不同气体成分贮藏对狗头枣鲜果生理变化与品质的影响

冯荦荦，郜海燕，张润光，闫欣鹏，张娅妮，韩齐齐，张有林，*

(1.陕西师范大学 食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710119； 2.浙江省农业科学院 食品科学研究所，浙江 杭州 310021)

枣(ZiziphusjujubeMill.)属于鼠李科(Rhamnaceae)枣属(Ziziphus)植物，原产于中国，至今已有3 000多年的栽培历史[1]。狗头枣是陕北地区特有的一种红枣品种，原产于延川县延水关镇，具有果实形大、口感清脆、营养丰富的优质特征，富含维生素、粗纤维、必需氨基酸、磷、铁等多种微量元素，还含有环磷酸腺苷(cAMP)和环磷酸鸟苷(cGMP)，是优良的鲜食品种，深受消费者青睐[2-3]。但该枣采后极易失水，果实维生素C(VC)大量损失，发生果皮软化和褐变，腐烂变质严重，贮藏期短[4]，制约了狗头枣的发展。因此，开发绿色安全的贮藏技术已成为狗头枣产业亟待解决的问题。

研究发现，低温冷藏[5-6]、减压处理[7]、涂膜处理[8-9]、臭氧处理[10]、钠他霉素和噻苯咪唑等保鲜剂处理[11-12]、调节气体成分[13-14]等方法均能在一定程度上延长枣果的保鲜期。气调贮藏现已应用于草莓[15]、樱桃[16]、黄瓜[17]等非呼吸跃变型果实贮藏保鲜中，且效果显著。吴忠红等[13]研究表明，1%CO2+5%O2气调贮藏可有效降低骏枣的呼吸强度和乙烯释放量，保护细胞膜系统完整性，延缓枣果采后转红速率和变软速度，延长贮藏保鲜时间。韩海彪等[18]研究得出，灵武长枣在2%CO2+7%O2+91%N2的气体配比条件下贮藏120 d，硬果率50%以上，好果率96%。王亮等[19]研究发现，适当的低O2可维持冬枣果实良好的贮藏品质，贮藏环境中的CO2会促进果实无氧呼吸，导致组织相对电导率升高，促进VC降解，加速冬枣果实软化。目前关于鲜枣保鲜研究较多，但对于气调贮藏对陕北地方特色鲜食枣狗头枣采后生理及贮藏品质的影响尚未见报道。本试验探究不同气体成分贮藏对狗头枣生理变化与贮藏品质的影响，为狗头枣贮藏保鲜提供科学依据和技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验用狗头枣采自陕西延安延川县，带果梗采收，无机械损伤，果面为1/2～3/4红。采摘后当天运到5 ℃冷库中预冷24 h，次日运往西安，置2 ℃冷库再预冷24 h备用。

二氧化碳、氮气，购自陕西兴化股份有限公司(纯度>99%)；2，6-二氯靛酚钠购自成都科龙化工试剂厂；多聚半乳糖醛酸酶(PG)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)试剂盒，购自南京建成生物工程研究所。

1.2 仪器与设备

PE塑料袋，购自西安市塑料制品厂；气调试验箱，购自西安钟华电器厂保鲜技术控制研究所；OXYCAR-3型CO2/O2分析仪，购自意大利意索尔公司；GS-ⅢB大气采样器，购自上海宏宇环保应用研究所；阿贝折光仪，购自上海索光光电技术有限公司；GY-1型果实硬度计，购自牡丹江市机械研究所。

1.3 试验设计

将预冷处理48 h后的狗头枣鲜果分别装入泡沫盒中，每盒0.5 kg，放入8个57 cm×57 cm×58 cm气调箱内，每个气调箱8盒，根据表1设定的CO2、O2和N2浓度进行试验处理，每种气体配比重复2箱，每5 d向气调箱充换配制的气体。试验均在贮藏温度-1～0 ℃、相对湿度90%～95%的冷库中进行。

1.4 测定的指标及方法

呼吸强度测定采用气流法[20]，常温下每隔1 d测定，一周后结束，低温下每隔10 d测定，70 d后结束；枣果冰点测定采用冰盐水法[21]；可滴定酸含量测定采用酸碱滴定法[22]；还原糖含量测定依据GB5009.7—2016直接滴定法；VC含量测定采用2，6-二氯靛酚钠盐滴定法[21]；可溶性固形物含量测定采用手持折光仪法[23]；果实硬度测定采用GY-1型硬度计法[24]；多聚半乳糖醛酸酶(PG)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化氢酶(CAT)活性测定采用试剂盒法[25]。贮藏期间每隔20 d测定各项指标，80 d后结束贮藏。好果率(%)=[(调查总果数—腐烂果数)/调查总果数]×100；鲜度指数=∑(果粒鲜度级别×该级别粒数)/(最高鲜度级别×总果数)。狗头枣鲜度级别评判标准是本实验室团队从事20多年鲜枣研究所得出的鲜度级别的常用评判标准，详见表2。

