二氧化氯處理對貢柑采后貯藏品質的影響

徐呈祥, 鄭福慶, 馬艷萍, 李秀梅

(肇慶學院 生命科學學院，廣東 肇慶，526061)

貢柑(Citrusreticulata‘Gonggan’)是廣東肇慶著名特產柑橘，完熟果平均質量為125 g，色澤金黃，皮薄多汁，肉質細嫩、清甜化渣，無核或少核，深受消費者歡迎[1-3]。

貢柑成熟上市期集中在12月中旬至翌年1月中旬，容易感染多種侵染性病害，在果實成熟或衰老時往往發病較重，導致貯藏期間容易腐爛，貯藏銷售期短[4]。同時，貢柑果實在貯運過程中，容易受到擠壓、振動等機械損傷，從而破壞果實天然的組織結構，引發有損果實貯藏的生理生化反應，加快果實衰老進程，并為微生物侵染提供機會，造成果實在貯運過程尤其是貯藏后期損失嚴重。因而，采收后如何防腐保鮮、調節市場供應是提高貢柑栽培效益的重要課題，貯藏前對貢柑果實腐爛病菌進行有效防控具有重要的理論和實踐意義。

ClO2是目前氯系消毒殺菌劑中綜合性能最優的一種產品，應用領域廣泛[5-6]。美國食品藥品監督管理局(Food and Drug Administration, FDA)2004年批準ClO2為果蔬殺菌劑[7]，中國將穩定性ClO2列為果蔬保鮮和魚類加工中的食品添加劑[8]，是世界衛生組織(World Health Organization, WHO)和世界糧農組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)推薦的A1級廣譜、高效、安全的化學消毒劑[9-11]。目前，ClO2在熱帶亞熱帶水果貯藏保鮮中已應用于山竹、荔枝和香蕉等[12-14]。

本文研究了ClO2處理對貢柑果實失重率、腐爛率、可溶性糖和可滴定酸含量及糖酸比等貯藏品質的影響，為貢柑采后綠色防腐保鮮提供技術參考和理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

12月中旬，在廣東省德慶縣馬圩鎮果園，選擇生長良好的壯年貢柑樹，剪取樹冠中部、果形端正、大小均勻、表面基本全黃的果實放入周轉箱中帶回實驗室，在(13.5±0.3) ℃自然室溫下存放，采后72 h時進行實驗處理。

ClO2片劑(有效成分含量10%)(食品級)，天津市張大科技發展有限公司；濃H2SO4、三氯乙酸、H3PO4、FeCl3、NaCl、酚酞、NaOH(化學純)，上海申博化工有限公司；乙醇、葡萄糖、檸檬酸、抗壞血酸、鄰菲咯啉、3,5-二硝基水楊酸、2,6-二氯酚靛酚(分析純)，上海國藥集團化學試劑公司。

HZT-A+200電子天平，福州科華儀器有限公司；QY-1000A取液器，北京卓立精密設備有限公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋，常州國華電器有限公司；TGL-16G離心機，上海安亭科學儀器廠；UV1100紫外可見分光光度計，上海美析儀器有限公司。

1.2 果實處理方法

用自來水溶解ClO2片劑，按ClO2有效成分配制處理液。對貢柑果實共設計6種實驗處理，分別是：未處理，水處理，5、10、15、20 mg/L ClO2浸果處理。浸果時間5 min(模擬流水線上的作業工序)，自然晾干果面所沾水分后，分裝進聚乙烯塑料薄膜微孔(直徑3 mm，每袋18孔)保鮮袋(100 cm×60 cm)中貯藏，每袋100個果實，每處理3袋，自然室溫。貯藏時期為12月下旬至翌年3月上旬。每天8:00～9:00開窗換氣1 h，用濕拖把拖地1次，室溫平均為(14.1±2.7) ℃(8:00)，相對濕度≥85%。

1.3 測試分析方法

貢柑果實ClO2溶液浸果處理當日及其貯藏過程中每隔15 d測試分析1次，每處理3次重復。

果實失重率：入貯當日，每袋隨機抽取10個果實，每處理共計30個果實，分別編號標記、測定質量(鮮重)，貯藏后定期測定，以各標記果質量減小量與其入貯當日質量的百分數表示，按公式(1)計算：

