徐呈祥, 鄭福慶, 馬艷萍, 李秀梅

(肇慶學(xué)院 生命科學(xué)學(xué)院，廣東 肇慶，526061)

貢柑(Citrusreticulata‘Gonggan’)是廣東肇慶著名特產(chǎn)柑橘，完熟果平均質(zhì)量為125 g，色澤金黃，皮薄多汁，肉質(zhì)細(xì)嫩、清甜化渣，無(wú)核或少核，深受消費(fèi)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(shí)成熟或衰老時(shí)往往發(fā)病較重，導(dǎo)致貯藏期間容易腐爛，貯藏銷售期短[4]。同時(shí)，貢柑果實(shí)在貯運(yùn)過(guò)程中，容易受到擠壓、振動(dòng)等機(jī)械損傷，從而破壞果實(shí)天然的組織結(jié)構(gòu)，引發(fā)有損果實(shí)貯藏的生理生化反應(yīng)，加快果實(shí)衰老進(jìn)程，并為微生物侵染提供機(jī)會(huì)，造成果實(shí)在貯運(yùn)過(guò)程尤其是貯藏后期損失嚴(yán)重。因而，采收后如何防腐保鮮、調(diào)節(jié)市場(chǎng)供應(yīng)是提高貢柑栽培效益的重要課題，貯藏前對(duì)貢柑果實(shí)腐爛病菌進(jìn)行有效防控具有重要的理論和實(shí)踐意義。

ClO2是目前氯系消毒殺菌劑中綜合性能最優(yōu)的一種產(chǎn)品，應(yīng)用領(lǐng)域廣泛[5-6]。美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(Food and Drug Administration, FDA)2004年批準(zhǔn)ClO2為果蔬殺菌劑[7]，中國(guó)將穩(wěn)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(wèi)生組織(World Health Organization, WHO)和世界糧農(nóng)組織(Food and Agriculture Organization of the United Nations, FAO)推薦的A1級(jí)廣譜、高效、安全的化學(xué)消毒劑[9-11]。目前，ClO2在熱帶亞熱帶水果貯藏保鮮中已應(yīng)用于山竹、荔枝和香蕉等[12-14]。

本文研究了ClO2處理對(duì)貢柑果實(shí)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(zhì)的影響，為貢柑采后綠色防腐保鮮提供技術(shù)參考和理論依據(jù)。

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(zhèn)果園，選擇生長(zhǎng)良好的壯年貢柑樹(shù)，剪取樹(shù)冠中部、果形端正、大小均勻、表面基本全黃的果實(shí)放入周轉(zhuǎn)箱中帶回實(shí)驗(yàn)室，在(13.5±0.3) ℃自然室溫下存放，采后72 h時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)處理。

ClO2片劑(有效成分含量10%)(食品級(jí))，天津市張大科技發(fā)展有限公司；濃H2SO4、三氯乙酸、H3PO4、FeCl3、NaCl、酚酞、NaOH(化學(xué)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(guó)藥集團(tuán)化學(xué)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(shè)備有限公司；HH-4數(shù)顯恒溫水浴鍋，常州國(guó)華電器有限公司；TGL-16G離心機(jī)，上海安亭科學(xué)儀器廠；UV1100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海美析儀器有限公司。

1.2 果實(shí)處理方法

用自來(lái)水溶解ClO2片劑，按ClO2有效成分配制處理液。對(duì)貢柑果實(shí)共設(shè)計(jì)6種實(shí)驗(yàn)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(shí)間5 min(模擬流水線上的作業(yè)工序)，自然晾干果面所沾水分后，分裝進(jìn)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(gè)果實(shí)，每處理3袋，自然室溫。貯藏時(shí)期為12月下旬至翌年3月上旬。每天8:00～9:00開(kāi)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(duì)濕度≥85%。

