不同包裝方式對芒果低溫模擬運輸貯藏中品質及代謝的影響

衛賽超，謝 晶,2,3,*

（1.上海海洋大學食品學院，上海 201306；2.上海冷鏈裝備性能與節能評價專業技術服務平臺，上海 201306；3.食品科學與工程國家級實驗教學示范中心（上海海洋大學），上海 201306）

芒果被譽為“熱帶水果之王”，其口感順滑、色澤誘人、營養豐富，深受消費者的喜愛。作為熱帶水果，芒果在七八成熟時就被采收運往市場出售，在長距離運輸過程中，果實之間的擠壓、摩擦、碰撞等勢必會造成芒果不同程度的機械損傷，導致芒果發生應激反應[1]，甚至造成瘀傷，加速成熟和腐爛速率[2-3]。同時，芒果作為呼吸躍變型水果，一旦達到呼吸高峰其品質便急劇下降[4]，因此芒果采后緩振運輸方式與保鮮技術備受研究者關注。

從產地到消費者的全過程中，芒果多采用汽車公路運輸。由于實際運輸路況復雜，難以統一實驗條件，故實驗室常采用模擬運輸振動裝置研究運輸振動對水果的影響。Wei Xiaopeng等[5]搭建了包含模擬振動臺的數字振動系統，對獼猴桃進行模擬運輸實驗，結果表明，振動會造成果實萎縮，加劇獼猴桃的水分散失。Karimi等[6]研究了不同振動參數對橄欖品質的影響，實驗結果表明，振動造成了橄欖果皮的瘀傷，主要影響因素包含振動頻率、振動時間和加速度。水果在運輸過程中受到的損傷主要是垂直方向的低頻振動[7]，低頻的運輸振動會造成果肉組織細胞破裂，產生瘀傷，加速水分散失。同時，振動脅迫水果產生的應激反應會導致其呼吸強度增加[4]，加速在貯藏期間的腐敗變質，大大縮短了水果的貯藏期。因此，減少振動損傷能有效提升水果的品質特性，降低采后貯藏損失。

目前，在商業中采用緩振包裝以減少水果在運輸過程中的損傷，芒果的商業包裝方式主要有保鮮紙包裝和塑料網套包裝。保鮮紙包裝在潮濕環境下吸附空氣中過多的水蒸氣，降低芒果腐敗率[8]。塑料網套是最常用的包裝方式，但通常不能將芒果全部包裹，保護作用有一定局限性。隨著電商物流業的快速發展，用于水果、玻璃、化妝品等易碎、不耐擠壓物品的新型緩振包裝應運而生。葫蘆膜是將兩層共擠塑料壓合充氣而成的串狀緩沖材料，多用于商品的襯墊與包裹。肖越等[9]研究了包含葫蘆膜在內的4 種包裝方式對葡萄的振動損傷，結果表明，葫蘆膜包裝葡萄在單一包裝實驗中的質量損失和表面損傷最低，對葡萄的保護效果最好。充氣袋又稱袋中袋、氣囊袋等，是由4 層塑料兩兩粘合而成，充氣后可將物品緊密包裹于中央的包裝形式，適用于柿子、葡萄等水果和化妝品等易碎物品包裝。

為評估保鮮紙、塑料網套兩種商業包裝在芒果運輸過程中的保護效果，探究葫蘆膜、充氣袋包裝在芒果緩振包裝中的應用價值，本實驗以越南青芒為對象，無包裝為空白組，依托模擬運輸振動實驗臺對芒果進行24 h的振動實驗，隨后在（13±1）℃下貯藏，以芒果在貯藏階段的生理與品質變化，評價4 種包裝方式的保護效果，為開發在運輸過程中對芒果有更少損傷的包裝方式提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

越南青芒采購于上海道智農副產品有限公司，選擇成熟度一致、無病斑、無物理損傷的為實驗材料。

氫氧化鈉、碳酸氫鈉、二水合草酸、硫酸、丙酮、酚酞（均為分析純） 國藥集團化學試劑有限公司；二水氯化鋇、抗壞血酸（標準品） 上海阿拉丁生化科技股份有限公司；無水乙醇、10×磷酸鹽緩沖液、2,6-二氯靛酚鈉（標準品） 生工生物工程（上海）股份有限公司；原果膠和可溶性果膠含量檢測試劑盒 北京索萊寶科技有限公司；植物ACC合成酶（1-aminocyclocarboxylic acid-1-carboxylic acid synthase，ACS）酶聯免疫分析試劑盒 上海泛柯實業有限公司。

