SO2氣態(tài)熏蒸結(jié)合固態(tài)緩釋保鮮劑處理對紅地球葡萄貯藏品質(zhì)的影響*

趙飛，張平，朱志強(qiáng)，農(nóng)紹莊

1(大連工業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧大連，116034)2(國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心，天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津，300384)

紅地球葡萄是世界上產(chǎn)量最大的鮮食葡萄品種［1］，隨著近些年在我國的大力推廣，貯藏量也隨之逐年增加。然而，實(shí)踐證明紅地球葡萄具有耐貯卻不易貯的特點(diǎn)［2］。具體來講，通常使用冷藏結(jié)合SO2類保鮮劑的方式貯藏紅地球葡萄，而紅地球葡萄屬于不耐SO2的品種［3］，保鮮劑的劑量稍大，就會(huì)在貯藏后期產(chǎn)生漂白傷害，并且會(huì)有SO2殘留，劑量稍小，則貯藏后期葡萄果實(shí)腐爛嚴(yán)重。因此，開發(fā)出一種既可延長貯藏時(shí)間又可以減輕漂白傷害的技術(shù)，成為了SO2類保鮮劑貯藏紅地球葡萄急需解決的問題。預(yù)冷前使用SO2氣體熏蒸葡萄果實(shí)，可有效降低來自田間的病菌體，貯藏過程中再結(jié)合適量SO2緩釋保鮮劑，達(dá)到既可以減輕果實(shí)漂白傷害又能夠有效延長貯藏時(shí)間的目的。

1 材料與方法

1.1 材料及處理

供試的“紅地球”葡萄于2012年9月27日采自河北省張家口市，采收后置于內(nèi)襯0.03 mmPE保鮮膜的塑料筐內(nèi)，當(dāng)天運(yùn)回國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津)。挑選色澤度相近，無病蟲害、無霉變的果實(shí)。將整筐置于1 m3的密封塑料帳內(nèi)，通入0.5%的SO2氣體，熏蒸時(shí)間為20 min。熏蒸結(jié)束后于0℃下預(yù)冷24 h。以5 kg/袋，放于內(nèi)襯PE袋的塑料筐中，并在果實(shí)表面放入固體保鮮劑(有效成分焦亞硫酸鈉鹽，含量大于90%)，具體為新型保鮮紙1張(處理Ⅰ)、新型簡化保鮮劑5包(處理Ⅱ)、簡化保鮮劑5包(處理Ⅲ)、紅地球7+1型專用保鮮劑(處理Ⅳ)以及CK(只做熏蒸處理)。各保鮮劑用時(shí)分別用大頭針扎透眼2個(gè)，隨后將各處理葡萄扎緊塑料袋口。于－1～0℃中的保鮮冷庫內(nèi)貯藏，每種處理設(shè)6個(gè)重復(fù)。貯藏過程中定期檢測葡萄果實(shí)的感官指標(biāo)及理化指標(biāo)，以此來評價(jià)各保鮮劑不同使用工藝的保鮮效果。

1.2 試劑與儀器

PE保鮮袋、保鮮劑(有效成分焦亞硫酸鈉鹽，含量大于90%)國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心(天津);硫代巴比妥酸、三氯乙酸、甲醇、Folin-Ciocalteu、兒茶酚、NaH2PO4、Na2HPO4、乙酸鉛等均為分析純。

TA.XT.Plus物性測試儀，英國Stable micro system公司;BP211D型十萬分之一天平，德國塞多利斯公司;GC-2010氣相色譜儀，日本島津公司;GENESYS 5型紫外-可見分光光度計(jì)，美國Thermo公司;D-37520高速冷凍離心機(jī)，德國Heraeus公司;CheckPoint型O2/CO2氣體測定儀，丹麥丹圣公司。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 感官指標(biāo)

漂白指數(shù):以果粒表面漂白斑的面積分為24級，無漂白斑的為0級，漂白小1/24為1級，漂白1/24～2/24為2級，以此類推，漂白22/24～23/24為23級，漂白23/24以上為24級。

漂白斑的面積=1/4π×d2(d為漂白斑的平均直徑)

果粒的表面積=π×D2(D為果粒的平均直徑)

漂白指數(shù)/%=∑漂白級別×個(gè)數(shù)/最高級別×總調(diào)查個(gè)數(shù)×100

1.3.2 生理指標(biāo)

