二氧化氯处理对贡柑采后贮藏品质的影响

徐呈祥, 郑福庆, 马艳萍, 李秀梅

(肇庆学院 生命科学学院，广东 肇庆，526061)

贡柑(Citrusreticulata‘Gonggan’)是广东肇庆著名特产柑橘，完熟果平均质量为125 g，色泽金黄，皮薄多汁，肉质细嫩、清甜化渣，无核或少核，深受消费者欢迎[1-3]。

贡柑成熟上市期集中在12月中旬至翌年1月中旬，容易感染多种侵染性病害，在果实成熟或衰老时往往发病较重，导致贮藏期间容易腐烂，贮藏销售期短[4]。同时，贡柑果实在贮运过程中，容易受到挤压、振动等机械损伤，从而破坏果实天然的组织结构，引发有损果实贮藏的生理生化反应，加快果实衰老进程，并为微生物侵染提供机会，造成果实在贮运过程尤其是贮藏后期损失严重。因而，采收后如何防腐保鲜、调节市场供应是提高贡柑栽培效益的重要课题，贮藏前对贡柑果实腐烂病菌进行有效防控具有重要的理论和实践意义。

ClO2是目前氯系消毒杀菌剂中综合性能最优的一种产品，应用领域广泛[5-6]。美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration, FDA)2004年批准ClO2为果蔬杀菌剂[7]，中国将稳定性ClO2列为果蔬保鲜和鱼类加工中的食品添加剂[8]，是世界卫生组织(World Health Organization, WHO)和世界粮农组织(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)推荐的A1级广谱、高效、安全的化学消毒剂[9-11]。目前，ClO2在热带亚热带水果贮藏保鲜中已应用于山竹、荔枝和香蕉等[12-14]。

本文研究了ClO2处理对贡柑果实失重率、腐烂率、可溶性糖和可滴定酸含量及糖酸比等贮藏品质的影响，为贡柑采后绿色防腐保鲜提供技术参考和理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

12月中旬，在广东省德庆县马圩镇果园，选择生长良好的壮年贡柑树，剪取树冠中部、果形端正、大小均匀、表面基本全黄的果实放入周转箱中带回实验室，在(13.5±0.3) ℃自然室温下存放，采后72 h时进行实验处理。

ClO2片剂(有效成分含量10%)(食品级)，天津市张大科技发展有限公司；浓H2SO4、三氯乙酸、H3PO4、FeCl3、NaCl、酚酞、NaOH(化学纯)，上海申博化工有限公司；乙醇、葡萄糖、柠檬酸、抗坏血酸、邻菲咯啉、3,5-二硝基水杨酸、2,6-二氯酚靛酚(分析纯)，上海国药集团化学试剂公司。

HZT-A+200电子天平，福州科华仪器有限公司；QY-1000A取液器，北京卓立精密设备有限公司；HH-4数显恒温水浴锅，常州国华电器有限公司；TGL-16G离心机，上海安亭科学仪器厂；UV1100紫外可见分光光度计，上海美析仪器有限公司。

1.2 果实处理方法

用自来水溶解ClO2片剂，按ClO2有效成分配制处理液。对贡柑果实共设计6种实验处理，分别是：未处理，水处理，5、10、15、20 mg/L ClO2浸果处理。浸果时间5 min(模拟流水线上的作业工序)，自然晾干果面所沾水分后，分装进聚乙烯塑料薄膜微孔(直径3 mm，每袋18孔)保鲜袋(100 cm×60 cm)中贮藏，每袋100个果实，每处理3袋，自然室温。贮藏时期为12月下旬至翌年3月上旬。每天8:00～9:00开窗换气1 h，用湿拖把拖地1次，室温平均为(14.1±2.7) ℃(8:00)，相对湿度≥85%。

1.3 测试分析方法

贡柑果实ClO2溶液浸果处理当日及其贮藏过程中每隔15 d测试分析1次，每处理3次重复。

果实失重率：入贮当日，每袋随机抽取10个果实，每处理共计30个果实，分别编号标记、测定质量(鲜重)，贮藏后定期测定，以各标记果质量减小量与其入贮当日质量的百分数表示，按公式(1)计算：

