鲜具有重要的科学意义及应用价值。

梨的保鲜方法主要有化学保鲜和物理保鲜。化学保鲜是利用化学药剂涂抹或喷施在果蔬表面或置于果蔬贮藏室中，以达到杀死或抑制果蔬表面、内部和环境中的微生物，以及调节环境中气体成分的目的，从而实现果蔬的保鲜[2]。化学保鲜具有设备投资少、成本低、简便易行等特点。物理保鲜则是利用一些物理手段防止果蔬变质的一种技术，例如通过控制呼吸作用、腐败菌生长繁殖环境、相对湿度和细胞间水分结构来调节果蔬的衰老进程以及果蔬内部的水分蒸发。物理保鲜有筑畦堆藏法、室内贮藏法、冷库贮藏法、气调贮藏保鲜法等。筑畦堆藏法是将梨按照一定的形式堆在地面或者坑中，然后根据气候变化，用隔热和防寒保温材料覆盖梨，一般情况下白天覆盖，夜间打开，适用于苹果梨、白梨、栖霞小香水梨、翠冠梨的贮藏，是一种临时贮藏方法。室内贮藏法是挑选无机械伤、无病虫的梨放入果筐或箱中，并在箱内衬适宜厚度的保鲜袋，按照贮藏量、当地气候条件的变化放置在室内进行贮藏保鲜，一般根据包装材料、贮藏量、当地气候条件、季节及温差的不同贮藏管理也有所差异。例如在夏季对贮藏场所的要求较高，且需要防治害鼠，耗费大量的人力、物力，操作也相对繁琐。另一方面室内空气贮藏期间由于梨果实的呼吸作用，保鲜袋内氧含量逐渐降低，二氧化碳含量逐渐增加，导致厌氧菌的活跃度升高，管理不当易造成梨果实的气体伤害，导致贮藏的果蔬质量有可能急剧下降，经济损失惨重。冷库贮藏法是目前用于梨商业性贮藏的主要贮藏方法，贮藏过程中要注意避免冷害和气体伤害的发生，在贮藏过程中要结合气调贮藏。其中，气调贮藏保鲜近年来得到了较多的关注和研究[3]。气调贮藏保鲜法是利用控制贮藏环境的气体比例的方式来达到贮藏保鲜的目的，可以推迟梨果肉、果心的褐变，推迟褪绿，保持梨的脆性和风味。气调保鲜贮藏的关键问题是需要严格控制CO2和O2浓度，使贮藏环境的气体比例处于最佳状态，以延长梨的寿命。气调保鲜具有贮藏时间长、保鲜效果好、贮藏损失小、货架期长等特点，越来越受到青睐。结合梨的气调保鲜技术的进展及应用前景，本文综述了气调保鲜技术的原理，概括了气调保鲜对梨色泽、硬度、可溶性固形物含量、菌落总数及品质的影响，同时分析了气调保鲜技术目前存在的问题及应用前景，以期为梨气调保鲜技术的发展提供技术指导。

1 气调保鲜技术的原理

气调保鲜技术是通过调整贮藏环境的气体组成及比例来延长食品（尤其是果蔬）的贮藏寿命和货架期的技术，其基本原理是通过人为地调节果蔬所处环境的温度、湿度与气体，使食品保存环境发生改变，减缓食品新陈代谢，延长其货架期。低O2浓度不仅可以减弱或抑制脂肪氧化酸败，减少脂溶性维生素的损失，还可以抑制维生素C、谷胱甘肽、半谷胱氨酸等的氧化，保持果蔬的营养价值。气调保鲜技术的关键在于调节气体。根据调节气体方式的不同，可以分为被动气调保鲜（modified atmosphere packaging，MAP）和主动气调保鲜（controlled atmosphere packaging，CAP）两类[4]。MAP 是指果蔬通过自身的呼吸代谢消耗周围氧气，一定程度上调节环境中的气体比例，有效延长贮藏时间。CAP（controlled atmosphere packaging）是人为地调节食品贮藏环境的气体成分和温度等因素，借以抑制其呼吸，减缓养分消耗、品质下降的一种贮藏方法。

