鮮食葡萄變溫氣調保鮮技術研究

張潔，杜美軍，李悅明，劉震遠，李喜宏，*，陳曉彤

（1.中國農業科學院農產品加工研究所，北京100193；2.天津科技大學食品工程與生物技術學院，天津300457；3.長融匯通（天津）食品科技研發有限公司，天津300457）

鮮食葡萄粒大汁甜、營養豐富，廣受消費者喜愛。然而由于葡萄易腐爛、難貯藏等產業問題致使我國鮮食葡萄每年采后冷鏈環節，腐爛損失率高達20 %以上[1]。傳統葡萄保鮮方式多為低溫和使用保鮮劑，SO2熏蒸是目前使用最廣和最有效的保鮮手段，然而卻存在低溫易冷害、化學藥劑殘留大等缺陷。因此尋求安全、綠色無污染的長期貯藏方式是未來葡萄保鮮研究的發展趨勢。

當前國內外鮮食葡萄保鮮方式多為冷庫和氣調庫貯藏，同時輔以添加保鮮劑提高貯藏品質。Mulugeta等[2]利用流體動力學模型研究了不同包裝方式保鮮效果，發現非穿孔襯墊方式可有效防止水分分流。Sabir等[3]研究發現蜂蜜溶液浸泡結合自發氣調保鮮包裝（modified atmosphere packaging，MAP）方式可有效延長葡萄保鮮期。國內也有大批學者研究冰溫[4]、臭氧[5]、1-甲基環丙烯（1-Methylcyclopropene，1-MCP）[6]以及涂膜技術[7]對葡萄的保鮮效果，但是關于變溫結合氣調模式保鮮效果的研究報道相對較少。

本文以市場常見“紅地球”鮮食葡萄為試材，采用MAP 自發氣調包裝方式，以恒溫貯藏為對照，研究間歇升溫、0 ℃～5 ℃雙溫循環及逐步降溫3 種變溫方式對鮮食葡萄的保鮮效果。確定最佳保鮮效果的變溫模式，為綠色安全的鮮食葡萄保鮮方式提供思路和依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 試驗樣品

供試鮮食葡萄為美國進口“紅地球”，購自于天津金元寶濱海農產品交易市場。挑選果粒大小均勻、顏色一致，果肉硬脆，果梗無褐變、無病蟲害的鮮食葡萄。

1.1.2 包裝材料

25 cm×25 cm PE 保鮮袋，厚度 25 μm，國家農產品保鮮工程技術研究中心。

1.1.3 化學試劑

冰乙酸（分析級）：天津市大茂化學試劑廠；聚乙二醇-6000（Polyethylene glycol-6000，PEG 6000）：天津市天泰精細化學品有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpolypyrrolidone，PVPP）：天津市福晨化學試劑廠；聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）：天津市光復精細化工研究所；鄰苯二酚（分析級）：天津市光復精細化工研究所。其他試劑均為AR 級。

1.2 儀器與設備

GY-3 果實硬度計：浙江托普儀器有限公司；WY060T 型手持折光儀：日本愛宕（ATAGO）株式會社；DSS-307 電導率儀：上海儀電科學儀器股份有限公司；HP-200 精密色差儀：上海漢譜光電技有公司；TGL-16高速冷凍離心機：四川蜀科儀器有限公司；T6 新世紀紫外可見分光光度計：北京普析通用儀器有限責任公司。

1.3 方法

1.3.1 試驗設計

1.3.1.1 技術路線

原料挑選→低溫預冷24 h→MAP 包裝→溫度切換→指標測定。試驗方案設計如表1 所示。

試驗共有 4 種處理方法，CK 為對照組，TR1～3 為試驗組。處理組6 d 為一個循環周期，故每6 d 測定一次指標，連續測5 次，3 次重復，共貯藏30 d。

表1 試驗方案設計Table 1 Design of test scheme

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 可滴定酸含量測定

可滴定酸含量采用酸堿滴定法測定[8]。

1.3.2.2 多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性測定

多酚氧化酶（PPO）活性測定，參考曹建康等方法[9]。

1.3.2.3 膜透率測定

采用相對電導率[10]電導率儀法測定。

1.3.2.4 可溶性固形物（soluble solids content，SSC）測定

按照NY/T 2637-2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的測定折射儀法》的方法[11]。

1.3.2.5 色值測定

在鮮食葡萄赤道區測定L*值，a*值和b*值，然后按照式（1）計算 C 值和 h 值。C 值為彩度，h 值為色相角度[12]。

1.3.2.6 硬度測定

在鮮食葡萄赤道附近削取平面，使用GY-3 果實硬度計直接測定，取平均值。

1.3.2.7 失重率、掉粒率、腐爛率測定

失重率、掉粒率及腐爛率采用差重法計算，以貯藏前后果粒變化百分比計[13]。

1.3.3 數據分析

采用Microsoft Excel（2010）軟件處理數據，計算平均值和標準偏差，Origin 9.0 作圖分析，SPSS 24.0 顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 不同處理對鮮食葡萄可滴定酸含量的影響

