低温结合气调包装对荔枝保鲜作用
2022-10-21黄方唐杰黄敏李丽易萍覃楚懿
黄方 ，唐杰，黄敏 ，李丽 ，易萍*，覃楚懿
1. 广西壮族自治区农业科学院农产品加工研究所（南宁 530007）；
2. 广西果蔬贮藏与加工新技术重点实验室（南宁 530007）
荔枝（Litchi chinsisSonn.）属亚热带常绿无患子科植物，果实营养丰富，色香味俱全，深受消费者的青睐[1]。由于荔枝成熟于高温高湿的夏季，其呼吸强度大、放热量高，导致采后易褐变、易腐烂、货架期短，坏果、烂果等不良品在荔枝年均产量占20%以上，严重影响荔枝的商品价值和产业发展[2-3]。因此提高荔枝采后保鲜贮运能力一直是行业内研究热点。
荔枝常用的保鲜方法有低温保鲜、气调包装保鲜、涂膜保鲜、化学剂保鲜、生物剂保鲜和辐射保鲜[4-8]。通常采用一种或多种方式结合进行保鲜达到较好的效果。荔枝对低温不太敏感，最适宜贮藏温度为3～5 ℃，气调包装通过在包装袋内充入O2、CO2、N2等保护性混合气体转换包装内的空气，降低果实新陈代谢速率，减缓果实品质变化，达到果实保鲜期效果[9-10]。Ali等[11]研究荔枝在5±1 ℃结合气调包装下贮藏延缓其采后褐变，并在28 d的冷藏期间保持生化特性和抗氧化酶活性。李宁等[12]通过对草莓进行气调包装（5% O2+10% CO2+85% N2）并在0 ℃条件贮藏，可以有效保持草莓果实的良好品质，保鲜期延长至30 d左右。罗政等[13]将冬枣贮藏在0 ℃条件下，采用气调袋使包装内环境（5% O2+1.0%～2.0% CO2）利于冬枣休眠，有效地延长冬枣果实的贮藏时间。同样，在梨[14]、枇杷[15]、猕猴桃[16]、樱桃[17]、枸杞[18]中也都有较好保鲜效果。
低温并结合气调包装是一种成本低、方便且安全有效的解决果蔬贮运保鲜问题的贮藏方式。试验以广西优质荔枝新品种“桂早荔”为试验对象，研究4±1 ℃低温结合气调包装（5% CO2+5% O2+90% N2）对其果实保鲜品质变化的影响，以获得荔枝果实品质在贮运过程中的变化情况及相关酶活性变化规律，为该荔枝品种采后贮藏保鲜提供理论参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
供试荔枝品种“桂早荔”（采自广西钦州灵山县，选取成熟、果形端正、大小均匀、表皮无机械伤和病虫害的优质果实）。
磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、乙酸钠、冰乙酸、抗坏血酸、PVPP、PVP、NaOH、PEG、TritonX-100、DTT、EDTA（均为国产分析纯）；SOD测定试剂盒（南京建成试剂公司）。
1.2 仪器与设备
UV-3200 PCS紫外可见分光光度计（上海美普达仪器有限公司）；JY6002电子天平（上海良平仪器仪表有限公司）；Hitachi Himac CR-22G高速低温离心机（日本日立公司）；BIC-300人工气候箱（上海博讯实业有限公司）；HH-6恒温数显水浴锅（金坛市亿能实验仪器厂）。
1.3 试验方法
1.3.1 样品处理
荔枝去果柄，分成单个荔枝，挑选出完好、无病虫害、无机械损伤、大小均一的果实，于4±1 ℃预冷2 h备用。前期试验发现5% CO2+5% O2+90% N2的混合气体的包装对荔枝保鲜效果明显。试验将预冷后的荔枝装盒，随机分成2组，通过气调包装机，气调组充入5% CO2+5% O2+90% N2的混合气体，包装采用罗迪波尔聚丙烯材质（polypropylene，PP）气调包装盒（尺寸为190 mm×140 mm×37 mm），封膜采用尼龙膜，每盒20个荔枝。以未进行任何处理、直接放入PP包装盒中的荔枝作为对照组。包装好的荔枝放入4±1 ℃环境中贮藏，每隔5 d随机取3盒测定各项指标，每个指标重复测定3次。
