二氧化氯采前处理对红富士苹果的保鲜

赵明慧，饶景萍*，辛付存，夏源苑

(西北农林科技大学园艺学院，陕西 杨凌 712100)

二氧化氯采前处理对红富士苹果的保鲜

赵明慧，饶景萍*，辛付存，夏源苑

(西北农林科技大学园艺学院，陕西 杨凌 712100)

研究采前使用二氧化氯(ClO2)处理在红富士苹果冷藏条件下的防腐保鲜效果，探讨ClO2对红富士苹果的防腐保鲜效果机理。分别用质量浓度0、20、50、80mg/L ClO2溶液采前处理“红富士”苹果，定期测定果实采后生理指标，并在贮藏末期观察统计其腐烂指数。适宜质量浓度的ClO2采前处理对果实表面的菌落清除效果较好，可有效抑制冷藏期间果实硬度和可滴定酸含量的下降，降低苹果呼吸速率、乙烯释放速率和腐烂指数，无明显抑制果实质量减少的作用，提高了过氧化物酶(peroxidase，POD)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase，PAL)的活性。通过不同质量浓度处理效果的比较，确定适宜的ClO2处理质量浓度为50mg/L，此处理条件对红富士苹果具有明显的防腐保鲜效果，可有效延长贮藏期。

红富士苹果；二氧化氯(ClO2)；冷藏；采前处理；防腐保鲜

红富士苹果采收后易感多种侵染性病害，并长期潜伏，至果实成熟或衰老时发病为害，造成贮运期间果实大量腐烂[1]。果实在采后贮运过程中，受到如挤压、振动等机械损伤，破坏了果实天然组织结构，加快了果实衰老的进程，并为微生物侵染提供了机会，使果实腐烂增加，造成苹果在贮运过程尤其是贮藏后期的严重损失[2]。因此，贮藏前处理对防治果实腐烂具有重要意义。

红富士苹果目前已成为我国苹果栽培的主要品种[13]。ClO2对红富士苹果的防腐保鲜效果和作用机理国内外鲜有报道。鉴于目前采后处理中浸泡设备不完善，并易使果实遭受机械损伤，本实验选用采前喷施ClO2溶液的方法研究ClO2对红富士苹果防腐保鲜效果和可能的机理，以期为今后“红富士”苹果防腐保鲜提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

红富士苹果 陕西省洛川县某管理良好的农家果园；稳定性ClO2溶液 西安维绿环保科技有限公司。

1.2 仪器与设备

意大利FT-327型硬度计 意大利Breuzzi公司；ETONG-7001型CO2分析仪 江苏亿通电子有限公司；TRACE GCULTRA型气相色谱仪法 美国GC公司。

1.3 采前处理方法

设4个处理：ClO2质量浓度分别为0(对照)、20、50、80mg/L。处理溶液用ClO2原液与活化剂(柠檬酸)以10:1质量比溶解后，加0.05% 吐温-20为展着剂用蒸馏水定容配制而成，对照为蒸馏水与活化剂以10:1的质量比溶解后，加0.05% 吐温-20配制而成。采果前用手持微型喷雾器将ClO2溶液均匀喷布果面，喷施在傍晚无风时进行。单株小区，重复3次(每株树选300个果实进行处理），挂牌标记。果实均匀着药、滴水为止，每株喷药约5～6L。以上处理进行两年，果实于处理翌日(2009年10月13日和2010年10月15日)采摘。挑选大小适中、色泽均匀、无机械伤害和病虫害、果形端正、成熟度一致的果实，运回实验室。在2009年10月13日采摘的果实用0.03mm厚，0.5%开孔度的PE保鲜袋包装，于(0±1)℃、相对湿度85%～90%冷库中贮藏，每20d取样测定相关生理及品质指标。入贮后从各处理重复中分别取100 个果，每20d 统计1次质量损失率，出库时统计腐烂指数。2010年10月15日采摘的果实用于菌落总数测定。

