淺析氣體調(diào)節(jié)保鮮技術(shù)在楊桃貯藏中的應(yīng)用*

郭春陽(yáng) ， 曹玉華 ， 張 立 ， 曾令超

（廣東白云學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院，廣東 廣州 510080）

0 前言

楊桃是熱帶和亞熱帶地區(qū)的特產(chǎn)水果，果實(shí)皮薄，質(zhì)脆，具有5條棱，呼吸作用旺盛，營(yíng)養(yǎng)成分下降快。其最佳的采收期是7月中旬，此時(shí)氣溫高、濕度大，果實(shí)采后在常溫條件下貯藏保鮮期較短，3天就會(huì)軟化腐爛，失去食用性，而如果低溫貯存保鮮方式不當(dāng)，又容易造成凍傷、冷害、腐爛及病變等。同時(shí)，7月為水果成熟旺季，極易造成楊桃滯銷(xiāo)現(xiàn)象，若無(wú)相應(yīng)的保鮮措施，楊桃容易腐爛，造成經(jīng)濟(jì)損失?？紤]到延長(zhǎng)其貨架期的現(xiàn)實(shí)意義，需要深入進(jìn)行楊桃儲(chǔ)藏保鮮研究。目前，新鮮水果保鮮主要采用物理、化學(xué)和生物等方法，但與楊桃氣調(diào)保鮮相關(guān)的研究和報(bào)道較少[1-4]。

由于楊桃的呼吸作用旺盛，降低楊桃的呼吸能力是延長(zhǎng)楊桃貨架期的一種方法，普通的低溫貯藏可以減弱水果的呼吸作用，大約每降低10 ℃可以減弱呼吸作用的一半，這就抑制了水果的腐敗。但是不能僅從減弱呼吸作用和代謝作用的方面來(lái)選擇貯藏溫度，因?yàn)闇囟冗^(guò)低會(huì)引起楊桃的凍傷和低溫病害，限制了水果貯藏期的進(jìn)一步延長(zhǎng)，甚至使?fàn)I養(yǎng)成分產(chǎn)生一定程度上的損耗。而氣體調(diào)節(jié)保鮮技術(shù)在低溫貯藏的基礎(chǔ)上，通過(guò)人為改變氣體成分，降低環(huán)境氣體中的氧氣含量，改變二氧化碳和氮?dú)獾慕M成比例，抑制果蔬呼吸作用，減少物質(zhì)消耗，使呼吸強(qiáng)度降低至僅能維持正常生命活動(dòng)的最低程度，延緩楊桃成熟老化過(guò)程以達(dá)到保鮮效果[5-9]。

本實(shí)驗(yàn)通過(guò)氣體調(diào)節(jié)保鮮裝置對(duì)楊桃進(jìn)行貯藏實(shí)驗(yàn)，分析楊桃在低溫貯藏下及氣體調(diào)節(jié)低溫貯藏條件下，貯藏期內(nèi)楊桃的理化指標(biāo)變化情況，為楊桃氣調(diào)貯藏研究提供可靠性依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料與方法

實(shí)驗(yàn)選用的楊桃來(lái)自廣州市某果園，采摘時(shí)為發(fā)育豐滿(mǎn)、尚未充分成熟的青果，果實(shí)表面無(wú)碰傷，果實(shí)重100 g~150 g。10個(gè)楊桃為一組。楊桃在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行10 ℃預(yù)冷處理，分為兩組進(jìn)行試驗(yàn)。冷藏組套0.04 mm聚乙烯薄膜置于1號(hào)箱體中低溫貯藏（RA+RH，冷藏溫度5 ℃，相對(duì)濕度90%~95%），氣調(diào)組套0.04 mm聚乙烯薄膜置于2號(hào)箱體中氣調(diào)低溫貯藏（CA，冷藏溫度5 ℃，氧氣含量3%~5%，二氧化碳含量3%~5%，氮?dú)夂?0%，相對(duì)濕度90%~95%）。每組均觀察好果率、失重率、外觀、硬度、可溶性固體物含量、維生素C含量。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)運(yùn)行32天，每間隔4天進(jìn)行一次楊桃的理化指標(biāo)測(cè)試，直至楊桃無(wú)食用價(jià)值為止。

