常溫下相對濕度和頂空氣體含量對楊桃果實貯藏品質的影響

楊利杰，李東立，桑旭東，鄭鵬蕊

（北京印刷學院，印刷包裝材料與技術北京市重點實驗室，北京 102600）

楊桃（Averrhoa carambola Linn.）又稱陽桃、五斂子，其外形美觀、獨特，果實脆爽多汁，為我國南方特色水果，廣泛分布于福建、海南、廣東等地[1]。楊桃有較高的營養價值，含有蛋白質、蔗糖、蘋果酸、脂肪和多種礦物質等，具有清熱潤喉、降脂降糖等作用[2-3]。

我國果蔬從采摘到消費者手中損耗高達20%，降低果蔬的損耗率是當前研究的熱點之一[4]。已有研究表明，采用低溫貯藏[5-6]、涂膜處理[7-10]、保鮮劑[11-12]、氣調包裝[13-15]等方法可以提高楊桃果實的采后品質，延長其貨架期[16-17]。但是目前這些技術還存在著一些問題，如楊桃屬于熱帶特產水果，不耐寒，在低于3 ℃條件下長期貯藏易造成冷害，影響其果皮的著色和結構，降低果實的營養成分[5]。涂膜處理中涂層材料的安全性及保鮮劑使用的規范性等，直接影響楊桃果實的食用安全性，常受到消費者的質疑。

楊桃果實采后呼吸作用旺盛，降低楊桃的呼吸強度是延長其貨架期的有效方法。氣調包裝可通過調節包裝袋內頂空氣體的含量，控制果實的呼吸作用，延長其貨架期。楊桃果實的呼吸代謝不僅受包裝袋內頂空氣體含量的影響，還與貯藏環境的溫濕度有關，且相對濕度對果實的蒸騰作用也有較大的影響[18-20]。目前大多學者在應用氣調包裝貯藏楊桃果實的研究中只考慮了頂空氣體含量對果實品質的影響，忽略了氣調包裝內相對濕度對楊桃果實品質的影響。

本文在常溫條件下使用不同氧氣透過率（OTR）、水蒸氣透過率（WVTR）的3 種氣調包裝袋（聚乙烯（PE）包裝袋、透濕包裝袋和生物降解（PBAT）包裝袋）對楊桃果實進行包裝貯藏，測定包裝袋內的相對濕度、頂空氣體含量和各項理化指標，研究相對濕度和頂空氣體含量對楊桃果實貯藏品質的影響，以期為楊桃采后常溫貯藏研究提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

楊桃果實采自福建省漳州市，選擇7 成熟的楊桃果實為試材。采果后當天直接運送到實驗室，選擇大小基本相同、無機械損傷的果實進行試驗。聚乙烯（PE）包裝袋、透濕包裝袋單層膜厚度均為10 μm，生物降解（PBAT）包裝袋單層膜厚度為25 μm。3 種包裝袋的尺寸均為21 cm×16 cm，3 種包裝袋的氧氣透過率和水蒸氣透過率參見表1。

表1 不同包裝袋的氣體透過率Table 1 Air transmittance of different packaging bags單位：cm3·m-2·24 h-1·0.1 MPa-1

氫氧化鈉、抗壞血酸、草酸，均為分析純，北京化工廠有限責任公司；2,6-二氯靛酚，上海基免實業有限公司。

1.1.2 儀器與設備

SF350 型包裝封口機，蘇州長榮包裝科技有限公司；JM-B1003 型電子天平，余姚市紀銘稱重校驗設備有限公司；PR-101α 型手持折射儀，日本愛拓公司；LYWSD03MMC 型電子溫濕度計，小米科技有限責任公司；PAC CHECK 650 型頂空分析儀，美國膜康公司；LZ223A 型榨汁機，美的集團有限公司；FHM-5 型水果硬度計，日本竹村電械制作所。

1.2 方法

1.2.1 楊桃包裝方法

將楊桃與小型電子溫濕度計置于3 種不同的包裝袋中，每份楊桃樣品的質量為（325±5）g。聚乙烯包裝袋用扎帶封口，透濕包裝袋和生物降解包裝袋使用包裝封口機熱封，分別記為PE 組、透濕組、PBAT組，以裸放處理為對照組（CK）。將各組放置于溫濕度基本恒定的實驗室進行相關試驗，實驗室內設有暖氣裝置來保證貯藏環境的溫度基本恒定。采用電子溫濕度計測量貯藏環境溫度為（22±2）℃，相對濕度為25%±2%。

