不同浓度CO2对玉露香梨贮藏品质的影响

黄丽　杨志国　任会会　张立新

摘 要：【目的】以玉露香梨为试材，研究分析不同浓度CO2气调贮藏对玉露香梨采后贮藏品质的影响。【方法】在低温贮藏（0 ℃）的0、60、120、180、240 d及常温贮藏（20 ℃）14 d时分别测定不同浓度CO2处理下玉露香梨果实品质相关指标。【结果】各处理下玉露香梨果实随着贮藏时间的增加，硬度都呈下降的趋势，失重率呈升高趋势，2% CO2处理的果实硬度较其他组最高，失重率较其他组最低。2% CO2的气调贮藏在一定程度上可以延缓玉露香梨果实相对电导率、丙二醛含量、过氧化氢含量的升高，有效抑制了维生素C含量和抗坏血酸过氧化物酶活性的降低。当CO2浓度为10%时，会对玉露香梨果实造成伤害，导致果实失重率、相对电导率增幅加大，果心果肉中过氧化氢积累过量。玉露香梨果心丙二醛的含量约为果肉的2倍，果心过氧化氢、维生素C的含量约为果肉的10倍。【结论】2% CO2处理的玉露香梨保鲜效果最好。

关键词：玉露香梨；气调贮藏；品质

文章编号：2096-8108（2024）03-0028-08 中图分类号：S661.2中图分类号 文献标识码：A文献标志码

Effects of Different Concentrations of CO2 on Storage Quality of Yuluxiang Pear

HUANG  Li，YANG  Zhiguo，REN  Huihui，ZHANG  Lixin*

（College of Food Science and Engineering，Shanxi Agricultural University，Taiyuan Shanxi 030031，China）

Abstract：【Objective】The effects of different concentrations of CO2 on postharvest storage quality of Yuluxiangpear were studied and analyzed. 【Methods】The relevant indexes of Yuluxiang pear treated with different concentrations of CO2 were determined at 0， 60， 120， 180， 240 days of low temperature storage （0 ℃）and 14 days of normal temperature storage （20 ℃）. 【Results】With the extension of storage time， the fruit hardness of all treatments showed a decreasing trend， and the weight loss rate showed an increasing trend. The fruit hardness of 2% CO2 treatment was the highest and the weight loss rate was the lowest. Air-conditioned storage of 2% CO2 can delay the increase of relative conductivity， malondialdehyde content and hydrogen peroxide content in the fruit to a certain extent， and effectively inhibit the decrease of vitamin C content and ascorbate peroxidase activity. When CO2 concentration is 10%， it will cause damage to Yuluxiangpear fruit， resulting in increased weight loss rate and relative electrical conductivity of fruit， and excessive hydrogen peroxide accumulation in fruit core pulp. The content of malondialdehyde in the heart of Yuluxiang pear is about 2 times that in the flesh， the content of hydrogen peroxide and vitamin C in the heart is about 10 times that in the flesh.【Conclusion】Yuluxiangpear treated with 2% CO2 has the best fresh-keeping effect.

