薄膜包装结合乙烯吸收剂对山楂果实生理和果肉褐变的影响

王 亮，赵迎丽，冯志宏，王春生

（山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所，山西 太原 030031）

薄膜包装结合乙烯吸收剂对山楂果实生理和果肉褐变的影响

王 亮，赵迎丽，冯志宏，王春生

（山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所，山西 太原 030031）

选用2 种不同薄膜包装及其结合乙烯吸收剂的处理方法，对“敞口”山楂果实进行低温贮藏实验，测定不同处理包装内乙烯含量的变化以及山楂果实生理和品质的相关指标，并测定了山楂果肉褐变相关的多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性和酚类物质含量。结果表明：在（0±0.5）℃条件下，山楂果实表现出跃变型果实特征，30 μm厚聚氯乙烯薄膜包装有利于保持山楂果肉硬度，减缓了可滴定酸（titratable acid，TA）和VC含量的下降，但加速了贮藏后期丙二醛（malondiadehyde，MDA）含量上升和果肉褐变；15 μm厚高渗出CO2保鲜袋对山楂果实果肉硬度、TA和VC含量变化影响不明显，但抑制贮藏后期果实的乙烯释放和MDA含量上升，降低了果实褐变率；乙烯吸收剂的使用有利于包装内乙烯含量的降低，有效减缓了果肉硬度、果实中TA和VC含量的下降，减缓了MDA含量的上升，维持了山楂果实较低而平稳的生理代谢水平，较好地抑制了PPO活性和酚类物质含量的波动，明显降低果实褐变程度，显著提高了山楂果实的贮藏品质。综合分析，15 μm高渗出CO2保鲜袋结合乙烯吸收剂的处理对山楂果实低温（（0±0.5）℃）贮藏效果最佳。

山楂；包装；乙烯吸收剂；贮藏品质

山楂（Crataegus pinnatifida）属于蔷薇科（Rosaceae）山楂属（Crataegus L.），又名山里红、红果。山楂 果实为呼吸跃变型果实，一般贮藏期为3～4 个月，但在贮藏过程中易出现失水、果皮开裂、果肉软化褐变等现象，果实中的营养物质也大量损失，品质丧失严重。近年来，随着山楂加工行业和鲜食需要的数量与质量的提高，提高山楂贮藏保鲜技术已经成为当前行业发展亟待解决的问题。

由于薄膜材料具有一定的透气性，包装一定时间后袋内CO2和O2浓度可趋于相对稳定，同时自发气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）又可维持袋内高湿度，抑制果蔬呼吸作用和水分蒸发，延缓果实衰老。MAP结合低温贮藏是目前果蔬最广泛的贮藏方式[1-3]。乙烯吸收剂通过清除果实成熟过程中释放的乙烯而达到延缓衰老的目的，有利于延长果实贮藏期[4-7]。但在山楂果实上应用自发气调包装结合乙烯吸收剂的研究鲜有报道。因此，本实验通过研究低温条件下薄膜包装结合乙烯吸收剂对“敞口”山楂果实生理以及品质变化的影响，进而为山楂贮藏保鲜提供技术参数和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

“敞口”山楂采自山西省祁县东关乡官场村，采后当天运回山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所，在冷库（0 ℃）中预冷24 h后，挑选果面完全转红的八成熟、大小一致、无病虫害、无机械伤的山楂果实为原料。

薄膜保鲜袋由山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所提供；乙烯吸收剂（ethylene absorbent，EA）由山西龙田保鲜技术开发有限公司提供，商品名为“高效乙烯去除剂”。

氢氧化钠、三氯乙酸、无水乙醇、草酸 天津市北辰方正试剂厂；2,6-二氯酚靛酚、硫代巴比妥酸、酚酞国药集团化学试剂有限公司。所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

Ultrospec 2000紫外-可见分光光度计 英国Pharmacia Biotech公司；GC-14C气相色谱仪 日本岛津公司；果实硬度计 意大利TR公司 。

1.3 方法

1.3.1 贮藏条件

MAP处理：实验设置3 种不同包装处理，20 μm聚乙烯（polyethylene，PE）打孔（直径1cm×4个）保鲜袋（对照，CK），30 μm聚氯乙烯（polyvinyl chloride，PVC）保鲜袋（MAP1）和15 μm高渗出CO2保鲜袋（MAP2），规格均为70 cm×65 cm，每包装装果10 kg。每处理将山楂果实装入保鲜袋中扎口，盛放在塑料周转箱内。

