不同包装方式对芒果低温模拟运输贮藏中品质及代谢的影响

卫赛超，谢 晶,2,3,*

（1.上海海洋大学食品学院，上海 201306；2.上海冷链装备性能与节能评价专业技术服务平台，上海 201306；3.食品科学与工程国家级实验教学示范中心（上海海洋大学），上海 201306）

芒果被誉为“热带水果之王”，其口感顺滑、色泽诱人、营养丰富，深受消费者的喜爱。作为热带水果，芒果在七八成熟时就被采收运往市场出售，在长距离运输过程中，果实之间的挤压、摩擦、碰撞等势必会造成芒果不同程度的机械损伤，导致芒果发生应激反应[1]，甚至造成瘀伤，加速成熟和腐烂速率[2-3]。同时，芒果作为呼吸跃变型水果，一旦达到呼吸高峰其品质便急剧下降[4]，因此芒果采后缓振运输方式与保鲜技术备受研究者关注。

从产地到消费者的全过程中，芒果多采用汽车公路运输。由于实际运输路况复杂，难以统一实验条件，故实验室常采用模拟运输振动装置研究运输振动对水果的影响。Wei Xiaopeng等[5]搭建了包含模拟振动台的数字振动系统，对猕猴桃进行模拟运输实验，结果表明，振动会造成果实萎缩，加剧猕猴桃的水分散失。Karimi等[6]研究了不同振动参数对橄榄品质的影响，实验结果表明，振动造成了橄榄果皮的瘀伤，主要影响因素包含振动频率、振动时间和加速度。水果在运输过程中受到的损伤主要是垂直方向的低频振动[7]，低频的运输振动会造成果肉组织细胞破裂，产生瘀伤，加速水分散失。同时，振动胁迫水果产生的应激反应会导致其呼吸强度增加[4]，加速在贮藏期间的腐败变质，大大缩短了水果的贮藏期。因此，减少振动损伤能有效提升水果的品质特性，降低采后贮藏损失。

目前，在商业中采用缓振包装以减少水果在运输过程中的损伤，芒果的商业包装方式主要有保鲜纸包装和塑料网套包装。保鲜纸包装在潮湿环境下吸附空气中过多的水蒸气，降低芒果腐败率[8]。塑料网套是最常用的包装方式，但通常不能将芒果全部包裹，保护作用有一定局限性。随着电商物流业的快速发展，用于水果、玻璃、化妆品等易碎、不耐挤压物品的新型缓振包装应运而生。葫芦膜是将两层共挤塑料压合充气而成的串状缓冲材料，多用于商品的衬垫与包裹。肖越等[9]研究了包含葫芦膜在内的4 种包装方式对葡萄的振动损伤，结果表明，葫芦膜包装葡萄在单一包装实验中的质量损失和表面损伤最低，对葡萄的保护效果最好。充气袋又称袋中袋、气囊袋等，是由4 层塑料两两粘合而成，充气后可将物品紧密包裹于中央的包装形式，适用于柿子、葡萄等水果和化妆品等易碎物品包装。

为评估保鲜纸、塑料网套两种商业包装在芒果运输过程中的保护效果，探究葫芦膜、充气袋包装在芒果缓振包装中的应用价值，本实验以越南青芒为对象，无包装为空白组，依托模拟运输振动实验台对芒果进行24 h的振动实验，随后在（13±1）℃下贮藏，以芒果在贮藏阶段的生理与品质变化，评价4 种包装方式的保护效果，为开发在运输过程中对芒果有更少损伤的包装方式提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

越南青芒采购于上海道智农副产品有限公司，选择成熟度一致、无病斑、无物理损伤的为实验材料。

氢氧化钠、碳酸氢钠、二水合草酸、硫酸、丙酮、酚酞（均为分析纯） 国药集团化学试剂有限公司；二水氯化钡、抗坏血酸（标准品） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；无水乙醇、10×磷酸盐缓冲液、2,6-二氯靛酚钠（标准品） 生工生物工程（上海）股份有限公司；原果胶和可溶性果胶含量检测试剂盒 北京索莱宝科技有限公司；植物ACC合成酶（1-aminocyclocarboxylic acid-1-carboxylic acid synthase，ACS）酶联免疫分析试剂盒 上海泛柯实业有限公司。

