馮犖犖，郜海燕，張潤光，閆欣鵬，張婭妮，韓齊齊，張有林，*

(1.陜西師范大學 食品工程與營養(yǎng)科學學院，陜西 西安 710119； 2.浙江省農業(yè)科學院 食品科學研究所，浙江 杭州 310021)

棗(ZiziphusjujubeMill.)屬于鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(Ziziphus)植物，原產(chǎn)于中國，至今已有3 000多年的栽培歷史[1]。狗頭棗是陜北地區(qū)特有的一種紅棗品種，原產(chǎn)于延川縣延水關鎮(zhèn)，具有果實形大、口感清脆、營養(yǎng)豐富的優(yōu)質特征，富含維生素、粗纖維、必需氨基酸、磷、鐵等多種微量元素，還含有環(huán)磷酸腺苷(cAMP)和環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)，是優(yōu)良的鮮食品種，深受消費者青睞[2-3]。但該棗采后極易失水，果實維生素C(VC)大量損失，發(fā)生果皮軟化和褐變，腐爛變質嚴重，貯藏期短[4]，制約了狗頭棗的發(fā)展。因此，開發(fā)綠色安全的貯藏技術已成為狗頭棗產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。

研究發(fā)現(xiàn)，低溫冷藏[5-6]、減壓處理[7]、涂膜處理[8-9]、臭氧處理[10]、鈉他霉素和噻苯咪唑等保鮮劑處理[11-12]、調節(jié)氣體成分[13-14]等方法均能在一定程度上延長棗果的保鮮期。氣調貯藏現(xiàn)已應用于草莓[15]、櫻桃[16]、黃瓜[17]等非呼吸躍變型果實貯藏保鮮中，且效果顯著。吳忠紅等[13]研究表明，1%CO2+5%O2氣調貯藏可有效降低駿棗的呼吸強度和乙烯釋放量，保護細胞膜系統(tǒng)完整性，延緩棗果采后轉紅速率和變軟速度，延長貯藏保鮮時間。韓海彪等[18]研究得出，靈武長棗在2%CO2+7%O2+91%N2的氣體配比條件下貯藏120 d，硬果率50%以上，好果率96%。王亮等[19]研究發(fā)現(xiàn)，適當?shù)牡蚈2可維持冬棗果實良好的貯藏品質，貯藏環(huán)境中的CO2會促進果實無氧呼吸，導致組織相對電導率升高，促進VC降解，加速冬棗果實軟化。目前關于鮮棗保鮮研究較多，但對于氣調貯藏對陜北地方特色鮮食棗狗頭棗采后生理及貯藏品質的影響尚未見報道。本試驗探究不同氣體成分貯藏對狗頭棗生理變化與貯藏品質的影響，為狗頭棗貯藏保鮮提供科學依據(jù)和技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗用狗頭棗采自陜西延安延川縣，帶果梗采收，無機械損傷，果面為1/2～3/4紅。采摘后當天運到5 ℃冷庫中預冷24 h，次日運往西安，置2 ℃冷庫再預冷24 h備用。

二氧化碳、氮氣，購自陜西興化股份有限公司(純度>99%)；2，6-二氯靛酚鈉購自成都科龍化工試劑廠；多聚半乳糖醛酸酶(PG)、過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、過氧化氫酶(CAT)試劑盒，購自南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設備

PE塑料袋，購自西安市塑料制品廠；氣調試驗箱，購自西安鐘華電器廠保鮮技術控制研究所；OXYCAR-3型CO2/O2分析儀，購自意大利意索爾公司；GS-ⅢB大氣采樣器，購自上海宏宇環(huán)保應用研究所；阿貝折光儀，購自上海索光光電技術有限公司；GY-1型果實硬度計，購自牡丹江市機械研究所。

1.3 試驗設計

將預冷處理48 h后的狗頭棗鮮果分別裝入泡沫盒中，每盒0.5 kg，放入8個57 cm×57 cm×58 cm氣調箱內，每個氣調箱8盒，根據(jù)表1設定的CO2、O2和N2濃度進行試驗處理，每種氣體配比重復2箱，每5 d向氣調箱充換配制的氣體。試驗均在貯藏溫度-1～0 ℃、相對濕度90%～95%的冷庫中進行。

