氣調保鮮技術在梨貯藏保鮮中的研究進展

王璐瑤，帕孜麗亞·托乎提，戴 煌

（1.蘇州大學醫學部基礎醫學與生物科學學院，江蘇蘇州 215123；2.武漢輕工大學食品科學與工程學院，湖北武漢 430023）

梨是薔薇科梨屬植物，富含水、糖分、維生素、微量礦物質等營養物質，具有潤肺、止咳化痰、降火清心和排毒等功效[1]。隨著生活水平的提高，人們對梨品質的要求越來越高，新鮮、健康、色澤以及香氣等因素在一定程度上能影響人們的購買欲。梨果實含水量高、內含物豐富、表皮脆弱，采后仍進行較強的呼吸、后熟和水分蒸騰等作用，導致在貯藏過程中易出現褐變、腐爛、變質等現象。保鮮技術的開發對于梨的貯藏保鮮具有重要的科學意義及應用價值。

梨的保鮮方法主要有化學保鮮和物理保鮮。化學保鮮是利用化學藥劑涂抹或噴施在果蔬表面或置于果蔬貯藏室中，以達到殺死或抑制果蔬表面、內部和環境中的微生物，以及調節環境中氣體成分的目的，從而實現果蔬的保鮮[2]。化學保鮮具有設備投資少、成本低、簡便易行等特點。物理保鮮則是利用一些物理手段防止果蔬變質的一種技術，例如通過控制呼吸作用、腐敗菌生長繁殖環境、相對濕度和細胞間水分結構來調節果蔬的衰老進程以及果蔬內部的水分蒸發。物理保鮮有筑畦堆藏法、室內貯藏法、冷庫貯藏法、氣調貯藏保鮮法等。筑畦堆藏法是將梨按照一定的形式堆在地面或者坑中，然后根據氣候變化，用隔熱和防寒保溫材料覆蓋梨，一般情況下白天覆蓋，夜間打開，適用于蘋果梨、白梨、棲霞小香水梨、翠冠梨的貯藏，是一種臨時貯藏方法。室內貯藏法是挑選無機械傷、無病蟲的梨放入果筐或箱中，并在箱內襯適宜厚度的保鮮袋，按照貯藏量、當地氣候條件的變化放置在室內進行貯藏保鮮，一般根據包裝材料、貯藏量、當地氣候條件、季節及溫差的不同貯藏管理也有所差異。例如在夏季對貯藏場所的要求較高，且需要防治害鼠，耗費大量的人力、物力，操作也相對繁瑣。另一方面室內空氣貯藏期間由于梨果實的呼吸作用，保鮮袋內氧含量逐漸降低，二氧化碳含量逐漸增加，導致厭氧菌的活躍度升高，管理不當易造成梨果實的氣體傷害，導致貯藏的果蔬質量有可能急劇下降，經濟損失慘重。冷庫貯藏法是目前用于梨商業性貯藏的主要貯藏方法，貯藏過程中要注意避免冷害和氣體傷害的發生，在貯藏過程中要結合氣調貯藏。其中，氣調貯藏保鮮近年來得到了較多的關注和研究[3]。氣調貯藏保鮮法是利用控制貯藏環境的氣體比例的方式來達到貯藏保鮮的目的，可以推遲梨果肉、果心的褐變，推遲褪綠，保持梨的脆性和風味。氣調保鮮貯藏的關鍵問題是需要嚴格控制CO2和O2濃度，使貯藏環境的氣體比例處于最佳狀態，以延長梨的壽命。氣調保鮮具有貯藏時間長、保鮮效果好、貯藏損失小、貨架期長等特點，越來越受到青睞。結合梨的氣調保鮮技術的進展及應用前景，本文綜述了氣調保鮮技術的原理，概括了氣調保鮮對梨色澤、硬度、可溶性固形物含量、菌落總數及品質的影響，同時分析了氣調保鮮技術目前存在的問題及應用前景，以期為梨氣調保鮮技術的發展提供技術指導。

1 氣調保鮮技術的原理

氣調保鮮技術是通過調整貯藏環境的氣體組成及比例來延長食品（尤其是果蔬）的貯藏壽命和貨架期的技術，其基本原理是通過人為地調節果蔬所處環境的溫度、濕度與氣體，使食品保存環境發生改變，減緩食品新陳代謝，延長其貨架期。低O2濃度不僅可以減弱或抑制脂肪氧化酸敗，減少脂溶性維生素的損失，還可以抑制維生素C、谷胱甘肽、半谷胱氨酸等的氧化，保持果蔬的營養價值。氣調保鮮技術的關鍵在于調節氣體。根據調節氣體方式的不同，可以分為被動氣調保鮮（modified atmosphere packaging，MAP）和主動氣調保鮮（controlled atmosphere packaging，CAP）兩類[4]。MAP 是指果蔬通過自身的呼吸代謝消耗周圍氧氣，一定程度上調節環境中的氣體比例，有效延長貯藏時間。CAP（controlled atmosphere packaging）是人為地調節食品貯藏環境的氣體成分和溫度等因素，借以抑制其呼吸，減緩養分消耗、品質下降的一種貯藏方法。

