MAP保鲜技术对采后干蒜贮藏品质的影响

高 佳，唐月明，朱永清，罗芳耀，李跃建，苗明军

(1.四川省农业科学院农产品加工研究所，四川 成都 610066；2.四川省农业科学院园艺研究所，四川 成都 610066；3.农业部西南地区园艺作物生物学及种质创制重点实验室，四川 成都 610066；4.四川省农业科学院，四川 成都 610066)

【研究意义】蒜(AlliumsativumL.)，也叫大蒜、胡蒜，为百合科(Liliaceae)葱属(Allium)一、二年生草本植物的鳞茎，常作为香辛类蔬菜食用[1]。我国是世界上最大的大蒜生产国和出口国，大蒜产区广泛分布在山东、河南、江苏、云南和四川等地[2]。大蒜采收后通常有2～3个月休眠期，休眠结束后肥厚鳞片内的幼芽开始生长，鳞片逐渐变松、变软、商品性下降[3-4]。蒜瓣休眠是大蒜鳞茎成熟后的生理过程，休眠期的长短直接影响蒜头商品特性和栽培中种瓣的萌动[1]。研发大蒜采收晾干后适宜的贮藏保鲜方法，有利于提升蒜瓣的商品贮藏品质，调节蒜瓣休眠期。【前人研究进展】目前关于大蒜采后休眠期的研究主要集中在延迟和打破蒜瓣休眠两方面[1]，延长蒜瓣休眠期的方法包括高温保存[3-4]、辐照保存[5-6]、气调保鲜[7-8]、化学保鲜剂处理[9-10]等，打破休眠的方法包括低温[4,11]和赤霉素处理[12]等。自发气调包装(Modified atmosphere packaging，MAP)保鲜技术通过选择包装膜自身的透气、透湿等性能来达到调节包装产品呼吸代谢速率，延缓品质衰老，延长保鲜期的目的，作为气调保鲜的一种方式，因其具有对贮藏设备要求更低、操作更简便、成本更低等优点而被广泛应用到果蔬采后保鲜中[13-14]。【本研究切入点】现有研究报道中关于大蒜采后MAP保鲜的研究较少，多偏向于对嫩鲜蒜[15]和蒜米[16]的延长保鲜，且对包装膜的透气性等关键影响因素并未评价。因此本研究选取了5种适宜于果蔬采后贮藏保鲜用的包装膜材料，研究了具有不同O2和CO2气体透过量的包装膜对采后干蒜贮藏过程中蒜瓣品质变化的影响。【拟解决的关键问题】拟通过对干蒜采后MAP结合低温保鲜技术的应用效果研究，探讨该技术对于干蒜采后延迟休眠或打破休眠的技术应用可能性。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂 大蒜：黑水大蒜地方品种，采收于四川省阿坝州黑水县高山春播大蒜种植基地，地处北纬32°4′10″，东经103°17′25″，海拔2800～3000 m，早晚温差大，土壤深厚，为黄壤土。大蒜5月初播种，9月中下旬采收，采收后在室外悬挂晾干一周后转移至室内悬挂保存。于11月底剪去多余假茎、叶片和根，保留蒜头外层完整的膜质鳞片，常温运送至实验室在(0±0.5)℃下预冷后用于后续试验。

聚乙烯(PE)包装膜购于四川兴达塑料有限公司。

1.1.2 主要仪器设备 氧气/二氧化气体分析仪：CheckMate Ⅱ，丹麦Dansensor公司；电热恒温鼓风干燥箱：DHG-9075A，上海齐欣科学仪器有限公司；电子天平：JA31002，上海精天电子仪器有限公司；游标卡尺：上海恒量量具有限公司；包装膜透气性测定仪：Gas-Transmission-Tester GTT，德国Brugger公司。

1.2 试验方法

1.2.1 样品处理 挑选外观无明显病害，大小一致，外层膜质鳞片完整的蒜头用于后续贮藏试验。试验设置和包装袋测定参数见表1。每袋中随机装入2头大蒜后密封包装，包装袋尺寸为25 cm × 25 cm。包装后所有样品于(0±0.5)℃冷库中避光贮藏，每次测定时每处理取出5袋样品共10头蒜用于指标测定。包装袋O2和CO2透过量采用包装膜透气性测定仪测定，测试温度为23 ℃。

