馮犖犖，郜海燕，張潤光，閆欣鵬，張婭妮，韓齊齊，張有林，*

(1.陜西師范大學(xué) 食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710119； 2.浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 食品科學(xué)研究所，浙江 杭州 310021)

棗(ZiziphusjujubeMill.)屬于鼠李科(Rhamnaceae)棗屬(Ziziphus)植物，原產(chǎn)于中國，至今已有3 000多年的栽培歷史[1]。狗頭棗是陜北地區(qū)特有的一種紅棗品種，原產(chǎn)于延川縣延水關(guān)鎮(zhèn)，具有果實形大、口感清脆、營養(yǎng)豐富的優(yōu)質(zhì)特征，富含維生素、粗纖維、必需氨基酸、磷、鐵等多種微量元素，還含有環(huán)磷酸腺苷(cAMP)和環(huán)磷酸鳥苷(cGMP)，是優(yōu)良的鮮食品種，深受消費者青睞[2-3]。但該棗采后極易失水，果實維生素C(VC)大量損失，發(fā)生果皮軟化和褐變，腐爛變質(zhì)嚴(yán)重，貯藏期短[4]，制約了狗頭棗的發(fā)展。因此，開發(fā)綠色安全的貯藏技術(shù)已成為狗頭棗產(chǎn)業(yè)亟待解決的問題。

研究發(fā)現(xiàn)，低溫冷藏[5-6]、減壓處理[7]、涂膜處理[8-9]、臭氧處理[10]、鈉他霉素和噻苯咪唑等保鮮劑處理[11-12]、調(diào)節(jié)氣體成分[13-14]等方法均能在一定程度上延長棗果的保鮮期。氣調(diào)貯藏現(xiàn)已應(yīng)用于草莓[15]、櫻桃[16]、黃瓜[17]等非呼吸躍變型果實貯藏保鮮中，且效果顯著。吳忠紅等[13]研究表明，1%CO2+5%O2氣調(diào)貯藏可有效降低駿棗的呼吸強度和乙烯釋放量，保護細(xì)胞膜系統(tǒng)完整性，延緩棗果采后轉(zhuǎn)紅速率和變軟速度，延長貯藏保鮮時間。韓海彪等[18]研究得出，靈武長棗在2%CO2+7%O2+91%N2的氣體配比條件下貯藏120 d，硬果率50%以上，好果率96%。王亮等[19]研究發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)牡蚈2可維持冬棗果實良好的貯藏品質(zhì)，貯藏環(huán)境中的CO2會促進果實無氧呼吸，導(dǎo)致組織相對電導(dǎo)率升高，促進VC降解，加速冬棗果實軟化。目前關(guān)于鮮棗保鮮研究較多，但對于氣調(diào)貯藏對陜北地方特色鮮食棗狗頭棗采后生理及貯藏品質(zhì)的影響尚未見報道。本試驗探究不同氣體成分貯藏對狗頭棗生理變化與貯藏品質(zhì)的影響，為狗頭棗貯藏保鮮提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗用狗頭棗采自陜西延安延川縣，帶果梗采收，無機械損傷，果面為1/2～3/4紅。采摘后當(dāng)天運到5 ℃冷庫中預(yù)冷24 h，次日運往西安，置2 ℃冷庫再預(yù)冷24 h備用。

二氧化碳、氮氣，購自陜西興化股份有限公司(純度>99%)；2，6-二氯靛酚鈉購自成都科龍化工試劑廠；多聚半乳糖醛酸酶(PG)、過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、過氧化氫酶(CAT)試劑盒，購自南京建成生物工程研究所。

1.2 儀器與設(shè)備

PE塑料袋，購自西安市塑料制品廠；氣調(diào)試驗箱，購自西安鐘華電器廠保鮮技術(shù)控制研究所；OXYCAR-3型CO2/O2分析儀，購自意大利意索爾公司；GS-ⅢB大氣采樣器，購自上海宏宇環(huán)保應(yīng)用研究所；阿貝折光儀，購自上海索光光電技術(shù)有限公司；GY-1型果實硬度計，購自牡丹江市機械研究所。

