薄膜包裝結(jié)合乙烯吸收劑對山楂果實生理和果肉褐變的影響

王 亮，趙迎麗，馮志宏，王春生

（山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所，山西 太原 030031）

薄膜包裝結(jié)合乙烯吸收劑對山楂果實生理和果肉褐變的影響

王 亮，趙迎麗，馮志宏，王春生

（山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所，山西 太原 030031）

選用2 種不同薄膜包裝及其結(jié)合乙烯吸收劑的處理方法，對“敞口”山楂果實進行低溫貯藏實驗，測定不同處理包裝內(nèi)乙烯含量的變化以及山楂果實生理和品質(zhì)的相關(guān)指標，并測定了山楂果肉褐變相關(guān)的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性和酚類物質(zhì)含量。結(jié)果表明：在（0±0.5）℃條件下，山楂果實表現(xiàn)出躍變型果實特征，30 μm厚聚氯乙烯薄膜包裝有利于保持山楂果肉硬度，減緩了可滴定酸（titratable acid，TA）和VC含量的下降，但加速了貯藏后期丙二醛（malondiadehyde，MDA）含量上升和果肉褐變；15 μm厚高滲出CO2保鮮袋對山楂果實果肉硬度、TA和VC含量變化影響不明顯，但抑制貯藏后期果實的乙烯釋放和MDA含量上升，降低了果實褐變率；乙烯吸收劑的使用有利于包裝內(nèi)乙烯含量的降低，有效減緩了果肉硬度、果實中TA和VC含量的下降，減緩了MDA含量的上升，維持了山楂果實較低而平穩(wěn)的生理代謝水平，較好地抑制了PPO活性和酚類物質(zhì)含量的波動，明顯降低果實褐變程度，顯著提高了山楂果實的貯藏品質(zhì)。綜合分析，15 μm高滲出CO2保鮮袋結(jié)合乙烯吸收劑的處理對山楂果實低溫（（0±0.5）℃）貯藏效果最佳。

山楂；包裝；乙烯吸收劑；貯藏品質(zhì)

山楂（Crataegus pinnatifida）屬于薔薇科（Rosaceae）山楂屬（Crataegus L.），又名山里紅、紅果。山楂 果實為呼吸躍變型果實，一般貯藏期為3～4 個月，但在貯藏過程中易出現(xiàn)失水、果皮開裂、果肉軟化褐變等現(xiàn)象，果實中的營養(yǎng)物質(zhì)也大量損失，品質(zhì)喪失嚴重。近年來，隨著山楂加工行業(yè)和鮮食需要的數(shù)量與質(zhì)量的提高，提高山楂貯藏保鮮技術(shù)已經(jīng)成為當前行業(yè)發(fā)展亟待解決的問題。

由于薄膜材料具有一定的透氣性，包裝一定時間后袋內(nèi)CO2和O2濃度可趨于相對穩(wěn)定，同時自發(fā)氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP）又可維持袋內(nèi)高濕度，抑制果蔬呼吸作用和水分蒸發(fā)，延緩果實衰老。MAP結(jié)合低溫貯藏是目前果蔬最廣泛的貯藏方式[1-3]。乙烯吸收劑通過清除果實成熟過程中釋放的乙烯而達到延緩衰老的目的，有利于延長果實貯藏期[4-7]。但在山楂果實上應用自發(fā)氣調(diào)包裝結(jié)合乙烯吸收劑的研究鮮有報道。因此，本實驗通過研究低溫條件下薄膜包裝結(jié)合乙烯吸收劑對“敞口”山楂果實生理以及品質(zhì)變化的影響，進而為山楂貯藏保鮮提供技術(shù)參數(shù)和理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

“敞口”山楂采自山西省祁縣東關(guān)鄉(xiāng)官場村，采后當天運回山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所，在冷庫（0 ℃）中預冷24 h后，挑選果面完全轉(zhuǎn)紅的八成熟、大小一致、無病蟲害、無機械傷的山楂果實為原料。

薄膜保鮮袋由山西省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮研究所提供；乙烯吸收劑（ethylene absorbent，EA）由山西龍?zhí)锉ｕr技術(shù)開發(fā)有限公司提供，商品名為“高效乙烯去除劑”。

氫氧化鈉、三氯乙酸、無水乙醇、草酸 天津市北辰方正試劑廠；2,6-二氯酚靛酚、硫代巴比妥酸、酚酞國藥集團化學試劑有限公司。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

