浅析气体调节保鲜技术在杨桃贮藏中的应用*

郭春阳 ， 曹玉华 ， 张 立 ， 曾令超

（广东白云学院机电工程学院，广东 广州 510080）

0 前言

杨桃是热带和亚热带地区的特产水果，果实皮薄，质脆，具有5条棱，呼吸作用旺盛，营养成分下降快。其最佳的采收期是7月中旬，此时气温高、湿度大，果实采后在常温条件下贮藏保鲜期较短，3天就会软化腐烂，失去食用性，而如果低温贮存保鲜方式不当，又容易造成冻伤、冷害、腐烂及病变等。同时，7月为水果成熟旺季，极易造成杨桃滞销现象，若无相应的保鲜措施，杨桃容易腐烂，造成经济损失。考虑到延长其货架期的现实意义，需要深入进行杨桃储藏保鲜研究。目前，新鲜水果保鲜主要采用物理、化学和生物等方法，但与杨桃气调保鲜相关的研究和报道较少[1-4]。

由于杨桃的呼吸作用旺盛，降低杨桃的呼吸能力是延长杨桃货架期的一种方法，普通的低温贮藏可以减弱水果的呼吸作用，大约每降低10 ℃可以减弱呼吸作用的一半，这就抑制了水果的腐败。但是不能仅从减弱呼吸作用和代谢作用的方面来选择贮藏温度，因为温度过低会引起杨桃的冻伤和低温病害，限制了水果贮藏期的进一步延长，甚至使营养成分产生一定程度上的损耗。而气体调节保鲜技术在低温贮藏的基础上，通过人为改变气体成分，降低环境气体中的氧气含量，改变二氧化碳和氮气的组成比例，抑制果蔬呼吸作用，减少物质消耗，使呼吸强度降低至仅能维持正常生命活动的最低程度，延缓杨桃成熟老化过程以达到保鲜效果[5-9]。

本实验通过气体调节保鲜装置对杨桃进行贮藏实验，分析杨桃在低温贮藏下及气体调节低温贮藏条件下，贮藏期内杨桃的理化指标变化情况，为杨桃气调贮藏研究提供可靠性依据。

1 实验材料与方法

实验选用的杨桃来自广州市某果园，采摘时为发育丰满、尚未充分成熟的青果，果实表面无碰伤，果实重100 g~150 g。10个杨桃为一组。杨桃在实验前进行10 ℃预冷处理，分为两组进行试验。冷藏组套0.04 mm聚乙烯薄膜置于1号箱体中低温贮藏（RA+RH，冷藏温度5 ℃，相对湿度90%~95%），气调组套0.04 mm聚乙烯薄膜置于2号箱体中气调低温贮藏（CA，冷藏温度5 ℃，氧气含量3%~5%，二氧化碳含量3%~5%，氮气含量90%，相对湿度90%~95%）。每组均观察好果率、失重率、外观、硬度、可溶性固体物含量、维生素C含量。实验平台运行32天，每间隔4天进行一次杨桃的理化指标测试，直至杨桃无食用价值为止。

2 仪器设备

硬度计（GY5A，精度±0.01 kg/cm2，量程0.2 kg/cm2~15 kg/cm2），折光计（J157，精度0.000 01 RI，波长589.3 nm），电子天平（BAS 224S-CW，精度0.1 mg，量程220 g），智能嵌入式气调试验台（试验箱体、制冷系统、液氮冲注气调系统、超声波加湿系统、换气系统和变风量通风系统：制冷系统包含制冷机组、前置温度传感器，液氮冲注气调系统包含液氮气化装置、氧气体积分数传感器，超声波加湿系统包含加湿水箱、超声波雾化振子、水雾导流装置，换气系统包含吸气电磁阀、排气电磁阀，变风量通风系统包含变频风机、风速调节器等）。

3 理化指标测试方法

好果率：感官测试法，通过肉眼观测果实外貌，并与初始试验果实外貌进行对比。

失重率：称重法，杨桃在贮藏过程中的失重率（Δm）按公式（1）进行计算

其中：m0表示杨桃的初始质量（g），mi表示第i天杨桃的质量（g）。

果实硬度：利用硬度计直接测定，读取表盘上的数值，单位为kg/cm2。

可溶性固体物（TSS）：折射仪法，在20 ℃时用折光计测定待测样液的折光率，直接在折光计上读出。

维生素C含量：微量荧光法[10]，取10.0 g杨桃果肉，加入2 g酸洗活性炭，剧烈摇动后取5 mL移至装有5 mL含50%的NaOAc和约27 mL钙的水溶液中，加入邻苯二胺水溶液，用涡流混合器振荡，测定荧光强度。

4 结果与讨论

4.1 杨桃好果率的变化

如图1所示，实验中气调组的杨桃保鲜程度优于冷藏组。在第16天时，冷藏组的好果率为88%，气调组的好果率为94%；在第32天实验结束时，冷藏组的好果率为80%，气调组好果率为88%，气调组的好果率比冷藏组高约8%。气调组在贮藏第16天时样品中出现坏果，冷藏组在贮藏第8天时样品中出现坏果。可见，气调保鲜具有提高果实品质的能力。从树上采摘下来的水果仍然保持着生物活性，普通的低温贮藏可以减弱水果的呼吸作用，抑制水果的腐败，但杨桃处于氧气浓度较高的环境中时，呼吸作用依旧旺盛。而采用气体调节方式调节低温贮藏环境中的气体组成，改为低氧气、高二氧化碳浓度，能够控制果蔬的呼吸和蒸发，抑制微生物的生长，使水果获得更好的保鲜，达到延期贮藏的目的。

