冯春梅,李建强,周建华,蔡 勇,牛德宝,黎新荣,陈益平
(1.广西壮族自治区亚热带作物研究所,广西 南宁 530001;2.广西杨氏鲜果有限公司,广西 贺州 542800;3.广西生产力促进中 心,广西 南宁 530001)
脐橙采后免发汗式商品化中温预处理工艺优化
冯春梅1,李建强1,周建华2,蔡 勇3,牛德宝1,黎新荣1,陈益平2
(1.广西壮族自治区亚热带作物研究所,广西 南宁 530001;2.广西杨氏鲜果有限公司,广西 贺州 542800;3.广西生产力促进中 心,广西 南宁 530001)
以适时采摘的脐橙为原料,探讨清洗消毒时间、清洗消毒温度以及NaCl、ClO2、NaClO溶液不同质量浓度的清洗消毒剂对脐橙表皮微生物数量的影响,确定脐橙采后免发汗式中温预处理技术的最佳工艺条件。结果表明:脐橙表皮的菌落总数随着清洗消毒时间的延长而不断减少,随着清洗消毒温度的升高先减少后增加;不同质量浓度的消毒剂都一定程度减少了脐橙表皮的菌落总数、青霉菌总数、绿霉菌总数, 从微生物数量最大减少量的角度考虑,效果排序为ClO2>NaClO>NaCl。从而确定脐橙采后免发汗式中温预处理技术的最佳工艺条件为:清洗消毒时间3 min、清洗消毒温度30~35 ℃、清洗消毒剂为ClO2溶液(0.15 g/L)。
脐橙;菌落总数;青霉菌;绿霉菌;免发汗式
脐橙是芸香科柑橘属甜橙类中的主要品种群,因其果顶附生有发育不全的次生小果,果顶部开裂呈脐状,由此得名脐橙。由于脐橙无核、味甜、清香,常食用可降脂、养颜、抗癌,故己成为世界鲜食品种中的“柑橘之王”[l-4]。
果实从树上采回后,果皮上带有许多真菌和细菌,易感染发病,因此需进行清洗消毒处理[5-7]。刚采下的果实仍是保持生命活动的有机体,体温较高,田间热量较大,若不及时预贮降温,将会加剧果实的呼吸作用,导致贮藏期间的霉烂变质加重。因此,国内现有橘柑贮藏经消毒保鲜处理后一般都进行降温发汗预处理(预贮),一般时间为2~8 d[8-11]。
脐橙果实是一个有生命活动的有机体,采收后果实的水分和养分不断失去和消耗,同时采后果实对微生物的抵抗能力大大地减弱,这就给病菌侵染方便之机,一旦感染病菌,往往加速果实腐烂变质。而脐橙采后贮藏面临的病理性病害主要由青霉菌和绿霉菌引起,故在贮藏期间一定要注意防治由青霉菌和绿霉菌等微生物引起的病理性病害[12-15]。
已有研究[16-17]在进行脐橙常温简易贮藏保鲜预处理时,在果实采后24 h内将选好的果实连筐带果一起放入防腐保鲜药液中浸泡1 min后 ,捞起晾干,接着进行“发汗”预贮,将防腐保鲜处理后的果实连同果筐一起放在通风贮藏库内“发汗”4~5 d,以果面无水珠时再进行套袋。但是在规模化生产中发现,进行降温发汗预处理期间,果实表面易发软,后期贮藏中,果实损耗率较高[18-19]。而目前国内 在进行脐橙采后商品化处理过程中,都是将脐橙进行清洗消毒保鲜处理后再进行2~8 d的降温发汗处理(预贮)[8,20],少有对采后脐橙进行免发汗式中温预处理的研究。因此,本研究以主要引起脐橙病理性病害的青霉菌和绿霉菌等微生物数量为参考指标,探讨脐橙免发汗式中温预处理技术,确定其最佳工艺条件,对于解决降温发汗处理造成的脐橙果实表皮发软、后期贮藏果实病害损害率高等问题,降低果实贮藏损耗,延长脐橙的保鲜期具有重要的现实意义。
1.1 材料与试剂
脐橙摘自广西农垦国有立新农场,挑选大小均一、着色一致、无机械损伤且无病虫害的果实,采摘后运回,立即进行清洗消毒预处理。
NaCl 广西壮族自治区盐业公司;ClO2北京华龙星宇科技发展有限公司;NaClO 成都市科龙化工试剂厂。
1.2 仪器与设备
回旋式双显水浴恒温振荡器 江苏省金坛市医疗仪器厂;DM2500徕卡生物显微镜 德国徕卡生物技术公司;GR200电子天平 日本A&D有限公司。
1.3 方法
1.3.1 清洗消毒时间的选择
用温度为30 ℃的ClO2溶液(0.15 g/L)分别对100 个脐橙清洗消毒1、2、3、4、5 min,然后随机抽取10 个脐橙做刮取表皮细菌培养实验,从整体消毒效果考虑,测定细菌菌落总数。
1.3.2 清洗消毒温度的选择
分别用温度为10、20、30、40、50 ℃的ClO2溶液(0.15 g/L)对100 个脐橙进行清洗消毒3 min,然后随机抽取10 个脐橙做刮取表皮细菌培养实验,从整体消毒效果考虑,测定细菌菌落总数。
1.3.3 清洗消毒剂的选择
分别采用NaCl(10、20、30 g/L)、ClO2(0.05、0.1、0.15 g/L)、NaClO(1.0、3.0、5.0 g/L)溶液在30~35 ℃条件下对采后脐橙进行清洗消毒3 min,每次实验清洗消毒处理100 个,然后随机抽取10 个脐橙做刮取表皮细菌培养实验,分别测定菌落总数、青霉菌总数、绿霉菌总数,并做空白对照。
1.3.4 相关指标的测定