Ultrospec 2000紫外-可見分光光度計 英國Pharmacia Biotech公司；GC-14C氣相色譜儀 日本島津公司；果實硬度計 意大利TR公司 。

1.3 方法

1.3.1 貯藏條件

MAP處理：實驗設置3 種不同包裝處理，20 μm聚乙烯（polyethylene，PE）打孔（直徑1cm×4個）保鮮袋（對照，CK），30 μm聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）保鮮袋（MAP1）和15 μm高滲出CO2保鮮袋（MAP2），規(guī)格均為70 cm×65 cm，每包裝裝果10 kg。每處理將山楂果實裝入保鮮袋中扎口，盛放在塑料周轉(zhuǎn)箱內(nèi)。

EA處理：除對照組（CK）外，在上述處理的基礎上，即MAP1和MAP2處理后加入EA處理分別表示為MAP1+EA和MAP2+EA，每包裝內(nèi)放置1小袋EA，每小袋凈含量8 g，有效成分為高錳酸鉀（質(zhì)量分數(shù)≥10%）。

處理完畢后，每處理固定使用1 kg山楂測定果實乙烯釋放量。從入貯開始每40 d隨機取30 枚果實用于除果實乙烯釋放外的其他測定內(nèi)容。對照和所有處理均在庫溫為（0±0.5）℃的冷庫中貯藏。

1.3.2 測定方法

包裝內(nèi)乙烯含量：直接用注射器在包裝上預留取氣管取樣20 mL，用氣相色譜儀，采用氫火焰離子化檢測器測定乙烯含量。采用面積外標法計算，標樣的體積含量為50 μL/L。

果實乙烯釋放速率：采用氣相色譜法。每次將1 kg樣品置于真空干燥器內(nèi)，密閉2h后取樣20 mL，用氣相色譜儀，采用氫火焰離子化檢測器測定乙烯含量。采用面積外標法計算，標樣的體積含量為50 μL/L。

硬度：在每個果實中間最大橫徑處去皮，取4 個點用硬度計測定硬度，為避免探頭與種子接觸，探頭打入果肉1/2進果線，單位為kg/cm2[8]。

可滴定酸（titratable acid，TA）含量：采用酸堿滴定法測定，每處理取山楂果肉10 g勻漿，定容100 mL后過濾，取10 mL濾液，用0.1 mol/L NaOH的溶液進行滴定，酚酞為指示液[9]。

VC含量：參照李喜宏等[10]方法，每處理取山楂果肉10 g加少許質(zhì)量分數(shù)2%草酸勻漿，定容100 mL后過濾，取10 mL濾液，用質(zhì)量分數(shù)0.02%的2,6-二氯酚靛酚溶液滴定至微紅，且15 s不褪色，記錄用量并計算。

丙二醛（malondiadehyde，MDA）含量：用三氯乙酸提取，然后加硫代巴比妥酸煮沸法測定[11]。

酚類物質(zhì)含量：參考鞠志國[12]方法。

果肉褐變率：參照石建新等[14]的方法，每處理分3 次隨機取果100 個，進行解刨并記錄果肉褐變果實個數(shù)，計算果實褐變率。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用Excel 2003進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，采用DPS軟件中新復極差法進行實驗結(jié)果顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對包裝內(nèi)乙烯含量的影響

從圖1可以看出，整個貯藏過程中，CK中袋內(nèi)乙烯含量始終處于極低水平；0～120 d，其他各處理中乙烯含量與CK基本一致，而在160 d時迅速上升，MAP1和MAP1+EA處理袋內(nèi)乙烯氣體含量在160 d后持續(xù)升高；MAP2和MAP2+EA處理在160 d出現(xiàn)乙烯氣體積累峰值分別為9.03 μL/L和6.13 μL/L，而后降低。MAP1與MAP2兩種包裝中乙烯氣體含量的差異說明MAP2更易透出袋內(nèi)乙烯氣體。此外，結(jié)合使用EA的兩種MAP包裝均顯著降低了貯藏后期包裝內(nèi)的乙烯氣體含量（P＜0.05）。

圖1 不同處理條件下包裝內(nèi)的乙烯含量Fig.1 Changes in ethylene concentration in packaging bags during storage

