不同贮藏条件下杏果实品质特性的变化分析

陈亮，蔡冬，王妍，尚宏丽，朱艳杰，王思锦*

1. 锦州医科大学（锦州 121001）；2. 华熙生物科技有限公司（济南 250101）

崂山红杏原产于我国山东省青岛市，其果实营养丰富、肉质细腻、纤维很少、耐寒、抗逆性强、坐果率高，适合鲜食或生产加工，其果肉可加工成杏子罐头、杏脯等；杏仁可制成杏露、杏仁油等食品[1-3]。

崂山红杏果实成熟期，相对集中，其贮藏时间极短，常温条件下的货架寿命期仅在7 d左右，在0 ℃冷藏条件下也仅为21 d左右，特别容易软化腐烂，严重影响贮藏和流通，限制了崂山红杏的经济效益。鲜杏果实多为冷藏保鲜，也有气调和涂膜保藏。李自芹等[4]研究新疆鲜杏保鲜技术利用1-甲基环丙烯（1-MCP）处理和壳聚糖涂膜保鲜技术能有效降低杏果实的腐烂率，减缓杏果实营养物质的散失，延长杏果实的货架期。

电子鼻是一种通过模仿人类和动物的嗅觉能力[5]、能够分析检测对象品质的智能仿生检测仪器[6]，可用于分析样品、检测和识别气体成分类型[7]，具有快速、无损、稳定性好的优点，被广泛用于监测果蔬的新鲜度、成熟度等品质变化[8]。利用电子鼻检测不同贮藏条件（常温、冰温、1-MCP保鲜剂、壳聚糖涂膜保鲜）下的崂山红杏果实气味变化，快速呈现出图像，再对所采集到的数据图像进行比较分析处理，同时研究不同贮藏时间崂山红杏果实营养成分的变化，探究崂山杏果实的最佳贮藏条件。为崂山红杏的贮藏提供理论依据，提升其经济效益。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

崂山红杏果实（2020年6月采摘），果实大小均匀，八成熟，无任何机械损伤，保鲜袋冷藏当天运回实验室，于3～4 ℃冰箱去除田间热，进行品质和挥发性物质测定。

1-MCP粉剂（天津国家果蔬保鲜工程研究中心）；3, 5-二硝基水杨酸（DNS）试剂、羧甲基纤维素钠（CMC）、壳聚糖、多聚半乳糖醛酸、碳酸钠、碘、碘化钾、硫酸、硫代硫酸钠、乙醇、氯化钠、乙酸（均为国药鼎国药品有限公司）。

1.2 仪器与设备

BCD-206TS冰箱（青岛海尔股份有限公司）；LB100打浆机（中山市绿航电器有限公司）；HM-330气调仪器（丹麦PBI-Dansensor公司）；PEN3型便携式电子鼻（德国Airsense公司）；WYT型0～80%手持糖度计（天津市科辉仪表厂）。

1.3 试验方法

1.3.1 果实处理

将崂山红杏果实随机分成4组，每组约30个，每5 d进行表1的试验处理，记录数据。其中，壳聚糖涂膜保鲜参照腾维等[10]方法。

表1 试验处理

1.3.2 崂山红杏果实冰点测定

冰温是指0 ℃到果蔬冰点之间的温度区域[11]，冰温保鲜贮藏是指在0 ℃至果蔬冰点的温度范围内贮藏果蔬。选取成熟度一致新鲜的杏果实打浆后，用2层纱布过滤后，得到滤液150 mL，插入温度记录仪探头（测定范围-18～30 ℃，准确±1 ℃），不断搅拌滤液，每隔5 min记1次温度变化。

1.3.3 可溶性固形物

采用WYT型0～80%手持糖度计，每隔5 d测量1次，每组做3个平行。

1.3.4 可滴定酸

参照GB 12456—2021《食品中总酸的测定》。

1.3.5 维生素C含量变化

采用2, 6-二氯靛酚滴定法。氧化剂2, 6-二氯酚靛酚在碱性溶液中会呈现出蓝色，而在酸性介质中则呈现出红色。用蓝色的氧化剂2, 6-二氯酚靛酚染料滴定酸性维生素C溶液，两者会发生氧化还原反应，从而维生素发生脱氢氧化，而2, 6-二氯酚靛酚被还原呈现无色，当滴定溶液呈现红色则认为达到滴定的终点，从而检测出维生素C含量[12]。

1.3.6 感官评定

对不同贮藏条件不同贮藏时间的杏果实进行形状、硬度、颜色、滋味等进行评定，每隔5 d测量1次，每组3个平行。

1.3.7 电子鼻检测

研究采用德国Airsense公司所研发的PEN3型便携式电子鼻，该套系统设备共有10个金属传感器，其传感器阵列与性能见表2。

表2 PEN3型便携式电子鼻标准传感器阵列与性能

选取等量不同贮藏条件、不同贮藏时间的杏果实，分别放入250 mL烧杯中，用0.05 mm保鲜膜封口，采用顶空吸气的方法，每隔5 d进行1次电子鼻检测，应用电子鼻对处于不同贮藏条件下的杏果实所挥发出的气味进行无损、快速的仿生检测，利用分析软件对电子鼻设备收集到的数据图像进行主成分分析（PCA）、负荷加载分析（LA）和线性判别式分析（LDA），观察记录杏果实气味的变化。

