抗坏血酸结合自发气调包装对灵武长枣贮藏品质和抗氧化性的影响

刘 慧，张静林，刘杰超，张光弟，方海田，张 强，焦中高,*

（1.中国农业科学院郑州果树研究所，河南 郑州 450009；2.宁夏大学农学院，宁夏 银川 750021）

灵武长枣（Zizyphus jujubeMill.cv.Lingwuchangzao）是宁夏独有的枣类品种，为中国国家地理标志产品，果实呈长椭圆形、脆甜适口，富含多种矿物质和维生素，具食疗功效[1]。然而，灵武长枣采摘期短，上市时间集中，鲜枣采摘后在自然条件下极易失水、腐烂、酒化，失去商品价值[2]。因此，采后保鲜环节成为制约灵武长枣产业发展的难点和重点，开发有效的保鲜技术提高贮藏品质、延长贮藏期是解决上述问题的关键。

目前对于灵武长枣主要围绕采后果实糖类代谢、酒化现象、微生物侵染等生理、病理规律及调控展开了相关研究[3-4]，研究发现低温[5]、涂膜保鲜[6]、微生物拮抗保鲜[7]、钙处理[3]、1-甲基环丙烯处理[8]可提高灵武长枣果实贮藏品质，延长贮藏期。然而随着人们对果实品质要求的提高，安全、有效的灵武长枣保鲜技术仍需进一步的研究与开发。抗坏血酸（ascorbic acid，AsA）作为强抗氧化物质普遍存在于植物体内，也是灵武长枣中重要的功能成分。研究显示，外源AsA可清除果蔬体内单线态氧、超氧阴离子自由基和羟自由基等活性氧，对荔枝[9]、芒果[10]、梨[11]、香蕉[12]等水果有一定的保鲜效果，但有关外源AsA处理对灵武长枣贮藏品质和抗氧化性的影响鲜见报道。此外，一些研究证实AsA与涂膜复合使用对葡萄[13]、李[14]、青枣[15]、柑桔[16]等水果的保鲜效果好于二者单独使用。目前众多的保鲜技术中，自发气调包装（modified atmosphere package，MAP）因其安全、经济等优点被广泛应用[17]。张利[18]发现微孔膜包装可以明显延缓灵武长枣贮藏品质下降和果实氧化衰老；班兆军等[19]比较了3 种保鲜膜对灵武长枣的保鲜效果，结果发现微孔膜保鲜效果优于打孔和不打孔聚乙烯（polyethylene，PE）膜。关于灵武长枣MAP保鲜研究主要集中于分析不同膜袋对果实贮藏品质的影响，而缺少将不同膜袋与保鲜剂复合使用，并与单独使用时的保鲜效果进行对比的研究。本研究在预实验筛选最佳AsA质量浓度的基础上，先利用外源AsA对采后灵武长枣进行处理，之后用不同MAP进行包装，通过测定贮藏过程中灵武长枣果实品质指标和抗氧化活性变化情况，明确AsA及其与MAP复合应用对灵武长枣的保鲜效果，为灵武长枣采后贮运保鲜提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

灵武长枣采自银川市大泉林场，于清晨采摘后2 h内运回实验室，剔除有伤果及畸形果，选择大小一致、果面有1/2红色面积的果实为实验原料。

PE保鲜袋（市售妙洁保鲜袋，双层膜厚度0.02 mm）拓扑日用化学品（中国）有限公司；活性气调保鲜袋（主材为低密度聚乙烯（low-density polyethylene，LDPE），辅材为保鲜塑料母粒，具有气体吸附性、负离子特性和远红外特性，厚度0.03 mm） 潍坊锦锐保鲜包装有限公司。

1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-d i p h e n y 1-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,2'-联氮-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸二铵盐)（2,2'-azino-bis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonate)，ABTS）、三吡啶基三嗪（tripyridyltriazine，T P T Z）、葡萄糖（纯度≥9 9.5%）、没食子酸（纯度≥9 8.0%）、芦丁（纯度≥9 8%）、A s A（纯度≥99.0%）、福林-酚试剂 美国Sigma公司；其余试剂均为国产分析纯。