1.2 仪器与设备

LX-100VTR型模拟运输振动实验台 上海鲁轩仪器设备厂；低场核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）分析仪 苏州纽迈电子科技有限公司；UV-2100紫外-可见分光光度计 尤尼柯（上海）仪器有限公司；TA.XT Plus物性测试仪 英国Stable Micro Systems公司；iMark酶标仪 美国Bio-Rad Laboratories公司；电导率仪 梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；LB32T手持糖度计 广州市铭睿电子科技有限公司；H1850R型高速冷冻离心机 湖南湘仪离心机仪器有限公司；组织捣碎机 武进区湖塘江仪仪器厂。

1.3 方法

1.3.1 样品处理与模拟振动运输

将实验所用芒果逐一擦去表面污垢，修剪过长果蒂并清理汁液，随机分为5 组，每组36 个芒果，分别进行无包装（空白组）、保鲜纸包装、塑料网套包装、葫芦膜包装及充气袋包装。各组包装后做好标记，按照实际销售摆放方式随机将12 个芒果放入一个泡沫箱，每组3 个泡沫箱。

将5 组实验芒果随机置于模拟运输振动实验台上，单层放置。模拟运输振动台符合国际安全运输协会（International Safe Transit Association，ISTA）及美国材料与试验协会（American Society for Testing and Materials，ASTM）运输标准，最大振幅25.4 mm，往复式振动，实验转速设定为180 r/min，其垂直方向产生的频率为3 Hz。实验芒果均模拟运输24 h，模拟运输及贮藏均在冷库中进行，冷库设定温度13 ℃，以振动结束时记为第0天，之后每4 d取样一次。

1.3.2 转黄率测定

参考董真真[10]的方法，根据芒果转黄面积比规定4 个级别：芒果全绿为0级；转黄面积比小于1/3为1级；转黄面积比1/3～1/2为2级；转黄面积比1/2～2/3为3级；转黄面积比大于2/3为4级。评定不同实验组内每个芒果的转黄级别，并按照式（1）计算各组转黄率。

1.3.3 病情指数测定

参考葛念念等[11]的方法，根据芒果病斑面积比规定4 个级别：芒果没有病斑为0级；病斑面积比小于1/10为1级，病斑面积比1/10～1/5为2级，病斑面积比1/5～1/2为3级；病斑面积比大于1/2为4级。评定不同实验组内每个芒果的病情级别，并按照式（2）计算各组病情指数。

1.3.4 低场核磁共振成像与水分含量测定

取芒果一侧垂直于果核面的中部果肉，切成约5 cm×3 cm×1 cm的果肉块，采用MRI仪测定芒果果肉的水分含量及分布图像[12]。

芒果果肉水分含量测定参数：使用MesoMR23-060H-I-70 mm磁体探头，选择Q-CPMG序列采样，采样频率为200 kHz，重复采样等待时间5 000 ms，回波时间0.45 ms，回波个数为18 000，累加次数8 次。以T21面积占比表征自由水相对含量，按照式（3）计算水分损失率。

芒果果肉水分分布测定参数：重复时间500 ms，回波时间20 ms，重复累加次数4 次，Read Size 和Phase Size分别为256、192，扫描结果保存Dinoise设定80，Enhance设定70。所得图像进行伪彩处理。

1.3.5 质量损失率测定

每组取6 个芒果称质量，记录每组芒果取样时质量与初始质量，按照式（4）计算质量损失率[13]。

1.3.6 原果胶和可溶性果胶含量测定

每组随机取4 个芒果，果肉匀浆后取0.1 g用于原果胶与可溶性果胶含量的检测。方法及操作步骤按照试剂盒说明书进行，反应终止后用分光光度计在530 nm波长处测定吸光度。根据标准曲线所得方程计算样品中原果胶与可溶性果胶的含量。

