微環境氣調對藍果忍冬貯藏品質和抗氧化酶的影響

李江闊，高靜，張鵬，霍俊偉*

1(天津市農業科學院農產品保障與加工技術研究所，天津，300384)2(國家農產品保鮮工程技術研究中心(天津)，農業農村部農產品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津，300384)3(東北農業大學 園藝園林學院，寒地小漿果開發利用國家地方聯合工程研究中心，黑龍江 哈爾濱，150030)

藍果忍冬是寒帶特色小漿果樹種之一，又被稱為藍靛果，羊奶子果，黑瞎子果等[1]。藍果忍冬主要生長在中國新疆、東北大小興安嶺及長白山等地區，除此之外，在俄羅斯、日本及美洲的北部等地也多有分布[2]，并且其野生資源較為豐富。藍果忍冬的食用方式多為鮮食，藍果忍冬中不少品種適合加工食用，可用來加工成果酒[3]、果脯果醬[4]，果干[5]，飲料[6]等食品，具有非常高的營養保健及經濟價值。但目前市場上藍果忍冬常用的保鮮方式主要以冷藏為主，最多能維持15 d的商品期，果品本身易腐爛，不耐貯藏，進而導致果實保鮮品質下降，影響其貯藏、運輸、流通和消費，大大降低了藍果忍冬產業的經濟和社會效益[7]。

微環境氣調(micro-environmental modified atmosphere，mMA)是繼低溫冷藏后發展的第二代果蔬產品保鮮技術，近年來研究較多，應用廣泛。它是在果實采摘后，利用自發氣調包裝等方式對貯藏環境的氣體條件進行調節[7]，研究發現，微環境氣調能夠有效控制櫻桃[8]、藍莓[9]等果實硬度的下降程度，顯著延長果品的貨架期，達到調控果實軟化的目的[10]，但藍果忍冬果實在氣調保鮮方面的研究卻是空白，因此本實驗對成熟期藍果忍冬果實進行微環境氣調處理，觀察其對果實采后貯藏期間感官品質、營養品質、抗氧化酶活性等指標調控的影響，以期為藍果忍冬保鮮研究提供基礎理論依據。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

實驗所采用的材料，采自東北農業大學園藝實驗站的成熟(盛花后40 d)“藍精靈”果實，采摘過程中選擇生長健壯樹體，采摘無機械損傷、無病蟲害的果實。

1.2 儀器與設備

微環境氣調箱，寧波國嘉農產品包裝技術有限公司;Checkpoint便攜式O2/CO2測定儀，丹麥PBI Dansensor公司；TA.XT.Plus質構儀，英國Stable Micro Systems公司；3-30K型高速冷凍離心機，德國Sigma公司；TU-1810型紫外-可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；Synergy H1多功能微孔板檢測儀，美國Biotek Instrument公司；916 型電位滴定儀，瑞士萬通中國有限公司；PAL-1便攜式手持折光儀，日本愛宕公司。

1.3 實驗方法

1.3.1 實驗處理

用微環境氣調箱配備的小籃進行采摘，采摘過程中挑選嚴格符合標準的藍果忍冬果實，分別裝入帶氣調元件的微環境氣調保鮮箱(記作mMA)和不帶氣調元件的微環境氣調保鮮箱(記作CK)，采后24 h運至實驗室，放置于冰溫庫[果實近冰點溫度(-0.5±0.3) ℃]，打開箱體頂蓋，預冷24 h后，蓋上頂蓋貯藏。上述處理每隔15 d檢測果實的各項品質指標。

1.3.2 測定指標與方法

1.3.2.1 感官指標

好果率：隨機挑選200粒左右果實，將無腐爛軟化的好果和霉變的的壞果分開。好果率計算如公式(1)所示：

(1)

式中：X為好果率，%；N0為好果數；N為調查總數。

果霜覆蓋指數：每次處理取50個果實進行果霜覆蓋觀察，根據覆蓋面積情況進行打分，分為5級。0級：無果霜，果較軟；1級：果霜覆蓋面積為0～1/3；2級：果霜覆蓋面積為1/3～2/3；3級：果霜覆蓋面積為2/3～全果；4級：覆蓋全果，果霜較厚。果霜覆蓋指數計算如公式(2)所示：

(2)

風味指數：每次處理固定10人選取30個果實進行風味口感品嘗，根據品評組人員的口感打分，分為4級。0級：風味淡或有明顯異味；1級：風味較正常，略有異味；2級：風味正常，接近采收時的口感；3級：風味濃，與采收時的口感相當或更好。風味指數計算如公式(3)所示：

(3)