1.2 仪器与设备

PAL-1迷你数显糖度计 日本ATAGO公司；L-550离心机 湖南湘仪离心机仪器有限公司；Jena 50紫外-可见分光光度计 德国耶拿分析仪器股份公司；SHA-22水浴恒温振荡器 金坛精达仪器制造有限公司；TA-XT Plus质构仪 英国Stable Micro Systems公司；8361电导率仪 衡欣科技股份有限公司；SY-1022果蔬呼吸测定仪 石家庄世亚科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 灵武长枣处理

前期先进行了AsA质量浓度选择预实验，将灵武长枣分别浸泡在0.1、0.2，0.3、0.4 g/100 mL AsA溶液中10 min，自然晾干后，放置于0 ℃冷藏，通过观察贮藏末期的果皮色泽、外形和腐烂情况，筛选出AsA最佳质量浓度为0.3 g/100 mL。依据预实验结果，将灵武长枣用0.3 g/100 mL AsA溶液浸泡处理，以蒸馏水为溶剂对照组（ck）。之后将2 组枣果分别分为3 份，第1份装入PE袋（AsA-PE、ck-PE），第2份装入LDPE袋（AsA-LDPE、ck-LDPE），第3份不进行包装（AsA-CK、ck-CK）。每个处理设置3 个重复，每个重复8 袋，每袋装果30 个。包装完成后先敞口放入0 ℃冷库预冷24 h，之后将包装袋扎紧放入0 ℃冷库进行冷藏。取样时从每个重复中随机取样1 袋进行测定。

1.3.2 硬度测定

随机取15 个果实，每个果测定果实中部对称2 个点的硬度。TA.XT Plus质构仪探头为P/2，测试前速率1 mm/s、测试速率1 mm/s、测试后速率2 mm/s、触发力5 g、下压深度5 mm，取最高峰值作为其硬度，单位为N/mm2。

1.3.3 呼吸速率和相对电导率测定

取25 个果实称质量后置于2 L呼吸室内，利用果蔬呼吸测定仪测定并计算果实呼吸速率，结果以每小时每千克果实释放的CO2质量表示，单位为mg/（kg·h）。

相对电导率参照谭谊谈等[20]的方法测定并作一定修改，取15 块厚薄均匀、大小一致的组织圆片，放入烧杯中，用80 mL去离子水冲洗3 次，将水分吸干后，装入盛有50 mL蒸馏水的烧杯中，25 ℃静置3 h，用电导率仪测定其电导率（L0/（μS/cm）），之后加热煮沸10 min，冷却后补充蒸发的水分，再次测定其电导率（L1/（μS/cm））。相对电导率按下式计算。

1.3.4 可溶性固形物、可滴定酸含量测定

可溶性固形物含量（soluble solid content，SSC）采用糖度计进行测定。可滴定酸（titratable acid，TA）含量参考GB/T 12456—2008《食品中总酸的测定》进行测定，结果以柠檬酸计。

1.3.5 总酚、类黄酮、AsA含量测定

总酚、类黄酮提取及含量测定参考沈静等[21]的方法。样品中总酚含量以没食子酸含量表示，具体按福林-酚法测定；样品中类黄酮含量以芦丁含量表示，按硝酸铝比色法测定；AsA含量测定参考GB/T 5009.86—2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》，采用2,6-二氯靛酚滴定法进行测定。

1.3.6 抗氧化能力测定

不同贮藏时期灵武长枣果实的铁离子还原能力（ferric ion reducing antioxidant power，FRAP）的测定参考Raudonis等[22]的方法，DPPH自由基清除能力和ABTS阳离子自由基清除能力参考贾仕杰等[23]的方法测定。以上3 种抗氧化能力均以AsA为标准对照，结果表示为与样品抗氧化能力相当的AsA含量，单位为mg/g。

1.4 数据统计及分析

每个实验测定3 个平行，结果以平均值±标准差表示。采用SPSS 13.0统计分析软件的最小显著性差异法进行差异显著性分析，P＜0.05为差异显著，利用Excel 2003软件进行图形绘制。