1.2 儀器與設備

LX-100VTR型模擬運輸振動實驗臺 上海魯軒儀器設備廠；低場核磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）分析儀 蘇州紐邁電子科技有限公司；UV-2100紫外-可見分光光度計 尤尼柯（上海）儀器有限公司；TA.XT Plus物性測試儀 英國Stable Micro Systems公司；iMark酶標儀 美國Bio-Rad Laboratories公司；電導率儀 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；LB32T手持糖度計 廣州市銘睿電子科技有限公司；H1850R型高速冷凍離心機 湖南湘儀離心機儀器有限公司；組織搗碎機 武進區湖塘江儀儀器廠。

1.3 方法

1.3.1 樣品處理與模擬振動運輸

將實驗所用芒果逐一擦去表面污垢，修剪過長果蒂并清理汁液，隨機分為5 組，每組36 個芒果，分別進行無包裝（空白組）、保鮮紙包裝、塑料網套包裝、葫蘆膜包裝及充氣袋包裝。各組包裝后做好標記，按照實際銷售擺放方式隨機將12 個芒果放入一個泡沫箱，每組3 個泡沫箱。

將5 組實驗芒果隨機置于模擬運輸振動實驗臺上，單層放置。模擬運輸振動臺符合國際安全運輸協會（International Safe Transit Association，ISTA）及美國材料與試驗協會（American Society for Testing and Materials，ASTM）運輸標準，最大振幅25.4 mm，往復式振動，實驗轉速設定為180 r/min，其垂直方向產生的頻率為3 Hz。實驗芒果均模擬運輸24 h，模擬運輸及貯藏均在冷庫中進行，冷庫設定溫度13 ℃，以振動結束時記為第0天，之后每4 d取樣一次。

1.3.2 轉黃率測定

參考董真真[10]的方法，根據芒果轉黃面積比規定4 個級別：芒果全綠為0級；轉黃面積比小于1/3為1級；轉黃面積比1/3～1/2為2級；轉黃面積比1/2～2/3為3級；轉黃面積比大于2/3為4級。評定不同實驗組內每個芒果的轉黃級別，并按照式（1）計算各組轉黃率。

1.3.3 病情指數測定

參考葛念念等[11]的方法，根據芒果病斑面積比規定4 個級別：芒果沒有病斑為0級；病斑面積比小于1/10為1級，病斑面積比1/10～1/5為2級，病斑面積比1/5～1/2為3級；病斑面積比大于1/2為4級。評定不同實驗組內每個芒果的病情級別，并按照式（2）計算各組病情指數。

1.3.4 低場核磁共振成像與水分含量測定

取芒果一側垂直于果核面的中部果肉，切成約5 cm×3 cm×1 cm的果肉塊，采用MRI儀測定芒果果肉的水分含量及分布圖像[12]。

芒果果肉水分含量測定參數：使用MesoMR23-060H-I-70 mm磁體探頭，選擇Q-CPMG序列采樣，采樣頻率為200 kHz，重復采樣等待時間5 000 ms，回波時間0.45 ms，回波個數為18 000，累加次數8 次。以T21面積占比表征自由水相對含量，按照式（3）計算水分損失率。

芒果果肉水分分布測定參數：重復時間500 ms，回波時間20 ms，重復累加次數4 次，Read Size 和Phase Size分別為256、192，掃描結果保存Dinoise設定80，Enhance設定70。所得圖像進行偽彩處理。

1.3.5 質量損失率測定

每組取6 個芒果稱質量，記錄每組芒果取樣時質量與初始質量，按照式（4）計算質量損失率[13]。

1.3.6 原果膠和可溶性果膠含量測定

每組隨機取4 個芒果，果肉勻漿后取0.1 g用于原果膠與可溶性果膠含量的檢測。方法及操作步驟按照試劑盒說明書進行，反應終止后用分光光度計在530 nm波長處測定吸光度。根據標準曲線所得方程計算樣品中原果膠與可溶性果膠的含量。