1.3.4.1 菌落总数的测定
参照GB 4789.2—2010《食品微生物学检验:菌落总数测定》[21]。
1.3.4.2 青霉菌和绿霉菌总数测定
参照GB 4789.15—2010《食品卫生微生物学检验:霉菌和酵母计数》[22]。
1.4 数据处理
数据采用Excel 2003和SPSS 17.0数据处理软件进行分析,并采用Duncan’s新复极差法进行差异显著性检验。
2.1 清洗消毒时间的选择
图1 ClO2溶液清洗消毒时间对菌落总数的影响Fig.1 Effect of ClO2cleaning and disinfection time on the total number of colonies
脐橙表皮菌落总数随着ClO2溶液清洗消毒时间变化的结果如图1所示。在实验范围内,随着清洗消毒时间的延长,脐橙表皮的菌落总数呈现先急后缓的下降趋势;基本在3 min趋于平衡的状态,之后随着清洗消毒时间的延长,菌落总数的下降不再显著。ClO2作为目前国际上公认的最新一代的高效、广谱、安全的消毒剂和保鲜剂,具有很强的杀菌消毒能力,随着清洗消毒时间的延长,菌落总数降低。但是清洗消毒时间过长,柑橘表面细胞会吸入清洗消毒液,影响脐橙的品质;过短则达不到清洗消毒的目的。所以综合考虑,选择清洗消毒时间为3 min。
2.2 清洗消毒温度的选择
如图2所示,在实验范围内,随着清洗消毒温度的升高,脐橙表皮的菌落总数呈现先降低后上升的整体趋势,其中30 ℃与40 ℃、40℃与50 ℃处理之间的差异不显著。这说明高温和低温都不利于ClO2溶液消毒效果,在30 ℃左右消毒效果最明显。同时由于要为果实营造一个与树体相对持平的温度,避免因温度的强烈变化而引起果实内在物质的变化及常规降温发汗处理对后续贮藏带来的危害。故选择水温略高于采果当日温度,约为30~35 ℃。
表1 不同消毒剂对脐橙表皮菌落总数的抑制作用TTaabbllee 11 IInnhhiibbiittoorryy eeffect of different diisinfectants on tthe total number of colonies in navel orangge ski
C l O2溶液清洗消毒温度对菌落总数的影响F i g . 2 E f f e c t o f C l O C l O2c l e a n i n g a n d d i s i n f e c t i o n t e m p e r a t u r e o n t h e t o t a l n u m b e r o f c o l o n i e s图2 C l O
2.3 清洗消毒剂的选择
2.3.1 不同质量浓度消毒剂对脐橙表皮菌落总数的影响
依据食品用消毒剂广谱、高效、低残留、废水无污染排放等要求,选择适宜质量浓度的NaCl、ClO2以及NaClO溶液对脐橙进行消毒处理。经过实验测定,不同质量浓度的消毒剂对脐橙表皮菌落总数的抑制作用结果如表1所示。在实验中使用的3种消毒剂,相对于空白对照组处理,ClO2溶液对脐橙表皮菌落总数抑制作用的效果最明显,且3 个不同质量浓度处理之间的差异显著。随着ClO2溶液质量浓度的增加,其对脐橙表皮菌落总数的抑制作用增强,当质量浓度为0.15 g/L时,菌落总数仅为(30±0.58)CFU/g;而NaClO溶液处理对脐橙表皮菌落总数的抑制作用相对ClO2溶液处理较弱,其3 个不同质量浓度处理之间的差异显著,随着NaClO溶液质量浓度的增加,脐橙表皮菌落总数是先减少后升高。这说明NaClO溶液质量浓度过高或过低,都不利于其杀菌效果。而在实验范围内,NaCl溶液对橙表皮菌落总数抑制作用最不明显,仅从菌落总数的角度考虑,其影响可以忽略不计。因此,综合考虑,在实验范围内,选择0.15 g/L ClO2溶液对于抑制脐橙表皮菌落总数的效果最佳。
2.3.2 不同质量浓度消毒剂对脐橙表皮青霉菌的抑制作用2.3.2.1 NaCl溶液对脐橙表皮青霉菌的抑制作用
如图3所示,在实验范围内,相对于空白对照处理,NaCl溶液3 个不同质量浓度的处理对脐橙表皮青霉菌均有不同程度的抑制作用,表现为差异显著,且随着NaCl溶液质量浓度的增加,抑制作用越明显,但质量浓度为20 g/L和30 g/L处理之间的差异不显著,青霉菌数量分别比空白对照组减少18.33%和20.00%。所以仅从青霉菌减少率考虑,30 g/L的NaCl溶液对脐橙表皮青霉菌的抑制作用最佳。
图3 NaCl溶液对脐橙表皮青霉菌的抑制作用Fig.3 Inhibitory effect of NaCl on Penicillium in navel orange skin
ClO2溶液对脐橙表皮青霉菌的抑制作用Fig.4 Inhibitory effect of ClO2on Penicillium in navel orange skin图4 ClO
