二氧化氯在草莓采后保鲜中的作用

余璐璐+曹中权+朱秋杰+徐飞

摘要：二氧化氯（ClO2）是一种安全、高效、绿色无毒的杀菌剂。通过不同浓度ClO2处理，研究ClO2对草莓（Fragaria×ananassa Duch）果实采后储藏保鲜的影响。结果表明，ClO2处理能明显减少草莓储藏期间的感病损伤，ClO2处理浓度越高，效果越好。但是，高浓度ClO2处理对草莓果皮有漂白损伤作用，草莓储藏后期色泽较差。低浓度ClO2处理在抑菌的同时能起到较好的果实保鲜效果，其中20 mg/L ClO2处理效果最好，处理后的果实在常温（20±1） ℃下的储藏时间达6 d以上。此外，20 mg/L ClO2处理组草莓采后储藏期间腐烂率明显降低，果实硬度、持水量、含糖量等均高于对照组，表明ClO2在草莓果实保鲜中具有较好的应用前景。

关键词：二氧化氯；草莓；采后储藏；果实保鲜；腐烂率

中图分类号： TS255.3

文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2016）04-0343-04

草莓（Fragaria×ananassa Duch）系蔷薇科草莓属多年生常绿草本植物，原产于欧洲，于20世纪初引入我国。草莓为浆果类水果，其外观呈心形，果实呈红色，柔软多汁，酸甜可口，水果芳香浓郁，且富含花青素等多种活性成分，营养丰富，素有“水果皇后”之称，受到广大消费者的喜爱，市场需求量大[1-2]。近年来，我国草莓设施栽培面积日益扩大，但设施栽培易形成高温多湿的小气候，草莓在采收前后极易感病，严重影响草莓的产量、品质。草莓病害主要包括灰霉病、白粉病、草莓炭疽病、烂果病等[3-5]。其中，灰霉病是草莓设施生产及果实采后储藏过程中最主要的病害之一。灰霉病主要危害草莓花、果实，在适温高湿条件下易大量发生，病菌通过伤口侵入，造成发病，极大影响草莓种植及采后储藏[6-8]。草莓果实含水量高，组织娇嫩，果皮薄，在采收、贮运过程中易受到机械损伤，常温下极不耐贮藏，放置1～2 d开始变色、变味，甚至腐烂，商品率迅速下降[9]。目前，草莓储藏保鲜技术主要包括低温、气调、辐射、化学试剂等。低温储藏草莓保鲜效果好，但成本高，长时间储藏易引起冻害，影响果实口感[1]。气调保鲜是通过控制环境中氧气（O2）与二氧化碳（CO2）浓度，降低草莓呼吸速率，抑制微生物的繁殖和代谢活动，控制并减少乙烯、花青素、可溶性糖等物质的生成，从而延缓草莓生理代谢，延长草莓储藏时间[10]。但常规气调储藏技术对仪器、技术要求较高，还会加大长途运销成本。辐射贮藏可以杀菌保鲜，但剂量过大易加速草莓果实组织软化[9]。化学试剂普遍具有毒性，对环境及人体健康造成影响。因此，寻求更为安全、有效的草莓采后保鲜措施十分必要。二氧化氯（ClO2）是联合国世界卫生组织（WHO）确认的安全、高效、广谱、强力无毒杀菌剂，其有效氯是氯气的2.63倍，杀菌能力是氯气的5倍，是次氯酸钠的50倍以上，由于它不会发生氯替代反应，因而不会产生致癌、致畸变的有机氯代产物，被WHO列为A1级安全消毒剂[11]。近年来，ClO2在哈蜜瓜、蟠桃、荔枝、番茄、青椒等果蔬采后保鲜研究中效果明显，产生了巨大的经济效益、社会效益[12-16]。本研究通过不同浓度ClO2处理，研究ClO2对草莓采后保鲜的影响，以期为草莓保鲜技术改进提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

供试草莓选购于武汉生物工程学院后街晶晶草莓园，品种为法拉第，八成熟，正果大小均一。在草莓大棚中采摘果形正、果个适中、无病虫害、无机械伤的新鲜草莓，采摘时用剪刀剪取果柄，轻拿轻放，不损伤花萼及浆果，立即运回实验室备用。