Keywords：Yuluxiang pear; controlled atmosphere storage; quality

由山西省农业科学院果树研究所培育的玉露香梨，是库尔勒香梨作母本、雪花梨作父本进行杂交后育种得到的梨新品种。该品种集库尔勒香梨和雪花梨的优良特性于一身，果肉细腻多汁、果皮薄、果核小、可食用率高、营养丰富，同时具备产量高、抗逆性强、适应性广等特点，深受生产者和消费者的喜爱。目前，玉露香梨在山西、河北等地均有种植，产量呈逐年上升的趋势，也成为很多地区脱贫致富、乡村振兴的支柱产业。然而在生产中发现，采后长期贮藏时玉露香梨会发生严重的脱水问题，出现果皮由绿变黄甚至油腻化、果心褐变等现象，造成果实品质下降，成为限制玉露香梨高质量发展的瓶颈问题［3］。气调贮藏指通过控制贮藏环境中的气体成分来达到贮藏保鲜的一种技术，与普通冷藏相比，气调贮藏可以创造低O2高CO2的條件，果蔬生理代谢被抑制，贮藏期延长［4］。目前，关于不同品种梨的气调贮藏都有研究。王志华等［5］研究发现0～0.5% CO2、3% O2是黄金梨适宜的气调贮藏条件。周翠英等［6］研究显示，将翠冠梨贮藏在7.0% O2、0.5% CO2的条件下可以达到最佳的保鲜效果。钱卉苹等［7］的研究证明可以维持早酥梨果实品质，延缓其衰老的气调贮藏条件是3%～4% O2、1%～2% CO2。目前关于西洋梨的气调研究也较深入［8-10］，在整个贮藏期研究不同浓度CO2对玉露香梨果实品质的影响还鲜有报道，对于贮藏期玉露香梨果心和果肉相关指标的比对尚未见报道。

课题组在前期研究中发现，玉露香梨贮藏最适O2浓度均为5%左右，本文以玉露香梨为试材，设置各组O2浓度为5%，以通入空气的普通冷藏为对照组，4个处理组的CO2浓度分别为0、2%、5%、10%，放置于低温（0℃）贮藏 240 d后在常温（20 ℃）条件下货架贮藏14 d，测定果实硬度、失重率、果肉电导率，同时比较分析了整个贮藏期玉露香梨果心、果肉的丙二醛、过氧化氢、抗坏血酸含量变化及抗坏血酸过氧化物酶活性变化，探究不同CO2浓度对玉露香梨采后贮藏期间的生理变化及果实品质的影响，以期为玉露香梨气调保鲜提供新的思路，为进一步提高玉露香梨的经济效益提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 试验材料

选用的玉露香梨于2022年9月12日采自山西省临汾市，选取采摘的果园具有良好的管理。当天上午采摘完成后，立即运回山西省农业科学院保鲜所冷库。

1.1.2 主要试剂

丙酮、无水乙醇、乙二胺四乙酸、三氯乙酸购自天津致远化学药剂有限公司；聚乙烯吡咯烷酮、愈创木酚购自索莱宝生物科技有限公司；无水三氯化铁购自阿拉丁生物科技有限公司；L-抗坏血酸、4，7-二苯基-1，10-菲啰啉、磷酸氢二钾、磷酸二氢钾购自麦克林生化科技股份有限公司。

1.2 仪器与设备

本试验所用仪器与设备见表1。

1.3 试验方法

1.3.1 果实采后处理及贮藏

采收回来的玉露香梨在冷库预冷24 h，预冷温度为0～2℃。预冷过程完成后，挑选出没有受到病虫害及机械损伤、成熟度接近、果柄完好且大小一致的果实放入气调箱内，放置于0℃±0.5℃的冷库中。试验设定各组O2浓度为5%，以通入空气为对照组，4个处理组的CO2浓度分别为0、2%、5%、10%，采用自主设置的气调配气系统按照表2进行配气处理。选用高纯度O2、CO2和N2作为气源，按比例配置以达到所需浓度，经气调配气系统对气体进行分流控制，之后送入气调箱中，所采用的气体流速200 mL/min，采用F920便携式O2/CO2气体分析仪对O2和CO2气体组分进行测定。

在低温贮藏（0℃）的0、60、120、180、240 d时分别在气调箱中随机选取18个梨测定硬度、电导率，此外每个处理选取固定的6个梨做上标记用于失重率的测定。同时选取玉露香梨中心部分的果肉，切成小块后迅速放入液氮中冷冻，果心取下后去除果核，同样使用液氮冷冻，冷冻时间不得低于20 min，得到的样品置于-80℃的超低温冰箱保存，用于丙二醛、过氧化氢、抗坏血酸含量的测定及抗坏血酸过氧化物酶活性的测定。贮藏至240 d后，在0℃冷库中将样品果取出，将其放在20℃常温条件下进行14 d的货架贮藏（记为240+14 d），使用相同的方法对相关指标进行测定。

