SO2保鲜纸结合冷库预冷对龙眼果实低温贮藏效果的影响

韩冬梅，朱春宇，张 璐，郑伊琪，吴嘉颀，吴振先,*

（1.广东省农业科学院果树研究所，农业部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室，广东省热带亚热带果树研究重点实验室，广东 广州 510640；2.华南农业大学园艺学院，广东省果蔬保鲜重点实验室，南方园艺产品保鲜教育部工程中心，广东 广州 510642）

SO2是鲜食或加工产品的有效保护剂，具有较强的杀菌、抗氧化、防褐变和有机色素漂白作用[1-3]，特别在加工产品的护色防腐[4-5]、中药材保存[6-7]、出口荔枝[8]和葡萄鲜果[9-10]贮藏等生产过程中发挥着重要作用。龙眼鲜果难于贮藏，国内生产中，一般采收后在阴凉处选果，再用箩筐或者纸箱包装，后直接运输至近距离市场，或用泡沫箱加冰的方法包装，运至较远的北方或东南亚市场，但果实货架期短，大约1 d左右，第2天即完全褐变，失去商品价值。而在进出口贸易中，SO2气体熏蒸是龙眼果实采后处理的关键技术[11-12]，快速漂白褪除果皮原有的褐色[13-14]，降低果肉呼吸强度[15]，并可在一定程度抑制果实褐变，显著延长果实低温贮藏寿命，使货架期保持在3~4 d左右。但是，SO2对龙眼鲜果皮中色素物质的影响机理，鲜见有相关报道。此外，SO2熏蒸技术对设施和场地要求较高，投资大，难以推广，因此更为简便的SO2处理方法一直被市场所期待。在2015—2016年的预备试验中，运用自行研制的龙眼专用SO2保鲜纸（专利申请号201610227848.7，以焦亚硫酸钠为主的复合保鲜剂），处理后直接贮藏在5℃冷库中，30~40 d后出库商品率≥95%，货架寿命达3~4 d（商品率≥85%），果肉中SO2残留低于国标最大残留限量（30 mg/kg）[16]，但会发生果实表面严重积水的问题。

预冷能够迅速降低产品采后温度，帮助产品快速进入低呼吸能耗状态，延长贮藏期[17-18]。预冷方法和预冷时长两者都很重要，如强制通风预冷结合适宜的包装能够迅速降低柑橘果实的温度[19]；逐步降温预冷可使冷敏水果避免冷害发生[20]；30℃下延迟6 h预冷，草莓失水率提高50%，硬度下降14%~22%，品质明显下降[21]。龙眼主产于我国南部及东南亚热带地区，成熟于酷暑季节，呼吸放热严重[22]，贮前预冷尤为必要，但预冷失水可能会加剧龙眼果皮褐变现象的发生，包装与否及其透水性高低对龙眼果皮褐变影响显著[23-24]。因此，龙眼采后预冷生产上一直未见应用，也少见有相关报道。

为了解决贮藏龙眼果实表面积水问题，笔者于2017年7月15日开展了龙眼果实“保鲜纸+5℃低温预冷”技术的常温贮藏试验，结果表明货架3 d时，预冷处理的果实商品率为91.92%（不预冷为80.69%），而且减少了果实表面积水。在此基础上，本试验研究了“复合保鲜剂用量、保鲜纸中助剂用量、预冷方式、预冷时长”4个因素共同对低温下龙眼果实贮藏效果的影响，探讨了其对出库果皮色度、综合品质以及货架商品率的影响，评价不同因素的作用，以期为今后技术的进一步完善以及其它水果同类贮运技术的研究提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

材料：“石硖”品种龙眼，2017年7月21日采自广东省农业科学院果树研究所龙眼资源圃，成熟度85%~95%，采收气温36~37℃，剪留20~25 cm左右长果枝，剔除残次果，运回实验室冷库大厅。

试剂：无水乙醇、丙酮、甲醇、二氯氧锆（ZrOCl2·8H2O）、氯化钠、氯化汞、硫酸锌、硼砂、盐酸副玫瑰苯胺（盐酸副品红）等，均为国产分析纯；咪鲜胺（农药级），江苏辉丰农化股份有限公司产品。

