紙袋透氣度對(duì)石榴質(zhì)量及其安全性的影響

李 祥 張 青 張素風(fēng) 周心明 吳養(yǎng)育 張美云

(1．陜西科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，陜西西安，710021;2．陜西科技大學(xué)造紙工程學(xué)院，陜西西安，710021;3．西安市科技局，陜西西安，710061)

紙袋透氣度對(duì)石榴質(zhì)量及其安全性的影響

李 祥1張 青1張素風(fēng)2周心明3吳養(yǎng)育2張美云2

(1．陜西科技大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院，陜西西安，710021;2．陜西科技大學(xué)造紙工程學(xué)院，陜西西安，710021;3．西安市科技局，陜西西安，710061)

以陜西臨潼石榴為研究對(duì)象，選擇3種具有代表性的紙袋，研究了紙袋質(zhì)量對(duì)石榴質(zhì)量及其安全性的影響。結(jié)果表明，紙袋的透氣度對(duì)石榴質(zhì)量有顯著影響。透氣度越大，石榴果實(shí)的單果越重，裂果率越小;果汁中還原糖的含量越高，而可滴定酸的含量越低。但紙袋透氣度越大，果汁重金屬 (Pb、As、Hg)的含量、農(nóng)藥殘留 (氯氰菊酯)量越高，安全性越差。紙袋的透氣度過(guò)大，紙袋抗張指數(shù)、耐破度、撕裂指數(shù)下降，達(dá)不到套袋的目的，故選擇適當(dāng)透氣度的石榴紙袋，是實(shí)施石榴套袋栽培技術(shù)的關(guān)鍵。

石榴;紙袋;質(zhì)量;安全性

水果套袋栽培技術(shù)是目前我國(guó)生產(chǎn)無(wú)公害水果、擴(kuò)大果品外銷(xiāo)、保持果業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要措施［1］。套袋對(duì)石榴外在、內(nèi)在質(zhì)量的影響已有報(bào)道［2-4］，而套袋對(duì)石榴安全性 (果實(shí)中重金屬［5］、農(nóng)藥殘留)的影響鮮見(jiàn)報(bào)道。本課題在西安市科技局的大力支持下，于2008—2009年對(duì)陜西臨潼石榴進(jìn)行套袋栽培實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明，在紙袋所有質(zhì)量指標(biāo)中，紙袋透氣度對(duì)石榴質(zhì)量影響最大。紙袋透氣度是表征紙袋內(nèi)石榴果實(shí)所處的微環(huán)境與紙袋外 (大氣)氣體交換的能力的主要指標(biāo)，透氣度越大，越有利于石榴的生長(zhǎng)，但透氣度大的紙袋，纖維之間結(jié)合力下降，紙袋的抗張指數(shù)、耐破度、撕裂指數(shù)下降，在套袋過(guò)程中可能發(fā)生破裂現(xiàn)象，起不到套袋的作用。本研究旨在為國(guó)家制定石榴果袋質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及為果袋生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)滿(mǎn)足生產(chǎn)需要的石榴紙袋提供理論依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

石榴果實(shí)采自西安市臨潼區(qū)石榴研究所石榴標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)示范園，該園建于1990年，總面積為5．5 hm2，栽種植株500棵，品種為凈皮甜石榴，該石榴園海拔450～480 m，年均氣溫為13．5℃，年均降雨量為553．3 mm，無(wú)霜期219天。

單層灰色紙袋 (200 mm×220 mm)，分別取自戶(hù)縣紙業(yè)有限公司、四川綠果林制袋有限公司、山東萊陽(yáng)古柳彩果果袋廠;NaOH、葡萄糖、3，5-二硝基水楊酸、丙三醇及硝酸為西安試劑公司產(chǎn)品。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

在實(shí)驗(yàn)園內(nèi)，按東、南、西、北、中5個(gè)方位，每個(gè)方位隨機(jī)選擇5棵生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)基本一致的石榴樹(shù)，分別套1/4的戶(hù)縣單層紙袋、1/4的四川單層紙袋，1/4的山東單層紙袋，其余1/4不套袋作為對(duì)照。要求各種處理盡可能地分布均勻。每年6月底套袋，9月初采摘未套袋石榴果實(shí);9月中旬采摘套單層紙袋的石榴果實(shí)。

