溴甲烷熏蒸對火龍果儲藏品質(zhì)的影響研究

高 雪，張廣平，李 麗，張相敏，周國輝，張俊爭，劉 濤

1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，北京 100094；2.中國檢驗檢疫科學(xué)研究院，北京 100020；3.南寧海關(guān)，南寧 530029

火龍果(HylocereusundatusBritt)，又名龍珠果、仙蜜果等，是原產(chǎn)于墨西哥、中美洲諸國的仙人掌科三角柱屬熱帶植物[1-2]．火龍果不僅口感好，營養(yǎng)豐富，而且具有美白、降脂減肥、抗糖尿病、降血壓和預(yù)防貧血等多種作用，廣受大眾喜愛[3]．雖然國內(nèi)也有種植，但不能滿足需求，所以大量火龍果仍依賴于進(jìn)口，海關(guān)數(shù)據(jù)顯示，中國火龍果進(jìn)口量連續(xù)5年超過50萬t，2015-2017年分別為81.4萬t，56.7萬t，53.3萬t．越南作為火龍果生產(chǎn)大國，近八成火龍果通過邊境貿(mào)易出口到中國市場[4]．火龍果易傳帶多種有害生物，我國口岸檢疫部門在進(jìn)口火龍果中多次截獲危險性蚧蟲和實蠅．2007-2011年在廣東佛山瀾石口岸的火龍果中截獲仙人掌白盾蚧422種次、盾蚧516種次、葡萄粉蚧118種次和雙條拂粉蚧187種次[5]．2011-2016年廣東口岸進(jìn)境水果檢疫性昆蟲的截獲情況顯示，從火龍果中截獲了瓜實蠅、新菠蘿灰粉蚧[6]．福建出入境檢驗檢疫局多次從越南進(jìn)口的火龍果中截獲杰克貝爾氏粉蚧活蟲[7]．為防范高風(fēng)險有害生物隨進(jìn)口火龍果跨境傳播，對進(jìn)口火龍果進(jìn)行檢疫處理，在保證水果商業(yè)品質(zhì)的同時殺滅有害生物，是檢疫工作中不可缺少的環(huán)節(jié)．

針對火龍果中攜帶有害生物的檢疫處理研究，熏蒸處理、熱處理、輻照處理均有開展，但考慮口岸通關(guān)的便利性，溴甲烷熏蒸最為經(jīng)濟(jì)快捷．溴甲烷作為一種廣譜熏蒸劑，廣泛應(yīng)用于水果、糧食、花卉的熏蒸處理．雖然溴甲烷因破壞大氣臭氧層，受到《蒙特利爾議定書》管控，但由于目前還缺乏有效的替代熏蒸劑，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)藥管理司于2019年11月發(fā)布的《禁限用農(nóng)藥名錄》中指出溴甲烷可用于“檢疫熏蒸處理”．研究表明，溴甲烷熏蒸可成功殺滅水果上的菠蘿粉蚧(Dysmicoccusbrevipes)、新菠蘿灰粉蚧(Dysmicoccusneobrevipes) 、番石榴果實蠅(Bactroceracorrecta)、桔小實蠅 (Bactroceradorsalis) 等多種有害生物[8-10]．但是，高質(zhì)量濃度的溴甲烷熏蒸也會對水果造成不利影響．鱷梨經(jīng)過32 g/m3的溴甲烷處理4 h，部分品種的果肉會變劣[11]；50 g/m3溴甲烷熏蒸2h，會使白柚在貨架期出現(xiàn)褐色斑，南豐蜜橘在轉(zhuǎn)移至貨架期后，整體逐漸變褐色且腐爛[12]．

有研究表明，用40 g/m3的溴甲烷熏蒸2 h可有效殺滅菠蘿粉蚧和新菠蘿灰粉蚧[8]，美國農(nóng)業(yè)部檢疫處理手冊中溴甲烷殺滅粉蚧的指標(biāo)為40 g/m3處理2 h，以上CT值均低于80 g·h/m3，說明用溴甲烷熏蒸可以有效殺滅火龍果上攜帶的粉蚧．由于目前還缺乏溴甲烷熏蒸對火龍果品質(zhì)影響的研究，本試驗使用不同質(zhì)量濃度的溴甲烷進(jìn)行熏蒸處理，研究其對冷藏和貨架期期間火龍果品質(zhì)的影響，為進(jìn)口火龍果的口岸檢疫處理提供技術(shù)參考．