1.1.2 仪器与设备

DDS-307型电导率仪，ATAGO PR-32α型数显折光仪，CR-300型全自动色差仪，UV-1600型紫外分光光度计。

1.2 方法

1.2.1 处理与包装

杀菌消毒：果实采收前一天喷施质量体积分数500 mg/L的咪鲜胺，对果实进行杀菌消毒，以减轻采后贮藏期间病害发生率；采收后运回实验室冷库大厅，在厅内温度（25±1）℃下挑选出无病、虫、伤、褐变、腐烂的果实，然后进行保鲜处理和包装。

贮藏包装：使用硬质塑料筐包装（内径40 cm×30 cm×15 cm），以0.02 mm厚聚乙烯（PE）袋衬垫。每筐装果5.0 kg，在（5±0.5）℃冷库敞口预冷一定时间后，果面铺放一张保鲜纸，释放面朝下，密封，在该温度下继续贮藏至35 d后出库。

货架包装：出库后挑选出好果进行货架观察，使用六面带孔的透明塑料保鲜盒盛放，每盒约装果500g，在（25±1）℃恒温室进行货架观察，重复3次。每日称取果重，观察货架表现。

冻样制取：果实出库开箱后随机拿取30个果实，剥取一半果肉和果皮，分别以液氮冻结并粉碎，置铝箔纸包装袋中密封，于-80℃超低温冰箱保存。

表1 正交试验因素水平表Table 1 Factors and levels of orthogonal test

1.2.2 试验方案设计

采用L9(34)正交试验设计（表1），共12个组合（如表2），分别标记为S1~S12，其中S9~S12处理为A因素追加水平4，每处理1个重复。其中，A因素水平的设置依据主要是预试验结果以及国标SO2最大残留限量（30 mg/kg）范围[16]；B因素是保鲜纸敷载层对药剂的释放能力，其中0.03%助剂已属较高水平；C因素是不同遮盖方式的保湿能力；D因素水平设置依据则是预试验中果实在5℃预冷12 h后，果温接近5℃的结果。另设对照CK，无保鲜纸和低温预冷处理，以0.02 mm PE袋包装后直接放入（5±0.5）℃冷库贮藏，每袋1.0 kg，3次重复。采收当天的对照标记为CK 0 d。

表2 正交试验因素与水平组合设计表Table 2 Design of orthogonal test

1.2.3 测定指标与方法

1.2.3.1 色度指标

参照韩冬梅等[25]的方法测定，果实出库后每处理取15个，使用色差仪在果实赤道部位随机检测3个位点，获取色度值L*、a*、b*、C*和h°。L*值代表明暗度（-黑到白+），a*值代表红绿色（-绿到红+），b*值代表黄蓝色（-蓝到黄+），h°和C*值表示色调角和饱和度。

1.2.3.2 色素物质含量

叶绿素 a（Chla）、叶绿素 b（Chlb）和类胡萝卜素（Car）含量：参照叶尚红等[26]的方法，使用混合提取液（无水乙醇∶丙酮∶水=4.5∶4.5∶1）（体积比）。称取 1.0 g 龙眼果皮冻粉样品，以10 mL提取液分4次研磨洗涤样品，过滤后，以提取液定容至10 mL，重复制样3次。分别测定波长663、646、470 nm的吸光度值，提取液中色素浓度，计算公式为：

果皮中色素含量（μg/g）=色素浓度（mg/L）×提取液总量（mL）/样品质量（g）。

类黄酮（Fla）含量：样品提取参照夏乐晗等[27]的方法，使用80%甲醇作为提取液；样品测定参照康旭珍[28]的差示法。称取1.0 g龙眼果皮冻粉样品，研磨提取获得待测液。以2.0 g/mL二氯氧锆为络合剂，在波长420 nm处测定溶液络合前后的差示吸光值ΔOD。以52 μg/mL芦丁制作标准曲线，以吸光度差值ΔA与标准液浓度C得回归方程ΔA=0.005 1+0.052 3C，线性相关系数r=0.999 9，线性范围 3.25～19.50 μg/mL。