二氧化硫殘留的測定:用打漿機(jī)榨取“紅地球”葡萄果實(shí)汁液，稱取10 g左右，放入500 mL蒸餾瓶中，加入250 mL水和10 mL HCl(1+1)，吸取25 mL乙酸鉛至碘量瓶中，然后連接蒸餾裝置，至碘量瓶中蒸餾液約為200 mL時(shí)，使冷凝管下端離開液面，再蒸餾1 min，用少量水沖洗插入乙酸鉛溶液的裝置部分，取出碘量瓶，依次加入10 mL濃HCl和1 mL淀粉指示液，用碘液滴定至變藍(lán)且在30 s內(nèi)不褪色，同時(shí)做空白試驗(yàn)，每組做3個(gè)重復(fù)［4］。

呼吸強(qiáng)度:在葡萄果穗不同部位剪取小串葡萄，質(zhì)量約500 g后放置密閉容器內(nèi)密封3h后用便攜式O2/CO2測定儀測定容器內(nèi)CO2含量，并計(jì)算呼吸強(qiáng)度，單位為CO2mg/(kg·h)。

硬度:采用英國產(chǎn)TA.XT.Plus物性測定儀測定。每個(gè)處理取10個(gè)果，單位為kg/cm2。測定參數(shù)為:探頭型號P/2，直徑2 mm，測試速度2.00 mm/s;測定深度6 mm;最小感知力5 g。

丙二醛:硫代巴比妥酸比色法［5］。

多酚氧化酶:多酚氧化酶(PPO)活性參照郝再彬方法［6］。

總酚含量:用 Folin-Ciocalteu 試劑法［7］。

1.3.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

圖表的繪制采用Excel軟件，數(shù)據(jù)的差異顯著性分析使用 DPS7.05軟件，運(yùn)用鄧肯式新復(fù)極差法(Duncan’s multiple range test)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對紅地球葡萄腐爛率的影響

如表1所示，在整個(gè)貯藏期內(nèi)，4種處理均有效減輕了葡萄果實(shí)腐爛現(xiàn)象的發(fā)生，但處理間存在差異。在貯藏前期至60 d時(shí)，各處理幾乎無腐爛現(xiàn)象;貯藏至90d時(shí)，對照腐爛率達(dá)到了27.19%，而各處理只出現(xiàn)了輕微的腐爛，顯著低于對照組;90d后，對照和處理Ⅱ果實(shí)腐爛率急劇上升，各處理之間差異性極顯著(P＜0.01);貯藏結(jié)束時(shí)，4種處理腐爛率均達(dá)到了最大值，但均未超過20%，而對照果實(shí)腐爛達(dá)到了93.10%，這說明4種處理均能有效抑制紅地球葡萄的腐爛，各處理腐爛率由高到低依次為:處理Ⅱ、處理Ⅳ、處理Ⅰ、處理Ⅲ。

表1 不同處理對紅地球葡萄腐爛率的影響Table 1 Effects of different treatments on decay rate of red globe grapes

2.2 不同處理對紅地球葡萄漂白率的影響

研究表明，紅地球葡萄屬于SO2敏感型品種［3］，貯藏過程中易受到SO2漂白傷害，極大地影響了其商品價(jià)值?？蒯尡ｕr劑通過緩慢地釋放SO2來有效控制霉菌的產(chǎn)生，達(dá)到長期貯藏的效果。由圖1可以看出，不同保鮮劑處理組果實(shí)的SO2漂白率存在一定差異。貯藏60d前，各處理組均未見漂白傷害，可能是由于SO2的吸收有一個(gè)過程，而后才會(huì)表現(xiàn)出來;60d后，處理Ⅲ漂白率迅速上升，而其他處理組至90d時(shí)漂白率也未超過1%;120d時(shí)，處理Ⅲ、處理Ⅳ與其他兩組處理漂白率差異性顯著，貯藏結(jié)束時(shí)，4種處理果實(shí)的漂白率分別為 7.9%、13.1%、22.2%、17.1%。分析貯藏過程中各處理組漂白率的差異，與保鮮劑的釋放速率有直接關(guān)系。

圖1 不同處理對紅地球葡萄漂白率的影響Fig.1 Effects of different treatments on bleaching rate of red globe grapes