(1)

果实腐烂率：以果面出现直径≥0.50 cm的病斑或腐烂的果实记为腐烂果。入贮后，按间隔日数定期统计各袋腐烂果个数，腐烂率为袋中腐烂果个数占该袋贮藏总果数的百分数，按公式(2)计算：

(2)

果实可溶性总糖、有机酸、维生素C含量测定：取汁囊为试样，分别参照NY/T 2742—2015水果及制品可溶性糖的测定方法(3,5-二硝基水杨酸比色法)、GB/T 12293—1990水果、蔬菜制品可滴定酸度的测定方法(NaOH滴定法)、GB 5009.86—2016食品中抗坏血酸含量的测定方法(2,6-二氯酚靛酚法)。

1.4 数据统计分析

试验结果采用Microsoft Office Excel 2013软件进行平均数、标准差的计算及作图，用邓肯氏(Duncan’s)新复极差法对不同处理平均数之间的差异显著性进行分析。

2 结果与分析

2.1 ClO2处理对贡柑果实失重率的影响

失重是柑橘贮藏保鲜中普遍而突出的劣变现象，是营养价值与销售品质降低的最直接表现[15]。由图1可见，在90 d贮藏过程中，虽有保鲜袋保护，贡柑果实随贮藏天数增加失重率仍大幅升高，不同处理变化趋势基本一致，但升高幅度差异显著，基本上可分为3种情况：未处理和水处理(0 mg/L ClO2浸果5 min)失重率最大；15、20 mg/L ClO2浸果处理果实失重率最小；5、10 mg/L ClO2浸果处理果实失重率小于未处理和水处理组，大于5、20 mg/L ClO2浸果处理组。差异显著性分析结果表明，15、20 mg/L ClO2处理，果实失重率在各个检测时期与对照(未处理和水处理)均达显著性差异水平(P<0.05)，在贮藏中后期差异更大；10 mg/L ClO2处理，在贮藏45、60 d时果实失重率与对照差异显著，但在贮藏时期的两端未达显著差异水平(图1)。

图1 ClO2处理液浓度对贡柑果实贮藏期间失重率的影响Fig.1 Effect of the concentration of ClO2 solution onthe fruit weight loss of Gonggan mandarin during storage注：*表示与同期的对照差异显著(P<0.05)(下同)

2.2 ClO2处理对贡柑果实腐烂率的影响

果实腐烂对柑橘果实贮藏品质与保鲜效果的影响更加突出，表现也最为直接和严重[16]。由图2可见，与果实失重率从采收后开始就急剧升高的趋势不同，贡柑果实贮藏过程中腐烂率是随贮藏天数增加逐渐加速的过程，但不同处理间的差异比较大，可分为3种情况：未处理及水处理腐烂最重，贮藏30 d时腐烂率均已升至15%左右，贮藏60 d时腐烂率已近50%；与此相反，经高浓度ClO2消毒液处理的贡柑果实腐烂率明显降低，15、20 mg/L ClO2浸果处理的腐烂最轻，贮藏60 d时腐烂率低于16.5%；5、10 mg/L ClO2浸果处理的果实腐烂率居于前述2种情况的中间。进一步的统计分析表明，贮藏15 d，6种处理的果实腐烂率均无显著性差异；贮藏30～90 d，15、20 mg/L ClO2处理的果实腐烂率均显著小于未处理和水处理；贮藏30～60 d，10 mg/L ClO2处理的果实失重率与对照差异显著，但在此后的贮藏过程中与对照无显著性差异；总体而言，以15 mg/L ClO2处理的效果最优(图2)。

图2 ClO2处理液浓度对贡柑果实贮藏期间腐烂率的影响Fig.2 Effect of the concentration of ClO2 solution onthe rot rate of Gonggan mandarin fruits during storage