使用分析天平測(cè)定石榴果實(shí)單果質(zhì)量;按下面公式計(jì)算石榴果實(shí)著色指數(shù)，著色指數(shù)=果皮著色面積/果皮總面積 ×100%;可滴定酸測(cè)定按 GB/T 12293—1990進(jìn)行測(cè)定;還原糖含量按DNS光度法測(cè)定;Pb、As、Hg含量按NY 609—2002進(jìn)行測(cè)定;氯氰菊酯含量按照GB16333—1996進(jìn)行測(cè)定;紙袋各種指標(biāo)按DB61/292—2005測(cè)定。于未套袋石榴果實(shí)的，而裂果率明顯小于未套袋石榴果實(shí)的，其原因是套袋石榴果實(shí)的生長(zhǎng)期較長(zhǎng)，套袋石榴成熟期比未套袋石榴成熟期推后10天左右 (未套袋石榴采摘期為每年的9月初，而套紙袋石榴采摘期為9月中旬)，陜西臨潼每年8月至9月初處于高溫季節(jié)，空氣濕度相對(duì)較小，此時(shí)未套袋石榴果實(shí)表皮水分蒸發(fā)速度 (蒸騰作用)大于果實(shí)內(nèi)部水分向果皮表面的輸送速度，石榴果實(shí)表面易粗糙，甚至出現(xiàn)裂紋，而套袋石榴處于果袋形成的高濕環(huán)境中，果實(shí)正常生長(zhǎng)，表皮不出現(xiàn)裂紋，9月中旬，氣溫下降，除袋后也不易出現(xiàn)裂果。

套袋石榴處于果袋的保護(hù)下，免受樹(shù)葉摩擦、農(nóng)藥刺激，果面光滑圓潤(rùn)，光潔發(fā)亮。

套袋石榴果實(shí)著色指數(shù)、裂果率、果面光潔度基本一致，而單果質(zhì)量隨著果袋透氣度的增大而增加，其原因是透氣度越大，果實(shí)與外界的氣體交換速率越高，果實(shí)吸收來(lái)自葉子光合作用的營(yíng)養(yǎng)物越多，果實(shí)越大。

2.1.2 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)內(nèi)在質(zhì)量的影響

按東、南、西、北、中5個(gè)方位各隨機(jī)選擇5棵生長(zhǎng)健壯、長(zhǎng)勢(shì)基本一致的石榴樹(shù)。每個(gè)實(shí)驗(yàn)果樹(shù)按照東、南、西、北、中分別采摘10個(gè)套戶(hù)縣、四川、山東紙袋及未套袋石榴果實(shí)，從中分別隨機(jī)取100個(gè)石榴果實(shí)，每個(gè)石榴果實(shí)取1/8籽粒進(jìn)行壓榨取汁，測(cè)定果汁中的還原糖、可滴定酸含量，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

2 結(jié)果與討論

2.1 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)質(zhì)量的影響

2.1.1 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)外觀質(zhì)量的影響

每個(gè)實(shí)驗(yàn)果樹(shù)按照東、南、西、北、中分別采摘10個(gè)套戶(hù)縣、四川、山東紙袋及未套袋石榴果實(shí)，測(cè)定單果質(zhì)量，觀察色澤、表面光滑度、統(tǒng)計(jì)裂果數(shù)量、計(jì)算裂果率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

由表1可以看出，套袋石榴果實(shí)單果質(zhì)量明顯大

表1 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)外觀質(zhì)量的影響

表2 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)內(nèi)在質(zhì)量的影響

由表2可以看出，套袋石榴果實(shí) (果汁)還原糖含量低于未套袋石榴果實(shí);套袋石榴紙袋的透氣度

越大，果實(shí)中還原糖含量越高，可滴定酸含量越低。其原因是:①套袋后果袋內(nèi)的高濕環(huán)境降低了果實(shí)的蒸騰作用，直接或間接地減少了同化物向果實(shí)的輸入;②套袋后果袋內(nèi)的高溫環(huán)境影響了果實(shí)內(nèi)同化物代謝及運(yùn)轉(zhuǎn)酶的活性，導(dǎo)致套袋果實(shí)的庫(kù)強(qiáng)低于未套袋果實(shí)的庫(kù)強(qiáng)，果實(shí)庫(kù)強(qiáng)降低伴隨著葉片光合速率的下降［6-7］;③套袋微環(huán)境中的弱光因子導(dǎo)致果實(shí)葉綠素含量顯著減少，光合作用能力幾乎喪失，向果肉輸送的果皮同化產(chǎn)物幾乎為零;而且果皮所需的光合產(chǎn)物全部由葉供應(yīng)，加劇了果實(shí)庫(kù)之間對(duì)葉同化產(chǎn)物的競(jìng)爭(zhēng)，使分配到果肉的光合產(chǎn)物占整個(gè)果實(shí)的比例下降［8］。紙袋透氣度越大，果袋與外界氣體交換的能力越強(qiáng)，果實(shí)由葉產(chǎn)生的光合作用的產(chǎn)物越多。

