气调保鲜实验箱对采后灵武长枣贮藏品质的影响

张　新，张　瑞，李喜宏*，张　博，朱　刚，贾晓昱(.天津科技大学食品工程与生物技术学院，天津　00457； .宁夏中玺枣业有限公司，宁夏 银川　75040；.天津捷盛东辉保鲜科技有限公司，天津　0099)

灵武长枣，宁夏回族自治区灵武市特有品种，为药食两用的水果，营养丰富，可溶性固形物含量约占36%，枣皮膳食纤维高[1-2]。但枣果水分含量大，采后易失水、皱缩，果肉软化、褐变、腐烂、酒化，在常温下保鲜期仅有3～5 d[3]。常规贮藏保鲜采用低温、气调方式，参数条件与精度要求较高，保鲜难度较大[4]。实验采用的气调梯度实验保鲜箱温度波动小、气调参数控制精度高、可实时监控，降低了灵武长枣贮藏过程中环境参数波动造成的品质损伤。

有研究[5-6]表明，采用气调贮藏能有效抑制灵武长枣果实呼吸代谢，延长贮藏时间，采用适宜气调浓度处理可明显提升枣果贮藏品质。目前国内外低温气调保鲜库的温度波动仅能控制在±1.0 ℃，气调精度±1.0%，湿度控制在±5%，无法满足科学实验的精确要求。本实验从枣果贮藏环境的温度控制、气调参数、湿度调节等方面深入研究，完成贮藏环境各项参数的精准控制，为实现枣果生理病理深入研究提供技术支持。

精准控制灵武长枣贮藏环境的波动对提升其贮藏品质，延长贮藏期有重要影响[7]。本研究对普通冷库贮藏与气调试验箱贮藏进行对照，通过分析2处理组中贮藏环境的变化波动及枣果贮藏品质的变化情况，验证气调保鲜箱对枣果贮藏品质的提升效果。

1　材料与方法

1.1　实验材料与设备

灵武长枣，产地宁夏灵武市，选取7～8成熟、无伤、无虫枣果，纵径约3.3 cm，横径约2.4 cm，单果质量10～15 g；气调梯度实验保鲜箱，1.2 m×1.2 m×2.0 m，由天津捷盛东辉保鲜科技有限公司研发生产，可精准控温-2～40 ℃、精度±0.2 ℃，控湿40%～95%，自动气调O2:1%～21%，CO2：0.1%～20%，气体成分分析0.1%，无单独制冷功能[8]；温湿度检测仪，型号GRM203G-8N2P，温度精度±0.1 ℃、湿度±1 ℃，天津商业大学研制；气体成分分析仪，型号iNose-cp O2/CO2；水果质地分析仪GS-15； PR-101α手持折光仪。

1.2　实验方法

2)将100 kg无伤无虫、大小均匀、新鲜枣果进行差压预冷至-0.5 ℃[9]，每袋平均分装2 kg、套微孔膜，入框码垛放置在保鲜箱内作为实验组，同样方法另取100 kg置于普通冷库作为对照组。

1.3　实验指标测定方法

1)利用温湿度检测仪和气体成分分析仪实时记录保鲜箱贮藏果蔬时的温度、湿度、O2、CO2数据波动。

2)枣果各项指标[10-12]的测定。果实硬度采用水果质地分析仪GS-15测定，探头直径8 mm。烂果率：调查枣果表面出现异常现象(凹癍、真菌病害、生理病害等均算腐烂果)，每次调查总果数50个。可溶性固形物采用PR-101α手持折光仪测得。可滴定酸含量采用酸碱综合法进行测定。丙二醛含量采用硫代巴比妥酸法。

