葡萄貯藏保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

焦旋　馮志宏　王亮

摘要：二氧化硫（SO2）是目前防治灰霉菌侵染和保持葡萄果穗鮮綠度的最有效措施。鑒于SO2殘留引起的食品和環(huán)境安全隱患，近年來，有關(guān)研究人員從物理、化學(xué)、生物等方面進(jìn)行了降硫或替代硫的可行性探索研究，并取得了一定成果。通過綜述了近幾年國內(nèi)外的葡萄貯藏保鮮技術(shù)研究進(jìn)展，對比分析了傳統(tǒng)的SO2保鮮措施和主要的SO2替代型保鮮措施的技術(shù)原理、性能特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀，并總結(jié)出上述技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題，以期為今后葡萄采后保鮮的進(jìn)一步研究提供理論參考。

關(guān)鍵詞：葡萄；二氧化硫；保鮮

文章編號：1005345X（2017）02000705中圖分類號：S663.1文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

葡萄是世界范圍內(nèi)栽培面積最大，產(chǎn)量最高的水果之一，也是我國重要的果品。由于葡萄皮薄汁多，耐貯性差，每年的采后損失高達(dá)20%以上[1]，其中灰霉菌侵染引發(fā)的腐爛和穗軸褐變失綠是造成其損失的最主要因素[2]。目前，國內(nèi)外貯藏葡萄普遍采用低溫結(jié)合SO2的保鮮措施，但SO2殘留的安全問題及其對葡萄風(fēng)味的影響已經(jīng)引起了消費(fèi)者的極大關(guān)注。為此，有關(guān)研究人員一直致力于開發(fā)SO2替代型的保鮮技術(shù)，這些技術(shù)更加環(huán)保綠色，更加符合葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢，但大多對葡萄穗軸和果梗褐變的抑制作用卻十分有限，導(dǎo)致其在葡萄實(shí)際生產(chǎn)中鮮有應(yīng)用[3-4]。葡萄貯運(yùn)保鮮技術(shù)的不完善以及發(fā)展的滯后，已經(jīng)不能完全滿足消費(fèi)者對葡萄品質(zhì)日益提升的要求，也在很大程度上制約著我國鮮食葡萄產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[5]，因而，加快研究和開發(fā)出高效綠色的葡萄貯藏保鮮技術(shù)具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文就目前國內(nèi)外傳統(tǒng)的SO2保鮮技術(shù)和主要的SO2替代型保鮮技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述，介紹了各技術(shù)的保鮮原理、性能特點(diǎn)和存在問題，以期為今后葡萄貯藏保鮮理論研究和實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供參考。

1傳統(tǒng)的SO2保鮮技術(shù)

SO2是一種無色有刺激性氣味的還原性氣體，應(yīng)用于葡萄防腐已有百年歷史。迄今為止，SO2處理仍是國內(nèi)外最有效也是使用最廣泛的葡萄貯藏保鮮措施。因?yàn)镾O2不僅對灰霉菌有強(qiáng)烈的抑制作用，而且可以抑制多酚氧化酶（PPO）等氧化酶的活性，避免或減輕葡萄穗軸和果梗褐變失綠[2]，還能夠降低呼吸強(qiáng)度，延緩果實(shí)成熟，提高果實(shí)耐貯性[6]，從而延長葡萄保鮮期。

液化SO2定期熏蒸是目前國外普遍采用的葡萄長期貯藏保鮮的處理方法，由于采用的是純凈的二氧化硫氣體，避免了過去燃燒硫磺法引入的雜質(zhì)對貯藏葡萄造成的污染，而且根據(jù)葡萄貯藏期間的品質(zhì)變化，可以隨時靈活調(diào)整SO2的處理時間和處理濃度，使得葡萄既不漂白也不腐爛，貯后品質(zhì)較好。但由于適用于該類型熏蒸的冷庫造價較高以及易造成果梗嚴(yán)重失水等原因在我國尚未推廣應(yīng)用[7]。

目前國內(nèi)主要使用以焦亞硫酸鹽為主要成分的固體SO2保鮮劑，其研究和開發(fā)主要集中在SO2的釋放速率和釋放濃度上，其中美國的Nelson提出的兩段釋放法最為合理且效果最