1.2.2 測定項目與方法

1.2.2.1 氧氣、二氧化碳體積分數及相對濕度

使用頂空分析儀每2 d 對包裝袋內頂空氧氣和二氧化碳氣體體積分數進行測定，并記錄包裝袋內小型電子溫濕度計上的溫濕度值。

1.2.2.2 失重率

采用電子天平每2 d 對楊桃進行稱重，根據下式計算楊桃的失重率。

式中：m 為失重率，%；m0為楊桃初始的質量，g；mn為第n 天測量時楊桃的質量，g。

1.2.2.3 硬度

使用水果硬度計進行測定，測定時選擇楊桃赤道的位置，每個樣品測量3 個棱面，結果取其平均值。

1.2.2.4 可溶性固形物含量

使用手持折射儀進行測定[21]。先使用榨汁機將楊桃果肉榨汁，再用蒸餾水清洗手持折射儀的測量區并調零，滴入適量的楊桃汁進行測定，重復3 次，結果取平均值，單位用%表示。

1.2.2.5 可滴定酸（TA）含量

采用酸堿滴定法，使用NaOH 滴定，單位用%表示。

1.2.2.6 VC 含量

按照Mustafa 等[22]的方法，采用2,6-二氯靛酚滴定法測定，計算公式為：

式中：V 表示在滴定過程中所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積，mL；T 表示2,6-二氯靛酚溶液的滴定度，mg/mL；V0表示滴定空白樣所消耗2,6-二氯靛酚溶液的體積，mL；m 表示滴定樣液時樣液的質量，g。

1.2.2.7 綜合感官評價

綜合感官品質主要從外觀、口感、氣味三個方面進行評價[23]。按照表2 中的評分標準，由3 名專業人員對每組楊桃樣品進行評分。其中滿分為100 分，70分視為及格線，若樣品評分低于70 分，則視為該樣品失去商品價值，其貯藏的時間超出貨架期。

表2 楊桃感官品質評價標準Table 2 Sensory evaluation standard of carambola

1.2.3 數據處理

2 結果與分析

由于CK 組和PBAT 組的楊桃果實分別在第8天和第12 天出現了嚴重的萎蔫或者霉變現象，楊桃果實失去商品價值，因此對CK 組和PBAT 組的試驗和分析分別止于第8 天和第12 天。

2.1 不同包裝內相對濕度的變化

貯藏環境的相對濕度對果蔬的生理品質和成熟度有較大影響[24]。由圖1 可以看出，包裝袋內相對濕度均在第4 天達到平衡，其中PE 組相對濕度穩定在85%±2%，透濕組相對濕度穩定在60%±2%，PBAT組相對濕度穩定在50%±2%。相對濕度形成差異的主要原因是包裝袋的水蒸氣透過率不同，其中PE 組形成了高濕度的環境，可以抑制果實乙烯的生成[25]，延緩楊桃成熟，且高濕度環境可以減少果實水分流失，維持其良好的外觀。CK 組、PBAT 組、透濕組的相對濕度較低，低濕度可以促進果實呼吸速率和乙烯生成速率提高[25-26]，促進楊桃果實成熟。Burdon 等[27]在研究相對濕度對香蕉采后成熟的影響時，也總結出在低濕度條件下水果的呼吸速率高于高濕度條件。

圖1 不同包裝袋內相對濕度隨貯藏時間的變化Fig.1 Changes of the relative humidity in different packaging bags during storage

2.2 不同包裝內氧氣和二氧化碳體積分數的變化

楊桃呼吸作用增大會消耗其營養物質，使楊桃的生理品質下降[28]。如圖2 所示，隨著楊桃呼吸作用的進行，包裝袋內CO2的體積分數逐漸增加，O2的體積分數逐漸減少。PE 組O2和CO2體積分數的變化幅度最小，其O2的體積分數始終保持在20%以上，CO2的體積分數大部分時間保持在1%以下，這主要是由于PE 包裝袋對O2、CO2的透過率較高, 能自發地調節包裝袋內氣體的含量。透濕組形成低氧氣（體積分數16%）環境，低氧氣可以抑制楊桃果實的呼吸作用，減少營養物質的損耗，有效延長楊桃貨架期。PBAT 組O2的體積分數始終低于透濕組，其低氧環境可以更好地抑制楊桃果實的呼吸作用，但PBAT 組楊桃的貨架期比透濕組短，這主要是因為PBAT 組相對濕度（50%±2%）較低，低濕度促進果實的呼吸速率和乙烯生成速率的升高，且低相對濕度環境對楊桃呼吸速率的促進作用大于低氧環境對楊桃呼吸速率的抑制作用，即相對濕度較頂空氧氣體積分數對楊桃貯藏品質的影響更大。

