崔寬波，范新光，楊忠強，李忠新，曹建康，姜微波,*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院，北京 100083；2.新疆農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)機械化研究所，新疆 烏魯木齊 830091）

新疆是我國極具地方優(yōu)勢的杏產(chǎn)區(qū)，由于獨特的地理條件，杏產(chǎn)量和品質(zhì)居全國之首。小白杏是新疆南部地區(qū)主栽品種之一[1]，以其果實成熟期早、酸甜可口深受人們喜愛，小白杏是呼吸躍變型果實，采收時間短，采后在常溫下會迅速完熟軟化和發(fā)生腐爛變質(zhì)，嚴重影響了杏果實的商品價值[2]；因此，研究小白杏貯藏保鮮技術(shù)及采后抗氧化能力的變化具有重要的現(xiàn)實意義。

近冰點貯藏是將果蔬貯藏在果實的生物結(jié)冰點溫度附近的一種非凍結(jié)保鮮技術(shù)[3]。近冰點貯藏技術(shù)在不破壞細胞結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，能大幅度抑制果實的呼吸作用和微生物生長，進而抑制果蔬的采后代謝，減少營養(yǎng)物質(zhì)的損失，延長果蔬貯藏期[4]，顯著提高其食用品質(zhì)[5]。近冰點貯藏技術(shù)已經(jīng)在鮮切西藍花[5]、藍莓[6]、磨盤柿[7]、綠蘆筍[8]、青豆[9]等多種果蔬上進行應(yīng)用研究，均表現(xiàn)出較好的貯藏效果。然而迄今為止鮮有關(guān)于小白杏近冰點貯藏的報道。

研究表明，杏是一種對低溫比較敏感的水果，不適溫度下貯藏容易造成生理代謝失調(diào)和細胞膜結(jié)構(gòu)損傷[10-11]，主要表現(xiàn)為果肉開始呈絮狀發(fā)綿，出汁率下降，同時果皮褐變，風味盡失，喪失商品的食用價值。然而近冰點貯藏的溫度接近果實的生物結(jié)冰點，所以精準穩(wěn)定地控溫是杏果實近冰點貯藏的首要條件。商業(yè)冷庫的溫度波動可以控制在±2 ℃，仍無法滿足近冰點貯藏控溫需要。本實驗用近冰點冷藏設(shè)備對小白杏果實進行探究性貯藏實驗，以研究近冰點貯藏小白杏果實的可行性，為進一步探討近冰點貯藏在杏果實保鮮中應(yīng)用的可行性和優(yōu)越性提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

小白杏果實采自新疆吐魯番當?shù)毓麍@，選取成熟度為中熟的果實（硬度7 kg/cm2、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)18%），放入塑料筐內(nèi)立即運回新疆農(nóng)業(yè)科學院機械化研究所的保鮮實驗室。挑選無病蟲害、無機械損傷，且大小、顏色、外觀一致的杏進行處理。

三氯乙酸、硫代巴比妥酸、乙醇、Folin-Ciocalteu試劑、碳酸鈉溶液、亞硝酸鈉溶液、氯化銅溶液等均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

阿貝折光儀 上海精密科學儀器有限公司；SC-10精密色差儀 蘇州欣美和儀器有限公司；GY-2硬度計浙江儀器有限公司；Rc-4溫度記錄儀 江蘇精創(chuàng)電氣股份有限公司；GC-7890F氣相色譜儀 上海天美生物儀器有限公司；ICS-1100離子色譜儀 美國賽默飛公司；TU-1810APC紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司；DDS-307電導儀 上海右一儀器有限公司。

近冰點貯藏設(shè)備由本實驗室自制（圖1）。該設(shè)備的工作原理為：在傳統(tǒng)的冷藏庫中，設(shè)計帶有溫度傳感器和控制器的近冰點貯藏室，能夠精確顯示和控制貯藏室中的溫度，將裝好框的杏擺放在近冰點貯藏室內(nèi)，頂端風扇將冷藏庫中的冷氣吹入冰點貯藏室內(nèi)，在內(nèi)部風扇的作用下，使室內(nèi)溫度均勻，順著氣流的方向在兩側(cè)換氣扇將氣體排出；該設(shè)備能精確、穩(wěn)定地控制貯藏的冰點溫度，可以控制溫度波動范圍在冰點溫度±0.3 ℃范圍內(nèi)。

