史江莉， 仝瑞冉， 王森， 姚佳男， 韋愛娜， 王颯， 王苗苗， 萬然，焦健， 張春玲， 張珍， 鄭先波

(1.河南農業(yè)大學園藝學院/河南省果樹瓜類生物學重點實驗室，河南 鄭州450002；2.廣西東蘭縣林業(yè)局，廣西 東蘭547400；3.河南省新密市林業(yè)局科技推廣站，河南 新密 452370;4.河南省鄉(xiāng)村產業(yè)發(fā)展服務中心，河南 鄭州 450000)

隨著人們生活水平的不斷提高和“互聯(lián)網+”現(xiàn)代農業(yè)、農村合作社產業(yè)鏈建設的快速發(fā)展，鮮食水果的冷藏保鮮技術顯得尤為重要。石榴(PunicagranatumL. )屬于溫度敏感性果實，汁液豐富，在采后易出現(xiàn)果皮褐變、失水皺縮、軟化、以及籽粒褐變、異味、腐爛等問題[1]，導致果實品質下降，直接影響石榴的商品價值和營養(yǎng)價值。為了延長石榴貯藏期，保持較高的貯后品質，低溫貯藏、氣調貯藏、自發(fā)氣調包裝、涂膜保鮮等多種保鮮方式，以及褪黑素、精氨酸等保鮮劑被廣泛應用[2-9]。氣調貯藏(controlled atmosphere, CA)是一種公認的先進貯藏方法，通過調節(jié)貯藏環(huán)境中的氣體組分，調控果蔬的生理代謝，從而達到延緩果蔬衰老，提高貯藏品質的目的[10-11]。與常規(guī)低溫貯藏相比，氣調貯藏中氧氣濃度比例較低，有利于抑制果蔬在貯藏過程中發(fā)生的有氧呼吸，減緩果實的衰老。但是隨著氧氣濃度過低，發(fā)生厭氧呼吸，導致乙醇和乙醛等積累，產生異味，不利于果蔬保鮮[12]。因此，氣調貯藏的氣體比例是果實貯藏保鮮的關鍵。

DEFILIPPI等[13]通過對比3種氣調貯藏(1 kPa O2、1 kPa O2+15 kPa CO2和5 kPa O2+15 kPa CO2)，發(fā)現(xiàn)‘Wonderful’石榴適宜的氣調貯藏條件是5 kPa O2+15 kPa CO2。SIDHU等[14]連續(xù)2 a對比6個石榴品種(Afganski、Crab、Cranberry、Entek-habi-saveh、Kaj-acik-anor、Salavatski)在自然空氣和氣調條件(5% CO2+3% O2)下5 ℃貯藏3個月，發(fā)現(xiàn)氣調貯藏的石榴果實品質更好。

氣調貯藏可以改善石榴果實色澤，提高果實外觀品質。MATITYAHU等[3]對比3個石榴品種(PG100-1、EVE、PG116-17)在氣調貯藏和低溫貯藏條件下貯藏5個月的果實品質，發(fā)現(xiàn)氣調貯藏(7 ℃，2 kPa O2+ 5 kPa CO2)在保持果實外觀色澤和籽粒色澤方面明顯優(yōu)于低溫貯藏。張潤光等[15]的研究結果表明，5.0% CO2+8.0% O2有利于‘凈皮甜’石榴的貯藏，呼吸代謝正常，營養(yǎng)物質消耗緩慢，貯后120 d籽?？诟?、色澤等感官指標均表現(xiàn)良好。此外，適宜的低溫氣調貯藏(5% CO2+3%～5% O2)可以通過抑制石榴多酚氧化酶的活性，減少酚類物質的氧化，進而保持較高的果實品質[16]。徐冉冉等[17]通過對比3種氣體組合和自然空氣低溫貯藏對石榴貨架期品質的影響，發(fā)現(xiàn)氣調貯藏可以有效地抑制貯后貨架期期間石榴表皮褐變和質量損失。

綜上所述，不同石榴品種由于遺傳背景的差異，對氣調貯藏的最佳氣體成分比例的要求不盡相同。因此，本研究以篩選中國軟籽石榴主栽品種‘突尼斯軟籽’的最佳氣調貯藏條件為目的，設置了3種氣調比例的低溫貯藏，通過對比果實品質及相關生理指標，以期為‘突尼斯軟籽’石榴的采后氣調貯藏提供理論依據和參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

