膜透氣性參數對朝天椒(Capsicum annuum var. conoides)自發氣調包裝冷藏效果的影響

田玉肖，唐月明，高佳,2*，宋占鋒，羅芳耀，朱永清,2，王祖蓮，陳晴

1(四川省農業科學院農產品加工研究所，四川 成都，610066)2(農業部西南地區園藝作物生物學及種質創制重點實驗室， 四川 成都，610066)3(四川省農業科學院園藝研究所，四川 成都，610066)

辣椒(CapsicumannuumL.)，又叫海椒、辣子、秦椒等，為茄科辣椒屬一年生或多年生蔬菜。辣椒喜溫，起源于拉丁美洲，適宜的種植溫度為20～30 ℃，現在世界各地均普遍栽培[1]。辣椒是夏秋季節的重要蔬菜之一，也是常見的調味品，可以鮮食、泡制也可以干制[2]。其風味獨特，營養豐富，富含VC、類胡蘿卜素等多種對人體有益的生物活性物質[3-5]，深受消費者喜愛。朝天椒(Capsicumannuumvar.conoides)是辣椒的變種，鮮食具有較強的季節性，適當的貯藏可以延長其保鮮期和貨架期，實現錯季銷售。

自發氣調包裝(modified atmosphere packaged,MAP)是一種被廣泛使用的保鮮方法[6-7]，主要通過對O2和CO2及濕度的調控來調節微環境從而達到延長蔬菜貯藏時間的目的。失水和衰老腐爛是影響蔬菜保鮮效果的主要因素，適當的提高空氣濕度可以保持蔬菜中的水份，但是濕度過高容易引起腐爛；適當提高CO2濃度可以抑制蔬菜呼吸作用、降低損耗、推遲衰老、延長貯藏時間，但是過高則可能導致CO2傷害。新鮮果蔬只有在合適的氣體和濕度環境中才能達到良好的保鮮效果，包裝膜材料的透氣、透濕性能又與膜自身特性和貯藏環境溫濕度條件密切相關[8]。因此，找尋合適的包裝膜材料，并搭配適宜的貯藏溫濕度，成為MAP保鮮技術的關鍵。

目前有不少關于果蔬MAP的研究[9-11]，但是蔬菜種類、品種、成熟度等均對保鮮貯藏有較大的影響。辣椒在MAP貯藏保鮮方面的研究不多[12]，且主要集中在甜椒[13]、線椒[14]等類型上，而有關朝天椒自發氣調包裝的報道較少。本試驗結合不同透氣性的聚乙烯包裝袋和(9±0.5) ℃低溫貯藏技術，研究O2和CO2透過量等包裝膜性能對紅熟期朝天椒冷藏30 d的動態保鮮效果，探究紅熟期朝天椒MAP冷藏的最適O2和CO2濃度，選擇最適的貯藏方案，延長朝天椒的冷藏保鮮期，以期為朝天椒的貯藏保鮮提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器設備

1.1.1 材料

試驗材料為‘瑞麗’朝天椒，2019年7月23日上午采于四川省自貢市榮縣樂德鎮天宮廟村朝天椒種植基地。采收后將材料迅速運回實驗室，在10 ℃冷庫中預冷12 h備用。

聚乙烯(polethylene，PE)包裝袋：尺寸為20 cm×20 cm，購于四川興達塑料有限公司。

1.1.2 儀器與設備

氧氣/二氧化氣體分析儀(CheckMateⅡ)，丹麥Dansensor公司；電子天平(JA31002)，上海精天電子儀器有限公司；包裝膜透氣性測定設備(Gas-Transmission-Tester GTT)，德國Brugger公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

將材料從冷庫中取出，用干凈的毛巾清潔表面，隨后挑選紅熟期、外觀良好、健康無病、無機械損傷、大小基本一致的辣椒果實進行裝袋，每袋35個辣椒。共設置5個不同厚度的PE包裝處理，塑料網袋包裝作為對照(表1)。每個處理均裝16袋，密封后貯藏在(9±0.5) ℃、相對濕度80%～90%冷庫中。包裝袋O2和CO2透過量采用Gas-Transmission-Tester GTT測定，測試溫度為23 ℃。包裝貯藏當天記為第0天，并分別于第0，10，20，30天對樣品進行測定觀察，1袋為1個重復，每次測定各處理均設置4個重復。