貯藏過程中，鮮食葡萄有機酸含量的變化影響其口味、風味及耐貯性[14]，不同處理鮮食葡萄可滴定酸含量的變化見圖1。

圖1 不同處理鮮食葡萄可滴定酸含量的變化Fig.1 The change of titratable acid content of each test treatment table grapes

由圖1 可知，貯藏期間各處理鮮食葡萄可滴定酸含量不斷下降，對照組下降速度最快，與其他處理組差異性顯著（P＜0.05）。第30 天，對照組可滴定酸含量下降了0.29%，間歇升溫組下降了0.21%，0 ℃～5 ℃雙溫循環組下降了0.26%，逐步降溫組下降了0.28%。由此可見，變溫氣調技術能夠較好地延緩鮮食葡萄貯藏期間可滴定酸含量的下降，其中間歇升溫模式延緩效果最佳，可能是該變溫模式有助于抑制貯藏過程中呼吸消耗作用所致[15]。

2.2 不同處理對鮮食葡萄多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性的影響

PPO 存在于鮮食葡萄果實組織中，是一種以銅為輔基的氧化酶，在有氧條件下會促進酚類物質氧化[16]。目前已經證實，PPO 活性與果實褐變呈正相關[17]。不同處理鮮食葡萄多酚氧化酶活性的變化見圖2。

圖2 不同處理鮮食葡萄多酚氧化酶活性的變化Fig.2 The change of PPO active of each test treatment table grapes

由圖2 可知，貯藏期間鮮食葡萄呈逐漸上升趨勢，前期下降可能是由于前處理多種因素干擾，樣品處于不利環境條件，致使鮮食葡萄PPO 活性偏高。貯藏期間對照組PPO 活性顯著高于各變溫氣調組，第6 天后差異更加明顯，可能是低溫脅迫逆境條件下細胞組織損傷，PPO 活性不可逆上升。第30 天時，各組PPO 活性比較：CK 組＞0 ℃～5 ℃雙溫循環組＞逐步降溫組＞間歇升溫組。說明變溫氣調模式一定程度上能夠有效規避冷害，減緩PPO 活性升高，抑制褐變。

2.3 不同處理對鮮食葡萄膜透率的影響

鮮食葡萄等果蔬由于低溫逆境而造成細胞膜損傷時，主要表現為膜透率上升[18]。因此在果蔬貯藏中，細胞的膜透性是冷害預測和評判品質劣變的重要指標[19]。不同處理鮮食葡萄相對電導率的變化見圖3。

圖3 不同處理鮮食葡萄相對電導率的變化Fig.3 The change of the relative conductivity of each test treatment table grapes

從圖3 可知，貯藏期間鮮食葡萄膜透率不斷上升，前期相對緩慢，后期加快，第30 天膜透性達到最大值。貯藏期末對照組、間歇升溫組、0 ℃～5 ℃雙溫循環組及逐步降溫組的相對電導率分別為42.31 %、31.83 %、38.35%和34.13%。結果表明，（0±0.5）℃（對照組）恒溫長期貯藏會導致果實細胞膜損傷程度增大，抗性下降，膜透率升高。采取變溫氣調技術處理，有助于受損細胞膜的自我修復，維持細胞的完整性，延緩膜透率的升高。幾種變溫模式中，間歇升溫作用效果表現的最為明顯。

2.4 不同處理對鮮食葡萄可溶性固形物（soluble solids content，SSC）的影響

可溶性固形物指果蔬中的可溶性糖類，是評判果蔬成熟度情況的重要指標[20]。果蔬成熟過程中可溶性固形物含量可能會上升，衰老過程中可能會下降[21]。不同處理鮮食葡萄可溶性固形物的變化見圖4。

由圖4 可知，貯藏期間，各處理可溶性固形物含量先上升后趨于平緩，對照組略高于變溫氣調組，差異不顯著（P＞0.05）。第 12 天后，對照組、間歇升溫組、0 ℃～5 ℃雙溫循環組及逐步降溫組的可溶性固形物含量分別穩定于21.43%、20.94%、19.78 和20.75%。結果表明，變溫氣調處理對鮮食葡萄貯藏期間可溶性固形物含量影響不大，可能是由于葡萄屬于非呼吸躍變型果實[22]，采后可溶性糖積累很少。所以為提高鮮食葡萄品質，應該適當推遲其采收期，提高貯藏前果實成熟度。