2020-09-27于河南省滎陽市石榴商業(yè)生產園采收‘突尼斯軟籽’商熟果，選取成熟度一致、大小均勻、無病蟲害、無機械損傷的果實共75個。

1.2 試驗設計

采收的果實預冷后，立刻在氣調庫(德和資人工環(huán)境技術有限公司)中貯藏30 d，參數設置：(5±0.5) ℃，相對濕度為(85±1)%；氣調貯藏的氣體設置了3組：5% O2+2% CO2(CA1)、6% O2+3% CO2(CA2)、7% O2+4% CO2(CA3)，以自然空氣(21% O2+0.03% CO2)低溫貯藏作為對照(CK)，入庫前為0 d的初始值。每個處理包括15個果實(5個果實為一個生物學重復)。

1.3 測定方法

1.3.1 果皮色澤 用HP-C210精密色差儀(上海漢譜光電科技有限公司，中國),測量口分別對準石榴果實的上、中、下3個部位，測定該部位的亮度(L*)、綠-紅(a*)和藍-黃(b*)。

色度(C*)是代表顏色強度的定量屬性，計算公式如下：

1.3.2 籽粒品質 可食用比例：稱取石榴果實的單果質量(FW)，手工去除外果皮和內隔膜后稱取質量(PW)，計算公式如下：

百粒質量：隨機選取石榴不同部位100顆完整的籽粒，用電子天平JY502(上海浦春計量儀器有限公司，中國)稱取質量(±0.01 g)，即計算籽粒含水量的初值QW，然后放置于烘箱GZX-9146MBE(上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司，中國)中，100 ℃烘干至恒定質量，烘干后稱量石榴籽粒質量HW(±0.01 g)，用下面的公式計算籽粒含水量：

可溶性固形物含量：選取石榴不同部位的籽粒10粒，使用WY060T型手持糖量計(成都青羊華瑞光學儀器廠，四川省)測定，含量以%表示。可滴定酸含量參照CHEN[18]等的方法進行測定，質量分數以%表示。采用蒽酮比色法[19]測定可溶性總糖含量，質量分數以%表示。

采用pH示差法測定石榴花色苷含量，果皮與假種皮中花色苷含量分別參照張立華[20]和郭松年等[21]的方法測定，單位分別為mg·kg-1與mg·L-1?？偡雍浚翰捎酶Ａ址颖壬╗16]，以每克假種皮中含有的沒食子酸質量表示，單位為mg·g-1?？箟难岷浚翰捎?,6-二氯靛酚溶液比色法[18]測定，單位為g·kg-1。

1.3.3 貯藏期相關生理指標相對電導率的測定 參照SHI等[22]的方法，單位為%。丙二醛含量參照MDA-2-Y試劑盒(蘇州科銘生物技術有限公司，浙江省)說明書的方法測定，單位為μmol·kg-1。呼吸速率參照李雪萍等[23]的方法測定，單位為mg·kg-1·h-1。乙烯釋放速率參照LI等[24]的方法，采用氣相色譜(日本島津公司GC-2010Plus)法測定(GC法)，單位為nL·kg-1·h-1。

1.4 數據處理

用Microsoft Excel 2016軟件進行數據的整理與分析；SPSS Statistics v.20 (IBM，Chicago，IL，USA)用于數據的顯著性分析(P<0.05)和主成分分析；Origin 2018軟件繪制主成分散點圖。果實品質指標均用3次生物學重復和3次技術重復計算平均值。

2 結果與分析

2.1 不同氣體組合低溫貯藏對‘突尼斯軟籽’石榴果皮色澤的影響

果皮色澤可以直觀地反映石榴果實的貯藏保鮮效果，也是決定消費者購買的最直觀指標。由表1可知，與0 d相比，‘突尼斯軟籽’石榴低溫氣調貯藏30 d后，經CK、CA1和CA2貯藏的果實，其果皮的L*均低于0 d，但差異不顯著(P<0.05)；而CA3的L*顯著高于0 d(P<0.05)。經CK和CA3貯藏的石榴果皮a*比0 d略高，不具有顯著性差異，而經CA1與CA2貯藏的a*則顯著降低(P<0.05)，而且比0 d分別下降36.95%和28.34%。與0 d 相比，CK與3個氣體組合貯藏30 d后果皮b*均升高，其中CA3顯著高于0 d(P<0.05)，約增加11.42%。貯藏30 d后CA2中的色差ΔE最高，CK最低。色度值C*在貯藏30 d后與0 d相比沒有顯著性變化(P<0.05)。綜上所述，CA3具有顯著較高的L*和a*，在低溫貯藏30 d后維持了較好的果皮色澤。