表1 試驗設置和包裝膜測定參數Table 1 Test setup and the measured parameters of packaging films

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 O2和CO2濃度

采用氧氣/二氧化碳氣體分析儀測定包裝袋內O2和CO2濃度，結果以百分比表示。

1.2.2.2 色差

使用色差儀測定辣椒腰部果皮部位L*值、a*值和b*值，每個果子測定2個數據點，每個處理測定20個辣椒果實，結果取平均值。

1.2.2.3 果皮硬度

采用P/2探頭穿刺辣椒中間部位，測定辣椒果皮硬度，測定速度為1 mm/s，穿刺位移為5 mm，果皮硬度定義為3～5 mm位移力的平均值，每個處理測定20個辣椒果實，結果取平均值。

1.2.2.4 相對電導率

參考KIM等的方法[15]，并稍作改進，稱取約30 g樣品，擦凈后浸沒在250 mL超純水中，于1 h后測定浸泡液電導率，隨后將樣品放入-20 ℃冰箱冷凍，再放置在室溫融化，如此反復凍融，至溶液電導率不再發生變化后進行讀數記錄相對電導率計算如公式(1)所示：

(1)

1.2.2.5 失重率

采用稱重法測定樣品失重率，失重率計算如公式(2)所示：

(2)

1.2.2.6 腐爛率

統計每處理中產生腐爛的辣椒果實總數與辣椒果實總數之間的比值,腐爛率計算如公式(3)所示：

(3)

1.2.2.7 腐爛指數

參考李娟娟[16]的方法，并稍作改進，以辣椒表面出現病斑和水漬狀腐爛作為果實腐爛的判別依據，按腐爛面積大小劃分為5級，最高為4級，如表2所示。

表2 辣椒果實腐爛級數劃分標準Table 2 The standards of decay grade on pepper

腐爛指數計算如公式(4)所示：

有人的地方就可能出現誤操作，有利益的地方就可能出現欺詐；但區塊鏈只是一種技術，認為誤操作也是操作，欺詐交易也是交易，修改和篡改沒什么區別。技術無法處理道德和管理層面的問題，區塊鏈只能用下一個不可修改的操作，來彌補前一個錯誤操作。

(4)

1.3 數據分析

試驗數據使用Excel 2018處理，試驗結果均以平均值±標準誤(SE)表示。顯著性分析使用SPSS 20.0進行，顯著水平為P≤0.05。

2 結果與分析

2.1 氣體成分

各處理包裝袋中的O2和CO2體積分數變化如圖1所示，包裝處理后袋內O2濃度迅速下降，各處理包裝袋O2和CO2的透氣性參數越大則其內部O2濃度越高，其中最高處理為A，最低處理為E，且隨貯藏時間延長維持相對穩定，但在第30天各處理均出現顯著降低，可能是辣椒開始大量腐爛，導致呼吸強度陡然變高。除去第30天，A、B、C、D、E處理的O2濃度范圍分別是14.68%～16.13%，11.43%～13.45%，9.30%～11.43%，5.90%～8.82%，2.32%～7.21%。

在整個貯藏期間，各處理的CO2濃度均較穩定，其中E處理的CO2濃度最高，并顯著高于其他處理，C、D、E處理的CO2濃度均顯著高于A和B處理(除30天)。第1～30天，各處理CO2濃度呈現E>D>C>B>A的趨勢，變化規律與O2濃度相反。其中E的CO2濃度穩定維持在10.57%～12.55%，D的CO2濃度在4.83%～6.78%，C的CO2濃度在4.07%～5.95%，B的CO2濃度在2.80%～5.43%，A的CO2濃度在1.83%～3.45%。此外，各處理30 d內CO2濃度波動較小，而O2濃度波動相對較大，可能是由于包裝膜O2的透過率遠遠小于CO2透過率，造成辣椒對O2的消耗量在包裝環境內測試數據波動較大。

a-O2;b-CO2圖1 不同包裝辣椒在貯藏期間O2和CO2的濃度Fig.1 Changes of O2 and CO2 concentration in different packaging bags of pepper during storage