1.3.8 数据分析与处理

数据处理采用SPSS 19.0软件进行方差分析（ANOVA）与邓肯多重比较（Duncan test），当P＜ 0.05差异性显著，试验结果以Excel 2007和Origin 8.5软件进行图表的绘制和相关数据的处理，电子鼻试验数据采用主成分分析法（PCA）方法进行。

2 结果与分析

2.1 杏果实的冰点

由图1可知，杏汁温度会随着时间变化而下降，温度下降到接近冰点时，温度继续下降，这是因为果蔬的一种物理现象——结冰放热，此时的果蔬汁液呈液态并不会结冰，汁液处于过冷状态。随后温度又转而上升，回升到某一相对恒定的温度持续一段时间，这个环境温度可以持续几分钟。稳定一段时间后，果汁的温度发生变化，温度开始缓慢下降，直到大部分果汁被冷冻。从曲线变化趋势可得，杏果实的冰点为-1 ℃，冰温区域是在-1～0 ℃。因此试验选择-1±0.5 ℃作为其中一个贮藏温度条件。

图1 冰点测试结果

2.2 可溶性固形物含量

由图2可知，在常温贮藏条件下崂山红杏杏果实的可溶性固形物含量呈现先上升后下降的变化趋势，在20 d左右达到峰值17.6%，冰温、保鲜剂、涂膜保鲜条件下的变化较为平缓。这种变化是因为在常温下崂山红杏的代谢相对比较旺盛，贮藏过程中的淀粉等物质会分解成糖等物质，使其可溶性固形物含量上升，但随着生理代谢的进行，营养物质被不断消耗，这时可溶性固形物含量就会呈现峰值变化，而冰温、保鲜剂和壳聚糖涂膜保鲜等处理抑制杏果实的生理代谢，使各种营养成分的变化趋于均匀，由此可以说明冰温、保鲜剂、涂膜保鲜处理相对常温能更有效保持崂山红杏果实品质。

图2 可溶性固形物含量变化

2.3 可滴定酸含量

由图3所示，在常温贮藏条件下崂山红杏果实的可滴定酸含量也表现为先上升后下降，在20 d左右达到峰值，而冰温、保鲜剂、涂膜保鲜条件下变化较为平缓，呈现下降趋势，说明冰温、保鲜剂、涂膜保鲜处理能有效延长崂山红杏果实保鲜期。

图3 可滴定酸含量变化

2.4 维生素C含量

由图4可知，杏果实在贮藏期间的维生素C含量呈下降趋势，常温贮藏条件下杏果实维生素C含量变化较其他贮藏条件明显，贮藏15 d后其含量明显低于其他3种贮藏条件，可能是由于常温下杏果实生理代谢较快，其合成速率远小于其消耗速率，在冰温和保鲜剂贮藏条件下杏果实维生素C含量相对稳定，能较好地保持杏果实的品质。

图4 维生素C含量的变化

2.5 感官分析

由表3可知，在冰温、保鲜剂、涂膜保鲜贮藏条件下能更好地保护杏果实的感官特征，果实外部条件变化情况相对常温下缓慢，可能是因为杏果实属于呼吸跃变型水果，冰温和保鲜剂条件下影响其后熟过程，抑制崂山红杏的生理代谢，导致其杏果实感官特征变化较慢，香气相对偏淡。壳聚糖涂膜保鲜贮藏条件下杏果实变化也相对常温较好，但较冰温和保鲜剂相比较差，可能受到其他环境因素的影响。

表3 不同贮藏条件下杏果实感官特性变化

2.6 电子鼻检测

2.6.1 主成分分析（PCA）不同贮藏条件下的杏果实

PEN3电子鼻系统的PCA分析采用正交变换的方法达到降低维数目，该方法可将多个变量转化成较少的变量，从而可以通过几个较少的变量反映原始变量的完整信息，使分析变得简单[13]。

图5表示在常温气调贮藏温度条件下第一主成分区分贡献率为92.90%、第二主成分区分贡献率为6.22%，贡献率之和为99.12%，高于90%，图像无重叠，即运用PCA分析可有效区分出常温气调条件下不同贮藏时间杏果实样品的气味变化。图6表示在冰温贮藏条件下第一主成分区分贡献率为99.97%，第二主成分区分贡献率为0.02%，贡献率之和为99.99%，大部分图像重叠，可能是由于挥发性气体成分变化不明显所致，说明冰温贮藏的杏果可以最大程度地保持原有杏果品质，可相对延长杏果货架期。图7表示在1-MCP保鲜剂贮藏条件下第一主成分区分贡献率为99.08%、第二主成分区分贡献率为0.86%，贡献率之和为99.94%，图像部分重叠，可能是杏果实挥发性气体成分相似造成的，说明用1-MCP保鲜剂贮藏的杏果可以较大程度保持原有杏果品质，相对延长杏果的货架期。图8是运用电子鼻技术对壳聚糖涂膜保鲜条件下的杏果实的PCA分析示意图，在壳聚糖涂膜保鲜条件下第一主成分区分贡献率为92.61%、第二主成分区分贡献率为4.75%，贡献率之和为97.36%，高于90%，可以说明这2个主成分就可以基本上代表杏在壳聚糖涂膜保鲜条件下的主要特征信息，且图像无重叠，即运用PCA分析可以较好区分出壳聚糖涂膜保鲜条件下不同贮藏时间杏果实样品的气味变化。

