氣體ClO2對‘華優(yōu)’獼猴桃采后生理及貯藏品質(zhì)的影響

薛 敏，高貴田*，張思遠，魏 雪，耿鵬飛

（陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710062）

氣體ClO2對‘華優(yōu)’獼猴桃采后生理及貯藏品質(zhì)的影響

薛 敏，高貴田*，張思遠，魏 雪，耿鵬飛

（陜西師范大學(xué)食品工程與營養(yǎng)科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710062）

研究氣體ClO2對獼猴桃采后生理及貯藏品質(zhì)的影響，以‘華優(yōu)’獼猴桃果實為材料，果實采后貯藏于（0±0.5）℃冷庫，用0.5、2.5、12.5 mg/L氣體ClO2分別處理30、60 min。在貯藏期間，每15 d取樣，對果實硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、呼吸強度、過氧化物酶（POD）活性、VC含量、可溶性蛋白質(zhì)含量等指標進行測定。結(jié)果表明，適宜的氣體ClO2處理可以延緩‘華優(yōu)’獼猴桃果實硬度的下降，抑制果實呼吸強度及POD活性，并保持可滴定酸、可溶性固形物、可溶性蛋白質(zhì)、VC、總酚、類黃酮、花青素含量，對果皮顏色無影響。氣體ClO2質(zhì)量濃度2.5 mg/L、處理時間60 min時對‘華優(yōu)’獼猴桃的貯藏保鮮效果最佳。氣體ClO2可以有效抑制‘華優(yōu)’獼猴桃果實的采后生理變化，保持果實貯藏品質(zhì)。

獼猴桃；氣體ClO2；采后生理；貯藏品質(zhì)

獼猴桃（Actinidia chinensis）屬于獼猴桃科（Actinidiaceae）獼猴桃屬植物，具有多種營養(yǎng)成分和功能保健因子，因此越來越受到人們的重視［1-2］。獼猴桃果實屬于呼吸躍變型，采后果實后熟軟化進程迅速，不耐貯藏［3］，同時由于受到田間、運輸?shù)忍庪s菌的污染，導(dǎo)致貯藏性差損失大，成為影響獼猴桃產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個關(guān)鍵因素。目前，在獼猴桃貯藏過程中，常用的保鮮劑有1-甲基環(huán)丙烯、臭氧、鈣處理、二氧化硫［4-5］等，雖然貯藏保鮮效果較好，但都存在條件不易控制、易產(chǎn)生無氧呼吸及影響果實品質(zhì)等弊端。

二氧化氯（ClO2）是一種強氧化劑及殺菌劑，其比氯氣更穩(wěn)定且氧化能力更強，是目前常用的氯制劑最理想的替代品，具有高效、廣譜、安全無殘留的特點［6-8］。美國食品藥品監(jiān)督管理局于1988年批準將ClO2應(yīng)用于果蔬的清洗［9］。國內(nèi)外已有報道表明ClO2對獼猴桃［10］、青椒［11］、草莓［12］、杏［6］、藍莓［13］等具有貯藏保鮮效果。但這些研究多局限于固態(tài)和液態(tài)的穩(wěn)定化ClO2，而氣體ClO2在果蔬貯藏保鮮方面應(yīng)用的研究很少。與液態(tài)ClO2相比，氣態(tài)ClO2更具有穿透性［14］，同時能節(jié)約噴灑液體的勞動力、降低貯藏空間的濕度以降低霉爛的風(fēng)險。相關(guān)研究表明氣體ClO2對蘋果［9］、番茄［15］具有較好的貯藏保鮮效果，但其在獼猴桃貯藏保鮮中的應(yīng)用鮮見報道。故本研究以‘華優(yōu)’獼猴桃為材料，將氣體ClO2作為保鮮劑應(yīng)用于獼猴桃貯藏過程中，探索氣體ClO2保鮮的最佳質(zhì)量濃度范圍與時間，研究氣體ClO2對獼猴桃采后生理及貯藏品質(zhì)的影響，以期為獼猴桃貯藏保鮮開辟新方法。

1　材料與方法

1.1材料與試劑

‘華優(yōu)’獼猴桃采自陜西省周至縣，采后當天運回實驗室，挑選大小與成熟度均一（晚采收，于2013年10月11日采摘，果實的果肉硬度為6.1 kg/cm2，可溶性固形物含量為8.8%）、無病害、無機械損傷的果實，預(yù)冷后置于貯溫（0±0.5）℃、相對濕度85%～90%的冷庫備用。

