气体ClO2对‘华优’猕猴桃采后生理及贮藏品质的影响

薛 敏，高贵田*，张思远，魏 雪，耿鹏飞

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710062）

气体ClO2对‘华优’猕猴桃采后生理及贮藏品质的影响

薛 敏，高贵田*，张思远，魏 雪，耿鹏飞

（陕西师范大学食品工程与营养科学学院，陕西 西安 710062）

研究气体ClO2对猕猴桃采后生理及贮藏品质的影响，以‘华优’猕猴桃果实为材料，果实采后贮藏于（0±0.5）℃冷库，用0.5、2.5、12.5 mg/L气体ClO2分别处理30、60 min。在贮藏期间，每15 d取样，对果实硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、呼吸强度、过氧化物酶（POD）活性、VC含量、可溶性蛋白质含量等指标进行测定。结果表明，适宜的气体ClO2处理可以延缓‘华优’猕猴桃果实硬度的下降，抑制果实呼吸强度及POD活性，并保持可滴定酸、可溶性固形物、可溶性蛋白质、VC、总酚、类黄酮、花青素含量，对果皮颜色无影响。气体ClO2质量浓度2.5 mg/L、处理时间60 min时对‘华优’猕猴桃的贮藏保鲜效果最佳。气体ClO2可以有效抑制‘华优’猕猴桃果实的采后生理变化，保持果实贮藏品质。

猕猴桃；气体ClO2；采后生理；贮藏品质

猕猴桃（Actinidia chinensis）属于猕猴桃科（Actinidiaceae）猕猴桃属植物，具有多种营养成分和功能保健因子，因此越来越受到人们的重视［1-2］。猕猴桃果实属于呼吸跃变型，采后果实后熟软化进程迅速，不耐贮藏［3］，同时由于受到田间、运输等处杂菌的污染，导致贮藏性差损失大，成为影响猕猴桃产业发展的一个关键因素。目前，在猕猴桃贮藏过程中，常用的保鲜剂有1-甲基环丙烯、臭氧、钙处理、二氧化硫［4-5］等，虽然贮藏保鲜效果较好，但都存在条件不易控制、易产生无氧呼吸及影响果实品质等弊端。

二氧化氯（ClO2）是一种强氧化剂及杀菌剂，其比氯气更稳定且氧化能力更强，是目前常用的氯制剂最理想的替代品，具有高效、广谱、安全无残留的特点［6-8］。美国食品药品监督管理局于1988年批准将ClO2应用于果蔬的清洗［9］。国内外已有报道表明ClO2对猕猴桃［10］、青椒［11］、草莓［12］、杏［6］、蓝莓［13］等具有贮藏保鲜效果。但这些研究多局限于固态和液态的稳定化ClO2，而气体ClO2在果蔬贮藏保鲜方面应用的研究很少。与液态ClO2相比，气态ClO2更具有穿透性［14］，同时能节约喷洒液体的劳动力、降低贮藏空间的湿度以降低霉烂的风险。相关研究表明气体ClO2对苹果［9］、番茄［15］具有较好的贮藏保鲜效果，但其在猕猴桃贮藏保鲜中的应用鲜见报道。故本研究以‘华优’猕猴桃为材料，将气体ClO2作为保鲜剂应用于猕猴桃贮藏过程中，探索气体ClO2保鲜的最佳质量浓度范围与时间，研究气体ClO2对猕猴桃采后生理及贮藏品质的影响，以期为猕猴桃贮藏保鲜开辟新方法。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

‘华优’猕猴桃采自陕西省周至县，采后当天运回实验室，挑选大小与成熟度均一（晚采收，于2013年10月11日采摘，果实的果肉硬度为6.1 kg/cm2，可溶性固形物含量为8.8%）、无病害、无机械损伤的果实，预冷后置于贮温（0±0.5）℃、相对湿度85%～90%的冷库备用。