1.3 測(cè)試分析方法

貢柑果實(shí)ClO2溶液浸果處理當(dāng)日及其貯藏過(guò)程中每隔15 d測(cè)試分析1次，每處理3次重復(fù)。

果實(shí)失重率：入貯當(dāng)日，每袋隨機(jī)抽取10個(gè)果實(shí)，每處理共計(jì)30個(gè)果實(shí)，分別編號(hào)標(biāo)記、測(cè)定質(zhì)量(鮮重)，貯藏后定期測(cè)定，以各標(biāo)記果質(zhì)量減小量與其入貯當(dāng)日質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)表示，按公式(1)計(jì)算：

(1)

果實(shí)腐爛率：以果面出現(xiàn)直徑≥0.50 cm的病斑或腐爛的果實(shí)記為腐爛果。入貯后，按間隔日數(shù)定期統(tǒng)計(jì)各袋腐爛果個(gè)數(shù)，腐爛率為袋中腐爛果個(gè)數(shù)占該袋貯藏總果數(shù)的百分?jǐn)?shù)，按公式(2)計(jì)算：

(2)

果實(shí)可溶性總糖、有機(jī)酸、維生素C含量測(cè)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(cè)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(cè)定方法(NaOH滴定法)、GB 5009.86—2016食品中抗壞血酸含量的測(cè)定方法(2,6-二氯酚靛酚法)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)結(jié)果采用Microsoft Office Excel 2013軟件進(jìn)行平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差的計(jì)算及作圖，用鄧肯氏(Duncan’s)新復(fù)極差法對(duì)不同處理平均數(shù)之間的差異顯著性進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 ClO2處理對(duì)貢柑果實(shí)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(xiàn)象，是營(yíng)養(yǎng)價(jià)值與銷售品質(zhì)降低的最直接表現(xiàn)[15]。由圖1可見(jiàn)，在90 d貯藏過(guò)程中，雖有保鮮袋保護(hù)，貢柑果實(shí)隨貯藏天數(shù)增加失重率仍大幅升高，不同處理變化趨勢(shì)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(shí)失重率最??；5、10 mg/L ClO2浸果處理果實(shí)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(jié)果表明，15、20 mg/L ClO2處理，果實(shí)失重率在各個(gè)檢測(cè)時(shí)期與對(duì)照(未處理和水處理)均達(dá)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(shí)果實(shí)失重率與對(duì)照差異顯著，但在貯藏時(shí)期的兩端未達(dá)顯著差異水平(圖1)。

圖1 ClO2處理液濃度對(duì)貢柑果實(shí)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(duì)照差異顯著(P<0.05)(下同)

2.2 ClO2處理對(duì)貢柑果實(shí)腐爛率的影響

果實(shí)腐爛對(duì)柑橘果實(shí)貯藏品質(zhì)與保鮮效果的影響更加突出，表現(xiàn)也最為直接和嚴(yán)重[16]。由圖2可見(jiàn)，與果實(shí)失重率從采收后開(kāi)始就急劇升高的趨勢(shì)不同，貢柑果實(shí)貯藏過(guò)程中腐爛率是隨貯藏天數(shù)增加逐漸加速的過(guò)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(shí)腐爛率均已升至15%左右，貯藏60 d時(shí)腐爛率已近50%；與此相反，經(jīng)高濃度ClO2消毒液處理的貢柑果實(shí)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(shí)腐爛率低于16.5%；5、10 mg/L ClO2浸果處理的果實(shí)腐爛率居于前述2種情況的中間。進(jìn)一步的統(tǒng)計(jì)分析表明，貯藏15 d，6種處理的果實(shí)腐爛率均無(wú)顯著性差異；貯藏30～90 d，15、20 mg/L ClO2處理的果實(shí)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(shí)失重率與對(duì)照差異顯著，但在此后的貯藏過(guò)程中與對(duì)照無(wú)顯著性差異；總體而言，以15 mg/L ClO2處理的效果最優(yōu)(圖2)。

圖2 ClO2處理液濃度對(duì)貢柑果實(shí)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(duì)貢柑果實(shí)可溶性糖、可滴定酸含量及糖酸比的影響