1.3.2.2 營養指標

藍果忍冬果實內部主要營養成分有：可滴定酸(titratable acid,TA)：采用自動電位滴定儀進行滴定[11]；可溶性固形物(total soluble solids,TSS)：打漿后用紗布過濾得濾液，用手持糖度儀測定；抗壞血酸(VC)含量：采用鉬藍比色法[12]；花色苷：采用pH示差法測定[13-14]；總酚：福林酚比色法測定[15]；黃酮：采用NaNO2-Al(NO3)3法測定[16]。

1.3.2.3 生理指標

丙二醛：采用硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)法測定[17]；呼吸強度：向550 mL的密封罐中放入一定體積果實，室溫下靜置2 h后，用Check point便攜式O2/CO2測定儀測定。硬度：采用英國產TA.XT.Plus TextureAnalyser物性儀測定。用直徑為2 mm的圓柱形探頭P/2進行穿刺測試。測試條件為測前速度為2 mm/s，測試速率1 mm/s，測后上行速率2 mm/s，穿刺深度為6 mm，觸發力5 g。每個處理隨機測定10次，結果取平均值。

1.3.2.4 抗氧化酶指標

還原型谷胱甘肽(reduced glutathione，GSH)、氧化型谷胱甘肽(oxidized glutathione，GSSG)、總谷胱甘肽(glutathione，T-GSH)、谷胱甘肽還原酶(glutathione reductase，GR)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)含量的測定試劑盒購于南京建成生物科技有限公司，并按照說明書內容進行提取及測定。

1.3.3 數據處理

所有數據均采用Office 2013軟件統計和繪圖，采用SPSS 22.0軟件對數據進行數據分析，采用“Duncan”法檢驗差異顯著性(P<0.05，表示差異顯著;P<0.01,表示差異極顯著)，數據均3次重復取平均值。

2 結果與分析

2.1 微環境氣調(mMA)對藍果忍冬貯藏品質的影響

2.1.1 mMA對藍果忍冬微環境氣體含量變化的影響

在藍果忍冬的貯藏過程中，其微環境氣調中的氣體成分含量影響著果實各方面的生理代謝，藍果忍冬果實會自發調節貯藏環境中的氣體含量，來達到滿足自身最佳貯藏環境的需要[18]。由圖1可見，藍果忍冬貯藏環境中的O2和CO2含量在整個貯藏過程中無較大起伏趨勢變化。O2含量在15.0%～16.5%；CO2含量在4.0%～6.5%。CO2含量在貯藏期15 d時，隨著果實貯藏期的延長及果實的呼吸強度導致氣體含量的波動而出現了升高現象，而后始終在5%～7%保持平穩狀態。

A-O2含量；B-CO2含量圖1 mMA對藍果忍冬微環境氣體含量變化的影響Fig.1 Effects of mMA on micro-environmental gas content changes of blue honeysuckle fruits

2.1.2 mMA對藍果忍冬感官品質的影響

果蔬產品的感官品質是對果實食用價值及商品價值的最直觀評定[19]。由圖2可見，藍果忍冬果實

隨著貯藏時間的延長，好果率、果霜覆蓋指數和風味指數表現為不斷下降的趨勢，在整個貯藏過程中，mMA組與對照組相比，下降趨勢相對更加平穩、緩慢。在果實貯藏前期，mMA組與對照組之間的好果率、果霜覆蓋指數及風味指數之間并無顯著差異，隨著貯藏時間的延長，mMA能明顯的表現出其優勢性。從貯藏45 d開始，mMA組的感官品質極顯著高于對照組(P<0.01)，更能夠維持果實自身的感官品質，其中對照組的風味指數在貯藏時間為60 d時僅為mMA處理組的56.76%，為貯藏初值的46.67%，果實品質大幅度下降，失去貯藏及商品價值。mMA主要通過調節果實貯藏環境中的氣體含量，創造不利于霉變微生物生存的環境條件，有效抑制果實表面微生物的繁殖，達到減少果實霉變的效果，從而提高其感官品質。

2.1.3 mMA對藍果忍冬營養品質的影響

2.1.3.1 mMA對藍果忍冬可滴定酸和可溶性固形物的影響

果實中的TA含量是影響果實風味品質的重要因素，也能是植物品質構成的重要性狀之一[20]。在藍果忍冬整個貯藏期中，藍果忍冬果實中的TA含量整體處于下降趨勢。mMA處理組在貯藏前期15 d處于急速下降狀態，隨后也處于平穩狀態。與對照處理組相比，貯藏0 d，mMA組的TA含量要極顯著高于對照組(P<0.01)，15 d時兩處理間并無顯著差異；隨后隨著貯藏時間的延長，mMA組的含量始終要高于對照組，并在貯藏時間為30～45 d顯著高于對照(P<0.05)。因此，mMA處理能較好地維持果實中可滴定酸的含量。

