动态气调对“翠香”猕猴桃贮藏效果的影响

廖梓懿，周会玲,*，姚宗祥，王新茹，马 慧

（1.西北农林科技大学园艺学院，陕西 杨凌 712100；2.陕西省果业协会，周至县猕猴桃贮藏协会采后生理与贮藏保鲜实验室，陕西 西安 710411）

猕猴桃（Actinidia chinensis）为多年落叶木质藤本植物，属于猕猴桃科（Actinidiaceae）猕猴桃属（Actinidia）[1]，现已成为我国西北及西南地区最重要的经济作物之一[2]。“翠香”猕猴桃是陕西省综合性状较好的中早熟美味系品种，因其风味浓郁、口感酸甜得到消费者的普遍认可。由于猕猴桃是典型的呼吸跃变型浆果[3]，具有明显的采后生理后熟过程，因此在常温下很容易软化腐烂，采后贮藏一般采用机械冷藏延长其贮藏期。但“翠香”猕猴桃具有较强的冷敏性，在机械冷藏期间低温极易使果实发生腐烂和冷害[4]，导致贮藏期缩短、果实商品性下降，对猕猴桃产业造成极其严重的经济损失。为了满足“翠香”猕猴桃鲜食和加工行业对猕猴桃品质与供应的需求，“翠香”猕猴桃贮藏保鲜技术已成为重要的研究方向。

动态气调（Dynamic Controlled Atmosphere，DCA）是现阶段国内外公认较好的贮藏保鲜方法，其原理是在贮藏过程中将氧气含量降低到果实所能承受的最低有氧呼吸水平，以避免无氧呼吸伤害为前提，最大限度地减少有氧呼吸，延缓果实的生理代谢过程[5]。动态气调贮藏多采用初期高CO2和低O2处理，后期降低CO2、增加O2含量的方法[6]。由于呼吸跃变型果实在贮藏过程中其呼吸强度会随着成熟度而改变，使得气体成分适应性随之改变，因此分阶段调节贮藏环境中O2、CO2浓度，才能避免无氧呼吸伤害，保持果实品质[7]。乙醇是果实无氧呼吸的重要代谢产物[8]。通过测定果实乙醇含量来衡量果实贮藏中无氧呼吸水平，以此调节气体成分。Veltman 等[9]在苹果动态气调试验中，通过测定气调库内空气样品中乙醇含量来调控O2，乙醇含量升高时提高O2浓度，使得在乙醇不积累的情况下O2能达到最低极限值。动态气调在牛油果[10]、香蕉[11]、芒果[11]等水果上都有研究，特别是梨和苹果，发现其不仅能够有效保持贮藏后期的果实硬度，同时还减少了果实的虎皮病、腐烂等现象发生，贮藏效果显著优于普通气调[12-14]，因此被广泛地商业化应用。

目前我国在猕猴桃保鲜中鲜见有关于动态气调的报道。为提高“翠香”猕猴桃的贮藏品质，通过检测贮藏环境中乙醇的含量，阶段性调节气调库内O2和CO2浓度，研究动态气调对果实品质及冷害发生的影响，以期为“翠香”猕猴桃动态气调保鲜提供参考，也为动态气调技术在猕猴桃贮藏上的应用提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

试验材料“翠香”猕猴桃采自树龄5 年以上，生长健壮，长势良好的果树，来源于周至县姚力果业合作社。2019 年9 月29 日采收，装入含有通气口的塑料箱中，当天运回周至县猕猴桃贮藏协会采后生理与贮藏保鲜实验室。

抗坏血酸，上海源叶生物公司；1,10-菲啰啉（纯度＞97.0%），天津科密欧公司；所有试剂均为国产分析纯。

1.1.2 仪器与设备

GQY-40d-12 型分子筛气调一体机，天津捷盛东辉保鲜科技有限公司；X-4（BX）型泵吸式乙醇检测仪，江苏EDKORS 公司；GY-4 型果实硬度计，浙江绿博公司；PAL-BX/ACID8 猕猴桃糖酸一体机，日本爱拓公司；TEL-7001 红外CO2分析仪，美国Telaire公司；TraceGCUltra 型气相色谱仪，美国ThermoScientific公司；A11 型液氮研磨仪，德国Ika 公司；5810R 型高速冷冻离心机，德国Eppendorf 公司；多标记微孔板检测系统，美国Molecular Devices 公司。

1.2 方法

1.2.1 试验设计

选取大小均匀、无病虫害、无机械损伤的猕猴桃果实，放入8～10 ℃冷库中通风预冷24 h，待果心温度稳定后，进行以下3 种形式贮藏。

（1）动态气调（DCA），O2和CO2浓度根据乙醇含量进行动态调整，具体操作如下：贮藏0～30 d，气体配比为1.5%O2+5.5%CO2；贮藏30～60 d 时，气体配比为2.5%O2+ 4.5%CO2；贮藏期60 d 后，气体配比为3.5%O2+3.5%CO2，直至贮藏结束。