(1)

果實腐爛率：以果面出現直徑≥0.50 cm的病斑或腐爛的果實記為腐爛果。入貯后，按間隔日數定期統計各袋腐爛果個數，腐爛率為袋中腐爛果個數占該袋貯藏總果數的百分數，按公式(2)計算：

(2)

果實可溶性總糖、有機酸、維生素C含量測定：取汁囊為試樣，分別參照NY/T 2742—2015水果及制品可溶性糖的測定方法(3,5-二硝基水楊酸比色法)、GB/T 12293—1990水果、蔬菜制品可滴定酸度的測定方法(NaOH滴定法)、GB 5009.86—2016食品中抗壞血酸含量的測定方法(2,6-二氯酚靛酚法)。

1.4 數據統計分析

試驗結果采用Microsoft Office Excel 2013軟件進行平均數、標準差的計算及作圖，用鄧肯氏(Duncan’s)新復極差法對不同處理平均數之間的差異顯著性進行分析。

2 結果與分析

2.1 ClO2處理對貢柑果實失重率的影響

失重是柑橘貯藏保鮮中普遍而突出的劣變現象，是營養價值與銷售品質降低的最直接表現[15]。由圖1可見，在90 d貯藏過程中，雖有保鮮袋保護，貢柑果實隨貯藏天數增加失重率仍大幅升高，不同處理變化趨勢基本一致，但升高幅度差異顯著，基本上可分為3種情況：未處理和水處理(0 mg/L ClO2浸果5 min)失重率最大；15、20 mg/L ClO2浸果處理果實失重率最小；5、10 mg/L ClO2浸果處理果實失重率小于未處理和水處理組，大于5、20 mg/L ClO2浸果處理組。差異顯著性分析結果表明，15、20 mg/L ClO2處理，果實失重率在各個檢測時期與對照(未處理和水處理)均達顯著性差異水平(P<0.05)，在貯藏中后期差異更大；10 mg/L ClO2處理，在貯藏45、60 d時果實失重率與對照差異顯著，但在貯藏時期的兩端未達顯著差異水平(圖1)。

圖1 ClO2處理液濃度對貢柑果實貯藏期間失重率的影響Fig.1 Effect of the concentration of ClO2 solution onthe fruit weight loss of Gonggan mandarin during storage注：*表示與同期的對照差異顯著(P<0.05)(下同)

2.2 ClO2處理對貢柑果實腐爛率的影響

果實腐爛對柑橘果實貯藏品質與保鮮效果的影響更加突出，表現也最為直接和嚴重[16]。由圖2可見，與果實失重率從采收后開始就急劇升高的趨勢不同，貢柑果實貯藏過程中腐爛率是隨貯藏天數增加逐漸加速的過程，但不同處理間的差異比較大，可分為3種情況：未處理及水處理腐爛最重，貯藏30 d時腐爛率均已升至15%左右，貯藏60 d時腐爛率已近50%；與此相反，經高濃度ClO2消毒液處理的貢柑果實腐爛率明顯降低，15、20 mg/L ClO2浸果處理的腐爛最輕，貯藏60 d時腐爛率低于16.5%；5、10 mg/L ClO2浸果處理的果實腐爛率居于前述2種情況的中間。進一步的統計分析表明，貯藏15 d，6種處理的果實腐爛率均無顯著性差異；貯藏30～90 d，15、20 mg/L ClO2處理的果實腐爛率均顯著小于未處理和水處理；貯藏30～60 d，10 mg/L ClO2處理的果實失重率與對照差異顯著，但在此后的貯藏過程中與對照無顯著性差異；總體而言，以15 mg/L ClO2處理的效果最優(圖2)。

圖2 ClO2處理液濃度對貢柑果實貯藏期間腐爛率的影響Fig.2 Effect of the concentration of ClO2 solution onthe rot rate of Gonggan mandarin fruits during storage