2 结果与分析

2.1 AsA结合MAP对灵武长枣贮藏过程果实硬度的影响

图1 AsA结合MAP对灵武长枣贮藏过程果实硬度的影响Fig.1 Effect of AsA combined with MAP on firmness of Lingwuchangzao jujubes fruit during storage

硬度是影响果实采后贮藏特性的重要品质指标。如图1所示，随着贮藏时间的延长，各组果实硬度呈现持续下降的趋势，在贮藏末期（73 d）果实硬度由鲜样（0 d）的1.86 N/mm2下降至0.80～1.12 N/mm2。ck-CK组在59 d时果实已失去商品和食用价值，结束贮藏，说明AsA处理和MAP包装均延长了灵武长枣的贮藏期。在贮藏59 d和73 d，MAP包装AsA-PE（1.35、0.99 N/mm2）、AsA-LDPE（1.38、1.12 N/mm2）和ck-PE（1.25、0.83 N/mm2）、ck-LDPE（1.27、0.92 N/mm2）果实硬度整体上显著高于未经MAP包装的对照组AsA-CK（1.20、0.80 N/mm2）和ck-CK（59 d时1.13 N/mm2）果实（P＜0.05）；同时，相同MAP包装经AsA处理后的果实硬度显著高于未处理果实（P＜0.05）。表明MAP和AsA处理均有延缓灵武长枣果肉软化的效果，而且二者协同效果优于单独使用。AsA处理被证实可以显著延缓李[14]和梨[11]等果实的硬度下降。

研究发现A s A 可以使多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonase，PG）、纤维素酶（cellulase，CEL）和木聚糖酶（xylanase，XLN）活性处于较低水平，从而抑制货架期果实细胞壁多糖的水解和果实硬度的下降[13,15]。而MAP也可以抑制果实PG活性，减少原果胶的水解和可溶性果胶的产生，从而保持较高的果实硬度[17,24]。在赞皇大枣[25]、‘Phoenix’枣[26]的MAP保鲜研究中均发现MAP可以维持枣果硬度。贮藏末期AsA-PE普通保鲜膜袋包装的枣果硬度（0.99 N/mm2）低于AsA-LDPE活性包装组（1.12 N/mm2），说明LDPE膜袋相比PE膜袋对灵武长枣贮藏过程中硬度保持的效果更好，可能在于其与PE膜的透气率不同，LDPE膜的渗透性更合适，而且该活性气调保鲜膜袋具负离子和远红外特性，可起到抗菌防腐作用[27]。孔凡春[24]、陈美花[27]等经实验优选出的最佳MAP包装材料也为LDPE。

2.2 AsA结合MAP对灵武长枣贮藏过程SSC和TA含量的影响

SSC、TA含量是影响果实口感的主要品质指标。从图2A可以看出，除ck-CK和ck-LDPE组外，贮藏第6天时其他4 个处理组的果实SSC（19.14～19.65 °Brix）明显高于贮藏初期的各组鲜样（18.00～18.05 °Brix），随后开始缓慢回落，到贮藏末期果实SSC（16.77～17.56 °Brix）略低于贮藏初期。最初的SSC增加可能是淀粉等多糖类物质转化为可溶性糖，之后随着果实细胞呼吸代谢而消耗[17]。贮藏过程中经过AsA处理的果实SSC高于未处理ck果实，但在前59 d内差异不显著（P＞0.05）。对于MAP包装组，在贮藏6～19 d，AsA处理后经PE（AsA-PE）和LDPE（AsA-LDPE）膜袋包装的果实SSC和对照组（AsA-CK）无显著差异。在32 d时，经AsA和未经AsA处理的PE包装果实SSC（17.95、17.70 °Brix）分别低于未包装CK组（18.57、18.33 °Brix），可能是未包装的对照组果实蒸腾失水较多，导致SSC相对较高[17]。之后，由于无包装CK组果实呼吸速率快、果实衰老加速，SSC下降速率增快，在贮藏45～59 d均低于PE（17.32～18.03 °Brix）和LDPE（17.86～18.09 °Brix）包装组，与陈美花[27]、Selcuk[28]等的研究结果一致。

图2 AsA结合MAP对灵武长枣贮藏过程中SSC（A）和TA含量（B）的影响Fig.2 Effect of AsA combined with MAP on SSC (A) and TA contents (B)of Lingwuchangzao jujube fruit during storage