套袋石榴果實(shí) (果汁)可滴定酸含量高于未套袋石榴果實(shí);套袋果實(shí)紙袋的透氣度越大，果實(shí)中可滴定酸含量越低。其原因是套袋造成袋內(nèi)石榴果實(shí)微環(huán)境溫度增高，過(guò)氧化物酶活性增強(qiáng)，呼吸作用增大，呼吸過(guò)程中糖轉(zhuǎn)化成酸［9］。紙袋透氣度越小，果袋與外界氣體交換的能力相對(duì)越弱，果袋內(nèi)溫度、濕度相對(duì)越高，過(guò)氧化物酶的活性相對(duì)越高，糖轉(zhuǎn)化成酸的能力越強(qiáng)。

2.2 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)安全質(zhì)量的影響

2.2.1 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)重金屬含量的影響

每個(gè)實(shí)驗(yàn)果樹(shù)按照東、南、西、北、中分別采摘10個(gè)套戶(hù)縣、山東、四川紙袋及未套袋石榴果實(shí)，從中分別隨機(jī)取100個(gè)石榴果實(shí)，每個(gè)石榴果實(shí)取1/8籽粒進(jìn)行榨汁，稱(chēng)取2．000 g石榴汁于聚四氟乙烯消化管中，加入2 mL HNO3在控溫板 (86℃)上預(yù)消化1 h，再加入1 mL H2O2、2 mL蒸餾水，放入微波消化儀中，使用等離子體耦合直讀發(fā)射光譜儀測(cè)定石榴汁中Pb、As含量，使用雙道原子熒光光度儀測(cè)定石榴汁中Hg含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)重金屬含量的影響

由表3可以看出，套袋石榴果實(shí)中重金屬 (Pb、Hg、As)含量低于未套袋石榴果實(shí)，且隨著紙袋透氣度的增加，重金屬含量增大。其原因是果實(shí)中重金屬主要來(lái)源于土壤，根系是植物吸收金屬的主要部位，果實(shí)對(duì)重金屬的吸收與果實(shí)的蒸騰作用有關(guān)［10］，果實(shí)蒸騰作用的能力越強(qiáng)，果實(shí)中重金屬的含量越高。

陜西臨潼石榴重金屬 (Pb、Hg、As)含量低于國(guó)家無(wú)公害石榴標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到無(wú)公害石榴標(biāo)準(zhǔn);套袋紙透氣度≤4．64 μm/(Pa·s)紙袋的石榴重金屬含量低于國(guó)家綠色果品標(biāo)準(zhǔn)，達(dá)到綠色石榴生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)農(nóng)藥殘留量的影響

為確定農(nóng)藥殘留的測(cè)定范圍，從2008年開(kāi)始，就對(duì)實(shí)驗(yàn)園采用跟蹤調(diào)查的方式，調(diào)查實(shí)驗(yàn)園農(nóng)藥的使用情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)驗(yàn)園未使用國(guó)家禁用農(nóng)藥，結(jié)合實(shí)驗(yàn)條件，本研究重點(diǎn)測(cè)定了石榴果實(shí)中氯氰菊酯的含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 紙袋透氣度對(duì)石榴果實(shí)農(nóng)藥殘留量的影響

由表4可以看出，套袋石榴果實(shí)中農(nóng)藥殘留(氯氰菊酯)量低于未套袋的，且隨著紙袋透氣度的增加，農(nóng)藥殘留增大，表明農(nóng)藥殘留是由農(nóng)藥分子遷移到石榴果實(shí)表面的量決定的。陜西臨潼石榴農(nóng)藥殘留 (氯氰菊酯)量低于國(guó)家綠色石榴標(biāo)準(zhǔn)中的殘留量。

由分析看出，紙袋的透氣度越大，越有利于石榴生長(zhǎng)，但透氣度過(guò)大，石榴中重金屬含量、農(nóng)藥殘留量越大，石榴果實(shí)不易達(dá)到國(guó)家綠色果品要求。為了生產(chǎn)綠色石榴，果袋透氣度應(yīng)≤4．64 μm/(Pa·s)

2.3 套袋前后紙袋質(zhì)量變化趨勢(shì)分析

套袋前分別從戶(hù)縣、四川、山東單層石榴紙袋中隨機(jī)取50個(gè)紙袋，石榴采摘后，再分別收集50個(gè)紙袋，按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果見(jiàn)表5。