1.3.7 硬度測定

每組隨機取4 個芒果，果實兩側的上、中、下部位各使用物性測試儀測定一次硬度，設定測前、測中、測后速率分別為0.5、2、10 mm/s，測試深度1 cm，取所有數據的平均值為各組硬度。

1.3.8 呼吸強度測定

參照范方方[14]的方法加以改動，將單個芒果放入密閉塑料桶中，底部放置0.2 mol/L氫氧化鈉溶液30 mL。靜置0.5 h后取出NaOH溶液，將其快速全部移入潔凈錐形瓶中并加入過量飽和BaCl2溶液，用0.1 mol/L草酸溶液滴定并記錄用量?？瞻讓φ战M為經過水煮約10 min（使芒果喪失呼吸作用）后冷卻處理的芒果，其他條件不變。根據式（5）計算芒果的呼吸強度，結果以每千克鮮果實每小時釋放的CO2質量表示。

式中：V1表示空白對照組所消耗的草酸溶液體積/mL；V2表示實驗組所消耗的草酸體積/mL；c表示滴定所用草酸的濃度（0.1 mol/L）；22表示二氧化碳的摩爾質量/（g/mol）；m表示密閉容器內芒果的質量/kg；0.5表示靜止所用的時間/h。

1.3.9 ACS質量濃度測定

每組隨機取4 個芒果，果肉勻漿后取0.1 g用于ACS質量濃度的檢測。方法及操作步驟按照試劑盒使用說明書進行，反應終止后用酶標儀在450 nm波長處測定OD值。根據標準曲線所得方程計算樣品中ACS質量濃度。

1.3.10 相對電導率測定

參照Sheng Kai等[15]的方法加以改動，每組取6 個芒果，每個芒果各取直徑為5 mm的圓片5 個，共計30 個于錐形瓶中，輕輕沖洗后加入50 mL蒸餾水測定初始電導率。搖床振蕩60 min后檢測體系的電導率并記錄。隨后沸水浴30 min，冷卻至室溫后檢測電導率，并按照式（6）計算相對電導率。

1.3.11 可滴定酸含量測定

參照Adhikary等[16]的方法，利用酸堿滴定原理測定芒果果肉中可滴定酸的含量，單位以g/kg計。

1.3.12 可溶性固形物質量分數測定

取適量果肉勻漿用4 層紗布擠出濾液，棄去最初幾滴，收集濾液用手持糖度計測定可溶性固形物質量分數。

1.3.13 VC含量測定

按照GB 5009.86—2016《食品安全國家標準食品中抗壞血酸的測定》中的2,6-二氯靛酚滴定法測定芒果果肉中VC的含量[17]。

1.4 數據處理與分析

除方法中特殊說明，每組重復測定3 次，取平均值。涉及到的變化量指標，均為取樣當天的測定值與0 d測定值的差值；使用SPSS Statistics 25.0軟件對所得數據進行單因素方差分析中的Duncan檢驗，當P＜0.05時為顯著差異[18]。由Microsoft Excel 2019軟件進行數據統計并繪圖。

2 結果與分析

2.1 貯藏期間芒果的轉黃率與病情指數的變化

如圖1所示，不同包裝方式的芒果外觀狀態在低溫貯藏期間有明顯差異，結合圖2A可以得出，隨貯藏時間延長，各組芒果的轉黃率均呈增加趨勢，但充氣袋組和空白組轉黃率上升速度慢，在貯藏后期（第16、20天）明顯低于其他處理組，保鮮紙組和葫蘆膜組的轉黃率在后期快速升高，塑料網套組在低溫貯藏的8～12 d轉黃率最高。結果表明，保鮮紙與塑料網套包裝不利于芒果后期的貯藏，充氣袋包裝可有效降低芒果轉黃率，使其保持更優的貯藏特性。其原因可能是芒果表皮中的葉綠素在酶和光的作用下不斷降解，生成類胡蘿卜素等呈色物質[19]，使果實由全綠逐漸變黃，而充氣袋包裝的有效保護可降低芒果在模擬運輸過程中產生的應激反應[20]，有利于內部抗氧化酶含量的維持[21]，使葉綠素降解放緩，降低芒果轉黃率。

圖1 不同包裝方式下芒果在低溫貯藏期間的變化Fig. 1 Changes in appearance of mango fruits subjected to different packaging methods during low-temperature storage