1.2.3.3 可溶性固形物（TSS）含量

剥取10个果实的果肉，榨汁后使用数显折光仪分析测定，读取TSS含量，重复3次，以%表示。

1.2.3.4 相对电导率（膜透性）

以果皮鲜样为材料，参照朱广廉等[29]方法测定，重复3次。

1.2.3.5 SO2含量（以亚硫酸盐计）

取样参照国家标准NY/T 1435—2007[30]，制样和测定参照国家标准GB/T 5009.34—2003[31]中的盐酸副玫瑰苯胺法（副品红法），并对比色反应液配制稍作改动，为避免反应过程中比色液不断褪色并导致测定结果不稳定的问题，不加入氨基磺酸铵。称取1.0 g果皮果肉冻粉样品，按照方法制取澄清样品液。以2 μg/L的SO2标准液制定标准曲线，以OD550与标准液浓度C得回归方程OD550=0.003 5+0.320 4C，线性相关系数r=0.999 6，线性范围为 0.041～0.250 μg/mL。

1.2.3.6 贮藏效果指标（出库时）

合适的SO2处理后龙眼果实外观色泽显著改善，在贮藏与货架期间不再发生褐变，同时具备了外观商品性与内在可食性，货架期显著延长。对照龙眼果实贮藏后一些果实虽然果皮褐变，但果肉依然完整，尚具有可食性，而且货架不到1 d，即全部褐变，不宜继续销售。为作区别，将外观商品性好、不褐变、可食用的处理果统计为商品果，而将外观保持原态（无论褐变），但可食用的果实统计为可食果。

可食果率（%）=无霉烂果质量（褐变不限）/全部果质量×100

商品率（%）=无褐变与霉烂果质量/全部果质量×100

烂果率（%）=流汁果质量/全部果质量×100

霉果率（%）=霉变果质量/总果质量×100

内果皮褐变指数与果肉自溶指数参照韩冬梅等[32]的方法评定。

1.2.3.7 货架贮藏测定指标（货架期间）

对照可食果率（%）=无霉烂果数（褐变不限）/总果数×100

商品率（%）=无褐变与霉烂果数/总果数×100

货架失重率（%）=（货架0 d果实质量-货架当天果实质量）/货架0 d果实质量×100

由于只有非褐变与霉烂的处理果实才具备商品性与可食性，故其商品率与好果率相同。

1.2.4 数据处理

数据处理：出库后的色度、TSS含量、相对电导率等变化均以当天测定值与CK 0 d的差值（Δ）表示，即差异值（Δ）=当天测定值-CK 0 d值。运用Excel软件计算平均值和标准误。

相关性和多重比较：以SPSS19.0中的Pearson双变量相关法分析各指标之间的关系，以Duncan’s新复极差法进行多重比较[33]。

处理效果综合评价：运用SPSS19.0中的因子分析法对货架商品率和货架失重率的二维数据进行降维处理、对由多个变量指标共同评价的出库品质进行综合分析。以出库时的各色度指标、商品率、霉果率、烂果率、褐变指数与自溶指数为评价变量，通过主成分提取法构造出2个新的因子变量，分别获得其方差贡献率及各处理在2个新变量中的因子得分，并以各处理的因子得分与方差贡献率的乘积之和作为综合出库品质评分。同样方法，以货架1~4 d的商品果率和失重率为评价变量，分别获得综合货架期商品率和综合货架期失重率评分。

正交分析：运用一般线性模型对12个正交处理进行描述统计和多因素多元方差分析。

2 结果与分析

2.1 出库时各处理龙眼果实外果皮色度值变化

由表3可见，贮藏35 d后，与CK 0 d相比，CK龙眼果实L*、b*、C*和h°值均呈极显著降低（P＜0.01），但a*值未达极显著升高（P＞0.01）。处理果实b*和C*值极显著高于 CK（P＜0.01）；处理果实h°值均极显著高于CK（P＜0.01），但与CK 0 d相比未达极显著差异（P＞0.01）；大部分处理果实L*值与CK 0 d差异不显著，除S10处理外均极显著高于CK（P＜0.01）；处理果实a*值比CK 0 d和CK降低，但三者间未达极显著差异（P＞0.01）。可见，贮藏35 d后，处理果实均比CK保持了较好的外观品质，与之明亮的黄绿色外观表现一致，而对照严重褐变，表现为黑褐色。