2.2 不同處理對山楂果實乙烯釋放速率的影響

圖2 不同處理條件下山楂果實的乙烯釋放速率Fig.2 Ethylene production rate in hawthorn fruits with different treatments

由圖2可見，在0℃條件下，對照組及各處理的山楂果實乙烯生成速率的變化趨勢基本一致，在貯藏120d前始終穩(wěn)定在極低水平，到160d時迅速升高出現(xiàn)乙烯高峰，之后再下降。而在200d時，MAP2和MAP2+EA處理的果實乙烯釋放速率最低分別為0.987 μL/（kg·h）和1.036 μL/（kg·h），明顯低于CK、MAP1和MAP1+EA處理（P＜0.05），說明MAP2包裝對抑制山楂果實呼吸躍變后乙烯生成速率有一定作用。

8. 未騁培風，俄驚溘露，頓此奇策，歸乎□墓，福善罔征，昊穹難訴，一喪文律，長隳武庫。(《王景之及妻崔氏墓志》)[8]

2.3 不同處理對山楂果肉硬度的影響

由圖3可知，在貯藏期間山楂果肉硬度總體呈下降趨勢。在貯藏200d時，MAP1和MAP1+EA處理的果實硬度分別下降了35.9%和45.6%，明顯高于CK、MAP2和MAP2+EA處理（P＜0.05），說明MAP1包裝能較好地維持山楂果肉的硬度，同時結(jié)合乙烯吸收劑使用效果更加明顯。CK、MAP2和MAP2+EA處理果實果肉硬度在貯藏期間呈逐漸下降的趨勢，200d時MAP2+EA處理的果肉硬度為10.97 kg/cm2，略高于MAP2處理的9.27 kg/cm2和CK的10.91 kg/cm2。可以看出，MAP2對抑制山楂果肉硬度下降效果不顯著（P＞0.05）。而CK在160d后高于MAP2處理，可能與對照組CK的果實貯藏后期失水嚴重有關(guān)。

圖3 不同處理條件下山楂的果肉硬度Fig.3 Flesh firmness of hawthorn fruits with different treatments

2.4 不同處理對山楂果實TA含量的影響

圖4 不同處理條件下山楂果實的TA含量Fig.4 Titratable acid content of hawthorn fruits with different treatments

由圖4看出，隨貯藏時間的延長，山楂果實的TA含量總體呈下降趨勢，在160 d后下降趨勢更加明顯。MAP1、MAP1+EA在貯藏過程中呈現(xiàn)前期略微上升后期迅速下降的趨勢，且在整個貯藏期間均高于CK、MAP2和MAP2+EA處理，說明30 μm PVC保鮮袋對抑制山楂果實中TA的降解有一定作用，在結(jié)合使用EA后的效果更加明顯。

2.5 不同處理對山楂果實VC含量的影響

圖5 不同處理條件下山楂果實的VC含量Fig.5 Effects of different treatments on vitamin C content in hawthorn fruits

從圖5可以看出，整個貯藏過程中，山楂果實VC含量總體呈先升后降趨勢。CK中果實的VC含量整個貯藏期間始終低于其他處理。在160 d前VC含量上升可能與山楂果實后熟過程中果實內(nèi)不斷合成VC有關(guān)；而在200 d時VC含量下降可能與山楂果實在160 d時表現(xiàn)的躍變生理特征有關(guān)。經(jīng)顯著性分析可知，MAP1與MAP2兩種包裝之間對山楂果實中VC含量變化的影響差異不顯著（P＞0.05）。

2.6 不同處理對山楂果實MDA含量的影響

圖6 不同處理條件下山楂果實的MDA含量Fig.6 MDA content in hawthorn fruits with different treatments

由圖6可知，山楂果實貯藏期間MDA含量整體上呈上升趨勢。貯藏120 d時，MAP1和MAP1+EA處理中山楂果肉MDA含量迅速上升高于CK，而MAP2和MAP2+EA處理的MDA含量上升相對平緩且低于CK。貯藏200 d時，CK、MAP1、MAP1+EA、MAP2和MAP2+EA處理的MDA含量較初始值8.39 μmol/g均有所上升，依次為19.20、21.40、19.57、15.50 μmol/g和13.57 μmol/g。

可見，MAP1包裝內(nèi)形成的低O2高CO2環(huán)境，造成了山楂果實在貯藏后期一定程度的無氧呼吸，加速了對組織的傷害，增加了MDA的生成；而MAP2和MAP2+EA處理的MDA含量均低于CK，表明MAP2有效抑制山楂果肉中MDA含量的上升，且與EA結(jié)合使用效果更加明顯（P＜0.05）。