2 儀器設(shè)備

硬度計(jì)（GY5A，精度±0.01 kg/cm2，量程0.2 kg/cm2~15 kg/cm2），折光計(jì)（J157，精度0.000 01 RI，波長(zhǎng)589.3 nm），電子天平（BAS 224S-CW，精度0.1 mg，量程220 g），智能嵌入式氣調(diào)試驗(yàn)臺(tái)（試驗(yàn)箱體、制冷系統(tǒng)、液氮沖注氣調(diào)系統(tǒng)、超聲波加濕系統(tǒng)、換氣系統(tǒng)和變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)：制冷系統(tǒng)包含制冷機(jī)組、前置溫度傳感器，液氮沖注氣調(diào)系統(tǒng)包含液氮?dú)饣b置、氧氣體積分?jǐn)?shù)傳感器，超聲波加濕系統(tǒng)包含加濕水箱、超聲波霧化振子、水霧導(dǎo)流裝置，換氣系統(tǒng)包含吸氣電磁閥、排氣電磁閥，變風(fēng)量通風(fēng)系統(tǒng)包含變頻風(fēng)機(jī)、風(fēng)速調(diào)節(jié)器等）。

3 理化指標(biāo)測(cè)試方法

好果率：感官測(cè)試法，通過(guò)肉眼觀測(cè)果實(shí)外貌，并與初始試驗(yàn)果實(shí)外貌進(jìn)行對(duì)比。

失重率：稱(chēng)重法，楊桃在貯藏過(guò)程中的失重率（Δm）按公式（1）進(jìn)行計(jì)算

其中：m0表示楊桃的初始質(zhì)量（g），mi表示第i天楊桃的質(zhì)量（g）。

果實(shí)硬度：利用硬度計(jì)直接測(cè)定，讀取表盤(pán)上的數(shù)值，單位為kg/cm2。

可溶性固體物（TSS）：折射儀法，在20 ℃時(shí)用折光計(jì)測(cè)定待測(cè)樣液的折光率，直接在折光計(jì)上讀出。

維生素C含量：微量熒光法[10]，取10.0 g楊桃果肉，加入2 g酸洗活性炭，劇烈搖動(dòng)后取5 mL移至裝有5 mL含50%的NaOAc和約27 mL鈣的水溶液中，加入鄰苯二胺水溶液，用渦流混合器振蕩，測(cè)定熒光強(qiáng)度。

4 結(jié)果與討論

4.1 楊桃好果率的變化

如圖1所示，實(shí)驗(yàn)中氣調(diào)組的楊桃保鮮程度優(yōu)于冷藏組。在第16天時(shí)，冷藏組的好果率為88%，氣調(diào)組的好果率為94%；在第32天實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，冷藏組的好果率為80%，氣調(diào)組好果率為88%，氣調(diào)組的好果率比冷藏組高約8%。氣調(diào)組在貯藏第16天時(shí)樣品中出現(xiàn)壞果，冷藏組在貯藏第8天時(shí)樣品中出現(xiàn)壞果?？梢?jiàn)，氣調(diào)保鮮具有提高果實(shí)品質(zhì)的能力。從樹(shù)上采摘下來(lái)的水果仍然保持著生物活性，普通的低溫貯藏可以減弱水果的呼吸作用，抑制水果的腐敗，但楊桃處于氧氣濃度較高的環(huán)境中時(shí)，呼吸作用依舊旺盛。而采用氣體調(diào)節(jié)方式調(diào)節(jié)低溫貯藏環(huán)境中的氣體組成，改為低氧氣、高二氧化碳濃度，能夠控制果蔬的呼吸和蒸發(fā)，抑制微生物的生長(zhǎng)，使水果獲得更好的保鮮，達(dá)到延期貯藏的目的。

圖1 貯藏期內(nèi)楊桃好果率的變化

4.2 楊桃失重率的變化

如圖2所示，實(shí)驗(yàn)中氣調(diào)組的楊桃保鮮程度優(yōu)于冷藏組。在第16天時(shí)，冷藏組的失重率為34%，氣調(diào)組失重率為14%；在第32天實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，冷藏組失重率為64%，氣調(diào)組失重率為22%。冷藏組從第8天開(kāi)始失重曲線(xiàn)呈明顯上升趨勢(shì)，氣調(diào)組失重曲線(xiàn)較為平緩且失重率較低。楊桃水分的蒸發(fā)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗是采后貯藏過(guò)程中果實(shí)失重的主要原因，失重?fù)p失會(huì)導(dǎo)致果實(shí)萎蔫、變質(zhì)及腐爛。氣調(diào)貯藏使楊桃在低氧、高二氧化碳的人工控制的空氣中進(jìn)行密閉冷藏，缺少氧氣的情況下楊桃的新陳代謝受到抑制，減少呼吸作用中底物的消耗，從而減少楊桃內(nèi)營(yíng)養(yǎng)成分的損失，同時(shí)抑制貯存期間楊桃水分蒸發(fā)而發(fā)生的蒸騰現(xiàn)象，有效維持楊桃的質(zhì)量。

