淺析氣體調節保鮮技術在楊桃貯藏中的應用*

郭春陽 ， 曹玉華 ， 張 立 ， 曾令超

（廣東白云學院機電工程學院，廣東 廣州 510080）

0 前言

楊桃是熱帶和亞熱帶地區的特產水果，果實皮薄，質脆，具有5條棱，呼吸作用旺盛，營養成分下降快。其最佳的采收期是7月中旬，此時氣溫高、濕度大，果實采后在常溫條件下貯藏保鮮期較短，3天就會軟化腐爛，失去食用性，而如果低溫貯存保鮮方式不當，又容易造成凍傷、冷害、腐爛及病變等。同時，7月為水果成熟旺季，極易造成楊桃滯銷現象，若無相應的保鮮措施，楊桃容易腐爛，造成經濟損失。考慮到延長其貨架期的現實意義，需要深入進行楊桃儲藏保鮮研究。目前，新鮮水果保鮮主要采用物理、化學和生物等方法，但與楊桃氣調保鮮相關的研究和報道較少[1-4]。

由于楊桃的呼吸作用旺盛，降低楊桃的呼吸能力是延長楊桃貨架期的一種方法，普通的低溫貯藏可以減弱水果的呼吸作用，大約每降低10 ℃可以減弱呼吸作用的一半，這就抑制了水果的腐敗。但是不能僅從減弱呼吸作用和代謝作用的方面來選擇貯藏溫度，因為溫度過低會引起楊桃的凍傷和低溫病害，限制了水果貯藏期的進一步延長，甚至使營養成分產生一定程度上的損耗。而氣體調節保鮮技術在低溫貯藏的基礎上，通過人為改變氣體成分，降低環境氣體中的氧氣含量，改變二氧化碳和氮氣的組成比例，抑制果蔬呼吸作用，減少物質消耗，使呼吸強度降低至僅能維持正常生命活動的最低程度，延緩楊桃成熟老化過程以達到保鮮效果[5-9]。

本實驗通過氣體調節保鮮裝置對楊桃進行貯藏實驗，分析楊桃在低溫貯藏下及氣體調節低溫貯藏條件下，貯藏期內楊桃的理化指標變化情況，為楊桃氣調貯藏研究提供可靠性依據。

1 實驗材料與方法

實驗選用的楊桃來自廣州市某果園，采摘時為發育豐滿、尚未充分成熟的青果，果實表面無碰傷，果實重100 g~150 g。10個楊桃為一組。楊桃在實驗前進行10 ℃預冷處理，分為兩組進行試驗。冷藏組套0.04 mm聚乙烯薄膜置于1號箱體中低溫貯藏（RA+RH，冷藏溫度5 ℃，相對濕度90%~95%），氣調組套0.04 mm聚乙烯薄膜置于2號箱體中氣調低溫貯藏（CA，冷藏溫度5 ℃，氧氣含量3%~5%，二氧化碳含量3%~5%，氮氣含量90%，相對濕度90%~95%）。每組均觀察好果率、失重率、外觀、硬度、可溶性固體物含量、維生素C含量。實驗平臺運行32天，每間隔4天進行一次楊桃的理化指標測試，直至楊桃無食用價值為止。

2 儀器設備

硬度計（GY5A，精度±0.01 kg/cm2，量程0.2 kg/cm2~15 kg/cm2），折光計（J157，精度0.000 01 RI，波長589.3 nm），電子天平（BAS 224S-CW，精度0.1 mg，量程220 g），智能嵌入式氣調試驗臺（試驗箱體、制冷系統、液氮沖注氣調系統、超聲波加濕系統、換氣系統和變風量通風系統：制冷系統包含制冷機組、前置溫度傳感器，液氮沖注氣調系統包含液氮氣化裝置、氧氣體積分數傳感器，超聲波加濕系統包含加濕水箱、超聲波霧化振子、水霧導流裝置，換氣系統包含吸氣電磁閥、排氣電磁閥，變風量通風系統包含變頻風機、風速調節器等）。

3 理化指標測試方法

好果率：感官測試法，通過肉眼觀測果實外貌，并與初始試驗果實外貌進行對比。

失重率：稱重法，楊桃在貯藏過程中的失重率（Δm）按公式（1）進行計算

其中：m0表示楊桃的初始質量（g），mi表示第i天楊桃的質量（g）。

果實硬度：利用硬度計直接測定，讀取表盤上的數值，單位為kg/cm2。

可溶性固體物（TSS）：折射儀法，在20 ℃時用折光計測定待測樣液的折光率，直接在折光計上讀出。

維生素C含量：微量熒光法[10]，取10.0 g楊桃果肉，加入2 g酸洗活性炭，劇烈搖動后取5 mL移至裝有5 mL含50%的NaOAc和約27 mL鈣的水溶液中，加入鄰苯二胺水溶液，用渦流混合器振蕩，測定熒光強度。