1.4 測定的指標及方法

呼吸強度測定采用氣流法[20]，常溫下每隔1 d測定，一周后結束，低溫下每隔10 d測定，70 d后結束；棗果冰點測定采用冰鹽水法[21]；可滴定酸含量測定采用酸堿滴定法[22]；還原糖含量測定依據(jù)GB5009.7—2016直接滴定法；VC含量測定采用2，6-二氯靛酚鈉鹽滴定法[21]；可溶性固形物含量測定采用手持折光儀法[23]；果實硬度測定采用GY-1型硬度計法[24]；多聚半乳糖醛酸酶(PG)、過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和過氧化氫酶(CAT)活性測定采用試劑盒法[25]。貯藏期間每隔20 d測定各項指標，80 d后結束貯藏。好果率(%)=[(調查總果數(shù)—腐爛果數(shù))/調查總果數(shù)]×100；鮮度指數(shù)=∑(果粒鮮度級別×該級別粒數(shù))/(最高鮮度級別×總果數(shù))。狗頭棗鮮度級別評判標準是本實驗室團隊從事20多年鮮棗研究所得出的鮮度級別的常用評判標準，詳見表2。

表1 狗頭棗氣調貯藏試驗設計

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗中指標每次測定3袋(即重復3次)，每袋隨機取若干棗果，平行測定3次。采用Excel 2010軟件作圖，利用SPSS 17.0軟件進行方差分析，對有顯著(P<0.05)差異的，采用Duncan新復極差法進行多重比較。

2 結果與分析

2.1 狗頭棗的基本品質指標

優(yōu)質新鮮的狗頭棗色紅、肉厚、飽滿、味甜，在采后貯藏前測定其基本品質指標。由表3看出，狗頭棗的還原糖含量較高，所以口感脆甜，VC含量也相對較高，營養(yǎng)比較豐富。

2.2 狗頭棗果實的呼吸類型

呼吸強度的動態(tài)變化可反映出果實的呼吸類型。由圖1看出，常溫下狗頭棗呼吸強度(以CO2計)大多在60～80 mg·kg-1·h-1上下波動，差異很小，無明顯呼吸高峰出現(xiàn)，這符合非呼吸躍變型果實的基本特征[3]。從圖2看出，在溫度-1～0 ℃、相對濕度90%～95%冷庫存放的狗頭棗貯藏初期，低溫貯藏環(huán)境使得果實的呼吸強度大幅度下降，10 d后降到低值。10～30 d隨著貯藏天數(shù)的增加，呼吸強度又緩慢增加[26]。貯藏至30 d，呼吸強度有一小高峰，峰值為16.12 mg·kg-1·h-1，但不明顯。30～50 d，呼吸強度又會隨著營養(yǎng)物質的消耗呈下降趨勢，到50 d時出現(xiàn)低值，50 d后一直保持很低的呼吸強度[27]。呼吸高峰過后狗頭棗仍可存放較長時間且不出現(xiàn)腐爛。綜合判斷狗頭棗為非呼吸躍變型果實。

2.3 不同氣體成分貯藏對狗頭棗生理變化的影響

表2 狗頭棗鮮度級別評判標準

表3 狗頭棗的基本化學成分及特征

圖1 常溫下狗頭棗呼吸強度變化Fig.1 Respiratory intensity of Dog-head jujube under room temperature

圖2 低溫下狗頭棗呼吸強度變化Fig.2 Respiratory intensity of Dog-head jujube under low temperature

2.3.1 不同氣體成分貯藏對狗頭棗果實硬度的影響

硬度反映的是棗果貯藏的質量，棗果的果實硬度會隨著貯藏時間的延長而逐漸降低。由圖3看出，貯藏初期不同氣體成分下狗頭棗的果實硬度均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。其中以10%O2+90%N2處理的狗頭棗硬度下降趨勢最緩慢，貯藏80 d，由13.8 kg·cm-2降至9.8 kg·cm-2，且與1%CO2+10%O2+89%N2處理和2%CO2+10%O2+88%N2處理差異顯著(P<0.05)，說明10%O2+90%N2處理能較好地保持狗頭棗的硬度，延緩狗頭棗的軟化衰老。

圖中無相同小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)。下同。Symbols marked without the same lowercase letters meant significant (P<0.05) differences among treatments in the figure. The same as below.圖3 不同氣體成分貯藏對狗頭棗果實硬度的影響Fig.3 Effect of different gas composition storage on fruit hardness of Dog-head jujube

2.3.2 不同氣體成分貯藏對狗頭棗可滴定酸含量的影響

由圖4看出，貯藏初期狗頭棗可滴定酸含量微有增加，20 d后逐漸下降，其原因可能是貯藏初期狗頭棗果實還處于成熟階段，可滴定酸含量有所上升，貯藏一段時間后，果實完全成熟，可滴定酸含量開始下降。貯藏至80 d， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗果實可滴定酸含量變化較緩慢，且與其他處理差異顯著(P<0.05)，說明10%O2+90%N2處理能較好的保持棗果的可滴定酸含量。

