二氧化氯采前處理對紅富士蘋果的保鮮

趙明慧，饒景萍*，辛付存，夏源苑

(西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

二氧化氯采前處理對紅富士蘋果的保鮮

趙明慧，饒景萍*，辛付存，夏源苑

(西北農(nóng)林科技大學(xué)園藝學(xué)院，陜西 楊凌 712100)

研究采前使用二氧化氯(ClO2)處理在紅富士蘋果冷藏條件下的防腐保鮮效果，探討ClO2對紅富士蘋果的防腐保鮮效果機理。分別用質(zhì)量濃度0、20、50、80mg/L ClO2溶液采前處理“紅富士”蘋果，定期測定果實采后生理指標，并在貯藏末期觀察統(tǒng)計其腐爛指數(shù)。適宜質(zhì)量濃度的ClO2采前處理對果實表面的菌落清除效果較好，可有效抑制冷藏期間果實硬度和可滴定酸含量的下降，降低蘋果呼吸速率、乙烯釋放速率和腐爛指數(shù)，無明顯抑制果實質(zhì)量減少的作用，提高了過氧化物酶(peroxidase，POD)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase，PAL)的活性。通過不同質(zhì)量濃度處理效果的比較，確定適宜的ClO2處理質(zhì)量濃度為50mg/L，此處理條件對紅富士蘋果具有明顯的防腐保鮮效果，可有效延長貯藏期。

紅富士蘋果；二氧化氯(ClO2)；冷藏；采前處理；防腐保鮮

紅富士蘋果采收后易感多種侵染性病害，并長期潛伏，至果實成熟或衰老時發(fā)病為害，造成貯運期間果實大量腐爛[1]。果實在采后貯運過程中，受到如擠壓、振動等機械損傷，破壞了果實天然組織結(jié)構(gòu)，加快了果實衰老的進程，并為微生物侵染提供了機會，使果實腐爛增加，造成蘋果在貯運過程尤其是貯藏后期的嚴重損失[2]。因此，貯藏前處理對防治果實腐爛具有重要意義。

紅富士蘋果目前已成為我國蘋果栽培的主要品種[13]。ClO2對紅富士蘋果的防腐保鮮效果和作用機理國內(nèi)外鮮有報道。鑒于目前采后處理中浸泡設(shè)備不完善，并易使果實遭受機械損傷，本實驗選用采前噴施ClO2溶液的方法研究ClO2對紅富士蘋果防腐保鮮效果和可能的機理，以期為今后“紅富士”蘋果防腐保鮮提供技術(shù)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

紅富士蘋果 陜西省洛川縣某管理良好的農(nóng)家果園；穩(wěn)定性ClO2溶液 西安維綠環(huán)?？萍加邢薰?。

1.2 儀器與設(shè)備

意大利FT-327型硬度計 意大利Breuzzi公司；ETONG-7001型CO2分析儀 江蘇億通電子有限公司；TRACE GCULTRA型氣相色譜儀法 美國GC公司。

1.3 采前處理方法

設(shè)4個處理：ClO2質(zhì)量濃度分別為0(對照)、20、50、80mg/L。處理溶液用ClO2原液與活化劑(檸檬酸)以10:1質(zhì)量比溶解后，加0.05% 吐溫-20為展著劑用蒸餾水定容配制而成，對照為蒸餾水與活化劑以10:1的質(zhì)量比溶解后，加0.05% 吐溫-20配制而成。采果前用手持微型噴霧器將ClO2溶液均勻噴布果面，噴施在傍晚無風(fēng)時進行。單株小區(qū)，重復(fù)3次(每株樹選300個果實進行處理），掛牌標記。果實均勻著藥、滴水為止，每株噴藥約5～6L。以上處理進行兩年，果實于處理翌日(2009年10月13日和2010年10月15日)采摘。挑選大小適中、色澤均勻、無機械傷害和病蟲害、果形端正、成熟度一致的果實，運回實驗室。在2009年10月13日采摘的果實用0.03mm厚，0.5%開孔度的PE保鮮袋包裝，于(0±1)℃、相對濕度85%～90%冷庫中貯藏，每20d取樣測定相關(guān)生理及品質(zhì)指標。入貯后從各處理重復(fù)中分別取100 個果，每20d 統(tǒng)計1次質(zhì)量損失率，出庫時統(tǒng)計腐爛指數(shù)。2010年10月15日采摘的果實用于菌落總數(shù)測定。