2.3 ClO2處理對貢柑果實可溶性糖、可滴定酸含量及糖酸比的影響

貢柑果實清甜爽口，可溶性糖既是其重要養分，也是重要的風味物質。由于貢柑果實的鮮活性，采后蒸騰作用和呼吸代謝在自然室溫下仍然旺盛，加之病原微生物的共同作用，容易出現甜度降低的情況。由圖3可見，隨貯藏時間延長，貢柑果實可溶性糖含量先緩慢升高后持續降低，變化幅度雖遠小于果實失重率和腐爛率的變化，ClO2浸果處理不改變貢柑果實貯藏過程中可溶性糖含量的這一基本變化趨勢，但不同處理果實可溶性糖含量的升高幅度、持續時間和開始降低時間仍有較大差異，貯藏至15 d后差異更加明顯，ClO2浸果處理提高可溶性糖含量、抑制其降低。統計分析表明，貢柑未處理和水處理果實的可溶性糖含量很相似，無顯著性差異；5、10 mg/L ClO2浸果處理只在貯藏至90 d時顯著高于對照，在其他貯藏時間與對照無顯著性差異；貯藏30～90 d，15、20 mg/L ClO2處理果實的可溶性糖含量顯著高于對照，差異顯著，尤其是15 mg/L ClO2的處理(圖3)。

圖3 ClO2處理液濃度對貢柑果實貯藏期間可溶性糖含量的影響Fig.3 Effect of the concentration of ClO2 solution onthe soluble sugar content of Gonggan mandarin fruitsduring storage

有機酸是構成貢柑果實風味的重要成分，對果實糖酸比的影響遠大于可溶性糖含量。由圖4可見，貢柑果實可滴定酸含量隨果實貯藏天數增加而迅速下降，至貯藏90 d，不處理和水處理的果實已由開始時的0.46%下降至0.10%～0.12%，但經ClO2處理的果實可滴定酸含量降低趨勢明顯得到抑制，尤其是在貯藏15 d之后。統計分析表明，貯藏30、45、60、75、90 d，10、15、20 mg/L ClO2處理的果實可滴定酸含量均顯著高于不處理和水處理的果實，下降相對最慢的是15 mg/L ClO2處理；5 mg/L ClO2處理對可滴定酸含量降低具一定的抑制作用，但同對照相比，未達顯著性差異水平。與此同時，貢柑果實的糖酸比呈現出與可滴定酸含量變化完全相反的變化趨勢。由圖5可見，隨貯藏天數增加，貢柑果實糖酸比持續增大，不處理和水處理果實的增大幅度最大，經ClO2處理的果實增大幅度小，其中：5、10 mg/L ClO2處理的果實在貯藏30、45 d時糖酸比顯著小于對照，10、15、20 mg/L ClO2處理的果實在貯藏60、75、90 d時糖酸比顯著小于對照，即10 mg/L ClO2處理的果實貯藏過程中糖酸比變化幅度相對最小、比較穩定。

圖4 ClO2處理液濃度對貢柑果實貯藏期間可滴定酸含量的影響Fig.4 Effect of the concentration of ClO2 solution onthe titratable acid content of Gonggan mandarinfruits during storage

圖5 ClO2處理液濃度對貢柑果實貯藏期間糖酸比的影響Fig.5 Effect of the concentration of ClO2 solution on thesugar/acid ratio of Gonggan mandarin fruits during storage

2.4 ClO2處理對貢柑果實VC含量的影響

VC是結構類似葡萄糖的一種多羥基化合物，對人體健康具有重要功能。富含VC是柑橘類果實的重要品質，由圖6可知，自然室溫貯藏貢柑果實VC含量隨貯藏天數增加而降低的幅度很大，特別是貯藏30 d后含量下降非常快，甚至比可滴定酸含量的下降幅度還大。無論是何種濃度，ClO2浸果處理均能抑制自然室溫貯藏的貢柑果實VC降解，但以較高濃度ClO2處理的抑制作用更大，較低濃度ClO2處理對果實VC降解的抑制作用要到貯藏后期才能表現出來。統計分析表明，貢柑貯藏15、30、45、60、75、90 d，15、20 mg/L ClO2處理的果實VC含量均顯著高于不處理和水處理的果實，5、10 mg/L ClO2處理的果實VC含量在貯藏75、90 d時顯著高于對照。