2 氣調保鮮技術對梨保鮮效果的影響

梨在采摘后其個體會發生包括成熟和衰老在內的一系列復雜的生理變化。一方面，梨在成熟和衰老過程中會消耗自身的營養成分，導致品質不斷下降，尤其在呼吸活躍階段會迅速進入衰老期，同時耐貯性和抗病性也變差；另一方面，梨在貯藏過程中極易被微生物影響或因機械損傷等原因而引起腐爛[5]。運用氣調保鮮技術能較好地保持梨的硬度，減弱多酚氧化酶活性，減少維生素C 損失，防止褐變，維持果實較好的品質和風味，延長貨架期[6-11]。

2.1 氣調環境中O2 和CO2 濃度對梨品質的影響

O2和CO2濃度直接影響梨采后的呼吸作用，從而影響梨的貯藏期和品質。適當地調節O2和CO2的濃度與比例，可有效降低梨在采后的呼吸強度，延緩梨的呼吸躍變和后熟過程，對貯藏期的梨品質有重要影響。不同品種梨果實對CO2的耐受力不同，大部分品種梨果實在貯藏時對環境中的CO2極為敏感[7]，易出現CO2傷害導致褐變的現象。

祝美云等[12]將西洋梨‘阿巴特’在1.8%±0.2% O2、0.8%±0.2%CO2環境中貯藏，與冷藏相比，可顯著抑制西洋梨果實硬度的下降和色澤的變化。王志華等[13]研究認為0～0.5%CO2和3%O2的組合是黃金梨適宜的氣調貯藏條件，并認為黃金梨對CO2敏感，當CO2濃度大于0.5%就會發生褐變。周翠英等[14]研究認為7.0%O2＋0.5%時CO2對翠冠梨的保鮮效果最好。錢卉蘋等[15]的研究表明，3%～4%O2＋1%～2%CO2氣調貯藏能較好地延緩早酥梨果衰老，保持果實的貯藏品質。由此可見，合理調控O2和CO2濃度比例，對于延長不同品種梨的貯藏期具有積極意義，同時有助于維持貨架期內果實的品質。

2.2 氣調保鮮對梨腐爛率的影響

梨采后極易發生腐爛，國內大部分梨的冷庫貯藏腐爛率在7%～10%，梨腐爛是最主要的貯藏問題，一旦發生即喪失商品價值。保持果實品質及控制采后梨的腐爛是目前迫切需要解決的問題。化學藥劑處理，易造成二次污染，而且在庫內冷藏過程中操作不便，不適宜大范圍推廣[16]。現有研究證實[17]，CAP 貯藏作為一種安全、簡便的保鮮方法，對降低梨的腐爛率具有積極作用。

徐春蕾等[18]將預處理過的碭山梨進行氣調包裝（5%O2+5%CO2+90%N2），在4 ℃的條件下貯藏至第8 天時，與實驗組相比，結果發現，對照組碭山梨的色澤、質地和風味均有較大改善。劉佰霖等[19]的研究顯示，CAP 處理的梨在120 d、180 d 時的腐爛率均明顯低于對照組。尚海濤等[20]以冠翠梨作為研究對象，發現CAP 貯藏對翠冠梨的腐爛具有顯著抑制作用。綜上，梨采后腐爛率的高低與其貯藏條件有直接關系。CAP 貯藏對降低梨采后腐爛率有顯著影響，CAP 處理降低了梨的呼吸強度、延緩衰老，對維持梨采后的感官品質，減少腐爛有著重要作用。

2.3 氣調保鮮對褐變的影響

褐變屬于生理性病害，雖然不會對梨果肉及食用品質造成危害[21]，但會限制果實貯藏，影響梨的外觀色澤，降低果實的商品價值。Wang 等[22]的研究表明，12.3%O2＋5.6% CO2的高氧高二氧化碳氣調處理可顯著延長‘Bartlett’梨的貯藏期，且不會發生褐變，但在2.2%O2＋5.7%CO2低O2高CO2環境下貯藏時褐變加重。碭山梨在貯藏過程中也極易褐變，5%O2＋5%CO2＋90%N2處理碭山梨后，色差值最小，表明適宜比例的氣調保鮮能有效抑制碭山梨的褐變問題[18]。趙迎麗等[23]對酥梨進行研究，發現果心褐變程度與O2濃度存在相關性。

