MAP保鮮技術對采后干蒜貯藏品質的影響

高 佳，唐月明，朱永清，羅芳耀，李躍建，苗明軍

(1.四川省農業科學院農產品加工研究所，四川 成都 610066；2.四川省農業科學院園藝研究所，四川 成都 610066；3.農業部西南地區園藝作物生物學及種質創制重點實驗室，四川 成都 610066；4.四川省農業科學院，四川 成都 610066)

【研究意義】蒜(AlliumsativumL.)，也叫大蒜、胡蒜，為百合科(Liliaceae)蔥屬(Allium)一、二年生草本植物的鱗莖，常作為香辛類蔬菜食用[1]。我國是世界上最大的大蒜生產國和出口國，大蒜產區廣泛分布在山東、河南、江蘇、云南和四川等地[2]。大蒜采收后通常有2～3個月休眠期，休眠結束后肥厚鱗片內的幼芽開始生長，鱗片逐漸變松、變軟、商品性下降[3-4]。蒜瓣休眠是大蒜鱗莖成熟后的生理過程，休眠期的長短直接影響蒜頭商品特性和栽培中種瓣的萌動[1]。研發大蒜采收晾干后適宜的貯藏保鮮方法，有利于提升蒜瓣的商品貯藏品質，調節蒜瓣休眠期。【前人研究進展】目前關于大蒜采后休眠期的研究主要集中在延遲和打破蒜瓣休眠兩方面[1]，延長蒜瓣休眠期的方法包括高溫保存[3-4]、輻照保存[5-6]、氣調保鮮[7-8]、化學保鮮劑處理[9-10]等，打破休眠的方法包括低溫[4,11]和赤霉素處理[12]等。自發氣調包裝(Modified atmosphere packaging，MAP)保鮮技術通過選擇包裝膜自身的透氣、透濕等性能來達到調節包裝產品呼吸代謝速率，延緩品質衰老，延長保鮮期的目的，作為氣調保鮮的一種方式，因其具有對貯藏設備要求更低、操作更簡便、成本更低等優點而被廣泛應用到果蔬采后保鮮中[13-14]。【本研究切入點】現有研究報道中關于大蒜采后MAP保鮮的研究較少，多偏向于對嫩鮮蒜[15]和蒜米[16]的延長保鮮，且對包裝膜的透氣性等關鍵影響因素并未評價。因此本研究選取了5種適宜于果蔬采后貯藏保鮮用的包裝膜材料，研究了具有不同O2和CO2氣體透過量的包裝膜對采后干蒜貯藏過程中蒜瓣品質變化的影響。【擬解決的關鍵問題】擬通過對干蒜采后MAP結合低溫保鮮技術的應用效果研究，探討該技術對于干蒜采后延遲休眠或打破休眠的技術應用可能性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑 大蒜：黑水大蒜地方品種，采收于四川省阿壩州黑水縣高山春播大蒜種植基地，地處北緯32°4′10″，東經103°17′25″，海拔2800～3000 m，早晚溫差大，土壤深厚，為黃壤土。大蒜5月初播種，9月中下旬采收，采收后在室外懸掛晾干一周后轉移至室內懸掛保存。于11月底剪去多余假莖、葉片和根，保留蒜頭外層完整的膜質鱗片，常溫運送至實驗室在(0±0.5)℃下預冷后用于后續試驗。

聚乙烯(PE)包裝膜購于四川興達塑料有限公司。

1.1.2 主要儀器設備 氧氣/二氧化氣體分析儀：CheckMate Ⅱ，丹麥Dansensor公司；電熱恒溫鼓風干燥箱：DHG-9075A，上海齊欣科學儀器有限公司；電子天平：JA31002，上海精天電子儀器有限公司；游標卡尺：上海恒量量具有限公司；包裝膜透氣性測定儀：Gas-Transmission-Tester GTT，德國Brugger公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 樣品處理 挑選外觀無明顯病害，大小一致，外層膜質鱗片完整的蒜頭用于后續貯藏試驗。試驗設置和包裝袋測定參數見表1。每袋中隨機裝入2頭大蒜后密封包裝，包裝袋尺寸為25 cm × 25 cm。包裝后所有樣品于(0±0.5)℃冷庫中避光貯藏，每次測定時每處理取出5袋樣品共10頭蒜用于指標測定。包裝袋O2和CO2透過量采用包裝膜透氣性測定儀測定，測試溫度為23 ℃。