山西果樹SHANXIFRUITS 2017（2）

好[8]。依據(jù)此國內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)和公司研制開發(fā)了不同類型的控釋SO2保鮮劑，應(yīng)用較多的主要有兩類，一類是“SO2兩段釋放保鮮紙墊”，這類產(chǎn)品外觀整潔美觀、操作簡便，主要的生產(chǎn)廠家有智利（PROTEKU）和南非（UVAS、鮮歌）等企業(yè)，我國新疆的一些企業(yè)也有該類型的成熟產(chǎn)品；另一類是由一些國內(nèi)研究所開發(fā)的“快速釋放保鮮粉劑+SO2緩釋保鮮片劑”等相結(jié)合的技術(shù)，以簡化方式實(shí)現(xiàn)了SO2兩段釋放的目的，具有成本低廉、藥效時間長等優(yōu)點(diǎn)。

經(jīng)過多年的發(fā)展，各劑型SO2保鮮劑的釋放模式和穩(wěn)定性都得到了不斷的改進(jìn)。然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，SO2保鮮劑的應(yīng)用仍存在一些問題，一方面，現(xiàn)有SO2保鮮劑產(chǎn)品單一，尚不能完全適應(yīng)多樣化的葡萄保鮮需求，對不同產(chǎn)地、不同品種等因素引起的葡萄品質(zhì)差異以及葡萄在“動態(tài)運(yùn)輸”環(huán)節(jié)缺乏針對性的產(chǎn)品開發(fā)[7，9]，每年也總有相當(dāng)部分?jǐn)?shù)量的葡萄，會因此導(dǎo)致防腐效果不佳或漂白現(xiàn)象嚴(yán)重；另一方面，雖然現(xiàn)有SO2保鮮劑的釋放技術(shù)取得了很大的進(jìn)展，合理使用后在葡萄果肉中的殘留也多能控制在美國FDA規(guī)定的10 mg/kg標(biāo)準(zhǔn)以下，但是很多產(chǎn)品由于過于側(cè)重延長保鮮劑的釋放時間，而忽略了針對不同貯藏時間的精準(zhǔn)釋放設(shè)計，導(dǎo)致產(chǎn)品中亞硫酸鹽用量相對過剩，在貯期特別是中短期貯藏結(jié)束后不能釋放完全，大量的藥劑殘留對生態(tài)環(huán)境帶來很大的壓力。因此，SO2保鮮劑仍需要進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)計以提高其應(yīng)用針對性和藥量精準(zhǔn)性，以期達(dá)到葡萄保鮮提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)降硫、低殘留的目的。

2SO2替代型保鮮技術(shù)

2.1物理貯藏保鮮技術(shù)

2.1.1氣調(diào)貯藏氣調(diào)貯藏是指在低溫條件下通過調(diào)整和控制貯藏環(huán)境的氣體成分比例來延長果蔬貯藏壽命和貨架期的一種保鮮技術(shù)?？刂茪怏w成分比例是葡萄氣調(diào)保鮮技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，高濃度的CO2容易加速葡萄褐變和果粒產(chǎn)生異味，而低濃度的CO2雖然可以緩解褐變，但抑菌作用卻十分有限[10-11]。Teles等[12]研究表明，高濃度CO2（40%）對‘火焰無核和‘克瑞森無核葡萄進(jìn)行熏蒸處理48 h后，可有效抑制灰霉菌發(fā)展，在“12% O2+12% CO2”氣體條件下分別貯藏4周和8周后，葡萄依然具有很好的品質(zhì)，且未受到氣體傷害。朱志強(qiáng)等[13]在冰溫條件下貯藏‘巨峰葡萄，發(fā)現(xiàn)通過高CO2氣調(diào)包裝（10%和15%）可有效抑制葡萄失重率、霉?fàn)€率和脫粒率的增加，貯藏50 d后，好果率仍高達(dá)96.4%。氣調(diào)是安全環(huán)保的貯藏方法，但其對葡萄保鮮效果并不是特別明顯，不適用于葡萄的長期貯藏。

2.1.2熱處理熱處理包含熱水、熱空氣和熱蒸汽加熱處理3種方式，選擇合適的溫度是決定葡萄保鮮效果的關(guān)鍵因素，溫度過高會對葡萄造成熱傷害，而溫度過低則滅菌效果不佳。寇麗萍等[14]研究表明熱水45 ℃、8 min處理和熱空氣55 ℃、5 min處理均可以有效抑制病原菌的生長繁殖，減少腐爛率，且可以顯著降低果實(shí)呼吸強(qiáng)度，保持較高的IAA（生長素）和GA3（赤霉素）含量，提高了葡萄的抗病能力。曹明明[15]等發(fā)現(xiàn)45 ℃熱水處理對葡萄貯藏保鮮的效果最佳，能夠延緩葡萄維生素C含量的降低和貯藏后期MDA含量的升高。但熱處理對抑制葡萄穗軸褐變有無積極作用，仍未見報道和說明。