1.3.2 可溶性固形物含量
可溶性固形物（TSS）含量，根据NY/T 2637—2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定折射仪法》，取10.0 g荔枝果肉样品制出汁液，采用手持折光仪测定，单位为%。
1.3.3 可滴定酸含量测定
可滴定酸（TA）含量，采用酸碱滴定法，参照曹建康等[19]的方法测定，单位为%。
1.3.4 自溶指数和褐变指数测定
果肉自溶指数参照林河通等[20]介绍的方法测定。每次随机取50个果实，按照果肉自溶面积与整个果肉面积比值（A），把单个果肉分为5个等级：0级为果肉有弹性、果肉无自溶；1级为果肉变软，A＜1/4；2级为果肉变软、流汁，1/4≤A＜1/2；3级为果肉变软、流汁，1/2≤A＜3/4；4级为果肉糜烂，A≥3/4。
果皮褐变指数参考吕恩利等[21]提出的荔枝果皮褐变指数测定方法。每次随机取50个果实，按照果皮褐变面积与整个果皮面积比值（S），把单个果肉分为5个等级：1级果为S＜1/4的荔枝果实，2级果为1/4≤S＜ 1/2的荔枝果实，3级果为1/2≤S＜3/4的荔枝果实，4级果为S＞3/4的荔枝果实，5级果为S＞3/4且发生霉变的荔枝果实。
1.3.5 酶活性测定
超氧化物歧化酶（SOD）参照SOD说明测定试剂盒方法测定。称取2.0 g荔枝果皮样品，以每克组织湿重在1 mL反应液中SOD抑制率达到50%时所对应的SOD量为1个酶活单位（U）。
过氧化氢酶（CAT）参照曹建康等[19]的方法测定。称取5.0 g荔枝果皮样品，测定3 min内240 nm处吸光度变化，以变化0.01 min-1吸光度为1个酶活单位（U）。
抗坏血酸过氧化物酶（APX）参考谢小群等[22]方法，并稍作修改。称取5.0 g荔枝果皮样品，测定3 min内290 nm处吸光度变化，以变化0.001 min-1吸光度为1个酶活单位（U）。
过氧化物酶（POD）采用愈创木酚法，参照曹建康等[19]的方法测定。称取5.0 g荔枝果皮样品，测定3 min内470 nm处吸光度变化，以变化0.001 min-1吸光度为1个酶活力单位（U）。
1.4 统计分析
采用SPSS 22.0软件，邓肯氏新复极差法比较样本间的显著性方差分析。各项生理生化指标结果均以“平均值±标准误差”表示。利用Origin 8.01软件进行数据处理及绘图。
2 结果与分析
2.1 气调包装对桂早荔可溶性固形物的影响
可溶性固形物含量变化可反映糖含量变化，是衡量果蔬贮藏品质的重要指标之一。如图1所示，对照组与气调包装组荔枝在冷藏保鲜过程中可溶性固形物含量均呈下降趋势，这是因为荔枝在成熟时采摘，此时可溶性固形物含量最高，贮藏过程中荔枝进行自身生理代谢活动，消耗了糖类，故可溶性固形物呈下降趋势。气调包装组荔枝果肉可溶性固形物含量在前期变化不大，在中期急速降低，后期趋于平缓，而对照组在前期便呈快速下降，后期趋于平缓，且在贮藏第5，第20和第25天时，气调包装组的可溶性固形物含量显著高于对照组（P＜0.05），说明气调包装可延缓可溶性固形物含量下降，维持荔枝品质。
图1 气调包装对荔枝可溶性固形物的影响
2.2 气调包装对桂早荔可滴定酸的影响
可滴定酸也是衡量果蔬风味和贮藏品质的重要指标之一[23]。如图2所示，对照组和气调包装组的可滴定酸含量随贮藏时间的延长先增加后减少，在第10天时可滴定酸含量到达峰值，对照组含量为0.223%，气调包装组为0.197%，之后逐渐下降，这是因为随着贮藏期的延长，荔枝果实逐渐衰老，有机酸作为呼吸代谢底物而被消耗。气调包装组荔枝果肉TA含量始终低于对照组，且在贮藏第10和第20天时差异显著（P＜ 0.05）。说明气调包装可以延缓可滴定酸含量的变化。