ClO2缓释剂 天津张大科技有限公司；其他试剂均为分析纯。

1.2方法

1.2.1气体ClO2的产生

气体ClO2经ClO2缓释剂释放所得，根据测定缓释剂释放规律来确定实验所用气体ClO2质量浓度。称取0.2 g ClO2缓释剂与装有吸收液（5 mL 10% KI和2 mL 1 mol/L H2SO4）溶液的小烧杯同时置于密闭容器中，迅速向缓释剂中加入400 μL常温蒸馏水于密封容器内释放，待其释放10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120 min，采用丙二酸-碘量法［16］测定ClO2释放量，如公式（1）所示：

式中：m为ClO2释放率/%；c1为硫代硫酸钠标准溶液的浓度/（mol/L）；V1为试样所消耗硫代硫酸钠标准溶液的体积/mL；13.49为1 mol硫代硫酸钠与13.49 mg ClO2当量。

根据测定缓释剂释放气体ClO2的释放量观察规律，最终计算实验所需相应质量浓度气体ClO2对应称取ClO2缓释剂的质量，如公式（2）所示：

式中：n为称取ClO2缓释剂质量/g；C2为气体ClO2质量浓度/（mg/L）；V2为密封处理空间的体积/m3；m1为完全释放时ClO2释放率/%。

1.2.2气体ClO2处理方法

将‘华优’猕猴桃果实分装于体积为1 m3的气调帐中，称取质量为7.15、35.77、178.83 g的ClO2缓释剂于密封气调帐中释放60 min，气体ClO2的质量浓度达到0.5、2.5、12.5 mg/L分别对猕猴桃处理30、60 min，帐内设有2 台风机混匀气体，每个处理设3 个平行。处理后撤去气调帐，样品置于贮温（0±0.5）℃、相对湿度85%～90%的冷库贮藏。每隔15 d取样对果实各生理生化指标进行测定，每次取果8～10 个，重复3 次。

1.2.3指标测定［17-18］

硬度：采用硬度计法测定；总可溶性固形物（total soluble solid，TSS）含量：采用折光仪法测定；果皮颜色：采用色差仪法测定；可滴定酸含量：采用NaOH滴定法测定；VC含量：采用2，6-二氯靛酚法测定；呼吸强度：采用静置法测定；可溶性蛋白质含量：采用考马斯亮蓝法测定；总酚、类黄酮、花青素含量：采用紫外-可见分光光度计法测定；过氧化物酶（peroxidase，POD）活性：采用愈创木酚法测定。

1.3数据分析

采用SPSS 19.0进行数据分析、Origin 8.0作图。

2　结果与分析

2.1气体ClO2缓释剂释放规律的研究

图1　气体ClO2缓释剂释放规律Fig.1 Release pattern of chlorine dioxide gas in asustained-release formulation

从图1可知，随着释放时间的延长，气体ClO2释放率逐渐增加，缓释剂释放0～30 min时，气体ClO2释放率迅速上升，在释放30 min后气体ClO2释放率缓慢增加，缓释剂释放60～120 min时，气体ClO2释放率趋于平稳，故本实验选择释放60 min为缓释剂释放终点，释放率为6.99%，此结果作为确定气体ClO2质量浓度的依据。

2.2气体ClO2处理对猕猴桃果实采后呼吸强度的影响

由图2可知，在贮藏期间气体ClO2使猕猴桃果实呼吸强度低于对照，其能够抑制猕猴桃果实的呼吸强度。猕猴桃果实的呼吸强度随着贮藏时间延长呈下降趋势，贮藏前期，果实的呼吸强度迅速下降，特别是2.5 mg/L气体ClO2处理60 min、12.5 mg/L气体ClO2处理30 min与60 min对果实的呼吸强度有显著的抑制作用（P＜0.05），15 d后呼吸强度下降缓慢趋于平稳，但处理组果实仍小于对照。经各个质量浓度及时间的处理在贮藏期间猕猴桃采后呼吸强度下降，表明气体ClO2对猕猴桃果实采后呼吸有抑制作用，结合生产实际以2.5 mg/L气体ClO2处理60 min效果最为理想。

图2　气体ClO2处理对猕猴桃采后呼吸强度的影响Fig.2 Effects of chlorine dioxide gas treatments on respiration rate of kiwifruit

