二氧化氯在草莓采后保鮮中的作用

余璐璐+曹中權(quán)+朱秋杰+徐飛

摘要：二氧化氯（ClO2）是一種安全、高效、綠色無(wú)毒的殺菌劑。通過(guò)不同濃度ClO2處理，研究ClO2對(duì)草莓（Fragaria×ananassa Duch）果實(shí)采后儲(chǔ)藏保鮮的影響。結(jié)果表明，ClO2處理能明顯減少草莓儲(chǔ)藏期間的感病損傷，ClO2處理濃度越高，效果越好。但是，高濃度ClO2處理對(duì)草莓果皮有漂白損傷作用，草莓儲(chǔ)藏后期色澤較差。低濃度ClO2處理在抑菌的同時(shí)能起到較好的果實(shí)保鮮效果，其中20 mg/L ClO2處理效果最好，處理后的果實(shí)在常溫（20±1） ℃下的儲(chǔ)藏時(shí)間達(dá)6 d以上。此外，20 mg/L ClO2處理組草莓采后儲(chǔ)藏期間腐爛率明顯降低，果實(shí)硬度、持水量、含糖量等均高于對(duì)照組，表明ClO2在草莓果實(shí)保鮮中具有較好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：二氧化氯；草莓；采后儲(chǔ)藏；果實(shí)保鮮；腐爛率

中圖分類(lèi)號(hào)： TS255.3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

文章編號(hào)：1002-1302（2016）04-0343-04

草莓（Fragaria×ananassa Duch）系薔薇科草莓屬多年生常綠草本植物，原產(chǎn)于歐洲，于20世紀(jì)初引入我國(guó)。草莓為漿果類(lèi)水果，其外觀呈心形，果實(shí)呈紅色，柔軟多汁，酸甜可口，水果芳香濃郁，且富含花青素等多種活性成分，營(yíng)養(yǎng)豐富，素有“水果皇后”之稱(chēng)，受到廣大消費(fèi)者的喜愛(ài)，市場(chǎng)需求量大[1-2]。近年來(lái)，我國(guó)草莓設(shè)施栽培面積日益擴(kuò)大，但設(shè)施栽培易形成高溫多濕的小氣候，草莓在采收前后極易感病，嚴(yán)重影響草莓的產(chǎn)量、品質(zhì)。草莓病害主要包括灰霉病、白粉病、草莓炭疽病、爛果病等[3-5]。其中，灰霉病是草莓設(shè)施生產(chǎn)及果實(shí)采后儲(chǔ)藏過(guò)程中最主要的病害之一?；颐共≈饕：Σ葺?、果實(shí)，在適溫高濕條件下易大量發(fā)生，病菌通過(guò)傷口侵入，造成發(fā)病，極大影響草莓種植及采后儲(chǔ)藏[6-8]。草莓果實(shí)含水量高，組織嬌嫩，果皮薄，在采收、貯運(yùn)過(guò)程中易受到機(jī)械損傷，常溫下極不耐貯藏，放置1～2 d開(kāi)始變色、變味，甚至腐爛，商品率迅速下降[9]。目前，草莓儲(chǔ)藏保鮮技術(shù)主要包括低溫、氣調(diào)、輻射、化學(xué)試劑等。低溫儲(chǔ)藏草莓保鮮效果好，但成本高，長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)藏易引起凍害，影響果實(shí)口感[1]。氣調(diào)保鮮是通過(guò)控制環(huán)境中氧氣（O2）與二氧化碳（CO2）濃度，降低草莓呼吸速率，抑制微生物的繁殖和代謝活動(dòng)，控制并減少乙烯、花青素、可溶性糖等物質(zhì)的生成，從而延緩草莓生理代謝，延長(zhǎng)草莓儲(chǔ)藏時(shí)間[10]。但常規(guī)氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)對(duì)儀器、技術(shù)要求較高，還會(huì)加大長(zhǎng)途運(yùn)銷(xiāo)成本。輻射貯藏可以殺菌保鮮，但劑量過(guò)大易加速草莓果實(shí)組織軟化[9]?；瘜W(xué)試劑普遍具有毒性，對(duì)環(huán)境及人體健康造成影響。因此，尋求更為安全、有效的草莓采后保鮮措施十分必要。二氧化氯（ClO2）是聯(lián)合國(guó)世界衛(wèi)生組織（WHO）確認(rèn)的安全、高效、廣譜、強(qiáng)力無(wú)毒殺菌劑，其有效氯是氯氣的2.63倍，殺菌能力是氯氣的5倍，是次氯酸鈉的50倍以上，由于它不會(huì)發(fā)生氯替代反應(yīng)，因而不會(huì)產(chǎn)生致癌、致畸變的有機(jī)氯代產(chǎn)物，被WHO列為A1級(jí)安全消毒劑[11]。近年來(lái)，ClO2在哈蜜瓜、蟠桃、荔枝、番茄、青椒等果蔬采后保鮮研究中效果明顯，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益[12-16]。本研究通過(guò)不同濃度ClO2處理，研究ClO2對(duì)草莓采后保鮮的影響，以期為草莓保鮮技術(shù)改進(jìn)提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試草莓選購(gòu)于武漢生物工程學(xué)院后街晶晶草莓園，品種為法拉第，八成熟，正果大小均一。在草莓大棚中采摘果形正、果個(gè)適中、無(wú)病蟲(chóng)害、無(wú)機(jī)械傷的新鮮草莓，采摘時(shí)用剪刀剪取果柄，輕拿輕放，不損傷花萼及漿果，立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室備用。

