不同O2、CO2體積分數氣調貯藏對‘碭山酥’梨貨架期生理病害和相關指標的影響*

賈朝爽，王志華，高劍利，王文輝，姜云斌

（1 中國農業科學院果樹研究所，遼寧省果品貯藏加工重點實驗室，遼寧興城125100）（2 承德市林業和草原技術推廣總站）

‘碭山酥’梨原產于安徽省碭山縣，具有果大核小、顏色黃亮、皮薄多汁等優點，深受消費者喜愛，是我國優良的梨品種之一[1-3]，也是我國出口創匯的主要品種。但近年來，由于‘碭山酥’梨栽培面積擴大，導致其總產量不斷增加，使得梨果價格連年下降，因此大量的‘碭山酥’梨逐漸由鮮銷轉為貯藏。雖然‘碭山酥’梨供應期長，較耐貯運，但近年來發現，‘碭山酥’梨貯藏后期出庫時或貨架期間極易發生黑皮病、褐心病等，降低了果實商品價值，影響了該品種在市場上的推廣，大大降低了出口量，對國民經濟造成極大威脅[4-7]。

氣調貯藏（CA）是通過人工控制貯藏環境中的氣體組分，以延長新鮮果蔬的貯藏期，適宜的氣調貯藏條件能夠減輕果實冷害的發生，延緩其衰老進程，進而使梨果維持良好的果實品質，延長貯藏和貨架期。‘碭山酥’梨屬于呼吸躍變型果實，利用適宜低溫和O2、CO2氣體組合貯藏可以降低其采后呼吸代謝速率以及自身營養物質的消耗，對維持‘碭山酥’梨果實采后長期貯藏保持良好的品質具有重要意義[8-11]。本試驗探究16 種不同O2、CO2氣調貯藏條件對‘碭山酥’梨貯藏270 d 常溫20 ℃貨架9 d 期間的黑皮病、相關生理指標及品質的影響，以探索有效防止‘碭山酥’梨果實黑皮病、黑心病等生理病害的發生，保持較好的果實品質，延長其貯藏和貨架期的氣調環境，以期為‘碭山酥’梨長期貯藏提供理論依據和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與處理

供試材料為‘碭山酥’梨果實（套袋），分別于2013 年9 月26 日、2014 年9 月23 日、2015 年9 月21 日采自山西省祁縣管理水平中等的同一梨園，果實采收后運回中國農業科學院果樹研究所（遼寧省興城市），將其放入4 ℃冷庫中預冷24 h，選取大小均勻、無病蟲害、無機械傷的果實進行不同氣調處理，共設16 種O2和CO2氣體配比，見表1。每個處理設3 次重復，每次重復160 個果，貯藏溫度為（0±0.5） ℃，空氣相對濕度為90%～95%。貯藏270 d 后取出在20 ℃分別放置1 d 和9 d。

表1 O2、CO2氣調參數配比

配氣方法：鋼瓶高壓N2、O2、CO2氣體（遼寧省葫蘆島市偉業氣體有限公司），氣調密閉容器為廣口玻璃瓶（20 L），試驗設定的氣體組成由氣調配氣系統分流調節輸入玻璃瓶中，測定O2、CO2氣體成分使用COMBO 280 Gas Analyzer（意大利FRUIT CONTROL）儀器，氣體流量為120～150 mL/min。

1.2 測定項目與方法

1.2.1生理病害指標

（1）果實黑皮病。根據果實黑皮面積占整個果實總面積的百分比分為4 級：0 級，無黑皮現象發生；1 級，黑皮面積＜25%；2 級，黑皮面積為25%～50%；3 級，黑皮面積＞50%。

黑皮病指數（%）=［∑（黑皮級數×該級果數）/（總果數×3）］×100

（2）果實黑心病。參考王文輝等[12]方法，分為5 級：0 級，果心無褐變；1 級，果心有輕微褐斑；2 級，果心1/3 左右變褐；3 級，果心2/3 左右變褐；4 級，整個果心全部褐變。每處理50 個果。