1 材料與方法

1.1 材料、試劑與儀器

本試驗采用購自北京新發(fā)地市場的越南進(jìn)口紅心火龍果，火龍果為廣西憑祥口岸通關(guān)，冷藏車運(yùn)輸48 h內(nèi)抵達(dá)北京市場；溴甲烷純氣，購自連云港死海溴化物有限公司．

Minolta CR-10色差儀：日本美能達(dá)公司生產(chǎn)；GY-1型果實硬度儀：牡丹江市機(jī)械研究所生產(chǎn)；Pocket PAL-1糖度計：日本愛拓生產(chǎn)；GMK-708酸度計：韓國G-WON公司生產(chǎn)；安捷倫6890N氣相色譜儀：美國安捷倫公司生產(chǎn)．

1.2 試驗方法

1.2.1 火龍果的熏蒸處理

試驗設(shè)置4個溴甲烷質(zhì)量濃度，分別為16，32，48，64 g/m3，每個質(zhì)量濃度和對照組分別使用3個火龍果，重復(fù)3次，共45個火龍果．熏蒸使用改造的配有風(fēng)扇的6 L真空干燥器進(jìn)行，每個熏蒸罐放入3個火龍果，根據(jù)設(shè)計的質(zhì)量濃度使用氣密性注射器投入指定體積的溴甲烷純氣．分別于投藥后0.5 h，2 h和3 h時檢測溴甲烷的質(zhì)量濃度，色譜條件參考文獻(xiàn)[13]，處理結(jié)束后通風(fēng)散氣1 h，然后在20 ℃下平衡12 h．

1.2.2 火龍果的品質(zhì)檢測

在模擬冷藏期冷藏14 d后和模擬貨架期存放5 d后，對每個試驗組中隨機(jī)3個火龍果進(jìn)行品質(zhì)檢測．

果皮色澤測定：在果實表皮赤道面上取3點(diǎn)，用色差儀測定，采用L，a，b值表色系統(tǒng)，取平均值．

果實硬度測定：參照張凡華等[14]的方法對火龍果的硬度進(jìn)行測定，在赤道面選3個點(diǎn)使用質(zhì)構(gòu)儀測其硬度，取平均值．

可溶性糖和酸度測定：火龍果可溶性糖和酸度的測定參照張凡華等[15]的方法，果實榨汁后取適量純果汁用糖度計進(jìn)行測定．測酸度時，先取純果汁0.3 mL，稀釋100倍后用酸度計測定．每個果實重復(fù)測定2次，取平均值．

1.2.3 呼吸強(qiáng)度

將火龍果熏蒸后存放于5 ℃下的第1，7，14 d和20 ℃下的第5 d各測定1次，將每組選出3個火龍果放在熏蒸罐中，在封罐的第0 h和1 h時，抽出0.4 mL氣體，用氣相色譜儀測CO2的體積分?jǐn)?shù)，色譜條件參考張凡華等[13]的方法．呼吸強(qiáng)度以mL/kg·h表示．

呼吸強(qiáng)度=(1 h CO2濃度-0 h CO2濃度)×熏蒸罐體積/(果重×熏蒸時間)

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗數(shù)據(jù)為3次重復(fù)試驗的平均值．使用Excel和SPSS 19.0 S-N-K(S)檢驗法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析．

2 結(jié)果與分析

2.1 溴甲烷在熏蒸期間的質(zhì)量濃度變化

試驗結(jié)果看出，熏蒸期間，由于火龍果的吸附作用，各處理組的溴甲烷質(zhì)量濃度均隨熏蒸時間逐漸下降．熏蒸0.5 h后，各處理組的溴甲烷質(zhì)量濃度降至投藥量的(95.42±5.55)%，3 h之后，各處理組的溴甲烷質(zhì)量濃度降至投藥量的(64.80±4.75)%(圖1)．各處理組熏蒸期間的質(zhì)量濃度時間乘積(CT值)分別為39.56，79.75，110.39，151.20 g·h/m3．

MB-1，MB-2，MB-3，MB-4分別代表溴甲烷熏蒸質(zhì)量濃度16，32，48和64 g/m3．圖2、表1至表5同．圖1 溴甲烷在熏蒸期間的質(zhì)量濃度變化