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1.4 生理及品质指标测定

硬度：采用硬度计(探头直径11mm，测定深度8mm)测定；可滴定酸含量：酸碱滴定法测定；呼吸速率：用CO2分析仪，参照董晓庆等[14]方法测定；乙烯释放速率：用气相色谱仪法测定，载气为N2，GDX-502色谱柱，柱温70℃，进样口温度70℃，氢气0.7kg/cm2，空气0.7kg/cm2，氮气1.0kg/cm2，氢火焰离子化检测器检测，检测室温度150℃；质量损失率测定：参照董晓庆等[14]方法；腐烂指数测定：参照甘瑾等[15]方法；过氧化物酶(peroxidase，POD)活性测定：参照田春莲等[16]方法；苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonialyase，PAL)活性测定：参照杨书珍等[17]方法。所有测定重复3次，取平均值。

1.5 菌落总数测定

分别从4个采前ClO2处理中随机取10个果实，均匀取果皮(0.1～0.5mm厚)，用于测定果实表面的菌落，重复3次。再取10个未经处理的果实，直接测定菌落总数，重复3次。菌落总数的测定参照GB /T4789.2—2008《食品卫生微生物学检验》进行。

1.6 数据处理

采用Excel软件进行分析，并用SAS分析软件进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 ClO2处理对果实菌落去除率的影响

表1 ClO2处理的红富士苹果菌落去除率Table 1 Effects of ClO2 treatment on colony clearance rate on‘Red Fuji’apple surface

由表1显示，果实经清水处理，表面菌落去除率为59.34%，80mg/L ClO2处理后，果实表面菌落去除率达到98.45%，各质量浓度ClO2处理均对果实表面菌落具有显著的去除作用(P＜0.05)，50mg/L和20mg/L的处理效果无显著差异。

2.2 ClO2处理对苹果果实硬度和可滴定酸含量的影响

图1 ClO2处理对红富士苹果硬度的影响Fig.1 Effects of ClO2 treatment on firmness of‘Red Fuji’apple

由图1显示，贮藏期中，所有处理的果实硬度均显著大于对照(P＜0.05)，其中20mg/L的处理与对照无显著差异，果实的硬度一直呈下降趋势。贮藏180d后，对照果实硬度为6.56kg/cm2，50mg/L和80mg/L处理果的硬度分别比对照高3.81%和4.88%，与对照差异显著(P＜0.05)，两处理间差异不显著(P＞0.05)，表明适宜质量浓度的ClO2处理可较好保持果实硬度。

由图2可得，随着贮藏时间的延长，可滴定酸含量呈下降趋势，处理果可滴定酸含量均高于对照，其中50mg/L和80mg/L处理的果实可滴定酸含量显著高于对照(P＜0.05)，但两者间无差异显著。贮藏结束时，50mg/L处理的可滴定酸含量最高，比对照高76%。可见，50mg/L ClO2处理即可保持较高的可滴定酸含量。

2.3 ClO2处理对果实呼吸速率和乙烯释放速率的影响

图2 ClO2处理对红富士苹果可滴定酸含量的影响Fig.2 Effects of ClO2 treatment on titratable acid content of ‘Red Fuji’ apple

图3 ClO2处理对红富士苹果呼吸速率的影响Fig.3 Effects of ClO2 treatment on respiratory rate of ‘Red Fuji’ apple

图4 ClO2处理对红富士苹果乙烯释放速率的影响Fig.4 Effects of ClO2 treatment on ethylene production rate of ‘Red Fuji’ apple

由图3显示，贮藏期内，ClO2处理果的呼吸速率显著低于对照果。在贮藏至第120天时，对照与处理均出现呼吸高峰，各处理呼吸高峰均低于对照，其中20mg/L处理的呼吸速率最低。处理对果实的呼吸速率具有明显的抑制作用，表现在显著降低峰值，而不改变呼吸高峰出现时间。

