不同種植形式對(duì)葡萄貯藏過程中so

果實(shí)皮薄，汁液多。收獲后容易出現(xiàn)腐敗、突變、剝皮、棕褐色等貯藏問題。目前,采用二氧化硫(SO2)類保鮮劑是葡萄貯藏保鮮中最主要的方式。SO2具有還原性,可抑制植物組織中氧化酶和微生物的活動(dòng),有利于保持果實(shí)的風(fēng)味和品質(zhì)。但SO2在使用過程中釋放量和釋放速度難以控制,劑量過低達(dá)不到抑菌保鮮效果,劑量過高時(shí)容易引起果實(shí)漂白傷害或氧化毒害造成果實(shí)衰老、腐敗加速、風(fēng)味變異等,并且SO2在果實(shí)中的殘留轉(zhuǎn)化成的亞硫酸鹽還會(huì)對(duì)人體健康造成一定的危害,美國(guó)環(huán)保署規(guī)定10μg/g為鮮食葡萄中允許SO2殘留的最高劑量,而商業(yè)貯藏中往往會(huì)使葡萄中SO2殘留超過這個(gè)劑量。因此,開發(fā)替代SO2的綠色保鮮劑已經(jīng)成為國(guó)際葡萄保鮮領(lǐng)域研究探討的重點(diǎn)方向之一。二氧化氯(ClO2)是一種強(qiáng)氧化劑,具有很強(qiáng)的殺菌能力,是世界衛(wèi)生組織(WorldHealthOrganization,WHO)和世界糧農(nóng)組織(FoodandAgricultureOrganizationoftheUnitedNation,FAO)向全世界推薦的A1級(jí)安全、高效、廣譜、強(qiáng)力的無(wú)毒殺菌劑;2004年美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局(FoodandDrugAdministration,FDA)將ClO2批準(zhǔn)為果蔬殺菌劑,是目前國(guó)際上公認(rèn)的性能優(yōu)良、效果好的食品保鮮劑。ClO2不但對(duì)果蔬表面的大腸桿菌、沙門氏菌、軟腐病、李斯特菌等表現(xiàn)出優(yōu)異的滅活性,還可有效延緩桃果實(shí)的衰老,維持無(wú)核白葡萄和藤稔葡萄的貯藏品質(zhì)。目前SO2和ClO2單獨(dú)處理葡萄有相關(guān)報(bào)道,本實(shí)驗(yàn)在SO2和ClO2單獨(dú)保鮮葡萄研究和應(yīng)用的基礎(chǔ)上,以木納格葡萄為對(duì)象,研究SO2結(jié)合ClO2形成雙組分SO2-ClO2對(duì)葡萄采后SO2殘留量和品質(zhì)劣變的作用效果。兩種氣體互相彌補(bǔ),既可以降低SO2藥害,又可以充分發(fā)揮ClO2的殺菌作用,以期為新型葡萄保鮮技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。1材料和方法1.1雙組分so2-clo2保鮮劑‘木納格’葡萄購(gòu)買自新疆烏魯木齊北園春市場(chǎng)。葡萄保鮮專用袋、單組分SO2保鮮劑烏魯木齊市格瑞德保鮮科技有限公司;雙組分SO2-ClO2保鮮劑由新疆大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院課題組研制。硼酸、聚乙烯吡咯烷酮、愈創(chuàng)木酚、H2O2、核黃素、甲硫氨酸、乙二胺四乙酸二鈉、硝基氮藍(lán)四唑、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、2,6-二氯靛酚、抗壞血酸等均為分析純。1.2l-1型數(shù)顯折射儀PHS-3CpH計(jì)上海雷磁公司;PRPAL-1型數(shù)顯折射儀日本Atago公司;UV-2600型紫外-可見分光光度計(jì)日本島津公司;HimacCR-20B2型高速冷凍離心機(jī)日本日立公司。1.3方法1.3.1保鮮紙的制備單組分SO2保鮮劑:采用亞硫酸鹽釋放出SO2氣體發(fā)生方法制備單組分保鮮劑。將焦亞硫酸鹽研細(xì)至100目備用,按SO2發(fā)生劑和添加劑的質(zhì)量比例為10∶9,加入和豐膨潤(rùn)土、硅藻土及無(wú)機(jī)鹽添加劑,混合至均勻,采用熱壓膠合制備成葡萄保鮮紙。