2.2 溴甲烷熏蒸對火龍果外觀的影響

試驗結(jié)果看出，熏蒸結(jié)束在5 ℃貯藏14 d后，各處理組與對照組的表皮和果肉顏色都沒有出現(xiàn)明顯的差異．在20 ℃貯藏5 d后，各處理組的火龍果表皮都部分變?yōu)楹稚?，且出現(xiàn)白色霉?fàn)钗铮S著熏蒸質(zhì)量濃度增加，霉?fàn)钗镒兌啵稚糠衷蕉啵?8，64 g/m3處理組霉?fàn)钗锩黠@增加，且腐爛程度較前3組更為嚴(yán)重．但是，各處理組與對照組的果肉顏色沒有出現(xiàn)明顯的差異(圖2)．銷售時火龍果的外觀是人們考慮的重要因素之一，試驗說明48 g/m3及以上質(zhì)量濃度的溴甲烷熏蒸3 h不利于水果的銷售．

2.3 溴甲烷熏蒸對火龍果色澤的影響

試驗結(jié)果看出，火龍果在5 ℃貯藏14 d后，5組的L，a，b值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義．而在20 ℃貯藏5 d后，48，64 g/m3處理組的a值要低于其他組，且差異有統(tǒng)計學(xué)意義，即紅色較淡．這可能是因為高質(zhì)量濃度處理后火龍果表皮變褐和腐爛造成的(表1)．

表1 溴甲烷熏蒸對火龍果色澤的影響

2.4 溴甲烷熏蒸對火龍果硬度的影響

試驗結(jié)果看出，無論是在5 ℃保存14 d還是在20 ℃保存5 d后，對照組和各處理組的火龍果的果實硬度之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明溴甲烷熏蒸對火龍果的硬度無明顯影響(表2)．

表2 溴甲烷熏蒸對火龍果硬度的影響 kg/cm2

2.5 溴甲烷熏蒸對火龍果可溶性糖及酸度的影響

試驗結(jié)果看出，2次測定結(jié)果都表明對照組和各處理組火龍果的可溶性糖之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義，說明溴甲烷熏蒸對火龍果的可溶性糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)無影響(表3)．

表3 溴甲烷熏蒸對火龍果可溶性糖的影響 %

如表4所示，在模擬冷藏期后，對照組和各處理組的火龍果的酸度之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義．模擬貨架期結(jié)束后，64 g/m3處理組的酸度要比其他組明顯低(p=0.008)，這可能是因為這組衰老腐爛程度嚴(yán)重，有機(jī)酸分解，導(dǎo)致果實酸度下降．

表4 溴甲烷熏蒸對火龍果酸度的影響 %

2.6 溴甲烷熏蒸對火龍果呼吸強(qiáng)度的影響

試驗結(jié)果看出，由于貯藏溫度的差異，5 ℃冷藏期間各組水果的呼吸強(qiáng)度均較低，而在20 ℃貯藏5 d后各組呼吸強(qiáng)度大幅度上升．整體來看，16，32 g/m3處理組和對照組以及48，64 g/m3處理組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，低質(zhì)量濃度處理組呼吸強(qiáng)度較対照組要低，而高質(zhì)量濃度處理組的呼吸強(qiáng)度要比對照組高．64 g/m3處理組的呼吸強(qiáng)度增加隨著貯藏時間在減少，所以在20 ℃貯藏5 d后，48 g/m3處理組的呼吸強(qiáng)度是最高的．由此可見，低質(zhì)量濃度溴甲烷熏蒸會抑制火龍果的呼吸，而高質(zhì)量濃度溴甲烷熏蒸會在熏蒸后短時間內(nèi)(1 d)刺激火龍果呼吸，隨儲藏時間延長(冷藏7 d后)，逐漸恢復(fù)到對照組水平(表5)．

表5 溴甲烷熏蒸對火龍果呼吸強(qiáng)度的影響 mL/kg·h

3 結(jié)論與討論

火龍果容易攜帶粉蚧和實蠅類有害生物，出于經(jīng)濟(jì)、便捷和快速通關(guān)的考慮，溴甲烷熏蒸是比較好的檢疫處理技術(shù)選擇．檢疫處理不僅要?dú)缬泻ι?，還要保證貨物的商業(yè)品質(zhì)．關(guān)于溴甲烷殺滅粉蚧和實蠅的指標(biāo)已經(jīng)得到充分研究，所以本文針對溴甲烷熏蒸后對火龍果品質(zhì)的影響作出研究．