1.3.2 失重率的测定

每周期对做了标记的固定的6个梨进行称重，以称重法统计果实失重率。

P=[（W1-W2）/W1]×100%（1）

式中，P为失重率，%；W1为贮藏开始时果实的质量，g；W2为贮藏结束后果实的质量，g。

1.3.3 硬度的测定

利用TA-XT plus质构仪进行果实硬度的测定。选择位于果实赤道线上对称位置的两个点，用P5圆形探头（半径0.25 cm）进行穿刺测定。

1.3.4 电导率的测定

利用DDS-307A电导率仪测定果肉电导率，以相对电导率表示。用10 mm打孔器取下果肉，切成2 mm厚圆片，取10片果肉圆片放入锥形瓶，加30 mL超纯水测定L1。静置30 min，测定L2。置于沸水中煮15 min，冷却后测定L3。

相对电导率（%）=[（L2-L1）/（L3-L1）]×100%（2）

式中，L1表示立即测定的电导值；L2表示静置30min的电导值；L3表示沸水中煮15 min的电导值。

1.3.5 丙二醛（MDA）含量的测定

称取研磨好的果肉1.0 g、果心0.5 g，加入5.0 mL经4 ℃预冷的100 g/L TCA溶液。离心收集上清液，低温保存备用。在试管中加入2.0 mL上清液（对照管中加入2.0 mL 100 g/L TCA溶液代替上清液），再加入0.67%的TBA溶液2.0 mL，震荡试管使其混合均匀，在沸水中煮沸20 min，再次进行离心后测定上清液在600、532、450nm处的吸光度值。MDA含量表示为nmol/g［11］。

1.3.6 维生素C含量的测定

采用紫外分光光度法进行测定。维生素C含量表示为mg/100g。

1.3.7 过氧化氢（H2O2）含量的测定

参照邬滢涛［12］的方法进行测定。H2O2含量表示为μmol/g。

1.3.8 抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性的测定

参照Ge等［13］的方法并略加修改进行测定。APX活性表示为U/g。

1.4 数据处理

先使用Excel对试验数据进行初步处理，计算出平均值和标准偏差，利用SPSS软件对数据进行显著性差异分析（显著水平为P<0.05），使用Origin 2018绘图软件进行图表绘制。

2 结果与分析

2.1 不同濃度CO2对玉露香梨果实硬度和失重率的影响

硬度不仅是评估梨果实品质的关键指标，同时也是能衡量梨采后贮藏过程中果实品质优劣的一个重要指标［14］。从图1可以看出，各处理的玉露香梨果实随着贮藏时间的增加，硬度都呈持续下降的趋势，贮藏至（240+14）d货架期时，T0、T1、T2、T3、T4处理的果实硬度由0 d的4.91kg/cm2分别降低至3.64、3.81、4.04、3.83、3.83 kg/cm2。在贮藏的各个时期，T2处理的果实硬度显著高于T4处理的果实硬度。

随着贮藏时间的延长，果实逐渐成熟和衰老，果实的呼吸、成熟、衰老等生理代谢的增强都会导致果实失重率的升高，外界环境的变化也会造成果实水分的大量消耗。从图1可以观察到，随着贮藏时间的增加，对照组及处理组的失重率呈现升高趋势，在贮藏前期失重率增大不明显，在（240+14）d货架期时大幅度升高并达到最大值。在整个贮藏期间，T4处理的失重率显著高于其他处理，T2处理的失重率显著低于其他处理。