表1 試驗設置和包裝膜測定參數

1.2.2 指標測定 (1)包裝袋內氧氣和二氧化碳濃度。采用氧氣/二氧化碳氣體分析儀測定[14]，結果記為每袋樣品在包裝袋內的O2和CO2濃度。

(2)失重率。采用稱重法測定，結果記為每處理樣品測定時總重量與初始總重量的百分比。

(3)組織含水率。采用烘干法測定[17]，取10瓣蒜米進行烘干，結果記為烘干后減少質量占鮮重質量的百分比。

(4)芽瓣比。刨開每個蒜瓣測量胚芽長度與瓣長，結果記為每瓣蒜的胚芽與瓣長之間的比值。

(5)腐爛率。統計每處理中產生腐爛的蒜瓣總數與處理中總蒜瓣數量之間的百分比。

(6)腐爛指數。參考史君彥等[18]的方法略作修改。以大蒜表面出現霉變和水漬狀腐爛作為果實腐爛的判別依據，按腐爛面積大小劃分為5級：0級，無腐爛；1級，果實有1～3個小腐爛斑點；2級腐爛面積小于蒜瓣面積的25 %；3級，腐爛面積小于蒜瓣面積的50 %；4級，蒜瓣腐爛面積大于50 %。腐爛指數(%)=∑(級數×該級個數)/(最高級×總個數)×100。

1.3 數據分析

每處理每次重復測定5袋，共10頭蒜，每隔30 d測定1次。包裝袋內O2和CO2濃度每處理每次測定5個重復(即5袋樣品)，結果取平均值；失重率每處理每次合計5袋測定1個數據值；組織含水率每處理每次從5袋樣品中隨機取樣，測定3組平行，結果取平均值；芽瓣比每處理每次測定5袋樣品中所有蒜瓣的數據，結果取平均值；腐爛率和腐爛指數每處理每次統計5袋樣品中所有蒜瓣的情況，結果記為1個數據值。測試結果中所有平均值數據誤差記為標準誤SE。采用SPSS13.0軟件進行貯藏時間和處理的兩因素線性分析。

2 結果與分析

2.1 包裝袋內氣體成分變化

大蒜經過不同包裝處理后貯藏過程中包裝袋內O2和CO2濃度的動態變化情況(圖1)表明，5種MAP包裝處理在整個貯藏過程中包裝袋內的O2和CO2濃度在處理間和貯藏時間上均存在顯著差異(P<0.05)。在整個貯藏期內，包裝袋內O2和CO2濃度隨著包裝膜氣體透過量參數的遞減分別呈顯著降低和顯著增高的趨勢，即整個貯藏期包裝袋內O2濃度水平由高到低為處理A>B>C>D>E，CO2濃度水平由低到高為處理A

密封包裝袋內的O2和CO2濃度一定程度上反映了袋內果蔬產品的呼吸代謝速率[19]，從上述結果中可見5種MAP包裝袋自身的O2和CO2氣體透過量參數與貯藏過程中袋內氣體成分的濃度比例密切相關，包裝袋的氣體透過量越高，則袋內的O2(CO2)濃度相對越高(越低)[14,19-20]，表明包裝袋的透氣性參數對于限制包裝袋內貯藏果蔬材料的呼吸速率至關重要。試驗結果中B、C、D和E處理在貯藏過程中出現了2次CO2產生的高峰，初步判斷為貯藏過程中的呼吸躍變。王淑琴等[15]采用不同厚度和材質的包裝膜在0 ℃下貯藏鮮蒜過程中也發現在120 d的貯藏期內出現了2次呼吸高峰，而李瑜等[21]貯藏去皮后蒜米發現其在貯藏1周后出現呼吸峰。各研究中大蒜貯藏過程中呼吸高峰產生時間和強弱上的差異可能與各自所采用的試驗材料和貯藏條件不同有關，大蒜屬于呼吸躍變型蔬菜，呼吸強度可因組織的的生理狀態和貯藏環境溫度而變化[4]。相關研究表明，低溫貯藏具有打破大蒜鱗莖休眠，促進呼吸增強的作用[4,22]。從圖1來看，包裝袋透氣性越差，貯藏過程中檢測到袋內CO2濃度越低，未產生明顯的呼吸高峰，這可能與包裝袋的透氣性強致使貯藏過程中產生的CO2氣體快速散發到袋外有關。所有處理貯藏至第60天時CO2濃度快速增高，表明大蒜在MAP包裝后于0 ℃下貯藏至60 d呼吸代謝速率加強，該結果與劉淑嫻等[23]的研究結果相似。