图2 气调包装对荔枝可滴定酸的影响
2.3 气调包装对桂早荔自溶指数和褐变指数的影响
成熟荔枝采后果肉自溶和果皮褐变均是荔枝品质劣变的重要反映，严重影响其食用价值和商品价值[24]。如图3所示，随着贮藏时间的延长，荔枝果肉自溶指数逐渐变大，贮藏前5 d对照组和气调包装组自溶指数差异不大，5 d之后气调包装显著抑制荔枝自溶指数。在贮藏第25天时气调包装荔枝果肉自溶指数低于对照组36.4%。褐变指数与自溶指数变化趋势一致，如图4所示，随着贮藏时间的延长荔枝果皮褐变指数逐渐变大，贮藏前5 d对照组和气调包装组褐变指数差异不大，5 d之后气调包装显著抑制荔枝果皮褐变指数，在贮藏第25天时对照组荔枝褐变指数为3.17，而气调包装组仅为2.45。这是因为气调包装中填充的气体降低荔枝的呼吸速率，抑制了果皮褐变和果肉自溶，说明气调包装可维持荔枝品质。
图3 气调包装对荔枝果肉自溶指数的影响
图4 气调包装对荔枝果皮褐变指数的影响
2.4 气调包装对桂早荔果皮SOD活性的影响
SOD是植物体内重要的抗氧化物酶，能够清除体内超氧阴离子自由基，减轻活性氧对细胞膜的损害，延缓衰老[25]。由图5可知，在荔枝贮藏期间，SOD活性呈先上升后下降趋势，在20 d到达峰值，在贮藏前20 d，2组SOD活性差异不显著（P＞0.05），在贮藏第25天时，气调包装组的SOD活性比对照组高90.5%，说明气调包装抑制荔枝SOD活性的下降。
图5 气调包装对荔枝SOD酶活性的影响
2.5 气调包装对桂早荔果皮CAT活性的影响
CAT能够催化SOD清除自由基产生的过氧化氢分解为水和分子氧，维持植物体内氧代谢平衡[26]。由图6可知，CAT活性在荔枝贮藏期间呈下降趋势，与对照组相比，气调包装在整个贮藏期内抑制CAT活性的下降，说明气调包装处理可以有效提高荔枝抗氧化酶类的活性，达到清除活性氧、提高抗氧化活性的作用，有效防止荔枝氧化伤害，从而抑制荔枝的褐变。
图6 气调包装对荔枝CAT酶活性的影响
2.6 气调包装对桂早荔果皮APX活性的影响
APX能维持植物体内抗坏血酸的平衡，其活性升高可降低超氧自由基产生速率，直接清除活性氧[27-28]。由图7可知，在荔枝贮藏期间，对照组的APX活性呈逐渐下降趋势，气调包装组呈先上升后下降，在第10天达到峰值，为0.036 U/g，而对照组仅为0.02 U/g，在贮藏第5和第10天，气调包装明显提升APX活性。说明气调包装处理对荔枝贮藏前期的APX活性起到提升作用，延缓细胞衰老过程。
图7 气调包装对荔枝APX活性的影响
2.7 气调包装对桂早荔果皮POD活性的影响
POD不仅能清除过氧化氢，还能使木质素单体形成木质素，提高硬度从而降低腐烂[29]。由图8可知，在荔枝贮藏期间，POD活性整体呈下降趋势，并且气调包装组荔枝POD的活性高于对照组。在贮藏第15天，对照组的POD活性急速下降至最低点，是因为荔枝逐渐变质腐烂导致酶活性下降，而气调包装组的POD活性升至最大，起到抑制荔枝腐烂变质的效果。
图8 气调包装对荔枝POD酶活性的影响
3 结论
试验测定低温4±1 ℃结合气调包装（5% CO2+5% O2+90% N2）对桂早荔品质指标及相关酶活的变化。结果表明，低温结合气调包装保鲜荔枝，可有效地维持可溶性固形物和酸的含量，抑制果实自溶和果皮褐变，提高POD、CAT、APX、SOD的活性，并且低温结合气调包装处理的荔枝在贮藏第25天时仍具有商业价值。因此，低温结合5% CO2+5% O2+90% N2气调包装处理可以维持荔枝贮藏品质，延缓采后衰老过程。试验结果为荔枝果实采后贮运保鲜调控提供理论依据。