由图2 B 可知，贮藏过程中灵武长枣TA 含量逐渐下降，从采收时的6.56 mg/g下降至贮藏末期的3.88～4.51 mg/g，趋势与吴强[3]、张瑞[29]在灵武长枣采后贮藏研究中的结果相似。而且AsA处理在一定程度上延缓了贮藏后期TA的降低，在梨[11]、台湾青枣[15]、丽江雪桃[30]的AsA保鲜研究中发现了相同的规律。外源AsA通过抑制果实的呼吸作用延缓有机酸分解和可滴定酸含量的下降[11]。MAP包装的果实在贮藏32 d之后具有更高的TA含量，与蓝莓[17]、百香果[27]的MAP研究结果一致，可能是高浓度CO2微环境可以保持果实较高的酸含量[31]。贮藏末期（73 d），AsA-LDPE组的灵武长枣果实具有最高的SSC（17.56 °Brix）和TA含量（4.51 mg/g），TA含量显著高于AsA-CK组（P＜0.05）。AsA结合壳聚糖涂膜保鲜的葡萄[13]、台湾青枣[15]等水果的SSC、TA含量均高于对照组。原因在于AsA结合保鲜膜袋可以降低水分损失，促进果实碳水化合物积累，影响果实呼吸速率和代谢[32]。

2.3 AsA结合MAP对灵武长枣贮藏过程呼吸速率和细胞膜透性的影响

呼吸速率是反映果实采后生命活动强弱的重要指标，可以反映果实的代谢速率。从图3A可以看出，灵武长枣贮藏过程中呼吸速率先逐渐上升，在32 d时达到一个小高峰，之后回落，在贮藏末期59 d后又上升，与吴小华[6]在灵武长枣贮藏过程中发现的规律相同。贮藏末期呼吸速率快速升高可能是由于果实受外界微生物侵染严重，腐烂后微生物释放CO2，促使测定的呼吸速率上升[33]。除59 d未经MAP包装的CK组外，AsA处理果实的呼吸速率始终低于未经AsA处理的对照组，在第6、32天，AsA-LDPE组呼吸速率（16.82、47.95 mg/（kg·h））与ck-LDPE组（23.76、56.27 mg/（kg·h））达到显著差异（P＜0.05）；在 第3 2 ～5 9 天，A s A-P E 组 呼 吸 速 率（3 2.6 2 ～49.32 mg/（kg·h））与ck-PE组（37.84～53.17 mg/（kg·h））达到显著差异（P＜0.05），表明AsA处理可以抑制果实的呼吸速率。AsA被证实可以有效抑制梨[11]、猕猴桃[33]等水果贮藏前期呼吸速率的快速上升，推迟呼吸高峰的出现，并且在贮藏末期仍维持较低水平。本研究中AsA处理只降低了灵武长枣呼吸速率，但并未推迟呼吸高峰出现的时间，与袁芳等[34]利用AsA和氯化钙联合保鲜鲜切芒果的结果类似。对于MAP包装，在贮藏6～32 d内，ck-LDPE和ck-PE组果实呼吸速率（22.58～56.27 mg/（kg·h））整体上均显著低于ck-CK组（26.94～59.92 mg/（kg·h））（P＜0.05）；AsA-LDPE（16.82～47.95 mg/（kg·h））和AsA-PE呼吸速率（19.82～49.32 mg/（kg·h））显著低于AsA-CK组（23.15～56.22 mg/（kg·h））（P＜0.05），表明经MAP包装的果实呼吸速率均被抑制。AsA-LDPE组在6～32 d之间呼吸速率低于AsA-PE组，可能是普通PE袋渗透性低，而活性气调保鲜袋透气性更高，并且加入气体吸收剂及抗菌功效更有利于调整气体微环境，从而降低呼吸作用[27]。