2.3气体ClO2处理对猕猴桃硬度的影响

图3　气体ClO2处理对猕猴桃硬度的影响Fig.3 Effects of chlorine dioxide gas treatments on fi rmness of kiwifruit

从图3可知，在贮藏期间，气体ClO2使猕猴桃果实硬度高于对照，气体ClO2能够维持猕猴桃果实硬度。猕猴桃果实硬度随贮藏时间延长而降低。在贮藏初期，各个处理组与对照果实的硬度均下降较快，贮藏15 d时，各个处理的果实硬度均高于对照组，除0.5 mg/L气体ClO2处理30 min与60 min和对照无显著差异，其他均与对照存在显著差异（P＜0.05），尤其是2.5 mg/L气体ClO2处理60 min对猕猴桃果实硬度的维持作用最显著；在贮藏后期，各个处理组及对照硬度均下降缓慢，对照组及0.5 mg/L气体ClO2处理30 min和60 min所处理果实硬度均降至0 kg/cm2，其他各个处理均高于对照组，质量浓度为12.5 mg/L气体ClO2处理30 min和60 min的样品硬度较其他处理组硬度下降快。在贮藏期间，适宜的气体ClO2处理对猕猴桃果实硬度有维持作用，过高质量浓度气体ClO2处理对果实硬度维持效果较差，以2.5 mg/L气体ClO2处理60 min效果最为理想。

2.4气体ClO2处理对猕猴桃POD活性的影响

图4　气体ClO2处理对猕猴桃POD活性的影响Fig.4 Effects of chlorine dioxide gas treatments on POD activity of kiwifruit

由图4可知，贮藏初期果实的POD活性呈现为下降趋势，从贮藏30 d至贮藏期结束时开始上升，但均低于对照，除0.5 mg/L ClO2处理30 min和60 min的样品，其他各个处理POD活性均与对照存在显著性差异（P＜0.05）。经各个质量浓度和时间的处理，在贮藏后期猕猴桃果实相比对照POD活性下降，表明气体ClO2对猕猴桃果实在贮藏后期的POD活性有抑制作用，一定程度上延缓了猕猴桃果实的衰老，以12.5 mg/L ClO2处理30 min效果最为理想。

2.5气体ClO2处理对猕猴桃VC含量的影响

图5　气体ClO2处理对猕猴桃VC含量的影响Fig.5 Effects of chlorine dioxide gas treatments o n VC content of kiwifruit

从图5可知，在贮藏期间，猕猴桃果实中的VC含量随时间延长呈下降趋势，贮藏30 d，猕猴桃果实中VC含量逐渐下降，除12.5 mg/L气体ClO2处理30 min及60 min的样品，其他各组均高于对照；在贮藏45 d，12.5 mg/L处理30 min及60 min的样品中VC含量与对照相比显著降低（P＜0.05），其他处理组猕猴桃果实VC含量稍低于对照但无显著差异。结果表明，适宜的气体ClO2处理对猕猴桃果实中VC含量有维持作用影响较小，过高质量浓度的气体ClO2处理会减少果实中VC含量，以2.5 mg/L气体ClO2处理60 min效果最为理想。

2.6气体ClO2处理对猕猴桃可溶性蛋白质含量的影响

图6　气体ClO2处理对猕猴桃可溶性蛋白质含量的影响Fig.6 Effects of chlorine dioxide gas treatments on soluble protein content of kiwifruit

由图6可知，在贮藏期间，猕猴桃果实中的可溶性蛋白质含量随时间延长呈上升趋势，气体ClO2处理使猕猴桃果实可溶性蛋白质含量高于对照。贮藏前期，猕猴桃果实中可溶性 蛋白质含量缓慢上升；贮藏后期，猕猴桃果实中可溶性蛋白质含量迅速上升，经气体ClO2处理的样品可溶性蛋白质含量均显著高于对照（P＜0.05），过低及过高质量浓度的处理效果均不显著。结果表明，适宜的气体ClO2处理对猕猴桃果实中可溶性蛋白质含量有较好的保留作用，以2.5 mg/L ClO2处理30 min效果最为理想。

