常温下相对湿度和顶空气体含量对杨桃果实贮藏品质的影响

杨利杰，李东立，桑旭东，郑鹏蕊

（北京印刷学院，印刷包装材料与技术北京市重点实验室，北京 102600）

杨桃（Averrhoa carambola Linn.）又称阳桃、五敛子，其外形美观、独特，果实脆爽多汁，为我国南方特色水果，广泛分布于福建、海南、广东等地[1]。杨桃有较高的营养价值，含有蛋白质、蔗糖、苹果酸、脂肪和多种矿物质等，具有清热润喉、降脂降糖等作用[2-3]。

我国果蔬从采摘到消费者手中损耗高达20%，降低果蔬的损耗率是当前研究的热点之一[4]。已有研究表明，采用低温贮藏[5-6]、涂膜处理[7-10]、保鲜剂[11-12]、气调包装[13-15]等方法可以提高杨桃果实的采后品质，延长其货架期[16-17]。但是目前这些技术还存在着一些问题，如杨桃属于热带特产水果，不耐寒，在低于3 ℃条件下长期贮藏易造成冷害，影响其果皮的着色和结构，降低果实的营养成分[5]。涂膜处理中涂层材料的安全性及保鲜剂使用的规范性等，直接影响杨桃果实的食用安全性，常受到消费者的质疑。

杨桃果实采后呼吸作用旺盛，降低杨桃的呼吸强度是延长其货架期的有效方法。气调包装可通过调节包装袋内顶空气体的含量，控制果实的呼吸作用，延长其货架期。杨桃果实的呼吸代谢不仅受包装袋内顶空气体含量的影响，还与贮藏环境的温湿度有关，且相对湿度对果实的蒸腾作用也有较大的影响[18-20]。目前大多学者在应用气调包装贮藏杨桃果实的研究中只考虑了顶空气体含量对果实品质的影响，忽略了气调包装内相对湿度对杨桃果实品质的影响。

本文在常温条件下使用不同氧气透过率（OTR）、水蒸气透过率（WVTR）的3 种气调包装袋（聚乙烯（PE）包装袋、透湿包装袋和生物降解（PBAT）包装袋）对杨桃果实进行包装贮藏，测定包装袋内的相对湿度、顶空气体含量和各项理化指标，研究相对湿度和顶空气体含量对杨桃果实贮藏品质的影响，以期为杨桃采后常温贮藏研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

杨桃果实采自福建省漳州市，选择7 成熟的杨桃果实为试材。采果后当天直接运送到实验室，选择大小基本相同、无机械损伤的果实进行试验。聚乙烯（PE）包装袋、透湿包装袋单层膜厚度均为10 μm，生物降解（PBAT）包装袋单层膜厚度为25 μm。3 种包装袋的尺寸均为21 cm×16 cm，3 种包装袋的氧气透过率和水蒸气透过率参见表1。

表1 不同包装袋的气体透过率Table 1 Air transmittance of different packaging bags单位：cm3·m-2·24 h-1·0.1 MPa-1

氢氧化钠、抗坏血酸、草酸，均为分析纯，北京化工厂有限责任公司；2,6-二氯靛酚，上海基免实业有限公司。

1.1.2 仪器与设备

SF350 型包装封口机，苏州长荣包装科技有限公司；JM-B1003 型电子天平，余姚市纪铭称重校验设备有限公司；PR-101α 型手持折射仪，日本爱拓公司；LYWSD03MMC 型电子温湿度计，小米科技有限责任公司；PAC CHECK 650 型顶空分析仪，美国膜康公司；LZ223A 型榨汁机，美的集团有限公司；FHM-5 型水果硬度计，日本竹村电械制作所。

1.2 方法

1.2.1 杨桃包装方法

将杨桃与小型电子温湿度计置于3 种不同的包装袋中，每份杨桃样品的质量为（325±5）g。聚乙烯包装袋用扎带封口，透湿包装袋和生物降解包装袋使用包装封口机热封，分别记为PE 组、透湿组、PBAT组，以裸放处理为对照组（CK）。将各组放置于温湿度基本恒定的实验室进行相关试验，实验室内设有暖气装置来保证贮藏环境的温度基本恒定。采用电子温湿度计测量贮藏环境温度为（22±2）℃，相对湿度为25%±2%。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 氧气、二氧化碳体积分数及相对湿度