2.3 ClO2处理对贡柑果实可溶性糖、可滴定酸含量及糖酸比的影响

贡柑果实清甜爽口，可溶性糖既是其重要养分，也是重要的风味物质。由于贡柑果实的鲜活性，采后蒸腾作用和呼吸代谢在自然室温下仍然旺盛，加之病原微生物的共同作用，容易出现甜度降低的情况。由图3可见，随贮藏时间延长，贡柑果实可溶性糖含量先缓慢升高后持续降低，变化幅度虽远小于果实失重率和腐烂率的变化，ClO2浸果处理不改变贡柑果实贮藏过程中可溶性糖含量的这一基本变化趋势，但不同处理果实可溶性糖含量的升高幅度、持续时间和开始降低时间仍有较大差异，贮藏至15 d后差异更加明显，ClO2浸果处理提高可溶性糖含量、抑制其降低。统计分析表明，贡柑未处理和水处理果实的可溶性糖含量很相似，无显著性差异；5、10 mg/L ClO2浸果处理只在贮藏至90 d时显著高于对照，在其他贮藏时间与对照无显著性差异；贮藏30～90 d，15、20 mg/L ClO2处理果实的可溶性糖含量显著高于对照，差异显著，尤其是15 mg/L ClO2的处理(图3)。

图3 ClO2处理液浓度对贡柑果实贮藏期间可溶性糖含量的影响Fig.3 Effect of the concentration of ClO2 solution onthe soluble sugar content of Gonggan mandarin fruitsduring storage

有机酸是构成贡柑果实风味的重要成分，对果实糖酸比的影响远大于可溶性糖含量。由图4可见，贡柑果实可滴定酸含量随果实贮藏天数增加而迅速下降，至贮藏90 d，不处理和水处理的果实已由开始时的0.46%下降至0.10%～0.12%，但经ClO2处理的果实可滴定酸含量降低趋势明显得到抑制，尤其是在贮藏15 d之后。统计分析表明，贮藏30、45、60、75、90 d，10、15、20 mg/L ClO2处理的果实可滴定酸含量均显著高于不处理和水处理的果实，下降相对最慢的是15 mg/L ClO2处理；5 mg/L ClO2处理对可滴定酸含量降低具一定的抑制作用，但同对照相比，未达显著性差异水平。与此同时，贡柑果实的糖酸比呈现出与可滴定酸含量变化完全相反的变化趋势。由图5可见，随贮藏天数增加，贡柑果实糖酸比持续增大，不处理和水处理果实的增大幅度最大，经ClO2处理的果实增大幅度小，其中：5、10 mg/L ClO2处理的果实在贮藏30、45 d时糖酸比显著小于对照，10、15、20 mg/L ClO2处理的果实在贮藏60、75、90 d时糖酸比显著小于对照，即10 mg/L ClO2处理的果实贮藏过程中糖酸比变化幅度相对最小、比较稳定。

图4 ClO2处理液浓度对贡柑果实贮藏期间可滴定酸含量的影响Fig.4 Effect of the concentration of ClO2 solution onthe titratable acid content of Gonggan mandarinfruits during storage

图5 ClO2处理液浓度对贡柑果实贮藏期间糖酸比的影响Fig.5 Effect of the concentration of ClO2 solution on thesugar/acid ratio of Gonggan mandarin fruits during storage

2.4 ClO2处理对贡柑果实VC含量的影响

VC是结构类似葡萄糖的一种多羟基化合物，对人体健康具有重要功能。富含VC是柑橘类果实的重要品质，由图6可知，自然室温贮藏贡柑果实VC含量随贮藏天数增加而降低的幅度很大，特别是贮藏30 d后含量下降非常快，甚至比可滴定酸含量的下降幅度还大。无论是何种浓度，ClO2浸果处理均能抑制自然室温贮藏的贡柑果实VC降解，但以较高浓度ClO2处理的抑制作用更大，较低浓度ClO2处理对果实VC降解的抑制作用要到贮藏后期才能表现出来。统计分析表明，贡柑贮藏15、30、45、60、75、90 d，15、20 mg/L ClO2处理的果实VC含量均显著高于不处理和水处理的果实，5、10 mg/L ClO2处理的果实VC含量在贮藏75、90 d时显著高于对照。