貢柑果實(shí)清甜爽口，可溶性糖既是其重要養(yǎng)分，也是重要的風(fēng)味物質(zhì)。由于貢柑果實(shí)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(xiàn)甜度降低的情況。由圖3可見(jiàn)，隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，貢柑果實(shí)可溶性糖含量先緩慢升高后持續(xù)降低，變化幅度雖遠(yuǎn)小于果實(shí)失重率和腐爛率的變化，ClO2浸果處理不改變貢柑果實(shí)貯藏過(guò)程中可溶性糖含量的這一基本變化趨勢(shì)，但不同處理果實(shí)可溶性糖含量的升高幅度、持續(xù)時(shí)間和開(kāi)始降低時(shí)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(tǒng)計(jì)分析表明，貢柑未處理和水處理果實(shí)的可溶性糖含量很相似，無(wú)顯著性差異；5、10 mg/L ClO2浸果處理只在貯藏至90 d時(shí)顯著高于對(duì)照，在其他貯藏時(shí)間與對(duì)照無(wú)顯著性差異；貯藏30～90 d，15、20 mg/L ClO2處理果實(shí)的可溶性糖含量顯著高于對(duì)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(duì)貢柑果實(shí)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(jī)酸是構(gòu)成貢柑果實(shí)風(fēng)味的重要成分，對(duì)果實(shí)糖酸比的影響遠(yuǎn)大于可溶性糖含量。由圖4可見(jiàn)，貢柑果實(shí)可滴定酸含量隨果實(shí)貯藏天數(shù)增加而迅速下降，至貯藏90 d，不處理和水處理的果實(shí)已由開(kāi)始時(shí)的0.46%下降至0.10%～0.12%，但經(jīng)ClO2處理的果實(shí)可滴定酸含量降低趨勢(shì)明顯得到抑制，尤其是在貯藏15 d之后。統(tǒng)計(jì)分析表明，貯藏30、45、60、75、90 d，10、15、20 mg/L ClO2處理的果實(shí)可滴定酸含量均顯著高于不處理和水處理的果實(shí)，下降相對(duì)最慢的是15 mg/L ClO2處理；5 mg/L ClO2處理對(duì)可滴定酸含量降低具一定的抑制作用，但同對(duì)照相比，未達(dá)顯著性差異水平。與此同時(shí)，貢柑果實(shí)的糖酸比呈現(xiàn)出與可滴定酸含量變化完全相反的變化趨勢(shì)。由圖5可見(jiàn)，隨貯藏天數(shù)增加，貢柑果實(shí)糖酸比持續(xù)增大，不處理和水處理果實(shí)的增大幅度最大，經(jīng)ClO2處理的果實(shí)增大幅度小，其中：5、10 mg/L ClO2處理的果實(shí)在貯藏30、45 d時(shí)糖酸比顯著小于對(duì)照，10、15、20 mg/L ClO2處理的果實(shí)在貯藏60、75、90 d時(shí)糖酸比顯著小于對(duì)照，即10 mg/L ClO2處理的果實(shí)貯藏過(guò)程中糖酸比變化幅度相對(duì)最小、比較穩(wěn)定。

圖4 ClO2處理液濃度對(duì)貢柑果實(shí)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(duì)貢柑果實(shí)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(duì)貢柑果實(shí)VC含量的影響

VC是結(jié)構(gòu)類似葡萄糖的一種多羥基化合物，對(duì)人體健康具有重要功能。富含VC是柑橘類果實(shí)的重要品質(zhì)，由圖6可知，自然室溫貯藏貢柑果實(shí)VC含量隨貯藏天數(shù)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(wú)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(shí)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(duì)果實(shí)VC降解的抑制作用要到貯藏后期才能表現(xiàn)出來(lái)。統(tǒng)計(jì)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(shí)VC含量均顯著高于不處理和水處理的果實(shí)，5、10 mg/L ClO2處理的果實(shí)VC含量在貯藏75、90 d時(shí)顯著高于對(duì)照。