EA处理：除对照组（CK）外，在上述处理的基础上，即MAP1和MAP2处理后加入EA处理分别表示为MAP1+EA和MAP2+EA，每包装内放置1小袋EA，每小袋净含量8 g，有效成分为高锰酸钾（质量分数≥10%）。

处理完毕后，每处理固定使用1 kg山楂测定果实乙烯释放量。从入贮开始每40 d随机取30 枚果实用于除果实乙烯释放外的其他测定内容。对照和所有处理均在库温为（0±0.5）℃的冷库中贮藏。

1.3.2 测定方法

包装内乙烯含量：直接用注射器在包装上预留取气管取样20 mL，用气相色谱仪，采用氢火焰离子化检测器测定乙烯含量。采用面积外标法计算，标样的体积含量为50 μL/L。

果实乙烯释放速率：采用气相色谱法。每次将1 kg样品置于真空干燥器内，密闭2h后取样20 mL，用气相色谱仪，采用氢火焰离子化检测器测定乙烯含量。采用面积外标法计算，标样的体积含量为50 μL/L。

硬度：在每个果实中间最大横径处去皮，取4 个点用硬度计测定硬度，为避免探头与种子接触，探头打入果肉1/2进果线，单位为kg/cm2[8]。

可滴定酸（titratable acid，TA）含量：采用酸碱滴定法测定，每处理取山楂果肉10 g匀浆，定容100 mL后过滤，取10 mL滤液，用0.1 mol/L NaOH的溶液进行滴定，酚酞为指示液[9]。

VC含量：参照李喜宏等[10]方法，每处理取山楂果肉10 g加少许质量分数2%草酸匀浆，定容100 mL后过滤，取10 mL滤液，用质量分数0.02%的2,6-二氯酚靛酚溶液滴定至微红，且15 s不褪色，记录用量并计算。

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测定[11]。

酚类物质含量：参考鞠志国[12]方法。

果肉褐变率：参照石建新等[14]的方法，每处理分3 次随机取果100 个，进行解刨并记录果肉褐变果实个数，计算果实褐变率。

1.4 数据统计

采用Excel 2003进行数据统计分析，采用DPS软件中新复极差法进行实验结果显著性检验。

2 结果与分析

2.1 不同处理对包装内乙烯含量的影响

从图1可以看出，整个贮藏过程中，CK中袋内乙烯含量始终处于极低水平；0～120 d，其他各处理中乙烯含量与CK基本一致，而在160 d时迅速上升，MAP1和MAP1+EA处理袋内乙烯气体含量在160 d后持续升高；MAP2和MAP2+EA处理在160 d出现乙烯气体积累峰值分别为9.03 μL/L和6.13 μL/L，而后降低。MAP1与MAP2两种包装中乙烯气体含量的差异说明MAP2更易透出袋内乙烯气体。此外，结合使用EA的两种MAP包装均显著降低了贮藏后期包装内的乙烯气体含量（P＜0.05）。

图1 不同处理条件下包装内的乙烯含量Fig.1 Changes in ethylene concentration in packaging bags during storage

2.2 不同处理对山楂果实乙烯释放速率的影响

图2 不同处理条件下山楂果实的乙烯释放速率Fig.2 Ethylene production rate in hawthorn fruits with different treatments

由图2可见，在0℃条件下，对照组及各处理的山楂果实乙烯生成速率的变化趋势基本一致，在贮藏120d前始终稳定在极低水平，到160d时迅速升高出现乙烯高峰，之后再下降。而在200d时，MAP2和MAP2+EA处理的果实乙烯释放速率最低分别为0.987 μL/（kg·h）和1.036 μL/（kg·h），明显低于CK、MAP1和MAP1+EA处理（P＜0.05），说明MAP2包装对抑制山楂果实呼吸跃变后乙烯生成速率有一定作用。

8. 未骋培风，俄惊溘露，顿此奇策，归乎□墓，福善罔征，昊穹难诉，一丧文律，长隳武库。(《王景之及妻崔氏墓志》)[8]