（2）普通气调（CA）：贮藏过程中气体配比均采用2.5%O2+4.5%CO2。

（3）机械冷藏（CK）：贮藏过程中不进行气调处理。

3 种贮藏方式下，冷库温度均保持在（0±0.5）℃、相对湿度90%～95%。动态气调和普通气调的初始气体参数依据王静[15]、白俊青等[16]和Prange 等[17]的结果进行设置，王静[15]研究表明美味系猕猴桃最佳气调组合范围为2%～3% O2+ 3%～4.5% CO2，Prange 等[17]发现猕猴桃发生低氧胁迫的O2浓度为小于1%。

贮藏期间，每10 d 测定一次CA、DCA 气调库内的乙醇含量，每10 d 或15 d 分别从3 个贮藏库中取45 个果实，其中15 个果实用于测定硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、呼吸强度和乙烯释放速率等；另外30 个果实移到20 ℃环境下模拟货架期5 d，观察冷害情况并统计冷害率；各处理于贮藏100 d 时随机选取150 个果实，用于测定失重率和腐烂率。其中：乙醇含量、呼吸强度、乙烯释放速率和VC 含量测定到90 d；其他指标测定到100 d。

1.2.2 测定项目与方法

1.2.2.1 乙醇含量

参照佟伟等[18]的方法进行乙醇取样，采用泵吸式乙醇检测仪于气调库顶空进样测定，重复3 次，单位为mg/L。

1.2.2.2 呼吸强度和乙烯释放速率

呼吸强度：参考董晓庆等[19]的方法，略有改动。使用干燥器（9.7 L）作为呼吸室，内置测定的果实（500～600 g），采用TEL-7001 红外CO2分析仪测定，密封30 min 后，记录呼吸室内CO2的增量，重复测定3 次，单位为mg·kg-1·h-1。

乙烯释放速率：参考田红炎等[20]的方法，采用Trace GC Ultra 型气相色谱仪进行测定。重复测定3次，单位为μL·kg-1·h-1。

1.2.2.3 硬度

用刮皮刀削去果实赤道部2 个面积约为1 cm2的表皮，平躺式放置于试验平板上，用硬度计测定果肉硬度，探头直径10 mm，测定深度10 mm，测定重复10 次，结果取其平均值，单位：kg·cm-2。

1.2.2.4 可溶性固形物（TSS）含量

采用猕猴桃糖酸一体机，将去皮猕猴桃经果实榨汁器榨汁后，用4 层纱布过滤，取滤液200 μL 测定，重复测定3 次，结果取其平均值，单位：%。

1.2.2.5 可滴定酸（TA）含量

采用猕猴桃糖酸一体机测定，将猕猴桃榨汁后，经4 层纱布过滤，取滤液200 μL，用蒸馏水稀释50倍后测定，重复测定3 次，单位：%。

1.2.2.6 VC 含量

参照曹建康等[21]的分光光度计方法测定，重复测定3 次，单位:mg·100 g-1FW。

1.2.2.7 腐烂率和失重率

参照吴彬彬等[22]的方法，略有改动。随机选取150个果实，分别测定其入库及出库时质量、贮藏结束时记录其腐烂果数。腐烂果实判断依据为局部溃烂、腐化，出现霉变状态。计算公式如下：

式中：m0为样品入库时质量，kg；m1为样品出库时质量，kg。

1.2.2.8 冷害率

参照高慧[23]的方法，略有改动。每次随机选取30个果实，从冷库中取出后，于室温20 ℃条件下放置5 d，观察其冷害情况，并统计出现冷害的果实数量。冷害果实判断依据为出现果皮褐变、皱缩、凹陷，皮下木质化，果肉水渍化、木质化状态。计算公式如下：

1.2.3 数据处理

采用SPSS 23.0 软件进行数据分析，使用Excel 2019 软件作图。

2 结果与分析

2.1 气调库内乙醇含量的变化

乙醇含量的变化对动态气调有敏感的指示作用。如图1 所示，从乙醇含量来看，在贮藏0～20 d，DCA和CA 组之间差异不显著；30 d 时DCA 组乙醇含量显著高于CA（P＜0.05）；30～50 d，DCA 组乙醇含量下降；50 d 后，两者间差异不显著。