圖1 大蒜MAP貯藏過程中O2和CO2濃度變化Fig.1 Changes in O2 and CO2 concentrations during MAP storage of garlic

2.2 失重率與組織含水率變化

通過測定貯藏過程中各包裝處理的失重率(圖2)表明，隨著貯藏時間的延長，各處理失重率均不同程度的逐漸升高，其中采用網袋包裝的對照CK處理失重率升高幅度最明顯，從第30天的2.08 %上升到第150天的14.04 %，而其余各MAP包裝處理則隨著包裝膜氣體透過量參數的遞減呈現小幅度的梯度上升，即包裝袋的氣體透過量與失重率呈正比，但總體變化均不大，到第150天時MAP包裝處理中失重率最高的A處理失重率達4.28 %，表明MAP包裝處理有利于降低貯藏過程中大蒜的失重率[23]。

各處理間組織含水率在同一測定時間內均呈現顯著差異(P<0.05)，但同一處理在整個貯藏期內差異不顯著(P>0.05，圖2)。CK處理隨著貯藏時間的延長組織含水率逐漸降低，到第120天時比初始值降低2.64 %，顯著低于其它5個MAP處理(P<0.05)；而其它MAP處理在整個貯藏期內組織含水率變化不大，表明MAP處理有利于保持貯藏過程中大蒜的組織含水率。

圖2 大蒜MAP貯藏過程中失重率和組織含水率變化Fig.2 Changes in weight loss rate and tissue water content rate during MAP storage of garlic

2.3 芽瓣比變化情況

處理間和貯藏時間的兩因素線性分析(圖3)表明，在整個貯藏期內同一貯藏時間處理間和同一處理不同貯藏時間內試驗測試的芽瓣比均呈顯著差異(P<0.05)。各處理隨著貯藏時間的延長芽瓣比逐漸升高，貯藏后期升高速度比貯藏前期更快，其中第30和60天差異不顯著(P>0.05)，其余測定時間均差異顯著(P<0.05)。在同一貯藏時間內，對照CK處理、A處理和E處理間差異不顯著(P>0.05)，內芽比相對最高(P<0.05)；A、B和D處理間差異不顯著(P>0.05)，內芽比次之(P<0.05)；B、C和D處理間差異不顯著(P>0.05)，內芽比相對最低(P<0.05)。除E處理外，其它處理貯藏至第150天時內芽比均大于0.65，其中CK處理平均值最高達0.69。胚芽的萌發與否可作為判斷商品蒜貯藏質量好壞和休眠結束與否的標志[4,8]，其生長速度的快慢與呼吸代謝速率強弱有關[23]，胚芽的萌發生長代表了休眠的逐漸打破和作為商品蒜貯藏品質的劣變。所有試驗處理大蒜在150 d的貯藏期內雖出現了不同程度的胚芽生長，但生長長度均未超過蒜瓣長度，表明所有處理的大蒜從胚芽萌發的角度來看仍具有商品性。受測試樣品個體誤差和測量誤差的影響，芽瓣比測試數據有個別測定值變化規律不合理，但從整體趨勢來看，E處理相對增長幅度最低，表明該處理對抑制貯藏過程中胚芽的生長具有較好作用。李勇等[7]對大蒜的氣調貯藏(CA)試驗表明，隨著O2體積分數的遞減、CO2體積分數的遞增，抑制大蒜發芽和保鮮的效果增強，這與本試驗中E處理包裝袋內具有較低O2和較高CO2濃度從而一定程度上抑制了蒜瓣胚芽的生長結果類似，表明通過MAP貯藏也能達到類似CA貯藏調節大蒜呼吸代謝速率，抑制胚芽生長的效果。

圖3 大蒜MAP貯藏過程中芽瓣比變化Fig.3 Changes in sprout and clove rate during MAP storage of garlic

2.4 腐爛率與腐爛指數情況

腐爛率和腐爛指數直接反映了不同處理大蒜在貯藏過程中的腐爛情況。從圖4可見，各處理間貯藏過程中腐爛率和腐爛指數在貯藏前期呈不規律的動態變化，第90天前各處理的腐爛率在2.02 %～11.25 %，這種不規律的變化可能與大蒜樣品的個體差異有關。雖然貯藏初期已經對樣品進行了挑選，但從外觀上并不能完全排除供試樣品中存在感染潛伏性病害的個體，從而導致貯藏過程中腐爛率的波動變化。而第120和150天各處理腐爛率和腐爛指數出現了明顯的差異，其中處理A腐爛率和腐爛指數上升幅度最快，第150天時腐爛率達65.12 %；B、C和D這3個處理處于第二梯隊，腐爛率達22.94 %～31.63 %；E處理和對照CK相對較低，腐爛率分別為14.29 %和11.11 %。腐爛指數的變化趨勢與腐爛率相似，但略有不同，到第150天時A處理最高達34.01，C處理次之為19.50，CK、D和E處理相對較低分別為10.80、10.71和9.60。