在路上，曹操故意讓關(guān)羽和劉備的兩位夫人同住一室。關(guān)羽就一手拿著燭火，一手拿著刀，整夜守在門前，這讓曹操更加欽佩關(guān)羽的為人。

1.4 生理及品質(zhì)指標測定

硬度：采用硬度計(探頭直徑11mm，測定深度8mm)測定；可滴定酸含量：酸堿滴定法測定；呼吸速率：用CO2分析儀，參照董曉慶等[14]方法測定；乙烯釋放速率：用氣相色譜儀法測定，載氣為N2，GDX-502色譜柱，柱溫70℃，進樣口溫度70℃，氫氣0.7kg/cm2，空氣0.7kg/cm2，氮氣1.0kg/cm2，氫火焰離子化檢測器檢測，檢測室溫度150℃；質(zhì)量損失率測定：參照董曉慶等[14]方法；腐爛指數(shù)測定：參照甘瑾等[15]方法；過氧化物酶(peroxidase，POD)活性測定：參照田春蓮等[16]方法；苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase，PAL)活性測定：參照楊書珍等[17]方法。所有測定重復(fù)3次，取平均值。

1.5 菌落總數(shù)測定

分別從4個采前ClO2處理中隨機取10個果實，均勻取果皮(0.1～0.5mm厚)，用于測定果實表面的菌落，重復(fù)3次。再取10個未經(jīng)處理的果實，直接測定菌落總數(shù)，重復(fù)3次。菌落總數(shù)的測定參照GB /T4789.2—2008《食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗》進行。

1.6 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件進行分析，并用SAS分析軟件進行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 ClO2處理對果實菌落去除率的影響

表1 ClO2處理的紅富士蘋果菌落去除率Table 1 Effects of ClO2 treatment on colony clearance rate on‘Red Fuji’apple surface

由表1顯示，果實經(jīng)清水處理，表面菌落去除率為59.34%，80mg/L ClO2處理后，果實表面菌落去除率達到98.45%，各質(zhì)量濃度ClO2處理均對果實表面菌落具有顯著的去除作用(P＜0.05)，50mg/L和20mg/L的處理效果無顯著差異。

2.2 ClO2處理對蘋果果實硬度和可滴定酸含量的影響

圖1 ClO2處理對紅富士蘋果硬度的影響Fig.1 Effects of ClO2 treatment on firmness of‘Red Fuji’apple

由圖1顯示，貯藏期中，所有處理的果實硬度均顯著大于對照(P＜0.05)，其中20mg/L的處理與對照無顯著差異，果實的硬度一直呈下降趨勢。貯藏180d后，對照果實硬度為6.56kg/cm2，50mg/L和80mg/L處理果的硬度分別比對照高3.81%和4.88%，與對照差異顯著(P＜0.05)，兩處理間差異不顯著(P＞0.05)，表明適宜質(zhì)量濃度的ClO2處理可較好保持果實硬度。

由圖2可得，隨著貯藏時間的延長，可滴定酸含量呈下降趨勢，處理果可滴定酸含量均高于對照，其中50mg/L和80mg/L處理的果實可滴定酸含量顯著高于對照(P＜0.05)，但兩者間無差異顯著。貯藏結(jié)束時，50mg/L處理的可滴定酸含量最高，比對照高76%。可見，50mg/L ClO2處理即可保持較高的可滴定酸含量。

2.3 ClO2處理對果實呼吸速率和乙烯釋放速率的影響

圖2 ClO2處理對紅富士蘋果可滴定酸含量的影響Fig.2 Effects of ClO2 treatment on titratable acid content of ‘Red Fuji’ apple

圖3 ClO2處理對紅富士蘋果呼吸速率的影響Fig.3 Effects of ClO2 treatment on respiratory rate of ‘Red Fuji’ apple

圖4 ClO2處理對紅富士蘋果乙烯釋放速率的影響Fig.4 Effects of ClO2 treatment on ethylene production rate of ‘Red Fuji’ apple

由圖3顯示，貯藏期內(nèi)，ClO2處理果的呼吸速率顯著低于對照果。在貯藏至第120天時，對照與處理均出現(xiàn)呼吸高峰，各處理呼吸高峰均低于對照，其中20mg/L處理的呼吸速率最低。處理對果實的呼吸速率具有明顯的抑制作用，表現(xiàn)在顯著降低峰值，而不改變呼吸高峰出現(xiàn)時間。