2.7气体ClO2处理对猕猴桃TSS、可滴定酸、总酚、花青素及类黄酮含量的影响

由表1可知，在贮藏前期各处理组的样品中可滴定酸含量均大于对照，45 d时，12.5 mg/L ClO2处理60 min低于对照，其余处理均无显著差异。TSS含量在贮藏期间变化不大，45 d时各处理的TSS含量要稍低于对照，但无显著差异。说明适宜的气体ClO2处理对猕猴桃果实中可滴定酸和TSS含量有一定的保留与维持作用。

总酚、类黄酮、花青素含量影响果实的抗氧化活性，是反映果实品质的重要指标。由表1可知，猕猴桃果实中总酚含量随时间延长呈上升趋势，贮藏后期，各处理的总酚含量稍低于对照组，在贮藏45 d时，0.5 mg/L ClO2处理30 min与对照无显著差异，其他处理均低于对照有显著差异。猕猴桃果实中类黄酮含量在整个贮藏期间先下降后上升，在贮藏45 d时，各处理的类黄酮含量稍高于对照，以0.5 mg/L处理30 min含量最高。猕猴桃果实中花青素含量在 贮藏初期迅速上升后期趋于平稳，贮藏至45 d时，各处理的花青素含量低于对照，12.5 mg/L ClO2处理30 min及60 min对果实中花青素含量影响较大，其他处理均与对照无显著差异。结果表明，气体ClO2处理对猕猴桃果实中总酚及花青素含量在贮藏过程中影响较小，对类黄酮有一定的保留作用。

表1　气体ClO2处理对猕猴桃TSS、可滴定酸、总酚、花青素及类黄酮含量的影响Table 1 Effects of chlorine dioxide gas treatments on titration acid，TSS， total phenols， flfl avonoids and anthocyanins contents of kiwifruit

2.8气体ClO2处理对猕猴桃果皮颜色的影响

表2　气体ClO2处理对猕猴桃果皮颜色的影响Table 2 Effects of chlorine di o xide gas treatments on color parameters of kiwifruit

气体ClO2有漂白作用，致使猕猴桃外观品质降低。由表2可知，经气体ClO2处理的猕猴桃，L*值均高于对照组（P＜0.05），随着气体ClO2质量浓度与时间的延长，L*值逐渐增加；与对照相比，各个处理a*值变化较小，变化趋势未成规律性，气体ClO2对a*值影响较小，可能是由于样品个体差异造成；随着气体ClO2质量浓度与时间的延长，b*值逐渐减小（P＜0.05）。随着气体ClO2质量浓度与时间的延长，果皮颜色逐渐变亮，黄色逐渐减少。气体质量浓度为12.5 mg/L处理30 min及60 min，果皮颜色变化较为明显，超出了消费者可接受的范围，影响猕猴桃商品价值。

3　讨论与结论

果实采后生理变化通常作为果实贮藏性能及保鲜效果的重要评判依据，通过影响果实采后生理变化延缓果实衰老，从而延长贮藏期是本实验的目的之一。猕猴桃在成熟过程中硬度会随着成熟度增加而降低，硬度下降、质地变软是猕猴桃成熟衰老的最显著变化之一，同时又是影响果实耐贮性及商品价值的重要指标。猕猴桃是呼吸跃变型果实，呼吸强度与猕猴桃果实的衰老存在密切关系，呼吸强度高低影响果实衰老的快慢。POD有助于过氧化氢的分解，其活性伴随果实成熟衰老而发生变化，POD活性升高可作为果实衰老的指标［19-20］。本实验中，在贮藏前采用气体ClO2处理减缓了猕猴桃成熟期硬度下降，一定程度降低了猕猴桃果实的呼吸强度，抑制了POD活性升高，延缓了猕猴桃果实衰老，从而提高了猕猴桃的耐贮性。