2 气调保鲜技术对梨保鲜效果的影响

梨在采摘后其个体会发生包括成熟和衰老在内的一系列复杂的生理变化。一方面，梨在成熟和衰老过程中会消耗自身的营养成分，导致品质不断下降，尤其在呼吸活跃阶段会迅速进入衰老期，同时耐贮性和抗病性也变差；另一方面，梨在贮藏过程中极易被微生物影响或因机械损伤等原因而引起腐烂[5]。运用气调保鲜技术能较好地保持梨的硬度，减弱多酚氧化酶活性，减少维生素C 损失，防止褐变，维持果实较好的品质和风味，延长货架期[6-11]。

2.1 气调环境中O2 和CO2 浓度对梨品质的影响

O2和CO2浓度直接影响梨采后的呼吸作用，从而影响梨的贮藏期和品质。适当地调节O2和CO2的浓度与比例，可有效降低梨在采后的呼吸强度，延缓梨的呼吸跃变和后熟过程，对贮藏期的梨品质有重要影响。不同品种梨果实对CO2的耐受力不同，大部分品种梨果实在贮藏时对环境中的CO2极为敏感[7]，易出现CO2伤害导致褐变的现象。

祝美云等[12]将西洋梨‘阿巴特’在1.8%±0.2% O2、0.8%±0.2%CO2环境中贮藏，与冷藏相比，可显著抑制西洋梨果实硬度的下降和色泽的变化。王志华等[13]研究认为0～0.5%CO2和3%O2的组合是黄金梨适宜的气调贮藏条件，并认为黄金梨对CO2敏感，当CO2浓度大于0.5%就会发生褐变。周翠英等[14]研究认为7.0%O2＋0.5%时CO2对翠冠梨的保鲜效果最好。钱卉苹等[15]的研究表明，3%～4%O2＋1%～2%CO2气调贮藏能较好地延缓早酥梨果衰老，保持果实的贮藏品质。由此可见，合理调控O2和CO2浓度比例，对于延长不同品种梨的贮藏期具有积极意义，同时有助于维持货架期内果实的品质。

2.2 气调保鲜对梨腐烂率的影响

梨采后极易发生腐烂，国内大部分梨的冷库贮藏腐烂率在7%～10%，梨腐烂是最主要的贮藏问题，一旦发生即丧失商品价值。保持果实品质及控制采后梨的腐烂是目前迫切需要解决的问题。化学药剂处理，易造成二次污染，而且在库内冷藏过程中操作不便，不适宜大范围推广[16]。现有研究证实[17]，CAP 贮藏作为一种安全、简便的保鲜方法，对降低梨的腐烂率具有积极作用。

徐春蕾等[18]将预处理过的砀山梨进行气调包装（5%O2+5%CO2+90%N2），在4 ℃的条件下贮藏至第8 天时，与实验组相比，结果发现，对照组砀山梨的色泽、质地和风味均有较大改善。刘佰霖等[19]的研究显示，CAP 处理的梨在120 d、180 d 时的腐烂率均明显低于对照组。尚海涛等[20]以冠翠梨作为研究对象，发现CAP 贮藏对翠冠梨的腐烂具有显著抑制作用。综上，梨采后腐烂率的高低与其贮藏条件有直接关系。CAP 贮藏对降低梨采后腐烂率有显著影响，CAP 处理降低了梨的呼吸强度、延缓衰老，对维持梨采后的感官品质，减少腐烂有着重要作用。

2.3 气调保鲜对褐变的影响

褐变属于生理性病害，虽然不会对梨果肉及食用品质造成危害[21]，但会限制果实贮藏，影响梨的外观色泽，降低果实的商品价值。Wang 等[22]的研究表明，12.3%O2＋5.6% CO2的高氧高二氧化碳气调处理可显著延长‘Bartlett’梨的贮藏期，且不会发生褐变，但在2.2%O2＋5.7%CO2低O2高CO2环境下贮藏时褐变加重。砀山梨在贮藏过程中也极易褐变，5%O2＋5%CO2＋90%N2处理砀山梨后，色差值最小，表明适宜比例的气调保鲜能有效抑制砀山梨的褐变问题[18]。赵迎丽等[23]对酥梨进行研究，发现果心褐变程度与O2浓度存在相关性。