TSS是包括可溶性糖、酸、纖維素、礦物質等成分的綜合型指標，能直接反映果蔬的成熟度和品質狀況，是衡量果蔬營養物質多少的一個重要指標[21]。由圖3-B 可見，隨著貯藏期的延長，藍果忍冬果實中的TSS含量隨著貯藏時間的延長而逐漸降低，但果實在整個貯藏過程中基本處于平穩狀態。從貯藏30 d到貯藏末期，mMA組的含量要顯著高于對照組(P<0.05)，這說明mMA在果實貯藏過程中，能夠抑制果實的各項生理活動，從而減少果實中自身營養成分的損耗，達到延緩藍果忍冬中TSS含量的下降的目的，最大限度維持藍果忍冬果實中營養成分的含量。

A-TA含量；B-TSS含量圖3 mMA對藍果忍冬可滴定酸、可溶性固形物含量的影響Fig.3 Effect of mMA on titratable acid and soluble solids content of blue honeysuckle fruits

2.1.3.2 mMA對藍果忍冬抗壞血酸、總花色苷含量的影響

在藍果忍冬整個貯藏過程中，mMA組的抗壞血酸含量始終高于對照組(圖4-A)。其中，mMA組在貯藏15 d時出現明顯的含量回升期，而對照組則始終處于不斷下降的趨勢。在貯藏初期0 d，兩處理間并無顯著差異，隨著貯藏時間的延長，mMA逐漸顯示出其優越性，從貯藏15 d開始到貯藏結束，mMA處理下抗壞血酸的含量始終極顯著高于對照組(P<0.01)，且下降過程較對照處理更慢，能夠減緩果實中營養成分的消耗。到貯藏末期，對照組中抗壞血酸的含量僅為處理組的61%。

A-VC含量；B-花色苷含量圖4 mMA對藍果忍冬抗壞血酸、花色苷含量的影響Fig.4 Effect of mMA on ascorbic acid and anthocyanin content of blue honeysuckle fruits

由圖4-B可見，在藍果忍冬貯藏前期，兩處理間花色苷的含量差異水平并無顯著性差異。隨著貯藏時間的延長，對照組含量處于不斷下降的趨勢，mMA組則有小幅度的上升，在貯藏30 d達到含量最高值后，開始逐漸下降。從15 d起，mMA中的花色苷含量要始終高于對照組，且均達到顯著差異水平(P<0.01)。由此可見，mMA處理能夠使藍果忍冬果實維持較穩定的花色苷含量。

2.1.3.3 mMA對藍果忍冬黃酮、總酚含量的影響

由圖5-A可見，藍果忍冬在整個貯藏過程中，黃酮含量表現為先上升后下降，在到達最高值后，對照組開始快速下降，而mMA組下降速度則相對緩慢，且在整個貯藏過程中其含量要始終高于對照組。除30 d外，在其他貯藏時間點，均極顯著高于對照組(P<0.01)。在貯藏末期，對照組的黃酮含量僅為28.6 mg/100g，下降至初值的42.86%，失去貯藏價值；mMA處理則始終處于平緩下降狀態，能夠較好地維持藍果忍冬果實中黃酮的含量。

對照組果實中的總酚含量在整個貯藏過程中始終處于快速下降的趨勢，而mMA組則表現為先上升后下降，在貯藏時間30 d達到含量最高值，隨后開始緩慢下降。貯藏初期(0 d)時,對照組的總酚含量要顯著高于mMA組，但隨著貯藏時間的延長，mMA組表現出其優越性，能夠較好地維持其含量，而對照組隨著含量的不斷下降，與mMA組表現出極顯著差異(P<0.01)。到貯藏終值，對照組的含量僅為mMA組的39.89%，因此，mMA處理能夠更好地維持藍果忍冬果實營養成分中總酚的含量。

A-黃酮含量；B-總酚含量圖5 mMA對藍果忍冬中黃酮、總酚含量的影響Fig.5 Effect of mMA on flavonoids and total phenol content of blue honeysuckle fruits