1.3 試驗設(shè)計

將預(yù)冷處理48 h后的狗頭棗鮮果分別裝入泡沫盒中，每盒0.5 kg，放入8個57 cm×57 cm×58 cm氣調(diào)箱內(nèi)，每個氣調(diào)箱8盒，根據(jù)表1設(shè)定的CO2、O2和N2濃度進行試驗處理，每種氣體配比重復(fù)2箱，每5 d向氣調(diào)箱充換配制的氣體。試驗均在貯藏溫度-1～0 ℃、相對濕度90%～95%的冷庫中進行。

1.4 測定的指標(biāo)及方法

呼吸強度測定采用氣流法[20]，常溫下每隔1 d測定，一周后結(jié)束，低溫下每隔10 d測定，70 d后結(jié)束；棗果冰點測定采用冰鹽水法[21]；可滴定酸含量測定采用酸堿滴定法[22]；還原糖含量測定依據(jù)GB5009.7—2016直接滴定法；VC含量測定采用2，6-二氯靛酚鈉鹽滴定法[21]；可溶性固形物含量測定采用手持折光儀法[23]；果實硬度測定采用GY-1型硬度計法[24]；多聚半乳糖醛酸酶(PG)、過氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和過氧化氫酶(CAT)活性測定采用試劑盒法[25]。貯藏期間每隔20 d測定各項指標(biāo)，80 d后結(jié)束貯藏。好果率(%)=[(調(diào)查總果數(shù)—腐爛果數(shù))/調(diào)查總果數(shù)]×100；鮮度指數(shù)=∑(果粒鮮度級別×該級別粒數(shù))/(最高鮮度級別×總果數(shù))。狗頭棗鮮度級別評判標(biāo)準(zhǔn)是本實驗室團隊從事20多年鮮棗研究所得出的鮮度級別的常用評判標(biāo)準(zhǔn)，詳見表2。

表1 狗頭棗氣調(diào)貯藏試驗設(shè)計

1.5 數(shù)據(jù)處理

試驗中指標(biāo)每次測定3袋(即重復(fù)3次)，每袋隨機取若干棗果，平行測定3次。采用Excel 2010軟件作圖，利用SPSS 17.0軟件進行方差分析，對有顯著(P<0.05)差異的，采用Duncan新復(fù)極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 狗頭棗的基本品質(zhì)指標(biāo)

優(yōu)質(zhì)新鮮的狗頭棗色紅、肉厚、飽滿、味甜，在采后貯藏前測定其基本品質(zhì)指標(biāo)。由表3看出，狗頭棗的還原糖含量較高，所以口感脆甜，VC含量也相對較高，營養(yǎng)比較豐富。

2.2 狗頭棗果實的呼吸類型

呼吸強度的動態(tài)變化可反映出果實的呼吸類型。由圖1看出，常溫下狗頭棗呼吸強度(以CO2計)大多在60～80 mg·kg-1·h-1上下波動，差異很小，無明顯呼吸高峰出現(xiàn)，這符合非呼吸躍變型果實的基本特征[3]。從圖2看出，在溫度-1～0 ℃、相對濕度90%～95%冷庫存放的狗頭棗貯藏初期，低溫貯藏環(huán)境使得果實的呼吸強度大幅度下降，10 d后降到低值。10～30 d隨著貯藏天數(shù)的增加，呼吸強度又緩慢增加[26]。貯藏至30 d，呼吸強度有一小高峰，峰值為16.12 mg·kg-1·h-1，但不明顯。30～50 d，呼吸強度又會隨著營養(yǎng)物質(zhì)的消耗呈下降趨勢，到50 d時出現(xiàn)低值，50 d后一直保持很低的呼吸強度[27]。呼吸高峰過后狗頭棗仍可存放較長時間且不出現(xiàn)腐爛。綜合判斷狗頭棗為非呼吸躍變型果實。

2.3 不同氣體成分貯藏對狗頭棗生理變化的影響

表2 狗頭棗鮮度級別評判標(biāo)準(zhǔn)