果实组织相对电导率是反映细胞膜透性的重要指标。由图3B可知，随着贮藏时间延长，相对电导率逐渐增加，表明果实组织结构逐渐瓦解，细胞中电解质大量渗出，细胞膜透性增加。在第32、45、59天，ck-LDPE（42.42%、55.88%、69.49%）、ck-PE（43.59%、55.03%、67.37%）果实相对电导率显著低于ck-CK组果实（48.94%、59.52%、71.43%）（P＜0.05），结果与孔凡春[24]利用MAP保鲜雷竹笋的研究结果相似；与无AsA处理MAP包装（ck-LDPE、ck-PE）相比，AsA处理的LDPE包装（52.05%、65.18%）、PE包装（50.72%、62.16%）在第45、59天能显著降低果实相对电导率（P＜0.05），说明AsA处理可以降低相对电导率，在荔枝[9,35]、台湾青枣[15]、猕猴桃[33]、芒果[10,34]、圣女果[36]等果蔬研究中得到了同样的结果。原因在于果实采后通过呼吸产生大量的活性氧加速果实的老化，而AsA可通过提高果实抗氧化酶活性，增强清除活性氧的能力，维持果实细胞膜结构完整性，减轻果实细胞膜损伤[10]。AsA处理结合LDPE包装在贮藏73 d时相对电导率（66.18%）显著低于其他组（69.15%～71.07%）（P＜0.05），表明AsA结合活性气调包装对灵武长枣细胞膜的保护效果优于其他处理。有研究表明AsA与活性膜复合处理的果实纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶和木聚糖酶等细胞壁降解酶的活性被明显抑制，更有利于维持细胞完整性[13]。扫描电子显微镜观察的微观结构结果也证实了AsA结合壳聚糖膜处理可以维持果实细胞结构的完整性[15]。

图3 AsA结合MAP对灵武长枣贮藏过程呼吸速率（A）和相对电导率（B）的影响Fig.3 Effect of AsA combined with MAP on respiration rate (A) and relative conductivity (B) of Lingwuchangzao jujube fruit during storage

2.4 AsA结合MAP对灵武长枣贮藏过程AsA、总酚和类黄酮含量的影响

酚类、类黄酮、AsA等小分子非酶类抗氧化剂具有超强的活性氧清除力，其含量降低到一定程度时，自由基累积会对细胞组织产生损害[14]。如图4A所示，随着贮藏时间的延长，AsA含量整体呈现下降的趋势，主要原因是贮藏过程中果实AsA在抗坏血酸氧化酶的作用下逐渐转化为脱氢抗坏血酸[37]。AsA-LDPE组在第6、19、32、73天的AsA含量（分别为329.37、328.06、317.64、221.64 mg/100 g）显著高于ck-LDPE组的果实（分别为306.17、312.68、303.78、203.57 mg/100 g）（P＜0.05）；AsA-PE组在第32～73天的AsA含量（218.33～312.67 mg/100 g）显著高于ck-PE组果实（206.07～296.19 mg/100 g）（P＜0.05）。在第32、73天AsA-LDPE和AsA-PE组的AsA含量均显著高于AsA-CK组（P＜0.05）。表明AsA结合MAP包装可以延缓灵武长枣AsA含量的降低，并且作用效果好于单独使用MAP或者AsA。AsA处理能维持贮藏过程中果实AsA含量的结论在大量研究中得到证实[9,13,35-36]。而MAP包装延缓果实AsA含量下降，也与蓝莓[17]、杨梅[24]、赞皇大枣[25]等水果的MAP保鲜研究结果一致。

从图4B可以看出，类黄酮含量在贮藏前19 d基本维持鲜样时的水平，之后快速降低，贮藏73 d时，类黄酮含量仅为鲜样的62.97%～70.70%。类黄酮在贮藏过程中的损失主要源于其代谢转化为次生酚类组分或在酶的作用下发生降解[38]。贮藏59 d时，AsA-LDPE组的果实类黄酮含量最高（123.57 mg/100 g），显著高于AsA单独使用（AsA-CK）和LDPE单独使用（ck-LDPE）组（P＜0.05），表明AsA结合活性气调包装可以维持果实类黄酮含量。