2.2 色差

對不同包裝處理辣椒的果皮色差進行測定，其L*值和a*值如圖2所示。在貯藏期間，不同包裝處理對辣椒果皮顏色變化有一定的影響，但各處理的L*值和a*值變化趨勢不相同。其中，L*值基本呈下降趨勢。第30天時，各處理的L*值均低于第0天，且包裝膜透氣性參數越小其L*值越高，表現為E>D>C>CK>B>A，其中A、B處理的L*值顯著低于CK和其他處理?？赡苁且驗榘b膜對O2的透過率低于某一閾值后，會限制辣椒的氧化反應，延緩其亮度的降低速率。?ZKAYA等[17]也發現包裝處理后貯藏可以顯著降低油桃的多酚氧化酶活性，有效抑制其褐變。

各處理a*值的變化有一定差異，其中CK、A、E處理的a*值呈現先升后降的趨勢，B呈現先降后升趨勢，C的a*值逐漸上升。第30天時，C、D的a*值和第0天相比略微上升，分別為49.37和49.57，CK與第0天比略下降，但變化不顯著，A、B、E處理a*值均顯著比第0天時低，分別為46.67、47.73、46.62。綜合各處理L*值和a*值的變化發現，D處理對辣椒的顏色保護效果最好，其次是C，且兩者之間沒有顯著差異。

a-L*值;b-a*值圖2 不同包裝辣椒在貯藏期間的L*值和a*值Fig.2 The L* and a* of pepper in different packing bags during storage

2.3 硬度

對貯藏期間不同處理的辣椒果皮硬度進行測定，結果如圖3所示。各處理辣椒的硬度隨貯藏時間的延長整體呈下降趨勢。其中，CK和E處理辣椒的硬度在第10天就顯著比0天低；A、B、D處理則在第20天才發生顯著降低；C在第10天后發生顯著降低，但是貯藏后期降低緩慢，第30天時C處理硬度最高，且顯著高于其他處理，為794.25 g；E處理硬度最低，為469.56 g。

圖3 不同包裝辣椒在貯藏期間的硬度Fig.3 The firmness of pepper in different packing bags during storage

硬度的降低可能是因為，隨著貯藏時間的延長，果實趨向成熟甚至走向衰老死亡，此時細胞壁中的果膠、纖維素等物質逐漸被分解。楊瑞平等[22]發現辣椒在貯藏期間纖維素酶活性上升，果實硬度不斷下降。HARMAN等[23]認為貯藏過程中控制氣體可以有效延緩獼猴桃的原果膠分解，從而維持一定的硬度。試驗中A和E處理的硬度在20 d后迅速降低，這一變化與其a*值變化相似，表明其a*值迅速降低可能是由果實迅速衰老導致的。

2.4 電導率

相對電導率反應組織細胞膜受損情況，受損越嚴重則電子泄露越多，相對電導率越高。對貯藏期間不同處理辣椒的相對電導率進行測定，結果如圖4所示。在貯藏期間，各處理辣椒的相對電導率整體呈上升趨勢。其中，CK的相對電導率在第10天就發生顯著增加，C、D、E處理在第20天發生顯著增加，A、B處理在第30天顯著增加。第30天時，C處理的相對電導率最低，為4.10，E處理的相對電導率最高，且顯著高于其他處理，為11.74，約是C處理的3倍。細胞膜透性在一定程度上可以反應蔬菜的衰老情況[24]，谷會等[25]研究冷激處理對牛角椒品質的影響，在24 d貯藏期內各處理的相對電導率不斷上升，趨勢與本試驗結果一致。

圖4 不同包裝辣椒在貯藏期間的相對電導率Fig.4 The relative electrical conductivity of pepper in different packing bags during storage