圖2 不同包裝袋內氧氣（A）和二氧化碳（B）體積分數隨貯藏時間的變化Fig.2 Changes of oxygen(A)and carbon dioxide(B)volume fraction in different packaging bags during storage

2.3 不同包裝處理楊桃果實失重率的變化

新鮮的楊桃脆嫩多汁，其含水量高達91.4%，楊桃的質量損失主要與果實的蒸騰作用和新陳代謝有關。貯藏環境相對濕度越低、溫度越高，果實揮發水分越多，相反，高濕度環境可以減少楊桃的質量損失[29]。如圖3 所示，貯藏第8 天時，相對濕度為85%±2%的PE 組失重率為2.41%；相對濕度為60%±2%的透濕組失重率為9.01%；相對濕度為50%±2%的PBAT 組失重率為10.02%；相對濕度為25%±2%的CK 組失重率為19.63%，且果實表皮褶皺。貯藏期間CK 組的失重率始終顯著高于其他3 組（P＜0.05），可能是由于包裝袋內較高的相對濕度可以減少果實蒸騰失水[23]，抑制楊桃的呼吸速率升高，特別是相對濕度較高的PE 組，貯藏第16 天時果實的失重率僅為4.68%。

圖3 不同包裝處理楊桃的失重率隨貯藏時間的變化Fig.3 Changes of weight loss rate of carambola with different packaging treatments during storage

2.4 不同包裝處理楊桃果實硬度的變化

硬度可以反映果蔬的新鮮度和成熟度，果實采摘后隨著貯藏時間的延長先后熟后衰老，果實的硬度逐漸減小。由圖4 可知，剛采摘的楊桃果實硬度可達到7.4 kg·cm-2，其中CK 組硬度的變化呈線性下降，近而軟化變質。PE 組、透濕組、PBAT 組和CK 組楊桃果實的硬度依次降低，貯藏第8 天時，PE 組、透濕組、PBAT 組和CK 組果實的硬度分別為4.44、3.75、3.08、2.1 kg·cm-2，發生這種現象的原因可能與貯藏包裝袋內形成的相對濕度不同有關，相對濕度越低，水分流失越多，果實易軟化，也可能是由于3 種包裝袋內形成了較高體積分數CO2的環境，可以有效抑制酶的活性，減少細胞壁水解，延緩楊桃軟化。

圖4 不同包裝處理楊桃的硬度隨貯藏時間的變化Fig.4 Changes of firmness of carambola with different packagingtreatments during storage

2.5 不同包裝處理楊桃果實可溶性固形物含量的變化

可溶性固形物含量可以直接反映楊桃的品質[30]。如圖5 所示，CK 組和PE 組的可溶性固形物含量呈現先上升后下降的趨勢，在貯藏前期可溶性固形物含量逐漸上升，這是因為楊桃逐漸后熟，多糖降解轉化為可溶性糖。隨著果實的衰老，可溶性糖被氧化或者呼吸損耗，可溶性固形物含量逐漸下降[31]。其中PE 組楊桃的可溶性固形物含量較低，這主要是由于高濕度的環境下楊桃失水較少，有效延緩了楊桃的成熟。CK組楊桃的可溶性固形物含量最高，這是由于在低濕度（25%±2%）環境下，楊桃失水過多，使可溶性固形物含量相對較高。貯藏第12 天時，透濕組和PBAT 組楊桃的可溶性固形物含量分別為7.7%、8.0%，顯著高于PE 組（P＜0.05），這表明低濕度低氧氣的貯藏環境可以維持楊桃較高的可溶性固形物含量。

圖5 不同包裝處理楊桃的可溶性固形物含量隨貯藏時間的變化Fig.5 Changes of total soluble solids in carambola with different packaging treatments at different storage time