表1 狗头枣气调贮藏试验设计

1.5 数据处理

试验中指标每次测定3袋(即重复3次)，每袋随机取若干枣果，平行测定3次。采用Excel 2010软件作图，利用SPSS 17.0软件进行方差分析，对有显著(P<0.05)差异的，采用Duncan新复极差法进行多重比较。

2 结果与分析

2.1 狗头枣的基本品质指标

优质新鲜的狗头枣色红、肉厚、饱满、味甜，在采后贮藏前测定其基本品质指标。由表3看出，狗头枣的还原糖含量较高，所以口感脆甜，VC含量也相对较高，营养比较丰富。

2.2 狗头枣果实的呼吸类型

呼吸强度的动态变化可反映出果实的呼吸类型。由图1看出，常温下狗头枣呼吸强度(以CO2计)大多在60～80 mg·kg-1·h-1上下波动，差异很小，无明显呼吸高峰出现，这符合非呼吸跃变型果实的基本特征[3]。从图2看出，在温度-1～0 ℃、相对湿度90%～95%冷库存放的狗头枣贮藏初期，低温贮藏环境使得果实的呼吸强度大幅度下降，10 d后降到低值。10～30 d随着贮藏天数的增加，呼吸强度又缓慢增加[26]。贮藏至30 d，呼吸强度有一小高峰，峰值为16.12 mg·kg-1·h-1，但不明显。30～50 d，呼吸强度又会随着营养物质的消耗呈下降趋势，到50 d时出现低值，50 d后一直保持很低的呼吸强度[27]。呼吸高峰过后狗头枣仍可存放较长时间且不出现腐烂。综合判断狗头枣为非呼吸跃变型果实。

2.3 不同气体成分贮藏对狗头枣生理变化的影响

表2 狗头枣鲜度级别评判标准

表3 狗头枣的基本化学成分及特征

图1 常温下狗头枣呼吸强度变化Fig.1 Respiratory intensity of Dog-head jujube under room temperature

图2 低温下狗头枣呼吸强度变化Fig.2 Respiratory intensity of Dog-head jujube under low temperature

2.3.1 不同气体成分贮藏对狗头枣果实硬度的影响

硬度反映的是枣果贮藏的质量，枣果的果实硬度会随着贮藏时间的延长而逐渐降低。由图3看出，贮藏初期不同气体成分下狗头枣的果实硬度均呈现逐渐下降的趋势。其中以10%O2+90%N2处理的狗头枣硬度下降趋势最缓慢，贮藏80 d，由13.8 kg·cm-2降至9.8 kg·cm-2，且与1%CO2+10%O2+89%N2处理和2%CO2+10%O2+88%N2处理差异显著(P<0.05)，说明10%O2+90%N2处理能较好地保持狗头枣的硬度，延缓狗头枣的软化衰老。

图中无相同小写字母表示各处理间差异显著(P<0.05)。下同。Symbols marked without the same lowercase letters meant significant (P<0.05) differences among treatments in the figure. The same as below.图3 不同气体成分贮藏对狗头枣果实硬度的影响Fig.3 Effect of different gas composition storage on fruit hardness of Dog-head jujube

2.3.2 不同气体成分贮藏对狗头枣可滴定酸含量的影响

由图4看出，贮藏初期狗头枣可滴定酸含量微有增加，20 d后逐渐下降，其原因可能是贮藏初期狗头枣果实还处于成熟阶段，可滴定酸含量有所上升，贮藏一段时间后，果实完全成熟，可滴定酸含量开始下降。贮藏至80 d， 10%O2+90%N2处理的狗头枣果实可滴定酸含量变化较缓慢，且与其他处理差异显著(P<0.05)，说明10%O2+90%N2处理能较好的保持枣果的可滴定酸含量。