由圖4可知，貯藏前期果實產(chǎn)生的乙烯量較少，隨著貯藏時間的延長，乙烯釋放速率逐漸上升。在大約100d時達到了乙烯釋放高峰。處理的峰值遠低于對照，50mg/L處理為3.46μL/(kg·h)，比對照小23.1%，且效果最顯著(P＜0.05)。整個貯藏期中，處理果實乙烯釋放變化較對照平緩，適宜質(zhì)量濃度的ClO2處理有抑制果實乙烯生成的作用。

2.4 ClO2處理對果實質(zhì)量損失率和腐爛指數(shù)的影響

由圖5可知，貯藏期間，雖然各處理的質(zhì)量損失率均小于對照，但差異不顯著。在貯藏結(jié)束時，對照果實質(zhì)量損失率為3.62%，3種處理與對照質(zhì)量損失率接近，無顯著差異(P＜0.05)。

腐爛指數(shù)越大，表示果實腐爛越嚴重。由圖6可見，在冷藏6個月后，除20mg/L外，其他處理均顯著低于對照(P＜0.05)，且隨著處理質(zhì)量濃度的升高，腐爛指數(shù)逐漸降低。80mg/L處理的果實腐爛指數(shù)僅為對照的14.02%，說明ClO2處理對果實冷藏期間腐爛指數(shù)的降低有明顯的作用，且在一定范圍內(nèi)質(zhì)量濃度越大效果越好。

圖6 ClO2處理對紅富士蘋果腐爛指數(shù)的影響Fig.6 Effects of ClO2 treatment on decay index of Red Fuji apple

圖5 ClO2處理對紅富士蘋果質(zhì)量損失率的影響Fig.5 Effects of ClO2 treatment on weight loss of Red Fuji apple

2.5 ClO2處理對果實POD和PAL活性的影響

圖7 ClO2處理對紅富士蘋果POD 活性的影響Fig.7 Effects of ClO2 treatment on POD activity of Red Fuji apple

圖8 ClO2處理對紅富士蘋果PAL活性的影響Fig.8 Effects of ClO2 on PAL activity of ‘ Red Fuji’ apple

由圖7顯示，處理和對照的POD活性變化趨勢相似，即先升高后下降。其中，對照在入貯后60d出現(xiàn)高峰，50mg/L處理比對照晚20d出現(xiàn)高峰，且峰值比對照高出24.4%。各處理峰值均顯著高于對照(P＜0.05)。50mg/L處理的POD活性下降較其他處理慢，處理間無顯著差異。這與貯藏末期50mg/L處理的品質(zhì)較好是一致的，在整個貯藏過程中，處理果的POD活性始終高于對照果(P＜0.05)。

由圖8可見，在貯藏期間，果實PAL活性基本呈先上升，達到高峰后又下降的趨勢，在貯藏后期，處理的PAL下降速度比對照慢。對照和處理均在貯藏后100d活性達到最大值，50mg/L處理的峰值比對照高6.17%，處理改變PAL峰值的大小，但未推遲高峰出現(xiàn)的時間。在貯藏末期，處理的PAL活性均高于對照，50 mg/L處理效果最顯著(P＜0.05)。

3 討論與結(jié)論

ClO2能殺死細菌及其他微生物是因為它能快速地控制微生物蛋白質(zhì)的合成，與微生物蛋白質(zhì)中的氨基酸發(fā)生反應(yīng)，使其分解，從而導(dǎo)致細胞死亡[18]。本實驗結(jié)果表明，ClO2處理可顯著去除果實表面的菌落，這與董曉慶等[14]的研究結(jié)果相符。因此，選擇適宜質(zhì)量濃度的ClO2，即可達到較好的菌落去除效果和經(jīng)濟效益。

果實硬度和可滴定酸含量是決定果實品質(zhì)的重要因素。本實驗發(fā)現(xiàn)適宜的ClO2處理可較好的保持果實的硬度，有效延緩可滴定酸含量的下降，這與在杏[10]、獼猴桃[12]上的研究結(jié)果基本一致。試驗中50mg/L處理的效果最顯著，并沒有出現(xiàn)在葡萄[11]上，較高質(zhì)量濃度處理對果實品質(zhì)造成的不利影響，這可能是由于果實種類的差異。