由图4可知，贮藏前期果实产生的乙烯量较少，随着贮藏时间的延长，乙烯释放速率逐渐上升。在大约100d时达到了乙烯释放高峰。处理的峰值远低于对照，50mg/L处理为3.46μL/(kg·h)，比对照小23.1%，且效果最显著(P＜0.05)。整个贮藏期中，处理果实乙烯释放变化较对照平缓，适宜质量浓度的ClO2处理有抑制果实乙烯生成的作用。

2.4 ClO2处理对果实质量损失率和腐烂指数的影响

由图5可知，贮藏期间，虽然各处理的质量损失率均小于对照，但差异不显著。在贮藏结束时，对照果实质量损失率为3.62%，3种处理与对照质量损失率接近，无显著差异(P＜0.05)。

腐烂指数越大，表示果实腐烂越严重。由图6可见，在冷藏6个月后，除20mg/L外，其他处理均显著低于对照(P＜0.05)，且随着处理质量浓度的升高，腐烂指数逐渐降低。80mg/L处理的果实腐烂指数仅为对照的14.02%，说明ClO2处理对果实冷藏期间腐烂指数的降低有明显的作用，且在一定范围内质量浓度越大效果越好。

图6 ClO2处理对红富士苹果腐烂指数的影响Fig.6 Effects of ClO2 treatment on decay index of Red Fuji apple

图5 ClO2处理对红富士苹果质量损失率的影响Fig.5 Effects of ClO2 treatment on weight loss of Red Fuji apple

2.5 ClO2处理对果实POD和PAL活性的影响

图7 ClO2处理对红富士苹果POD 活性的影响Fig.7 Effects of ClO2 treatment on POD activity of Red Fuji apple

图8 ClO2处理对红富士苹果PAL活性的影响Fig.8 Effects of ClO2 on PAL activity of ‘ Red Fuji’ apple

由图7显示，处理和对照的POD活性变化趋势相似，即先升高后下降。其中，对照在入贮后60d出现高峰，50mg/L处理比对照晚20d出现高峰，且峰值比对照高出24.4%。各处理峰值均显著高于对照(P＜0.05)。50mg/L处理的POD活性下降较其他处理慢，处理间无显著差异。这与贮藏末期50mg/L处理的品质较好是一致的，在整个贮藏过程中，处理果的POD活性始终高于对照果(P＜0.05)。

由图8可见，在贮藏期间，果实PAL活性基本呈先上升，达到高峰后又下降的趋势，在贮藏后期，处理的PAL下降速度比对照慢。对照和处理均在贮藏后100d活性达到最大值，50mg/L处理的峰值比对照高6.17%，处理改变PAL峰值的大小，但未推迟高峰出现的时间。在贮藏末期，处理的PAL活性均高于对照，50 mg/L处理效果最显著(P＜0.05)。

3 讨论与结论

ClO2能杀死细菌及其他微生物是因为它能快速地控制微生物蛋白质的合成，与微生物蛋白质中的氨基酸发生反应，使其分解，从而导致细胞死亡[18]。本实验结果表明，ClO2处理可显著去除果实表面的菌落，这与董晓庆等[14]的研究结果相符。因此，选择适宜质量浓度的ClO2，即可达到较好的菌落去除效果和经济效益。

果实硬度和可滴定酸含量是决定果实品质的重要因素。本实验发现适宜的ClO2处理可较好的保持果实的硬度，有效延缓可滴定酸含量的下降，这与在杏[10]、猕猴桃[12]上的研究结果基本一致。试验中50mg/L处理的效果最显著，并没有出现在葡萄[11]上，较高质量浓度处理对果实品质造成的不利影响，这可能是由于果实种类的差异。

呼吸强度是表示组织新陈代谢大小的标志，随着呼吸作用时间的延长或呼吸强度的增大，呼吸消耗的有机物质增加，果实的品质变差，贮藏时间变短。乙烯加速果蔬的成熟衰老，降低耐贮性。本实验证明适宜质量浓度ClO2处理抑制呼吸强度、降低乙烯释放量的效果较好，这与对油桃[20]、葡萄[21]的处理效果类似。较低浓度的处理可较好地降低果实呼吸速率和乙烯释放速率可能是由于较高浓度处理对果实内部代谢有一定的影响。但各处理果呼吸速率和乙烯释放速率均低于对照果说明处理对果实代谢的影响不会加速果实衰老腐败。在果蔬贮运中，由于蛋氨酸等代谢作用而氧化分解为乙烯、二氧化碳等造成果蔬成熟衰老的物质，适宜质量浓度的ClO2处理可以阻止蛋氨酸分解为乙烯，且破坏已经形成的乙烯[19]，对延缓果实的衰老起到一定作用。