2.5 失重率

對各處理的失重率進行測定，結果如圖5所示。CK在貯藏期間水分流失最嚴重，從第10天開始就出現顯著失水，第30天失重率高達22.0%。包裝處理后有效降低了辣椒的水分流失，貯藏期間各處理失重率均沒有顯著變化，且各處理間沒有顯著差異，第30天時C和D處理失重率最低，僅為0.6%，與CK相差約37倍。包裝可以保持較高的空氣相對濕度，從而有效抑制辣椒的水分流失，但是不同包裝處理間的失重率沒有顯著差異，這與MANOLOPOULOU等[26]的研究結果一致。

圖5 貯藏期間不同包裝處理下辣椒的失重率Fig.5 The weight loss rate of pepper in different packaging bags during storage

2.6 腐爛率與腐爛指數

對不同處理辣椒的腐爛率及腐爛指數進行統計，由圖6可知，各處理辣椒腐爛率和腐爛指數的變化趨勢基本一致，均隨貯藏時間的延長呈上升趨勢。除C、D外，其他各處理辣椒的腐爛率和腐爛指數均在20 d后出現了顯著增加，在第30天時，E處理的腐爛率和腐爛指數最高，且顯著高于其他處理，分別為85.00%和0.73，其次是CK(分別為61.43%和0.41)。D處理的腐爛率和腐爛指數最低，分別為37.86%和0.23，其次是C(分別為39.29%和0.24)，C、D處理均顯著低于其他處理，但兩者之間沒有顯著差異。

MAP包裝為辣椒營造了一個低O2高CO2的環境，從而抑制了蔬菜的呼吸強度，降低腐爛，延長貯藏時間[27]，但是CO2濃度過高會產生氣體傷害，李娟娟等[28]認為辣椒對CO2十分敏感，超過2%就會發生CO2傷害，進而導致腐爛。然而POLDERDIJK等[29]將辣椒分別在3%CO2、3%O2和0%CO2、21%O2兩種氣體環境下貯藏15 d，結果表明與0%CO2、21%O2的貯藏相比，3%CO2、3%O2的貯藏降低了果實的腐爛發生率，說明3%CO2沒有對辣椒造成傷害?？梢姴煌愋秃推贩N的辣椒對CO2的耐受能力可能存在較大差異。在本試驗中E處理的腐爛率和腐爛指數顯著比CK高，而其他處理均低于CK，說明E處理可能對辣椒產生了CO2傷害，其他處理則沒有這種現象，由于E的CO2濃度在10.57%～12.55%，D的CO2濃度在4.83%～6.78%，推測對辣椒產生傷害的CO2臨界值可能處于6.78%～10.57%，表明朝天椒能耐受較高濃度的CO2。

a-腐爛率；b-腐爛指數圖6 不同包裝辣椒在貯藏期間的腐爛率和腐爛指數Fig.6 The decay rate and decay index of pepper in different packaging bags during storage

3 結論

本文研究了不同O2和CO2透氣性參數的聚乙烯包裝膜對朝天椒低溫貯藏保鮮效果的影響。結果表明，不同O2和CO2透氣性的聚乙烯包裝膜對朝天椒貯藏品質有明顯的影響。與CK相比，MAP包裝處理可以維持微環境中較高的相對空氣濕度，有效降低失重率，防止果實失水皺縮。除E處理可能產生了CO2傷害，加速了朝天椒的腐爛劣變外，A、B、C、D包裝處理均可以抑制相對電導率的增加，降低其腐爛率和腐爛指數，保持較高的外觀品質，延長貯藏期。B、C、D包裝處理可以延緩果皮硬度的降低，C、D處理則可以略微增加果皮a*值。綜合各項指標表明，C和D處理比其他處理對辣椒的保鮮效果好。兩者之間比較發現，C處理對相對電導率升高和果皮硬度下降的抑制效果均顯著比D好。D的腐爛指數和腐爛率比C低，a*值比C處理高，但差異均不顯著。綜合比較認為，在低溫條件下貯藏30 d，C和D包裝處理均可以使朝天椒保持較好的商品性，延長貯藏時間，其中C的效果最好，說明朝天椒氣調貯藏較適宜的O2和CO2貯藏環境分別為9.30%～11.43%和4.07%～5.95%。