2.6 不同包裝處理楊桃果實可滴定酸含量的變化

果蔬中有機酸可以直接反映果蔬的風味，且對果蔬品質的保持具有重要意義[23]。如圖6 所示，隨著楊桃呼吸作用的進行，部分酸被分解，其含量逐漸下降。貯藏至第6 天時，透濕組和PBAT 組楊桃的可滴定酸含量達到最低，分別較初值下降了0.115 和0.112 個百分點，這可能是由于楊桃的呼吸作用消耗部分酸性物質，后期可滴定酸含量逐漸增加，可能是后期果實質量損失較大，使可滴定酸含量相對提高。PE 組和CK 組楊桃的可滴定酸含量先下降，并在第2 天后開始逐漸上升，分別在第8 天和第6 天達到峰值，隨后又逐漸減少，這與Soares 等[32]的研究結論相似。在貯藏期間，PE 組的可滴定酸含量保持在較高水平，主要原因是PE 組高濕度環境抑制了楊桃的呼吸速率，減少部分酸的損耗。

圖6 不同包裝處理楊桃的可滴定酸含量隨貯藏時間的變化Fig.6 Changes of titratable acid content of carambolas with different packaging treatments during storage

2.7 不同包裝處理楊桃果實VC 含量的變化

VC 與果蔬細胞衰老有關，是評估楊桃質量好壞的重要指標之一。由圖7 可知，楊桃果實VC 含量初始值為14 mg/100 g，隨著貯藏時間的延長，CK 組、透濕組和PBAT 組楊桃的VC 含量呈現先升高后降低的趨勢。前期VC 含量增加的原因是果實還未達到完全成熟，達到完全成熟后，隨著楊桃果實的衰老其VC含量逐漸降低，其中透濕組和PBAT 組低濕度低氧氣環境可以很好地維持楊桃果實的VC 含量。PE 組楊桃的VC 含量隨著貯藏時間的延長逐漸增加，沒有出現峰值，說明直至第16 天時，楊桃還沒有達到完全成熟，這是由于高濕度的環境可以抑制楊桃的呼吸速率，延緩楊桃成熟。但同時高濕度環境也有利于霉菌的滋生，貯藏至第16 天時，PE 組包裝袋內產生霉味，楊桃失去商品價值。

圖7 不同包裝處理楊桃的VC 含量隨貯藏時間的變化Fig.7 Changes of VC content of carambola with different packaging treatments during storage

2.8 不同包裝處理果實綜合感官評價

根據表2 中感官評價的標準對各組楊桃進行評分，評分結果如圖8 所示。由圖8 可見，CK 組的總分值下降最快，在感官評價總分中其外觀分數下降最多。在第6、8 天，CK 組的分值分別為73、61，因此CK組的果實在貯藏6～8 d 失去商品價值。第10、12 天時，PBAT 組的分值分別為76、64，因此PBAT 組的果實在貯藏10～12 d 失去商品價值。第14、16 天時，PE組的分值分別為73、64，透濕袋組的分值分別為72、61，因此PE 組和透濕組的楊桃果實在貯藏14～16 d失去商品價值。這些數據表明，CK 組楊桃的貨架期為6～8 d，PBAT 組楊桃的貨架期為10～12 d，PE 組和透濕組楊桃的貨架期為14～16 d。3 種包裝袋均可以延長楊桃的貨架期，更好地保持楊桃品質。其中PE 組高濕度高氧氣的環境可以有效減少楊桃水分流失，維持良好外觀；透濕組和PBAT 組低濕度低氧氣的環境可以更好地維持楊桃的甜度和口感。

圖8 不同包裝處理楊桃的綜合感官品質隨貯藏時間的變化Fig.8 Changes of comprehensive sensory quality of carambola with different packaging treatments during storage

3 結論

在常溫（22±2）℃下，使用了3 種不同氧氣透過率和水蒸氣透過率的包裝袋對楊桃進行包裝貯藏，根據相對濕度和頂空氣體含量對楊桃果實品質的影響分析結果表明，相對濕度是影響楊桃果實品質的主要指標，頂空氧氣和二氧化碳的含量控制次之。PE 組形成的高濕度（85%±2%）和高氧氣（20.4%±0.2%）環境有利于抑制楊桃的呼吸作用，減緩細胞壁的水解，保持良好外觀，但果實的酸度較高，糖度較低。透濕組和PBAT 組較低濕度和較低氧氣的環境可以維持楊桃較高的糖度和VC 含量，但外觀有輕微失水褶皺的現象。從綜合感官評價分值得出，CK 組楊桃果實的貨架期為6～8d，PBAT 組楊桃果實的貨架期為10～12 d，PE 組和透濕組楊桃果實的貨架期均為14～16 d，且PE 組可以保持楊桃良好的外觀。