2.1.4 mMA對藍果忍冬生理品質的影響

2.1.4.1 mMA對藍果忍冬呼吸強度的影響

如圖6-A所示，藍果忍冬果實在整個貯藏過程中其呼吸強度的變化趨勢為先下降后上升再下降，在貯藏時間30 d時有小幅度的上升，隨后開始不斷下降。在整個貯藏時間段內，mMA組的呼吸強度均低于對照組，而且在貯藏前期0～30 d內，達到極顯著差異水平(P<0.01)，但隨著貯藏時間的延長，兩處理均處于下降趨勢，并未產生顯著差異。表明mMA處理在貯藏前期能顯著抑制藍果忍冬的呼吸作用，在保證果實正常生命活動的前提下，能夠更好地維持其呼吸強度，延長果實生理代謝過程。

2.1.4.2 mMA對藍果忍冬果實硬度的影響

藍果忍冬果實的硬度較其他園藝產品的保持來說更加困難，因此其硬度水平對藍果忍冬的商品價值來說極為重要[22]。由圖6-B可知，mMA處理在藍果忍冬整個貯藏期內，其硬度水平都比對照組高，說明mMA能夠較好地維持藍果忍冬果實的硬度水平。在整個貯藏過程中，mMA組果實的硬度水平均極顯著高于對照組(P<0.01)。因此，mMA對于藍果忍冬果實硬度的保持發揮著積極的作用。

2.1.4.3 mMA對藍果忍冬果實丙二醛含量的影響

丙二醛含量在藍果忍冬整個貯藏過程中的變化趨勢表現為圖6-C。在整個貯藏時間內，對照組中丙二醛含量處于不斷上升狀態，而mMA組中丙二醛的含量則表現為先下降后上升。在果實貯藏前期，兩處理間丙二醛的含量并無顯著差異，隨著貯藏時間的延長，對照組丙二醛含量快速上升，而mMA處于緩慢上升狀態，與對照組形成極顯著差異水平(P<0.01)。到貯藏末期，mMA組的丙二醛含量僅為12.57 μmol/g，為對照組的44.81%。由此可知，mMA處理在維持果實生命活動的前提下，能夠最大限度地維持抑制藍果忍冬營養成分的消耗，減少果實細胞壁的膜脂氧化過程，達到延緩果實衰老的效果。

A-呼吸強度；B-果實硬度；C-丙二醛含量圖6 mMA對藍果忍冬呼吸強度、果實硬度及丙二醛含量的影響Fig.6 Effect of mMA on respiration intensity, firmness and MDA content of blue honeysuckle fruits

2.1.5 mMA對藍果忍冬抗氧化活性的影響

2.1.5.1 mMA對藍果忍冬GSH、GSSG和T-GSH含量的影響

GSH是植物體內一個重要的抗氧化劑和氧化還原勢的調節劑[23]。結果表明，藍果忍冬在整個貯藏過程中，mMA處理的果實中GSH、GSSG、及T-GSH含量的變化趨勢趨于一致，都表現為先上升后下降。在貯藏0 d，對照組的含量要高于氣調組，隨著貯藏時間的延長，mMA能夠較好地抑制果實中營養成分的消耗，到貯藏結束，mMA果實中GSH、GSSG、T-GSH的含量均極顯著高于對照組(P<0.01)。

整個貯藏周期中，mMA組中GSH的含量在15 d時到達最高值，隨后一直處于緩慢下降狀態；而對照組在貯藏15 d時呈快速下降，隨后到45 d時有小幅度回升，但并未超過貯藏0 d時的初值。到貯藏末期60 d時，對照組的GSH含量為179.01 mg/g，僅為mMA組的54.95%。由此可知，mMA能較好地維持藍果忍冬果實中的營養成分，延緩果實衰老，能夠提升植物體對活性氧和自由基的防御作用。

藍果忍冬果實在貯藏過程中，對照組和mMA組的GSSG及T-GSH的含量表現趨于一致，都為先上升后下降，都在30 d時含量出現最高值，隨后對照組則表現為極速下降，mMA組則處于緩慢下降狀態，并與對照組表現出極顯著差異水平(P<0.01)。到貯藏末期，對照組的GSSG和T-GSH含量分別為4.29和8.88 μmol/L，與貯藏初值相比，分別下降了86.65%和86.51%，已喪失抗氧化活性，失去貯藏價值。

2.1.5.2 mMA對藍果忍冬GR活性的影響

谷胱甘肽是一種重要的細胞抗氧化劑，缺失谷胱甘肽還原酶會使細胞對氧化劑和抗生素更為敏感[24]。藍果忍冬在整個貯藏過程中，對照組的GR活性始終表現為平穩狀態，隨著貯藏期的延長，到貯藏60 d時，出現活性回升現象；而mMA組的GR的活性則表現為先上升后下降，在貯藏30 d時，活性達到最值，隨后在45 d時極速下降，到貯藏末期時也出現小幅度回升，與對照組并未表現出顯著差異。但在整個貯藏期內，mMA組的GR活性水平始終高于對照組。因此，mMA處理對提高藍果忍冬果實的抗氧化水平起著積極的作用。