2.7 不同處理對山楂果實PPO活性的影響

圖7 不同處理條件下山楂果實PPO活性Fig.7 Effects of different treatments on PPO activity in hawthorn fruits

從圖7可知，在0～160 d各處理果實中PPO活性隨著貯期的延長呈現(xiàn)波動下降的趨勢，在貯藏80 d和160 d時酶活性明顯降低，在貯藏200 d時，酶活性明顯上升。對照、MAP1和MAP2處理山楂果肉中PPO活性顯著上升，而在貯藏過程中波動幅度較大，使用乙烯吸收劑的MAP1+EA和MAP2+EA處理中的山楂果實PPO活性的波動平緩，且在200 d時上升幅度較小。說明，在冷藏條件下MAP包裝結(jié)合EA，使山楂果實生理代謝水平表現(xiàn)相對低而平穩(wěn)，可較好地抑制PPO活性的波動，有利于山楂果實良好貯藏品質(zhì)的維持。

2.8 不同處理對山楂果實酚類物質(zhì)含量的影響

圖8 不同處理條件下山楂果實酚類物質(zhì)含量Fig.8 Phenolics content of hawthorn fruits with different treatments

如圖8所示，山楂在貯藏過程中，果肉酚類物質(zhì)含量呈波動上升趨勢，分別在貯藏80 d和160 d出現(xiàn)峰值。對照果實中的酚類物質(zhì)含量始終高于其他處理。相對于MAP1和MAP2處理， MAP1+EA和MAP2+EA處理中的山楂果實的酚類物質(zhì)含量變化相對平緩。在200 d時，各處理酚類物質(zhì)含量均有所降低或增加明顯減緩，這可能與果實在160 d時躍變生理代謝后，PPO活性明顯上升消耗大量酚類物質(zhì)有關(guān)。

2.9 不同處理對山楂果肉褐變率的影響

表1 不同處理條件下山楂果肉褐變率Table 1 Flesh browning rate of hawthorn fruits with different treatments

由表1可知，山楂果肉褐變率隨貯藏時間的延長呈不斷增加的趨勢。在貯藏120d時，MAP1和MAP1+EA處理中的山楂果實褐變率顯著低于其他處理（P＜0.05），可能與MAP1包裝內(nèi)所形成的低O2、高CO2環(huán)境對山楂果肉褐變有一定抑制作用有關(guān)；但在貯藏200d時，MAP2和MAP2+EA處理中山楂果實褐變率低于其他處理，說明高滲出CO2保鮮袋對抑制山楂后期果肉褐變效果明顯。MAP1和MAP1+EA處理中果肉褐變率顯著上升（P＜0.05），這可能由于隨著山楂果實的衰老，組織細胞對CO2氣體的耐受程度顯著下降，低O2高CO2環(huán)境加快了山楂果肉褐變速率。此外，在貯藏200d時，MAP1和MAP2兩種包裝結(jié)合使用EA可顯著抑制山楂果肉褐變（P＜0.05)。

3 討 論

本研究結(jié)果表明，山楂果實表現(xiàn)出明顯躍變型特征，MAP1（30 μm厚PVC包裝）對抑制山楂硬度的下降及果實中TA、VC的降解有一定作用，但阻礙了包裝內(nèi)乙烯的向外擴散，明顯促進了貯藏后期MDA含量的增加，增高了果實褐變率；MAP2（15 μm厚高滲出CO2保鮮袋）對山楂果實果肉硬度、TA和VC含量變化影響不明顯，但有利于包裝內(nèi)乙烯氣體的透出，降低了貯藏后期果實乙烯釋放速率，抑制了果實中MDA含量的上升和果實褐變；EA處理有利于包裝內(nèi)乙烯氣體含量的降低，有效減緩了果肉硬度下降、果實中VC的降解和MDA含量的上升，維持了山楂果實相對低而平穩(wěn)生理代謝水平，可較好地抑制PPO活性和酚類物質(zhì)含量的波動，抑制果實褐變顯著。綜合分析，15 μm的高滲出CO2保鮮袋結(jié)合乙烯吸收劑是山楂長期低溫貯藏的最佳措施。

