微环境气调对蓝果忍冬贮藏品质和抗氧化酶的影响

李江阔，高静，张鹏，霍俊伟*

1(天津市农业科学院农产品保障与加工技术研究所，天津，300384)2(国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)，农业农村部农产品贮藏保鲜重点实验室，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津，300384)3(东北农业大学 园艺园林学院，寒地小浆果开发利用国家地方联合工程研究中心，黑龙江 哈尔滨，150030)

蓝果忍冬是寒带特色小浆果树种之一，又被称为蓝靛果，羊奶子果，黑瞎子果等[1]。蓝果忍冬主要生长在中国新疆、东北大小兴安岭及长白山等地区，除此之外，在俄罗斯、日本及美洲的北部等地也多有分布[2]，并且其野生资源较为丰富。蓝果忍冬的食用方式多为鲜食，蓝果忍冬中不少品种适合加工食用，可用来加工成果酒[3]、果脯果酱[4]，果干[5]，饮料[6]等食品，具有非常高的营养保健及经济价值。但目前市场上蓝果忍冬常用的保鲜方式主要以冷藏为主，最多能维持15 d的商品期，果品本身易腐烂，不耐贮藏，进而导致果实保鲜品质下降，影响其贮藏、运输、流通和消费，大大降低了蓝果忍冬产业的经济和社会效益[7]。

微环境气调(micro-environmental modified atmosphere，mMA)是继低温冷藏后发展的第二代果蔬产品保鲜技术，近年来研究较多，应用广泛。它是在果实采摘后，利用自发气调包装等方式对贮藏环境的气体条件进行调节[7]，研究发现，微环境气调能够有效控制樱桃[8]、蓝莓[9]等果实硬度的下降程度，显著延长果品的货架期，达到调控果实软化的目的[10]，但蓝果忍冬果实在气调保鲜方面的研究却是空白，因此本实验对成熟期蓝果忍冬果实进行微环境气调处理，观察其对果实采后贮藏期间感官品质、营养品质、抗氧化酶活性等指标调控的影响，以期为蓝果忍冬保鲜研究提供基础理论依据。

1 材料与方法

1.1 实验材料

实验所采用的材料，采自东北农业大学园艺实验站的成熟(盛花后40 d)“蓝精灵”果实，采摘过程中选择生长健壮树体，采摘无机械损伤、无病虫害的果实。

1.2 仪器与设备

微环境气调箱，宁波国嘉农产品包装技术有限公司;Checkpoint便携式O2/CO2测定仪，丹麦PBI Dansensor公司；TA.XT.Plus质构仪，英国Stable Micro Systems公司；3-30K型高速冷冻离心机，德国Sigma公司；TU-1810型紫外-可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；Synergy H1多功能微孔板检测仪，美国Biotek Instrument公司；916 型电位滴定仪，瑞士万通中国有限公司；PAL-1便携式手持折光仪，日本爱宕公司。

1.3 实验方法

1.3.1 实验处理

用微环境气调箱配备的小篮进行采摘，采摘过程中挑选严格符合标准的蓝果忍冬果实，分别装入带气调元件的微环境气调保鲜箱(记作mMA)和不带气调元件的微环境气调保鲜箱(记作CK)，采后24 h运至实验室，放置于冰温库[果实近冰点温度(-0.5±0.3) ℃]，打开箱体顶盖，预冷24 h后，盖上顶盖贮藏。上述处理每隔15 d检测果实的各项品质指标。

1.3.2 测定指标与方法

1.3.2.1 感官指标

好果率：随机挑选200粒左右果实，将无腐烂软化的好果和霉变的的坏果分开。好果率计算如公式(1)所示：

(1)

式中：X为好果率，%；N0为好果数；N为调查总数。

果霜覆盖指数：每次处理取50个果实进行果霜覆盖观察，根据覆盖面积情况进行打分，分为5级。0级：无果霜，果较软；1级：果霜覆盖面积为0～1/3；2级：果霜覆盖面积为1/3～2/3；3级：果霜覆盖面积为2/3～全果；4级：覆盖全果，果霜较厚。果霜覆盖指数计算如公式(2)所示：

(2)

风味指数：每次处理固定10人选取30个果实进行风味口感品尝，根据品评组人员的口感打分，分为4级。0级：风味淡或有明显异味；1级：风味较正常，略有异味；2级：风味正常，接近采收时的口感；3级：风味浓，与采收时的口感相当或更好。风味指数计算如公式(3)所示：

(3)