因此可見，二氧化碳濃度和氧氣濃度會影響梨在貯藏期間的褐變。針對不同品種的梨果需要謹慎選擇及調控相關的氣調參數，以便使梨在生長及貯藏期內均可以處于較好的外界環境中，避免褐變的過快發生，延長果實的貯藏期，提升商品價值。

2.4 氣調保鮮對梨可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量（soluble solid content，SSC）是判定梨品質的重要指標，也是判定梨口感及成熟度的依據之一。鮮切碭山梨的SSC 隨貯藏時間延長先下降后上升，其中經CAP 處理的實驗組（5%O2＋5%CO2＋90%N2）的SSC 下降趨勢明顯放緩且保持在較高水平，說明適宜的氣體成分能較好地維持碭山梨的SSC[18]。經CAP 貯藏第39 天的‘紅香酥’SSC 顯著高于對照組[24]，這是因為經CAP處理后梨的呼吸代謝強度變慢；而翠冠梨貯藏過程中SSC變化不大，且CAP貯藏與對照的SSC差異不顯著[20]。

CAP 貯藏對大部分梨果實中的SSC 有顯著的積極影響，表明在氣體比例適宜的條件下，梨果實中SSC 受其他因素的影響較小。采用CAP 貯藏能在相當長的一段時間內維持果實SSC，增強果實的商品價值。而對一些特定品種的梨，其SSC 與貯藏條件相關性還需進一步研究。

2.5 氣調保鮮對梨硬度的影響

糠心又稱糠化，是某些果蔬生長期和貯藏期的一種生理性病害，一般體現為果蔬硬度的變化。梨的硬度與其采后貯存條件有密切關系。一般而言，大多數品種梨的硬度在采摘后的10～13 d 有較為明顯的下降，13～16 d 后果肉硬度隨貯藏時間延長逐漸平穩降低，20 d 左右果肉軟化。CAP 處理可有效延緩采摘后梨硬度的下降，延長梨的保質期。鮮切碭山梨在貯藏期間，硬度不斷下降，對照組的下降速度最快，經BOPP/PE 薄膜氣調包裝后的硬度下降程度降低[18]，表明氣調包裝能有效維持鮮切果蔬的硬度。郭丹等[25]對‘南果梨’用12%O2＋5.9%CO2、CAP處理后，硬度下降明顯放緩，且一直相對穩定地維持在9～10 kg/cm3，表明CAP 貯藏能延緩貯藏期間‘南果梨’果實硬度的下降。這可能是由于，在一定的濃度范圍內，低O2或高CO2濃度，果實綠色指數較大，在貨架期內果實進入呼吸高峰時間越晚，果實硬度越高，從而能夠維持較長的貨架期[26]。

2.6 氣調保鮮對菌落總數的影響

梨在包裝、運輸和貯藏過程中極易滋生細菌和真菌，如大腸桿菌、青霉、鏈格孢菌等[27]。研究采后梨的菌落總數，可以預測采后梨的貨架期。徐春蕾等[18]研究顯示，混合鮮切果蔬（碭山梨、楊桃、黃瓜、小麥草）的菌落總數隨貯藏時間的延長而緩慢上升，但氣調包裝組的菌落總數顯著低于對照組（P＜0.05），微生物菌落總數均小于1×106CFU/g。這是因為大多數微生物是好氧型的，CAP貯藏降低了O2含量，可在一定程度上抑制微生物的生長繁殖。

3 展望

目前，我國大部分地區仍使用物理保鮮技術對梨進行采后保鮮[28]，而傳統的物理保鮮技術大多受制于地區和季節的變化；新興的低溫冷鏈技術雖不受以上因素的影響[29]，但未形成完整的產業體系，無法實現流通、貯藏、運輸、銷售各環節全程冷鏈，影響了梨的保鮮。自發氣調保鮮對梨在包裝前的處理有較高要求，且氣調參數控制不當容易造成損害，成本較高，其推廣應用仍有一定的阻力。

不同品種梨對于氣調保鮮的氣體成分、包裝材料、前處理方式、貯藏溫度等的要求有所差異[30]。近年來，雖然氣調保鮮技術在梨的貯藏保鮮方面得到了大力推廣，但研究主要集中在包裝材料的選擇、動態氣調以及多元化技術結合等方面。梨的品種多樣，為實現更精準的氣調保鮮技術的開發，需要加強基礎性研究，降低成本，開發氣密性良好的氣調保鮮材料等，推動氣調保鮮技術在梨以及其他果蔬貯藏保鮮中的應用及推廣。