ClO2緩釋劑 天津張大科技有限公司；其他試劑均為分析純。

1.2方法

1.2.1氣體ClO2的產(chǎn)生

氣體ClO2經(jīng)ClO2緩釋劑釋放所得，根據(jù)測定緩釋劑釋放規(guī)律來確定實驗所用氣體ClO2質(zhì)量濃度。稱取0.2 g ClO2緩釋劑與裝有吸收液（5 mL 10% KI和2 mL 1 mol/L H2SO4）溶液的小燒杯同時置于密閉容器中，迅速向緩釋劑中加入400 μL常溫蒸餾水于密封容器內(nèi)釋放，待其釋放10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120 min，采用丙二酸-碘量法［16］測定ClO2釋放量，如公式（1）所示：

式中：m為ClO2釋放率/%；c1為硫代硫酸鈉標準溶液的濃度/（mol/L）；V1為試樣所消耗硫代硫酸鈉標準溶液的體積/mL；13.49為1 mol硫代硫酸鈉與13.49 mg ClO2當量。

根據(jù)測定緩釋劑釋放氣體ClO2的釋放量觀察規(guī)律，最終計算實驗所需相應(yīng)質(zhì)量濃度氣體ClO2對應(yīng)稱取ClO2緩釋劑的質(zhì)量，如公式（2）所示：

式中：n為稱取ClO2緩釋劑質(zhì)量/g；C2為氣體ClO2質(zhì)量濃度/（mg/L）；V2為密封處理空間的體積/m3；m1為完全釋放時ClO2釋放率/%。

1.2.2氣體ClO2處理方法

將‘華優(yōu)’獼猴桃果實分裝于體積為1 m3的氣調(diào)帳中，稱取質(zhì)量為7.15、35.77、178.83 g的ClO2緩釋劑于密封氣調(diào)帳中釋放60 min，氣體ClO2的質(zhì)量濃度達到0.5、2.5、12.5 mg/L分別對獼猴桃處理30、60 min，帳內(nèi)設(shè)有2 臺風(fēng)機混勻氣體，每個處理設(shè)3 個平行。處理后撤去氣調(diào)帳，樣品置于貯溫（0±0.5）℃、相對濕度85%～90%的冷庫貯藏。每隔15 d取樣對果實各生理生化指標進行測定，每次取果8～10 個，重復(fù)3 次。

1.2.3指標測定［17-18］

硬度：采用硬度計法測定；總可溶性固形物（total soluble solid，TSS）含量：采用折光儀法測定；果皮顏色：采用色差儀法測定；可滴定酸含量：采用NaOH滴定法測定；VC含量：采用2，6-二氯靛酚法測定；呼吸強度：采用靜置法測定；可溶性蛋白質(zhì)含量：采用考馬斯亮藍法測定；總酚、類黃酮、花青素含量：采用紫外-可見分光光度計法測定；過氧化物酶（peroxidase，POD）活性：采用愈創(chuàng)木酚法測定。

1.3數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.0進行數(shù)據(jù)分析、Origin 8.0作圖。

2　結(jié)果與分析

2.1氣體ClO2緩釋劑釋放規(guī)律的研究

圖1　氣體ClO2緩釋劑釋放規(guī)律Fig.1 Release pattern of chlorine dioxide gas in asustained-release formulation

從圖1可知，隨著釋放時間的延長，氣體ClO2釋放率逐漸增加，緩釋劑釋放0～30 min時，氣體ClO2釋放率迅速上升，在釋放30 min后氣體ClO2釋放率緩慢增加，緩釋劑釋放60～120 min時，氣體ClO2釋放率趨于平穩(wěn)，故本實驗選擇釋放60 min為緩釋劑釋放終點，釋放率為6.99%，此結(jié)果作為確定氣體ClO2質(zhì)量濃度的依據(jù)。

2.2氣體ClO2處理對獼猴桃果實采后呼吸強度的影響

由圖2可知，在貯藏期間氣體ClO2使獼猴桃果實呼吸強度低于對照，其能夠抑制獼猴桃果實的呼吸強度。獼猴桃果實的呼吸強度隨著貯藏時間延長呈下降趨勢，貯藏前期，果實的呼吸強度迅速下降，特別是2.5 mg/L氣體ClO2處理60 min、12.5 mg/L氣體ClO2處理30 min與60 min對果實的呼吸強度有顯著的抑制作用（P＜0.05），15 d后呼吸強度下降緩慢趨于平穩(wěn)，但處理組果實仍小于對照。經(jīng)各個質(zhì)量濃度及時間的處理在貯藏期間獼猴桃采后呼吸強度下降，表明氣體ClO2對獼猴桃果實采后呼吸有抑制作用，結(jié)合生產(chǎn)實際以2.5 mg/L氣體ClO2處理60 min效果最為理想。