从图4C可以看出，灵武长枣贮藏过程中总酚含量呈现逐渐下降的趋势，与Reche等[26]在枣研究中发现的结果相同。在前6 d各组之间的总酚含量差异总体不显著，之后除第59天外，AsA-LDPE组总酚含量（319.28～439.18 mg/100 g）一直显著高于ck-LDPE组（296.18～416.18 mg/100 g）（P＜0.05），在45～73 d，其总酚含量显著高于AsA-CK组（P＜0.05）。表明AsA处理结合LDPE膜袋对灵武长枣总酚含量的保持效果要优于单独使用AsA或LDPE。Lo'ay等[13]同样发现壳聚糖和聚乙烯醇复合AsA涂膜能显著提高葡萄贮藏过程中的总酚含量和类黄酮含量，并且对果实的保护作用要强于壳聚糖和聚乙烯醇单独使用。果实从成熟到衰老过程中总酚含量的下降常伴随着多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性增加[39]，而MAP和AsA都可以抑制PPO和过氧化物酶（peroxidase，POD）的活性，从而延缓酚类物质的氧化降解[17,20,26,32]；此外，AsA是一种强抗氧化剂，可以直接或间接清除植物细胞中的活性氧[40]，保持抗氧化物与活性氧产生之间的平衡，进而保护酚类和类黄酮物质不被破坏[41]。

图4 AsA结合MAP对灵武长枣贮藏过程AsA（A）、类黄酮（B）和总酚（C）含量的影响Fig.4 Effect of AsA combined with MAP on the contents of AsA (A),flavonoids (B) and total phenols (C) in Lingwuchangzao jujube fruit during storage

2.5 AsA结合MAP对灵武长枣贮藏过程抗氧化性的影响

图5 AsA结合MAP对灵武长枣抗氧化能力的影响Fig.5 Effect of AsA combined with MAP on antioxidant activity of Lingwuchangzao jujube fruit during storage

从图5A中可以看出，在所有处理组中，AsA-PE组果实在第6、32、59天的FRAP最高，分别为4.81、4.16、3.31 mg/g，显著高于未经AsA处理果实（ck-PE组）（P＜0.05）；而AsA-LDPE组只在第6天（4.61 mg/g）显著高于ck-LDPE组，其余时间二者均不存在显著性差异（P＞0.05）。表明AsA与不同膜袋结合对灵武长枣FRAP的作用效果不同。

由图5B、C可知，在所有组别中，AsA-LDPE组果实在45～73 d具有最高的DPPH自由基清除能力（2.52～3.04 mg/g）和ABTS阳离子自由基清除能力（5.77～7.42 mg/g），并且对ABTS阳离子自由基清除能力显著高于AsA-CK组（4.17～6.67 mg/g）和ck-CK组（5.56～6.34 mg/g）（P＜0.05）。表明AsA处理结合LDPE活性气调包装可以有效保持灵武长枣贮藏过程中的自由基清除能力，而且LDPE活性气调保鲜袋与AsA复合使用效果优于单独使用AsA或LDPE活性气调保鲜袋。原因在于AsA与MAP包装均可延缓果实后熟衰老，维持灵武长枣AsA、类黄酮和总酚等抗氧化物质的含量，从而保留较高的抗氧化能力。

张利[18]研究发现微孔保鲜膜包装的灵武长枣DPPH自由基清除率显著高于PE膜和PE打孔包装。Reche等[26]利用聚酯-聚丙烯MAP对‘Phoenix’枣进行包装，发现枣果的亲水性、亲酯性和总抗氧化性均高于未包装果实。而AsA作为强抗氧化剂可能直接参与了灵武长枣贮藏过程中对活性氧的清除。相关研究证实AsA处理可以提高果实内超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、POD等活性氧代谢酶的活性，改变细胞内氧化-还原动态平衡[9,36]。AsA还可以增强SOD、POD等与非酶类抗氧化物之间的抗氧化系统，从而提高抗氧化活性[42]。

3 结 论

通过AsA处理结合MAP对灵武长枣进行贮藏，结果证实AsA与2 种MAP能不同程度延缓果实硬度软化，保持果实较好的糖酸品质，抑制果实呼吸速率和相对电导率的上升，并提升果实抗氧化物质含量和抗氧化能力，二者结合使用效果优于单独使用。其中AsA结合0.03 mm厚的LDPE活性气调包装对灵武长枣的保鲜效果最佳。