使用顶空分析仪每2 d 对包装袋内顶空氧气和二氧化碳气体体积分数进行测定，并记录包装袋内小型电子温湿度计上的温湿度值。

1.2.2.2 失重率

采用电子天平每2 d 对杨桃进行称重，根据下式计算杨桃的失重率。

式中：m 为失重率，%；m0为杨桃初始的质量，g；mn为第n 天测量时杨桃的质量，g。

1.2.2.3 硬度

使用水果硬度计进行测定，测定时选择杨桃赤道的位置，每个样品测量3 个棱面，结果取其平均值。

1.2.2.4 可溶性固形物含量

使用手持折射仪进行测定[21]。先使用榨汁机将杨桃果肉榨汁，再用蒸馏水清洗手持折射仪的测量区并调零，滴入适量的杨桃汁进行测定，重复3 次，结果取平均值，单位用%表示。

1.2.2.5 可滴定酸（TA）含量

采用酸碱滴定法，使用NaOH 滴定，单位用%表示。

1.2.2.6 VC 含量

按照Mustafa 等[22]的方法，采用2,6-二氯靛酚滴定法测定，计算公式为：

式中：V 表示在滴定过程中所消耗2,6-二氯靛酚溶液的体积，mL；T 表示2,6-二氯靛酚溶液的滴定度，mg/mL；V0表示滴定空白样所消耗2,6-二氯靛酚溶液的体积，mL；m 表示滴定样液时样液的质量，g。

1.2.2.7 综合感官评价

综合感官品质主要从外观、口感、气味三个方面进行评价[23]。按照表2 中的评分标准，由3 名专业人员对每组杨桃样品进行评分。其中满分为100 分，70分视为及格线，若样品评分低于70 分，则视为该样品失去商品价值，其贮藏的时间超出货架期。

表2 杨桃感官品质评价标准Table 2 Sensory evaluation standard of carambola

1.2.3 数据处理

2 结果与分析

由于CK 组和PBAT 组的杨桃果实分别在第8天和第12 天出现了严重的萎蔫或者霉变现象，杨桃果实失去商品价值，因此对CK 组和PBAT 组的试验和分析分别止于第8 天和第12 天。

2.1 不同包装内相对湿度的变化

贮藏环境的相对湿度对果蔬的生理品质和成熟度有较大影响[24]。由图1 可以看出，包装袋内相对湿度均在第4 天达到平衡，其中PE 组相对湿度稳定在85%±2%，透湿组相对湿度稳定在60%±2%，PBAT组相对湿度稳定在50%±2%。相对湿度形成差异的主要原因是包装袋的水蒸气透过率不同，其中PE 组形成了高湿度的环境，可以抑制果实乙烯的生成[25]，延缓杨桃成熟，且高湿度环境可以减少果实水分流失，维持其良好的外观。CK 组、PBAT 组、透湿组的相对湿度较低，低湿度可以促进果实呼吸速率和乙烯生成速率提高[25-26]，促进杨桃果实成熟。Burdon 等[27]在研究相对湿度对香蕉采后成熟的影响时，也总结出在低湿度条件下水果的呼吸速率高于高湿度条件。

图1 不同包装袋内相对湿度随贮藏时间的变化Fig.1 Changes of the relative humidity in different packaging bags during storage

2.2 不同包装内氧气和二氧化碳体积分数的变化

杨桃呼吸作用增大会消耗其营养物质，使杨桃的生理品质下降[28]。如图2 所示，随着杨桃呼吸作用的进行，包装袋内CO2的体积分数逐渐增加，O2的体积分数逐渐减少。PE 组O2和CO2体积分数的变化幅度最小，其O2的体积分数始终保持在20%以上，CO2的体积分数大部分时间保持在1%以下，这主要是由于PE 包装袋对O2、CO2的透过率较高, 能自发地调节包装袋内气体的含量。透湿组形成低氧气（体积分数16%）环境，低氧气可以抑制杨桃果实的呼吸作用，减少营养物质的损耗，有效延长杨桃货架期。PBAT 组O2的体积分数始终低于透湿组，其低氧环境可以更好地抑制杨桃果实的呼吸作用，但PBAT 组杨桃的货架期比透湿组短，这主要是因为PBAT 组相对湿度（50%±2%）较低，低湿度促进果实的呼吸速率和乙烯生成速率的升高，且低相对湿度环境对杨桃呼吸速率的促进作用大于低氧环境对杨桃呼吸速率的抑制作用，即相对湿度较顶空氧气体积分数对杨桃贮藏品质的影响更大。