1.3.2.2 营养指标

蓝果忍冬果实内部主要营养成分有：可滴定酸(titratable acid,TA)：采用自动电位滴定仪进行滴定[11]；可溶性固形物(total soluble solids,TSS)：打浆后用纱布过滤得滤液，用手持糖度仪测定；抗坏血酸(VC)含量：采用钼蓝比色法[12]；花色苷：采用pH示差法测定[13-14]；总酚：福林酚比色法测定[15]；黄酮：采用NaNO2-Al(NO3)3法测定[16]。

1.3.2.3 生理指标

丙二醛：采用硫代巴比妥酸(thiobarbituric acid，TBA)法测定[17]；呼吸强度：向550 mL的密封罐中放入一定体积果实，室温下静置2 h后，用Check point便携式O2/CO2测定仪测定。硬度：采用英国产TA.XT.Plus TextureAnalyser物性仪测定。用直径为2 mm的圆柱形探头P/2进行穿刺测试。测试条件为测前速度为2 mm/s，测试速率1 mm/s，测后上行速率2 mm/s，穿刺深度为6 mm，触发力5 g。每个处理随机测定10次，结果取平均值。

1.3.2.4 抗氧化酶指标

还原型谷胱甘肽(reduced glutathione，GSH)、氧化型谷胱甘肽(oxidized glutathione，GSSG)、总谷胱甘肽(glutathione，T-GSH)、谷胱甘肽还原酶(glutathione reductase，GR)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)含量的测定试剂盒购于南京建成生物科技有限公司，并按照说明书内容进行提取及测定。

1.3.3 数据处理

所有数据均采用Office 2013软件统计和绘图，采用SPSS 22.0软件对数据进行数据分析，采用“Duncan”法检验差异显著性(P<0.05，表示差异显著;P<0.01,表示差异极显著)，数据均3次重复取平均值。

2 结果与分析

2.1 微环境气调(mMA)对蓝果忍冬贮藏品质的影响

2.1.1 mMA对蓝果忍冬微环境气体含量变化的影响

在蓝果忍冬的贮藏过程中，其微环境气调中的气体成分含量影响着果实各方面的生理代谢，蓝果忍冬果实会自发调节贮藏环境中的气体含量，来达到满足自身最佳贮藏环境的需要[18]。由图1可见，蓝果忍冬贮藏环境中的O2和CO2含量在整个贮藏过程中无较大起伏趋势变化。O2含量在15.0%～16.5%；CO2含量在4.0%～6.5%。CO2含量在贮藏期15 d时，随着果实贮藏期的延长及果实的呼吸强度导致气体含量的波动而出现了升高现象，而后始终在5%～7%保持平稳状态。

A-O2含量；B-CO2含量图1 mMA对蓝果忍冬微环境气体含量变化的影响Fig.1 Effects of mMA on micro-environmental gas content changes of blue honeysuckle fruits

2.1.2 mMA对蓝果忍冬感官品质的影响

果蔬产品的感官品质是对果实食用价值及商品价值的最直观评定[19]。由图2可见，蓝果忍冬果实

随着贮藏时间的延长，好果率、果霜覆盖指数和风味指数表现为不断下降的趋势，在整个贮藏过程中，mMA组与对照组相比，下降趋势相对更加平稳、缓慢。在果实贮藏前期，mMA组与对照组之间的好果率、果霜覆盖指数及风味指数之间并无显著差异，随着贮藏时间的延长，mMA能明显的表现出其优势性。从贮藏45 d开始，mMA组的感官品质极显著高于对照组(P<0.01)，更能够维持果实自身的感官品质，其中对照组的风味指数在贮藏时间为60 d时仅为mMA处理组的56.76%，为贮藏初值的46.67%，果实品质大幅度下降，失去贮藏及商品价值。mMA主要通过调节果实贮藏环境中的气体含量，创造不利于霉变微生物生存的环境条件，有效抑制果实表面微生物的繁殖，达到减少果实霉变的效果，从而提高其感官品质。

2.1.3 mMA对蓝果忍冬营养品质的影响

2.1.3.1 mMA对蓝果忍冬可滴定酸和可溶性固形物的影响

果实中的TA含量是影响果实风味品质的重要因素，也能是植物品质构成的重要性状之一[20]。在蓝果忍冬整个贮藏期中，蓝果忍冬果实中的TA含量整体处于下降趋势。mMA处理组在贮藏前期15 d处于急速下降状态，随后也处于平稳状态。与对照处理组相比，贮藏0 d，mMA组的TA含量要极显著高于对照组(P<0.01)，15 d时两处理间并无显著差异；随后随着贮藏时间的延长，mMA组的含量始终要高于对照组，并在贮藏时间为30～45 d显著高于对照(P<0.05)。因此，mMA处理能较好地维持果实中可滴定酸的含量。