表1 低溫氣調貯藏對‘突尼斯軟籽’石榴果皮色澤的影響Table 1 Effect of cold controlled atmosphere storage on husk color of ‘Tunisia’ pomegranate

2.2 不同氣體組合低溫貯藏對‘突尼斯軟籽’石榴品質的影響

百粒質量、籽粒含水量及可食用比例是評價石榴籽粒含水量的重要指標。表2表明，與0 d相比，‘突尼斯軟籽’石榴低溫氣調貯藏30 d后，CK與3種氣調貯藏的石榴百粒質量和籽粒含水量均顯著降低，但可食用比例略微升高，差異不顯著(P<0.05)。與CK相比，CA2的可食用比例最高，CA3的百粒質量最高，此外，CA1與CA3的籽粒含水量顯著高于CK。

糖和酸的含量是評價石榴籽粒風味的基本指標。如表2所示，貯藏30 d后CK和CA2貯藏的果實籽粒中可溶性固形物含量顯著高于0 d(P<0.05)，且CK>CA2；CK與3種氣調貯藏的果實籽粒中可滴定酸含量在貯藏30 d的變化恰好與可溶性總糖含量相反，但差異不顯著(P<0.05)。

石榴果實富含抗氧化活性物質，包括花色苷、酚類化合物和抗壞血酸。由表2可知，與0 d相比，‘突尼斯軟籽’石榴低溫氣調貯藏30 d后，CK與3種氣調貯藏的果皮花色苷含量均顯著下降(P<0.05)，而假種皮花色苷含量均顯著上升(P<0.05)，并且CA3的果皮和假種皮的花色苷含量損失最少，含量最高。在貯藏30 d后，經CA1和CA2貯藏的假種皮中總酚含量顯著低于0 d(P<0.05)，而CK和CA3中下降不顯著。而抗壞血酸含量在貯藏30 d后，只有CA3貯藏的假種皮中抗壞血酸含量與0 d接近，CK和CA2中顯著低于0 d(P<0.05)。

綜上所述，石榴果實經CA3貯藏30 d后，百粒質量和籽粒含水量較高，并且花色苷和抗壞血酸含量損失較少，維持了較高的營養(yǎng)成分；具有較高的可滴定酸和可溶性總糖含量，維持了石榴的風味。因此，CA3的氣體比例有利于保持‘突尼斯軟籽’石榴的內在營養(yǎng)品質，具有較高的抗氧化能力。

2.3 不同氣體組合低溫氣調貯藏對‘突尼斯軟籽’石榴相關生理指標的影響

相對電導率和丙二醛含量通常用于評價細胞膜的完整性。由表3可以看出，‘突尼斯軟籽’石榴在貯藏30 d后的所有樣品中，相對電導率和丙二醛含量均出現(xiàn)不同程度的增加。其中，經CA3貯藏后的果實維持了較低的相對電導率和丙二醛含量，且與0 d無顯著差異。相對電導率由高到低依次為CA2>CK>CA1>CA3，丙二醛含量則為CA1>CK>CA2>CA3。

為了解析氣調貯藏對石榴貯藏過程中衰老的影響，分別測定了石榴整果和籽粒的呼吸速率和乙烯釋放速率。由表3可知，與0 d相比，石榴整果的呼吸速率經CA2和CA3貯藏后顯著降低(P<0.05)，分別降低了29.72%和34.97%，而經CK與CA1貯藏后顯著升高(P<0.05)。石榴籽粒中的呼吸速率在貯藏后顯著降低，4種貯藏方式的籽粒呼吸速率從高到低依次為CA3>CK>CA2>CA1,尤其是，經CA2和CA3貯藏30 d后石榴整果和籽粒中既顯著低于0 d，又顯著低于CK(P<0.05)。由此可知，整果和籽粒中乙烯釋放速率最高的分別是處理CA1和CK。