圖2　氣體ClO2處理對獼猴桃采后呼吸強度的影響Fig.2 Effects of chlorine dioxide gas treatments on respiration rate of kiwifruit

2.3氣體ClO2處理對獼猴桃硬度的影響

圖3　氣體ClO2處理對獼猴桃硬度的影響Fig.3 Effects of chlorine dioxide gas treatments on fi rmness of kiwifruit

從圖3可知，在貯藏期間，氣體ClO2使獼猴桃果實硬度高于對照，氣體ClO2能夠維持獼猴桃果實硬度。獼猴桃果實硬度隨貯藏時間延長而降低。在貯藏初期，各個處理組與對照果實的硬度均下降較快，貯藏15 d時，各個處理的果實硬度均高于對照組，除0.5 mg/L氣體ClO2處理30 min與60 min和對照無顯著差異，其他均與對照存在顯著差異（P＜0.05），尤其是2.5 mg/L氣體ClO2處理60 min對獼猴桃果實硬度的維持作用最顯著；在貯藏后期，各個處理組及對照硬度均下降緩慢，對照組及0.5 mg/L氣體ClO2處理30 min和60 min所處理果實硬度均降至0 kg/cm2，其他各個處理均高于對照組，質(zhì)量濃度為12.5 mg/L氣體ClO2處理30 min和60 min的樣品硬度較其他處理組硬度下降快。在貯藏期間，適宜的氣體ClO2處理對獼猴桃果實硬度有維持作用，過高質(zhì)量濃度氣體ClO2處理對果實硬度維持效果較差，以2.5 mg/L氣體ClO2處理60 min效果最為理想。

2.4氣體ClO2處理對獼猴桃POD活性的影響

圖4　氣體ClO2處理對獼猴桃POD活性的影響Fig.4 Effects of chlorine dioxide gas treatments on POD activity of kiwifruit

由圖4可知，貯藏初期果實的POD活性呈現(xiàn)為下降趨勢，從貯藏30 d至貯藏期結(jié)束時開始上升，但均低于對照，除0.5 mg/L ClO2處理30 min和60 min的樣品，其他各個處理POD活性均與對照存在顯著性差異（P＜0.05）。經(jīng)各個質(zhì)量濃度和時間的處理，在貯藏后期獼猴桃果實相比對照POD活性下降，表明氣體ClO2對獼猴桃果實在貯藏后期的POD活性有抑制作用，一定程度上延緩了獼猴桃果實的衰老，以12.5 mg/L ClO2處理30 min效果最為理想。

2.5氣體ClO2處理對獼猴桃VC含量的影響

圖5　氣體ClO2處理對獼猴桃VC含量的影響Fig.5 Effects of chlorine dioxide gas treatments o n VC content of kiwifruit

從圖5可知，在貯藏期間，獼猴桃果實中的VC含量隨時間延長呈下降趨勢，貯藏30 d，獼猴桃果實中VC含量逐漸下降，除12.5 mg/L氣體ClO2處理30 min及60 min的樣品，其他各組均高于對照；在貯藏45 d，12.5 mg/L處理30 min及60 min的樣品中VC含量與對照相比顯著降低（P＜0.05），其他處理組獼猴桃果實VC含量稍低于對照但無顯著差異。結(jié)果表明，適宜的氣體ClO2處理對獼猴桃果實中VC含量有維持作用影響較小，過高質(zhì)量濃度的氣體ClO2處理會減少果實中VC含量，以2.5 mg/L氣體ClO2處理60 min效果最為理想。

2.6氣體ClO2處理對獼猴桃可溶性蛋白質(zhì)含量的影響

圖6　氣體ClO2處理對獼猴桃可溶性蛋白質(zhì)含量的影響Fig.6 Effects of chlorine dioxide gas treatments on soluble protein content of kiwifruit