一般認為，采后果蔬褐變是由于酚類物質(zhì)經(jīng)PPO催化的酶促氧化引起。酚類物質(zhì)在氧作用下，被PPO催化成醌，醌進一步聚合成褐色素，導致褐變[15-16]。研究表明，蘋果或梨果實褐變是由于貯藏環(huán)境中高CO2濃度導致果實氧化傷害，低氧可以加劇這種傷害[17-18]。已有研究[19-20]表明：高濃度的CO2能引起氧化脅迫而使細胞中H2O2積累，從而加劇細胞膜損傷。細胞膜受損促使了細胞內(nèi)定位在不同部位的PPO與酚類物質(zhì)發(fā)生氧化反應，導致褐變反應[21]。本實驗發(fā)現(xiàn)MAP1包裝較對照CK和MAP2包裝，降低了貯藏后期山楂果實的褐變率，其原因可能并不是直接抑制果實PPO活性和降低酚類物質(zhì)的含量，而是由于避免貯藏過程中對果實的CO2傷害，抑制了果實中MDA的生成，較好地保護了細胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，減少酚類物質(zhì)和PPO接觸的幾率，抑制酶促褐變的發(fā)生，從而降低了果實的褐變率。相反，MAP2加重了果實的CO2傷害程度，與此相對應的果實褐變程度加重。有關(guān)山楂果實褐變的生理生化變化機制還需進一步研究。

EA是通過氧化去除環(huán)境中的乙烯含量進而降低果實的個體代謝水平的。本實驗中乙烯吸收劑處理的果實褐變趨勢減緩，可能是由于在減少環(huán)境中乙烯氣體含量過程中，使山楂果實保持相對較低而且平穩(wěn)的生理代謝水平，較好地抑制了PPO活性和酚類物質(zhì)含量的波動，有效減緩果實中VC的降解和MDA含量的上升，推遲了果實褐變發(fā)生的時間并降低了果實褐變程度，MAP1+EA處理能夠有效降低包裝內(nèi)的乙烯含量，抑制酶促褐變反應進程，起到顯著延緩山楂果實成熟和衰老、提高其貯藏品質(zhì)的作用。

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Effect of Film Packaging Combined with Ethylene Absorbent on Postharvest Physiology and Browning of Hawthorns

WANG Liang, ZHAO Ying-li, FENG Zhi-hong, WANG Chun-sheng
(Institute of Agricultural Product Storage and Fresh-keeping, Shanxi Academy of Agricultural Sciences, Taiyuan 030031, China)

‘Changkou’ hawthorns were subjected to modified atmosphere packaging (MAP) in polyvinyl chloride (PVC) or high carbon dioxide permeable bags combined with ethylene absorbent (EA) treatment before low temperature storage. Changes in ethylene concentration in packaging bags as well as physiological and quality attributes, polyphenol oxidase (PPO) activity and phenolics content of hawthorns were measured during storage. The results showed that at (0 ± 0.5) ℃, hawthorn fruits displayed climacteric characteristics. PVC film with a thickness of 30 μm was beneficial for maintaining the hardness of fruits and restraining the decreases in titratable acid (TA) and VC, but accelerated the increase in malondiadehyde (MDA) and flesh browning at the later period of storage. High carbon dioxide permeable film with a thickness of 15 μm, although having no obvious effects on the hardness of fruits and the changes in TA and VC contents, restricted the release of ethylene and the increase in MDA content at the later period of storage, and reduced the browning rate. The application of EA was beneficial for decreasing the content of ethylene in the packaging bags, lessening the decreases in hardness, TA and VC contents, slowing down the increase in MDA contents, and maintaining the low but stable metabolism of hawthorn fruits, which efficiently inhibited PPO activity and the undulation of phenolics contents, obviously declined the browning rate and significantly improved the quality of hawthorn fruit during storage. Taken together, MAP in high carbon dioxide permeable bags combined with EA treatment possessed the best effect on low-temperature storage of hawthorn fruits.

hawthorns; packaging; ethylene absorbent; storage quality

S661.5

A

1002-6630（2014）22-0325-05

10.7506/spkx1002-6630-201422063

2014-04-03

山西省農(nóng)業(yè)科技攻關(guān)計劃項目（20130311033-2）

王亮（1980—），男，助理研究員，碩士，研究方向為果蔬采后生理及貯藏保鮮技術(shù)。E-mail：aaron918_80@163.com