不同气调包装对鲜食冬枣保鲜效果的比较

罗 政，耿子坚，陈飞平，王 玲，张惠娜，陈于陇

（广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所/农业农村部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室，广东 广州 510610）

【 研究意义】 冬枣（Zizyphus jujubaMill.cv.Dongzao）是鼠李科枣属中的一种晚熟、鲜食品种，9 月下旬才开始成熟，其营养丰富、脆甜可口、深受消费者青睐。但是高熟冬枣的含水量高，皮薄易失水皱缩，同时其对贮藏环境的气体成分要求较高，若出现较高浓度的CO2，则会加速果实酒化［1］，因此冬枣的贮藏保鲜，包装的气调性能极为重要。【前人研究进展】冬枣在采收后，与其后熟相关的酶及基因被激活，使用1-MCP 难以延缓果实进一步成熟腐烂［2］，同时申文赟等［3］发现1-MCP 控制果蔬失水方面效果不明显。因此，冬枣的保鲜多采用气调包装来控制包装环境内的乙烯、CO2浓度，达到延缓果实后熟、降低营养成分消耗的目的［4］。近年来，运用改性聚乙烯材料，研发了具有良好O2、水蒸气透过性的自发气调包装保鲜袋，其安全性、机械性能和透明度等也满足市场需要，被广泛研究应用［5］。果蔬气调包装通常是利用其膜的选择透过特性，降低空气中的O2体积分数，提高CO2的体积分数，达到果蔬保持微弱需氧呼吸的气调平衡条件，进而延缓果蔬的老化及腐烂［6］。前人对冬枣的气调保鲜发现，较高的CO2浓度会破坏冬枣表皮组织结构，加大其电导率，细胞膜受损加速果实酒化［8］。任玉锋等［9］研究发现过低的O2会加强冬枣的无氧呼吸从而加速冬枣的酒软。在冬枣“低温+气调包装保鲜”技术的研究中，鲁奇林等［10］研究表明，冬枣果实在0 ℃冷库贮藏，结合5% O2、2% CO2，能够在90 d 内抑制冬枣的营养成分流失。宋健飞等［11］研究发现，5%O2、0～0.5%CO2的气体环境配合冰温能够达到较好的冬枣保鲜效果。

【本研究切入点】对于成熟度较高的冬枣（果皮转红面积超过2/3），不能单纯地降低环境中的O2浓度进行气调保鲜，湿度和CO2浓度过高都会促进无氧呼吸导致其酒化、品质劣变［7］。因此冬枣的保鲜需要一种气调包装形成低O2和CO2浓度、湿度适中的贮藏环境，以有效抑制冬枣老化腐烂。【拟解决的关键问题】 目前市售的果蔬包装微孔袋CO2和O2的透过率均达30000 cm3/cm2·24h·0.1MPa以上，可认定为实际不具备气调能力［12］。本研究以微孔包装作为对照，团队通过改性聚乙烯材料自主研发制作的气调保鲜包装袋进行应用测试，选择厚度不同的两种自发气调包装袋MP20（20 μm）、MP30（30 μm），两种气调袋均具备较高的CO2透过率和较低的O2透过率，且控湿性能更优，有利于创造适宜冬枣贮藏气体环境。通过研究不同类型气调袋包装冬枣的品质变化规律，筛选适用于室温及低温条件下冬枣保鲜贮藏的最适气调包装袋。

1 材料与方法

1.1 试验材料

冬枣：购于新疆维吾尔自治区喀什地区农贸市场，选择大小均一、无病虫害、无机械损伤、外观一致的高成熟度（果皮转红面积超过2/3）冬枣果实为试验材料。对采后的新鲜冬枣进行分级处理，用二氧化氯杀菌清洗，晾晒后置于0（±1）℃条件下预冷24 h。

气调袋：选用广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所研发的2 种改性聚乙烯保鲜袋，即MP20气调袋（厚度20 μm，O2渗透率11643 cm3/m2·d·atm，水蒸气透过率62.586 g/m2·d）、MP 30 气调袋（厚度30 μm，O2渗透率5625 cm3/m2·d·atm，水蒸气透过率 17.812 g/m2·d），以商场购置的微孔袋作对照。