1.2 草莓处理

ClO2气体制备参照Guo等的方法[17]进行，用碘量法标定ClO2气体浓度。ClO2处理分为高浓度、低浓度2个处理组。高浓度处理组采用100、200、400 mg/L ClO2处理，低浓度处理组采用10、20、40 mg/L ClO2处理。处理组草莓和对照组草莓均放入1 L的保鲜盒中，置于（20±1） ℃常温下储存，每组试验重复3次，每天拍照观察并测定草莓各项理化指标。

1.3 草莓果实品质测定

采用GY-1型手持式硬度计检测草莓果实硬度，每个试验组各挑取3个草莓，在草莓中间部位测量硬度并记录数据。参照Xu等的方法[18]检测草莓果实失水量，每天定时称量每组草莓质量，并记录下来，换算出果实储藏期间的失水量变化情况。参照Xu等的方法[19]测定草莓可溶性糖含量，称取2 g草莓果肉，研磨成匀浆，离心5 min，用手持式糖度仪进行检测并记录数据，每组平行测定3次取平均值。参照Krüger等的方法[20] 测定草莓可滴定酸含量。参照Zhu等的方法[21]测定草莓维生素C含量。参照余璐璐等的方法[22] 测定草莓果实相对电导率。

1.4 数据分析

所有的数值都重复测定3次，并计算标准偏差，采用Graphpad Prism 6.0软件分析数值变化情况。

2 结果和分析

2.1 高浓度ClO2处理对草莓保鲜的影响

从图1可以看出，对照组草莓储藏2 d后发生严重霉变，果实开始腐烂，4 d后草莓霉菌进一步增多，6 d后草莓完全变质。相比较而言，100、200、400 mg/L ClO2处理组草莓在采后储藏期间病害发生率明显降低。但是，高浓度ClO2处理下草莓果实表面有泛白现象，果实品相及口味较处理前明显降低。100 mg/L ClO2处理组草莓储藏后第4天开始泛白，200、400 mg/L ClO2处理组草莓在储藏后第2天开始泛白，表明高浓度ClO2处理在抑菌的同时，也对草莓造成了损伤。

2.2 低浓度ClO2处理对草莓果实保鲜的影响

鉴于高浓度ClO2处理对草莓果实有一定的损伤作用，本试验接着采用较低浓度ClO2（10、20 、40 mg/L ClO2）处理进行研究，观察草莓的病害发生及果实保鲜情况。从图2可以看出，低浓度ClO2处理草莓后，草莓在储藏前4 d保鲜效果较好，色泽艳丽，无明显病害。10 mg/L ClO2处理组草莓在储藏第6天出现病菌，部分果实开始霉变腐烂。40 mg/L ClO2处理组草莓保鲜效果也较好，但在储藏后第4天果实表面有轻微的泛白现象，储藏后第6天，果实开始发生霉变腐烂。相比较而言，20 mg/L ClO2处理组草莓在储藏期间果实完好度及品相均较好，无明显的病变及腐烂损伤，由此可知，20 mg/L为ClO2的最佳处理浓度。

2.3 20 mg/L ClO2处理对草莓果实品质的影响

从图3可以看出，草莓采后贮藏期间，对照组和20 mg/L ClO2处理组草莓的果实硬度、相对含水量均呈下降趋势，但20 mg/L ClO2处理组果实的硬度、相对含水量下降速度缓慢且始终高于对照组。此外，在储藏期间，20 mg/L ClO2处理组草莓果实的可溶性糖含量在储藏前2 d与对照组无明显区别，但在4 d后，对照组草莓果实可溶性糖含量明显下降，而处理组草莓果实含糖量呈上升趋势。对照组草莓果实在储藏期间可滴定酸含量逐渐下降，20 mg/L ClO2处理组草莓果实可滴定酸含量在储藏前2 d较稳定，第4天后开始下降，但下降趋势明显低于对照组草莓。随着储藏时间的延长，对照组草莓果实维生素C含量逐渐减少，储藏后第6天，相比储藏前减少了近3倍。20 mg/L ClO2处理组草莓维生素C含量在储藏期间维持在较高水平，变化趋势较小。进一步检测对照组、20 mg/L ClO2处理组草莓相对电导率发现，对照组草莓在整个储藏期间表现出明显的电解质渗漏现象，电导率在储藏期间逐渐上升，这可能与果实的霉变损伤有关。相反，20 mg/L ClO2处理组草莓的相对电导率始终低于对照组，表明 20 mg/L ClO2溶液能有效抑制果实氧化损伤，从而有效延长果实储藏期。