3)实验所得数据均由Excel 2016处理并绘制图表。

2　结果分析

2.1　保鲜箱内温度分布与波动

温度对于果蔬保鲜的贡献率约占60%～70 %，是第一主导因数[13]。温度波动会引起果蔬细胞膜发生相变、破裂，造成果蔬组织损伤、品质下降，影响贮藏特性，精准控制温度波动极其必要[14]。由图1可知：气调保鲜试验箱内的温度长时期稳定在预设的温度0 ℃，并表现短期的±0.1 ℃范围波动；冷库温度则在-5.2～-3.4 ℃范围内杂乱波动，图1中陡峰为冷库制冷机除霜引起；保鲜箱内温度波动的范围、频次均远小于冷库内部，即保鲜库能实现精准控温±0.1 ℃，性能优于冷库。

2.2　保鲜箱内气调浓度波动

气调贮藏的原理正是通过对影响果蔬采后生理环境因素的控制，达到保持果蔬品质和延长果蔬贮藏期的目的[15]。由图2可知气调保鲜箱内气体浓度一直处于轻微规律波动：氧气体积分数在36 h内由初始设定值3 %回升到4 %，然后气调设备启动12 h后降至3%，并以此规律波动，误差±1%；CO2体积分数经24 h后由初始设定值2 %回升到3 %，然后气调设备启动12 h后降至2 %并以此规律波动，误差±1 %。果蔬在密闭空间内呼吸作用吸收O2产生CO2且气调箱内外2种气体的体积分数差不同导致2种气体波动不同步。实验证明箱内气体成分波动可控制在±1 %，较现有气调库可实现高精度控制和缓慢低频波动，性能优良。

图1　温度的波动

图2　气调箱内气体体积分数波动

2.3　保鲜箱内湿度波动

Hasse等[16- 17]研究了库内湿度对贮藏效果的影响。湿度也是影响果蔬低温贮藏效果的重要因素。由图3可知，普通冷库内连续7 d的湿度波动在76%～77%，而气调保鲜箱内的湿度值呈平稳上升，5～7 d后趋于平稳波动。这是由于气调箱容积限制，贮藏前期果蔬呼吸作用产生水汽，后期达到动态平衡。

图3　冷库与气调箱内湿度变化

2.4　气调保鲜箱对灵武长枣保鲜效果研究

2.4.1灵武长枣贮藏期间硬度变化情况

采用SPSS 20.0软件包对数据行统计学分析，计量资料用（±s）表示，采用 t或 F 检验；计数资料采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

果实硬度是检验果实新鲜程度的重要指标，果实硬度由于果胶物质分解而逐渐降低[18]。由图4可知，实验处理中枣果果实硬度均随贮藏期延长而呈现先急后缓的下降，贮藏60 d后硬度分别达到12 kg/cm2和7 kg/cm2。气调箱贮藏处理的果实硬度显著高于普通冷库处理的果实硬度。这是由于普通冷库温度波动很大，果实呼吸代谢旺盛，并且精密的气调贮藏有利于减缓果胶分解，抑制果实成熟衰老进程，保持果实硬度色泽和风味品质[19]。

图4　枣果硬度变化

2.4.2灵武长枣贮藏期间烂果率变化情况

贮藏期间烂果率是判定果实贮藏品质与效果的最直接指标[3]。由图5可知，贮藏前期2组均出现小比例烂果率，主要由于枣果采摘、分级、实验处理造成了机械伤，影响贮藏前期枣果品质。随着贮藏时间的延长，烂果率逐渐上升，且贮藏60 d后气调箱贮藏腐烂率(11%)显著低于普通冷库贮藏烂果率(30 %)。相对稳定的贮藏环境可以使果蔬贮藏期间的各项生理、生命活动、代谢相对平稳，进而保证各项营养成分、生理指标变化相对平稳。随着贮藏时间的推移，精密气调和稳定温湿度波动对枣果贮藏的优势特性逐渐显现。