2.3 不同處理對紅地球葡萄硬度的影響

果實(shí)在貯藏過程中，多種細(xì)胞壁降解酶促使細(xì)胞壁物質(zhì)降解引起細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)變化，進(jìn)而引起果實(shí)質(zhì)地的軟化，果實(shí)的硬度是反應(yīng)品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)［8］。圖2顯示果實(shí)在貯藏過程中硬度整體在一定范圍內(nèi)波動(dòng)，比較貯藏前后，各處理果實(shí)硬度均有小幅下降，貯藏120d時(shí)，對照及處理Ⅰ～Ⅳ的果實(shí)硬度值分別較入貯前降低了 37.0%、24.0%、24.9%、25.8%、6.2%，對照果實(shí)硬度值顯著低于處理組(P＜0.05)。貯藏結(jié)束時(shí)，處理Ⅰ、Ⅱ果實(shí)硬度顯著高于處理Ⅲ、Ⅳ。

圖2 不同處理對紅地球葡萄硬度的影響Fig.2 Effects of different treatments on firmness of red globe grapes

2.4 不同處理對紅地球葡萄呼吸速率的影響

果實(shí)采后貯藏過程中仍進(jìn)行著呼吸作用，控制果實(shí)的呼吸作用，使其維持在較低水平，是延長果實(shí)貯藏期的有效途徑［9］。從圖3可知，葡萄果實(shí)呼吸強(qiáng)度在貯藏初期略有上升，32d時(shí)達(dá)到呼吸峰值。隨后呼吸速率迅速下降，貯藏60d時(shí)，對照及處理Ⅰ至Ⅳ的呼吸強(qiáng)度分別為 15.3、6.5、8.2、10.3、10.2 mg/(kg·h)，呼吸速率均降到了最低值，對照及處理之間差異性顯著(P＜0.05);貯藏120d時(shí)，對照果實(shí)呼吸速率明顯高于處理組，而處理組中，以處理Ⅰ的呼吸強(qiáng)度最低。貯藏結(jié)束時(shí)，處理Ⅰ至Ⅳ的呼吸強(qiáng)度分別為 15.7、18.3、13.9、15.2 mg/(kg·h)。處理Ⅰ在整個(gè)貯藏過程中能更有效地將果實(shí)呼吸速率維持在較低水平。

圖3 不同處理對紅地球葡萄呼吸速率的影響Fig.3 Effects of different treatments on respiratory intensity of red globe grapes

2.5 不同處理對紅地球葡萄丙二醛含量的影響

丙二醛是植物衰老過程中膜脂過氧化的產(chǎn)物之一，膜脂過氧化作用使細(xì)胞通透性增加，細(xì)胞內(nèi)容物外滲。通常丙二醛的含量作為果實(shí)衰老進(jìn)程的標(biāo)志。如圖4所示，在整個(gè)貯藏過程中果實(shí)丙二醛含量呈上升趨勢，但不同處理組上升的幅度有差異。貯藏32d時(shí)，MDA含量快速上升，其中對照和處理Ⅲ上升最快;貯藏中期，對照果實(shí)MDA含量繼續(xù)增加，而處理Ⅲ的MDA積累量則始終高于其他處理組;貯藏165d，處理Ⅰ的MDA含量顯著低于其他3組處理(P＜0.05)。從整個(gè)貯藏過程來看，處理組MDA含量明顯低于對照，這說明保鮮劑處理能夠有效地抑制MDA的積累，而處理Ⅰ的效果最好。

圖4 不同處理對紅地球葡萄丙二醛含量的影響Fig.4 Effects of different treatments on MDA content of red globe grapes

2.6 不同處理對紅地球葡萄總酚含量的影響

圖5 不同處理對紅地球葡萄總酚含量的影響Fig.5 Effects of different treatments on total phenols content of red globe grapes

果蔬組織中存在著大量的酚類物質(zhì)，它們與果蔬的色澤發(fā)育、品質(zhì)和風(fēng)味形成、組織褐變、抗逆性和抗病性代謝等作用緊密相關(guān)。由圖5可以看出，酚類物質(zhì)在貯藏過程中整體呈現(xiàn)先下降后在一定范圍內(nèi)波動(dòng)的趨勢。貯藏初期，總酚含量急劇下降。貯藏32～60d，保鮮劑處理能有效促進(jìn)總酚含量的上升，其中處理Ⅰ的上升幅度最大，各處理的差異性顯著(P＜0.05)。60d以后，對照果實(shí)總酚含量快速下降，而處理組變化不大，貯藏120d時(shí)，對照降到了最低值，并且顯著低于處理組(P＜0.05)。貯藏結(jié)束時(shí)，總酚含量從高到低依次為處理Ⅲ、處理Ⅰ、處理Ⅳ、處理Ⅱ。從整個(gè)貯藏期看，處理Ⅰ能較好維持果實(shí)的總酚含量。