TSS是包括可溶性糖、酸、纤维素、矿物质等成分的综合型指标，能直接反映果蔬的成熟度和品质状况，是衡量果蔬营养物质多少的一个重要指标[21]。由图3-B 可见，随着贮藏期的延长，蓝果忍冬果实中的TSS含量随着贮藏时间的延长而逐渐降低，但果实在整个贮藏过程中基本处于平稳状态。从贮藏30 d到贮藏末期，mMA组的含量要显著高于对照组(P<0.05)，这说明mMA在果实贮藏过程中，能够抑制果实的各项生理活动，从而减少果实中自身营养成分的损耗，达到延缓蓝果忍冬中TSS含量的下降的目的，最大限度维持蓝果忍冬果实中营养成分的含量。

A-TA含量；B-TSS含量图3 mMA对蓝果忍冬可滴定酸、可溶性固形物含量的影响Fig.3 Effect of mMA on titratable acid and soluble solids content of blue honeysuckle fruits

2.1.3.2 mMA对蓝果忍冬抗坏血酸、总花色苷含量的影响

在蓝果忍冬整个贮藏过程中，mMA组的抗坏血酸含量始终高于对照组(图4-A)。其中，mMA组在贮藏15 d时出现明显的含量回升期，而对照组则始终处于不断下降的趋势。在贮藏初期0 d，两处理间并无显著差异，随着贮藏时间的延长，mMA逐渐显示出其优越性，从贮藏15 d开始到贮藏结束，mMA处理下抗坏血酸的含量始终极显著高于对照组(P<0.01)，且下降过程较对照处理更慢，能够减缓果实中营养成分的消耗。到贮藏末期，对照组中抗坏血酸的含量仅为处理组的61%。

A-VC含量；B-花色苷含量图4 mMA对蓝果忍冬抗坏血酸、花色苷含量的影响Fig.4 Effect of mMA on ascorbic acid and anthocyanin content of blue honeysuckle fruits

由图4-B可见，在蓝果忍冬贮藏前期，两处理间花色苷的含量差异水平并无显著性差异。随着贮藏时间的延长，对照组含量处于不断下降的趋势，mMA组则有小幅度的上升，在贮藏30 d达到含量最高值后，开始逐渐下降。从15 d起，mMA中的花色苷含量要始终高于对照组，且均达到显著差异水平(P<0.01)。由此可见，mMA处理能够使蓝果忍冬果实维持较稳定的花色苷含量。

2.1.3.3 mMA对蓝果忍冬黄酮、总酚含量的影响

由图5-A可见，蓝果忍冬在整个贮藏过程中，黄酮含量表现为先上升后下降，在到达最高值后，对照组开始快速下降，而mMA组下降速度则相对缓慢，且在整个贮藏过程中其含量要始终高于对照组。除30 d外，在其他贮藏时间点，均极显著高于对照组(P<0.01)。在贮藏末期，对照组的黄酮含量仅为28.6 mg/100g，下降至初值的42.86%，失去贮藏价值；mMA处理则始终处于平缓下降状态，能够较好地维持蓝果忍冬果实中黄酮的含量。

对照组果实中的总酚含量在整个贮藏过程中始终处于快速下降的趋势，而mMA组则表现为先上升后下降，在贮藏时间30 d达到含量最高值，随后开始缓慢下降。贮藏初期(0 d)时,对照组的总酚含量要显著高于mMA组，但随着贮藏时间的延长，mMA组表现出其优越性，能够较好地维持其含量，而对照组随着含量的不断下降，与mMA组表现出极显著差异(P<0.01)。到贮藏终值，对照组的含量仅为mMA组的39.89%，因此，mMA处理能够更好地维持蓝果忍冬果实营养成分中总酚的含量。

A-黄酮含量；B-总酚含量图5 mMA对蓝果忍冬中黄酮、总酚含量的影响Fig.5 Effect of mMA on flavonoids and total phenol content of blue honeysuckle fruits