试剂：无水乙醇、浓硫酸（纯度≥98%）、氢氧化钠、盐酸，均为国产分析纯；考马斯亮蓝、葡萄糖、蒽酮、乙酸乙酯，购自上海源叶生物科技有限公司；液氮：购自佛山市普雷克斯公司。

仪器：CTHI-150B 恒温恒湿箱，STIK 施都凯仪器设备（上海）有限公司；UV1800 型紫外可见分光光度计，日本岛津公司；TA-XT plus 质构分析仪，英国Stable Micro Systerm 公司；Cary Eclipse 荧光分光光度计，美国Agilent 公司；纯水仪，德国Merck Millipore 公司；Checkmate 9900型顶空气体分析仪，丹麦PBI 公司；RFM340+糖度仪，英国Bellingham+Stanley 公司。

1.2 试验方法

试验设3 个处理，以微孔袋、两种气调袋分别包装冬枣，记作微孔（CK）、MP20、MP30，每袋包装500 g。常温测试每种包装处理15 袋，置于25 ℃室内，每隔5 d 取样1 次，共45 袋，试验时间为15 d；低温测试每种包装处理27 袋，置于0（±1）℃冷库，每隔10 d 取样1 次，共81 袋，试验时间为90 d。每次取样，每种包装取3 袋果作为3 个重复，每个重复测试3 组平行数据。

1.3 测定指标及方法

1.3.1 失重率 采用称重法测定。计算公式为：

式中，X为失重率，%；M0为果实初始质量，kg；M1为测定时果实质量，kg。

1.3.2 贮藏微环境气体成分 在贮藏库中，不打开3 种处理的保鲜袋，用垫贴片贴到保鲜袋上，用采样探头扎透垫片贴，用Checkmate 9900 型顶空气体分析仪测定保鲜袋内气体成分。

1.3.3 果肉硬度 每个处理选取大小、粗细均匀的果实10 颗，选择A/WEG 型号探头，切割速度1 mm/s，切割深度2 mm，测量果实中心位置的切割强度，每个果实测两次，取平均值，硬度单位用g 表示。

1.3.4 可溶性糖含量 使用蒽酮比色法测定可溶性糖含量。

1.3.5 可溶性固形物含量 每个处理取10 个好果，去除果核后，用高速捣碎机捣碎，然后转移到50 mL 的离心管中，8000 r/min 离心5 min 后取上清液，用坐式糖度仪测定。

1.3.6 呼吸强度 参照陈嘉等［13］的方法，采用静置法，称取500 g 果实，置于样品瓶中，静置后利用CO2浓度测定仪测定呼吸强度，计算公式为：

式中，C为CO2浓度，%；V1为样品瓶体积，L；V2为样品体积，L；W为样品鲜重，kg；t为测定时间，h。

1.3.7 可溶性蛋白质含量 采用考马斯亮蓝G-250法并作适当修改，在595 nm 下比色，测定吸光度。

1.3.8 腐烂率 参考郭东起等［14］的方法，根据果实腐烂面积占果实总面积比例分级，按照0、0～25%、25%～50%、50%～75%、大于75% 的比例分别记为0、1、2、3、4 级，计算腐烂率。

试验数据采用Excel 2010 和SPSS 17.0 软件进行计算、绘制图表和分析。

2 结果与分析

2.1 不同包装对冬枣保藏过程中失重率及腐烂情况的影响

高成熟的冬枣果实会在短时间贮藏中完熟、腐烂，并且失水、萎蔫。表1 显示，在室温（25 ℃）和0 ℃下贮藏，气调包装组的失重率及腐烂率均显著低于微孔包装对照。微孔包装高熟冬枣室温下15 d 的失重率超过5%、腐烂率达85%，冷库内60 d 失重率达4.54%、腐烂率超过95%；气调包装处理减少了水分的蒸腾，减少了果实的萎蔫腐烂，两种温度下气调包装的高熟冬枣腐烂率均比微孔包装低20%左右，失水率均在2%左右，其中MP30 包装的保水性能最优，腐烂指数依次为微孔袋＞MP20 袋＞MP30 袋。