2.3.2.2 ClO2溶液对脐橙表皮青霉菌的抑制作用如图4所示,ClO2溶液处理可以有效抑制脐橙表皮青霉菌的生长,3 个不同质量浓度处理后脐橙表皮青霉菌的数量均显著低于空白对照组,分别比空白对照组减少
48.34 %、51.67%和61.67%。其中,0.05 g/L和0.10 g/L 处理之间对脐橙表皮青霉菌的抑制作用无显著性差异;而
0.15 g/L的处理相对于前两种处理差异显著,青霉菌总数低于10 CFU/g。这说明在实验范围内,0.15 g/L的ClO2溶液处理对脐橙表皮青霉菌的抑制作用最佳。
图5 NaClO溶液对脐橙表皮青霉菌的抑制作用Fig.5 Inhibitory effect of NaClO on Penicillium in navel orange skin
2.3.2.3 NaClO溶液对脐橙表皮青霉菌的抑制作用如图5所示,在实验范围内,相对于空白对照组,不同质量浓度的NaClO溶液处理对青霉菌的抑制作用不同,随着NaClO溶液质量浓度的增加,NaClO溶液对脐橙表皮青霉菌的抑制作用呈现先强后弱的趋势。但青霉菌的数量均显著低于对照,分别减少16.65%、30%和
21.65 %。其中1.0 g/L和5.0 g/L处理差异不显著,而对于质量浓度为3.0 g/L处理,青霉菌的数量显著低于前两种处理。这说明NaClO溶液质量浓度过高过低都不利于其对青霉菌的抑制作用,这是由于高质量浓度的NaClO溶液与青霉菌接触时,使菌体表面迅速凝固,形成一层包膜,渗透性降低,阻碍了NaClO继续进入青霉菌体,从而导致杀菌不够彻底;如果质量浓度过低,虽然渗透性强,但使菌体蛋白质变性能力变弱,杀菌也不够彻底。故在实验范围内,NaClO溶液处理对青霉菌的抑制作用最佳质量浓度为3.0 g/L。
2.3.3 不同消毒剂对脐橙表皮绿霉菌的抑制作用
2.3.3.1 NaCl溶液对脐橙表皮绿霉菌的抑制作用
图6 NaCl溶液对脐橙表皮绿霉菌的抑制作用Fig.6 Inhibitory effect of NaCl on Trichoderma viride in navel orange skin
如图6所示,不同质量浓度的NaCl溶液处理后,脐橙表皮绿霉菌的数量均显著低于空白对照组,且随着NaCl溶液质量浓度的增加,脐橙表皮绿霉菌的数量的逐渐减少,分别减少21.43%、32.14%和35.71%,其中20 g/L和30 g/L质量浓度处理差异不显著。所以从绿霉菌减少率考虑,质量浓度为30 g/L的NaCl溶液对脐橙表皮绿霉菌的抑制作用最佳。
2.3.3.2 ClO2溶液对脐橙表皮绿霉菌的抑制作用
ClO2溶液对脐橙表皮绿霉菌的抑制作用Fig.7 Inhibitory effect of ClO2on Trichoderma viride in navel orange skin图7 ClO
如图7所示,相对于空白对照组,不同质量浓度的ClO2溶液处理对脐橙表皮绿霉菌均有明显的抑制作用,随着ClO2溶液处理质量浓度的增加,绿霉菌的数量比空白对照组分别减少92.98%、96.43%和96.55%。其中0.10 g/L和
0.15 g/L质量浓度处理差异不显著,但相对于0.05 g/L的质量浓度处理,均表现为显著性差异。这说明在实验范围内,高质量浓度的ClO2溶液处理有利于减少脐橙表皮绿霉菌的数量,综合上述结果确定0.15 g/L的处理最佳。
2.3.3.3 NaClO溶液对脐橙表皮绿霉菌的抑制作用
图8 NaClO溶液对脐橙表皮绿霉菌的抑制作用Fig.8 Inhibitory effect of NaClO on Trichoderma viride in navel orange skin
如图8所示,4 种质量浓度处理之间差异显著,表明NaClO溶液对脐橙表皮绿霉菌有明显的抑制作用。在实验范围内,随着NaClO溶液质量浓度的增加,对绿霉菌的抑制作用呈现先强后弱的趋势,其中3.0 g/L的处理对绿霉菌的抑制作用最佳,相对于空白对照组,绿霉菌数量减少82.14%。
综合2.3节结果可知,不同质量浓度的消毒剂(NaCl、ClO2、NaClO溶液)都一定程度减少了脐橙表皮的菌落总数、青霉菌总数、绿霉菌总数,从菌落总数的角 度考虑,ClO2>NaClO>NaCl;从青霉菌总数的角度考虑, ClO2、NaClO和NaCl溶液处理分别使得脐橙表皮青霉菌最高减少61.67%、30%和20%,故抑制作用ClO2>NaClO>NaCl;从绿霉菌总数的角度考虑,ClO2、NaClO和NaCl处理分别使得脐橙表皮绿霉菌最高减少96.55%、82.14%、35.71%,故抑制作用ClO2>NaClO>NaCl;所以综合考虑选择ClO2作为清洗消毒剂,同时考虑到质量浓度影响,故在实验范围内最终确定ClO2溶液最佳处理质量浓度为0.15 g/L。