3 结论与讨论

为了延长草莓的货架期，提高草莓贮运期间的果实品质，室温储藏技术是近年来草莓保鲜研究的重点。ClO2是国际公认的安全、无毒、高效的杀毒剂，无残留，适用于果实保鲜。Guo等在研究番茄果实病害过程中发现，ClO2能很好地抑制番茄果实真菌的发生，减少果实腐烂率，增加果实货架时间，为治理番茄病害提供了重要的技术支撑[17]。本试验结果表明，ClO2处理能明显减少草莓储藏期间的感病损伤，ClO2处理浓度越高，效果越好。但是，高浓度（100、200、400 mg/L）ClO2处理对草莓果皮有漂白损伤作用，草莓储藏后期色泽、品相较差。低浓度（10、20 、40 mg/L）ClO2处理在抑菌的同时能起到较好的果实保鲜效果，其中20 mg/L ClO2处理效果最好，处理后的草莓果实在常温下储藏时间最长。钟梅等曾用0.1～10.0 μL/L ClO2处理草莓并在4 ℃下保藏，结果显示，ClO2处理能明显降低果实的腐烂率并延长其货架期，其中10 μL/L ClO2处理组草莓的货架期延长至7 d[23]。相比较而言，本试验采用20 mg/L ClO2处理草莓，室温下 （20±1） ℃ 可储藏近1周，表明ClO2具有较好的保鲜效果、应用价值。

ClO2处理除能延长草莓采后储藏期，同时还能提高储藏期果实的品质。本试验结果表明，未处理的对照组草莓在采后第2天开始大面积腐烂长霉，果实硬度、含水量下降，维生素C、含糖量降低。相反，处理组草莓在储藏第6天仍能保持较高的果实硬度、含水量、维生素C及含糖量，果实色泽较好，无明显腐烂状况。众所周知，草莓在储藏期间，易遭受真菌感染，感染灰霉病等[7]。笔者发现，对照组草莓在储藏2 d后开始滋生灰霉病，4 d后开始扩散并加重果实腐烂，果肉发黑，果皮变软，水分散失，果实相对电导率急剧上升。相反，低浓度ClO2处理组草莓在常温下（20±1） ℃储藏前 4 d 均无病菌生长，果实艳丽，相对电导率较稳定，表明果实具有较高的完好度。值得注意的是，高浓度（100～400 mg/L ClO2）处理组草莓在储藏期间果皮泛白，储藏第4天果实开始变软，并有部分果实感染病菌。ClO2是被公认的强杀菌剂，但同时也是强氧化剂[24]。因此，本试验结果表明，高浓度的ClO2处理虽有较好的杀菌效果，但易造成氧化损伤，还会引起病菌二次感染，不利于草莓的储藏保鲜。

低温、涂膜、化学保鲜技术是目前国内外发展比较成熟的草莓贮藏保鲜方法，关于采后草莓果实气调保鲜技术的研究较少。常规气调保鲜通过控制环境中CO2、O2浓度，从而降低果实呼吸速率，减缓果实代谢，从而达到延长果实储藏期的目的。顾采琴等采用10%、20% CO2处理草莓果实，并分别贮藏于低温（5±1） ℃和常温（20±1） ℃条件下，结果表明，高浓度CO2处理的草莓在低温下贮藏7 d后的好果率为80%～90%[25]。但贮藏环境中的CO2浓度过高会导致果实无氧呼吸加剧，从而引起果实乙醇中毒[2]。同样，涂膜保鲜技术会导致果实变硬，严重影响果实口感，绿色无污染的涂膜材料也成为了涂膜技术的瓶颈。液体化学试剂处理残留多，毒副作用强，加之草莓皮薄肉嫩，液体试剂处理会加剧草莓病变腐烂。气体ClO2具有很强的扩散性、穿透性、使用均匀性，因此，气体ClO2比液体ClO2具有更广泛的杀菌面积、更强的杀菌效果，在果实储藏保鲜方面应用效果更好[26]。Jin 等用不同浓度气体ClO2处理青椒，结果表明，采用气体ClO2处理可极大地降低青椒的腐烂率[27]。Chomkitichai等采用 10 mg/L ClO2气体熏蒸处理龙眼，能显著提高龙眼储藏期间的抗氧化酶类活性，减轻果皮褐变程度[28]。ClO2在果蔬保鲜研究领域具有广阔的应用前景，20 mg/L ClO2具有较好的保鲜效果，安全性好、成本低，应用价值较强。

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