表2 低溫氣調貯藏對‘突尼斯軟籽’石榴果實營養(yǎng)品質的影響

綜上所述，在3種氣調貯藏中，CA3較好地抑制了石榴果皮相對電導率的升高和丙二醛的累積，維持了較高的細胞膜完整性。CA2和CA3顯著降低了石榴在貯藏過程中的呼吸速率和乙烯釋放速率，減緩了石榴貯藏中的代謝活動，抑制了石榴的衰老。

表3 低溫氣調貯藏對‘突尼斯軟籽’石榴果實生理指標的影響

2.4 不同氣體組合低溫氣調貯藏‘突尼斯軟籽’石榴指標的主成分分析

為了充分反映在氣調貯藏中發(fā)揮主導作用的指標，對15個果實品質指標和6個相關生理指標進行PCA方差貢獻率分析，結果表明，有4個主成分決定氣調貯藏對石榴果實品質的影響(表4)，前3個主成分的累積貢獻率達到87.64%。其中，PC1的貢獻率為43.69%，其中果皮花色苷含量、呼吸速率(籽粒)、籽粒含水量占比最高；PC2貢獻率為25.29%，占比最高的是L*、呼吸速率(整果)和乙烯釋放速率(整果)；PC3占總貢獻率的18.69%，C*與乙烯釋放速率(籽粒)、可溶性總糖含量占比最高；PC4占總貢獻率的12.33%。

由于前3個主成分累計貢獻率87.67%，能夠反映所有指標的信息特征，因此將前3個主成分轉化為二維散點圖，更直觀地揭示了15個果實品質指標和6個相關生理指標在前 3個主成分中的分布(圖1)。在圖1-A中，位于PC1軸最右側的果皮花色苷含量、籽粒呼吸速率、籽粒含水量、抗壞血酸含量，最左側的可滴定酸含量與ΔE，與石榴貯藏期間果實的保鮮效果相關性最高。由圖1-B可知,石榴果實在3種氣調貯藏和CK貯藏后，其果實品質受籽粒花色苷、L*、b*、整果中乙烯釋放速率與呼吸速率的影響。將所有指標數據標準化后，以Y1、Y2、Y3、Y4代表所有指標在各個主成分權重的綜合得分值，然后與對應的方差貢獻率相乘累加，得出綜合評分:O=0.436 9Y1+0.252 9Y2+0.186 9Y3+0.123 3Y4，綜合評分值越高表示石榴品質越好。從表5可知，貯藏0 d時‘突尼斯軟籽’石榴得分最高，在貯藏30 d后綜合得分：CA3>CK>CA2>CA1。

表4 ‘突尼斯軟籽’石榴低溫氣調貯藏和冷藏期間21個相關指標的主成分分析Table 4 Principal component analysis of 21 indexes from ‘Tunisia’ pomegranate during cold controlled atmosphere storage and cold storage

圖1 ‘突尼斯軟籽’石榴低溫氣調貯藏和冷藏期間果實品質指標主成分分析散點圖Fig.1 Scatter plot of principal component analysis of fruit quality indexes from ‘Tunisia’ pomegranate during cold controlled atmosphere storage and cold storage treatments

表5 氣調冷藏‘突尼斯軟籽’石榴果實品質指標的主成分分值及綜合評分Table 5 Principal component score and comprehensive scores of pomegranate fruit quality indexes duringcold storage with different gas components

3 結論與討論

隨著消費者對果品質量的要求不斷提高，消費者對果品質量的滿意度成為決定經濟效益的重要因素。軟籽石榴的生產與消費市場潛力巨大，市場需求量逐年上升。為了提高人們對石榴的反季節(jié)消費和日常生活需求，石榴貯藏保鮮技術日益成熟。目前，采后石榴仍以單一低溫冷藏為主，但是果農窖藏等簡易方式，難以形成規(guī)模，不能滿足市場需求，而商用冷庫溫度波動較大，加速了果實失水及褐變[25]?！荒崴管涀选駥Φ蜏孛舾校荒唾A運，果皮褐變、干縮、失水萎蔫、軟化等發(fā)生率較高，商品貨架期短[22,26-27]，危及石榴產業(yè)的長遠發(fā)展。氣調庫貯藏在延緩果實水分散失、果皮褐變等方面效果顯著[4]。