2.1.4 mMA对蓝果忍冬生理品质的影响

2.1.4.1 mMA对蓝果忍冬呼吸强度的影响

如图6-A所示，蓝果忍冬果实在整个贮藏过程中其呼吸强度的变化趋势为先下降后上升再下降，在贮藏时间30 d时有小幅度的上升，随后开始不断下降。在整个贮藏时间段内，mMA组的呼吸强度均低于对照组，而且在贮藏前期0～30 d内，达到极显著差异水平(P<0.01)，但随着贮藏时间的延长，两处理均处于下降趋势，并未产生显著差异。表明mMA处理在贮藏前期能显著抑制蓝果忍冬的呼吸作用，在保证果实正常生命活动的前提下，能够更好地维持其呼吸强度，延长果实生理代谢过程。

2.1.4.2 mMA对蓝果忍冬果实硬度的影响

蓝果忍冬果实的硬度较其他园艺产品的保持来说更加困难，因此其硬度水平对蓝果忍冬的商品价值来说极为重要[22]。由图6-B可知，mMA处理在蓝果忍冬整个贮藏期内，其硬度水平都比对照组高，说明mMA能够较好地维持蓝果忍冬果实的硬度水平。在整个贮藏过程中，mMA组果实的硬度水平均极显著高于对照组(P<0.01)。因此，mMA对于蓝果忍冬果实硬度的保持发挥着积极的作用。

2.1.4.3 mMA对蓝果忍冬果实丙二醛含量的影响

丙二醛含量在蓝果忍冬整个贮藏过程中的变化趋势表现为图6-C。在整个贮藏时间内，对照组中丙二醛含量处于不断上升状态，而mMA组中丙二醛的含量则表现为先下降后上升。在果实贮藏前期，两处理间丙二醛的含量并无显著差异，随着贮藏时间的延长，对照组丙二醛含量快速上升，而mMA处于缓慢上升状态，与对照组形成极显著差异水平(P<0.01)。到贮藏末期，mMA组的丙二醛含量仅为12.57 μmol/g，为对照组的44.81%。由此可知，mMA处理在维持果实生命活动的前提下，能够最大限度地维持抑制蓝果忍冬营养成分的消耗，减少果实细胞壁的膜脂氧化过程，达到延缓果实衰老的效果。

A-呼吸强度；B-果实硬度；C-丙二醛含量图6 mMA对蓝果忍冬呼吸强度、果实硬度及丙二醛含量的影响Fig.6 Effect of mMA on respiration intensity, firmness and MDA content of blue honeysuckle fruits

2.1.5 mMA对蓝果忍冬抗氧化活性的影响

2.1.5.1 mMA对蓝果忍冬GSH、GSSG和T-GSH含量的影响

GSH是植物体内一个重要的抗氧化剂和氧化还原势的调节剂[23]。结果表明，蓝果忍冬在整个贮藏过程中，mMA处理的果实中GSH、GSSG、及T-GSH含量的变化趋势趋于一致，都表现为先上升后下降。在贮藏0 d，对照组的含量要高于气调组，随着贮藏时间的延长，mMA能够较好地抑制果实中营养成分的消耗，到贮藏结束，mMA果实中GSH、GSSG、T-GSH的含量均极显著高于对照组(P<0.01)。

整个贮藏周期中，mMA组中GSH的含量在15 d时到达最高值，随后一直处于缓慢下降状态；而对照组在贮藏15 d时呈快速下降，随后到45 d时有小幅度回升，但并未超过贮藏0 d时的初值。到贮藏末期60 d时，对照组的GSH含量为179.01 mg/g，仅为mMA组的54.95%。由此可知，mMA能较好地维持蓝果忍冬果实中的营养成分，延缓果实衰老，能够提升植物体对活性氧和自由基的防御作用。

蓝果忍冬果实在贮藏过程中，对照组和mMA组的GSSG及T-GSH的含量表现趋于一致，都为先上升后下降，都在30 d时含量出现最高值，随后对照组则表现为极速下降，mMA组则处于缓慢下降状态，并与对照组表现出极显著差异水平(P<0.01)。到贮藏末期，对照组的GSSG和T-GSH含量分别为4.29和8.88 μmol/L，与贮藏初值相比，分别下降了86.65%和86.51%，已丧失抗氧化活性，失去贮藏价值。

2.1.5.2 mMA对蓝果忍冬GR活性的影响

谷胱甘肽是一种重要的细胞抗氧化剂，缺失谷胱甘肽还原酶会使细胞对氧化剂和抗生素更为敏感[24]。蓝果忍冬在整个贮藏过程中，对照组的GR活性始终表现为平稳状态，随着贮藏期的延长，到贮藏60 d时，出现活性回升现象；而mMA组的GR的活性则表现为先上升后下降，在贮藏30 d时，活性达到最值，随后在45 d时极速下降，到贮藏末期时也出现小幅度回升，与对照组并未表现出显著差异。但在整个贮藏期内，mMA组的GR活性水平始终高于对照组。因此，mMA处理对提高蓝果忍冬果实的抗氧化水平起着积极的作用。