圖2 不同包裝對芒果貯藏過程中轉黃率（A）和病情指數（B）的影響Fig. 2 Effect of different packaging methods on the yellowing rate (A)and disease index (B) of mangoes during storage

結合圖1和圖2B可知，空白組在第4天最先出現病斑，隨后各組病情指數均不斷增長。其中，塑料網套組在整個貯藏過程中病情指數增長幅度最大，其他實驗組病情指數在貯藏前中期都保持較低水平，第20天迅速升高，充氣袋組在實驗結束時病情指數僅有16.67%。結果表明，充氣袋包裝可以有效降低芒果病斑的出現，具有最佳的防護效果，塑料網套組效果最差。其原因可能是芒果果皮上的真菌會侵襲果肉[22]，造成不同程度的黑色病斑和蒂部腐爛[23]，充氣袋包裝良好的包裹性和緩振效果使芒果表皮不易受損，因而真菌較少侵蝕、不易增殖，芒果發病率低，而塑料網套對芒果的保護效果差，易導致果皮果肉受損、組織松弛，利于真菌的侵襲與增殖。

2.2 貯藏期間芒果的水分與質量變化

2.2.1 水分分布與水分含量變化

圖3 不同包裝對芒果貯藏過程中水分分布（A）和水分損失率（B）的影響Fig. 3 Effect of different packaging methods on the moisture distribution (A) and water loss rate (B) of mangoes during storage

在貯藏期間，不同包裝方式的芒果果肉水分分布如圖3A所示，圖中的紅色、黃色、綠色分別代表高、中、低水分含量。紅色面積在果皮部分分布最多，且隨貯藏時間的延長，紅色分布面積不斷減??；黃色面積占比最多，在貯藏第0～8天明顯減小，說明芒果水分含量不斷下降，水分損失不斷升高，與圖3B趨勢一致。由圖3B可知，充氣袋組的水分損失率最低，在貯藏第20天同空白組相比下降6.76%?？瞻捉M在貯藏階段的水分損失率增長最快，第8天后均顯著高于其他實驗組。結果表明，充氣袋能有效減少芒果水分損失，其原因可能是無包裝處理對蒸騰作用防護效果差[24]，而充氣袋由于良好的包裹性減少了水分散失，使得貯藏階段的水分含量始終保持在較高水平。

2.2.2 質量損失率

如圖4所示，充氣袋和葫蘆膜包裝均能有效降低芒果貯藏期間的質量損失，塑料網套組與空白組在貯藏期間的質量損失率無顯著差異。在貯藏末期，塑料網套組質量損失率顯著高于充氣袋組，質量損失率相差達7.47%。結果表明，充氣袋包裝組質量損失率最低，對芒果有最好的保護效果，與水分含量損失率的結論相對應。充氣袋包裝組較低的水分損失和病情指數是其質量損失率低的主要原因[25]。

圖4 不同包裝對芒果貯藏過程中質量損失率的影響Fig. 4 Effect of different packaging methods on the mass loss rate of mangoes as a function of storage time

2.3 貯藏期間芒果的硬度特性變化

2.3.1 原果膠含量

果膠酯酶作用于果膠的甲氧基基團，使原果膠開始降解，原果膠酶解的過程造成了芒果組織軟化[26]。如圖5所示，在貯藏前期，芒果原果膠含量迅速下降，空白組下降幅度最大。整個貯藏期間，保鮮紙組的原果膠含量較高，葫蘆膜和充氣袋組的原果膠含量較低。結果表明，保鮮紙對芒果原果膠含量的保持有較優效果，原因可能是保鮮紙可吸附呼吸作用產生的水蒸氣以及乙烯等，抑制后熟過程，從而降低水解酶活力，使得原果膠降解速率下降。

圖5 不同包裝對芒果貯藏過程中原果膠含量的影響Fig. 5 Effect of different packaging methods on the propectin content of mangoes as a function of storage time