表1 试验设置和包装膜测定参数

1.2.2 指标测定 (1)包装袋内氧气和二氧化碳浓度。采用氧气/二氧化碳气体分析仪测定[14]，结果记为每袋样品在包装袋内的O2和CO2浓度。

(2)失重率。采用称重法测定，结果记为每处理样品测定时总重量与初始总重量的百分比。

(3)组织含水率。采用烘干法测定[17]，取10瓣蒜米进行烘干，结果记为烘干后减少质量占鲜重质量的百分比。

(4)芽瓣比。刨开每个蒜瓣测量胚芽长度与瓣长，结果记为每瓣蒜的胚芽与瓣长之间的比值。

(5)腐烂率。统计每处理中产生腐烂的蒜瓣总数与处理中总蒜瓣数量之间的百分比。

(6)腐烂指数。参考史君彦等[18]的方法略作修改。以大蒜表面出现霉变和水渍状腐烂作为果实腐烂的判别依据，按腐烂面积大小划分为5级：0级，无腐烂；1级，果实有1～3个小腐烂斑点；2级腐烂面积小于蒜瓣面积的25 %；3级，腐烂面积小于蒜瓣面积的50 %；4级，蒜瓣腐烂面积大于50 %。腐烂指数(%)=∑(级数×该级个数)/(最高级×总个数)×100。

1.3 数据分析

每处理每次重复测定5袋，共10头蒜，每隔30 d测定1次。包装袋内O2和CO2浓度每处理每次测定5个重复(即5袋样品)，结果取平均值；失重率每处理每次合计5袋测定1个数据值；组织含水率每处理每次从5袋样品中随机取样，测定3组平行，结果取平均值；芽瓣比每处理每次测定5袋样品中所有蒜瓣的数据，结果取平均值；腐烂率和腐烂指数每处理每次统计5袋样品中所有蒜瓣的情况，结果记为1个数据值。测试结果中所有平均值数据误差记为标准误SE。采用SPSS13.0软件进行贮藏时间和处理的两因素线性分析。

2 结果与分析

2.1 包装袋内气体成分变化

大蒜经过不同包装处理后贮藏过程中包装袋内O2和CO2浓度的动态变化情况(图1)表明，5种MAP包装处理在整个贮藏过程中包装袋内的O2和CO2浓度在处理间和贮藏时间上均存在显著差异(P<0.05)。在整个贮藏期内，包装袋内O2和CO2浓度随着包装膜气体透过量参数的递减分别呈显著降低和显著增高的趋势，即整个贮藏期包装袋内O2浓度水平由高到低为处理A>B>C>D>E，CO2浓度水平由低到高为处理A

密封包装袋内的O2和CO2浓度一定程度上反映了袋内果蔬产品的呼吸代谢速率[19]，从上述结果中可见5种MAP包装袋自身的O2和CO2气体透过量参数与贮藏过程中袋内气体成分的浓度比例密切相关，包装袋的气体透过量越高，则袋内的O2(CO2)浓度相对越高(越低)[14,19-20]，表明包装袋的透气性参数对于限制包装袋内贮藏果蔬材料的呼吸速率至关重要。试验结果中B、C、D和E处理在贮藏过程中出现了2次CO2产生的高峰，初步判断为贮藏过程中的呼吸跃变。王淑琴等[15]采用不同厚度和材质的包装膜在0 ℃下贮藏鲜蒜过程中也发现在120 d的贮藏期内出现了2次呼吸高峰，而李瑜等[21]贮藏去皮后蒜米发现其在贮藏1周后出现呼吸峰。各研究中大蒜贮藏过程中呼吸高峰产生时间和强弱上的差异可能与各自所采用的试验材料和贮藏条件不同有关，大蒜属于呼吸跃变型蔬菜，呼吸强度可因组织的的生理状态和贮藏环境温度而变化[4]。相关研究表明，低温贮藏具有打破大蒜鳞茎休眠，促进呼吸增强的作用[4,22]。从图1来看，包装袋透气性越差，贮藏过程中检测到袋内CO2浓度越低，未产生明显的呼吸高峰，这可能与包装袋的透气性强致使贮藏过程中产生的CO2气体快速散发到袋外有关。所有处理贮藏至第60天时CO2浓度快速增高，表明大蒜在MAP包装后于0 ℃下贮藏至60 d呼吸代谢速率加强，该结果与刘淑娴等[23]的研究结果相似。