1.2 草莓處理

ClO2氣體制備參照Guo等的方法[17]進(jìn)行，用碘量法標(biāo)定ClO2氣體濃度。ClO2處理分為高濃度、低濃度2個(gè)處理組。高濃度處理組采用100、200、400 mg/L ClO2處理，低濃度處理組采用10、20、40 mg/L ClO2處理。處理組草莓和對(duì)照組草莓均放入1 L的保鮮盒中，置于（20±1） ℃常溫下儲(chǔ)存，每組試驗(yàn)重復(fù)3次，每天拍照觀察并測(cè)定草莓各項(xiàng)理化指標(biāo)。

1.3 草莓果實(shí)品質(zhì)測(cè)定

采用GY-1型手持式硬度計(jì)檢測(cè)草莓果實(shí)硬度，每個(gè)試驗(yàn)組各挑取3個(gè)草莓，在草莓中間部位測(cè)量硬度并記錄數(shù)據(jù)。參照Xu等的方法[18]檢測(cè)草莓果實(shí)失水量，每天定時(shí)稱(chēng)量每組草莓質(zhì)量，并記錄下來(lái)，換算出果實(shí)儲(chǔ)藏期間的失水量變化情況。參照Xu等的方法[19]測(cè)定草莓可溶性糖含量，稱(chēng)取2 g草莓果肉，研磨成勻漿，離心5 min，用手持式糖度儀進(jìn)行檢測(cè)并記錄數(shù)據(jù)，每組平行測(cè)定3次取平均值。參照Krüger等的方法[20] 測(cè)定草莓可滴定酸含量。參照Z(yǔ)hu等的方法[21]測(cè)定草莓維生素C含量。參照余璐璐等的方法[22] 測(cè)定草莓果實(shí)相對(duì)電導(dǎo)率。

1.4 數(shù)據(jù)分析

所有的數(shù)值都重復(fù)測(cè)定3次，并計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差，采用Graphpad Prism 6.0軟件分析數(shù)值變化情況。

2 結(jié)果和分析

2.1 高濃度ClO2處理對(duì)草莓保鮮的影響

從圖1可以看出，對(duì)照組草莓儲(chǔ)藏2 d后發(fā)生嚴(yán)重霉變，果實(shí)開(kāi)始腐爛，4 d后草莓霉菌進(jìn)一步增多，6 d后草莓完全變質(zhì)。相比較而言，100、200、400 mg/L ClO2處理組草莓在采后儲(chǔ)藏期間病害發(fā)生率明顯降低。但是，高濃度ClO2處理下草莓果實(shí)表面有泛白現(xiàn)象，果實(shí)品相及口味較處理前明顯降低。100 mg/L ClO2處理組草莓儲(chǔ)藏后第4天開(kāi)始泛白，200、400 mg/L ClO2處理組草莓在儲(chǔ)藏后第2天開(kāi)始泛白，表明高濃度ClO2處理在抑菌的同時(shí)，也對(duì)草莓造成了損傷。