2.1.3輻照保鮮技術(shù)輻照保鮮技術(shù)是利用射線照射果實(shí)，能起到控制果蔬腐爛，延緩成熟和衰老，以及誘導(dǎo)果實(shí)增強(qiáng)抗病性的作用，而且在處理過程中無有害物質(zhì)產(chǎn)生，對果實(shí)也無損傷。王秋芳等[16]對‘巨峰葡萄進(jìn)行高能電子束輻照并結(jié)合SO2處理發(fā)現(xiàn)，貯藏至98 d時，700 Gy劑量照射處理組好果率可達(dá)93.33%，維生素C、SOD活性、可滴定酸和總酸含量等指標(biāo)均顯著優(yōu)于對照組。陳志軍[17]等則發(fā)現(xiàn)電子束輻照會導(dǎo)致葡萄果皮花青素含量和果實(shí)耐壓力的下降，認(rèn)為采用560 Gy劑量輻照并結(jié)合低溫貯藏，對葡萄的綜合保鮮效果較好。UV-C在254 nm波長下可以顯著提升葡萄對灰霉菌的抗性[18]，且能夠促進(jìn)果實(shí)中酚類物質(zhì)的合成，提升葡萄抗氧化性[19]。

焦旋等：葡萄貯藏保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

2.2化學(xué)貯藏保鮮技術(shù)

2.2.1乙醇乙醇是公認(rèn)的安全無公害的食品殺菌劑之一[20]，在果蔬采后應(yīng)用上主要是通過乙醇溶液浸泡和乙醇蒸汽熏蒸兩種方式進(jìn)行處理。Lichter等[21]用30%～50%濃度的乙醇溶液浸漬處理葡萄，可以顯著抑制葡萄腐爛。Chenvin等[22]認(rèn)為3.75 mL/kg的乙醇蒸汽可以控制葡萄灰霉菌的生長，但通過對比也發(fā)現(xiàn)乙醇抑制褐變的能力明顯不及SO2。同時，在貯藏過程中，需要嚴(yán)格控制乙醇蒸汽的濃度，否則濃度過高會加重葡萄褐變失綠，這可能與乙醇在密閉的貯藏環(huán)境里反應(yīng)生成的高濃度乙醛有關(guān)[23]。

2.2.2臭氧臭氧（O3）是符合標(biāo)準(zhǔn)GRAS（generally recognized as safe）的可直接和食品接觸的安全添加劑[24]，處理果蔬后會被還原成O2，無毒、無害且無任何殘留。臭氧是強(qiáng)氧化劑，易與侵染葡萄的微生物體內(nèi)的細(xì)胞內(nèi)酶、脂質(zhì)、核酸等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，破壞和分解其細(xì)胞膜，具有快速強(qiáng)烈的滅菌能力，而且可以氧化分解掉貯藏環(huán)境中具有催熟作用的乙烯，延緩葡萄在貯藏其間的成熟和衰老，但是臭氧會加快氧化葡萄組織內(nèi)的多酚類和抗壞血酸等物質(zhì)，導(dǎo)致果實(shí)發(fā)生褐變[25]。因此，單獨(dú)使用臭氧保鮮葡萄的方式已不被建議，而將臭氧與SO2保鮮劑[26]、冰溫貯藏[27]等保鮮技術(shù)結(jié)合使用則會取得更為理想的保鮮效果。

2.2.3二氧化氯二氧化氯（ClO2）是一種安全、環(huán)保、高效的氧化型防腐保鮮劑，具有較強(qiáng)的殺菌能力。許萍等[28]研究發(fā)現(xiàn)，ClO2保鮮劑能夠有效降低貯藏葡萄的腐爛率，其中5 g/kg用量的ClO2在抑制褐變、減緩可溶性固形物、花色苷、可滴定酸的下降等方面，效果最好。傅茂潤等[29]探討了ClO2對葡萄保鮮的作用機(jī)理，結(jié)果表明，高濃度的ClO2處理對葡萄品質(zhì)有所損害，以20 mg/L和40 mg/L的ClO2處理保鮮效果較好，可以使葡萄保持更高含量的脫落酸（ABA）、赤霉素（GA3）以及低含量的生長素（IAA），前兩者有益于延緩成熟，抑制脫落，而后者則會加速衰老。