2.3.3 不同气体成分贮藏对狗头枣还原糖含量的影响

由图5看出，2%CO2+10%O2+88%N2处理的狗头枣还原糖含量表现为先上升后下降，这可能是枣果在贮藏后期的呼吸作用消耗了一部分还原糖所致，其他处理还原糖含量均呈上升趋势。贮藏80 d时， 10%O2+90%N2处理的狗头枣还原糖含量由最初的8.04 g·100g-1上升至14.93 g·100g-1，在4个处理中上升速率最慢，且与1%CO2+10%O2+89%N2处理和2%CO2+10%O2+88%N2处理相比差异显著(P<0.05)。由此说明， 10%O2+90%N2处理能减缓淀粉向还原糖的转化速度，使还原糖含量保持稳定。

图4 不同气体成分贮藏对狗头枣可滴定酸含量的影响Fig.4 Effect of different gas composition storage on titratable acid content of Dog-head jujube

图5 不同气体成分贮藏对狗头枣还原糖含量的影响Fig.5 Effect of different gas composition storage on reducing sugar content of Dog-head jujube

2.3.4 不同气体成分贮藏对狗头枣VC含量的影响

由图6看出，采后贮藏期间，狗头枣VC含量初期略有上升，然后开始下降，这可能是因为狗头枣在贮藏前期有一个进一步成熟和营养转化的过程[28]。贮藏40 d后，1%CO2+10%O2+90%N2和2%CO2+10%O2+88%N2处理的狗头枣VC含量下降趋势明显加快，贮藏到80 d， 10%O2+90%N2处理的狗头枣VC含量比21%O2+79%N2高出近2倍。该处理与其他处理相比差异显著(P<0.05)，这说明10%O2+90%N2处理能较好地保持枣果VC含量，提高枣果的食用品质。

2.3.5 不同气体成分贮藏对狗头枣多聚半乳糖醛酸酶活性的影响

多聚半乳糖醛酸酶(PG)与果实软化密切相关。由图7看出，采收时狗头枣果实的PG活性较高，贮藏前20 d内PG活性显著下降。贮藏20～40 d，PG活性逐渐上升，上升的原因可能是在此阶段果实逐渐成熟，果实组织细胞壁结构发生变化，诱导果实PG活性增强。贮藏40 d后，2%CO2+10%O2+88%N2处理组PG活性出现明显下降可能是由于果实质地变软引起的[29]。21%O2+79%N2处理和10%O2+90%N2处理使PG活性处于较低水平，且与1%CO2+10%O2+89%N2和2%CO2+10%O2+88%N2处理之间差异显著(P<0.05)，对抑制狗头枣果实PG活性和延缓果实软化十分有利。

图6 不同气体成分贮藏对狗头枣Vc含量的影响Fig.6 Effect of different gas composition storage on VC content of Dog-head jujube

图7 不同气体成分贮藏对狗头枣PG活性的影响Fig.7 Effect of different gas composition storage on PG activity of Dog-head jujube

2.3.6 不同气体成分贮藏对狗头枣过氧化氢酶活性的影响

过氧化氢酶(CAT)能催化分解组织中高浓度的H2O2，从而降低由H2O2产生的羟基自由基(·OH)对机体造成的伤害[30]。由图8看出，贮期CAT活性均呈下降趋势，但10%O2+90%N2处理狗头枣CAT活性下降较缓慢，贮藏20 d时，该处理与其他处理相比差异显著(P<0.05)，说明10%O2+90%N2处理可较好地提高采后狗头枣CAT活性。

图8 不同气体成分贮藏对狗头枣CAT活性的影响Fig.8 Effect of different gas composition storage on CAT activity of Dog-head jujube

2.3.7 不同气体成分贮藏对狗头枣过氧化物酶活性的影响

过氧化物酶(POD)可催化由过氧化氢参与的各种还原物质的氧化反应，果蔬中的酚类化合物会发生氧化还原反应生成醌，通过一系列反应后聚合生成黑色素，从而导致果蔬褐变[31]。研究不同贮藏方式下POD活性的变化，对于探讨鲜枣的褐变机理具有重要意义。由图9看出，贮期各处理的POD活性均呈逐渐上升的趋势。其中， 10%O2+90%N2处理的狗头枣POD活性变化最小，并且在整个贮藏期一直处于最低水平，贮藏到80 d，与其他处理间差异显著(P<0.05)。

2.3.8 不同气体成分贮藏对狗头枣多酚氧化酶活性的影响

多酚氧化酶(PPO)是促进果实褐变的主要酶类，在有氧条件下，它可以氧化酚类物质形成醌等褐色素，引起果实褐变。由图10看出，贮藏期间各处理中狗头枣PPO活性均呈上升趋势。10%O2+90%N2处理在整个贮藏期始终处于较低的状态，没有高峰出现，贮藏40 d与1%CO2+10%O2+89%N2和2%CO2+10%O2+88%N2差异显著(P<0.05)。