2.2 低濃度ClO2處理對(duì)草莓果實(shí)保鮮的影響

鑒于高濃度ClO2處理對(duì)草莓果實(shí)有一定的損傷作用，本試驗(yàn)接著采用較低濃度ClO2（10、20 、40 mg/L ClO2）處理進(jìn)行研究，觀察草莓的病害發(fā)生及果實(shí)保鮮情況。從圖2可以看出，低濃度ClO2處理草莓后，草莓在儲(chǔ)藏前4 d保鮮效果較好，色澤艷麗，無(wú)明顯病害。10 mg/L ClO2處理組草莓在儲(chǔ)藏第6天出現(xiàn)病菌，部分果實(shí)開(kāi)始霉變腐爛。40 mg/L ClO2處理組草莓保鮮效果也較好，但在儲(chǔ)藏后第4天果實(shí)表面有輕微的泛白現(xiàn)象，儲(chǔ)藏后第6天，果實(shí)開(kāi)始發(fā)生霉變腐爛。相比較而言，20 mg/L ClO2處理組草莓在儲(chǔ)藏期間果實(shí)完好度及品相均較好，無(wú)明顯的病變及腐爛損傷，由此可知，20 mg/L為ClO2的最佳處理濃度。

2.3 20 mg/L ClO2處理對(duì)草莓果實(shí)品質(zhì)的影響

從圖3可以看出，草莓采后貯藏期間，對(duì)照組和20 mg/L ClO2處理組草莓的果實(shí)硬度、相對(duì)含水量均呈下降趨勢(shì)，但20 mg/L ClO2處理組果實(shí)的硬度、相對(duì)含水量下降速度緩慢且始終高于對(duì)照組。此外，在儲(chǔ)藏期間，20 mg/L ClO2處理組草莓果實(shí)的可溶性糖含量在儲(chǔ)藏前2 d與對(duì)照組無(wú)明顯區(qū)別，但在4 d后，對(duì)照組草莓果實(shí)可溶性糖含量明顯下降，而處理組草莓果實(shí)含糖量呈上升趨勢(shì)。對(duì)照組草莓果實(shí)在儲(chǔ)藏期間可滴定酸含量逐漸下降，20 mg/L ClO2處理組草莓果實(shí)可滴定酸含量在儲(chǔ)藏前2 d較穩(wěn)定，第4天后開(kāi)始下降，但下降趨勢(shì)明顯低于對(duì)照組草莓。隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組草莓果實(shí)維生素C含量逐漸減少，儲(chǔ)藏后第6天，相比儲(chǔ)藏前減少了近3倍。20 mg/L ClO2處理組草莓維生素C含量在儲(chǔ)藏期間維持在較高水平，變化趨勢(shì)較小。進(jìn)一步檢測(cè)對(duì)照組、20 mg/L ClO2處理組草莓相對(duì)電導(dǎo)率發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組草莓在整個(gè)儲(chǔ)藏期間表現(xiàn)出明顯的電解質(zhì)滲漏現(xiàn)象，電導(dǎo)率在儲(chǔ)藏期間逐漸上升，這可能與果實(shí)的霉變損傷有關(guān)。相反，20 mg/L ClO2處理組草莓的相對(duì)電導(dǎo)率始終低于對(duì)照組，表明 20 mg/L ClO2溶液能有效抑制果實(shí)氧化損傷，從而有效延長(zhǎng)果實(shí)儲(chǔ)藏期。

3 結(jié)論與討論

為了延長(zhǎng)草莓的貨架期，提高草莓貯運(yùn)期間的果實(shí)品質(zhì)，室溫儲(chǔ)藏技術(shù)是近年來(lái)草莓保鮮研究的重點(diǎn)。ClO2是國(guó)際公認(rèn)的安全、無(wú)毒、高效的殺毒劑，無(wú)殘留，適用于果實(shí)保鮮。Guo等在研究番茄果實(shí)病害過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，ClO2能很好地抑制番茄果實(shí)真菌的發(fā)生，減少果實(shí)腐爛率，增加果實(shí)貨架時(shí)間，為治理番茄病害提供了重要的技術(shù)支撐[17]。本試驗(yàn)結(jié)果表明，ClO2處理能明顯減少草莓儲(chǔ)藏期間的感病損傷，ClO2處理濃度越高，效果越好。但是，高濃度（100、200、400 mg/L）ClO2處理對(duì)草莓果皮有漂白損傷作用，草莓儲(chǔ)藏后期色澤、品相較差。低濃度（10、20 、40 mg/L）ClO2處理在抑菌的同時(shí)能起到較好的果實(shí)保鮮效果，其中20 mg/L ClO2處理效果最好，處理后的草莓果實(shí)在常溫下儲(chǔ)藏時(shí)間最長(zhǎng)。鐘梅等曾用0.1～10.0 μL/L ClO2處理草莓并在4 ℃下保藏，結(jié)果顯示，ClO2處理能明顯降低果實(shí)的腐爛率并延長(zhǎng)其貨架期，其中10 μL/L ClO2處理組草莓的貨架期延長(zhǎng)至7 d[23]。相比較而言，本試驗(yàn)采用20 mg/L ClO2處理草莓，室溫下 （20±1） ℃ 可儲(chǔ)藏近1周，表明ClO2具有較好的保鮮效果、應(yīng)用價(jià)值。