图2 不同包装袋内氧气（A）和二氧化碳（B）体积分数随贮藏时间的变化Fig.2 Changes of oxygen(A)and carbon dioxide(B)volume fraction in different packaging bags during storage

2.3 不同包装处理杨桃果实失重率的变化

新鲜的杨桃脆嫩多汁，其含水量高达91.4%，杨桃的质量损失主要与果实的蒸腾作用和新陈代谢有关。贮藏环境相对湿度越低、温度越高，果实挥发水分越多，相反，高湿度环境可以减少杨桃的质量损失[29]。如图3 所示，贮藏第8 天时，相对湿度为85%±2%的PE 组失重率为2.41%；相对湿度为60%±2%的透湿组失重率为9.01%；相对湿度为50%±2%的PBAT 组失重率为10.02%；相对湿度为25%±2%的CK 组失重率为19.63%，且果实表皮褶皱。贮藏期间CK 组的失重率始终显著高于其他3 组（P＜0.05），可能是由于包装袋内较高的相对湿度可以减少果实蒸腾失水[23]，抑制杨桃的呼吸速率升高，特别是相对湿度较高的PE 组，贮藏第16 天时果实的失重率仅为4.68%。

图3 不同包装处理杨桃的失重率随贮藏时间的变化Fig.3 Changes of weight loss rate of carambola with different packaging treatments during storage

2.4 不同包装处理杨桃果实硬度的变化

硬度可以反映果蔬的新鲜度和成熟度，果实采摘后随着贮藏时间的延长先后熟后衰老，果实的硬度逐渐减小。由图4 可知，刚采摘的杨桃果实硬度可达到7.4 kg·cm-2，其中CK 组硬度的变化呈线性下降，近而软化变质。PE 组、透湿组、PBAT 组和CK 组杨桃果实的硬度依次降低，贮藏第8 天时，PE 组、透湿组、PBAT 组和CK 组果实的硬度分别为4.44、3.75、3.08、2.1 kg·cm-2，发生这种现象的原因可能与贮藏包装袋内形成的相对湿度不同有关，相对湿度越低，水分流失越多，果实易软化，也可能是由于3 种包装袋内形成了较高体积分数CO2的环境，可以有效抑制酶的活性，减少细胞壁水解，延缓杨桃软化。

图4 不同包装处理杨桃的硬度随贮藏时间的变化Fig.4 Changes of firmness of carambola with different packagingtreatments during storage

2.5 不同包装处理杨桃果实可溶性固形物含量的变化

可溶性固形物含量可以直接反映杨桃的品质[30]。如图5 所示，CK 组和PE 组的可溶性固形物含量呈现先上升后下降的趋势，在贮藏前期可溶性固形物含量逐渐上升，这是因为杨桃逐渐后熟，多糖降解转化为可溶性糖。随着果实的衰老，可溶性糖被氧化或者呼吸损耗，可溶性固形物含量逐渐下降[31]。其中PE 组杨桃的可溶性固形物含量较低，这主要是由于高湿度的环境下杨桃失水较少，有效延缓了杨桃的成熟。CK组杨桃的可溶性固形物含量最高，这是由于在低湿度（25%±2%）环境下，杨桃失水过多，使可溶性固形物含量相对较高。贮藏第12 天时，透湿组和PBAT 组杨桃的可溶性固形物含量分别为7.7%、8.0%，显著高于PE 组（P＜0.05），这表明低湿度低氧气的贮藏环境可以维持杨桃较高的可溶性固形物含量。

图5 不同包装处理杨桃的可溶性固形物含量随贮藏时间的变化Fig.5 Changes of total soluble solids in carambola with different packaging treatments at different storage time