表3 低温贮藏35 d后各处理龙眼外果皮色度与CK 0 d差异值（Δ）比较Table 3 Comparison of the chroma differences(Δ)of longan fruit pericarp between all the treatments after 35 days of storage at 5℃and CK at 0 d

2.2 出库时各处理果皮中色素物质含量变化

由表4可见，与CK 0 d相比，贮藏35 d的CK龙眼果实Chla、Chlb、Chl（a+b）和Fla含量均呈现降低，而Car含量呈现增高，其中Chla和Car含量与CK 0 d差异达极显著（P＜0.01）。有9个处理的龙眼果实Chla含量低于CK 0 d和CK，其中有4个处理差异达极显著（P＜0.01）。多数处理果实Chlb和Chl（a+b）含量比CK0d降低，但与CK0d和CK差异不显著（P＞0.01）；所有处理Car含量均比CK 0 d增加，但多数处理的增加量极显著低于CK（P＜0.01）；所有处理Fla含量均极显著高于CK 0 d和CK（P＜0.01），CK比CK 0 d降低，但差异不显著（P＞0.01）。可见，处理果实比CK降低了叶绿素含量，减少了类胡萝卜素含量的增加，但比CK 0 d显著提高了类黄酮含量。

表4 低温贮藏35 d后各处理龙眼果皮中色素物质含量与CK 0 d差异值（Δ）比较Table 4 Comparison of pigment content in pericarp of longan fruit between all the treatments after 35 days of storage at 5℃and CK at 0 d

2.3 出库时各处理龙眼果实TSS、SO2含量与相对电导率变化

由表5可见，贮藏35 d后，与CK 0 d相比，CK和所有处理龙眼果实TSS含量均达极显著下降（P＜0.01），而后者下降幅度低于前者，但差异未达极显著（P＞0.01）；相对电导率均极显著高于CK 0 d（P＜0.01），但CK与处理之间差异未达极显著（P＞0.01）。所有处理的果皮及多数处理的果肉中SO2含量均极显著高于CK（P＜0.01），果皮中含量达到果肉的300~400倍，说明SO2残留主要集中在果皮中，但果肉中SO2残留均低于国标最大残留限量（30 mg/kg）。

表5 低温贮藏35 d后各处理龙眼果实TSS、相对电导率变化及SO2含量比较Table 5 Comparison of TSS,relative conductivity(RCD)and SO2residue of longan fruits between all the treatments after 35 days of storage at 5℃and CK at 0 d

2.4 出库时各处理果实贮藏效果比较

贮藏35d后，CK果实完全褐变，果实表面湿润，而处理龙眼果实大多表现为明亮的黄绿色，轻微凝露。由表6可见，所有处理好果率与商品果率均高于CK，而后者商品果率为0；所有处理烂果率、霉果率、褐变指数和自溶指数均低于CK，处理果实自溶指数与CK呈极显著差异（P＜0.01）。CK果实综合出库品质最低，其次是S10~S12，然后是S1~S3，S7~S9稍低于S4~S6，表现为随复剂用量的增加，果实综合出库品质升高。

表6 低温贮藏35 d后的各处理龙眼果实出库效果比较Table 6 Comparison of storage effect of all treatments fruit after 35 days of storage at 5℃

由表7可见，对贮藏35 d后“12个正交处理组+CK”共13个处理果实的色度、色素变化值及综合出库品质进行相关性分析，结果显示，ΔChla与Δb*呈显著负相关（P＜0.05）；ΔCar与 Δa*呈显著正相关（P＜0.05），与Δb*、ΔC*呈显著负相关（P＜0.05），与Δh°呈极显著负相关（P＜0.01）；ΔFla 与 ΔL*、Δb*、ΔC*呈显著正相关（P＜0.05），与 Δh°、综合出库品质呈极显著正相关（P＜0.01），而ΔCar与综合出库品质呈极显著负相关（P＜0.01）。可见，贮藏前后，类胡萝卜素和类黄酮含量的变化可能是影响果皮色度和外观品质的重要因素，而叶绿素变化则影响较小。