ClO2處理除能延長(zhǎng)草莓采后儲(chǔ)藏期，同時(shí)還能提高儲(chǔ)藏期果實(shí)的品質(zhì)。本試驗(yàn)結(jié)果表明，未處理的對(duì)照組草莓在采后第2天開(kāi)始大面積腐爛長(zhǎng)霉，果實(shí)硬度、含水量下降，維生素C、含糖量降低。相反，處理組草莓在儲(chǔ)藏第6天仍能保持較高的果實(shí)硬度、含水量、維生素C及含糖量，果實(shí)色澤較好，無(wú)明顯腐爛狀況。眾所周知，草莓在儲(chǔ)藏期間，易遭受真菌感染，感染灰霉病等[7]。筆者發(fā)現(xiàn)，對(duì)照組草莓在儲(chǔ)藏2 d后開(kāi)始滋生灰霉病，4 d后開(kāi)始擴(kuò)散并加重果實(shí)腐爛，果肉發(fā)黑，果皮變軟，水分散失，果實(shí)相對(duì)電導(dǎo)率急劇上升。相反，低濃度ClO2處理組草莓在常溫下（20±1） ℃儲(chǔ)藏前 4 d 均無(wú)病菌生長(zhǎng)，果實(shí)艷麗，相對(duì)電導(dǎo)率較穩(wěn)定，表明果實(shí)具有較高的完好度。值得注意的是，高濃度（100～400 mg/L ClO2）處理組草莓在儲(chǔ)藏期間果皮泛白，儲(chǔ)藏第4天果實(shí)開(kāi)始變軟，并有部分果實(shí)感染病菌。ClO2是被公認(rèn)的強(qiáng)殺菌劑，但同時(shí)也是強(qiáng)氧化劑[24]。因此，本試驗(yàn)結(jié)果表明，高濃度的ClO2處理雖有較好的殺菌效果，但易造成氧化損傷，還會(huì)引起病菌二次感染，不利于草莓的儲(chǔ)藏保鮮。

低溫、涂膜、化學(xué)保鮮技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外發(fā)展比較成熟的草莓貯藏保鮮方法，關(guān)于采后草莓果實(shí)氣調(diào)保鮮技術(shù)的研究較少。常規(guī)氣調(diào)保鮮通過(guò)控制環(huán)境中CO2、O2濃度，從而降低果實(shí)呼吸速率，減緩果實(shí)代謝，從而達(dá)到延長(zhǎng)果實(shí)儲(chǔ)藏期的目的。顧采琴等采用10%、20% CO2處理草莓果實(shí)，并分別貯藏于低溫（5±1） ℃和常溫（20±1） ℃條件下，結(jié)果表明，高濃度CO2處理的草莓在低溫下貯藏7 d后的好果率為80%～90%[25]。但貯藏環(huán)境中的CO2濃度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致果實(shí)無(wú)氧呼吸加劇，從而引起果實(shí)乙醇中毒[2]。同樣，涂膜保鮮技術(shù)會(huì)導(dǎo)致果實(shí)變硬，嚴(yán)重影響果實(shí)口感，綠色無(wú)污染的涂膜材料也成為了涂膜技術(shù)的瓶頸。液體化學(xué)試劑處理殘留多，毒副作用強(qiáng)，加之草莓皮薄肉嫩，液體試劑處理會(huì)加劇草莓病變腐爛。氣體ClO2具有很強(qiáng)的擴(kuò)散性、穿透性、使用均勻性，因此，氣體ClO2比液體ClO2具有更廣泛的殺菌面積、更強(qiáng)的殺菌效果，在果實(shí)儲(chǔ)藏保鮮方面應(yīng)用效果更好[26]。Jin 等用不同濃度氣體ClO2處理青椒，結(jié)果表明，采用氣體ClO2處理可極大地降低青椒的腐爛率[27]。Chomkitichai等采用 10 mg/L ClO2氣體熏蒸處理龍眼，能顯著提高龍眼儲(chǔ)藏期間的抗氧化酶類(lèi)活性，減輕果皮褐變程度[28]。ClO2在果蔬保鮮研究領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，20 mg/L ClO2具有較好的保鮮效果，安全性好、成本低，應(yīng)用價(jià)值較強(qiáng)。

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