图5 常温气调杏果实气味变化的PCA分析

图6 冰温杏果实气味变化的PCA分析

图7 1-MCP保鲜剂处理杏果实气味变化的PCA分析

图8 壳聚糖涂膜保鲜处理杏果实气味变化的PCA分析

2.6.2 线性判别式分析（LDA）不同贮藏条件下的杏果实

LDA是通过缩小组内的差距，扩大各组之间的差距，从而将各组之间的差距显著地表现出来的一种分析方法[14]。数据所示是不同贮藏条件下杏果实气味发生变化的LDA分析的二维散点图。椭圆分别显示杏果实在不同贮藏时间的数据采集点。不同贮藏时间的数据采集点距离越远，说明识别杏果实气味的效果越好。主成分的差异贡献率越大，说明主成分能够反映更多的原始气味信息。

图9表示在常温气调贮藏温度条件下第一和第二主成分区分贡献率分别为70.00%和29.27%，其贡献率之和是99.27%，与PCA分析结果相符。图10表示在冰温贮藏温度条件下第一和第二主成分区分贡献率分别为95.18%和4.42%，其贡献率之和是99.60%，图像区分明显，因此可以说明LDA分析进一步优化PCA的区分效果，更能反映气味的变化趋势。图11显示在常温+保鲜剂贮藏条件下第一和第二主成分区分贡献率分别为85.28%和14.47%，其贡献率之和是99.75%，相比于PCA分析，LDA分析区分效果较好，更能明显反映不同贮藏时间的气味区别。图12显示在壳聚糖涂膜保鲜贮藏条件下第一和第二主成分区分贡献率分别为81.86%和18.09%，其贡献率之和是99.95%。因为图像中不同贮藏时间分区存在有明显不同，可以通过LDA分析表明不同贮藏时间的杏果实气味区分效果较好，这与PCA分析数据结果相符。

图9 常温气调杏果实气味变化的LDA分析

图10 冰温杏果实气味变化的LDA分析

图11 1-MCP保鲜剂处理杏果实气味变化的LDA分析

图12 壳聚糖涂膜保鲜处理杏果实气味变化的LDA分析

2.6.3 负荷加载分析（LA）不同贮藏条件下的杏果实

LA分析方法可以清楚直观地看出各传感器的气味贡献率的大小，传感器响应值越近零，说明此种香味类型贡献率越低，发挥作用越小；离零越远，该香型的贡献率越高，作用越大，是被测样品的特征香型。图13～图16为不同贮藏条件下杏果气味变化的LA分析结果图。

由图13可知，常温气调贮藏温度条件下总贡献率为99.12%，对其第一、二主成分贡献率最大的分别是传感器W1W、W2S，表明杏果实在贮藏过程中硫化物、醇类和部分芳香型化合物成分发挥作用最大。由图14可知，冰温贮藏温度条件下总贡献率为99.99%，对其第一、二主成分贡献率最大的分别是传感器W3C、W5C，表明杏果实在贮藏过程中氨类、烷烃（丙烷等）和芳香化合物成分发挥作用最大。由图15可知，保鲜剂贮藏条件下总贡献率为99.91%，对其第一、二主成分贡献率最大的分别是传感器W3C、W5C，表明杏果实在贮藏过程中氨类、烷烃（丙烷等）和芳香化合物成分发挥作用最大。由图16可知，壳聚糖涂膜保鲜贮藏条件下总贡献率为97.49%，对其第一、二主成分贡献率最大的分别是传感器W1W、W1S，表明杏果实在贮藏过程中硫化物和烷烃成分发挥作用最大。

图13 常温气调杏果实气味变化的LA分析

图14 冰温杏果实气味变化的LA分析

图15 1-MCP保鲜剂处理杏果实气味变化的LA分析

图16 壳聚糖涂膜保鲜处理杏果实气味变化的LA分析

3 结论

研究常温（20 ℃）、冰温（-1±0.5 ℃）、1- MCP保鲜剂、壳聚糖涂膜保鲜4种方法对崂山红杏果实进行处理，结果表明：常温下崂山红杏5～8 d时果实品质最好，冰温、保鲜剂下以及壳聚糖涂膜保鲜条件下均为15～20 d果实品质最佳。通过对不同贮藏条件下崂山红杏PEN3电子鼻传感器响应值变化分析及电子鼻主成分分析，得到冰温条件下崂山红杏风味成分明显区分其他条件下风味成分，气体成分比较稳定，属于货架期的主要气味特征，优于保鲜剂、壳聚糖涂膜保鲜和常温贮藏条件。