呼吸強度是表示組織新陳代謝大小的標志，隨著呼吸作用時間的延長或呼吸強度的增大，呼吸消耗的有機物質(zhì)增加，果實的品質(zhì)變差，貯藏時間變短。乙烯加速果蔬的成熟衰老，降低耐貯性。本實驗證明適宜質(zhì)量濃度ClO2處理抑制呼吸強度、降低乙烯釋放量的效果較好，這與對油桃[20]、葡萄[21]的處理效果類似。較低濃度的處理可較好地降低果實呼吸速率和乙烯釋放速率可能是由于較高濃度處理對果實內(nèi)部代謝有一定的影響。但各處理果呼吸速率和乙烯釋放速率均低于對照果說明處理對果實代謝的影響不會加速果實衰老腐敗。在果蔬貯運中，由于蛋氨酸等代謝作用而氧化分解為乙烯、二氧化碳等造成果蔬成熟衰老的物質(zhì)，適宜質(zhì)量濃度的ClO2處理可以阻止蛋氨酸分解為乙烯，且破壞已經(jīng)形成的乙烯[19]，對延緩果實的衰老起到一定作用。

許多研究報道ClO2能夠增強植物的抗病性并對果實腐爛有明顯的抑制作用。曾柏全等[11]研究表明，ClO2處理有利于藤捻葡萄的保鮮貯藏 。牛瑞雪等[12]報道適宜質(zhì)量濃度的ClO2處理對獼猴桃果實貯藏后期的腐爛有明顯的抑制作用。本實驗發(fā)現(xiàn)ClO2處理降低了果實在冷藏期間的腐爛程度?？赡茉蚴荂lO2提高果實的抗病能力和抗氧化能力，有效抑制了果實的腐爛變質(zhì)；同時，其具有很強的殺菌能力，能有效殺死微生物[19]。ClO2處理對果實在冷藏期間質(zhì)量損失率的影響不顯著，這與ClO2對青椒[22]的處理效果類似。

POD和PAL是與植物體抗性密切相關(guān)的兩種酶，PAL活性的高低是植物抗病能力大小的重要指標[23]。有研究表明，當(dāng)植物受到病原菌侵害時，POD和PAL的活性升高，抗氧化性加強、木質(zhì)素合成、次生代謝加快，以抵抗病原菌的侵染[24]。結(jié)果表明，在整個貯藏過程中，處理果的POD活性始終高于對照。50mg/L處理的效果最顯著。這表明ClO2處理有效地提高了果實的POD活性，減少了果實內(nèi)的H2O2積累，有效延緩了果實衰老。ClO2處理可以抑制果實PAL 活性的下降，尤其在貯藏后期表現(xiàn)得更為明顯。這說明ClO2處理減少果實腐爛與誘導(dǎo)果實PAL活性的上升有密切關(guān)系。

采前ClO2處理有助于去除果實表面的菌落，顯著降低果實的腐爛程度，但對質(zhì)量損失無明顯效果；ClO2處理延緩了果實硬度下降和可滴定酸含量的損失，降低了果實呼吸速率和乙烯釋放速率，最佳處理質(zhì)量濃度為50mg/L。通過定期測定果實品質(zhì)和統(tǒng)計腐爛率，本實驗認為，在冷藏條件下，ClO2用于紅富士蘋果保鮮的適宜質(zhì)量濃度為50mg/L。

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Fresh-keeping Effect of Pre-harvest Chlorine Dioxide Treatment ofRed FujiApple

ZHAO Ming-hui，RAO Jing-ping*，XIN Fu-cun，XIA Yuan-yuan
(College of Horticulture, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)

The fresh-keeping effect and mechanisms of pre-harvest chlorine dioxide (ClO2) treatment on ‘Red Fuji’ apple were studied.Red Fujiapples were sprayed with 0, 20, 50 mg/L and 80 mg/L ClO2 before harvest. Physiological indicators were measured regularly during storage and decay index was counted in the end. Pre-harvest ClO2 treatment could considerably scavenge colonies on fruit surface, inhibit the decrease in fruit hardness and titratable acid content, reduce respiration rate,ethylene release and decay index and increase the activities of POD and PAL, but have no obvious inhibitory effect on fruit weight loss. The appropriate concentration of ClO2 was 50 mg/L, resulting in an obvious fresh-keeping effect and a considerable prolongation of the shelf life.

Red Fujiapple；chlorine dioxide (ClO2)；cold storage；pre-harvest treatment；preservation

S609.3

A

1002-6630(2011)16-0352-05

2010-11-19

國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項目

趙明慧(1985—)，女，碩士研究生，研究方向為采后生理及貯藏保鮮技術(shù)。E-mail：tnml19850710@163.com

*通信作者：饒景萍(1957—)，女，教授，碩士，研究方向為采后生理及貯藏保鮮技術(shù)。E-mail：dpr0723@163.com