2.3.2 可溶性果膠含量

芒果中原果膠的降解是可溶性果膠含量不斷上升的主要原因[27]，如圖6所示，保鮮紙組的可溶性果膠含量上升速度較慢，在貯藏末期明顯低于其他實驗組。葫蘆膜組的可溶性果膠含量在貯藏前期和中期較低，但在貯藏第16天時可溶性果膠含量迅速升高。在貯藏前期，充氣袋組的可溶性果膠含量上升緩慢，貯藏末期可溶性果膠含量保持在較低水平。結果表明，保鮮紙包裝能有效減緩芒果果膠的降解，與原果膠含量分析結果互相印證；同時，充氣袋包裝對延緩可溶性果膠含量上升也有一定作用。

圖6 不同包裝對芒果貯藏過程中可溶性果膠含量的影響Fig. 6 Effect of different packaging methods on the soluble pectin content of mangoes as a function of storage time

2.3.3 硬度

芒果貯藏期間，果實內的原果膠被多種水解酶水解，造成芒果不斷成熟軟化，加之微生物侵襲等因素[28]，其硬度持續下降。由圖7可知，保鮮紙組在貯藏期間比其他實驗組硬度下降得更快，塑料網套組硬度下降得最慢。充氣袋組和葫蘆膜組的硬度僅在0～4 d變化較小，在第20天，充氣袋組和空白組硬度高于其他實驗組。結果表明，塑料網套和充氣袋對芒果硬度下降的抑制作用更好，一方面因為上述兩種包裝降低了芒果的呼吸強度，延緩了果實代謝速率，使得原果膠物質降解放緩；另一方面，充氣袋和塑料網包裝的芒果自由水損失少，有利于果實硬度的維持。

圖7 不同包裝對芒果貯藏過程中硬度的影響Fig. 7 Effect of different packaging methods on the hardness of mangoes as a function of storage time

2.4 貯藏期間芒果的生理特性變化

2.4.1 呼吸強度

如圖8所示，芒果貯藏期間呼吸強度先不斷上升，呼吸強度高峰出現在貯藏第12天，之后逐漸下降。在峰值處保鮮紙組和空白組呼吸強度高于其他實驗組，空白組呼吸強度在出現峰值后下降速率最快。實驗表明，充氣袋、葫蘆膜以及塑料網套能降低呼吸強度峰值，充氣袋組呼吸強度變化最小，保護效果更優。其原因可能是充氣袋對芒果的運輸防護效果最好，降低了果實的傷呼吸，抑制了細胞通透性的增加，從而減少了細胞內底物與酶的接觸機會[29]，有效降低了呼吸強度。葫蘆膜以及塑料網套對芒果的防護效果次于充氣膜，故兩者的呼吸強度與充氣膜組相比有所提高。

圖8 不同包裝對芒果貯藏過程中呼吸強度的影響Fig. 8 Effect of different packaging methods on the respiration intensity of mangoes as a function of storage time

2.4.2 ACS質量濃度

ACS是乙烯合成的限制酶，其含量可以間接反映芒果在貯藏期間的乙烯釋放量。如圖9所示，ACS質量濃度均呈現先降低后升高再降低的趨勢，在第16天達到高峰，且充氣袋組質量濃度峰值最低。結果表明，充氣袋能降低貯藏期間芒果果肉中ACS質量濃度峰值，減緩芒果后熟作用，有利于芒果貯藏特性的提升，與呼吸強度、轉黃率、硬度等指標的變化結果相互印證。ACS質量濃度變化的原因可能是貯藏的低溫環境使得ACS合成先受到抑制，故其質量濃度有所下降，但隨著芒果的后熟，由蛋氨酸合成乙烯的過程不斷加速[30]，故需要的ACS量增多，其質量濃度逐漸上升到達峰值，并在芒果開始腐敗后下降。

圖9 不同包裝對芒果貯藏過程中ACS質量濃度的影響Fig. 9 Effect of different packaging methods on the ACS level of mangoes as a function of storage time

2.4.3 相對電導率

細胞膜具有選擇透過性，能維持細胞正常的生理活動，但外界脅迫或者后熟作用會使細胞膜的通透性增加。不同包裝芒果的相對電導率變化如圖10所示，充氣袋包裝顯著抑制了相對電導率的增加，葫蘆膜組的相對電導率上升幅度最大，塑料網套組相對電導率變化量顯著低于空白組、保鮮紙組和葫蘆膜組。結果表明，充氣袋包裝可以顯著減輕運輸對芒果的損傷，有效保護芒果細胞膜功能的完整性。塑料網套包裝也能有效減少運輸對芒果的損傷，葫蘆膜對芒果的保護效果最差。其原因可能是充氣袋良好的包裹性和減振效果使得芒果細胞損傷最小，同時充氣袋組的呼吸強度較低，后熟作用也更小，故充氣袋組的相對電導率上升最慢。