A-GSH含量；B-T-GSH含量；C-GSSG含量图7 mMA对蓝果忍冬中T-GSH、GSH及GSSG含量的影响Fig.7 Effect of mMA on the contents of T-GSH, GSH and GSSG of blue honeysuckle fruits

图8 mMA对蓝果忍冬中GR活性的影响Fig.8 Effect of mMA on GR activity of blue honeysuckle fruits

2.1.5.3 mMA对蓝果忍冬超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

SOD是果实后熟衰老中的保护性酶类，它可以特异地清除超氧阴离子自由基，从而减少自由基对膜的损伤，达到延缓细胞衰老的目的[25]。如图9所示，各处理蓝果忍冬的SOD活性在贮藏初期均呈现上升的趋势。这可能是由于超氧阴离子自由基的累积诱导了其活性的升高。mMA组在15 d时SOD活性达到最高值，30 d缓慢下降后处于不断上升；对照组的活性的变化呈“倒S型”，在60 d时达到最高值。但在整个贮藏过程中，mMA组的SOD活性始终要显著高于对照(P<0.05)。由此分析认为，mMA处理可以将蓝果忍冬中的SOD活性维持在一个较高的水平，最大限度维持果实自身的抗氧化活性。

图9 mMA对蓝果忍冬中SOD活性的影响Fig.9 Effect of mMA on SOD activity of blue honeysuckle fruits

3 讨论

影响蓝果忍冬贮藏的关键因素除自身机械物理损伤外，最重要的便是创造适宜的环境条件，目前大多数保鲜方法是在低温贮藏的基础上进行延伸和扩展。综合来看，微环境气调保鲜具有成本低廉，安全环保等优点，尤其是结合低温贮藏技术能很好地延缓果蔬品质下降，且在此过程中不使用任何化学防腐剂，能够很好地保持果蔬产品的天然和“绿色”，可以说代表了蓝果忍冬目前拓展保鲜领域的新技术、新方向[26]。研究表明，微环境气调能显著抑制猕猴桃[27]、草莓[28]、葡萄[29]等果实细胞壁降解酶的活性，控制果实硬度的下降程度，抑制果实自身的呼吸强度，维持果品营养成分，显著延长果品的商品期，达到调控果实软化的效果。

实验结果表明，mMA处理在蓝果忍冬整个贮藏过程中，能有效维持果实自身的感官品质、营养品质、生理品质及抗氧化酶活性的含量。与对照相比，在稳定的mMA贮藏条件下能有效地延缓GSH、GSSG及T-GSH含量的降低，促进抗氧化酶SOD、GR活性的增加，并抑制丙二醛的产生，说明mMA可诱导抗氧化酶活性，有效抑制果实细胞体内自由基的积累，保护果实膜结构不受损伤。在维持果实感官品质方面，mMA处理能够创造不利于果实霉变微生物繁殖的外部条件，达到抑制霉变果发生的效果，显著提高果实外观商品品质；在维持果实营养品质、生理品质和抗氧化酶活性方面，mMA处理能够在最大限度维持果实生命活力的基础上，降低果实自身的生理活动，抑制果实的呼吸强度，减少自身损耗，从而达到维持自身营养品质和延长抗氧化酶活性的目的，与前人所做实验结论呈现一致。

研究发现，贮藏期0 d时，由于处理时间较短，箱内气体浓度水平并未达到平衡，因此贮藏效果并未达到预期，与对照相比，并无显著差异。随着贮藏时间的延长，箱内气体浓度处于平衡状态，能够表现出处理果的优势，达到有效延长果实贮藏期的目的。此外，气调包装技术操作简单，但气体浓度不易控制，主要依靠果蔬自身的呼吸作用和包装的透气性来维持平衡，比较适合运输流通和超市销售。

4 结论

mMA能够有效维持蓝果忍冬果实自身的感官品质，抗坏血酸、花色苷、黄酮、总酚等的营养品质，显著抑制果实自身呼吸强度的增强，维持果实的硬度水平，还可以有效地延缓GSH、GSSG及T-GSH含量的降低，促进抗氧化酶SOD、GR活性的增加，并抑制丙二醛的产生，达到维持果实的抗氧化的能力。因此，mMA处理对蓝果忍冬贮藏期的各项指标有一定的积极作用，能够达到大幅度延长果实的贮藏期，提高果实的商品经济价值的目的。