2.6 不同包装处理杨桃果实可滴定酸含量的变化

果蔬中有机酸可以直接反映果蔬的风味，且对果蔬品质的保持具有重要意义[23]。如图6 所示，随着杨桃呼吸作用的进行，部分酸被分解，其含量逐渐下降。贮藏至第6 天时，透湿组和PBAT 组杨桃的可滴定酸含量达到最低，分别较初值下降了0.115 和0.112 个百分点，这可能是由于杨桃的呼吸作用消耗部分酸性物质，后期可滴定酸含量逐渐增加，可能是后期果实质量损失较大，使可滴定酸含量相对提高。PE 组和CK 组杨桃的可滴定酸含量先下降，并在第2 天后开始逐渐上升，分别在第8 天和第6 天达到峰值，随后又逐渐减少，这与Soares 等[32]的研究结论相似。在贮藏期间，PE 组的可滴定酸含量保持在较高水平，主要原因是PE 组高湿度环境抑制了杨桃的呼吸速率，减少部分酸的损耗。

图6 不同包装处理杨桃的可滴定酸含量随贮藏时间的变化Fig.6 Changes of titratable acid content of carambolas with different packaging treatments during storage

2.7 不同包装处理杨桃果实VC 含量的变化

VC 与果蔬细胞衰老有关，是评估杨桃质量好坏的重要指标之一。由图7 可知，杨桃果实VC 含量初始值为14 mg/100 g，随着贮藏时间的延长，CK 组、透湿组和PBAT 组杨桃的VC 含量呈现先升高后降低的趋势。前期VC 含量增加的原因是果实还未达到完全成熟，达到完全成熟后，随着杨桃果实的衰老其VC含量逐渐降低，其中透湿组和PBAT 组低湿度低氧气环境可以很好地维持杨桃果实的VC 含量。PE 组杨桃的VC 含量随着贮藏时间的延长逐渐增加，没有出现峰值，说明直至第16 天时，杨桃还没有达到完全成熟，这是由于高湿度的环境可以抑制杨桃的呼吸速率，延缓杨桃成熟。但同时高湿度环境也有利于霉菌的滋生，贮藏至第16 天时，PE 组包装袋内产生霉味，杨桃失去商品价值。

图7 不同包装处理杨桃的VC 含量随贮藏时间的变化Fig.7 Changes of VC content of carambola with different packaging treatments during storage

2.8 不同包装处理果实综合感官评价

根据表2 中感官评价的标准对各组杨桃进行评分，评分结果如图8 所示。由图8 可见，CK 组的总分值下降最快，在感官评价总分中其外观分数下降最多。在第6、8 天，CK 组的分值分别为73、61，因此CK组的果实在贮藏6～8 d 失去商品价值。第10、12 天时，PBAT 组的分值分别为76、64，因此PBAT 组的果实在贮藏10～12 d 失去商品价值。第14、16 天时，PE组的分值分别为73、64，透湿袋组的分值分别为72、61，因此PE 组和透湿组的杨桃果实在贮藏14～16 d失去商品价值。这些数据表明，CK 组杨桃的货架期为6～8 d，PBAT 组杨桃的货架期为10～12 d，PE 组和透湿组杨桃的货架期为14～16 d。3 种包装袋均可以延长杨桃的货架期，更好地保持杨桃品质。其中PE 组高湿度高氧气的环境可以有效减少杨桃水分流失，维持良好外观；透湿组和PBAT 组低湿度低氧气的环境可以更好地维持杨桃的甜度和口感。

图8 不同包装处理杨桃的综合感官品质随贮藏时间的变化Fig.8 Changes of comprehensive sensory quality of carambola with different packaging treatments during storage

3 结论

在常温（22±2）℃下，使用了3 种不同氧气透过率和水蒸气透过率的包装袋对杨桃进行包装贮藏，根据相对湿度和顶空气体含量对杨桃果实品质的影响分析结果表明，相对湿度是影响杨桃果实品质的主要指标，顶空氧气和二氧化碳的含量控制次之。PE 组形成的高湿度（85%±2%）和高氧气（20.4%±0.2%）环境有利于抑制杨桃的呼吸作用，减缓细胞壁的水解，保持良好外观，但果实的酸度较高，糖度较低。透湿组和PBAT 组较低湿度和较低氧气的环境可以维持杨桃较高的糖度和VC 含量，但外观有轻微失水褶皱的现象。从综合感官评价分值得出，CK 组杨桃果实的货架期为6～8d，PBAT 组杨桃果实的货架期为10～12 d，PE 组和透湿组杨桃果实的货架期均为14～16 d，且PE 组可以保持杨桃良好的外观。