2.3 不同处理对山楂果肉硬度的影响

由图3可知，在贮藏期间山楂果肉硬度总体呈下降趋势。在贮藏200d时，MAP1和MAP1+EA处理的果实硬度分别下降了35.9%和45.6%，明显高于CK、MAP2和MAP2+EA处理（P＜0.05），说明MAP1包装能较好地维持山楂果肉的硬度，同时结合乙烯吸收剂使用效果更加明显。CK、MAP2和MAP2+EA处理果实果肉硬度在贮藏期间呈逐渐下降的趋势，200d时MAP2+EA处理的果肉硬度为10.97 kg/cm2，略高于MAP2处理的9.27 kg/cm2和CK的10.91 kg/cm2。可以看出，MAP2对抑制山楂果肉硬度下降效果不显著（P＞0.05）。而CK在160d后高于MAP2处理，可能与对照组CK的果实贮藏后期失水严重有关。

图3 不同处理条件下山楂的果肉硬度Fig.3 Flesh firmness of hawthorn fruits with different treatments

2.4 不同处理对山楂果实TA含量的影响

图4 不同处理条件下山楂果实的TA含量Fig.4 Titratable acid content of hawthorn fruits with different treatments

由图4看出，随贮藏时间的延长，山楂果实的TA含量总体呈下降趋势，在160 d后下降趋势更加明显。MAP1、MAP1+EA在贮藏过程中呈现前期略微上升后期迅速下降的趋势，且在整个贮藏期间均高于CK、MAP2和MAP2+EA处理，说明30 μm PVC保鲜袋对抑制山楂果实中TA的降解有一定作用，在结合使用EA后的效果更加明显。

2.5 不同处理对山楂果实VC含量的影响

图5 不同处理条件下山楂果实的VC含量Fig.5 Effects of different treatments on vitamin C content in hawthorn fruits

从图5可以看出，整个贮藏过程中，山楂果实VC含量总体呈先升后降趋势。CK中果实的VC含量整个贮藏期间始终低于其他处理。在160 d前VC含量上升可能与山楂果实后熟过程中果实内不断合成VC有关；而在200 d时VC含量下降可能与山楂果实在160 d时表现的跃变生理特征有关。经显著性分析可知，MAP1与MAP2两种包装之间对山楂果实中VC含量变化的影响差异不显著（P＞0.05）。

2.6 不同处理对山楂果实MDA含量的影响

图6 不同处理条件下山楂果实的MDA含量Fig.6 MDA content in hawthorn fruits with different treatments

由图6可知，山楂果实贮藏期间MDA含量整体上呈上升趋势。贮藏120 d时，MAP1和MAP1+EA处理中山楂果肉MDA含量迅速上升高于CK，而MAP2和MAP2+EA处理的MDA含量上升相对平缓且低于CK。贮藏200 d时，CK、MAP1、MAP1+EA、MAP2和MAP2+EA处理的MDA含量较初始值8.39 μmol/g均有所上升，依次为19.20、21.40、19.57、15.50 μmol/g和13.57 μmol/g。

可见，MAP1包装内形成的低O2高CO2环境，造成了山楂果实在贮藏后期一定程度的无氧呼吸，加速了对组织的伤害，增加了MDA的生成；而MAP2和MAP2+EA处理的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，且与EA结合使用效果更加明显（P＜0.05）。

2.7 不同处理对山楂果实PPO活性的影响

图7 不同处理条件下山楂果实PPO活性Fig.7 Effects of different treatments on PPO activity in hawthorn fruits

从图7可知，在0～160 d各处理果实中PPO活性随着贮期的延长呈现波动下降的趋势，在贮藏80 d和160 d时酶活性明显降低，在贮藏200 d时，酶活性明显上升。对照、MAP1和MAP2处理山楂果肉中PPO活性显著上升，而在贮藏过程中波动幅度较大，使用乙烯吸收剂的MAP1+EA和MAP2+EA处理中的山楂果实PPO活性的波动平缓，且在200 d时上升幅度较小。说明，在冷藏条件下MAP包装结合EA，使山楂果实生理代谢水平表现相对低而平稳，可较好地抑制PPO活性的波动，有利于山楂果实良好贮藏品质的维持。

2.8 不同处理对山楂果实酚类物质含量的影响

图8 不同处理条件下山楂果实酚类物质含量Fig.8 Phenolics content of hawthorn fruits with different treatments

如图8所示，山楂在贮藏过程中，果肉酚类物质含量呈波动上升趋势，分别在贮藏80 d和160 d出现峰值。对照果实中的酚类物质含量始终高于其他处理。相对于MAP1和MAP2处理， MAP1+EA和MAP2+EA处理中的山楂果实的酚类物质含量变化相对平缓。在200 d时，各处理酚类物质含量均有所降低或增加明显减缓，这可能与果实在160 d时跃变生理代谢后，PPO活性明显上升消耗大量酚类物质有关。