图1 大蒜MAP贮藏过程中O2和CO2浓度变化Fig.1 Changes in O2 and CO2 concentrations during MAP storage of garlic

2.2 失重率与组织含水率变化

通过测定贮藏过程中各包装处理的失重率(图2)表明，随着贮藏时间的延长，各处理失重率均不同程度的逐渐升高，其中采用网袋包装的对照CK处理失重率升高幅度最明显，从第30天的2.08 %上升到第150天的14.04 %，而其余各MAP包装处理则随着包装膜气体透过量参数的递减呈现小幅度的梯度上升，即包装袋的气体透过量与失重率呈正比，但总体变化均不大，到第150天时MAP包装处理中失重率最高的A处理失重率达4.28 %，表明MAP包装处理有利于降低贮藏过程中大蒜的失重率[23]。

各处理间组织含水率在同一测定时间内均呈现显著差异(P<0.05)，但同一处理在整个贮藏期内差异不显著(P>0.05，图2)。CK处理随着贮藏时间的延长组织含水率逐渐降低，到第120天时比初始值降低2.64 %，显著低于其它5个MAP处理(P<0.05)；而其它MAP处理在整个贮藏期内组织含水率变化不大，表明MAP处理有利于保持贮藏过程中大蒜的组织含水率。

图2 大蒜MAP贮藏过程中失重率和组织含水率变化Fig.2 Changes in weight loss rate and tissue water content rate during MAP storage of garlic

2.3 芽瓣比变化情况

处理间和贮藏时间的两因素线性分析(图3)表明，在整个贮藏期内同一贮藏时间处理间和同一处理不同贮藏时间内试验测试的芽瓣比均呈显著差异(P<0.05)。各处理随着贮藏时间的延长芽瓣比逐渐升高，贮藏后期升高速度比贮藏前期更快，其中第30和60天差异不显著(P>0.05)，其余测定时间均差异显著(P<0.05)。在同一贮藏时间内，对照CK处理、A处理和E处理间差异不显著(P>0.05)，内芽比相对最高(P<0.05)；A、B和D处理间差异不显著(P>0.05)，内芽比次之(P<0.05)；B、C和D处理间差异不显著(P>0.05)，内芽比相对最低(P<0.05)。除E处理外，其它处理贮藏至第150天时内芽比均大于0.65，其中CK处理平均值最高达0.69。胚芽的萌发与否可作为判断商品蒜贮藏质量好坏和休眠结束与否的标志[4,8]，其生长速度的快慢与呼吸代谢速率强弱有关[23]，胚芽的萌发生长代表了休眠的逐渐打破和作为商品蒜贮藏品质的劣变。所有试验处理大蒜在150 d的贮藏期内虽出现了不同程度的胚芽生长，但生长长度均未超过蒜瓣长度，表明所有处理的大蒜从胚芽萌发的角度来看仍具有商品性。受测试样品个体误差和测量误差的影响，芽瓣比测试数据有个别测定值变化规律不合理，但从整体趋势来看，E处理相对增长幅度最低，表明该处理对抑制贮藏过程中胚芽的生长具有较好作用。李勇等[7]对大蒜的气调贮藏(CA)试验表明，随着O2体积分数的递减、CO2体积分数的递增，抑制大蒜发芽和保鲜的效果增强，这与本试验中E处理包装袋内具有较低O2和较高CO2浓度从而一定程度上抑制了蒜瓣胚芽的生长结果类似，表明通过MAP贮藏也能达到类似CA贮藏调节大蒜呼吸代谢速率，抑制胚芽生长的效果。

图3 大蒜MAP贮藏过程中芽瓣比变化Fig.3 Changes in sprout and clove rate during MAP storage of garlic

2.4 腐烂率与腐烂指数情况

腐烂率和腐烂指数直接反映了不同处理大蒜在贮藏过程中的腐烂情况。从图4可见，各处理间贮藏过程中腐烂率和腐烂指数在贮藏前期呈不规律的动态变化，第90天前各处理的腐烂率在2.02 %～11.25 %，这种不规律的变化可能与大蒜样品的个体差异有关。虽然贮藏初期已经对样品进行了挑选，但从外观上并不能完全排除供试样品中存在感染潜伏性病害的个体，从而导致贮藏过程中腐烂率的波动变化。而第120和150天各处理腐烂率和腐烂指数出现了明显的差异，其中处理A腐烂率和腐烂指数上升幅度最快，第150天时腐烂率达65.12 %；B、C和D这3个处理处于第二梯队，腐烂率达22.94 %～31.63 %；E处理和对照CK相对较低，腐烂率分别为14.29 %和11.11 %。腐烂指数的变化趋势与腐烂率相似，但略有不同，到第150天时A处理最高达34.01，C处理次之为19.50，CK、D和E处理相对较低分别为10.80、10.71和9.60。