表3 狗頭棗的基本化學(xué)成分及特征

圖1 常溫下狗頭棗呼吸強度變化Fig.1 Respiratory intensity of Dog-head jujube under room temperature

圖2 低溫下狗頭棗呼吸強度變化Fig.2 Respiratory intensity of Dog-head jujube under low temperature

2.3.1 不同氣體成分貯藏對狗頭棗果實硬度的影響

硬度反映的是棗果貯藏的質(zhì)量，棗果的果實硬度會隨著貯藏時間的延長而逐漸降低。由圖3看出，貯藏初期不同氣體成分下狗頭棗的果實硬度均呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。其中以10%O2+90%N2處理的狗頭棗硬度下降趨勢最緩慢，貯藏80 d，由13.8 kg·cm-2降至9.8 kg·cm-2，且與1%CO2+10%O2+89%N2處理和2%CO2+10%O2+88%N2處理差異顯著(P<0.05)，說明10%O2+90%N2處理能較好地保持狗頭棗的硬度，延緩狗頭棗的軟化衰老。

圖中無相同小寫字母表示各處理間差異顯著(P<0.05)。下同。Symbols marked without the same lowercase letters meant significant (P<0.05) differences among treatments in the figure. The same as below.圖3 不同氣體成分貯藏對狗頭棗果實硬度的影響Fig.3 Effect of different gas composition storage on fruit hardness of Dog-head jujube

2.3.2 不同氣體成分貯藏對狗頭棗可滴定酸含量的影響

由圖4看出，貯藏初期狗頭棗可滴定酸含量微有增加，20 d后逐漸下降，其原因可能是貯藏初期狗頭棗果實還處于成熟階段，可滴定酸含量有所上升，貯藏一段時間后，果實完全成熟，可滴定酸含量開始下降。貯藏至80 d， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗果實可滴定酸含量變化較緩慢，且與其他處理差異顯著(P<0.05)，說明10%O2+90%N2處理能較好的保持棗果的可滴定酸含量。

2.3.3 不同氣體成分貯藏對狗頭棗還原糖含量的影響

由圖5看出，2%CO2+10%O2+88%N2處理的狗頭棗還原糖含量表現(xiàn)為先上升后下降，這可能是棗果在貯藏后期的呼吸作用消耗了一部分還原糖所致，其他處理還原糖含量均呈上升趨勢。貯藏80 d時， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗還原糖含量由最初的8.04 g·100g-1上升至14.93 g·100g-1，在4個處理中上升速率最慢，且與1%CO2+10%O2+89%N2處理和2%CO2+10%O2+88%N2處理相比差異顯著(P<0.05)。由此說明， 10%O2+90%N2處理能減緩淀粉向還原糖的轉(zhuǎn)化速度，使還原糖含量保持穩(wěn)定。

圖4 不同氣體成分貯藏對狗頭棗可滴定酸含量的影響Fig.4 Effect of different gas composition storage on titratable acid content of Dog-head jujube

圖5 不同氣體成分貯藏對狗頭棗還原糖含量的影響Fig.5 Effect of different gas composition storage on reducing sugar content of Dog-head jujube

2.3.4 不同氣體成分貯藏對狗頭棗VC含量的影響

由圖6看出，采后貯藏期間，狗頭棗VC含量初期略有上升，然后開始下降，這可能是因為狗頭棗在貯藏前期有一個進一步成熟和營養(yǎng)轉(zhuǎn)化的過程[28]。貯藏40 d后，1%CO2+10%O2+90%N2和2%CO2+10%O2+88%N2處理的狗頭棗VC含量下降趨勢明顯加快，貯藏到80 d， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗VC含量比21%O2+79%N2高出近2倍。該處理與其他處理相比差異顯著(P<0.05)，這說明10%O2+90%N2處理能較好地保持棗果VC含量，提高棗果的食用品質(zhì)。

