SO2气态熏蒸结合固态缓释保鲜剂处理对红地球葡萄贮藏品质的影响*

赵飞，张平，朱志强，农绍庄

1(大连工业大学食品学院，辽宁大连，116034)2(国家农产品保鲜工程技术研究中心，天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室，天津，300384)

红地球葡萄是世界上产量最大的鲜食葡萄品种［1］，随着近些年在我国的大力推广，贮藏量也随之逐年增加。然而，实践证明红地球葡萄具有耐贮却不易贮的特点［2］。具体来讲，通常使用冷藏结合SO2类保鲜剂的方式贮藏红地球葡萄，而红地球葡萄属于不耐SO2的品种［3］，保鲜剂的剂量稍大，就会在贮藏后期产生漂白伤害，并且会有SO2残留，剂量稍小，则贮藏后期葡萄果实腐烂严重。因此，开发出一种既可延长贮藏时间又可以减轻漂白伤害的技术，成为了SO2类保鲜剂贮藏红地球葡萄急需解决的问题。预冷前使用SO2气体熏蒸葡萄果实，可有效降低来自田间的病菌体，贮藏过程中再结合适量SO2缓释保鲜剂，达到既可以减轻果实漂白伤害又能够有效延长贮藏时间的目的。

1 材料与方法

1.1 材料及处理

供试的“红地球”葡萄于2012年9月27日采自河北省张家口市，采收后置于内衬0.03 mmPE保鲜膜的塑料筐内，当天运回国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)。挑选色泽度相近，无病虫害、无霉变的果实。将整筐置于1 m3的密封塑料帐内，通入0.5%的SO2气体，熏蒸时间为20 min。熏蒸结束后于0℃下预冷24 h。以5 kg/袋，放于内衬PE袋的塑料筐中，并在果实表面放入固体保鲜剂(有效成分焦亚硫酸钠盐，含量大于90%)，具体为新型保鲜纸1张(处理Ⅰ)、新型简化保鲜剂5包(处理Ⅱ)、简化保鲜剂5包(处理Ⅲ)、红地球7+1型专用保鲜剂(处理Ⅳ)以及CK(只做熏蒸处理)。各保鲜剂用时分别用大头针扎透眼2个，随后将各处理葡萄扎紧塑料袋口。于－1～0℃中的保鲜冷库内贮藏，每种处理设6个重复。贮藏过程中定期检测葡萄果实的感官指标及理化指标，以此来评价各保鲜剂不同使用工艺的保鲜效果。

1.2 试剂与仪器

PE保鲜袋、保鲜剂(有效成分焦亚硫酸钠盐，含量大于90%)国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津);硫代巴比妥酸、三氯乙酸、甲醇、Folin-Ciocalteu、儿茶酚、NaH2PO4、Na2HPO4、乙酸铅等均为分析纯。

TA.XT.Plus物性测试仪，英国Stable micro system公司;BP211D型十万分之一天平，德国塞多利斯公司;GC-2010气相色谱仪，日本岛津公司;GENESYS 5型紫外-可见分光光度计，美国Thermo公司;D-37520高速冷冻离心机，德国Heraeus公司;CheckPoint型O2/CO2气体测定仪，丹麦丹圣公司。

1.3 指标测定

1.3.1 感官指标

漂白指数:以果粒表面漂白斑的面积分为24级，无漂白斑的为0级，漂白小1/24为1级，漂白1/24～2/24为2级，以此类推，漂白22/24～23/24为23级，漂白23/24以上为24级。

漂白斑的面积=1/4π×d2(d为漂白斑的平均直径)

果粒的表面积=π×D2(D为果粒的平均直径)

漂白指数/%=∑漂白级别×个数/最高级别×总调查个数×100

1.3.2 生理指标

二氧化硫残留的测定:用打浆机榨取“红地球”葡萄果实汁液，称取10 g左右，放入500 mL蒸馏瓶中，加入250 mL水和10 mL HCl(1+1)，吸取25 mL乙酸铅至碘量瓶中，然后连接蒸馏装置，至碘量瓶中蒸馏液约为200 mL时，使冷凝管下端离开液面，再蒸馏1 min，用少量水冲洗插入乙酸铅溶液的装置部分，取出碘量瓶，依次加入10 mL浓HCl和1 mL淀粉指示液，用碘液滴定至变蓝且在30 s内不褪色，同时做空白试验，每组做3个重复［4］。

