環境氧氣濃度對‘雪花’梨采后貯藏品質與生理特性的影響*

杜艷民，王志華，賈曉輝，佟 偉，張鑫楠，王文輝

（遼寧省果品貯藏加工重點實驗室，中國農業科學院果樹研究所，遼寧興城 125100）

‘雪花’是我國傳統的優良梨主栽品種，因其皮薄肉脆、甘甜多汁而深受廣大消費者喜愛，是我國主要倉儲品種，但在長期的貯藏過程中，果心和果肉組織易發生褐變，果皮顏色轉黃，商品品質下降，嚴重影響了‘雪花’梨的質量和正常銷售，造成較大的經濟損失[1-2]。氣調貯藏是目前國內外梨貯藏保鮮的主要技術措施，通過降低貯藏環境氧氣濃度，可抑制乙烯合成，降低活性氧積累，進而延緩果實衰老，更好地維持果實內在營養品質[3-4]。近年來，超低氧氣調貯藏技術和動態氣調貯藏技術快速發展，更低的氧氣濃度及脅迫臨界點精準控制，更好地保持了梨果實品質，降低了采后生理病害的發生，貯藏品質顯著改善[5-7]。但不同梨品種對低氧敏感性有差異，過低的氧氣濃度會造成果實發生無氧呼吸，乙醇大量積累，進而造成果實組織褐變等生理病害的發生[8-10]。本研究擬通過分析比較不同低氧氣調對‘雪花’梨貯藏及貨架期間品質和生理代謝的影響，以期為‘雪花’梨氣調貯藏保鮮最佳技術參數升級及推廣應用提供理論和實踐參考。

1 材料與方法

1.1 試材及處理

‘雪花’梨試材于2016 年9 月15 日采自河北省晉州市商品果園，并于采收當日運回中國農業科學院果樹研究所冷庫。挑選大小均勻、無病蟲害、無磕碰傷、果面整潔的梨果進行試驗處理。

將挑選的果實分別置于氣調試驗箱，每個處理設置3 個重復，每個重復處理230 個果實；將果實于5 ℃預冷24 h 后直接進入0 ℃庫貯藏，穩定2 d后開始氣調貯藏。本研究共設置2 個氣調處理，氣調參數分別為5.0%O2+1.0%CO2和10.0%O2+1.0%CO2，以空氣貯藏為對照。分別于貯藏210 d 和270 d 取樣，貨架貯藏（20 ℃）1、3、5、7 d，開展生理病害調查和相關生理品質測定。每次取果實70個，其中15 個果實用于生理病害調查和品質測定，9 個果實用于呼吸速率和乙烯釋放速率測定。

1.2 測定指標與方法

1.2.1 生理病害指數

參照杜艷民等[11]方法，調查計算果實黑心指數。果肉褐變指數調查方法為：將果實按縱徑3 等分，于靠近萼端1/3 處橫切，按照果肉褐變面積占比分級：無褐變為0 級，褐變面積≤25%為1 級，褐變面積26%～ 50%為2 級，褐變面積51%～ 75%為3級，褐變面積＞75%為4 級。

果肉褐變指數（%）=［∑（果肉褐變級數×該級果數）/（調查總果數×4）］×100

1.2.2 果皮色澤

利用色差計（CR-400，MINOLTA，日本）測定果實赤道部位對稱兩點色差值，L*值表示果實從亮（L*=100）到暗（L*=0）的變化；a*值表示顏色從綠色（-a*）到紅色（+a*）的變化，絕對值越大表示相應綠色和紅色越深。h°值表示色角度，其中0°表示紅紫，90°表示黃色，180°表示藍綠，270°表示藍色。

1.2.3 硬度及可溶性固形物、可滴定酸、抗壞血酸含量

利用質構儀（GS-15，FTA2，南非）測定果實赤道部位對稱2 點去皮硬度（探頭直徑11 mm）；利用ATAGO PR-101 折光儀測定果實可溶性固形物含量；使用自動智能電位滴定儀（808 Titrando，瑞典），可滴定酸和抗壞血酸含量測定分別用0.1 mol/L NaOH 標準液和2,6-二氯靛酚吲哚酚鈉鹽滴定。

1.2.4 乙醇和乙醛含量

參考紀淑娟等[12]方法，采用日本島津GC-2010氣相色譜儀和Tubro Matrixx40 自動頂空進樣器測定乙醇（乙醛）含量，將果肉組織勻漿后過濾，取5 mL 果汁放入密封瓶，保溫加熱后，測定頂空氣體乙醇（乙醛）含量，單位均為mg/L。