2.3.3 不同氣體成分貯藏對狗頭棗還原糖含量的影響

由圖5看出，2%CO2+10%O2+88%N2處理的狗頭棗還原糖含量表現(xiàn)為先上升后下降，這可能是棗果在貯藏后期的呼吸作用消耗了一部分還原糖所致，其他處理還原糖含量均呈上升趨勢。貯藏80 d時， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗還原糖含量由最初的8.04 g·100g-1上升至14.93 g·100g-1，在4個處理中上升速率最慢，且與1%CO2+10%O2+89%N2處理和2%CO2+10%O2+88%N2處理相比差異顯著(P<0.05)。由此說明， 10%O2+90%N2處理能減緩淀粉向還原糖的轉化速度，使還原糖含量保持穩(wěn)定。

圖4 不同氣體成分貯藏對狗頭棗可滴定酸含量的影響Fig.4 Effect of different gas composition storage on titratable acid content of Dog-head jujube

圖5 不同氣體成分貯藏對狗頭棗還原糖含量的影響Fig.5 Effect of different gas composition storage on reducing sugar content of Dog-head jujube

2.3.4 不同氣體成分貯藏對狗頭棗VC含量的影響

由圖6看出，采后貯藏期間，狗頭棗VC含量初期略有上升，然后開始下降，這可能是因為狗頭棗在貯藏前期有一個進一步成熟和營養(yǎng)轉化的過程[28]。貯藏40 d后，1%CO2+10%O2+90%N2和2%CO2+10%O2+88%N2處理的狗頭棗VC含量下降趨勢明顯加快，貯藏到80 d， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗VC含量比21%O2+79%N2高出近2倍。該處理與其他處理相比差異顯著(P<0.05)，這說明10%O2+90%N2處理能較好地保持棗果VC含量，提高棗果的食用品質。

2.3.5 不同氣體成分貯藏對狗頭棗多聚半乳糖醛酸酶活性的影響

多聚半乳糖醛酸酶(PG)與果實軟化密切相關。由圖7看出，采收時狗頭棗果實的PG活性較高，貯藏前20 d內PG活性顯著下降。貯藏20～40 d，PG活性逐漸上升，上升的原因可能是在此階段果實逐漸成熟，果實組織細胞壁結構發(fā)生變化，誘導果實PG活性增強。貯藏40 d后，2%CO2+10%O2+88%N2處理組PG活性出現(xiàn)明顯下降可能是由于果實質地變軟引起的[29]。21%O2+79%N2處理和10%O2+90%N2處理使PG活性處于較低水平，且與1%CO2+10%O2+89%N2和2%CO2+10%O2+88%N2處理之間差異顯著(P<0.05)，對抑制狗頭棗果實PG活性和延緩果實軟化十分有利。

圖6 不同氣體成分貯藏對狗頭棗Vc含量的影響Fig.6 Effect of different gas composition storage on VC content of Dog-head jujube

圖7 不同氣體成分貯藏對狗頭棗PG活性的影響Fig.7 Effect of different gas composition storage on PG activity of Dog-head jujube

2.3.6 不同氣體成分貯藏對狗頭棗過氧化氫酶活性的影響

過氧化氫酶(CAT)能催化分解組織中高濃度的H2O2，從而降低由H2O2產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)對機體造成的傷害[30]。由圖8看出，貯期CAT活性均呈下降趨勢，但10%O2+90%N2處理狗頭棗CAT活性下降較緩慢，貯藏20 d時，該處理與其他處理相比差異顯著(P<0.05)，說明10%O2+90%N2處理可較好地提高采后狗頭棗CAT活性。

圖8 不同氣體成分貯藏對狗頭棗CAT活性的影響Fig.8 Effect of different gas composition storage on CAT activity of Dog-head jujube

2.3.7 不同氣體成分貯藏對狗頭棗過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶(POD)可催化由過氧化氫參與的各種還原物質的氧化反應，果蔬中的酚類化合物會發(fā)生氧化還原反應生成醌，通過一系列反應后聚合生成黑色素，從而導致果蔬褐變[31]。研究不同貯藏方式下POD活性的變化，對于探討鮮棗的褐變機理具有重要意義。由圖9看出，貯期各處理的POD活性均呈逐漸上升的趨勢。其中， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗POD活性變化最小，并且在整個貯藏期一直處于最低水平，貯藏到80 d，與其他處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3.8 不同氣體成分貯藏對狗頭棗多酚氧化酶活性的影響

多酚氧化酶(PPO)是促進果實褐變的主要酶類，在有氧條件下，它可以氧化酚類物質形成醌等褐色素，引起果實褐變。由圖10看出，貯藏期間各處理中狗頭棗PPO活性均呈上升趨勢。10%O2+90%N2處理在整個貯藏期始終處于較低的狀態(tài)，沒有高峰出現(xiàn)，貯藏40 d與1%CO2+10%O2+89%N2和2%CO2+10%O2+88%N2差異顯著(P<0.05)。