黑心病指數（%）=［∑（褐心級數×該級果數）/（總果數×4）］×100

1.2.2品質指標

果肉硬度（去皮）采用GS-15 水果質地分析儀（南非，GUSS 公司）測定；果肉可溶性固形物含量采用PR-101α 折糖儀（日本，ATAGO 公司）測定；果皮顏色采用CR-400 色差計（日本，MINOLTA公司）測定。Lab 色度空間模式，漫射照明，0°觀察角，測量直徑8 mm，D65光源，白色標準色校準。以上每個處理每次重復取20 個果實，3 次重復，共60 個果實，每個果實在赤道線相反方向取2 個點單果測定。選5 個專業人員對果實進行風味品嘗，按照肖子寒等[13]的方法略作修改，具體評分標準如表2 所示，去掉最高分和最低分，得到平均值即為最終得分。

表2 感官品質評價標準

1.2.3生理指標

乙醇含量采用GC-2010 氣相色譜儀（日本，島津公司）頂空進樣法測定。測定具體方法為：載氣為高純N2，壓力為0.5 MPa；流量分別為400、40 mL/min；FID 檢測器溫度為200 ℃。吸取果實勻漿上清液5 mL，放入加有NaCl（1.335～1.350 g）及1 mL 蒸餾水的頂空瓶內，混勻。每處理3 次重復，每次重復用果20 個。

呼吸強度和乙烯釋放量使用SP-7890 氣相色譜儀（山東魯南瑞虹化工儀器有限公司）測定。具體測定方法為：載氣為高純N2，轉化爐溫度為360 ℃，填充柱溫度為80 ℃，FID 檢測器溫度為160 ℃。將不同處理果實分別置于同樣體積密封塑料盒內，室溫（20 ℃）密封1 h 后，使用注射器抽取1 mL氣體進行測定，每處理重復5 次，每次重復用果3個，共計15 個果。

1.3 數據處理

所有數據均為3 年試驗結果平均值，采用Excel 2016 軟件進行數據處理，Origin 2018 軟件對數據進行作圖，SPSS 統計軟件進行單因素方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同O2、CO2 體積分數對‘碭山酥’梨貯藏后貨架期黑皮病和黑心病的影響

‘碭山酥’梨在貯藏后期表皮會出現不規則的黑褐色斑點，嚴重時連成大片，甚至蔓延到整個果面，這種嚴重的生理性病害被稱作黑皮病。黑皮病雖然不影響果實食用，但卻嚴重影響果實的外觀品質，造成巨大經濟損失[14-18]。由表3 可知，所有處理果實出庫后貨架1 d 時，均未發現黑皮病，但貨架9 d 時，CK 基本全部黑皮，黑皮病指數達90.30%，CA-5-0 處理黑皮病指數為54.36%，CA-5-1 和CA-5-3 處理也發生輕微黑皮病。CK 和所有氣調處理均發生不同程度的黑心病，對于同一O2體積分數來說，CO2體積分數越高，黑心病指數越高（圖版1）。

表3 氣調貯藏對‘碭山酥’梨果實黑皮病指數和黑心病指數的影響

2.2 不同O2、CO2 體積分數對‘碭山酥’梨貯藏后貨架期果實硬度的影響

硬度可作為評價果實成熟和品質的重要指標，硬度下降是果實成熟軟化的外在表現[19]。由圖1 可以看出，‘碭山酥’梨氣調貯藏270 d+貨架1 d 時，CA-3-0、CA-5-0 處理和CK 的果實硬度均顯著低于其他處理，且CA-3-0 和CA-5-0 處理均與CK無顯著差異，而CA-1-5、CA-3-5 和CA-5-1 處理的果實硬度顯著高于同O2濃度下的各處理，其中CA-5-1 處理的果實硬度（5.91 kg/cm2）最高；在貨架9 d 時，除CA-1-0、CA-3-0、CA-3-1、CA-5-0、CA-5-9 處理和CK 外，其他處理的果實硬度均保持在5.0 kg/cm2以上，其中CK 的果實硬度（4.38 kg/cm2）最低，較貨架1 d 時下降了7.59%，CA-1-5、CA-3-3 處理的下降速率較快，分別較貨架1 d 時下降了10.78%、10.48%。說明適宜的O2和CO2體積分數在貨架期間可較好地維持果實硬度，緩解果實品質下降的速度，CA-1-5、CA-3-3 這2 個處理在貨架初期可以維持果實硬度，但隨著貨架期延長，其果實硬度逐漸下降。