2.4 不同气体成分贮藏对狗头枣好果率和鲜度指数的影响

好果率可直接反映狗头枣的贮藏效果。由图11看出，贮藏40 d后，各处理好果率有不同程度下降，以2%CO2+10%O2+88%N2处理下降最快，其他处理下降不很明显。贮藏到80 d， 10%O2+90%N2处理的狗头枣好果率为88.6%，与其他处理间差异显著(P<0.05)。

图9 不同气体成分贮藏对狗头枣POD活性的影响Fig.9 Effect of different gas composition storage on POD activity of Dog-head jujube

图10 不同气体成分贮藏对狗头枣PPO活性的影响Fig.10 Effect of different gas composition storage on PPO activity of Dog-head jujube

图11 不同气体成分贮藏对狗头枣好果率的影响Fig.11 Effect of different gas composition storage on the good fruit rate of Dog-head jujube

鲜度指数能客观地反映枣果的贮藏效果，从图12看出，10%O2+90%N2处理的狗头枣贮藏40 d与采摘初期在外观上基本没有区别，贮藏80 d鲜度指数为0.59，与21%O2+79%N2之间差异不显著，但与1%CO2+10%O2+89%N2和2%CO2+10%O2+88%N2处理之间差异显著(P<0.05)。

图12 不同气体成分贮藏对狗头枣鲜度指数的影响Fig.12 Effect of different gas composition storage on the freshness index of Dog-head jujube

不同气体成分贮藏狗头枣80 d外观情况见图13。由图13看出，10%O2+90%N2和21%O2+79%N2处理组贮藏80 d时，狗头枣外观基本保持了原有的性状，且无褐变、酒化和腐烂现象，与贮藏初期无显著差别。1%CO2+10%O2+89%N2处理组贮藏80 d时，狗头枣外观出现软化现象，2%CO2+10%O2+88%N2处理组枣果表面软化，出现腐烂现象。这与鲜度指数结果一致。

图13 不同气体成分贮藏狗头枣80 d外观状况Fig.13 Appearance of Dog-head jujube treated with different gas composition storage for 80 d

3 讨论与结论

枣果贮藏对低O2和高CO2比较敏感，李晓东等[32]、王文生等[33]研究发现，枣果不能忍受高于3%的CO2，所以鲜枣不适合密闭条件下的自发气调贮藏。许多研究表明，高浓度的CO2可通过抑制线粒体的琥珀酸脱氢酶系统，使三羧酸循环无法正常进行，乙醇、乙醛等有害物质大量积累，导致内膜系统紊乱和瓦解，使膜透性加大[34-35]。宗亦臣等[36]研究表明，12%～15%O2+85%～88%N2气调贮藏可以有效抑制冬枣果实多酚氧化酶和过氧化物酶的活性，推迟多酚氧化酶活性高峰的到来，防止冬枣褐变和酒化，延长冬枣贮藏期限。王亮等[37]研究了气调贮藏对冬枣采后生理及有害物质积累的影响，结果表明，2%O2+0%CO2+98%N2的气调指标对冬枣贮藏最为有利。这与本实验中低CO2浓度处理有利于狗头枣果实贮藏的研究结果相一致。

本实验中不同气体配比对狗头枣贮藏效果的好坏顺序依次为10%O2+90%N2>21%O2+79%N2>1%CO2+10%O2+89%N2>2%CO2+10%O2+88%N2。可以看出，在气调贮藏中，不加CO2的贮藏效果好于加1%或2%CO2，这可能是因为狗头枣不耐受CO2的原因。高浓度CO2致使细胞膜透性增大，枣果代谢失调，加快了体内物质分解反应速率与果实成熟衰老。从10%O2+90%N2与21%O2+79%N2的比较看出，在不加CO2的条件下，低O2浓度更有利于枣果的贮藏，这可能与降低呼吸强度有关，至于狗头枣能否耐受更低浓度的O2仍需进一步研究。

陕西延安延川县狗头枣为非呼吸跃变型果实，适宜的气调贮藏(CA)能使PG、POD和PPO活性处于一个较低的水平，CAT活性得到较好的维持，能延缓狗头枣果实VC含量和果实硬度的下降速率，减缓可滴定酸含量的下降速率和还原糖含量的变化，有利于延长贮藏期，保持风味品质。狗头枣在温度-1～0 ℃、相对湿度90%～95%、气体配比10%O2+90%N2的条件下贮藏效果最好，贮藏80 d，好果率88.6%，鲜度指数0.59。