A-GSH含量；B-T-GSH含量；C-GSSG含量圖7 mMA對藍果忍冬中T-GSH、GSH及GSSG含量的影響Fig.7 Effect of mMA on the contents of T-GSH, GSH and GSSG of blue honeysuckle fruits

圖8 mMA對藍果忍冬中GR活性的影響Fig.8 Effect of mMA on GR activity of blue honeysuckle fruits

2.1.5.3 mMA對藍果忍冬超氧化物歧化酶(SOD)活性的影響

SOD是果實后熟衰老中的保護性酶類，它可以特異地清除超氧陰離子自由基，從而減少自由基對膜的損傷，達到延緩細胞衰老的目的[25]。如圖9所示，各處理藍果忍冬的SOD活性在貯藏初期均呈現上升的趨勢。這可能是由于超氧陰離子自由基的累積誘導了其活性的升高。mMA組在15 d時SOD活性達到最高值，30 d緩慢下降后處于不斷上升；對照組的活性的變化呈“倒S型”，在60 d時達到最高值。但在整個貯藏過程中，mMA組的SOD活性始終要顯著高于對照(P<0.05)。由此分析認為，mMA處理可以將藍果忍冬中的SOD活性維持在一個較高的水平，最大限度維持果實自身的抗氧化活性。

圖9 mMA對藍果忍冬中SOD活性的影響Fig.9 Effect of mMA on SOD activity of blue honeysuckle fruits

3 討論

影響藍果忍冬貯藏的關鍵因素除自身機械物理損傷外，最重要的便是創造適宜的環境條件，目前大多數保鮮方法是在低溫貯藏的基礎上進行延伸和擴展。綜合來看，微環境氣調保鮮具有成本低廉，安全環保等優點，尤其是結合低溫貯藏技術能很好地延緩果蔬品質下降，且在此過程中不使用任何化學防腐劑，能夠很好地保持果蔬產品的天然和“綠色”，可以說代表了藍果忍冬目前拓展保鮮領域的新技術、新方向[26]。研究表明，微環境氣調能顯著抑制獼猴桃[27]、草莓[28]、葡萄[29]等果實細胞壁降解酶的活性，控制果實硬度的下降程度，抑制果實自身的呼吸強度，維持果品營養成分，顯著延長果品的商品期，達到調控果實軟化的效果。

實驗結果表明，mMA處理在藍果忍冬整個貯藏過程中，能有效維持果實自身的感官品質、營養品質、生理品質及抗氧化酶活性的含量。與對照相比，在穩定的mMA貯藏條件下能有效地延緩GSH、GSSG及T-GSH含量的降低，促進抗氧化酶SOD、GR活性的增加，并抑制丙二醛的產生，說明mMA可誘導抗氧化酶活性，有效抑制果實細胞體內自由基的積累，保護果實膜結構不受損傷。在維持果實感官品質方面，mMA處理能夠創造不利于果實霉變微生物繁殖的外部條件，達到抑制霉變果發生的效果，顯著提高果實外觀商品品質；在維持果實營養品質、生理品質和抗氧化酶活性方面，mMA處理能夠在最大限度維持果實生命活力的基礎上，降低果實自身的生理活動，抑制果實的呼吸強度，減少自身損耗，從而達到維持自身營養品質和延長抗氧化酶活性的目的，與前人所做實驗結論呈現一致。

研究發現，貯藏期0 d時，由于處理時間較短，箱內氣體濃度水平并未達到平衡，因此貯藏效果并未達到預期，與對照相比，并無顯著差異。隨著貯藏時間的延長，箱內氣體濃度處于平衡狀態，能夠表現出處理果的優勢，達到有效延長果實貯藏期的目的。此外，氣調包裝技術操作簡單，但氣體濃度不易控制，主要依靠果蔬自身的呼吸作用和包裝的透氣性來維持平衡，比較適合運輸流通和超市銷售。

4 結論

mMA能夠有效維持藍果忍冬果實自身的感官品質，抗壞血酸、花色苷、黃酮、總酚等的營養品質，顯著抑制果實自身呼吸強度的增強，維持果實的硬度水平，還可以有效地延緩GSH、GSSG及T-GSH含量的降低，促進抗氧化酶SOD、GR活性的增加，并抑制丙二醛的產生，達到維持果實的抗氧化的能力。因此，mMA處理對藍果忍冬貯藏期的各項指標有一定的積極作用，能夠達到大幅度延長果實的貯藏期，提高果實的商品經濟價值的目的。