圖4 不同處理鮮食葡萄可溶性固形物的變化Fig.4 The change of soluble solids content of each test treatment table grapes

2.5 不同處理對鮮食葡萄色值的影響

CIELAB 均勻色空間辯色方法與人眼觀測結果高度擬合，可以科學的辨別貯藏期間鮮食葡萄的色澤變化[23]。彩度C 表示色彩飽和度，是一種色彩感覺屬性，C值越大顏色越鮮艷；h 值為色相角，其數值由大到小表示顏色由綠變紅的過程[24]。不同處理鮮食葡萄C 值和h 值的變化見圖5。

圖5 不同處理鮮食葡萄C 值和h 值的變化Fig.5 The change of color values C and h of each test treatment table grapes

由圖5a 可知，貯藏期間，鮮食葡萄色澤不斷下降，對照組比變溫氣調組下降速度快，第30 天對照組C值下降35.12%，間歇升溫組、0 ℃～5 ℃雙溫循環組及逐步降溫組C 值分別下降20.82%，24.49%和30.94%。由圖5b 可知，間歇升溫組和0 ℃～5 ℃雙溫循環組鮮食葡萄貯藏期間顏色不斷變深，而對照組和逐步降溫組分別在第12 天和第18 天出現顏色變淺現象，可能是低溫脅迫冷害所致[25]。結果表明，變溫氣調技術一定程度上能夠維持鮮食葡萄貯藏期間較好的色澤，間歇升溫作用效果最為明顯。

2.6 不同處理對鮮食葡萄硬度的影響

硬度在一定程度上能夠反映果實的新鮮程度，是評判鮮食葡萄品質的重要指標。不同處理鮮食葡萄硬度的變化見圖6。

圖6 不同處理鮮食葡萄硬度的變化Fig.6 The change of hardness of each test treatment table grapes

由圖6 可知，貯藏期間鮮食葡萄硬度不斷下降，對照組軟化程度顯著（P＜0.05）。第30 天，對照組、間歇升溫組、0 ℃～5 ℃雙溫循環組及逐步降溫組的硬度分別下降了44%、26%、36%和39%。結果表明，變溫氣調技術能夠有效延緩鮮食葡萄低溫貯藏過程中軟化現象，可能是變溫氣調有利于規避低溫冷害，從而維持組織細胞活性和細胞壁的完整性，延緩衰老。

2.7 不同處理對鮮食葡萄失重率，掉粒率，腐爛率的影響

失重、落粒及腐爛是表示鮮食葡萄貯藏保鮮效果的重要指標。失重率常用來反映果實中水分的損失情況，掉粒率反應果梗褐變老化程度，腐爛率反應果實新鮮度。不同處理鮮食葡萄貯藏期間失重率、掉粒率和腐爛率變化見表2。

由表2 可知，貯藏30 d 各處理失重變化不顯著，可能是MAP 自發氣調包裝抑制了呼吸水分散失所致。對照組掉粒率是變溫氣調組2 倍，說明變溫氣調有助于延緩果梗褐變老化。腐爛率變化情況：對照組＞逐步降溫組＞0 ℃～5 ℃雙溫循環組＞間歇升溫組，說明變溫氣調技術有利于保持鮮食葡萄新鮮程度。綜上結果表明，變溫氣調技術保鮮效果優于低溫恒溫長期保鮮效果，其中間歇升溫保鮮效果最佳。

表2 不同處理鮮食葡萄貯藏30 d 時的失重率、掉粒率和腐爛率變化Table 2 The change of weight loss，threshing rate and decay rate of table grapes after storage 30 days

3 結論與討論

低溫恒溫貯藏一直以來是鮮食葡萄傳統保鮮方式，然而貯藏后期卻存在低溫脅迫遭受冷害的隱患，導致品質下降，保鮮期縮短。本文首次將MAP 自發氣調包裝方式與變溫技術結合，研究恒溫貯藏與間歇升溫、0 ℃～5 ℃雙溫循環及逐步降溫3 種變溫氣調模式保鮮效果差異。結果表明，變溫氣調技術能夠顯著提高鮮食葡萄貯藏品質，延長保鮮期。其中，貯藏30d 時，間歇升溫變溫氣調模式可滴定酸含量下降0.21 %，PPO 活性升高0.392 △OD420nm/（min·g），相對電導率僅為31.83%，TSS 含量基本維持在20.94%，彩度C 值和色相h 值分別下降2.49 和0.08，硬度僅下降26%，失重率、掉粒率和腐爛率相對最低，保鮮效果最佳。變溫氣調技術綠色、安全、無污染，可實現鮮食葡萄高品質長期貯藏，同時可以推廣應用于其他農產品保鮮領域，市場前景十分廣闊。