圖1 近冰點貯藏設(shè)備Fig.1 Schematic diagram of near freezing temperature storage system

1.3 方法

1.3.1 果實的處理

挑選后的杏果實用厚度為40 μm的聚乙烯袋包裝，置于塑料框內(nèi)，5 ℃預冷24 h，分成3 組，每組20 kg。分別在近冰點溫度和0～1 、4～6 ℃下進行保鮮實驗，貯藏期間每隔14 d取樣測量各指標，直至小白杏腐爛率超過35%終止實驗。

1.3.2 小白杏果實生物結(jié)冰點的測定

小白杏生物結(jié)冰點采用溫度記錄儀測定，將記錄儀的探頭完全刺入小白杏果實果肉中，將果實放入－18 ℃的冷凍室中，記錄儀檢測溫度，每10 s自動記錄一次溫度，將數(shù)據(jù)導入計算機。

1.3.3 呼吸強度和乙烯釋放速率的測定

呼吸強度和乙烯釋放速率的測定采用Ma Lin等[12]的方法，稍有改進。選擇0.5 kg的小白杏在常溫下（20 ℃）放入2 L的密閉容器中2 h，收集1 mL的頂氣，利用氣相色譜儀進行測定。乙烯釋放速率用外標法進行測定，單位為μL/（kggh）。呼吸強度以每千克小白杏每小時所累積釋放的CO2質(zhì)量計，單位為mg/（kggh）。

1.3.4 色度、硬度、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)的測定

杏的色度采用色差儀測定；果實硬度采用硬度計測定；可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)采用阿貝折光儀測定。

1.3.5 腐爛率、細胞膜透性和丙二醛含量的測定

腐爛率是已腐爛的杏的個數(shù)占總個數(shù)的比例，當杏的腐爛表面積大于1 mm2時，記為腐爛的杏。細胞膜透性的測定參考文獻[13]。丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的測量采用Zhang Zhengke等[14]的方法，結(jié)果以鮮質(zhì)量計。

1.3.6 總酚、總黃酮含量和抗氧化能力的測定

總酚的提取采用Liu Hui等[15]的方法，總酚含量的測定采用Folin-Ciocalteu比色法，以沒食子酸為標準，計算多酚提取液中的總酚含量，單位為mg/g。總黃酮含量的測定采用分光光度法[16]，以蘆丁為標準，計算多酚提取液中的總黃酮含量，單位為mg/g。抗氧化能力測定包括4 種抗氧化實驗，其中2,2’-連氮基雙（3-乙基苯丙噻唑啉）-6-磺酸（2,2’-azino-bis-(3-ethylbenzothizoline)-6-sulfonic acid，ABTS）自由基清除能力的測定參考文獻[17]，1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除能力的測定參考文獻[18]，銅離子還原能力（cupric ion reducing antioxidant capacity，CUPRAC）的測定參考文獻[19]，鐵離子還原能力（ferric reducing/antioxidant power，F(xiàn)RAP）的測定參考文獻[20]。所有結(jié)果以鮮質(zhì)量計。

1.3.7 有機酸種類和含量的測定

有機酸的提取采用Mikulic-Petkovsek等[21]的方法。利用離子色譜儀測定有機酸種類和含量，采用標準物質(zhì)的保留時間和峰面積進行確定和量化。有機酸含量結(jié)果以鮮質(zhì)量計。

1.4 數(shù)據(jù)處理

實驗每隔14 d取樣1 次進行測試分析，每組實驗均設(shè)3 次平行，所有數(shù)據(jù)利用Excel整理并制圖，采用SPSS 18.0軟件對測定的數(shù)據(jù)進行方差分析，利用鄧肯氏多重比較對差異顯著性進行分析，P＜0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 小白杏近冰點貯藏溫度的確定

圖2 小白杏的凍結(jié)曲線Fig.2 Freezing curves of Xiaobai apricots

從圖2可以看出，初始貯藏階段，小白杏溫度隨著貯藏時間的延長不斷下降，下降至－5.5 ℃后，又回升至－2.3 ℃，并且維持穩(wěn)定一段時間，溫度回升是杏凍結(jié)形成的潛熱導致，回升后的溫度即為冰點溫度（－2.3 ℃）；因此為了避免杏在貯藏過程中由于溫度波動受到冷害影響，近冰點的貯藏溫度一般都比冰點溫度稍高一些，實驗選擇的近冰點貯藏溫度為－1.5～－2.0 ℃。