表1 两种温度不同包装处理对冬枣失重率及成熟、腐烂情况的影响Table 1 Effects of different packaging treatments at two temperatures on weight loss rate,maturity and decay of winter jujubes（%）

2.2 不同包装对冬枣保藏过程中呼吸强度的影响

图1 两种温度不同包装处理对冬枣呼吸强度的影响Fig.1 Effects of different packaging treatments at two temperatures on respiratory intensity of winter jujubes

冬枣在贮藏期间的呼吸强度情况如图1 所示。室温下，气调包装处理的冬枣果实呼吸强度均呈逐渐下降的趋势，且呼吸强度显著低于微孔包装处理，而微孔包装处理的冬枣果实呼吸强度在急剧升高后下降，这可能是由于常温下气调包装延缓了果实的呼吸高峰，抑制了果实的生理活动；0 ℃冷库条件下，各种包装处理的果实呼吸强度均出现双峰型的变化趋势，在10 d 左右出现第一个呼吸高峰，50 d 时出现第二次高峰，之后呼吸强度均迅速下降，其中MP30 包装处理冬枣呼吸高峰的峰值最低，比微孔包装的呼吸峰值下降20%以上，且整个贮藏过程中冬枣呼吸强度显著低于另外两种处理。

2.3 不同包装对冬枣保藏过程中气体成分的影响

气体环境对于冬枣的贮藏保鲜至关重要，需要维持低O2、低CO2的环境才能抑制冬枣果实呼吸同时避免其发生酒化。图2 显示，室温下，伴随冬枣的成熟3 种包装袋内的O2在5 d 时被剧烈消耗，气调包装处理的O2均降到了10%以下，随后由于微孔和MP20包装处理的透氧能力较强，袋内的O2得到了补充，但同时也加速了果实的呼吸代谢；CO2浓度的积累与3种包装的透性成反比，依次为MP30 ＞MP20 ＞微孔包装。在0℃冷库内，贮藏初期，3 种包装袋内的O2同样被迅速消耗，MP30 处理从50 d 开始袋内的O2降低到5%左右的低氧环境，抑制了果实的呼吸，最终CO2浓度也控制在2%左右，满足了果实休眠呼吸的气体环境需求；MP20和微孔包装处理的透氧能力较强，在整个贮藏期间，O2浓度始终维持在10%以上，不利于抑制冬枣的呼吸代谢。

2.4 不同包装对冬枣保藏过程中硬度的影响

果实的硬度是指果肉的抗压力强弱程度，果实的腐败变质会导致其果肉变软。前人研究发现［14］，5%以下的O2浓度可以较好保持冬枣的硬度。由图3 可知，冬枣贮藏的初始硬度为25 kg/cm2，室温下10 d 左右，3 种包装处理的高熟冬枣硬度均下降50%以上；0 ℃下冬枣的硬度随时间延长持续下降，而硬度下降50%需要50 d左右，其中气调包装处理果实硬度的保持要好于微孔处理，贮藏60 d 时气调处理的硬度比微孔处理高1 倍以上，以MP30 的处理效果更优。

2.5 不同包装对冬枣保藏过程中含糖量的影响

冬枣中可溶性糖以果糖和葡萄糖为主。由图4 可知，室温下冬枣的可溶性糖含量均出现了先升高后下降的趋势，这是由于常温下果实生理活动旺盛，含糖物质溶出后迅速消耗降解所致，其中气调处理在前10 d 较微孔处理能更好地减少糖分的降解消耗；0 ℃下，3 种包装下冬枣的可溶性糖含量均出现先剧烈下降后缓慢增长的趋势，其原因是冬枣在贮藏后期细胞壁受损溶出大量含糖物质所致，整体上气调包装处理能够更好地保持冬枣的含糖量。