由表5可以看出，石榴紙袋紙張透氣度越大，縱向抗張指數(shù)、耐破度、縱向撕裂指數(shù)越小。這是因?yàn)?，透氣度大的紙張，紙纖維粗，纖維與纖維之間形成氫鍵的數(shù)量減少，結(jié)合力下降。在打漿度基本相同的情況下，針葉木漿纖維粗大，以它為原料制成的紙袋，透氣度大;草漿纖維細(xì)小，以它為原料制成的紙袋透氣度小;闊葉木漿纖維介于針葉木漿與草漿之間，以它為原料制成的紙袋，透氣度介于兩者制成的紙袋之間［11-12］。

石榴紙袋的透氣度越小，縱向抗張指數(shù)、耐破度、撕裂指數(shù)越大，經(jīng)過(guò)一個(gè)果季，紙袋的破裂率越小;透氣度越小的紙袋 (如戶(hù)縣袋)，經(jīng)過(guò)一個(gè)果季后，透氣度變化越大，其可能原因是，在套袋過(guò)程中，紙袋經(jīng)過(guò)風(fēng)吹雨淋，紙纖維對(duì)填料的附著力下降，填料丟失，纖維與纖維之間的縫隙增大。

表5 套袋前后紙袋質(zhì)量變化分析

透氣度 1．90 μm/(Pa·s)、4．64 μm/(Pa·s)的紙袋，經(jīng)過(guò)一個(gè)果季后，破裂率基本相同，均小于透氣度 12．12 μm/(Pa·s)的紙袋。

3 結(jié)論

石榴套袋紙的透氣度是衡量紙袋內(nèi)環(huán)境與外環(huán)境(大氣)交換能力的指標(biāo)，對(duì)石榴質(zhì)量有顯著的影響，一方面，紙袋透氣度越大，石榴內(nèi)在質(zhì)量越好，石榴果實(shí)中重金屬的含量、農(nóng)藥殘留量越大 (可能不超標(biāo))，安全性下降;另一方面，紙袋的透氣度越大，紙袋抗張指數(shù)、耐破度、撕裂指數(shù)越小，紙袋經(jīng)過(guò)一個(gè)果季后，紙袋在田間經(jīng)過(guò)風(fēng)吹日曬后，紙袋破裂的可能性越大。因此，選擇適當(dāng)透氣度的果袋是石榴安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。

我國(guó)已制訂了蘋(píng)果、香蕉、葡萄、柑橘等水果果袋的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，石榴果袋標(biāo)準(zhǔn)尚未制定，從本課題的研究可以看出，結(jié)合石榴質(zhì)量、安全性及果袋破裂率等方面綜合考慮，陜西臨潼透氣度4．64 μm/(Pa·s)左右的果袋基本可以滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。

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The Effect of the Permeability of Paperbag on the Quality and Safety of Pomegranate

LI Xiang1，*ZHANG Qing1ZHANG Su-feng2ZHOU Xin-ming3WU Yang-yu2ZHANG Mei-yun2
(1．College of Chemistry and Chemical Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi'an，Shaanxi Province，710021;2 College of Papermaking Engineering，Shaanxi University of Science and Technology，Xi'an，Shaanxi Province，710021;3．Xi'an Science and Technology Bureau，Xi'an，Shaanxi Province，710061)

Three kinds of representational paperbags were used to study the effect of permeability of paperbag on the quality and safety of the pomegranates which are growing in Lintong city，Shaanxi province．The results showed that permeability of paperbag effects the quality and safety of pomegranate remarkably．The permeability of paperbag is greater，the weight of pomegranate fruit is heavier，the cracking rate of pomegranate is lower．The reducing sugar in pomegranate juice is lower，and the titratable acid content is higher．The safety of pomegranate is worser，if the content of heavy metal(Pb，As，Hg)and residual pesticides(Cypermethrin)are higher．However，if the permeability of paperbag is too high，the tensile index，bursting and tear index of paperbag decrease，which can not reach the purpose of bagging．So choosing appropriate permeability of paperbag is the key in the pomegranate bagging cultivation．

pomegranate;paperbag;quality;safety

TS761．3

A

0254-508X(2012)04-0011-04

李 祥先生，博士;主要從事蘋(píng)果安全及天然產(chǎn)物化學(xué)研究工作。

(*E-mail:lixiang@sust．edu．cn)

2011-08-23(修改稿)

陜西省13115項(xiàng)目 (2010 ZKC09-5);西安市科技局項(xiàng)目 (NC09040-7);咸陽(yáng)市科技局項(xiàng)目 (XK0805-2);陜西省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目;陜西省科技廳科技攻關(guān)項(xiàng)目 (2010K01-083)。

(責(zé)任編輯:趙旸宇)