圖1 不同O2、CO2體積分數下‘碭山酥’梨貨架期果實硬度的變化

2.3 不同O2、CO2 體積分數對‘碭山酥’梨貯藏后貨架期可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物是衡量果實風味的一個重要指標[20]。由圖2 可知，‘碭山酥’梨氣調貯藏270 d，貨架期1 d 和9 d 時，CK 的果實可溶性固形物含量均維持在較高水平，在貨架1 d 時，相同O2體積分數下分別以CA-1-1、CA-3-1、CA-5-1 處理的含量最低，均顯著低于CK；在貨架9 d 時，O2體積分數為1%、3%的處理組分別以CA-1-0、CA-3-1 處理最低，均顯著低于CK，而O2體積分數為5%的氣調處理組與CK 無顯著差異。除CA-1-1 和CA-3-5處理外，其他處理與CK 的可溶性固形物含量均隨貨架期的延長呈下降趨勢，其中CA-1-0 處理下降了11.70%，CA-3-1 處理下降了7.23%；而CK 僅下降了4.07%，貨架9 d 時的可溶性固形物含量為12.95%。可見氣調處理對果實可溶性固形物含量的影響較小，且CA-1-0 和CA-3-1 處理不利于果實貨架期間可溶性固形物含量的維持。

圖2 不同O2、CO2體積分數下‘碭山酥’梨貨架期果實可溶性固形物含量的變化

2.4 不同O2、CO2 體積分數對‘碭山酥’梨貯藏后貨架期果皮顏色的影響

L、a、b 值的色空間是當前最通用的測量物體的顏色空間之一，在這一色空間中，L 值越大表示所測樣品的表面越亮[21-22]。由圖3-A、3-B 和3-C可知，‘碭山酥’梨氣調貯藏270 d、貨架1 d 時，除CA-3-1 處理外，其他氣調處理與CK 果實的L值均無顯著差異；貨架9 d 時，CA-1-0、CA-5-1處理和CK 的L 值均顯著降低，且CK 顯著低于其他處理，其L 值降幅最大，下降了8.31%。說明除CA-1-0、CA-5-1 處理外，其他氣調處理均可較好地維持‘碭山酥’梨貨架期間果面亮度。

a 值代表紅綠色差，其正值為紅色，負值為綠色，絕對值越大紅色或綠色越深；a/b 值為色澤比，負值越小表示綠色越深，正值越大表示紅色越深。由圖3-D、3-E、3-F、3-G、3-H、3-I 可知，‘碭山酥’梨氣調貯藏270 d，20 ℃貨架1 d 和9 d 時，CK 的a 值和a/b 值均大于其他處理，其次為CA-5-0處理。可見，貨架期CK 的果實顏色較差，其次為CA-5-0 處理，其他氣調處理的果實顏色均較佳。

圖3 不同O2、CO2體積分數下‘碭山酥’梨貨架期果皮顏色的變化

2.5 不同O2、CO2 體積分數對‘碭山酥’梨貯藏后貨架期果實感官評分的影響

貯藏270 d+貨架9 d，各處理果實的感官評分見表4。CK 果實異味濃，感官評分最低，為48 分；O2體積分數為1%的4 個處理果實均有異味，感官評分為55～74 分。CA-3-0、CA-3-1、CA-3-3 及CA-5-1、CA-5-3 這5 個處理果實風味正常，感官評分較高，為78～86 分，其余處理果實均有異味或異味較濃。

2.6 不同O2、CO2 體積分數對‘碭山酥’梨貯藏后貨架期乙醇含量的影響

表4 不同O2、CO2體積分數下‘碭山酥’梨貨架期（270 d+9 d）果實感官評分

乙醇是影響果實風味的指標之一，也是判斷果實衰老的指標，乙醇含量越高，果實衰老越快[23]。由圖4-A、4-B、4-C 可知，‘碭山酥’梨氣調貯藏270 d、20 ℃貨架1 d 時，CA-1-0、CA-1-1、CA-5-9處理的果皮乙醇含量均顯著低于CK，O2體積分數為3%的氣調處理均顯著高于CK；貨架9 d 時，O2體積分數為3%和5%氣調處理組的果皮乙醇含量基本顯著低于CK，除CA-1-1、CA-1-3 處理外，O2體積分數為1%的其他氣調處理均顯著高于CK。可以看出，O2體積分數為3%和5%的氣調處理可以有效降低果實貨架期間的果皮乙醇含量。

由圖4 可知，除CA-1-0 處理外，無論果皮還是果肉，其他氣調處理20 ℃貨架9 d 的乙醇含量均低于貨架1 d，其中CA-3-5 處理果皮乙醇含量下降幅度最大，下降了90.10%，CA-3-7 處理果皮和果肉乙醇含量下降幅度均較大，分別下降了82.75%和88.74%，而CK 隨著貨架期的延長，乙醇含量略呈下降趨勢。說明CA-1-0 處理不利于果實貨架期間乙醇含量的降低，‘碭山酥’梨果實貨架期間應選擇適宜的氣調處理以抑制乙醇含量的增加。