由圖6可知，在貯藏期間，獼猴桃果實中的可溶性蛋白質(zhì)含量隨時間延長呈上升趨勢，氣體ClO2處理使獼猴桃果實可溶性蛋白質(zhì)含量高于對照。貯藏前期，獼猴桃果實中可溶性 蛋白質(zhì)含量緩慢上升；貯藏后期，獼猴桃果實中可溶性蛋白質(zhì)含量迅速上升，經(jīng)氣體ClO2處理的樣品可溶性蛋白質(zhì)含量均顯著高于對照（P＜0.05），過低及過高質(zhì)量濃度的處理效果均不顯著。結(jié)果表明，適宜的氣體ClO2處理對獼猴桃果實中可溶性蛋白質(zhì)含量有較好的保留作用，以2.5 mg/L ClO2處理30 min效果最為理想。

2.7氣體ClO2處理對獼猴桃TSS、可滴定酸、總酚、花青素及類黃酮含量的影響

由表1可知，在貯藏前期各處理組的樣品中可滴定酸含量均大于對照，45 d時，12.5 mg/L ClO2處理60 min低于對照，其余處理均無顯著差異。TSS含量在貯藏期間變化不大，45 d時各處理的TSS含量要稍低于對照，但無顯著差異。說明適宜的氣體ClO2處理對獼猴桃果實中可滴定酸和TSS含量有一定的保留與維持作用。

總酚、類黃酮、花青素含量影響果實的抗氧化活性，是反映果實品質(zhì)的重要指標。由表1可知，獼猴桃果實中總酚含量隨時間延長呈上升趨勢，貯藏后期，各處理的總酚含量稍低于對照組，在貯藏45 d時，0.5 mg/L ClO2處理30 min與對照無顯著差異，其他處理均低于對照有顯著差異。獼猴桃果實中類黃酮含量在整個貯藏期間先下降后上升，在貯藏45 d時，各處理的類黃酮含量稍高于對照，以0.5 mg/L處理30 min含量最高。獼猴桃果實中花青素含量在 貯藏初期迅速上升后期趨于平穩(wěn)，貯藏至45 d時，各處理的花青素含量低于對照，12.5 mg/L ClO2處理30 min及60 min對果實中花青素含量影響較大，其他處理均與對照無顯著差異。結(jié)果表明，氣體ClO2處理對獼猴桃果實中總酚及花青素含量在貯藏過程中影響較小，對類黃酮有一定的保留作用。

表1　氣體ClO2處理對獼猴桃TSS、可滴定酸、總酚、花青素及類黃酮含量的影響Table 1 Effects of chlorine dioxide gas treatments on titration acid，TSS， total phenols， flfl avonoids and anthocyanins contents of kiwifruit

2.8氣體ClO2處理對獼猴桃果皮顏色的影響

表2　氣體ClO2處理對獼猴桃果皮顏色的影響Table 2 Effects of chlorine di o xide gas treatments on color parameters of kiwifruit

氣體ClO2有漂白作用，致使獼猴桃外觀品質(zhì)降低。由表2可知，經(jīng)氣體ClO2處理的獼猴桃，L*值均高于對照組（P＜0.05），隨著氣體ClO2質(zhì)量濃度與時間的延長，L*值逐漸增加；與對照相比，各個處理a*值變化較小，變化趨勢未成規(guī)律性，氣體ClO2對a*值影響較小，可能是由于樣品個體差異造成；隨著氣體ClO2質(zhì)量濃度與時間的延長，b*值逐漸減?。≒＜0.05）。隨著氣體ClO2質(zhì)量濃度與時間的延長，果皮顏色逐漸變亮，黃色逐漸減少。氣體質(zhì)量濃度為12.5 mg/L處理30 min及60 min，果皮顏色變化較為明顯，超出了消費者可接受的范圍，影響獼猴桃商品價值。

3　討論與結(jié)論

果實采后生理變化通常作為果實貯藏性能及保鮮效果的重要評判依據(jù)，通過影響果實采后生理變化延緩果實衰老，從而延長貯藏期是本實驗的目的之一。獼猴桃在成熟過程中硬度會隨著成熟度增加而降低，硬度下降、質(zhì)地變軟是獼猴桃成熟衰老的最顯著變化之一，同時又是影響果實耐貯性及商品價值的重要指標。獼猴桃是呼吸躍變型果實，呼吸強度與獼猴桃果實的衰老存在密切關(guān)系，呼吸強度高低影響果實衰老的快慢。POD有助于過氧化氫的分解，其活性伴隨果實成熟衰老而發(fā)生變化，POD活性升高可作為果實衰老的指標［19-20］。本實驗中，在貯藏前采用氣體ClO2處理減緩了獼猴桃成熟期硬度下降，一定程度降低了獼猴桃果實的呼吸強度，抑制了POD活性升高，延緩了獼猴桃果實衰老，從而提高了獼猴桃的耐貯性。