图1 贮藏期内杨桃好果率的变化

4.2 杨桃失重率的变化

如图2所示，实验中气调组的杨桃保鲜程度优于冷藏组。在第16天时，冷藏组的失重率为34%，气调组失重率为14%；在第32天实验结束时，冷藏组失重率为64%，气调组失重率为22%。冷藏组从第8天开始失重曲线呈明显上升趋势，气调组失重曲线较为平缓且失重率较低。杨桃水分的蒸发和营养物质消耗是采后贮藏过程中果实失重的主要原因，失重损失会导致果实萎蔫、变质及腐烂。气调贮藏使杨桃在低氧、高二氧化碳的人工控制的空气中进行密闭冷藏，缺少氧气的情况下杨桃的新陈代谢受到抑制，减少呼吸作用中底物的消耗，从而减少杨桃内营养成分的损失，同时抑制贮存期间杨桃水分蒸发而发生的蒸腾现象，有效维持杨桃的质量。

4.3 杨桃硬度的变化

如图3所示，实验中气调组的杨桃硬度优于冷藏组。在第16天时，冷藏组杨桃硬度0.75 kg/cm2，气调组杨桃硬度0.95 kg/cm2；在第32天实验结束时，冷藏组杨桃硬度0.55 kg/cm2，气调组杨桃硬度0.8 kg/cm2。冷藏组从第4天开始硬度曲线呈明显下降趋势，气调组硬度曲线下降平缓。杨桃在呼吸代谢过程中蛋白质和脂肪等作为呼吸底物，经过一系列氧化还原反应被逐步降解氧化成二氧化碳和水，降解都是在特定酶的催化下发生的。气调贮藏采用低氧、高二氧化碳的条件，酶类的活性遭到抑制，延缓了有机物的分解，降低维持杨桃硬度的果胶物质的减少速度，减少挥发性物质的产生和果胶物质的分解，阻碍杨桃脆硬度的降低，减慢衰老速度。

图3 贮藏期内杨桃硬度的变化

4.4 杨桃可溶性固体物（TSS）含量的变化

如图4所示，实验中气调组可溶性固体物含量优于冷藏组。在第16天时，冷藏组可溶性固体物含量8.5%，气调组可溶性固体物含量8.3%；在第32天实验结束时，冷藏组可溶性固体物含量8.6%，气调组可溶性固体物含量8.8%。冷藏组在第24天出现呼吸高峰，气调组第28天出现呼吸高峰。杨桃在呼吸代谢过程中，其中的可溶性糖类会被降解成二氧化碳和水，但是代谢的速度不均匀的，达到呼吸高峰会迅速衰老，可溶性固体物含量会迅速下降。气调贮藏采用低氧、高二氧化碳的条件，推迟呼吸作用高峰的到来，并能降低呼吸高峰顶点时的呼吸强度，可以有效控制杨桃品质，延长货架期。

图4 贮藏期内杨桃可溶性固体物含量的变化

4.5 杨桃维生素C含量的变化

如图5所示，实验中气调组的杨桃维生素C含量优于冷藏组。在第16天时，冷藏组杨桃维生素C含量24 mg/L，气调组杨桃维生素C含量31 mg/L；在第32天实验结束时，冷藏组杨桃维生素C含量16 mg/L，气调组杨桃维生素C含量22 mg/L。维生素C含量呈现先上升后下降的趋势，冷藏组从第8天开始维生素C含量呈明显下降趋势，气调组在第16天开始维生素C含量下降，但趋势较为平缓。维生素C是维持杨桃生命活动的有机物质，会被呼吸作用代谢为二氧化碳和水。通过降低氧气浓度和提高二氧化碳浓度，能够降低果蔬的呼吸强度，但是氧气对呼吸强度的抑制必须降到7%以下才能起作用，但不应低于2%，否则容易出现中毒现象。气调保鲜可以保持杨桃中维生素C的含量缓慢下降，以达到保鲜效果。

图5 贮藏期内杨桃维生素C含量的变化

5 结论

造成杨桃变质的原因是呼吸、蒸发、微生物增长及成分氧化的作用，这些作用与杨桃贮藏的环境气体组成如氧气、二氧化碳、水分以及温度等有密切的关系。在5 ℃下采用两种不同贮藏方式，低温贮藏及气体调节贮藏。通过对杨桃的理化指标进行分析，气体调节组能够控制杨桃贮藏环境的气体成分，从而控制杨桃的呼吸及蒸发作用，抑制新陈代谢，控制氧化，最低限度地消耗自身营养，维持其正常生命活动，保证其色泽、硬度、风味及营养成分。实验结果表明，气体调节贮藏保鲜效果优于低温贮藏，气体调节贮藏下杨桃可保鲜30~32天。