4.3 楊桃硬度的變化

如圖3所示，實(shí)驗(yàn)中氣調(diào)組的楊桃硬度優(yōu)于冷藏組。在第16天時(shí)，冷藏組楊桃硬度0.75 kg/cm2，氣調(diào)組楊桃硬度0.95 kg/cm2；在第32天實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，冷藏組楊桃硬度0.55 kg/cm2，氣調(diào)組楊桃硬度0.8 kg/cm2。冷藏組從第4天開(kāi)始硬度曲線(xiàn)呈明顯下降趨勢(shì)，氣調(diào)組硬度曲線(xiàn)下降平緩。楊桃在呼吸代謝過(guò)程中蛋白質(zhì)和脂肪等作為呼吸底物，經(jīng)過(guò)一系列氧化還原反應(yīng)被逐步降解氧化成二氧化碳和水，降解都是在特定酶的催化下發(fā)生的。氣調(diào)貯藏采用低氧、高二氧化碳的條件，酶類(lèi)的活性遭到抑制，延緩了有機(jī)物的分解，降低維持楊桃硬度的果膠物質(zhì)的減少速度，減少揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生和果膠物質(zhì)的分解，阻礙楊桃脆硬度的降低，減慢衰老速度。

圖3 貯藏期內(nèi)楊桃硬度的變化

4.4 楊桃可溶性固體物（TSS）含量的變化

如圖4所示，實(shí)驗(yàn)中氣調(diào)組可溶性固體物含量?jī)?yōu)于冷藏組。在第16天時(shí)，冷藏組可溶性固體物含量8.5%，氣調(diào)組可溶性固體物含量8.3%；在第32天實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，冷藏組可溶性固體物含量8.6%，氣調(diào)組可溶性固體物含量8.8%。冷藏組在第24天出現(xiàn)呼吸高峰，氣調(diào)組第28天出現(xiàn)呼吸高峰。楊桃在呼吸代謝過(guò)程中，其中的可溶性糖類(lèi)會(huì)被降解成二氧化碳和水，但是代謝的速度不均勻的，達(dá)到呼吸高峰會(huì)迅速衰老，可溶性固體物含量會(huì)迅速下降。氣調(diào)貯藏采用低氧、高二氧化碳的條件，推遲呼吸作用高峰的到來(lái)，并能降低呼吸高峰頂點(diǎn)時(shí)的呼吸強(qiáng)度，可以有效控制楊桃品質(zhì)，延長(zhǎng)貨架期。

圖4 貯藏期內(nèi)楊桃可溶性固體物含量的變化

4.5 楊桃維生素C含量的變化

如圖5所示，實(shí)驗(yàn)中氣調(diào)組的楊桃維生素C含量?jī)?yōu)于冷藏組。在第16天時(shí)，冷藏組楊桃維生素C含量24 mg/L，氣調(diào)組楊桃維生素C含量31 mg/L；在第32天實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，冷藏組楊桃維生素C含量16 mg/L，氣調(diào)組楊桃維生素C含量22 mg/L。維生素C含量呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢(shì)，冷藏組從第8天開(kāi)始維生素C含量呈明顯下降趨勢(shì)，氣調(diào)組在第16天開(kāi)始維生素C含量下降，但趨勢(shì)較為平緩。維生素C是維持楊桃生命活動(dòng)的有機(jī)物質(zhì)，會(huì)被呼吸作用代謝為二氧化碳和水。通過(guò)降低氧氣濃度和提高二氧化碳濃度，能夠降低果蔬的呼吸強(qiáng)度，但是氧氣對(duì)呼吸強(qiáng)度的抑制必須降到7%以下才能起作用，但不應(yīng)低于2%，否則容易出現(xiàn)中毒現(xiàn)象。氣調(diào)保鮮可以保持楊桃中維生素C的含量緩慢下降，以達(dá)到保鮮效果。

圖5 貯藏期內(nèi)楊桃維生素C含量的變化

5 結(jié)論

造成楊桃變質(zhì)的原因是呼吸、蒸發(fā)、微生物增長(zhǎng)及成分氧化的作用，這些作用與楊桃貯藏的環(huán)境氣體組成如氧氣、二氧化碳、水分以及溫度等有密切的關(guān)系。在5 ℃下采用兩種不同貯藏方式，低溫貯藏及氣體調(diào)節(jié)貯藏。通過(guò)對(duì)楊桃的理化指標(biāo)進(jìn)行分析，氣體調(diào)節(jié)組能夠控制楊桃貯藏環(huán)境的氣體成分，從而控制楊桃的呼吸及蒸發(fā)作用，抑制新陳代謝，控制氧化，最低限度地消耗自身營(yíng)養(yǎng)，維持其正常生命活動(dòng)，保證其色澤、硬度、風(fēng)味及營(yíng)養(yǎng)成分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，氣體調(diào)節(jié)貯藏保鮮效果優(yōu)于低溫貯藏，氣體調(diào)節(jié)貯藏下楊桃可保鮮30~32天。