2.2 不同浓度CO2对玉露香梨果肉相对电导率的影响

采后果实由于后熟衰老或当贮藏条件不适宜时，细胞膜会遭受损害，被破坏的细胞膜通透性增强，导致细胞内电解质快速向外渗透，电导率增加［15］。如图2所示，不同浓度CO2处理的玉露香梨果肉相对电导率在整个贮藏期间均呈现持续上升的趋势，与其他处理相比较，玉露香梨果肉相对电导率在T2处理下增加幅度最小，且一直处于较低水平，显著低于对照组T0（P<0.05）。贮藏至（240+14）d货架期时，T0、T1、T2、T3、T4处理的相对电导率有大幅度升高，分别增加了15.66%、2.50%、4.45%、9.47%、15.63%，各处理间差异显著。

同一贮藏时间字母不同表示差异显著（P<0.05），下图同。

2.3 不同浓度CO2对玉露香梨果心果肉MDA含量的影响

丙二醛（MDA）是膜脂过氧化作用的主要产物之一，通常通过检测MDA的含量可检测脂质氧化的水平，反映膜脂过氧化的程度［16］。因此，可以将MDA含量作为衡量果蔬衰老的指标。不同浓度CO2贮藏下玉露香梨果心、果肉MDA含量的变化如图3所示，整体来看，各处理下玉露香梨果心、果肉MDA含量都呈升高趋势。T0、T1、T2、T3处理 的果心MDA含量在180 d贮藏期间平稳上升，贮藏至180 d之后果心的MDA含量迅速升高，T4处理的果心MDA含量在贮藏至120 d后大幅度升高。T2处理的果心MDA含量在整个贮藏期间均高于对照组T0，T4处理的果心MDA含量在整个贮藏期间均低于对照组T0，T2处理显著低于T4处理。

玉露香梨果肉MDA含量变化与果心MDA含量变化总趋势一致。T0、T1、T3、T4处理的果肉MDA含量随着贮藏时间的延长上升幅度大，T2处理的果肉MDA含量在180 d贮藏期间变化不大，在低温贮藏后期上升较快，在（240+14）d货架期间急剧升高。比较不同浓度CO2贮藏下玉露香梨果心和果肉MDA含量，0 d时果心、果肉MDA含量分别为2.06、4.81 nmol/g，果肉MDA含量约为果心MDA含量的2倍；贮藏结束时，T0、T1、T2、T3、T4处理的果心MDA含量分别为19.96、22.44、15.36、22.40、25.69 nmol/g，果肉MDA含量分别为12.21、10.14、10.86、11.95、12.67 nmol/g，果心MDA含量约为果肉MDA含量的2倍。

2.4 不同浓度CO2对玉露香梨果心果肉维生素C含量的影响

维生素C是果实内部的一种抗氧化物质，是果蔬中很重要的营养成分，也是可以体现果实衰老程度的重要指标之一［17］。图4是不同浓度CO2贮藏下玉露香梨果心、果肉维生素C含量的变化情况。玉露香梨果心、果肉维生素C含量在整个贮藏期间均呈下降趋势，对照组及各处理组的果心维生素C含量均在180～240 d贮藏期间快速下降，T0、T1、T2、T3、T4处理的果心维生素C含量分别由180 d的105.82、125.83、138.66、92.48、80.25 mg/100g降至240 d的27.30、24.90、44.87、29.87、23.77 mg/100g，T1、T2处理的果心维生素C含量在180 d贮藏期间含量较高且下降缓慢，T2处理的果心维生素C含量在整个贮藏期间均显著高于T4处理（P<0.05）。

T0、T1、T2处理的玉露香梨果肉维生素C含量在0～180 d缓慢降低，180 d后有大幅度下降，T3处理的果肉维生素C含量在120 d后大幅度下降，T4处理的果肉维生素C含量在60 d就有大幅度下降。0 d时玉露香梨果肉维生素C含量为10.16 mg/100g，（240+14）d货架期结束时T0、T1、T2、T3、T4处理的果肉维生素C含量分别为1.14、1.82、1.87、0.85、0.40 mg/100g。玉露香梨果心维生素C含量高，约为果肉维生素C含量的10倍。