图1 气调库内乙醇含量的变化Fig.1 Changes of ethanol contents in air-conditioned cold store

结合气体配置来看，贮藏30 d 时，DCA 组的气体配置为1.5%O2+5.5%CO2，低浓度O2与高浓度CO2使得DCA 组乙醇含量增加，说明此时果实无氧呼吸加剧；贮藏30～60 d 时，气体配比设为2.5%O2+4.5%CO2，DCA 组乙醇含量下降；贮藏60 d 时，CA 和DCA组乙醇含量升高，此时改变DCA 气体配置为3.5%O2+3.5%CO2；贮藏60 d 后DCA 组乙醇含量下降，直至低于CA。

2.2 动态气调贮藏对猕猴桃果实呼吸强度和乙烯释放速率的影响

如图2A 所示，猕猴桃果实采收后呼吸强度较高，低温贮藏抑制其呼吸作用，使得贮藏前15 天猕猴桃果实的呼吸强度呈下降趋势。CK 组果实的呼吸强度在贮藏30 d 时明显上升，40 d 达到高峰，峰值为11.43 mg·kg-1·h-1；CA 和DCA 组果实呼吸强度上升不明显，在贮藏50 d 时出现呼吸高峰，分别为9.28、8.63 mg·kg-1·h-1，显著低于CK 组呼吸峰值（P＜0.05），且呼吸峰推迟了10 d。在各处理出现呼吸高峰后，呼吸强度均呈下降趋势。DCA 组呼吸强度始终处于较低水平，贮藏15～40 d 时，DCA 处理组果实的呼吸强度显著低于CK 和CA（P＜0.05），说明DCA 能更有效地抑制果实的呼吸强度。

如图2B 可见，贮藏前40 天，“翠香”猕猴桃果实的乙烯释放速率呈缓慢上升趋势，随后出现乙烯释放高峰。CK 组在贮藏50 d 时出现乙烯释放高峰，其值为0.66 μL·kg-1·h-1，而CA、DCA 组均推迟了10 d，于贮藏60 d 时出现，其值均为0.58 μL·kg-1·h-1，显著低于CK 组乙烯释放高峰值（P＜0.05）。贮藏15～50 d时，DCA 处理组乙烯释放速率显著低于CK（P＜0.05），而CA 与CK 组间差异不显著，说明DCA 能更有效地抑制“翠香”猕猴桃果实的乙烯释放速率。

图2 动态气调对“翠香”猕猴桃果实呼吸强度（A）和乙烯释放速率（B）的影响Fig.2 Effects of DCA on respiration intensity(A)and ethylene release rates(B)of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.3 动态气调贮藏对猕猴桃果实贮藏品质的影响

2.3.1 果实硬度

如图3 所示，DCA 和CA 处理有效抑制了“翠香”猕猴桃果实硬度的下降，从贮藏15 d 开始，DCA 组果实硬度显著高于CK 组（P＜0.05），直到贮藏结束。贮藏前90 天，CA 果实硬度略低于DCA，但差异不显著；贮藏90 d 后，DCA 与CA 处理间存在显著差异（P＜0.05），说明DCA 处理对长期贮藏果实的硬度保持具有较好的效果。

图3 动态气调对“翠香”猕猴桃果实硬度的影响Fig.3 Effects of DCA on hardness of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.3.2 可溶性固形物和可滴定酸含量

如图4A 所示，在贮藏过程中，各处理猕猴桃果实的TSS 含量均呈上升趋势。DCA 和CA 处理的果实TSS 上升较为缓慢，显著低于CK（P＜0.05）；贮藏70 d 后，DCA 组TSS 含量显著低于CA 组（P＜0.05），极显著低于CK（P＜0.01）。

图4 动态气调对“翠香”猕猴桃果实可溶性固形物（A）和可滴定酸（B）含量的影响Fig.4 Effects of DCA on soluble solids(A)and titratable acid(B)contents of ‘Cuixiang’kiwi fruits

由图4B 可见，在贮藏过程中，各处理果实的TA含量均呈下降趋势，但CK 组下降最快，DCA 处理下降最慢，CA 介于二者之间。贮藏结束时（100 d），DCA处理果实的TA 含量最高，为0.26%，显著高于CA 和CK 组果实的TA 含量（P＜0.05）。

2.3.3 VC 含量

如图5 所示，在贮藏过程中，猕猴桃果实的VC含量总体呈现下降趋势。CK 组果实VC 下降最快，CA 组果实的VC 含量略低于DCA 组。贮藏60 d 时，DCA 处理组果实的VC 含量显著高于CA 和CK 组（P＜0.05）。贮藏80～90 d 时，CK 处理显著低于CA 和DCA 处理（P＜0.05），但CA 和DCA 处理间差异不显著。

图5 动态气调对“翠香”猕猴桃果实VC 含量的影响Fig.5 Effects of DCA on VC contents of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.4 动态气调贮藏对猕猴桃果实腐烂率和失重率的影响