此外，在試驗過程中還拍攝了各處理蒜瓣刨開后的照片。從各處理貯藏至第150天的照片(圖5)可見，不同處理蒜瓣的腐爛情況和長根情況存在明顯差異。其中處理A和B部分蒜瓣從長根部位開始出現霉變和水漬狀腐爛，且腐爛率觀察結果與圖4的統計結果相一致，A處理腐爛數量和程度明顯大于其它處理，而其它幾個處理的腐爛情況較輕。供試6個處理中，對照CK蒜瓣基本未長根；而其它MPA包裝處理均出現了不同程度的長根，其中E處理長根情況最輕，C和D處理次之，A處理長根情況最嚴重，從照片中看幾乎全部長根。

圖4 大蒜MAP貯藏過程中腐爛率和腐爛指數變化Fig.4 Changes in decay rate and decay index during MAP storage of garlic

圖5 不同包裝處理下大蒜長根的情況Fig.5 Garlic root growth under different packaging treatments

上述結果反映出的貯藏后期MAP處理的腐爛率大于對照CK處理，且A處理的腐爛情況和長根情況最嚴重，表明了供試的大部分MAP包裝處理均不利于長時間大蒜的商品貯藏，這可能與MAP包裝后導致包裝袋內濕度過大，從而加速了蒜瓣的底部霉變和鱗莖生根有關[3,23]；而E處理蒜瓣腐爛率和腐爛指數與對照CK相近，可能與E處理包裝袋氣體透過量較低，能夠在貯藏過程中維持空間內較高的CO2和較低O2濃度水平，從而通過低溫和氣調協同作用起到了抑制大蒜貯藏過程中呼吸速率，延緩品質劣變有關[8,23-25]。許建等[8]的研究表明，當氣調貯藏CO2濃度達到14 %時，低溫氣調下大蒜鱗莖的腐爛率較高，且可溶性糖含量下降幅度最大，易誘導發生無氧呼吸，加速組織成熟、衰老。本試驗中所有處理貯藏過程中包裝袋內CO2濃度均為超過7.5 %，因此并不會產生因包裝袋內CO2濃度過高導致的腐爛率加重，導致腐爛加重的主要原因更可能與MAP包裝后濕度過大有關。可見在商品蒜延長休眠貯藏過程中控制貯藏環境的濕度對于減少腐爛和抑制生根很重要。如果采用MAP貯藏技術延長商品蒜的休眠期，除了需要挑選適宜的膜透氣性參數，從而保障貯藏過程中的氣調保鮮作用，還應著重考慮膜的透濕性能減少包裝袋內濕度；但如果采用MAP貯藏技術打破蒜的休眠期，則可選擇透氣性較好的包裝膜結合低溫進行貯藏，有利于胚芽和根的萌發。

3 結 論

(1)包裝袋的氣體透過量對貯藏過程中包裝袋內O2和CO2濃度具有顯著影響(P<0.05)。除處理A以外，其它4個包裝處理貯藏過程中包裝袋內O2(CO2)濃度變化呈現明顯的“緩慢降低(升高)-緩慢升高(降低)-快速降低(升高)-趨于平緩”的趨勢，分別出現2個低峰(高峰)值。

(2)MAP包裝處理有利于降低貯藏過程中大蒜的失重率和保持大蒜組織含水率，不同包裝處理對貯藏過程中大蒜組織含水率具有顯著影響(P<0.05)。

(3)隨著貯藏時間的延長，試驗中6中包裝處理的芽瓣比均呈現升高趨勢，不同處理間差異顯著(P<0.05)，其中E處理在貯藏后期表現出相對較好的抑制胚芽生長效果。

(4)不同處理蒜瓣的腐爛情況和長根情況存在明顯差異，所有包裝中A處理貯藏后期腐爛率和腐爛指數快速升高，至150 d時腐爛率達65.12 %，而對照CK和E處理相對較低，分別為11.11 %和14.29 %。對照CK貯藏至150 d時基本未長根，而其它MAP包裝處理均出現了不同程度的長根，A處理長根情況最嚴重，E處理最輕。