呼吸强度:在葡萄果穗不同部位剪取小串葡萄，质量约500 g后放置密闭容器内密封3h后用便携式O2/CO2测定仪测定容器内CO2含量，并计算呼吸强度，单位为CO2mg/(kg·h)。

硬度:采用英国产TA.XT.Plus物性测定仪测定。每个处理取10个果，单位为kg/cm2。测定参数为:探头型号P/2，直径2 mm，测试速度2.00 mm/s;测定深度6 mm;最小感知力5 g。

丙二醛:硫代巴比妥酸比色法［5］。

多酚氧化酶:多酚氧化酶(PPO)活性参照郝再彬方法［6］。

总酚含量:用 Folin-Ciocalteu 试剂法［7］。

1.3.3 数据统计

图表的绘制采用Excel软件，数据的差异显著性分析使用 DPS7.05软件，运用邓肯式新复极差法(Duncan’s multiple range test)进行统计处理。

2 结果与分析

2.1 不同处理对红地球葡萄腐烂率的影响

如表1所示，在整个贮藏期内，4种处理均有效减轻了葡萄果实腐烂现象的发生，但处理间存在差异。在贮藏前期至60 d时，各处理几乎无腐烂现象;贮藏至90d时，对照腐烂率达到了27.19%，而各处理只出现了轻微的腐烂，显著低于对照组;90d后，对照和处理Ⅱ果实腐烂率急剧上升，各处理之间差异性极显著(P＜0.01);贮藏结束时，4种处理腐烂率均达到了最大值，但均未超过20%，而对照果实腐烂达到了93.10%，这说明4种处理均能有效抑制红地球葡萄的腐烂，各处理腐烂率由高到低依次为:处理Ⅱ、处理Ⅳ、处理Ⅰ、处理Ⅲ。

表1 不同处理对红地球葡萄腐烂率的影响Table 1 Effects of different treatments on decay rate of red globe grapes

2.2 不同处理对红地球葡萄漂白率的影响

研究表明，红地球葡萄属于SO2敏感型品种［3］，贮藏过程中易受到SO2漂白伤害，极大地影响了其商品价值。控释保鲜剂通过缓慢地释放SO2来有效控制霉菌的产生，达到长期贮藏的效果。由图1可以看出，不同保鲜剂处理组果实的SO2漂白率存在一定差异。贮藏60d前，各处理组均未见漂白伤害，可能是由于SO2的吸收有一个过程，而后才会表现出来;60d后，处理Ⅲ漂白率迅速上升，而其他处理组至90d时漂白率也未超过1%;120d时，处理Ⅲ、处理Ⅳ与其他两组处理漂白率差异性显著，贮藏结束时，4种处理果实的漂白率分别为 7.9%、13.1%、22.2%、17.1%。分析贮藏过程中各处理组漂白率的差异，与保鲜剂的释放速率有直接关系。

图1 不同处理对红地球葡萄漂白率的影响Fig.1 Effects of different treatments on bleaching rate of red globe grapes

2.3 不同处理对红地球葡萄硬度的影响

果实在贮藏过程中，多种细胞壁降解酶促使细胞壁物质降解引起细胞壁结构变化，进而引起果实质地的软化，果实的硬度是反应品质好坏的重要指标［8］。图2显示果实在贮藏过程中硬度整体在一定范围内波动，比较贮藏前后，各处理果实硬度均有小幅下降，贮藏120d时，对照及处理Ⅰ～Ⅳ的果实硬度值分别较入贮前降低了 37.0%、24.0%、24.9%、25.8%、6.2%，对照果实硬度值显著低于处理组(P＜0.05)。贮藏结束时，处理Ⅰ、Ⅱ果实硬度显著高于处理Ⅲ、Ⅳ。