1.2.5 葉綠素含量與葉綠素熒光

葉綠素提取和含量測定參照姜微波等[13]的方法進行。葉綠素熒光測定采用Handy PEA 葉綠素效率儀（英國）測定，分別于果實赤道部位對稱2 點取2 片圓形果皮（直徑約1.5 mm），樣品夾暗反應30 min 后測量熒光變化。

1.2.6 呼吸速率和乙烯產生速率

果實呼吸強度和乙烯產生速率均采用SP-9890氣相色譜儀（山東，魯南瑞虹儀器公司）測定，以mg CO2·kg-1·h-1和μL C2H4·kg-1· h-1計，色譜參數為進樣器80 ℃，柱爐100 ℃，檢測器160 ℃，轉化爐360 ℃。每個處理3 次重復，每個重復用果3 個，將果實置于2.25 L 可密封塑料箱，20 ℃密封1 h，用注射器抽取1 mL 頂空氣體，注入氣相色譜儀進行測定。

1.3 數據處理與分析

利用Excel 2011 進行數據計算和作圖，采用SPSS 13.0 進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 不同O2濃度對果實組織褐變的影響

貯藏210 d，氣調處理和空氣對照果實貨架期間均未發生褐變；貯藏270 d，貨架5 d，空氣對照果心和果肉組織發生明顯褐變，褐變指數分別為5%和12.5%；貨架7 d，褐變指數快速上升，分別為7.5%、17.5%；貨架7 d，10.0%O2處理個別果實發生輕微點狀褐變，褐變指數均為2.5%；5.0%O2處理貯藏貨架期間均未發現褐變（圖1）。

圖1 不同O2處理對‘雪花’梨貯藏270 d 后貨架黑心指數和果肉褐變指數的影響

2.2 不同O2濃度對果皮色澤的影響

結果表明，隨著貯藏期的延長，各處理果實均逐漸轉黃，但與空氣對照相比，5.0%和10.0%O2氣調貯藏較好地維持了果實貨架期間果皮綠色，推遲了果皮轉黃。

貯藏210 d，5.0%和10.0%O2處理貨架期間果實a*絕對值、h°值均顯著高于空氣對照；貯藏270 d，隨著貨架期的延長，各處理果皮顏色均不斷轉黃，但5.0%和10.0%O2氣調處理轉黃速率均顯著低于空氣對照（圖2）。

2.3 不同O2濃度對果實內在品質的影響

結果表明，5.0%和10.0%O2處理更好地維持了貯藏貨架期間可滴定酸含量；同時，低氧處理下果實貨架初期乙醇含量顯著低于空氣對照，隨著貨架期的延長，乙醇含量不斷降低，但貯藏270 d，空氣對照乙醇含量快速上升，并且顯著高于低氧處理；另外，低氧處理下果實抗壞血酸含量顯著低于空氣對照，隨著貯藏和貨架期的延長，所有處理抗壞血酸含量均不斷上升；可溶性固形物含量和乙醛含量不同處理間差異不明顯（表1）。

2.4 不同O2濃度對果皮葉綠素含量的影響

結果表明，貯藏210 d 及貨架7 d 后，5.0%O2處理葉綠素a、葉綠素b 及葉綠素總含量顯著高于10.0%O2處理和空氣對照，隨著貨架期的延長，各處理葉綠素含量快速下降；貯藏270 d，5.0%和10.0%O2處理葉綠素a、葉綠素b 及葉綠素總含量顯著高于空氣對照，貨架7 d 后，10.0%O2處理葉綠素a 和葉綠素b 含量快速降低（圖3）。

2.5 不同O2濃度對果皮葉綠素熒光的影響

葉綠素熒光是反映果實綠色組織生理狀態的有效指標，葉綠素熒光水平隨著果實成熟衰老中葉綠素的降解及光合作用的下降而不斷變化。葉綠素熒光指標Fo 表示基礎熒光，Fm 表示最大熒光值，Fv 表示可變熒光，Fv/Fm 反映PSⅡ最大光能轉換效率和葉綠素活力[14-15]。本研究中，5.0%和10.0%O2低氧處理貯藏和貨架期間葉綠素熒光指標顯著高于空氣對照，表明低氧處理更好地保持了果實葉綠素含量及葉綠素活力（圖4）。

2.6 不同O2濃度對呼吸速率和乙烯釋放速率的影響

結果發現，與空氣對照相比，貯藏210 d，各處理果實貨架期間呼吸速率保持相對穩定，無明顯釋放高峰，5.0%O2處理果實貨架呼吸速率顯著低于空氣對照，貨架5 d 后，空氣對照果實呼吸速率明顯高于低氧處理；貯藏270 d，各處理果實呼吸速率均呈先升高后降低的趨勢，其中，10.0%O2處理和空氣對照呼吸速率無顯著差異，貨架3 d 達到呼吸高峰；相比而言，5.0%O2處理果實貨架5 d 達到呼吸高峰（圖5）。

