CO2 脫澀對磨盤柿品質的調控

張 鵬，顏 碧，賈曉昱，段玉權，孫 健，盛金鳳，李江闊,*

（1.天津市農業科學院農產品保鮮與加工技術研究所，天津 300384；2.國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津），農業農村部農產品貯藏保鮮重點實驗室，天津市農產品采后生理與貯藏保鮮重點實驗室，天津 300384；3.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110866；4.中國農業科學院農產品加工研究所，北京 100089；5.廣西農業科學院農產品加工研究所，廣西 南寧 530007）

柿果屬于漿果類水果，原產于我國，主要分布在河北、廣西、河南等地[1]，是我國重要的經濟作物，產量較高，占世界總產量約2/3[2-4]。柿果形狀多樣，香甜多汁，具有較好的營養價值和藥用價值，深受消費者的喜愛[5]。磨盤柿果實含大量的單寧，食用前需脫澀處理，但柿果現有的脫澀技術操作較復雜。因此，探究簡單快捷的脫澀方式對于磨盤柿產業發展尤其重要。

CO2脫澀的原理是使磨盤柿果實進行無氧呼吸，產生乙醛，乙醛與果實中的可溶性單寧結合，生成不溶性單寧，進而達到脫澀的目的[6-7]。董士遠等[8]、Nakatsuka 等[9]和冷平等[10]的研究結果顯示，高濃度CO2處理可達到較好的脫澀效果，且果實的食用品質較好。干冰處理廣泛用于柿果實脫澀，然而對于常溫磨盤柿脫澀過程中果實品質調控研究較少。本文以磨盤柿為試材，采取高濃度CO2脫澀處理，研究常溫下脫澀對果實品質的影響，以期達到更好的食用口感和商品價值。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 材料與試劑

磨盤柿產自北京平谷，2019 年10 月采收，八成熟，選擇大小均勻、無病蟲害、無機械損傷的果實作為試驗用果。保鮮箱（長×寬×高=0.28 m×0.22 m×0.12 m，體積為0.007 4 m3），寧波國嘉農產品保鮮包裝技術有限公司產品，PE 袋（厚度0.03 mm），國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津）產品。

甲醇、磷酸、磷鉬酸、飽和碳酸鈉、氫氧化鈉、草酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、偏磷酸醋酸、硫酸、鉬酸銨、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、福林酚、碳酸鈉，均為天津市江天化工有限公司產品。

1.1.2 儀器與設備

Sigma3-30K 型高速離心機，PAL-1 型便攜式手持折光儀，Check PiontⅡ便攜式殘氧儀，F-900 便攜式乙烯分析儀，TA. XT. Plus 質構儀，CM-700d 型色差儀，DDS-307A 型電導率儀，Multiskcan FC 酶標儀。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

將磨盤柿果實分為CO2脫澀和對照兩組，每組2.4 kg 果實，然后分裝于保鮮箱內。CK 組：柿果置于保鮮箱中，于常溫（20±1）℃環境下，不做其他處理，記作CK；CO2組：在裝有柿果的保鮮箱內放入(50±2) g干冰，然后密封（微環境內CO2含量達到80%～90%），記作CO2組，CO2處理柿果脫澀48 h 后不再密閉。CO2組和CK 組在常溫下2 d 時進行初值（0 d）指標測定，之后每7 d 測1 次，周期為28 d。

1.2.2 測定指標與方法

1.2.2.1L*值

使用CM-700d 型色差儀測定，明度L*值由大到小表示亮度從白到黑漸變。

1.2.2.2 果皮強度使用TA.XT.Plus 質構儀測定，結果每個處理取6 個果實，分別在胴部對立面測2 個點，結果取平均值，測定參數為：探頭型號P/2，直徑2 mm，測試速度2.00 mm/s，測定深度6 mm，最小感知力25 g。

1.2.2.3 VC 含量

采用鉬藍比色法[11]測定。

1.2.2.4 可溶性單寧含量

采用Folin-Denis 法[12]測定。

1.2.2.5 總酚含量

采用Folin-Ciocalteu 法[13]測定。

1.2.2.6 可溶性固形物（TSS）含量

使用折光儀測定。

1.2.2.7 丙二醛（MDA）含量

采用硫代巴比妥酸（TBA）法[14]測定。

1.2.2.8 相對電導率

使用電導率儀[15]測定。

1.2.2.9 乙烯生成速率

使用F-900 便攜式乙烯分析儀測定。

1.2.2.10 呼吸強度

采用靜置法[15]測定。

1.2.3 數據處理

采用Excel 2010 軟件對數據進行統計分析與作圖；DPS 軟件對所測平均值進行LSD 法差異顯著性分析（P＜0.05 為差異顯著），檢驗其差異顯著性；SIMCA 軟件進行主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA），檢驗其相關性。