2.6 不同包装对冬枣保藏过程中可溶性固形物含量的影响

冬枣的生理成熟至腐败变质会消耗大量的可溶性固形物，由图5 可知，两种温度下，不同包装处理下冬枣果实的可溶性固形物含量整体呈曲折下降的趋势。室温下，气调处理冬枣的可溶性固形物含量下降缓慢，而微孔处理则剧烈下降，可见气调处理能够更好地保持果实的可溶性固形物含量；0 ℃冷库下，气调处理冬枣的可溶性固形物含量较微孔处理保持得更好，贮藏60 d 时比微孔处理高2%以上，90 d 时MP30 包装下冬枣果实的可溶性固形物含量比MP20 高4%以上，其可溶性固形物含量最终保持在20%左右。

图2 两种温度不同包装处理对冬枣包装环境内气体浓度的影响Fig.2 Effect of different packaging treatments at two temperatures on gas concentration in packaging environment of winter jujubes

图3 两种温度不同包装处理对冬枣硬度的影响Fig.3 Effects of different packaging treatments at two temperatures on the hardness of winter jujubes

图4 两种温度不同包装处理对冬枣可溶性糖含量的影响Fig.4 Effects of different packaging treatments at two temperatures on soluble sugar contents of winter jujubes

图5 两种温度不同包装处理对冬枣可溶性固形物含量的影响Fig.5 Effects of different packaging treatments at two temperatures on soluble solids of winter jujubes

2.7 不同包装对冬枣保藏过程中可溶性蛋白含量的影响

可溶性蛋白含量是表征冬枣营养价值的重要指标，它能直接指示果实的腐烂变质程度。从图6 可以看出，两种温度下，冬枣果实在不同包装下的可溶性蛋白含量均随时间持续下降。室温下，前6 d 气调包装冬枣果实的可溶性蛋白含量均高于微孔包装，之后由于微孔包装失水较多导致其可溶性蛋白含量相对较高；0 ℃下，气调处理冬枣的可溶性蛋白含量始终高于微孔包装，其中MP30 处理下在90 d 时冬枣的可溶性蛋白含量最高，说明气调包装能够有效抑制其蛋白降解。

3 讨论

3.1 气调包装对延缓高成熟度冬枣在贮藏期间的成熟腐烂及保持水分的作用

采收成熟度会影响果实的贮藏性，前人研究发现，成熟度高的果实生理活性稳定，营养品质好，不易受环境影响，但容易加速衰老的进程［16］。本研究采用高成熟度（果皮转红面积超过2/3）的冬枣进行试验，目的通过气调的方式抑制其贮藏期间衰老腐烂。结果表明，气调包装处理相较市售的微孔包装袋，延长了高熟冬枣的保质期，减少其腐烂劣变，八成熟的冬枣能在采后贮藏超过60 d 保持新鲜的品质，超过90 d 不出现严重的腐烂现象。

高成熟度的冬枣采收期较晚，果实含水量高，且皮薄裂纹多，容易失水干瘪，常温下贮藏期仅为2～5 d［17］。但包装内湿度也不能超过95%，否则细菌的大量繁殖会引起表皮腐烂。本研究中，微孔包装下的高熟冬枣因较强的呼吸加剧了蒸腾作用，果实发生了干瘪。杨达等［18］发现，冷藏90 d 后，冬枣的水分流失在8%左右，表皮无褶皱，而本试验应用的气调包装袋在室温及冷库条件下冬枣失水均不超过3%。雷逢超等［19］研究发现，用厚度30～40 μm 的聚氯乙烯包装能够控制包装内湿度在90%～95%之间，有利于冬枣的贮藏保鲜，本试验中MP30 处理的保湿效果在3 种包装中最好。

3.2 气调包装对高成熟度冬枣呼吸活动的抑制作用

呼吸作用是影响冬枣品质、衰老及贮藏期最重要的一种生理代谢活动，受包装的内环境影响，其中气体成分最为重要［20］。王亮等［21］发现较高浓度的CO2同样会刺激冬枣的呼吸，破坏细胞膜的完整性，加速果实衰老和腐烂，应控制CO2浓度在2%以下；而低氧条件下，冬枣并未发生无氧呼吸，果实进入休眠状态。吕长鑫等［22］研究表明，低温贮藏冬枣最适的气体环境是5% O2、2% CO2。本研究中，室温条件下，高成熟度的冬枣呼吸旺盛，3种包装均无法降低袋内的CO2浓度，但是气调包装能降低袋内的O2浓度，从而抑制冬枣的呼吸作用；在低温贮藏下，MP30 包装的冬枣较高的呼吸作用消耗了内环境的O2，同时其较低的O2透过率减少了外界O2的补充，保持了一个低氧的环境，呼吸作用的抑制也减少了CO2的释放，袋内形成低O2和CO2的环境，有效地延缓了冬枣的衰老腐烂。