2.7 不同處理對紅地球葡萄PPO活性的影響

多酚氧化酶是含銅的氧化酶，存在于植物細(xì)胞質(zhì)體、微體內(nèi)，催化各種酚與氧化反應(yīng)生成醌，同時(shí)也是末端氧化酶的主要部分。果蔬在貯藏過程中出現(xiàn)的組織褐變與組織中的 PPO活性密切相關(guān)［10］。PPO活性是衡量果實(shí)貯藏期間品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。圖6顯示，紅地球葡萄在貯藏過程中PPO活性整體呈現(xiàn)上升趨勢，處理能夠有效地抑制PPO活性的上升，而各處理組對保鮮劑的抑制效果也有較大差異。處理Ⅰ在整個(gè)貯藏期間PPO活性變化較為平緩，處理Ⅱ的PPO活性在60d以后出現(xiàn)急劇上升，貯藏結(jié)束時(shí)PPO活性約為初始值的3倍，而另外2組處理貯藏結(jié)束時(shí)PPO活性較之初始值增加較小。因此，處理Ⅰ可以在貯藏過程中較好地鈍化PPO活性的上升，延緩果實(shí)褐變的進(jìn)程。

圖6 不同處理對紅地球葡萄PPO活性的影響Fig.6 Effects of different treatments on PPO activity of red globe grapes

2.8 不同處理對紅地球葡萄SO2殘留量的影響

葡萄對SO2的吸收主要是通過果梗和穗軸進(jìn)入，繼而轉(zhuǎn)移至漿果內(nèi)部，也有一部分是經(jīng)果實(shí)表面機(jī)械傷口、角質(zhì)層細(xì)微裂口和輕度木栓化的皮孔進(jìn)入［11］。使用SO2類保鮮劑要盡量降低果實(shí)SO2殘留量。由圖7可以看出，各處理葡萄果實(shí)中的SO2殘留量隨著貯藏期的延長而逐漸增加，果實(shí)中的SO2殘留量具有積累效應(yīng)，而且不同時(shí)期SO2的積累速率也有差異。貯藏初期，果實(shí)中的SO2殘留量變化緩慢，各處理無顯著差異(P＞0.05)。貯藏32 d后，處理Ⅲ的果實(shí)SO2積累量快速增加，并且顯著高于其他3組處理，且在120 d后，又出現(xiàn)了一個(gè)快速增加的過程，其他3組處理在貯藏中期果實(shí)中的SO2積累量變化緩慢，但均未超過FDA標(biāo)準(zhǔn)(10×10－6)。貯藏后期，SO2殘留增加較快，其中處理Ⅲ顯著高于其他處理(P＜0.05)。

圖7 不同處理對紅地球葡萄SO2殘留量的影響Fig.7 Effects of different treatments on SO2 residue of red globe grape

3 討論

SO2熏蒸是葡萄采后貯藏中普遍使用的防腐保鮮方法［12］，它不但可有效控制采后貯藏中霉菌的蔓延，而且能降低葡萄的呼吸作用，有效維持果實(shí)的營養(yǎng)和風(fēng)味［13］。SO2用于鮮食葡萄的熏蒸處理時(shí)，SO2的濃度應(yīng)高于抑菌水平，同時(shí)又必須低于葡萄漂白損傷水平［14］，而在SO2類保鮮劑的使用過程中，一直存在著SO2劑量不足造成的腐爛以及SO2過量造成的漂白的矛盾，尤其是對紅地球這類SO2敏感型葡萄果實(shí)更為突出。本實(shí)驗(yàn)中，處理Ⅲ對于病原菌的抑制效果最好，所以后期腐爛率較低，這是因?yàn)樘幚恝竽軌蜥尫泡^高濃度的SO2，所以處理Ⅲ后期的漂白率和SO2殘留量也高于其他處理。

酚類是植物防御體系中重要的組成部分，貯藏初期酚類物質(zhì)迅速下降，可能與周圍環(huán)境的變化有關(guān)，是植物自身的一種應(yīng)激反應(yīng)。貯藏中期，在SO2的刺激下，酚類物質(zhì)變化也不大，可能與PPO活性升高有關(guān)，是PPO氧化酚類底物的結(jié)果，而貯藏后期果實(shí)衰老以及生理代謝失調(diào)等逆境可能是促進(jìn)酚類物質(zhì)再次升高的原因。