2.2 近冰點貯藏對小白杏貯藏期間呼吸強度和乙烯釋放速率的影響

圖3 不同貯藏溫度對小白杏貯藏期間呼吸強度（A）和乙烯釋放速率（B）的影響Fig.3 Effects of different storage temperatures on respiration intensity (A)and ethylene production rate (B) of Xiaobai apricots

果實的呼吸強度和乙烯生成量與果實的抗病性和耐貯性有密切聯(lián)系[22]。由圖3A可知，在貯藏前28 d，4～6 ℃貯藏和0～1 ℃貯藏組小白杏的呼吸強度均不斷升高，在貯藏28 d時出現(xiàn)呼吸高峰，近冰點貯藏組在貯藏42 d時出現(xiàn)呼吸高峰，較0～1 ℃和4～6 ℃貯藏組推遲了14 d，并且近冰點貯藏組的呼吸高峰值顯著低于0～1 ℃和4～6 ℃貯藏組的峰值（P＜0.05），說明近冰點貯藏有效抑制了小白杏貯藏期內(nèi)冷害的發(fā)生，從而避免了冷害引起的呼吸強度升高。

由圖3B可知，4～6、0～1 ℃貯藏組分別在貯藏28、42 d時出現(xiàn)了乙烯釋放高峰，而近冰點貯藏組乙烯的上升趨勢被抑制，沒有明顯的呼吸高峰出現(xiàn)。說明近冰點貯藏能有效地抑制小白杏乙烯的釋放，推遲乙烯高峰的出現(xiàn)，從而延緩果實的衰老，并延長小白杏的貯藏期。

2.3 近冰點貯藏對小白杏色度、硬度和可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)的影響

圖4 不同貯藏溫度對小白杏貯藏期間L*（A）、a*（B）、b*值（C）的影響Fig.4 Effects of different storage temperatures on L* (A), a* (B) and b* (C) values of Xiaobai apricots

果實的表皮顏色是水果適時采收的重要指標之一。由圖4A可知，在貯藏過程中，3 個溫度貯藏組的L*值都呈現(xiàn)不斷上升的趨勢，說明貯藏過程中杏果皮的光澤亮度不斷增加，近冰點貯藏組與0～1、4～6 ℃貯藏組L*值有顯著差異（P＜0.05）；a*值在貯藏期間均不斷增加，表明在貯藏期間小白杏不斷由綠到紅，與0～1 ℃和4～6 ℃貯藏相比，近冰點貯藏推遲了小白杏由綠變紅的過程；b*值增加表明果實由藍變黃，隨著貯藏時間的延長，近冰點貯藏組的小白杏b*值呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢，貯藏42 d時近冰點貯藏的小白杏b*值顯著低于4～6 ℃貯藏的b*值（P＜0.05）。

圖5 不同貯藏溫度對小白杏貯藏期間硬度（A）和可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)（B）的影響Fig.5 Effects of different storage temperatures on fi rmness (A) and total soluble solids content (B) of Xiaobai apricots

硬度是評價果蔬質(zhì)地品質(zhì)的一個重要指標。由圖5A可知，在整個貯藏過程中，小白杏的硬度整體呈現(xiàn)下降趨勢。近冰點貯藏組小白杏的硬度高于0～1 ℃和4～6 ℃貯藏組，貯藏結(jié)束時，近冰點貯藏84 d的硬度為2.5 kg/cm2，而0～1 ℃貯藏56 d的硬度為1.85 kg/cm2，4～6 ℃貯藏42 d的硬度為1.2 kg/cm2；說明近冰點貯藏可減緩杏硬度的下降，抑制果實軟化，有利于小白杏在貯藏期間保持較好的質(zhì)地。