有研究表明，在19 ℃和25 ℃下，分別用40 g/m3和25 g/m3的溴甲烷熏蒸2 h可以使菠蘿粉蚧和新菠蘿灰粉蚧達(dá)到安全檢疫處理要求[8]；22～26 ℃時，檢疫處理番石榴實蠅的推薦劑量是45 g/m3的溴甲烷處理2 h[9]；32 g/m3熏蒸4 h可以作為桔小實蠅的檢疫處理技術(shù)指標(biāo)[10]；而地中海實蠅在21.1 ℃以上需要用32 g/m3熏蒸3.5 h[16]．而本試驗結(jié)果表明，32 g/m3熏蒸3 h是保證火龍果品質(zhì)的最高限度，在這個標(biāo)準(zhǔn)下，溴甲烷熏蒸用于殺滅火龍果上的粉蚧較為安全，用于殺滅實蠅則易導(dǎo)致水果劣變．

本文試驗結(jié)果表明，64 g/m3熏蒸3 h后的火龍果內(nèi)部品質(zhì)并沒有產(chǎn)生變化，而48和64 g/m3處理組會使火龍果表皮出現(xiàn)藥害和腐爛，對火龍果的商業(yè)品質(zhì)產(chǎn)生影響．有研究表明，經(jīng)過32 g/m3的溴甲烷熏蒸2 h后，菠蘿的品質(zhì)下降[17]；32 g/m3熏蒸2 h的藍(lán)莓和櫻桃相較于對照組腐爛更加嚴(yán)重[18]；15 ℃下，可以用68 g/m3的溴甲烷熏蒸青冠、青蘋果2 h[13]；常溫下，用50 g/m3溴甲烷處理2 h，臍橙和小葉桔品質(zhì)沒有受到影響[12]．因此，火龍果對溴甲烷的耐受能力較菠蘿、藍(lán)莓、櫻桃強(qiáng)，比青冠、青蘋果、臍橙和小葉桔弱．

對熏蒸后火龍果的呼吸速率進(jìn)行研究后發(fā)現(xiàn)，48 g/m3及以上質(zhì)量濃度溴甲烷熏蒸后短時間內(nèi)(1 d)刺激火龍果呼吸，32 g/m3及以下質(zhì)量濃度溴甲烷熏蒸抑制了火龍果在儲藏期間的呼吸速率．有研究認(rèn)為在水果采后的貯藏期間，溴甲烷熏蒸可能加速細(xì)胞膨壓和細(xì)胞結(jié)構(gòu)隨儲藏時間延長發(fā)生改變的進(jìn)程，高質(zhì)量濃度溴甲烷可能會導(dǎo)致水果藥害并降低其商業(yè)價值[19-20]．這與我們發(fā)現(xiàn)的高質(zhì)量濃度溴甲烷熏蒸刺激火龍果呼吸的結(jié)論是一致的，可能溴甲烷導(dǎo)致了水果加速成熟衰老，或許使用呼吸抑制劑能夠減少溴甲烷的藥害．另外，本文結(jié)論表明低質(zhì)量濃度溴甲烷可以抑制呼吸，這與其他的報道不一致，推測溴甲烷對呼吸相關(guān)通路的作用可能是雙向的，即低質(zhì)量濃度抑制，高質(zhì)量濃度促進(jìn)，具體機(jī)制還有待下一步研究．

綜上所述，研究確定了用32 g/m3溴甲烷熏蒸3 h(CT值80 g·h/m3)對火龍果的品質(zhì)無影響．在檢疫處理時使用溴甲烷熏蒸粉蚧是可行的，但熏蒸實蠅會對火龍果的品質(zhì)產(chǎn)生影響．此結(jié)果可以作為口岸檢疫處理工作預(yù)警的依據(jù)，提示謹(jǐn)慎使用高質(zhì)量濃度溴甲烷進(jìn)行長時間熏蒸，提升檢疫處理的技術(shù)和效率．