图2 不同处理对红地球葡萄硬度的影响Fig.2 Effects of different treatments on firmness of red globe grapes

2.4 不同处理对红地球葡萄呼吸速率的影响

果实采后贮藏过程中仍进行着呼吸作用，控制果实的呼吸作用，使其维持在较低水平，是延长果实贮藏期的有效途径［9］。从图3可知，葡萄果实呼吸强度在贮藏初期略有上升，32d时达到呼吸峰值。随后呼吸速率迅速下降，贮藏60d时，对照及处理Ⅰ至Ⅳ的呼吸强度分别为 15.3、6.5、8.2、10.3、10.2 mg/(kg·h)，呼吸速率均降到了最低值，对照及处理之间差异性显著(P＜0.05);贮藏120d时，对照果实呼吸速率明显高于处理组，而处理组中，以处理Ⅰ的呼吸强度最低。贮藏结束时，处理Ⅰ至Ⅳ的呼吸强度分别为 15.7、18.3、13.9、15.2 mg/(kg·h)。处理Ⅰ在整个贮藏过程中能更有效地将果实呼吸速率维持在较低水平。

图3 不同处理对红地球葡萄呼吸速率的影响Fig.3 Effects of different treatments on respiratory intensity of red globe grapes

2.5 不同处理对红地球葡萄丙二醛含量的影响

丙二醛是植物衰老过程中膜脂过氧化的产物之一，膜脂过氧化作用使细胞通透性增加，细胞内容物外渗。通常丙二醛的含量作为果实衰老进程的标志。如图4所示，在整个贮藏过程中果实丙二醛含量呈上升趋势，但不同处理组上升的幅度有差异。贮藏32d时，MDA含量快速上升，其中对照和处理Ⅲ上升最快;贮藏中期，对照果实MDA含量继续增加，而处理Ⅲ的MDA积累量则始终高于其他处理组;贮藏165d，处理Ⅰ的MDA含量显著低于其他3组处理(P＜0.05)。从整个贮藏过程来看，处理组MDA含量明显低于对照，这说明保鲜剂处理能够有效地抑制MDA的积累，而处理Ⅰ的效果最好。

图4 不同处理对红地球葡萄丙二醛含量的影响Fig.4 Effects of different treatments on MDA content of red globe grapes

2.6 不同处理对红地球葡萄总酚含量的影响

图5 不同处理对红地球葡萄总酚含量的影响Fig.5 Effects of different treatments on total phenols content of red globe grapes

果蔬组织中存在着大量的酚类物质，它们与果蔬的色泽发育、品质和风味形成、组织褐变、抗逆性和抗病性代谢等作用紧密相关。由图5可以看出，酚类物质在贮藏过程中整体呈现先下降后在一定范围内波动的趋势。贮藏初期，总酚含量急剧下降。贮藏32～60d，保鲜剂处理能有效促进总酚含量的上升，其中处理Ⅰ的上升幅度最大，各处理的差异性显著(P＜0.05)。60d以后，对照果实总酚含量快速下降，而处理组变化不大，贮藏120d时，对照降到了最低值，并且显著低于处理组(P＜0.05)。贮藏结束时，总酚含量从高到低依次为处理Ⅲ、处理Ⅰ、处理Ⅳ、处理Ⅱ。从整个贮藏期看，处理Ⅰ能较好维持果实的总酚含量。

2.7 不同处理对红地球葡萄PPO活性的影响

多酚氧化酶是含铜的氧化酶，存在于植物细胞质体、微体内，催化各种酚与氧化反应生成醌，同时也是末端氧化酶的主要部分。果蔬在贮藏过程中出现的组织褐变与组织中的 PPO活性密切相关［10］。PPO活性是衡量果实贮藏期间品质的一个重要指标。图6显示，红地球葡萄在贮藏过程中PPO活性整体呈现上升趋势，处理能够有效地抑制PPO活性的上升，而各处理组对保鲜剂的抑制效果也有较大差异。处理Ⅰ在整个贮藏期间PPO活性变化较为平缓，处理Ⅱ的PPO活性在60d以后出现急剧上升，贮藏结束时PPO活性约为初始值的3倍，而另外2组处理贮藏结束时PPO活性较之初始值增加较小。因此，处理Ⅰ可以在贮藏过程中较好地钝化PPO活性的上升，延缓果实褐变的进程。