可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)是衡量杏果實貯藏品質(zhì)好壞的指標之一。由圖5B可知，小白杏在貯藏過程中，可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)在貯藏前期不斷增加，在貯藏后期逐步下降，在貯藏期間，近冰點貯藏組的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)顯著高于0～1 ℃貯藏組（P＜0.05），近冰點貯藏84 d的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)為19%，而0～1 ℃貯藏56 d的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)為17%，4～6 ℃貯藏42 d的可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)為16%。這說明近冰點貯藏可以抑制可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)的降低，即能抑制貯藏期間大分子物質(zhì)的降解和組織的衰老。

2.4 近冰點貯藏對杏腐爛率、細胞膜透性和MDA含量的影響

圖6 不同貯藏溫度對小白杏貯藏期間腐爛率（A）、細胞膜透性（B）和MDA含量（C）的影響Fig.6 Effects of different storage temperatures on decay incidence (A),membrane permeability (B) and malondialdehyde content (C) of Xiaobai apricots

從圖6A可以看出，近冰點溫度貯藏的小白杏28 d后才開始腐爛，而0～1 ℃貯藏的小白杏14 d就開始腐爛。近冰點貯藏的小白杏的腐爛率顯著低于0～1 ℃貯藏的腐爛率（P＜0.05）。貯藏期結(jié)束時，近冰點貯藏84 d的小白杏腐爛率為21%，0～1 ℃貯藏56 d腐爛率為42%，而4～6℃貯藏42 d的腐爛率高達50%。

細胞膜透性可以在一定程度上反映細胞受傷害和果品的衰老程度，細胞膜對維持細胞微環(huán)境和正常代謝起著重要作用[23]。由圖6B可知，小白杏在采后貯藏過程中，其細胞膜透性呈現(xiàn)不斷增加的趨勢。近冰點貯藏84 d達到63%，0～1 ℃貯藏56 d就達到了62%，而4～6 ℃貯藏42 d的小白杏細胞膜透過率已經(jīng)達到65%。說明近冰點貯藏能維持膜透性的穩(wěn)定性，保持細胞膜的完整性。

MDA是生物膜系統(tǒng)脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物之一，其含量表示脂質(zhì)過氧化程度和膜系統(tǒng)傷害程度[24]。由圖6C可知，隨著貯藏時間的延長，小白杏中的MDA含量不斷積累，呈不斷上升的趨勢，與其他兩組相比，近冰點貯藏組均保持較低的MDA水平，說明近冰點貯藏能顯著抑制小白杏貯藏期間MDA的積累（P＜0.05），延緩了衰老。

2.5 近冰點貯藏對杏中總酚、總黃酮含量和抗氧化能力的影響

圖7 不同貯藏溫度對小白杏貯藏期間總酚（A）、總黃酮（B）含量的影響Fig.7 Effects of different storage temperatures on total phenolic (A)and total fl avonoid (B) contents of Xiaobai apricots

如圖7A、B所示，在小白杏貯藏期間，總酚和總黃酮含量在貯藏期間呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，在中間存在一個峰值。0～1 ℃和4～6 ℃貯藏在28 d出現(xiàn)峰值，而近冰點貯藏在56 d才出現(xiàn)總酚含量的峰值，近冰點貯藏推遲了峰值的出現(xiàn)；近冰點貯藏的總黃酮含量的峰值在貯藏42 d出現(xiàn)，比0～1 ℃貯藏組延遲了14 d，近冰點貯藏組在貯藏后期一直保持較高的總酚和總黃酮含量。

圖8 不同貯藏溫度對小白杏貯藏期間抗氧化能力的影響Fig.8 Effects of different storage temperatures on antioxidant capacity of Xiaobai apricots

本實驗采用ABTS自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、CUPRAC和FRAP 4 種抗氧化能力綜合評價小白杏在貯藏期間的抗氧化能力，如圖8所示，4 種抗氧化能力曲線與總酚、總黃酮含量變化趨勢類似，這與Fan Xinguang等[25]的研究趨勢相同。在貯藏42 d時，近冰點貯藏和0～1 ℃貯藏的ABTS自由基清除能力同時出現(xiàn)峰值，但近冰點貯藏組的峰值比0～1 ℃貯藏組峰值高8.2%；近冰點、0～1 ℃貯藏組的DPPH自由基清除能力峰值出現(xiàn)在貯藏的第28天，但近冰點貯藏組峰值比0～1 ℃貯藏組高11%；近冰點貯藏的CUPRAC峰值出現(xiàn)在貯藏的第42天，較0～1 ℃貯藏組推遲了14 d；近冰點貯藏組FRAP峰值出現(xiàn)在貯藏的第42天，比0～1 ℃貯藏組推遲28 d。在貯藏后期，近冰點貯藏的ABTS自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、CUPRAC和FRAP都比0～1 ℃貯藏組高。近冰點貯藏84 d的ABTS＋?清除能力、DPPH自由基清除能力、CUPRAC和FRAP比0～1 ℃貯藏56 d時分別高7.8%、20.0%、22.6%、7.5%。