表7 低温贮藏35 d后龙眼果实出库品质指标间的关系Table 7 Correlations between the quality indicators of longan fruits after 35 days of storage at 5℃

2.5 贮后常温货架期间各处理龙眼果实商品率和失重率变化

由表8可见，货架期间CK龙眼果实完全褐变，失去商品价值，货架2 d时好果率仅为19.33%，之后停止观察。除S11外，所有处理龙眼果实货架2 d时商品率极显著高于CK（P＜0.01），其中S9最高为84.14%；货架4 d时，龙眼果实商品率均大幅下降。随着货架时间的延长，各处理失重率逐渐增加；2 d时，CK失重率最高，但CK和多数处理间未达到极显著差异（P＞0.01）。货架4 d时，处理果霉变率在47.50%~94.60%之间，差异较大。处理S6~S9综合商品率较高，而综合失重率较低，处理果实具有较好的货架表现。

表8 低温贮藏35 d后各处理龙眼果实在常温25℃的货架表现Table 8 Shelf behaviors of longan fruits at room temperature(25℃)after 35 days of storage at 5℃

2.6 正交试验12个处理多因素多元方差分析结果

2.6.1 四个试验因素的多变量检验

由表9可见，基于各检测指标，并以综合出库品质和综合货架商品率为主导，对4个试验因素进行了Pillai’s track、Wilks’s λ、Hotelling’s track 和 Roy’s maximum root 4种多变量检验，体现了各试验因素对整个试验结果的影响大小，其中Roy为Hotelling检验矩阵中的最大特征根值，故两者的显著性相等。结果表明，Pillai检验后P值大小顺序为A＜D＜B＜C，Hotelling和Wilks检验结果均为A＜B＜D＜C，4种检验方法中，以Pillai’s track较为稳健，因此选择A＜D＜B＜C。可见，4个试验因素中，因素A对处理间的差异影响最大，且达显著水平（2个P＜0.05），其次是D和B，C影响最小，后三者未达显著水平（P＞0.05）。

表9 基于各检测指标的4个试验因素的多变量检验cTable 9 Multivariate test for 4 factors based on all detected indicatorsc

2.6.2 各检测指标的主体间效应检验结果

由表10可见，校正模型结果显示，ΔL*、综合出库品质、综合货架失重率和果肉SO2残留量，这4个指标在12个处理间的差异达显著水平（P=0.006～0.053），而综合货架商品率也接近显著水平（P=0.077），说明这些指标反映出了处理间的差异。因素A的影响指标主要是综合出库品质、ΔL*、综合货架商品率、果肉SO2残留量等（P＜0.05），影响最为广泛；因素B主要是综合出库品质、综合货架失重率和ΔL*，且影响程度相近（P＜0.05），可视为复剂作用效果的补充；因素C主要是自溶指数和综合货架失重率（P＜0.05），与果肉品质有关；D主要是 ΔL*、Δb*、ΔC*，影响出库时的色度值。

表10 主体间效应检验结果中差异较显著的指标（因变量）Table 10 The indicators with significant difference by the main effect analysis（dependent variables）

续表10 主体间效应检验结果中差异较显著的指标（因变量）Continue table 10 The indicators with significant difference by the main effect analysis（dependent variables）

2.6.3 相关指标在4个试验因素不同水平上的均值比较

根据主体间效应检验结果，选择差异显著的指标，与出库和货架综合评价指标一起，直观比较其变化趋势（表11~14），并最终以综合货架商品率为主要考量依据。

表11 相关指标在复剂用量不同水平上的均值比较Table 11 Comparisons of the mean values of related indicators at different levels of compound preservative dosage

表12 相关指标在助剂用量不同水平上的均值比较Table 12 Comparisons of the mean values of related indicators at different levels of additive dosage