圖6 ClO2處理液濃度對(duì)貢柑果實(shí)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(shí)貯藏保鮮中的失重現(xiàn)象主要與失水和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)損耗有關(guān)，不僅因?yàn)楣麑?shí)的蒸騰作用，果實(shí)自身的呼吸代謝也起著突出作用[15,19]。ClO2對(duì)柑橘果實(shí)呼吸代謝的影響未見(jiàn)報(bào)道，但對(duì)一些果蔬[13-14，20-29]的研究結(jié)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(nèi)已經(jīng)形成的乙烯，從而顯著減少乙烯釋放、延緩果實(shí)衰老、降低呼吸強(qiáng)度、延遲呼吸躍變高峰、減少呼吸消耗。當(dāng)乙烯受體抑制劑1-甲基環(huán)丙烯(1-MCP)與ClO2復(fù)合處理果蔬時(shí)，對(duì)乙烯釋放量和呼吸速率的抑制作用均強(qiáng)于1-MCP、ClO2單獨(dú)使用[24-26]，在采后生理中具有重要價(jià)值。本文的研究結(jié)果顯示，適宜濃度的ClO2處理可能顯著降低貢柑貯藏中果實(shí)的乙烯水平，使呼吸代謝強(qiáng)度受到顯著調(diào)控，從而顯著調(diào)節(jié)貢柑貯藏中的衰老劣變。

ClO2處理對(duì)果實(shí)腐爛的調(diào)控機(jī)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(fā)、菌絲生長(zhǎng)和菌落擴(kuò)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(fā)生反應(yīng)，使一些蛋白質(zhì)發(fā)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(diào)[33-35]。高濃度ClO2對(duì)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(dǎo)致DNA失去原有形態(tài)，阻礙DNA表達(dá)，使病原菌因無(wú)法通過(guò)DNA轉(zhuǎn)錄翻譯而表達(dá)出與生命活動(dòng)相關(guān)的蛋白質(zhì)[36-38]。因此，ClO2對(duì)一般的病毒、細(xì)菌、真菌、藻類均具良好殺滅作用，能夠有效減輕果實(shí)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(dǎo)致腐爛病高發(fā)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(cè)ClO2對(duì)貢柑青霉屬病原菌具有抗性、處理后參與了其生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控，對(duì)此可作進(jìn)一步測(cè)試分析。

適宜濃度ClO2處理抑制貢柑果實(shí)貯藏品質(zhì)劣變，在生理生化方面應(yīng)該還有其他原因。以ClO2處理草莓、桑椹、藍(lán)莓(VacciniumSpp)，保持果實(shí)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(qiáng)果實(shí)苯丙烷代謝和提高抗氧化酶活性密切相關(guān)[44]；ClO2處理可有效促進(jìn)厚皮甜瓜(Cucumismelon)果實(shí)的采后愈傷，ClO2對(duì)愈傷的促進(jìn)作用與激活傷口處的苯丙烷代謝、提高POD和PPO活性、促進(jìn)軟木脂和木質(zhì)素積累密切相關(guān)[45]。本課題組正在對(duì)ClO2處理調(diào)控貢柑果實(shí)貯藏品質(zhì)劣變的生化與分子基礎(chǔ)展開(kāi)研究。

4 結(jié)論

研究結(jié)果表明，貢柑采后用≥15 mg/L ClO2浸果5 min，能夠有效抑制果實(shí)貯藏中可溶性糖、可滴定酸及VC含量的降低，對(duì)貯藏過(guò)程中貢柑果實(shí)的失重和腐爛尤其具預(yù)防和調(diào)控作用，各項(xiàng)指標(biāo)均與不處理、水處理有顯著性差異(P<0.05)，為貢柑果實(shí)綠色防腐保鮮提供了技術(shù)參考，可在其采后商品化實(shí)踐中應(yīng)用。