2.6 近冰點貯藏對杏中主要有機酸含量的影響

有機酸是細胞滲透調(diào)節(jié)的基質(zhì)，穩(wěn)定的基質(zhì)能夠抵御細胞受外界病害干擾，在水果貯藏過程中起到重要的作用[26]。小白杏中蘋果酸和檸檬酸是最主要的有機酸，由圖9可知，小白杏在貯藏期間都呈現(xiàn)出不斷減少的趨勢，近冰點溫度貯藏對蘋果酸減少有明顯的抑制作用，在貯藏56 d時，近冰點貯藏組小白杏中蘋果酸和檸檬酸的含量分別比0～1 ℃貯藏條件組高11.6%和9.5%。

圖9 不同貯藏溫度對小白杏貯藏期間蘋果酸（A）和檸檬酸（B）含量的影響Fig.9 Effects of different storage temperatures on malic acid (A) and citric acid (B) contents of Xiaobai apricots

3 討 論

高雪等[5]研究發(fā)現(xiàn)冰點貯藏比4 ℃貯藏更有利于降低鮮切西蘭花的乙烯釋放速率，減少MDA的積累，保持西蘭花的質(zhì)地，延緩營養(yǎng)物質(zhì)的損失，提高鮮切西蘭花貯藏品質(zhì)，這與本實驗結(jié)果保持一致。一般來說，果蔬衰老與其腐爛率升高和硬度、可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)的降低有關(guān)[27-28]。本實驗結(jié)果表明，近冰點貯藏比0～1 ℃和4～6 ℃貯藏能顯著延緩小白杏衰老的進程，表現(xiàn)為近冰點貯藏能抑制腐爛率的增加、硬度和可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)的降低。近冰點貯藏使小白杏能夠在貯藏后期保持較高的總酚和總黃酮的含量，并推遲其峰值出現(xiàn)的時間。評價種抗氧化能力的4 個指標（ABTS自由基清除能力、DPPH自由基清除能力、CUPRAC和FRAP）的變化趨勢與總酚和總黃酮含量的變化趨勢一致；這可能是因為總酚、總黃酮含量和抗氧化能力呈正相關(guān)關(guān)系[29-30]。

有學者研究認為，杏是一種冷敏型水果，杏在0 ℃的低溫條件下貯藏15～20 d會發(fā)生冷害，從而喪失商品價值，同時遭受冷害的杏果實極易受到病原菌的危害繼而引起侵染性病害，造成杏果實大量腐爛[10-11]。但在本實驗過程中，小白杏在近冰點貯藏過程中，沒有發(fā)現(xiàn)明顯的腐爛現(xiàn)象，這與杏果實品種有關(guān)。小白杏果實中較高可溶性固形物質(zhì)量分數(shù)使生物結(jié)冰點低于其他杏品種，也使其具有更高的寒冷耐受能力。

綜上所述，近冰點貯藏可以有效抑制小白杏的呼吸強度和乙烯釋放速率，保持較高的主要有機酸含量，抑制貯藏后期總酚含量、總黃酮含量的下降，保持較高抗氧化能力，抑制MDA的積累和細胞膜透性的增加，降低果實腐爛率。近冰點貯藏84 d后的小白杏仍能保持較好的品質(zhì)。因此，近冰點貯藏是一種有效延長小白杏貯藏期、提高貯藏品質(zhì)的保鮮方法。近冰點冷藏技術(shù)作為一種安全有效、便于實施的保鮮技術(shù)，可以推廣至其他具有冷耐受性的果蔬產(chǎn)品。將冰點技術(shù)與保鮮劑、自發(fā)氣調(diào)貯藏等多種保鮮方式相結(jié)合，進行多元貯藏技術(shù)的開發(fā)將是下一步的研究方向。