如图6A 所示，贮藏结束时（100 d），CK 组果实腐烂率达8.33%，而CA 和DCA 组分别为2.34%和2.04%，CA 和DCA 处理组的果实腐烂率显著低于CK 组（P＜0.05），但CA 与DCA 处理间差异不显著。

由图6B 可见，贮藏结束时（100 d），CK 组果实失重率达4.76%，而CA 和DCA 处理组分别为2.59%和2.46%，CA、DCA 处理组腐烂率均显著低于CK（P＜0.05），但CA 与DCA 处理间无显著差异。

图6 动态气调对“翠香”猕猴桃果实腐烂率（A）和失重率（B）的影响Fig.6 Effects of DCA on rotting rates(A)and weight loss rates(B)of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.5 动态气调贮藏对猕猴桃果实冷害的影响

2.5.1 冷害率

由图7 可知，贮藏0～40 d，各处理组果实均未发生冷害，贮藏50 d 后，CK 组首先出现冷害症状，冷害率达2.0%，随后冷害率上升，贮藏结束时，冷害率达到67.5%。CA 与DCA 组果实分别比CK 组推迟20 d和30 d 出现冷害，且冷害率较低，显著低于CK 组（P＜0.05）。贮藏100 d 时，DCA 组果实冷害发生率最低，仅为20.0%，分别比CK 与CA 处理降低了47.5个百分点和8.0 个百分点，与CA 组间差异达到显著水平（P＜0.05），与CK 组间差异达到极显著水平（P＜0.01）。

图7 动态气调对“翠香”猕猴桃果实冷害率的影响Fig.7 Effects of DCA on chilling injury rates of ‘Cuixiang’kiwi fruits

2.5.2 冷害症状

各处理果实的冷害发生程度不同。图8 为贮藏100 d 时各处理组果实冷害发生情况。CK 组果实的外皮粗糙、果毛脱落，皮色呈褐色并伴有凹陷斑，外果皮皱缩并难以分离，在皮下有明显大面积木质化白点，果肉出现水渍化、木质化等症状；而CA 组果实的果顶或根部分开始木质化，部分果皮褐变，在皮下有明显木质化白点；DCA 组果实基本正常，出现少量皮下木质化白点。

图8 “翠香”猕猴桃在贮藏100 d 时冷害发生情况Fig.8 Chilling injury symptoms cases of ‘Cuixiang’kiwi fruits after 100 days storage

3 讨论与结论

本试验通过测定贮藏环境中乙醇含量，对“翠香”猕猴桃果实进行动态气调贮藏，即：0～30 d，采用较低的氧气和较高的二氧化碳组合，气体配比为1.5%O2+5.5%CO2；贮藏30 d，当乙醇含量明显增加时，提高O2，降低CO2，调整气体配比为2.5% O2+ 4.5% CO2；60 d 后，当乙醇含量再次上升时，又将气体配比调整为3.5%O2+3.5%CO2。从而保证在整个贮藏过程中，在减少无氧呼吸的前提下，使猕猴桃果实呼吸强度保持在较低水平。

本试验研究了动态气调对“翠香”猕猴桃贮藏品质的影响，结果表明：动态气调能更有效地维持果实的品质。与机械冷藏（CK）相比，动态气调能有效降低果实的呼吸强度，延缓乙烯释放速率，推迟呼吸高峰的出现，延缓果实硬度下降，抑制TSS 含量上升和TA、VC 含量下降，显著降低腐烂率和失重率，有效维持果实品质；与普通气调（CA）相比，在贮藏前期，动态气调处理果实的呼吸强度、乙烯释放速率更低，在贮藏后期，果实硬度、TA、TSS 变化更小，存在显著差异，能更有效地延缓后熟过程，延长保鲜期。动态气调通过在无氧呼吸临界点下，用低O2高CO2来抑制果实呼吸作用和乙烯释放，延缓其生理代谢过程，达到延缓果实成熟与衰老的效果，所以其保鲜效果优于普通气调和机械冷藏，这与Weber 等[24]和Bessemans 等[25]的研究结论一致。

另外，本试验对“翠香”猕猴桃冷害发生情况的研究结果表明：动态气调能显著降低冷害率，延缓和减轻贮藏后期果实冷害的发生。从试验结果来看，动态气调的果实冷害发生时间比机械冷藏推迟了30 d，比普通气调推迟了10 d，显著降低了冷害率，且冷害症状较轻，仅出现少量皮下木质化白点，未发生如机械冷藏的果肉木质化和普通气调的果皮褐变等现象。

综合来看，动态气调与普通气调相比，不仅能够更有效控制“翠香”猕猴桃果实的衰老与腐败，延长贮藏期，还可以显著减少果实冷害，具有良好的应用前景。