1.3.7 硬度测定

每组随机取4 个芒果，果实两侧的上、中、下部位各使用物性测试仪测定一次硬度，设定测前、测中、测后速率分别为0.5、2、10 mm/s，测试深度1 cm，取所有数据的平均值为各组硬度。

1.3.8 呼吸强度测定

参照范方方[14]的方法加以改动，将单个芒果放入密闭塑料桶中，底部放置0.2 mol/L氢氧化钠溶液30 mL。静置0.5 h后取出NaOH溶液，将其快速全部移入洁净锥形瓶中并加入过量饱和BaCl2溶液，用0.1 mol/L草酸溶液滴定并记录用量。空白对照组为经过水煮约10 min（使芒果丧失呼吸作用）后冷却处理的芒果，其他条件不变。根据式（5）计算芒果的呼吸强度，结果以每千克鲜果实每小时释放的CO2质量表示。

式中：V1表示空白对照组所消耗的草酸溶液体积/mL；V2表示实验组所消耗的草酸体积/mL；c表示滴定所用草酸的浓度（0.1 mol/L）；22表示二氧化碳的摩尔质量/（g/mol）；m表示密闭容器内芒果的质量/kg；0.5表示静止所用的时间/h。

1.3.9 ACS质量浓度测定

每组随机取4 个芒果，果肉匀浆后取0.1 g用于ACS质量浓度的检测。方法及操作步骤按照试剂盒使用说明书进行，反应终止后用酶标仪在450 nm波长处测定OD值。根据标准曲线所得方程计算样品中ACS质量浓度。

1.3.10 相对电导率测定

参照Sheng Kai等[15]的方法加以改动，每组取6 个芒果，每个芒果各取直径为5 mm的圆片5 个，共计30 个于锥形瓶中，轻轻冲洗后加入50 mL蒸馏水测定初始电导率。摇床振荡60 min后检测体系的电导率并记录。随后沸水浴30 min，冷却至室温后检测电导率，并按照式（6）计算相对电导率。

1.3.11 可滴定酸含量测定

参照Adhikary等[16]的方法，利用酸碱滴定原理测定芒果果肉中可滴定酸的含量，单位以g/kg计。

1.3.12 可溶性固形物质量分数测定

取适量果肉匀浆用4 层纱布挤出滤液，弃去最初几滴，收集滤液用手持糖度计测定可溶性固形物质量分数。

1.3.13 VC含量测定

按照GB 5009.86—2016《食品安全国家标准食品中抗坏血酸的测定》中的2,6-二氯靛酚滴定法测定芒果果肉中VC的含量[17]。

1.4 数据处理与分析

除方法中特殊说明，每组重复测定3 次，取平均值。涉及到的变化量指标，均为取样当天的测定值与0 d测定值的差值；使用SPSS Statistics 25.0软件对所得数据进行单因素方差分析中的Duncan检验，当P＜0.05时为显著差异[18]。由Microsoft Excel 2019软件进行数据统计并绘图。

2 结果与分析

2.1 贮藏期间芒果的转黄率与病情指数的变化

如图1所示，不同包装方式的芒果外观状态在低温贮藏期间有明显差异，结合图2A可以得出，随贮藏时间延长，各组芒果的转黄率均呈增加趋势，但充气袋组和空白组转黄率上升速度慢，在贮藏后期（第16、20天）明显低于其他处理组，保鲜纸组和葫芦膜组的转黄率在后期快速升高，塑料网套组在低温贮藏的8～12 d转黄率最高。结果表明，保鲜纸与塑料网套包装不利于芒果后期的贮藏，充气袋包装可有效降低芒果转黄率，使其保持更优的贮藏特性。其原因可能是芒果表皮中的叶绿素在酶和光的作用下不断降解，生成类胡萝卜素等呈色物质[19]，使果实由全绿逐渐变黄，而充气袋包装的有效保护可降低芒果在模拟运输过程中产生的应激反应[20]，有利于内部抗氧化酶含量的维持[21]，使叶绿素降解放缓，降低芒果转黄率。

图1 不同包装方式下芒果在低温贮藏期间的变化Fig. 1 Changes in appearance of mango fruits subjected to different packaging methods during low-temperature storage