果實外觀色澤，尤其是石榴果皮的紅色，其色度和亮度是影響消費者購買新鮮石榴的決定性因素[28]。本研究發(fā)現(xiàn)，氣調貯藏的‘突尼斯軟籽’石榴較好的保持了L*和a*，尤其是CA3在3種氣體組合中在保持石榴外觀品質方面效果最好，增強了石榴的商品性?；ㄉ盏姆N類和含量影響石榴色澤[29]，在CA3氣調貯藏中發(fā)現(xiàn)較高的果皮和假種皮花色苷含量，并與a*變化趨勢相同。此外，花色苷、抗壞血酸、總酚是果蔬中重要的抗氧化活性物質，具有清除活性氧的作用[30]，對人體健康有益。本研究中，抗壞血酸和總酚含量在CA3貯藏的籽粒中最高，表明在3種氣調貯藏中，CA3的氣體比例維持了較高的抗氧化活性。這與張文江等[31]在藍莓上的研究結果類似。

本研究發(fā)現(xiàn)，‘突尼斯軟籽’石榴貯藏30 d后，可食用比例增加，百粒質量和籽粒含水量下降，表明貯藏期間石榴的果皮和籽粒出現(xiàn)失水，而氣調貯藏顯著抑制了水分損失。這與樊愛萍等[4]在綠籽石榴和徐冉冉等[17]在‘突尼斯軟籽’石榴上的研究結果一致。尤其是，CA3的氣體比例最有利于保持冷藏‘突尼斯軟籽’石榴的水分。糖和酸的含量是評價果實風味的重要指標，徐冉冉等[17]研究發(fā)現(xiàn)經過氣調貯藏的‘突尼斯軟籽’石榴可溶性固形物含量明顯高于對照組，但本研究中發(fā)現(xiàn)氣調貯藏的石榴可溶性固形物含量低于對照組，這可能是由于氣體條件差異導致。此外，在貯藏過程中石榴內部的糖分發(fā)生分解代謝，會導致可溶性總糖含量下降。本研究證實氣調貯藏可以有效減緩可溶性總糖的下降。

通常，石榴貯藏過程中，由于失水、機械損傷、環(huán)境脅迫等因素影響，伴隨著丙二醛累積和相對電導率上升，細胞膜受損，促使酚類物質與氧化酶結合，發(fā)生褐變，最終導致果實品質劣變[22,32]。本研究發(fā)現(xiàn)，氣調貯藏有效抑制了‘突尼斯軟籽’石榴相對電導率的升高和丙二醛的積累，從而維持了較高的細胞膜完整性，增強了石榴對低溫貯藏期的耐受力；并且作為酶促褐變的底物，總酚的含量在氣調貯藏的果實中相對較低，減輕了褐變發(fā)生率。因此氣調貯藏有利于果實保鮮，延長貨架期。王偉[33]在石榴的氣調貯藏研究中也提出了類似的結果。

氣調貯藏通過降低呼吸作用，減少對營養(yǎng)物質的消耗，從而提高果蔬采后貯藏品質[16]。本研究中，CA2和CA3對石榴的呼吸速率和乙烯釋放速率抑制作用最為顯著，因此，當氣調貯藏的CO2體積分數低于3%時，可能導致‘突尼斯軟籽’石榴呼吸作用和乙烯釋放速率較高。而趙迎麗等[16]認為，‘新疆大籽’石榴適宜的CO2體積分數為5%。因此，品種的遺傳背景不同，對氣體條件的適應性存在差異，直接影響采后保鮮效果。

總之，結合PCA結果，影響石榴低溫氣調貯藏品質的關鍵因素是果皮花色苷、呼吸速率、籽粒含水量和L*。通過3種氣體組合與低溫貯藏的對比，發(fā)現(xiàn)CA3(7% O2+4% CO2)貯藏的‘突尼斯軟籽’石榴綜合得分最高，是最優(yōu)的氣體成分比例。尤其花色苷在果皮和籽粒中含量顯著富集，貯藏30 d后MDA與相對電導率上升不顯著，為氣調貯藏降低褐變與提高抗氧化活性提供了理論依據，并為‘突尼斯軟籽’石榴的采后氣調貯藏提供參考。