2 結果與分析

2.1 CO2 脫澀處理對磨盤柿色澤和果皮強度的影響

L*值表示黑白或者亮暗，其值由大到小表示顏色由亮向暗的漸變[16]。由圖1A 可以看出，在整個貯藏過程中，CK 組的L*值變化較小，CO2處理組L*值呈現降低的趨勢，但不同處理間磨盤柿L*值差異較小，貯藏28 d 時，CO2處理組L*值低于CK 組，可能是因為CO2脫澀加快了果實成熟，使得葉綠素含量較低，從而使不同處理的果實色澤產生差異。

如圖1B 所示，隨著常溫貯藏時間的延長，柿果的果皮強度呈逐漸下降的趨勢。0 d 時，CK 和CO2脫澀組柿果的果皮強度分別為1 265.61 g 和1 225.59 g；貯藏28d 時，CK 和CO2脫澀組果皮強度分別為652.65 g和585.20g，兩個處理間的果皮強度差異顯著（P＜0.05）。整個貯藏期間，CK 組的果皮強度高于CO2處理組，原因可能是CO2脫澀加快果實軟化，造成果皮強度的下降。

圖1 不同處理對磨盤柿貯藏期間色澤和果皮強度的影響Fig.1 Effects of different treatments on color and pericarp strength of Mopan persimmon during storage

2.2 CO2 脫澀處理對磨盤柿營養品質指標的影響

磨盤柿幼果含有大量的VC，隨著柿果的成熟，VC 含量逐漸下降[17]。柿果的VC 含量與柿果的成熟度呈負相關。如圖2A 所示，常溫貯藏期間，CO2脫澀處理和對照磨盤柿的VC 含量整體呈下降的趨勢，0 d、28 d 含量分別處于最高和最低值。貯藏28 d 時，CK 和CO2脫澀組VC 含量分別為32.19 mg·100 g-1和12.22 mg·100 g-1。

圖2 不同處理對磨盤柿貯藏期間VC、可溶性單寧、總酚和可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effects of different treatments on VC,soluble tannin,total phenol and soluble solids contents of Mopan persimmon during storage

可溶性單寧是使人產生澀味的主要成分，而且在柿果貯藏中其含量的高低和變化顯示了柿果的貯藏特性[16-17]。CO2脫澀的原理是利用高濃度的CO2使得磨盤柿產生乙醛，通過轉運蛋白的運輸，進入液泡內，乙醛與可溶性單寧結合，生成不溶性單寧，從而達到脫澀的目的。由圖2B 可看出，隨著貯藏時間的延長，磨盤柿的可溶性單寧含量逐漸降低，且整個貯藏期CO2脫澀組的可溶性單寧含量顯著低于CK 組（P＜0.05）。

總酚是磨盤柿發生褐變的重要底物之一。如圖2C 所示，柿果的總酚含量隨著貯藏時間的延長而逐漸降低。在整個貯藏過程中，CK 組總酚含量顯著高于CO2脫澀組（P＜0.05）。貯藏時間為0 d 時，柿果的總酚含量最高，28 d 時含量最低。

可溶性固形物含量是評價果實品質的重要指標之一，它含有大量的水溶性營養物質，成分較復雜。由圖2D 可以看出，在整個貯藏期間，各處理組果實的可溶性固形物含量呈現逐漸降低的趨勢，可能是在呼吸代謝過程中可溶性固形物作為底物被逐漸消耗；并且對照組可溶性固形物含量均顯著高于CO2脫澀組（P＜0.05）。

2.3 CO2 脫澀處理對磨盤柿生理指標的影響

丙二醛（MDA）含量是評價果實衰老的重要指標之一，其含量越高，說明膜脂過氧化程度越嚴重[17]。如圖3A 所示，磨盤柿丙二醛的含量隨著貯藏時間的延長呈現上升的趨勢，其中CO2脫澀組顯著高于CK 組（P＜0.05）。28 d 時，CK 組和CO2脫澀組丙二醛含量達到最高，其值分別為0.59 μmol/g 和1.32 μmol/g。由此可看出，CO2脫澀可增加磨盤柿丙二醛的含量，進而增強細胞膜脂過氧化程度。