图2 不同包装对芒果贮藏过程中转黄率（A）和病情指数（B）的影响Fig. 2 Effect of different packaging methods on the yellowing rate (A)and disease index (B) of mangoes during storage

结合图1和图2B可知，空白组在第4天最先出现病斑，随后各组病情指数均不断增长。其中，塑料网套组在整个贮藏过程中病情指数增长幅度最大，其他实验组病情指数在贮藏前中期都保持较低水平，第20天迅速升高，充气袋组在实验结束时病情指数仅有16.67%。结果表明，充气袋包装可以有效降低芒果病斑的出现，具有最佳的防护效果，塑料网套组效果最差。其原因可能是芒果果皮上的真菌会侵袭果肉[22]，造成不同程度的黑色病斑和蒂部腐烂[23]，充气袋包装良好的包裹性和缓振效果使芒果表皮不易受损，因而真菌较少侵蚀、不易增殖，芒果发病率低，而塑料网套对芒果的保护效果差，易导致果皮果肉受损、组织松弛，利于真菌的侵袭与增殖。

2.2 贮藏期间芒果的水分与质量变化

2.2.1 水分分布与水分含量变化

图3 不同包装对芒果贮藏过程中水分分布（A）和水分损失率（B）的影响Fig. 3 Effect of different packaging methods on the moisture distribution (A) and water loss rate (B) of mangoes during storage

在贮藏期间，不同包装方式的芒果果肉水分分布如图3A所示，图中的红色、黄色、绿色分别代表高、中、低水分含量。红色面积在果皮部分分布最多，且随贮藏时间的延长，红色分布面积不断减小；黄色面积占比最多，在贮藏第0～8天明显减小，说明芒果水分含量不断下降，水分损失不断升高，与图3B趋势一致。由图3B可知，充气袋组的水分损失率最低，在贮藏第20天同空白组相比下降6.76%。空白组在贮藏阶段的水分损失率增长最快，第8天后均显著高于其他实验组。结果表明，充气袋能有效减少芒果水分损失，其原因可能是无包装处理对蒸腾作用防护效果差[24]，而充气袋由于良好的包裹性减少了水分散失，使得贮藏阶段的水分含量始终保持在较高水平。

2.2.2 质量损失率

如图4所示，充气袋和葫芦膜包装均能有效降低芒果贮藏期间的质量损失，塑料网套组与空白组在贮藏期间的质量损失率无显著差异。在贮藏末期，塑料网套组质量损失率显著高于充气袋组，质量损失率相差达7.47%。结果表明，充气袋包装组质量损失率最低，对芒果有最好的保护效果，与水分含量损失率的结论相对应。充气袋包装组较低的水分损失和病情指数是其质量损失率低的主要原因[25]。

图4 不同包装对芒果贮藏过程中质量损失率的影响Fig. 4 Effect of different packaging methods on the mass loss rate of mangoes as a function of storage time

2.3 贮藏期间芒果的硬度特性变化

2.3.1 原果胶含量

果胶酯酶作用于果胶的甲氧基基团，使原果胶开始降解，原果胶酶解的过程造成了芒果组织软化[26]。如图5所示，在贮藏前期，芒果原果胶含量迅速下降，空白组下降幅度最大。整个贮藏期间，保鲜纸组的原果胶含量较高，葫芦膜和充气袋组的原果胶含量较低。结果表明，保鲜纸对芒果原果胶含量的保持有较优效果，原因可能是保鲜纸可吸附呼吸作用产生的水蒸气以及乙烯等，抑制后熟过程，从而降低水解酶活力，使得原果胶降解速率下降。

图5 不同包装对芒果贮藏过程中原果胶含量的影响Fig. 5 Effect of different packaging methods on the propectin content of mangoes as a function of storage time