此外，在试验过程中还拍摄了各处理蒜瓣刨开后的照片。从各处理贮藏至第150天的照片(图5)可见，不同处理蒜瓣的腐烂情况和长根情况存在明显差异。其中处理A和B部分蒜瓣从长根部位开始出现霉变和水渍状腐烂，且腐烂率观察结果与图4的统计结果相一致，A处理腐烂数量和程度明显大于其它处理，而其它几个处理的腐烂情况较轻。供试6个处理中，对照CK蒜瓣基本未长根；而其它MPA包装处理均出现了不同程度的长根，其中E处理长根情况最轻，C和D处理次之，A处理长根情况最严重，从照片中看几乎全部长根。

图4 大蒜MAP贮藏过程中腐烂率和腐烂指数变化Fig.4 Changes in decay rate and decay index during MAP storage of garlic

图5 不同包装处理下大蒜长根的情况Fig.5 Garlic root growth under different packaging treatments

上述结果反映出的贮藏后期MAP处理的腐烂率大于对照CK处理，且A处理的腐烂情况和长根情况最严重，表明了供试的大部分MAP包装处理均不利于长时间大蒜的商品贮藏，这可能与MAP包装后导致包装袋内湿度过大，从而加速了蒜瓣的底部霉变和鳞茎生根有关[3,23]；而E处理蒜瓣腐烂率和腐烂指数与对照CK相近，可能与E处理包装袋气体透过量较低，能够在贮藏过程中维持空间内较高的CO2和较低O2浓度水平，从而通过低温和气调协同作用起到了抑制大蒜贮藏过程中呼吸速率，延缓品质劣变有关[8,23-25]。许建等[8]的研究表明，当气调贮藏CO2浓度达到14 %时，低温气调下大蒜鳞茎的腐烂率较高，且可溶性糖含量下降幅度最大，易诱导发生无氧呼吸，加速组织成熟、衰老。本试验中所有处理贮藏过程中包装袋内CO2浓度均为超过7.5 %，因此并不会产生因包装袋内CO2浓度过高导致的腐烂率加重，导致腐烂加重的主要原因更可能与MAP包装后湿度过大有关。可见在商品蒜延长休眠贮藏过程中控制贮藏环境的湿度对于减少腐烂和抑制生根很重要。如果采用MAP贮藏技术延长商品蒜的休眠期，除了需要挑选适宜的膜透气性参数，从而保障贮藏过程中的气调保鲜作用，还应着重考虑膜的透湿性能减少包装袋内湿度；但如果采用MAP贮藏技术打破蒜的休眠期，则可选择透气性较好的包装膜结合低温进行贮藏，有利于胚芽和根的萌发。

3 结 论

(1)包装袋的气体透过量对贮藏过程中包装袋内O2和CO2浓度具有显著影响(P<0.05)。除处理A以外，其它4个包装处理贮藏过程中包装袋内O2(CO2)浓度变化呈现明显的“缓慢降低(升高)-缓慢升高(降低)-快速降低(升高)-趋于平缓”的趋势，分别出现2个低峰(高峰)值。

(2)MAP包装处理有利于降低贮藏过程中大蒜的失重率和保持大蒜组织含水率，不同包装处理对贮藏过程中大蒜组织含水率具有显著影响(P<0.05)。

(3)随着贮藏时间的延长，试验中6中包装处理的芽瓣比均呈现升高趋势，不同处理间差异显著(P<0.05)，其中E处理在贮藏后期表现出相对较好的抑制胚芽生长效果。

(4)不同处理蒜瓣的腐烂情况和长根情况存在明显差异，所有包装中A处理贮藏后期腐烂率和腐烂指数快速升高，至150 d时腐烂率达65.12 %，而对照CK和E处理相对较低，分别为11.11 %和14.29 %。对照CK贮藏至150 d时基本未长根，而其它MAP包装处理均出现了不同程度的长根，A处理长根情况最严重，E处理最轻。