图6 ClO2处理液浓度对贡柑果实贮藏期间VC含量的影响Fig.5 Effect of the concentration of ClO2 solution on theVitamin C content of Gonggan mandarin fruits during storage

3 讨论

柑橘果实贮藏保鲜中的失重现象主要与失水和营养物质损耗有关，不仅因为果实的蒸腾作用，果实自身的呼吸代谢也起着突出作用[15,19]。ClO2对柑橘果实呼吸代谢的影响未见报道，但对一些果蔬[13-14，20-29]的研究结果表明，适宜浓度ClO2处理可阻止果蔬组织中蛋氨酸分解为乙烯，显著抑制乙烯生成速率，并破坏体内已经形成的乙烯，从而显著减少乙烯释放、延缓果实衰老、降低呼吸强度、延迟呼吸跃变高峰、减少呼吸消耗。当乙烯受体抑制剂1-甲基环丙烯(1-MCP)与ClO2复合处理果蔬时，对乙烯释放量和呼吸速率的抑制作用均强于1-MCP、ClO2单独使用[24-26]，在采后生理中具有重要价值。本文的研究结果显示，适宜浓度的ClO2处理可能显著降低贡柑贮藏中果实的乙烯水平，使呼吸代谢强度受到显著调控，从而显著调节贡柑贮藏中的衰老劣变。

ClO2处理对果实腐烂的调控机制目前已有较多研究。ClO2氧化性介于O3和Cl2之间，可抑制孢子萌发、菌丝生长和菌落扩展[30-32]。ClO2能与6种氨基酸(脯氨酸、组氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸和蛋氨酸)发生反应，使一些蛋白质发生变性、失活甚至难于合成，抑制磷酸戊糖途径，病原微生物糖代谢失调[33-35]。高浓度ClO2对病原菌DNA具损伤作用，能破坏嘧啶和嘌呤之间的共轭双键，导致DNA失去原有形态，阻碍DNA表达，使病原菌因无法通过DNA转录翻译而表达出与生命活动相关的蛋白质[36-38]。因此，ClO2对一般的病毒、细菌、真菌、藻类均具良好杀灭作用，能够有效减轻果实采后病害，且抑制重要真菌毒素——棒曲霉素(Patulin)的生物合成[39-41]。贡柑采后贮藏中导致腐烂病高发的病原菌主要是指状青霉菌(Penicilliumdigitatum)和意大利青霉菌(P.italicum)，特别是指状青霉菌，蔓延很快，危害最重[42]。推测ClO2对贡柑青霉属病原菌具有抗性、处理后参与了其生长发育的调控，对此可作进一步测试分析。

适宜浓度ClO2处理抑制贡柑果实贮藏品质劣变，在生理生化方面应该还有其他原因。以ClO2处理草莓、桑椹、蓝莓(VacciniumSpp)，保持果实还原力、超氧阴离子和DPPH 自由基清除能力[23, 26,43]；ClO2在减轻樱桃番茄采后病害中的作用与其增强果实苯丙烷代谢和提高抗氧化酶活性密切相关[44]；ClO2处理可有效促进厚皮甜瓜(Cucumismelon)果实的采后愈伤，ClO2对愈伤的促进作用与激活伤口处的苯丙烷代谢、提高POD和PPO活性、促进软木脂和木质素积累密切相关[45]。本课题组正在对ClO2处理调控贡柑果实贮藏品质劣变的生化与分子基础展开研究。

4 结论

研究结果表明，贡柑采后用≥15 mg/L ClO2浸果5 min，能够有效抑制果实贮藏中可溶性糖、可滴定酸及VC含量的降低，对贮藏过程中贡柑果实的失重和腐烂尤其具预防和调控作用，各项指标均与不处理、水处理有显著性差异(P<0.05)，为贡柑果实绿色防腐保鲜提供了技术参考，可在其采后商品化实践中应用。