圖2 不同O2處理對‘雪花’梨貯藏210 d（左）和貯藏270 d（右）后貨架果皮色澤的影響

表1 不同O2處理對‘雪花’梨貯藏210 d 和270 d 后貨架內在品質的影響

圖3 不同O2處理‘雪花’梨貯藏210 d（左）和貯藏270 d（右）后貨架期間果皮葉綠素含量變化情況

另外，貯藏210 d，低氧處理和空氣對照貨架期間乙烯釋放速率呈先升高后降低的趨勢，5.0%O2處理乙烯釋放速率顯著高于10.0%O2處理和空氣對照；貨架5 d，10.0%O2處理和空氣對照乙烯釋放速率無顯著差異；貯藏270 d，低氧處理貨架初期乙烯釋放速率顯著高于對照，隨著貨架期的延長，乙烯釋放速率均不斷下降，貨架5 d 后，各處理與對照間無顯著差異。

3 討 論

3.1 不同O2處理對‘雪花’梨采后葉綠素降解的影響

葉綠素降解是果皮和葉片衰老過程中的重要特征，是受多種酶共同催化調控的多步反應[16]。第一步反應為葉綠素b 在葉綠素b 還原酶的催化下轉化成葉綠素a，該過程受NYC1、NOL和HCAR基因調控[17-18]。乙烯拮抗劑1-MCP 通過抑制乙烯合成進而控制‘鴨梨’‘京白’梨采后葉綠素降解，更好地保持果實綠色[19]。本研究中，低氧處理果實貨架初期乙烯釋放速率顯著高于空氣對照，與葉綠素含量呈正相關，造成這種現象的原因可能有以下2個方面：一方面，相對較低的氧氣處理更好地抑制了果實貯藏期間乙烯釋放，整體推遲了乙烯釋放高峰，貨架期間隨著溫度的升高乙烯大量合成釋放；另一方面，葉綠素降解是受多途徑、多層級及多維度調控，除乙烯外，茉莉酸、脫落酸及光照等均參與調控葉綠素降解，低氧處理可能通過調控其他途徑進而控制葉綠素降解。因此，低氧調控‘雪花’梨采后葉綠素降解機制仍需進一步試驗研究確定。

3.2 不同O2處理對‘雪花’梨品質變化的影響

圖4 不同O2處理‘雪花’梨貯藏210 d（左）和貯藏270 d（右）后貨架期間果皮葉綠素熒光變化情況

圖5 不同O2處理‘雪花’梨貯藏210 d（左）和貯藏270 d（右）后貨架期間呼吸速率和乙烯釋放速率變化情況

研究發現，采用1-MCP 結合氣調處理可降低梨貯藏過程中衰老相關生理病害的發生[20]。果肉褐變，俗稱“紅肉病”，是‘雪花’梨長期貯藏過程中的主要生理病害，其發生初期主要表現為果肉組織發生不規則褐變短絲，后期褐變面積擴大，顏色加深，形成褐色斑塊或空洞，提早采收和快速降溫可在一定程度上控制果肉褐變的發生，因此推斷其發生主要與衰老有關[21-22]。本研究中，快速降溫結合氣調處理可有效控制‘雪花’梨貯藏后期果肉和果心組織褐變，貯藏270 d，10.0%O2處理和空氣對照發生輕微褐變，5.0%O2處理未發生褐變。更低的氧氣處理抑制了果實貨架呼吸速率，降低了營養消耗，延緩了果實衰老，更好地維持了可滴定酸含量降低；另外，低氧處理果實乙醇含量相對升高，乙醇是一種弱抗氧化物質，適量乙醇積累可一定程度上抑制蘋果、梨等采收衰老生理病害的發生[23-26]?？箟难嶙鳛橹参矬w內重要的抗氧化物質而參與清除活性氧離子[27]，本研究中，低氧處理下抗壞血酸含量相對較低，但隨著貯藏期和貨架期的推遲而不斷上升，這可能主要是因為低氧貯藏下果實活性氧離子含量相對較低，抗壞血酸保持在相對較低水平，但隨著果實衰老程度的不斷加重，活性氧離子快速增加，抗壞血酸含量隨之快速增長，但其具體分子調控機制仍需進一步研究驗證。

4 結 論

5.0%O2處理可顯著抑制‘雪花’梨貨架期間果實呼吸速率，延緩果實衰老，降低衰老相關生理病害發生，果實品質最佳，其次為10.0%O2處理，對照果實品質最差。