图6 不同处理对红地球葡萄PPO活性的影响Fig.6 Effects of different treatments on PPO activity of red globe grapes

2.8 不同处理对红地球葡萄SO2残留量的影响

葡萄对SO2的吸收主要是通过果梗和穗轴进入，继而转移至浆果内部，也有一部分是经果实表面机械伤口、角质层细微裂口和轻度木栓化的皮孔进入［11］。使用SO2类保鲜剂要尽量降低果实SO2残留量。由图7可以看出，各处理葡萄果实中的SO2残留量随着贮藏期的延长而逐渐增加，果实中的SO2残留量具有积累效应，而且不同时期SO2的积累速率也有差异。贮藏初期，果实中的SO2残留量变化缓慢，各处理无显著差异(P＞0.05)。贮藏32 d后，处理Ⅲ的果实SO2积累量快速增加，并且显著高于其他3组处理，且在120 d后，又出现了一个快速增加的过程，其他3组处理在贮藏中期果实中的SO2积累量变化缓慢，但均未超过FDA标准(10×10－6)。贮藏后期，SO2残留增加较快，其中处理Ⅲ显著高于其他处理(P＜0.05)。

图7 不同处理对红地球葡萄SO2残留量的影响Fig.7 Effects of different treatments on SO2 residue of red globe grape

3 讨论

SO2熏蒸是葡萄采后贮藏中普遍使用的防腐保鲜方法［12］，它不但可有效控制采后贮藏中霉菌的蔓延，而且能降低葡萄的呼吸作用，有效维持果实的营养和风味［13］。SO2用于鲜食葡萄的熏蒸处理时，SO2的浓度应高于抑菌水平，同时又必须低于葡萄漂白损伤水平［14］，而在SO2类保鲜剂的使用过程中，一直存在着SO2剂量不足造成的腐烂以及SO2过量造成的漂白的矛盾，尤其是对红地球这类SO2敏感型葡萄果实更为突出。本实验中，处理Ⅲ对于病原菌的抑制效果最好，所以后期腐烂率较低，这是因为处理Ⅲ能够释放较高浓度的SO2，所以处理Ⅲ后期的漂白率和SO2残留量也高于其他处理。

酚类是植物防御体系中重要的组成部分，贮藏初期酚类物质迅速下降，可能与周围环境的变化有关，是植物自身的一种应激反应。贮藏中期，在SO2的刺激下，酚类物质变化也不大，可能与PPO活性升高有关，是PPO氧化酚类底物的结果，而贮藏后期果实衰老以及生理代谢失调等逆境可能是促进酚类物质再次升高的原因。

果实在贮藏过程中仍然进行着呼吸作用，呼吸作用消耗果实积累的营养物质，因此降低呼吸作用对果实的贮藏有着重要的意义。本实验中处理Ⅰ的呼吸作用在整个贮藏过程始终维持在较低水平。果实在贮藏过程中原果胶酶和多聚半乳糖醛酸酶作用于原果胶，会使原果胶转变为果胶以及果胶酸，果胶会进一步分离，从而引起细胞变软［15］。本实验中果实的硬度随贮藏时间的延长也呈下降的趋势。

丙二醛是果实脂质过氧化的产物之一，标志着植物的衰老进程。本实验表明合适的保鲜剂处理能够抑制膜脂过氧化进程，减缓丙二醛的积累，延缓了果实的衰老。

综合感官指标、生化指标以及安全指标，处理Ⅰ能够更有效地降低腐烂及呼吸作用，减少漂白和SO2残留的积累，同时能够显著抑制丙二醛含量和PPO活性的上升，对果实的硬度和总酚含量的保持也有积极的作用，因此确定处理Ⅰ的保鲜效果最好。

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