冬枣的呼吸作用非常复杂，前人的研究发现栽培环境条件、采收枣果成熟度、测试方法等均有影响。武杰等［23］研究发现，冬枣贮藏9 d，呼吸强度和乙烯释放速度达到高峰。而吴延军等［24］研究认为，冬枣属于非呼吸跃变型。本试验中，在室温条件下，采后冬枣的呼吸强度在贮藏过程中仅有微孔包装出现了呼吸高峰；而在0 ℃冷库条件下，冬枣在贮藏期出现了两次呼吸高峰，分别在贮藏10 d 和50 d，结合前人的研究推测，第一次出现峰值为冬枣完熟期，第二次则是衰老期［25］。

3.3 气调包装对高成熟度冬枣硬度和营养物质含量下降的延缓作用

随着贮藏时间的延长，冬枣果实中原果胶与纤维素的结合力下降，细胞间的粘结度下降，导致硬度逐渐下降，表皮出现皱缩，产生木质素和纤维素积累，最终造成组织结构腐烂［26］。本试验中，在两种温度下3 种包装内冬枣在贮藏初期硬度下降速度均较为缓慢，当果实转红率达到95%时，硬度才出现了急剧下降的趋势。气调包装内的冬枣在冷库贮藏50 d 后，硬度仍能够保持在较高的水平（1000 g/cm2），而微孔包装则完全软化（低于500 g/cm2）。本研究中，MP30 气调包装能较好地维持冬枣果实硬度和口感。

冬枣采后失去枝干的养分供应，靠自身的内含物维持生命活动。本研究中，随着冬枣的腐烂程度加剧，两种温度下3 种包装处理的可溶性蛋白含量均下降明显。

冬枣采后淀粉逐渐水解为可溶性糖，因此含糖量上升，同时蔗糖转化为还原糖，所以果实中的含糖量呈先增加后减少的趋势，但成熟果的含糖量消耗更快，贮藏3 个月后熟枣果的含糖量低于半红枣果［15］。本试验中，两种温度下贮藏冬枣的含糖量在2 个月后不足初始时的50%。其中气调包装室温条件下通过抑制冬枣的生理活动，前期能更好地保持含量糖，后期果实腐烂含糖量迅速下降；而在0 ℃下高熟冬枣在呼吸受到抑制，生理活动降低，糖消耗减少，出现了含糖量增加的现象。与贾小丽等［27］研究相似，冬枣贮藏初期的糖代谢总量比降解总量大，因此造成了含糖量的上升。

冬枣贮藏期间可溶性固形物含量的减少与单糖类物质作为呼吸底物被消耗有关。本研究中，两种温度下气调包装冬枣的可溶性固形物降解均比微孔包装缓慢，其中MP30 袋中的O2浓度最低，冬枣的生理活动也最缓慢，可溶性固形物得到了较好的保存。

4 结论

气调包装能有效延缓高成熟度的冬枣果实硬度下降、营养物质消耗和果实腐烂的发生，抑制其衰老。本试验中厚度20、30 μm 的气调膜包装冬枣相较微孔包装均有更好的保鲜效果，但是由于20 μm 厚度气调包装气体通透氧率太大（＞10000 cm3/m2·d·atm），对外部O2的阻隔能力较弱，在保持果实硬度、延缓可溶性固形物降解、含糖量减少、蛋白溶解、果实腐烂等方面较30 μm 气调包装差。厚度30 μm 气调包装，其O2透过率小于6000 cm3/m2·d·atm，在贮藏期间结合冬枣自身呼吸能将内环境中O2浓度降至5%，CO2浓度控制在1.0%～2.0%，有利于冬枣休眠，延长保鲜期。