2.5 不同浓度CO2对果心果肉H2O2含量的影响

过氧化氢（H2O2）是重要的活性氧之一，也是活性氧相互转化的枢纽，但H2O2超过果实自身的中和能力时会过量积累，使细胞膜遭受损害，从而加速细胞的衰老和解体［18］。从图5可以看出，在整個贮藏期间，不同处理下的玉露香梨果心、果肉H2O2含量均呈持续上升趋势。T0、T2、T3处理的玉露香梨果心H2O2含量在贮藏前期无明显变化，在贮藏120 d后有不同程度的上升；T1、T4处理的果心H2O2含量一直处于上升趋势，俩处理间无显著性差异，但均高于T2处理。

各处理的玉露香梨果肉H2O2含量在180 d贮藏期间呈现小幅度上升趋势，在240 d及（240+14）d货架期间有大幅度升高。除240 d外，T4处理的玉露香梨果肉中H2O2含量均显著高于T2处理。从图中可以看出，玉露香梨果心的H2O2含量变化范围在2.57～10.71 μmol/g，果肉的H2O2含量变化范围在0.16～1.48 μmol/g，果心的H2O2含量远高于果肉的H2O2含量，果心的H2O2变化趋势也远大于果肉。

2.6 不同浓度CO2对玉露香梨果心果肉APX活性的影响

抗坏血酸过氧化物酶（APX）是植物组织中具有清除活性氧能力的一种酶［19］。APX是将抗坏血酸作为其反应的电子供体，进而破坏果实的过氧化氢途径［20］。从图6不同浓度CO2贮藏下玉露香梨果心APX活性变化结果可知，玉露香梨果心APX活性在整个贮藏期间呈下降趋势。T0、T1、T3处理的果心APX活性在0～60 d贮藏期间下降缓慢，贮藏60 d后，随着贮藏时间的增加，3个处理的果心APX活性呈现较大幅度下降；T2处理的果心APX活性在0～120 d有小幅度降低，之后呈直线下降；T4处理的果心APX活性在60 d贮藏前期快速下降，在贮藏中后期下降平缓，T2处理的果心APX活性在整个贮藏期间均显著高于T4处理（P<0.05）。

不同浓度CO2贮藏下玉露香梨果肉APX活性呈先上升后下降的趋势，贮藏初期至60 d，各处理的果肉APX活性小幅增大，贮藏60 d后各处理的果肉APX活性都有不同程度的下降，T2处理的APX活性下降最缓慢，T4处理的APX活性下降幅度最大且在整个贮藏期间APX活性一直处于最低水平。贮藏结束时，T0、T1、T2、T3、T4处理的玉露香梨果肉APX活性分别降低了9.18、9.24、10.65、10.56、13.01 U/g。玉露香梨果心APX活性稍高于果肉APX活性，但相差不大。

3 讨论与结论

果实硬度和失重率可以较好地反映梨果实的成熟状况及衰老程度，通常被用来评价果实品质的好坏。果实的成熟和衰老会伴随着细胞壁中的纤维素等物质的降解，同时在多种酶的作用下细胞壁中的果胶等物质也会被分解，由原果胶转化为可溶性果胶，果实硬度下降［21-22］，这也是导致梨果实硬度下降的原因。本研究发现，在整个贮藏期间，不同浓度CO2处理的玉露香梨果实硬度都呈下降的趋势，这与黄花梨［23］、南果梨［24］的采后贮藏研究结果保持一致。随着果实贮藏时间的延长，果实的呼吸、成熟、衰老等生理代谢的增强都会导致果实失重率的升高，外界环境的变化也会造成果实水分的消耗。随着水分的大量流失，果皮出现褶皱，果肉变软，水分流失过多甚至丧失商品价值。本研究中，对照组及处理组的失重率呈现升高趋势。本研究还发现，在整个贮藏期间，2% CO2处理的果实硬度均高于其他4组，且降低幅度较其他组最小。与对照组、0 CO2、5% CO2处理组相比，10% CO2处理在一定程度上减轻了果实软化，效果却不如2% CO2处理，10% CO2处理的果实失重率在贮藏后期及货架期时高于或显著高于其他4个组。说明适当浓度的CO2气调贮藏对玉露香梨果实品质的保持效果好，高浓度CO2可能会对果实造成伤害，贮藏效果欠佳。