4 結果與討論

4.1 楊桃好果率的變化

如圖1所示，實驗中氣調組的楊桃保鮮程度優于冷藏組。在第16天時，冷藏組的好果率為88%，氣調組的好果率為94%；在第32天實驗結束時，冷藏組的好果率為80%，氣調組好果率為88%，氣調組的好果率比冷藏組高約8%。氣調組在貯藏第16天時樣品中出現壞果，冷藏組在貯藏第8天時樣品中出現壞果。可見，氣調保鮮具有提高果實品質的能力。從樹上采摘下來的水果仍然保持著生物活性，普通的低溫貯藏可以減弱水果的呼吸作用，抑制水果的腐敗，但楊桃處于氧氣濃度較高的環境中時，呼吸作用依舊旺盛。而采用氣體調節方式調節低溫貯藏環境中的氣體組成，改為低氧氣、高二氧化碳濃度，能夠控制果蔬的呼吸和蒸發，抑制微生物的生長，使水果獲得更好的保鮮，達到延期貯藏的目的。

圖1 貯藏期內楊桃好果率的變化

4.2 楊桃失重率的變化

如圖2所示，實驗中氣調組的楊桃保鮮程度優于冷藏組。在第16天時，冷藏組的失重率為34%，氣調組失重率為14%；在第32天實驗結束時，冷藏組失重率為64%，氣調組失重率為22%。冷藏組從第8天開始失重曲線呈明顯上升趨勢，氣調組失重曲線較為平緩且失重率較低。楊桃水分的蒸發和營養物質消耗是采后貯藏過程中果實失重的主要原因，失重損失會導致果實萎蔫、變質及腐爛。氣調貯藏使楊桃在低氧、高二氧化碳的人工控制的空氣中進行密閉冷藏，缺少氧氣的情況下楊桃的新陳代謝受到抑制，減少呼吸作用中底物的消耗，從而減少楊桃內營養成分的損失，同時抑制貯存期間楊桃水分蒸發而發生的蒸騰現象，有效維持楊桃的質量。

4.3 楊桃硬度的變化

如圖3所示，實驗中氣調組的楊桃硬度優于冷藏組。在第16天時，冷藏組楊桃硬度0.75 kg/cm2，氣調組楊桃硬度0.95 kg/cm2；在第32天實驗結束時，冷藏組楊桃硬度0.55 kg/cm2，氣調組楊桃硬度0.8 kg/cm2。冷藏組從第4天開始硬度曲線呈明顯下降趨勢，氣調組硬度曲線下降平緩。楊桃在呼吸代謝過程中蛋白質和脂肪等作為呼吸底物，經過一系列氧化還原反應被逐步降解氧化成二氧化碳和水，降解都是在特定酶的催化下發生的。氣調貯藏采用低氧、高二氧化碳的條件，酶類的活性遭到抑制，延緩了有機物的分解，降低維持楊桃硬度的果膠物質的減少速度，減少揮發性物質的產生和果膠物質的分解，阻礙楊桃脆硬度的降低，減慢衰老速度。

圖3 貯藏期內楊桃硬度的變化

4.4 楊桃可溶性固體物（TSS）含量的變化

如圖4所示，實驗中氣調組可溶性固體物含量優于冷藏組。在第16天時，冷藏組可溶性固體物含量8.5%，氣調組可溶性固體物含量8.3%；在第32天實驗結束時，冷藏組可溶性固體物含量8.6%，氣調組可溶性固體物含量8.8%。冷藏組在第24天出現呼吸高峰，氣調組第28天出現呼吸高峰。楊桃在呼吸代謝過程中，其中的可溶性糖類會被降解成二氧化碳和水，但是代謝的速度不均勻的，達到呼吸高峰會迅速衰老，可溶性固體物含量會迅速下降。氣調貯藏采用低氧、高二氧化碳的條件，推遲呼吸作用高峰的到來，并能降低呼吸高峰頂點時的呼吸強度，可以有效控制楊桃品質，延長貨架期。

圖4 貯藏期內楊桃可溶性固體物含量的變化

4.5 楊桃維生素C含量的變化

如圖5所示，實驗中氣調組的楊桃維生素C含量優于冷藏組。在第16天時，冷藏組楊桃維生素C含量24 mg/L，氣調組楊桃維生素C含量31 mg/L；在第32天實驗結束時，冷藏組楊桃維生素C含量16 mg/L，氣調組楊桃維生素C含量22 mg/L。維生素C含量呈現先上升后下降的趨勢，冷藏組從第8天開始維生素C含量呈明顯下降趨勢，氣調組在第16天開始維生素C含量下降，但趨勢較為平緩。維生素C是維持楊桃生命活動的有機物質，會被呼吸作用代謝為二氧化碳和水。通過降低氧氣濃度和提高二氧化碳濃度，能夠降低果蔬的呼吸強度，但是氧氣對呼吸強度的抑制必須降到7%以下才能起作用，但不應低于2%，否則容易出現中毒現象。氣調保鮮可以保持楊桃中維生素C的含量緩慢下降，以達到保鮮效果。

圖5 貯藏期內楊桃維生素C含量的變化

5 結論

造成楊桃變質的原因是呼吸、蒸發、微生物增長及成分氧化的作用，這些作用與楊桃貯藏的環境氣體組成如氧氣、二氧化碳、水分以及溫度等有密切的關系。在5 ℃下采用兩種不同貯藏方式，低溫貯藏及氣體調節貯藏。通過對楊桃的理化指標進行分析，氣體調節組能夠控制楊桃貯藏環境的氣體成分，從而控制楊桃的呼吸及蒸發作用，抑制新陳代謝，控制氧化，最低限度地消耗自身營養，維持其正常生命活動，保證其色澤、硬度、風味及營養成分。實驗結果表明，氣體調節貯藏保鮮效果優于低溫貯藏，氣體調節貯藏下楊桃可保鮮30~32天。