圖6 ClO2處理液濃度對貢柑果實貯藏期間VC含量的影響Fig.5 Effect of the concentration of ClO2 solution on theVitamin C content of Gonggan mandarin fruits during storage

3 討論

柑橘果實貯藏保鮮中的失重現象主要與失水和營養物質損耗有關，不僅因為果實的蒸騰作用，果實自身的呼吸代謝也起著突出作用[15,19]。ClO2對柑橘果實呼吸代謝的影響未見報道，但對一些果蔬[13-14，20-29]的研究結果表明，適宜濃度ClO2處理可阻止果蔬組織中蛋氨酸分解為乙烯，顯著抑制乙烯生成速率，并破壞體內已經形成的乙烯，從而顯著減少乙烯釋放、延緩果實衰老、降低呼吸強度、延遲呼吸躍變高峰、減少呼吸消耗。當乙烯受體抑制劑1-甲基環丙烯(1-MCP)與ClO2復合處理果蔬時，對乙烯釋放量和呼吸速率的抑制作用均強于1-MCP、ClO2單獨使用[24-26]，在采后生理中具有重要價值。本文的研究結果顯示，適宜濃度的ClO2處理可能顯著降低貢柑貯藏中果實的乙烯水平，使呼吸代謝強度受到顯著調控，從而顯著調節貢柑貯藏中的衰老劣變。

ClO2處理對果實腐爛的調控機制目前已有較多研究。ClO2氧化性介于O3和Cl2之間，可抑制孢子萌發、菌絲生長和菌落擴展[30-32]。ClO2能與6種氨基酸(脯氨酸、組氨酸、半胱氨酸、酪氨酸、色氨酸和蛋氨酸)發生反應，使一些蛋白質發生變性、失活甚至難于合成，抑制磷酸戊糖途徑，病原微生物糖代謝失調[33-35]。高濃度ClO2對病原菌DNA具損傷作用，能破壞嘧啶和嘌呤之間的共軛雙鍵，導致DNA失去原有形態，阻礙DNA表達，使病原菌因無法通過DNA轉錄翻譯而表達出與生命活動相關的蛋白質[36-38]。因此，ClO2對一般的病毒、細菌、真菌、藻類均具良好殺滅作用，能夠有效減輕果實采后病害，且抑制重要真菌毒素——棒曲霉素(Patulin)的生物合成[39-41]。貢柑采后貯藏中導致腐爛病高發的病原菌主要是指狀青霉菌(Penicilliumdigitatum)和意大利青霉菌(P.italicum)，特別是指狀青霉菌，蔓延很快，危害最重[42]。推測ClO2對貢柑青霉屬病原菌具有抗性、處理后參與了其生長發育的調控，對此可作進一步測試分析。

適宜濃度ClO2處理抑制貢柑果實貯藏品質劣變，在生理生化方面應該還有其他原因。以ClO2處理草莓、桑椹、藍莓(VacciniumSpp)，保持果實還原力、超氧陰離子和DPPH 自由基清除能力[23, 26,43]；ClO2在減輕櫻桃番茄采后病害中的作用與其增強果實苯丙烷代謝和提高抗氧化酶活性密切相關[44]；ClO2處理可有效促進厚皮甜瓜(Cucumismelon)果實的采后愈傷，ClO2對愈傷的促進作用與激活傷口處的苯丙烷代謝、提高POD和PPO活性、促進軟木脂和木質素積累密切相關[45]。本課題組正在對ClO2處理調控貢柑果實貯藏品質劣變的生化與分子基礎展開研究。

4 結論

研究結果表明，貢柑采后用≥15 mg/L ClO2浸果5 min，能夠有效抑制果實貯藏中可溶性糖、可滴定酸及VC含量的降低，對貯藏過程中貢柑果實的失重和腐爛尤其具預防和調控作用，各項指標均與不處理、水處理有顯著性差異(P<0.05)，為貢柑果實綠色防腐保鮮提供了技術參考，可在其采后商品化實踐中應用。