许多研究报道ClO2能够增强植物的抗病性并对果实腐烂有明显的抑制作用。曾柏全等[11]研究表明，ClO2处理有利于藤捻葡萄的保鲜贮藏 。牛瑞雪等[12]报道适宜质量浓度的ClO2处理对猕猴桃果实贮藏后期的腐烂有明显的抑制作用。本实验发现ClO2处理降低了果实在冷藏期间的腐烂程度。可能原因是ClO2提高果实的抗病能力和抗氧化能力，有效抑制了果实的腐烂变质；同时，其具有很强的杀菌能力，能有效杀死微生物[19]。ClO2处理对果实在冷藏期间质量损失率的影响不显著，这与ClO2对青椒[22]的处理效果类似。

POD和PAL是与植物体抗性密切相关的两种酶，PAL活性的高低是植物抗病能力大小的重要指标[23]。有研究表明，当植物受到病原菌侵害时，POD和PAL的活性升高，抗氧化性加强、木质素合成、次生代谢加快，以抵抗病原菌的侵染[24]。结果表明，在整个贮藏过程中，处理果的POD活性始终高于对照。50mg/L处理的效果最显著。这表明ClO2处理有效地提高了果实的POD活性，减少了果实内的H2O2积累，有效延缓了果实衰老。ClO2处理可以抑制果实PAL 活性的下降，尤其在贮藏后期表现得更为明显。这说明ClO2处理减少果实腐烂与诱导果实PAL活性的上升有密切关系。

采前ClO2处理有助于去除果实表面的菌落，显著降低果实的腐烂程度，但对质量损失无明显效果；ClO2处理延缓了果实硬度下降和可滴定酸含量的损失，降低了果实呼吸速率和乙烯释放速率，最佳处理质量浓度为50mg/L。通过定期测定果实品质和统计腐烂率，本实验认为，在冷藏条件下，ClO2用于红富士苹果保鲜的适宜质量浓度为50mg/L。

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Fresh-keeping Effect of Pre-harvest Chlorine Dioxide Treatment ofRed FujiApple

ZHAO Ming-hui，RAO Jing-ping*，XIN Fu-cun，XIA Yuan-yuan
(College of Horticulture, Northwest A & F University, Yangling 712100, China)

The fresh-keeping effect and mechanisms of pre-harvest chlorine dioxide (ClO2) treatment on ‘Red Fuji’ apple were studied.Red Fujiapples were sprayed with 0, 20, 50 mg/L and 80 mg/L ClO2 before harvest. Physiological indicators were measured regularly during storage and decay index was counted in the end. Pre-harvest ClO2 treatment could considerably scavenge colonies on fruit surface, inhibit the decrease in fruit hardness and titratable acid content, reduce respiration rate,ethylene release and decay index and increase the activities of POD and PAL, but have no obvious inhibitory effect on fruit weight loss. The appropriate concentration of ClO2 was 50 mg/L, resulting in an obvious fresh-keeping effect and a considerable prolongation of the shelf life.

Red Fujiapple；chlorine dioxide (ClO2)；cold storage；pre-harvest treatment；preservation

S609.3

A

1002-6630(2011)16-0352-05

2010-11-19

国家现代农业产业技术体系项目

赵明慧(1985—)，女，硕士研究生，研究方向为采后生理及贮藏保鲜技术。E-mail：tnml19850710@163.com

*通信作者：饶景萍(1957—)，女，教授，硕士，研究方向为采后生理及贮藏保鲜技术。E-mail：dpr0723@163.com