因此可见，二氧化碳浓度和氧气浓度会影响梨在贮藏期间的褐变。针对不同品种的梨果需要谨慎选择及调控相关的气调参数，以便使梨在生长及贮藏期内均可以处于较好的外界环境中，避免褐变的过快发生，延长果实的贮藏期，提升商品价值。

2.4 气调保鲜对梨可溶性固形物含量的影响

可溶性固形物含量（soluble solid content，SSC）是判定梨品质的重要指标，也是判定梨口感及成熟度的依据之一。鲜切砀山梨的SSC 随贮藏时间延长先下降后上升，其中经CAP 处理的实验组（5%O2＋5%CO2＋90%N2）的SSC 下降趋势明显放缓且保持在较高水平，说明适宜的气体成分能较好地维持砀山梨的SSC[18]。经CAP 贮藏第39 天的‘红香酥’SSC 显著高于对照组[24]，这是因为经CAP处理后梨的呼吸代谢强度变慢；而翠冠梨贮藏过程中SSC变化不大，且CAP贮藏与对照的SSC差异不显著[20]。

CAP 贮藏对大部分梨果实中的SSC 有显著的积极影响，表明在气体比例适宜的条件下，梨果实中SSC 受其他因素的影响较小。采用CAP 贮藏能在相当长的一段时间内维持果实SSC，增强果实的商品价值。而对一些特定品种的梨，其SSC 与贮藏条件相关性还需进一步研究。

2.5 气调保鲜对梨硬度的影响

糠心又称糠化，是某些果蔬生长期和贮藏期的一种生理性病害，一般体现为果蔬硬度的变化。梨的硬度与其采后贮存条件有密切关系。一般而言，大多数品种梨的硬度在采摘后的10～13 d 有较为明显的下降，13～16 d 后果肉硬度随贮藏时间延长逐渐平稳降低，20 d 左右果肉软化。CAP 处理可有效延缓采摘后梨硬度的下降，延长梨的保质期。鲜切砀山梨在贮藏期间，硬度不断下降，对照组的下降速度最快，经BOPP/PE 薄膜气调包装后的硬度下降程度降低[18]，表明气调包装能有效维持鲜切果蔬的硬度。郭丹等[25]对‘南果梨’用12%O2＋5.9%CO2、CAP处理后，硬度下降明显放缓，且一直相对稳定地维持在9～10 kg/cm3，表明CAP 贮藏能延缓贮藏期间‘南果梨’果实硬度的下降。这可能是由于，在一定的浓度范围内，低O2或高CO2浓度，果实绿色指数较大，在货架期内果实进入呼吸高峰时间越晚，果实硬度越高，从而能够维持较长的货架期[26]。

2.6 气调保鲜对菌落总数的影响

梨在包装、运输和贮藏过程中极易滋生细菌和真菌，如大肠杆菌、青霉、链格孢菌等[27]。研究采后梨的菌落总数，可以预测采后梨的货架期。徐春蕾等[18]研究显示，混合鲜切果蔬（砀山梨、杨桃、黄瓜、小麦草）的菌落总数随贮藏时间的延长而缓慢上升，但气调包装组的菌落总数显著低于对照组（P＜0.05），微生物菌落总数均小于1×106CFU/g。这是因为大多数微生物是好氧型的，CAP贮藏降低了O2含量，可在一定程度上抑制微生物的生长繁殖。

3 展望

目前，我国大部分地区仍使用物理保鲜技术对梨进行采后保鲜[28]，而传统的物理保鲜技术大多受制于地区和季节的变化；新兴的低温冷链技术虽不受以上因素的影响[29]，但未形成完整的产业体系，无法实现流通、贮藏、运输、销售各环节全程冷链，影响了梨的保鲜。自发气调保鲜对梨在包装前的处理有较高要求，且气调参数控制不当容易造成损害，成本较高，其推广应用仍有一定的阻力。

不同品种梨对于气调保鲜的气体成分、包装材料、前处理方式、贮藏温度等的要求有所差异[30]。近年来，虽然气调保鲜技术在梨的贮藏保鲜方面得到了大力推广，但研究主要集中在包装材料的选择、动态气调以及多元化技术结合等方面。梨的品种多样，为实现更精准的气调保鲜技术的开发，需要加强基础性研究，降低成本，开发气密性良好的气调保鲜材料等，推动气调保鲜技术在梨以及其他果蔬贮藏保鲜中的应用及推广。