果实采后各项营养品质指标的变化，会影响果实的保鲜效果及商品价值，因此保持果实中营养品质是贮藏保鲜的重要目的之一。随着猕猴桃果实的采后成熟，果实硬度下降，果实糖含量和TSS含量上升，总酸、VC、总酚、类黄酮、花青素含量随着果实贮藏时间的延长会降低［21-23］。本实验中，适宜的气体ClO2处理可以保留猕猴桃果实中可滴定酸、TSS含量，这与ClO2处理‘秦美’猕猴桃效果相符［10］。经气体ClO2处理过的猕猴桃果实可溶性蛋白质含量有所提高，这说明对照果实快速衰老时，营养物质加速消耗，蛋白质不断被分解，从而造成可溶性蛋白含量的下降，而气体ClO2减缓了果实衰老从而抑制了果实中可溶性蛋白质含量的下降。适宜的气体ClO2处理后，猕猴桃果实中VC、总酚、类黄酮、花青素含量有所降低，但与对照无显著差异，分析VC属于还原性营养素，容易被氧化，而气体ClO2是强氧化性气体，理论上讲，气体ClO2处理过的果蔬VC含量会降低［24］，实验结果表明，质量浓度较大的气体ClO2处理对猕猴桃的VC含量有显著影响，其他处理组均稍低于对照但无显著差异，与理论相符；同时气体ClO2处理对猕猴桃果实中总酚、类黄酮、花青素含量的影响，与前人［25］的研究相符。

气体ClO2可减缓猕猴桃果实硬度的下降、抑制猕猴桃果实呼吸强度、降低POD活性，延缓果实衰老，增强果实耐贮性、同时保持猕猴桃 的贮藏品质。适宜的气体ClO2处理可以保留猕猴桃果实中可滴定酸、TSS含量，提高可溶性蛋白质含量，保留果实中VC、总酚、类黄酮、花青素含量，对果皮颜色无影响，保持了果实的营养品质及商品价值。综合分析，气体ClO2质量浓度为2.5 mg/L处理60 min对‘华优’猕猴桃的贮藏保鲜效果最为理想。

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Effects of Chlorine Dioxide Gas on Post-Harvest Physiology and Storage Quality of ‘Huayou’ Kiwifruit

XUE Min， GAO Guitian*， ZHANG Siyuan， WEI Xue， GENG Pengfei
（College of Food Engineering and Nutritional Science， Shaanxi Normal University， Xi’an 710062， China）

In this experiment， we examined the effects of chlorine dioxide （ClO2） on the post-harvest physiology and storage quality of ‘Huayou’ kiwifruit. The fruit was stored cold temperature （（0 ± 0.5） ℃） after being treated with ClO2gas at 0， 0.5， 2.5， and 12.5 mg/L for 30 and 60 min， respectively. During storage， we measured the fi rmness， soluble solids，titratable acidity （TA）， respiration rate， peroxidase （POD） activity， vitamin c （VC） content， soluble protein content and other indicators of kiwifruit at a 15-day interval. The results showed that at the suitable concentration for appropriate time， ClO2gas treatment maintained the fi rmness and the contents of soluble solids， TA， VC， soluble protein， total phenols， fl avonoids，and anthocyanins in ‘Huayou’ kiwifruit， inhibited respiration rate and POD activity， but had no effect on the skin color. This experiment showed that ClO2treatment at 2.5 mg/L for 60 min was the most favorable for quality preservation of ‘Huayou’ kiwifruit. In conclusion，ClO2gas can effectively inhibit the post-harvest physiology of kiwifruits and maintain their storage quality.

kiwifruit； chlorine dioxide gas； post-harvest physiology； storage quality

TS255.3

A

1002-6630（2015）18-0257-05

10.7506/spkx1002-6630-201518048

2014-08-15

陕西省科技统筹创新工程计划项目（2014KTCL02-19）；西安市科技项目（NC1116（2））

薛敏（1989—），女，硕士研究生，研究方向为食品生物技术。E-mail：xuemin891021@163.com

高贵田（1964—），男，副教授，博士，研究方向为食品生物技术、食品安全。E-mail：gaoguitian2006@snnu.edu.cn