表13 相关指标在预冷方式不同水平上的均值比较Table 13 Comparisons of the mean values of related indicators at different levels of precooling pattern

表14 相关指标在预冷时长不同水平上的均值比较Table 14 Comparisons of the mean values of related indicators at different levels of precooling time

由表11~14可见，A3水平获得较高的出库商品率、最高的货架商品率和最低的货架失重率，以及最高的果肉SO2残留量，但未超国家标准限量，故A3可选；B助剂用量越高，综合出库品质、综合货架商品果率和果皮亮度L*值越高，综合货架失重率越低，故B3可选；敞口预冷处理获得了最高的综合出库品质和货架商品率，最低果肉自溶指数，故C1可选；D2水平虽然出库商品率和货架失重率中等，但获得最高b*值、C*值和综合货架商品率，故D2可选。综合以上分析，认为A3B3C1D2即0.21%复剂用量+0.030%助剂用量+敞口预冷20 h是值得推荐和进一步优化的因素水平组合。

3 讨论

SO2保鲜纸结合低温预冷，有助于改善龙眼果实外观，延长贮藏和货架寿命。目前国内外进出口龙眼采收后一般无预冷环节，挑选后直接采用SO2气体熏蒸保鲜方式，作用气体浓度高，时间短，效果好，但设施要求高，不易普及。前期预备试验显示，龙眼专用SO2保鲜纸使用方便，易于推广，但长时间密封于包装箱中，果实内SO2易累积超标，且果实表面积水多，可能与未充分预冷有关，因此保鲜纸中的复剂用量和使用方法与气体熏蒸法有着很大区别。本研究在筛选复剂用量的基础上，结合低温预冷措施，明显减轻了果实表面结露现象。虽然复合保鲜剂发挥主导作用，但预冷方式和预冷时长也发挥了一定的作用。敞口预冷更有利于保持果肉品质，延缓自溶，延长货架寿命和降低失重率，而合适的预冷时长有助于增强果皮黄色与色彩饱和度；所有处理对TSS含量影响不大。因此，“0.21%复剂用量+0.03%助剂用量+敞口预冷20 h”是值得推荐的处理方法，值得进一步优化与完善。

处理后果皮中色素物质的变化影响了果实外观品质与商品性。不同的色素物质复合存在，直接影响了果实表面的色度品质，龙眼果皮一般以褐色或土黄色为主，带绿底，其色素物质包括叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮及其他多酚物质[34-35]，外果皮由木栓化的周皮细胞组成[36]，内含复杂的芳香类（以酚类物质为主）和脂肪类多聚物[37]，SO2与果皮中的有机色素发生可逆的络合反应，使果皮褪色。据报道，适当的SO2处理有利于葡萄贮藏期间花青苷[10]、多酚、类黄酮和木质素的积累[38]，但会促进干制杭菊中的类黄酮苷的降解[39]，而氧化前的类黄酮抗氧化活性高于氧化后[40]。本研究中，处理果皮叶绿素b含量变化不大，但显著减少了叶绿素a和类胡萝卜素生成量，类黄酮含量比采收时大幅增加，推测SO2可能还原了部分氧化态的类黄酮。而色素变化对龙眼果皮色度也产生了显著影响，叶绿素a的降解和类胡萝卜素的增加使果皮a*值提高，h°值下降，而类黄酮含量的不降反升，可能主导性地改变了果皮色度类型，从绿褐色或黄褐色改变为黄绿色或浅黄色。

复剂用量越高，保鲜效果越好，霉变率越低，但果实中SO2残留也越高，因此复剂用量范围与处理效果必须与国家标准中允许最大残留限量获得平衡。在生产上一般均无采前、采后杀菌处理，由于本试验只进行了采前喷药杀菌，采后未处理，所以贮藏35 d后CK果实全部发霉，而且严重褐变，货架期不到1 d；保鲜纸处理的果实货架寿命最长可达2 d左右，且货架期间外观颜色保持黄绿色，但未达预期的3～4 d以上，有必要在今后增加采后杀菌处理。