磨盤柿相對電導率的高低可評價細胞膜透性的大小[17]。由圖3B 可看出，磨盤柿相對電導率隨著貯藏時間的延長逐漸上升，貯藏7～28 d，CO2脫澀組的相對電導率顯著高于CK 組（P＜0.05）。28 d 時，CK 和CO2脫澀處理的相對電導率分別達到最高，其值分別為44.26%和57.39%。

如圖3C 所示，在整個貯藏期間，兩種處理方式的磨盤柿乙烯生成速率均呈逐漸上升的變化趨勢，貯藏28 d 時，兩種處理的乙烯生成速率達到峰值。整個貯藏期間，CO2脫澀組的乙烯生成速率均顯著高于對照組（P＜0.05），果實軟化程度較大。

呼吸強度是磨盤柿的一個重要生指標。如圖3D所示，磨盤柿的呼吸強度隨著貯藏時間的延長呈現先上升后降低的趨勢，CK 柿果的呼吸強度在14 d 時達到最大值，CO2脫澀組7 d 時達到最大呼吸強度，整個貯藏期間，CO2脫澀組的呼吸強度均顯著高于對照組（P＜0.05）。

圖3 不同處理對磨盤柿貯藏期間丙二醛、相對電導率、乙烯生成速率和呼吸強度的影響Fig.3 Effects of different treatments on malondialdehyde,relative conductivity,ethylene production rate and respiration rate of Mopan persimmon during storage

2.4 基于多元化變量統計分析法研究CO2 脫澀處理對磨盤柿品質的影響

利用測得的磨盤柿L*值、VC、可溶性固形物、可溶性單寧、丙二醛、相對電導率、乙烯生成速率、呼吸強度、果皮強度指標作為不同維度進行主成分分析（PCA），自動擬合出兩個主成分。由圖4 可看出，第一主成分（PC1）與第二主成分（PC2）貢獻率分別為65.80%與17.80%，累計貢獻率83.60%。在整個貯藏過程中，對照與CO2脫澀處理組距離較遠，差異顯著。由載荷圖與得分圖結合起來在相同位置，說明處理與指標的相關性較高，由圖可知CO2處理組的磨盤柿與呼吸強度、乙烯生成速率相關性較高。

圖4 PCA 得分圖與載荷圖Fig.4 PCA score chart and load chart

為了體現出磨盤柿不同處理之間的具體差異指標，利用OPLS-DA 模型中共享獨有結構圖（SUS-plot）和變量投影重要度（VIP）進行分析，得到圖5 的結果。

通過SUS-plot 圖和VIP 值具體分析可得磨盤柿CK 與CO2脫澀處理組的差異指標為果皮強度、呼吸強度和VC。果皮強度為特征成分的主要原因可能是CO2脫澀促進磨盤柿的成熟軟化，果皮細胞結構造成損傷，使得果皮強度降低。呼吸強度為特征成分的主要原因可能是果實逐漸成熟衰老，出現乙烯躍變峰等現象，導致不同處理組區分開來。VC 為特征成分的主要原因可能是隨著貯藏時間的延長，營養物質的損失造成的差異。

圖5 SUS-plot 圖和VIP 圖Fig.5 SUS-plot and VIP graph

3 討論與結論

柿子脫澀是將可溶性單寧轉化為不溶性單寧，進而達到脫澀效果[18]。通過高濃度CO2脫澀和不脫澀處理探討柿果常溫貯藏品質的變化發現，與不脫澀處理（CK）相比，CO2處理可較快地達到脫澀的效果，改善果實的食用口感和商品價值，但會加快貯藏期間磨盤柿果皮強度和L*值的下降，促進果實貯藏期間VC含量、總酚含量、可溶性固形物含量的降低，加速果實呼吸強度、乙烯生成速率、相對電導率和丙二醛（MDA）含量的上升。PCA 顯示，CO2處理方式與呼吸強度、乙烯生成速率的相關性較高。通過SUS-plot 圖和VIP 值具體分析可得磨盤柿兩種處理的差異指標為果皮強度、呼吸強度和VC。CO2脫澀雖達到較好較快的脫澀效果，卻加速了果實的品質降低，引起磨盤柿軟化現象的發生。