2.4 不同氣體成分貯藏對狗頭棗好果率和鮮度指數(shù)的影響

好果率可直接反映狗頭棗的貯藏效果。由圖11看出，貯藏40 d后，各處理好果率有不同程度下降，以2%CO2+10%O2+88%N2處理下降最快，其他處理下降不很明顯。貯藏到80 d， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗好果率為88.6%，與其他處理間差異顯著(P<0.05)。

圖9 不同氣體成分貯藏對狗頭棗POD活性的影響Fig.9 Effect of different gas composition storage on POD activity of Dog-head jujube

圖10 不同氣體成分貯藏對狗頭棗PPO活性的影響Fig.10 Effect of different gas composition storage on PPO activity of Dog-head jujube

圖11 不同氣體成分貯藏對狗頭棗好果率的影響Fig.11 Effect of different gas composition storage on the good fruit rate of Dog-head jujube

鮮度指數(shù)能客觀地反映棗果的貯藏效果，從圖12看出，10%O2+90%N2處理的狗頭棗貯藏40 d與采摘初期在外觀上基本沒有區(qū)別，貯藏80 d鮮度指數(shù)為0.59，與21%O2+79%N2之間差異不顯著，但與1%CO2+10%O2+89%N2和2%CO2+10%O2+88%N2處理之間差異顯著(P<0.05)。

圖12 不同氣體成分貯藏對狗頭棗鮮度指數(shù)的影響Fig.12 Effect of different gas composition storage on the freshness index of Dog-head jujube

不同氣體成分貯藏狗頭棗80 d外觀情況見圖13。由圖13看出，10%O2+90%N2和21%O2+79%N2處理組貯藏80 d時，狗頭棗外觀基本保持了原有的性狀，且無褐變、酒化和腐爛現(xiàn)象，與貯藏初期無顯著差別。1%CO2+10%O2+89%N2處理組貯藏80 d時，狗頭棗外觀出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，2%CO2+10%O2+88%N2處理組棗果表面軟化，出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。這與鮮度指數(shù)結果一致。

圖13 不同氣體成分貯藏狗頭棗80 d外觀狀況Fig.13 Appearance of Dog-head jujube treated with different gas composition storage for 80 d

3 討論與結論

棗果貯藏對低O2和高CO2比較敏感，李曉東等[32]、王文生等[33]研究發(fā)現(xiàn)，棗果不能忍受高于3%的CO2，所以鮮棗不適合密閉條件下的自發(fā)氣調貯藏。許多研究表明，高濃度的CO2可通過抑制線粒體的琥珀酸脫氫酶系統(tǒng)，使三羧酸循環(huán)無法正常進行，乙醇、乙醛等有害物質大量積累，導致內膜系統(tǒng)紊亂和瓦解，使膜透性加大[34-35]。宗亦臣等[36]研究表明，12%～15%O2+85%～88%N2氣調貯藏可以有效抑制冬棗果實多酚氧化酶和過氧化物酶的活性，推遲多酚氧化酶活性高峰的到來，防止冬棗褐變和酒化，延長冬棗貯藏期限。王亮等[37]研究了氣調貯藏對冬棗采后生理及有害物質積累的影響，結果表明，2%O2+0%CO2+98%N2的氣調指標對冬棗貯藏最為有利。這與本實驗中低CO2濃度處理有利于狗頭棗果實貯藏的研究結果相一致。

本實驗中不同氣體配比對狗頭棗貯藏效果的好壞順序依次為10%O2+90%N2>21%O2+79%N2>1%CO2+10%O2+89%N2>2%CO2+10%O2+88%N2?？梢钥闯?，在氣調貯藏中，不加CO2的貯藏效果好于加1%或2%CO2，這可能是因為狗頭棗不耐受CO2的原因。高濃度CO2致使細胞膜透性增大，棗果代謝失調，加快了體內物質分解反應速率與果實成熟衰老。從10%O2+90%N2與21%O2+79%N2的比較看出，在不加CO2的條件下，低O2濃度更有利于棗果的貯藏，這可能與降低呼吸強度有關，至于狗頭棗能否耐受更低濃度的O2仍需進一步研究。

陜西延安延川縣狗頭棗為非呼吸躍變型果實，適宜的氣調貯藏(CA)能使PG、POD和PPO活性處于一個較低的水平，CAT活性得到較好的維持，能延緩狗頭棗果實VC含量和果實硬度的下降速率，減緩可滴定酸含量的下降速率和還原糖含量的變化，有利于延長貯藏期，保持風味品質。狗頭棗在溫度-1～0 ℃、相對濕度90%～95%、氣體配比10%O2+90%N2的條件下貯藏效果最好，貯藏80 d，好果率88.6%，鮮度指數(shù)0.59。