圖4 不同O2、CO2體積分數下‘碭山酥’梨貨架期果皮和果肉乙醇含量的變化

2.7 不同氣調貯藏方法對‘碭山酥’梨貨架期呼吸強度和乙烯釋放量的影響

果實的呼吸強度與果實的成熟度、存貯壽命及生理病變等有關，將呼吸強度維持在較低而正常水平是果實保鮮的基本原則[24]。由圖5-A、5-B、5-C可知，‘碭山酥’梨氣調貯藏270 d、20 ℃貨架1 d時，氣調處理的呼吸強度均低于CK；在貨架9 d 時，除CA-1-0 處理外，其他處理的呼吸強度均隨貨架期的延長呈下降趨勢，其中CA-1-1 和CA-5-9 處理下降幅度較大，分別下降了30.30%、29.00%；貨架1 d 和9 d 時，CA-1-0 處理的呼吸強度均顯著高于CA-1-1、CA-1-3 和CA-1-5 處理，CA-5-0 處理的呼吸強度均顯著高于其他O2體積分數為5%的氣調處理，說明CA-1-0 和CA-5-0 處理對抑制果實呼吸強度的效果不佳。

乙烯作為呼吸躍變型果實成熟衰老的啟動者和加速者，與‘碭山酥’梨果實成熟衰老之間有著密切關系。由圖5-D、5-E、5-F 可以看出，‘碭山酥’梨果實在貨架1 d 和9 d 期間，除CA-5-0 和CA-5-3 處理外，其他氣調處理的乙烯釋放量均低于CK，且CA-5-3 處理的乙烯釋放量明顯高于其他氣調處理，說明CA-5-0 和CA-5-3 處理無法抑制果實貨架期乙烯的釋放，對‘碭山酥’梨進行氣調貯藏時，不宜使用CA-1-0、CA-5-0 和CA-5-3 氣調處理。

3 討論與結論

圖5 不同O2、CO2體積分數下‘碭山酥’梨貨架期呼吸強度和乙烯釋放量的變化

氣調貯藏主要是通過改變貯藏環境的氣體成分，降低采后生理代謝強度。本研究結果表明，‘碭山酥’梨果實在長期貯藏過程中黑皮病、黑心病發生較重，除O2體積分數為5%的各處理，其他不同體積分數的O2、CO2氣調貯藏均可有效地抑制黑皮病。O2體積分數相同時，隨著CO2體積分數升高，黑心病指數也增加。

王文生等[25]研究結果表明，0 ℃的低溫結合2%～4%O2+2%～4%CO2的氣體成分貯藏，可降低‘京白’梨的呼吸強度，推遲乙烯釋放的高峰期，延緩果實硬度的變化，進而增強果實的耐貯藏性能。本試驗結果與其結論基本一致，發現適當的氣調處理（CA-3-7、CA-5-0、CA-5-1、CA-5-3、CA-5-9）在貨架期間可較好地維持‘碭山酥’梨的果實硬度，維持果實品質，但對果實可溶性固形物含量的影響較小，適宜的氣調處理（CA-3-1、CA-3-7、CA-5-0、CA-5-3、CA-5-9）可有效抑制貨架期間乙醇含量的增加。通過對不同處理組果實的呼吸強度和乙烯釋放量分析，可以得出CA-1-0、CA-5-0 和CA-5-3 氣調處理不適宜控制果實呼吸強度和乙烯釋放量，不利于果實進行貨架處理。與CK 和其他氣調處理相比，O2體積分數為1%的4 個處理雖能較好保持果皮的綠色，但品嘗果實都有一定程度的異味，CA-3-0、CA-3-1、CA-3-3 及CA-5-1、CA-5-3 這5 個處理果實風味正常，且能較好地保持果實色澤。

本研究從生理病害防控（黑皮病、果心褐變）以及果實內在品質、外觀色澤、風味等幾方面綜合考慮，‘碭山酥’梨長期氣調貯藏（≥270 d）的適宜O2和CO2體積分數為：3%～5% O2、1%＜CO2≤3%，既可保持果實較好的品質和風味，又可以減少或抑制果皮黑皮病，降低果心褐變率。