2.3.5 不同氣體成分貯藏對狗頭棗多聚半乳糖醛酸酶活性的影響

多聚半乳糖醛酸酶(PG)與果實軟化密切相關(guān)。由圖7看出，采收時狗頭棗果實的PG活性較高，貯藏前20 d內(nèi)PG活性顯著下降。貯藏20～40 d，PG活性逐漸上升，上升的原因可能是在此階段果實逐漸成熟，果實組織細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，誘導(dǎo)果實PG活性增強。貯藏40 d后，2%CO2+10%O2+88%N2處理組PG活性出現(xiàn)明顯下降可能是由于果實質(zhì)地變軟引起的[29]。21%O2+79%N2處理和10%O2+90%N2處理使PG活性處于較低水平，且與1%CO2+10%O2+89%N2和2%CO2+10%O2+88%N2處理之間差異顯著(P<0.05)，對抑制狗頭棗果實PG活性和延緩果實軟化十分有利。

圖6 不同氣體成分貯藏對狗頭棗Vc含量的影響Fig.6 Effect of different gas composition storage on VC content of Dog-head jujube

圖7 不同氣體成分貯藏對狗頭棗PG活性的影響Fig.7 Effect of different gas composition storage on PG activity of Dog-head jujube

2.3.6 不同氣體成分貯藏對狗頭棗過氧化氫酶活性的影響

過氧化氫酶(CAT)能催化分解組織中高濃度的H2O2，從而降低由H2O2產(chǎn)生的羥基自由基(·OH)對機體造成的傷害[30]。由圖8看出，貯期CAT活性均呈下降趨勢，但10%O2+90%N2處理狗頭棗CAT活性下降較緩慢，貯藏20 d時，該處理與其他處理相比差異顯著(P<0.05)，說明10%O2+90%N2處理可較好地提高采后狗頭棗CAT活性。

圖8 不同氣體成分貯藏對狗頭棗CAT活性的影響Fig.8 Effect of different gas composition storage on CAT activity of Dog-head jujube

2.3.7 不同氣體成分貯藏對狗頭棗過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶(POD)可催化由過氧化氫參與的各種還原物質(zhì)的氧化反應(yīng)，果蔬中的酚類化合物會發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成醌，通過一系列反應(yīng)后聚合生成黑色素，從而導(dǎo)致果蔬褐變[31]。研究不同貯藏方式下POD活性的變化，對于探討鮮棗的褐變機理具有重要意義。由圖9看出，貯期各處理的POD活性均呈逐漸上升的趨勢。其中， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗POD活性變化最小，并且在整個貯藏期一直處于最低水平，貯藏到80 d，與其他處理間差異顯著(P<0.05)。

2.3.8 不同氣體成分貯藏對狗頭棗多酚氧化酶活性的影響

多酚氧化酶(PPO)是促進果實褐變的主要酶類，在有氧條件下，它可以氧化酚類物質(zhì)形成醌等褐色素，引起果實褐變。由圖10看出，貯藏期間各處理中狗頭棗PPO活性均呈上升趨勢。10%O2+90%N2處理在整個貯藏期始終處于較低的狀態(tài)，沒有高峰出現(xiàn)，貯藏40 d與1%CO2+10%O2+89%N2和2%CO2+10%O2+88%N2差異顯著(P<0.05)。

2.4 不同氣體成分貯藏對狗頭棗好果率和鮮度指數(shù)的影響

好果率可直接反映狗頭棗的貯藏效果。由圖11看出，貯藏40 d后，各處理好果率有不同程度下降，以2%CO2+10%O2+88%N2處理下降最快，其他處理下降不很明顯。貯藏到80 d， 10%O2+90%N2處理的狗頭棗好果率為88.6%，與其他處理間差異顯著(P<0.05)。

圖9 不同氣體成分貯藏對狗頭棗POD活性的影響Fig.9 Effect of different gas composition storage on POD activity of Dog-head jujube

圖10 不同氣體成分貯藏對狗頭棗PPO活性的影響Fig.10 Effect of different gas composition storage on PPO activity of Dog-head jujube

圖11 不同氣體成分貯藏對狗頭棗好果率的影響Fig.11 Effect of different gas composition storage on the good fruit rate of Dog-head jujube