2.3.2 可溶性果胶含量

芒果中原果胶的降解是可溶性果胶含量不断上升的主要原因[27]，如图6所示，保鲜纸组的可溶性果胶含量上升速度较慢，在贮藏末期明显低于其他实验组。葫芦膜组的可溶性果胶含量在贮藏前期和中期较低，但在贮藏第16天时可溶性果胶含量迅速升高。在贮藏前期，充气袋组的可溶性果胶含量上升缓慢，贮藏末期可溶性果胶含量保持在较低水平。结果表明，保鲜纸包装能有效减缓芒果果胶的降解，与原果胶含量分析结果互相印证；同时，充气袋包装对延缓可溶性果胶含量上升也有一定作用。

图6 不同包装对芒果贮藏过程中可溶性果胶含量的影响Fig. 6 Effect of different packaging methods on the soluble pectin content of mangoes as a function of storage time

2.3.3 硬度

芒果贮藏期间，果实内的原果胶被多种水解酶水解，造成芒果不断成熟软化，加之微生物侵袭等因素[28]，其硬度持续下降。由图7可知，保鲜纸组在贮藏期间比其他实验组硬度下降得更快，塑料网套组硬度下降得最慢。充气袋组和葫芦膜组的硬度仅在0～4 d变化较小，在第20天，充气袋组和空白组硬度高于其他实验组。结果表明，塑料网套和充气袋对芒果硬度下降的抑制作用更好，一方面因为上述两种包装降低了芒果的呼吸强度，延缓了果实代谢速率，使得原果胶物质降解放缓；另一方面，充气袋和塑料网包装的芒果自由水损失少，有利于果实硬度的维持。

图7 不同包装对芒果贮藏过程中硬度的影响Fig. 7 Effect of different packaging methods on the hardness of mangoes as a function of storage time

2.4 贮藏期间芒果的生理特性变化

2.4.1 呼吸强度

如图8所示，芒果贮藏期间呼吸强度先不断上升，呼吸强度高峰出现在贮藏第12天，之后逐渐下降。在峰值处保鲜纸组和空白组呼吸强度高于其他实验组，空白组呼吸强度在出现峰值后下降速率最快。实验表明，充气袋、葫芦膜以及塑料网套能降低呼吸强度峰值，充气袋组呼吸强度变化最小，保护效果更优。其原因可能是充气袋对芒果的运输防护效果最好，降低了果实的伤呼吸，抑制了细胞通透性的增加，从而减少了细胞内底物与酶的接触机会[29]，有效降低了呼吸强度。葫芦膜以及塑料网套对芒果的防护效果次于充气膜，故两者的呼吸强度与充气膜组相比有所提高。

图8 不同包装对芒果贮藏过程中呼吸强度的影响Fig. 8 Effect of different packaging methods on the respiration intensity of mangoes as a function of storage time

2.4.2 ACS质量浓度

ACS是乙烯合成的限制酶，其含量可以间接反映芒果在贮藏期间的乙烯释放量。如图9所示，ACS质量浓度均呈现先降低后升高再降低的趋势，在第16天达到高峰，且充气袋组质量浓度峰值最低。结果表明，充气袋能降低贮藏期间芒果果肉中ACS质量浓度峰值，减缓芒果后熟作用，有利于芒果贮藏特性的提升，与呼吸强度、转黄率、硬度等指标的变化结果相互印证。ACS质量浓度变化的原因可能是贮藏的低温环境使得ACS合成先受到抑制，故其质量浓度有所下降，但随着芒果的后熟，由蛋氨酸合成乙烯的过程不断加速[30]，故需要的ACS量增多，其质量浓度逐渐上升到达峰值，并在芒果开始腐败后下降。

图9 不同包装对芒果贮藏过程中ACS质量浓度的影响Fig. 9 Effect of different packaging methods on the ACS level of mangoes as a function of storage time

2.4.3 相对电导率

细胞膜具有选择透过性，能维持细胞正常的生理活动，但外界胁迫或者后熟作用会使细胞膜的通透性增加。不同包装芒果的相对电导率变化如图10所示，充气袋包装显著抑制了相对电导率的增加，葫芦膜组的相对电导率上升幅度最大，塑料网套组相对电导率变化量显著低于空白组、保鲜纸组和葫芦膜组。结果表明，充气袋包装可以显著减轻运输对芒果的损伤，有效保护芒果细胞膜功能的完整性。塑料网套包装也能有效减少运输对芒果的损伤，葫芦膜对芒果的保护效果最差。其原因可能是充气袋良好的包裹性和减振效果使得芒果细胞损伤最小，同时充气袋组的呼吸强度较低，后熟作用也更小，故充气袋组的相对电导率上升最慢。