2.2.41-甲基環(huán)丙烯1-甲基環(huán)丙烯（1-MCP）是一種乙烯受體抑制劑，能夠有效抑制乙烯生理效應(yīng)的發(fā)揮，從而抑制果實(shí)成熟衰老，提高貯藏品質(zhì)。由于1-MCP本身不具有殺菌性，在葡萄貯藏應(yīng)用中往往需要結(jié)合防腐措施一起使用。李志文等[30]研究結(jié)果表明，采用1-MCP復(fù)合SO2保鮮劑處理，對保持葡萄長期貯藏的品質(zhì)具有增效作用，并且減緩了SO2的漂白傷害。而將1-MCP與ClO2保鮮劑結(jié)合使用，同樣可有效延緩葡萄在貯藏過程的衰老進(jìn)程，降低腐爛率和果梗褐變指數(shù)，提高好果率[31-32]。1-MCP對葡萄果梗的保鮮護(hù)綠效果為實(shí)現(xiàn)降硫提供了可能性，具有良好的發(fā)展前景。

2.3生物貯藏保鮮技術(shù)

2.3.1天然涂膜保鮮劑目前，果蔬涂膜保鮮的研究集中在將成膜劑與植物精油、天然防腐劑、中草藥提取液、酶制劑、納米粒子等功能助劑復(fù)配而成的多功能復(fù)合涂膜保鮮劑上[33]。劉美迎等[34]采用0.4%的納他霉素復(fù)合殼聚糖涂膜處理“紅地球”葡萄，取得了很好的保鮮效果，在0 ℃條件下貯藏120 d后，果實(shí)的腐爛率可以控制在10%以下。Shahkoomahally等[35]以天然蘆薈汁混合氯化鈣（2%）和檸檬酸（1%）制備出的葡萄涂膜保鮮劑可以大大減緩葡萄失水失重率和可溶性固形物含量的消耗，而且對穗軸褐變起到一定的抑制作用。天然涂膜保鮮劑的成分都是一些綠色的天然化合物，來源廣，可調(diào)性強(qiáng)且對人體無害，但其對葡萄果梗褐變的抑制能力被認(rèn)為不及SO2，而且一些天然保鮮活性成分存在提取工藝復(fù)雜且純度偏低的問題。

2.3.2生物保鮮劑利用生物保鮮劑對果蔬進(jìn)行貯藏保鮮，可以避免化學(xué)藥劑帶來的健康危害和環(huán)境污染等問題，是近些年來發(fā)展較快的一項綠色保鮮措施。有研究表明，洋蔥霍爾德氏菌[36]、枯草芽孢桿菌[37]等拮抗菌和一些菌體及其代謝產(chǎn)物如芽孢桿菌[38]對葡萄病原菌有較強(qiáng)的抑制作用，可以降低葡萄的腐爛率，提高貯藏品質(zhì)。此外，抗菌肽、生物酶等綠色高效的生物制劑，應(yīng)用在果蔬貯藏保鮮上也取得了較好的抑菌保鮮效果。

3結(jié)語與展望

在農(nóng)業(yè)資源條件和生態(tài)環(huán)境雙重約束愈益趨緊和社會對農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全愈加重視的背景下，綠色已是當(dāng)今社會發(fā)展的主題，一些更加綠色、安全、環(huán)保的物理、化學(xué)和生物新型葡萄保鮮技術(shù)也因此備受重視，并被人們期望能夠取代傳統(tǒng)的SO2保鮮劑。然而，就目前的研究成果來看，這些新型的技術(shù)雖然在抑制葡萄腐爛方面都取得了一定成果，但對葡萄的保鮮護(hù)綠作用上仍無法與SO2相比。無法有效地抑制穗軸和果梗褐變，制約著葡萄新型保鮮技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。因此筆者建議，在現(xiàn)階段，葡萄保鮮技術(shù)的綠色化仍應(yīng)以盡可能降低SO2使用量和殘留量為主，一是可將上述新興的綠色保鮮技術(shù)與SO2結(jié)合使用，從而既能保證葡萄的貯藏品質(zhì)，又可以大大降低SO2的使用量；二是對現(xiàn)有的SO2保鮮劑進(jìn)行不斷改進(jìn)，使其更加與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，提升針對性和適用性，降低其因未能完全釋放而導(dǎo)致的藥劑殘留量；三是加強(qiáng)葡萄采前管理技術(shù)，提升果實(shí)自身品質(zhì)以及控制田間帶菌量，從而降低葡萄采后貯藏的難度，進(jìn)而減少化學(xué)防腐劑的使用量。

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