圖10 不同包裝對芒果貯藏過程中相對電導率變化的影響Fig. 10 Effect of different packaging methods on the relative conductivity of mangoes as a function of storage time

2.5 貯藏期間芒果的營養品質變化

2.5.1 可滴定酸含量

如圖11所示，芒果果肉中可滴定酸含量呈下降趨勢，葫蘆膜組的可滴定酸含量下降速率最緩慢，但含量總體較低，空白組可滴定酸含量在貯藏第4、12、16天和20天高于其他處理組，除葫蘆膜組外的其他3 個實驗組第4～8天變化幅度很小。結果表明，葫蘆膜包裝可以有效降低芒果可滴定酸含量的下降幅度，有利于更長時間的貯藏，保持更優的品質特性。芒果的有機酸作為代謝過程的底物被消耗，可滴定酸含量不斷降低[31]，葫蘆膜組的呼吸強度及ACS質量濃度反映其代謝反應較緩，其較優的減振效果能降低芒果的應激反應[5]，故可滴定酸含量下降程度比其他組更低。

圖11 不同包裝對芒果貯藏過程中可滴定酸含量的影響Fig. 11 Effect of different packaging methods on the titratable acid content of mangoes as a function of storage time

2.5.2 可溶性固形物質量分數

芒果中可溶性固形物包含糖、酸、礦物質等可溶于水的化合物。如圖12所示，芒果果肉中可溶性固形物質量分數變化量在貯藏過程中呈增加趨勢，保鮮紙組變化最大，顯著高于其他4 個組。塑料網套組、葫蘆膜組和充氣袋組可溶性固形物質量分數變化量均顯著低于空白組，其中充氣袋組上升幅度最小。結果表明，充氣袋包裝能更有效地減緩可溶性固形物質量分數的上升趨勢，有利于芒果的長期貯藏與品質保持。其原因可能是充氣袋包裝對芒果損傷小，組織細胞的內容物流出少，同時較低的呼吸強度使得芒果多糖物質降解的速率更低[32-33]，延緩芒果的后熟過程，使其果肉中可溶性固形物質量分數升高最緩。

圖12 不同包裝對芒果貯藏過程中可溶性固形物質量分數變化的影響Fig. 12 Effect of different packaging methods on the TSS content of mangoes as a function of storage time

2.5.3 VC含量

如圖13所示，不同包裝在貯藏期間VC損失量呈上升趨勢，塑料網套包裝和充氣袋包裝能顯著減少VC的損失，葫蘆膜組在貯藏后期的VC損失量也較空白組與保鮮紙組低。結果表明，塑料網套組的VC損失最少，能減少芒果營養價值的流失，充氣袋也能顯著降低VC的損失，但效果不及塑料網套組。其原因可能是VC在酸性條件下比較穩定，而塑料網套組在貯藏過程的可滴定酸含量較高，造成VC的損失低，而充氣袋良好的包裹性和保護效果可降低振動對芒果的應激脅迫，使得果肉中的組織氧化酶受到抑制[34]，減少VC的氧化消耗。

圖13 不同包裝對芒果貯藏過程中VC含量的影響Fig. 13 Effect of different packaging methods on the VC content of mangoes as a function of storage time

3 結 論

在運輸過程中，商業包裝方式（保鮮紙、塑料網套）并不能有效地保護芒果，維持芒果的品質。葫蘆膜包裝僅在延緩可滴定酸含量下降方面有更優效果，因而在芒果貯藏中的應用價值不高。充氣袋包裝能顯著減少運輸過程對芒果的損傷，降低芒果的代謝速率，延緩其后熟作用，對芒果的保護效果最好。然而充氣袋包裝后會使芒果的運輸體積增大，運輸過程中還存在漏氣、破袋的可能，所以需要對其進行商業化改良，對包裝的穩定性及特異性進行優化，以更好地維持芒果采后的品質，減少不必要的損失，提高產業的經濟效益。