2.9 不同处理对山楂果肉褐变率的影响

表1 不同处理条件下山楂果肉褐变率Table 1 Flesh browning rate of hawthorn fruits with different treatments

由表1可知，山楂果肉褐变率随贮藏时间的延长呈不断增加的趋势。在贮藏120d时，MAP1和MAP1+EA处理中的山楂果实褐变率显著低于其他处理（P＜0.05），可能与MAP1包装内所形成的低O2、高CO2环境对山楂果肉褐变有一定抑制作用有关；但在贮藏200d时，MAP2和MAP2+EA处理中山楂果实褐变率低于其他处理，说明高渗出CO2保鲜袋对抑制山楂后期果肉褐变效果明显。MAP1和MAP1+EA处理中果肉褐变率显著上升（P＜0.05），这可能由于随着山楂果实的衰老，组织细胞对CO2气体的耐受程度显著下降，低O2高CO2环境加快了山楂果肉褐变速率。此外，在贮藏200d时，MAP1和MAP2两种包装结合使用EA可显著抑制山楂果肉褐变（P＜0.05)。

3 讨 论

本研究结果表明，山楂果实表现出明显跃变型特征，MAP1（30 μm厚PVC包装）对抑制山楂硬度的下降及果实中TA、VC的降解有一定作用，但阻碍了包装内乙烯的向外扩散，明显促进了贮藏后期MDA含量的增加，增高了果实褐变率；MAP2（15 μm厚高渗出CO2保鲜袋）对山楂果实果肉硬度、TA和VC含量变化影响不明显，但有利于包装内乙烯气体的透出，降低了贮藏后期果实乙烯释放速率，抑制了果实中MDA含量的上升和果实褐变；EA处理有利于包装内乙烯气体含量的降低，有效减缓了果肉硬度下降、果实中VC的降解和MDA含量的上升，维持了山楂果实相对低而平稳生理代谢水平，可较好地抑制PPO活性和酚类物质含量的波动，抑制果实褐变显著。综合分析，15 μm的高渗出CO2保鲜袋结合乙烯吸收剂是山楂长期低温贮藏的最佳措施。

一般认为，采后果蔬褐变是由于酚类物质经PPO催化的酶促氧化引起。酚类物质在氧作用下，被PPO催化成醌，醌进一步聚合成褐色素，导致褐变[15-16]。研究表明，苹果或梨果实褐变是由于贮藏环境中高CO2浓度导致果实氧化伤害，低氧可以加剧这种伤害[17-18]。已有研究[19-20]表明：高浓度的CO2能引起氧化胁迫而使细胞中H2O2积累，从而加剧细胞膜损伤。细胞膜受损促使了细胞内定位在不同部位的PPO与酚类物质发生氧化反应，导致褐变反应[21]。本实验发现MAP1包装较对照CK和MAP2包装，降低了贮藏后期山楂果实的褐变率，其原因可能并不是直接抑制果实PPO活性和降低酚类物质的含量，而是由于避免贮藏过程中对果实的CO2伤害，抑制了果实中MDA的生成，较好地保护了细胞膜结构的完整性，减少酚类物质和PPO接触的几率，抑制酶促褐变的发生，从而降低了果实的褐变率。相反，MAP2加重了果实的CO2伤害程度，与此相对应的果实褐变程度加重。有关山楂果实褐变的生理生化变化机制还需进一步研究。

EA是通过氧化去除环境中的乙烯含量进而降低果实的个体代谢水平的。本实验中乙烯吸收剂处理的果实褐变趋势减缓，可能是由于在减少环境中乙烯气体含量过程中，使山楂果实保持相对较低而且平稳的生理代谢水平，较好地抑制了PPO活性和酚类物质含量的波动，有效减缓果实中VC的降解和MDA含量的上升，推迟了果实褐变发生的时间并降低了果实褐变程度，MAP1+EA处理能够有效降低包装内的乙烯含量，抑制酶促褐变反应进程，起到显著延缓山楂果实成熟和衰老、提高其贮藏品质的作用。

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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

山西省农业科技攻关计划项目（20130311033-2）

王亮（1980—），男，助理研究员，硕士，研究方向为果蔬采后生理及贮藏保鲜技术。E-mail：aaron918_80@163.com