图10 不同包装对芒果贮藏过程中相对电导率变化的影响Fig. 10 Effect of different packaging methods on the relative conductivity of mangoes as a function of storage time

2.5 贮藏期间芒果的营养品质变化

2.5.1 可滴定酸含量

如图11所示，芒果果肉中可滴定酸含量呈下降趋势，葫芦膜组的可滴定酸含量下降速率最缓慢，但含量总体较低，空白组可滴定酸含量在贮藏第4、12、16天和20天高于其他处理组，除葫芦膜组外的其他3 个实验组第4～8天变化幅度很小。结果表明，葫芦膜包装可以有效降低芒果可滴定酸含量的下降幅度，有利于更长时间的贮藏，保持更优的品质特性。芒果的有机酸作为代谢过程的底物被消耗，可滴定酸含量不断降低[31]，葫芦膜组的呼吸强度及ACS质量浓度反映其代谢反应较缓，其较优的减振效果能降低芒果的应激反应[5]，故可滴定酸含量下降程度比其他组更低。

图11 不同包装对芒果贮藏过程中可滴定酸含量的影响Fig. 11 Effect of different packaging methods on the titratable acid content of mangoes as a function of storage time

2.5.2 可溶性固形物质量分数

芒果中可溶性固形物包含糖、酸、矿物质等可溶于水的化合物。如图12所示，芒果果肉中可溶性固形物质量分数变化量在贮藏过程中呈增加趋势，保鲜纸组变化最大，显著高于其他4 个组。塑料网套组、葫芦膜组和充气袋组可溶性固形物质量分数变化量均显著低于空白组，其中充气袋组上升幅度最小。结果表明，充气袋包装能更有效地减缓可溶性固形物质量分数的上升趋势，有利于芒果的长期贮藏与品质保持。其原因可能是充气袋包装对芒果损伤小，组织细胞的内容物流出少，同时较低的呼吸强度使得芒果多糖物质降解的速率更低[32-33]，延缓芒果的后熟过程，使其果肉中可溶性固形物质量分数升高最缓。

图12 不同包装对芒果贮藏过程中可溶性固形物质量分数变化的影响Fig. 12 Effect of different packaging methods on the TSS content of mangoes as a function of storage time

2.5.3 VC含量

如图13所示，不同包装在贮藏期间VC损失量呈上升趋势，塑料网套包装和充气袋包装能显著减少VC的损失，葫芦膜组在贮藏后期的VC损失量也较空白组与保鲜纸组低。结果表明，塑料网套组的VC损失最少，能减少芒果营养价值的流失，充气袋也能显著降低VC的损失，但效果不及塑料网套组。其原因可能是VC在酸性条件下比较稳定，而塑料网套组在贮藏过程的可滴定酸含量较高，造成VC的损失低，而充气袋良好的包裹性和保护效果可降低振动对芒果的应激胁迫，使得果肉中的组织氧化酶受到抑制[34]，减少VC的氧化消耗。

图13 不同包装对芒果贮藏过程中VC含量的影响Fig. 13 Effect of different packaging methods on the VC content of mangoes as a function of storage time

3 结 论

在运输过程中，商业包装方式（保鲜纸、塑料网套）并不能有效地保护芒果，维持芒果的品质。葫芦膜包装仅在延缓可滴定酸含量下降方面有更优效果，因而在芒果贮藏中的应用价值不高。充气袋包装能显著减少运输过程对芒果的损伤，降低芒果的代谢速率，延缓其后熟作用，对芒果的保护效果最好。然而充气袋包装后会使芒果的运输体积增大，运输过程中还存在漏气、破袋的可能，所以需要对其进行商业化改良，对包装的稳定性及特异性进行优化，以更好地维持芒果采后的品质，减少不必要的损失，提高产业的经济效益。