鮮度指數(shù)能客觀地反映棗果的貯藏效果，從圖12看出，10%O2+90%N2處理的狗頭棗貯藏40 d與采摘初期在外觀上基本沒有區(qū)別，貯藏80 d鮮度指數(shù)為0.59，與21%O2+79%N2之間差異不顯著，但與1%CO2+10%O2+89%N2和2%CO2+10%O2+88%N2處理之間差異顯著(P<0.05)。

圖12 不同氣體成分貯藏對狗頭棗鮮度指數(shù)的影響Fig.12 Effect of different gas composition storage on the freshness index of Dog-head jujube

不同氣體成分貯藏狗頭棗80 d外觀情況見圖13。由圖13看出，10%O2+90%N2和21%O2+79%N2處理組貯藏80 d時，狗頭棗外觀基本保持了原有的性狀，且無褐變、酒化和腐爛現(xiàn)象，與貯藏初期無顯著差別。1%CO2+10%O2+89%N2處理組貯藏80 d時，狗頭棗外觀出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，2%CO2+10%O2+88%N2處理組棗果表面軟化，出現(xiàn)腐爛現(xiàn)象。這與鮮度指數(shù)結(jié)果一致。

圖13 不同氣體成分貯藏狗頭棗80 d外觀狀況Fig.13 Appearance of Dog-head jujube treated with different gas composition storage for 80 d

3 討論與結(jié)論

棗果貯藏對低O2和高CO2比較敏感，李曉東等[32]、王文生等[33]研究發(fā)現(xiàn)，棗果不能忍受高于3%的CO2，所以鮮棗不適合密閉條件下的自發(fā)氣調(diào)貯藏。許多研究表明，高濃度的CO2可通過抑制線粒體的琥珀酸脫氫酶系統(tǒng)，使三羧酸循環(huán)無法正常進行，乙醇、乙醛等有害物質(zhì)大量積累，導(dǎo)致內(nèi)膜系統(tǒng)紊亂和瓦解，使膜透性加大[34-35]。宗亦臣等[36]研究表明，12%～15%O2+85%～88%N2氣調(diào)貯藏可以有效抑制冬棗果實多酚氧化酶和過氧化物酶的活性，推遲多酚氧化酶活性高峰的到來，防止冬棗褐變和酒化，延長冬棗貯藏期限。王亮等[37]研究了氣調(diào)貯藏對冬棗采后生理及有害物質(zhì)積累的影響，結(jié)果表明，2%O2+0%CO2+98%N2的氣調(diào)指標(biāo)對冬棗貯藏最為有利。這與本實驗中低CO2濃度處理有利于狗頭棗果實貯藏的研究結(jié)果相一致。

本實驗中不同氣體配比對狗頭棗貯藏效果的好壞順序依次為10%O2+90%N2>21%O2+79%N2>1%CO2+10%O2+89%N2>2%CO2+10%O2+88%N2?？梢钥闯?，在氣調(diào)貯藏中，不加CO2的貯藏效果好于加1%或2%CO2，這可能是因為狗頭棗不耐受CO2的原因。高濃度CO2致使細(xì)胞膜透性增大，棗果代謝失調(diào)，加快了體內(nèi)物質(zhì)分解反應(yīng)速率與果實成熟衰老。從10%O2+90%N2與21%O2+79%N2的比較看出，在不加CO2的條件下，低O2濃度更有利于棗果的貯藏，這可能與降低呼吸強度有關(guān)，至于狗頭棗能否耐受更低濃度的O2仍需進一步研究。

陜西延安延川縣狗頭棗為非呼吸躍變型果實，適宜的氣調(diào)貯藏(CA)能使PG、POD和PPO活性處于一個較低的水平，CAT活性得到較好的維持，能延緩狗頭棗果實VC含量和果實硬度的下降速率，減緩可滴定酸含量的下降速率和還原糖含量的變化，有利于延長貯藏期，保持風(fēng)味品質(zhì)。狗頭棗在溫度-1～0 ℃、相對濕度90%～95%、氣體配比10%O2+90%N2的條件下貯藏效果最好，貯藏80 d，好果率88.6%，鮮度指數(shù)0.59。