果實采后各項營養(yǎng)品質(zhì)指標的變化，會影響果實的保鮮效果及商品價值，因此保持果實中營養(yǎng)品質(zhì)是貯藏保鮮的重要目的之一。隨著獼猴桃果實的采后成熟，果實硬度下降，果實糖含量和TSS含量上升，總酸、VC、總酚、類黃酮、花青素含量隨著果實貯藏時間的延長會降低［21-23］。本實驗中，適宜的氣體ClO2處理可以保留獼猴桃果實中可滴定酸、TSS含量，這與ClO2處理‘秦美’獼猴桃效果相符［10］。經(jīng)氣體ClO2處理過的獼猴桃果實可溶性蛋白質(zhì)含量有所提高，這說明對照果實快速衰老時，營養(yǎng)物質(zhì)加速消耗，蛋白質(zhì)不斷被分解，從而造成可溶性蛋白含量的下降，而氣體ClO2減緩了果實衰老從而抑制了果實中可溶性蛋白質(zhì)含量的下降。適宜的氣體ClO2處理后，獼猴桃果實中VC、總酚、類黃酮、花青素含量有所降低，但與對照無顯著差異，分析VC屬于還原性營養(yǎng)素，容易被氧化，而氣體ClO2是強氧化性氣體，理論上講，氣體ClO2處理過的果蔬VC含量會降低［24］，實驗結(jié)果表明，質(zhì)量濃度較大的氣體ClO2處理對獼猴桃的VC含量有顯著影響，其他處理組均稍低于對照但無顯著差異，與理論相符；同時氣體ClO2處理對獼猴桃果實中總酚、類黃酮、花青素含量的影響，與前人［25］的研究相符。

氣體ClO2可減緩獼猴桃果實硬度的下降、抑制獼猴桃果實呼吸強度、降低POD活性，延緩果實衰老，增強果實耐貯性、同時保持獼猴桃 的貯藏品質(zhì)。適宜的氣體ClO2處理可以保留獼猴桃果實中可滴定酸、TSS含量，提高可溶性蛋白質(zhì)含量，保留果實中VC、總酚、類黃酮、花青素含量，對果皮顏色無影響，保持了果實的營養(yǎng)品質(zhì)及商品價值。綜合分析，氣體ClO2質(zhì)量濃度為2.5 mg/L處理60 min對‘華優(yōu)’獼猴桃的貯藏保鮮效果最為理想。

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Effects of Chlorine Dioxide Gas on Post-Harvest Physiology and Storage Quality of ‘Huayou’ Kiwifruit

XUE Min， GAO Guitian*， ZHANG Siyuan， WEI Xue， GENG Pengfei
（College of Food Engineering and Nutritional Science， Shaanxi Normal University， Xi’an 710062， China）

In this experiment， we examined the effects of chlorine dioxide （ClO2） on the post-harvest physiology and storage quality of ‘Huayou’ kiwifruit. The fruit was stored cold temperature （（0 ± 0.5） ℃） after being treated with ClO2gas at 0， 0.5， 2.5， and 12.5 mg/L for 30 and 60 min， respectively. During storage， we measured the fi rmness， soluble solids，titratable acidity （TA）， respiration rate， peroxidase （POD） activity， vitamin c （VC） content， soluble protein content and other indicators of kiwifruit at a 15-day interval. The results showed that at the suitable concentration for appropriate time， ClO2gas treatment maintained the fi rmness and the contents of soluble solids， TA， VC， soluble protein， total phenols， fl avonoids，and anthocyanins in ‘Huayou’ kiwifruit， inhibited respiration rate and POD activity， but had no effect on the skin color. This experiment showed that ClO2treatment at 2.5 mg/L for 60 min was the most favorable for quality preservation of ‘Huayou’ kiwifruit. In conclusion，ClO2gas can effectively inhibit the post-harvest physiology of kiwifruits and maintain their storage quality.

kiwifruit； chlorine dioxide gas； post-harvest physiology； storage quality

TS255.3

A

1002-6630（2015）18-0257-05

10.7506/spkx1002-6630-201518048

2014-08-15

陜西省科技統(tǒng)籌創(chuàng)新工程計劃項目（2014KTCL02-19）；西安市科技項目（NC1116（2））

薛敏（1989—），女，碩士研究生，研究方向為食品生物技術(shù)。E-mail：xuemin891021@163.com

高貴田（1964—），男，副教授，博士，研究方向為食品生物技術(shù)、食品安全。E-mail：gaoguitian2006@snnu.edu.cn