图5　枣果腐烂率

2.4.3灵武长枣贮藏期间可溶性固形物含量变化情况

可溶性固形物主要包括溶容性糖类物质或其他可溶物质。可溶性固形物高，表明灵武长枣果肉中糖、维生素、氨基酸等营养成分含量就高[16]。可溶性固形物含量变化趋势，可能与果实呼吸作用、营养消耗有关[20]。由图6可知：随贮藏期的推移，可溶性固形物先急后缓的下降，在贮藏后期分别到达23%和10%；普通冷库处理的果实可溶性固形物损失显著高于气调箱贮藏的果实。贮藏环境、温度、气调浓度波动越大，枣果内代谢作用紊乱，代谢产物杂乱，呼吸作用加强，糖分消耗剧烈，导致可溶性固形物含量下降，进而枣果品质降低。

图6　可溶性固形物

2.4.4灵武长枣贮藏期间可滴定酸含量变化情况

可滴定酸作为呈现果实风味的主要成分，其含量可以反映果实的风味品质[21]。在果实贮藏期间，随着果实的成熟衰老，其可滴定酸含量不断减少(见图7)；因此，可滴定酸可以作为衡量果实贮藏期间品质变化的评定指标。贮藏60 d后气调箱贮藏可滴定酸含量(0.34%)显著高于普通冷库贮藏烂果率(0.19%)。贮藏温度的恒定稳定了枣果内各项代谢进程，营养成分含量稳定变化，气调成分中高浓度CO2能在果实后熟期间为体内代谢提供原料，有效的抑制果实内有机酸的含量下降。这说明气调箱贮藏较普通冷库更能保持灵武长枣可滴定酸含量，维持其果实风味。

图7　可滴定酸变化

2.4.5灵武长枣贮藏期间丙二醛含量变化情况

丙二醒积累量反映了膜脂过氧化程度，间接反应膜损伤程度的大小。由图8可知2种贮藏方式中枣果的丙二醛均随时间的延长呈现上升的趋势，在贮藏末期60 d时，对照组果实的二醛含量最大，为 0.005 μmol/g；气调箱贮藏的灵武长枣的丙二醛含量最小，为 0.0035 μmol/g，明显低于对照处理。果实内细胞会对外界温度的变化做出应激反应，表现为体形缩涨、细胞膜相变等。温度的稳定，有助于控制果实细胞内微观变化，减少细胞膜的相变，进而影响丙二醛的代谢。结果表明，精密气调保鲜箱贮藏能够较好地改善贮藏环境波动对枣果的生理胁迫，降低灵武长枣的丙二醛含量，提升枣果贮藏品质。

图8　枣果丙二醛含量变化

2.4.6灵武长枣贮藏期间细胞膜透性变化

相对电导率是衡量细胞膜透性的重要指标，其值越大，表示电解质的渗漏量越多，细胞膜受损害程度越重[21]。如图9所示，2种贮藏方式中枣果的相对电导率均随时间的延长呈现上升的趋势，在15 d 后，上升幅度明显增大，说明果实的细胞膜开始受损。细胞膜受损就会影响灵武长枣果实的贮藏品质。在贮藏末期60 d时，对照组果实的相对电导率最大，为78 %，而气调箱贮藏的灵武长枣的相对电导率最小为72 %，明显低于对照组。果实内细胞会对外界温度的变化做出应激反应，表现为体形缩涨、细胞膜相变等。温度的稳定，有助于控制果实细胞内微观变化，减少细胞膜的相变，进而保持细胞的完整性，锁住细胞内营养物质。结果表明，精密气调保鲜箱贮藏能够较好地降低灵武长枣的相对电导率，减少细胞膜的受损程度，提升枣果贮藏品质。

图9　枣果相对电导率变化

3　结论

通过实验研究得出气调保鲜箱温度波动可控制在±0.2 ℃、气体成分波动±1.0 %、湿度±2 %，保鲜性能优良；且经过60 d灵武长枣贮藏试验验证，与普通冷库贮藏相比，气调保鲜箱贮藏可显著提升枣果的贮藏品质，保留枣果独特口感风味、营养物质，解决了灵武长枣保鲜难度大、贮藏期短与贮藏环境各项参数的精准控制问题。本研究可为低损耗、低农残的灵武长枣超长期贮藏与高精度、高要求的科研实验提供理论与技术支持。

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