果實(shí)在貯藏過程中仍然進(jìn)行著呼吸作用，呼吸作用消耗果實(shí)積累的營養(yǎng)物質(zhì)，因此降低呼吸作用對果實(shí)的貯藏有著重要的意義。本實(shí)驗(yàn)中處理Ⅰ的呼吸作用在整個(gè)貯藏過程始終維持在較低水平。果實(shí)在貯藏過程中原果膠酶和多聚半乳糖醛酸酶作用于原果膠，會(huì)使原果膠轉(zhuǎn)變?yōu)楣z以及果膠酸，果膠會(huì)進(jìn)一步分離，從而引起細(xì)胞變軟［15］。本實(shí)驗(yàn)中果實(shí)的硬度隨貯藏時(shí)間的延長也呈下降的趨勢。

丙二醛是果實(shí)脂質(zhì)過氧化的產(chǎn)物之一，標(biāo)志著植物的衰老進(jìn)程。本實(shí)驗(yàn)表明合適的保鮮劑處理能夠抑制膜脂過氧化進(jìn)程，減緩丙二醛的積累，延緩了果實(shí)的衰老。

綜合感官指標(biāo)、生化指標(biāo)以及安全指標(biāo)，處理Ⅰ能夠更有效地降低腐爛及呼吸作用，減少漂白和SO2殘留的積累，同時(shí)能夠顯著抑制丙二醛含量和PPO活性的上升，對果實(shí)的硬度和總酚含量的保持也有積極的作用，因此確定處理Ⅰ的保鮮效果最好。

［1］ 安紅梅，關(guān)文強(qiáng)，劉興華，等.紅地球葡萄貯藏效果預(yù)測因子初探［J］.中國農(nóng)學(xué)通報(bào)，2007，23(9):176－180.

［2］ 田勇，修德仁.影響紅地球貯運(yùn)保鮮主要因素及其調(diào)控技術(shù)［J］.中外葡萄與葡萄酒，2003，5:29－33.

［3］ 張華云.葡萄采后保鮮技術(shù)及機(jī)理研究［D］.北京:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2002.

［4］ 李文生，馮曉元，郭振忠，等.水果中SO2殘留調(diào)查與衛(wèi)生限量范圍的討論［J］.北方園藝，2008，(3):47－48.

［5］ 郭麗，程建軍，馬瑩，等.青椒冰溫貯藏的研究［J］.食品科學(xué)，2004，25(11):323－325.

［6］ 郝再彬，蒼晶，徐忡.植物生理實(shí)驗(yàn)［M］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2004:50.

［7］ 徐輝艷，孫曉東，張佩君.紅棗汁中總酚含量的福林酚法測定［J］.食品研究與開發(fā)，2009，30(3):126－129.

［8］ 張昆明.葡萄氣調(diào)包裝和高CO2氣體冰溫保鮮機(jī)理與技術(shù)的研究［D］.大連:大連工業(yè)大學(xué)，2011.

［9］ 王文輝，許步前.果品采后處理及貯運(yùn)保鮮［M］.北京:金盾出版社，2009:1－8.

［10］ 曹建康，姜微波，趙玉梅.果蔬采后生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］.北京:中國輕工業(yè)出社，2011:105－106.

［11］ 葛毅強(qiáng)，譚敦炎，張維一，等.SO2對鮮食葡萄采后熏蒸處理的組織解剖研究［J］.西北植物學(xué)報(bào)，1997，17(4):516－521.

［12］ Mustoneon H M.The efficiency of range of sulfur dioxide generating quality of Calmeria table grapes［J］.Australian Journal of Experimental Agriculture，1992，32:389－393.

［13］ 高海燕，劉鄰渭.葡萄采后貯運(yùn)中SO2傷害的研究進(jìn)展［J］.食品發(fā)酵與工業(yè)，2005，31(5):153－157.

［14］ John M H，Tanaka T，Hatanaka K.Sulfur dioxide fumigation of table grapes:relative absorption of SO2by fruit and packages，SO2residues，decay，and bleaching［J］.Am J Enol Vitic，1988，39(2):132－136.

［15］ Wakabayashi K.Changes in cell wall polysaccharides during fruit ripening［J］.Journal of Plant Research，2000，113(3):231－237.