膜脂过氧化作用会导致膜结构的破坏，MDA是膜脂过氧化降解的产物，会增加细胞膜透性，引起电导率升高［25］，电导率和MDA含量通常都可以作为衡量果实衰老的指标。本研究中，各处理下玉露香梨果心、果肉的相对电导率和MDA含量都呈上升趋势，随着贮藏时间的延长，伴随着果实的成熟和衰老，细胞的膜结构完整性降低，这与吕英忠等［26］试验结果相一致。本研究发现，2% CO2处理下玉露香梨果肉相对电导率及果心果肉的MDA含量增加幅度小，且一直处于较低水平，可能因为2% CO2处理条件会更有效的激活ROS清除酶活性，降低了果实ROS含量，抑制MDA含量的增加，低水平的MDA会对膜蛋白交联聚合起到抑制作用，防止膜结构被破坏，相对电导率的增加幅度小。

维生素C是一种重要的非酶抗氧化物质，对减少活性氧的积累有一定的作用［27］，可以作为评估果实营养品质的重要指标之一。本研究结果发现，2% CO2气调处理的玉露香梨果心、果肉维生素C含量保留率最高，说明2% CO2气调处理下玉露香梨果实生理代谢水平被抑制，养分消耗减少，维持良好的营养品质，该处理达到了好的保鲜效果。10% CO2气调处理的玉露香梨果心、果肉维生素C含量下降的最快，结果表明CO2浓度过高可能引起玉露香梨组织结构发生变化，果实生理代谢紊乱，维生素C流失，也可能是高CO2导致维生素C降解，加快果实品质劣变进程。

H2O2的过量积累会使各类细胞成分不受控制的氧化，导致细胞的氧化损伤，加速果实的衰老进程［28-29］。本研究显示，10% CO2处理的玉露香梨果心、果肉中H2O2含量均高于其他处理，且果心的H2O2含量远高于果肉的H2O2含量，说明10% CO2处理对玉露香梨果实细胞伤害最大，这种伤害可能是从果心先开始的。在贮藏的后期及货架期玉露香梨果心、果肉中H2O2含量大幅度升高，可能是果实过于衰老，系统对H2O2的清除能力丧失导致了H2O2过量积累。活性氧的清除方式主要是活性氧清除酶系统，其中APX可将H2O2还原为H2O和O2［30］，从而减轻果实氧化损伤。本研究中，在贮藏初期，各处理的玉露香梨果心果肉中APX活性较高，可能是贮藏初期相关调控基因的表达与蛋白合成增加，足以维持氧化还原稳态，果实的H2O2含量维持在较低水平。随后APX活性降低，活性氧清除酶系统活性下降导致活性氧大量积累，细胞氧化损伤加剧。在贮藏期间，2% CO2处理的APX活性较其他处理最高，H2O2含量最低，由此可推断，2% CO2处理是通过维持玉露香梨果實活性氧清除酶系统的能力延缓活性氧积累，从而延缓果实的衰老。

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收稿日期：2024-03-10

基金项目：山西省重点研发计划项目（202102140601017）；山西省农业科学院农业科技创新工程项目（YGC2019TD05）

第一作者简介：黄 丽（1997-），女，在读硕士，主要从事农产品贮藏与保鲜研究。E-mail：977451537@qq.com

*通信作者：张立新（1966-），男，研究员，主要从事果蔬贮藏保鲜技术研究。E-mail：13934600160@139.com