本实验通过采用Duncan’s多重比较,综合分析清洗消毒时间、清洗消毒温度以及不同消毒剂对脐橙表皮微生物的影响,最终确定脐橙免发汗式中温预处理技术的最佳处理工艺条件为:清洗消毒时间3 min、清洗消毒温度30~35 ℃、清洗消毒剂为0.15 g/L ClO2溶液。在此条件下进行免发汗式中温预处理,能有效节省常规降温“发汗”预处理时间,解决降温“发汗”预处理期间脐橙果实表皮发软、后期贮藏果实病害损害率高等问题,为后续脐橙保鲜期的延长提供了科学依据。
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Optimization of Sweating-Free Pretreatment Process for Commercialization of Postharvest Navel Orange
FENG Chunmei1, LI Jianqiang1, ZHOU Jianhua2, CAI Yong3, NIU Debao1, LI Xinrong1, CHEN Yiping2
(1. Guangxi Subtropical Crops Research Institute, Nanning 530001, China; 2. Guangxi Yang’s Fresh Fruits Co. Ltd., Hezhou 542800, China; 3. Guangxi Productivity Promotion Center, Nanning 530001, China)
Navel oranges harvested at proper maturity were tested in this study to examine the effects of cleaning and disinfection time, cleaning and disinfection temperature, and NaCl, ClO2and NaClO cleaning disinfectant concentrations on biomass of navel orange skin so as to determine the optimum conditions for sweating-free pretreatment of postharvest navel orange. The results showed that the total number of colonies in navel orange skin decreased with the extension of cleaning and disinfection time, and exhibited an initial increase followed by a decrease with elevating cleaning and disinfection temperature. Different disinfectants had obvious effects on inhibiting the total number of colonies, Penicillium and Trichoderma viride in navel orange skin. Based on the biggest reduction of microbe counts, the disinfection capacity of three disinfectants followed the decreasing order: ClO2> NaClO > NaCl. Therefore, the optimum conditions for sweating-free pretreatment of postharvest navel orange were determined as 3 min of cleaning and disinfection at 30–35 ℃with 0.15 g/L ClO2.
navel orange; total numbers of colonies; Penicillium; Trichoderma viride; sweating-free type
S609.3
A
1002-6630(2015)04-0034-05
10.7506/spkx1002-6630-201504007
2014-07-02
广西农业科技成果转化资金项目(桂科转14125004-7)
冯春梅(1971—),女,高级工程师,本科,研究方向为农副产品贮藏与加工。E-mail:516249910@qq.com