雙組分SO2-ClO2保鮮劑:采用亞硫酸鹽釋放出SO2氣體還原氯酸鹽產(chǎn)生ClO2氣體的發(fā)生方法制備雙組分保鮮劑。將焦亞硫酸鹽、亞硫酸鹽、次氯酸鈉、氯化鈉分別研細(xì)至100目備用,按SO2發(fā)生劑(A)、ClO2發(fā)生劑(B)和添加劑的質(zhì)量比例為10∶1∶9,加入和豐膨潤(rùn)土、硅藻土及無(wú)機(jī)鹽添加劑,混合至均勻,采用熱壓膠合制備成葡萄保鮮紙。葡萄購(gòu)買后選取大小和成熟度一致、無(wú)病蟲害和機(jī)械損傷的果實(shí),之后每筐按照發(fā)泡網(wǎng)、吸潮紙、供試6kg葡萄的順序進(jìn)行裝框。框內(nèi)待供試品購(gòu)買當(dāng)天入庫(kù),敞口在0℃冷庫(kù)中預(yù)冷24h后,雙組分SO2-ClO2和單組分SO2分別加入為保鮮紙;對(duì)照(CK):空白處理,只放吸潮紙;每種處理各設(shè)置6個(gè)平行筐。再放入厚度為0.03mm葡萄保鮮專用袋,扎口繩密封后置于(0±1)℃,相對(duì)濕度80%的條件下貯藏。定期取樣,將樣品迅速用液氮冷凍,置于-80℃的超低溫冰箱中備用。1.3.2指標(biāo)測(cè)定1.3.2.1.sds2剩余SO2殘留量采用鹽酸副玫瑰苯胺法(GB/T5009.34—2003《食品中亞硫酸鹽的測(cè)定》)。1.3.2.性糖含量的測(cè)定VC含量的測(cè)定:采用2,6-二氯靛酚法;可溶性糖含量的測(cè)定:采用PRPAL-1型數(shù)顯折射儀測(cè)定;可滴定酸(titratableacid,TA)含量的測(cè)定:采用酸堿滴定法測(cè)定。1.3.2.抗氧化酶活性測(cè)定超氧化物歧化酶(superoxidasedismutase,SOD)活性測(cè)定:采用氮藍(lán)四唑光還原法,略有改動(dòng);過氧化物酶(peroxidase,POD)活性測(cè)定:采用愈創(chuàng)木酚法;苯丙氨酸解氨酶(phenylalanineammonia-lyase,PAL)活性測(cè)定:參照楊書珍等的方法;超氧陰離子自由基(O2-·)含量測(cè)定:采用α-萘胺反應(yīng)法;過氧化氫(H2O2)含量的測(cè)定:采用四氯化鈦法;丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量測(cè)定:采用硫代巴比妥酸法。1.3.2.褐變面積分布數(shù)硬度測(cè)定:每個(gè)處理取隨機(jī)取10個(gè)果,用GY-B型果實(shí)硬度計(jì)測(cè)定每個(gè)果實(shí)對(duì)角線部分的果實(shí)硬度,計(jì)算平均值;果梗褐變級(jí)數(shù)為:0級(jí):果梗、穗軸部位均沒有褐變;1級(jí):果梗或穗軸部位出現(xiàn)褐變現(xiàn)象,但面積不超過總面積的1/4;2級(jí):果?；蛩胼S部位出現(xiàn)褐變現(xiàn)象,且面積占總面積的1/4~1/2;3級(jí):果梗或穗軸部位出現(xiàn)褐變現(xiàn)象,且面積占總面積的1/2~3/4;4級(jí):果梗穗軸部位褐變面積超過3/4或全部褐變。按式(1)~(4)計(jì)算質(zhì)量損失率、腐爛率、落粒率和果梗褐變指數(shù)。1.4數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS公司的SPSS13.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,使用SPSS公司的SigmaPlot12.0軟件作圖。2結(jié)果與分析2.1so2殘留量采用SO2貯藏保鮮葡萄會(huì)引起果實(shí)亞硫化物的殘留問題。如圖1所示,葡萄果實(shí)SO2殘留量在15d時(shí)上升達(dá)到最大值,SO2-ClO2處理果的SO2殘留量顯著低于SO2處理果(P<0.05);15d后,果實(shí)的SO2殘留量逐漸下降。前期過程中SO2殘留量迅速上升,可能是由于保鮮劑對(duì)SO2氣體的釋放速度或釋放量過大導(dǎo)致SO2積累上升,貯藏后期SO2含量逐漸降低,可能是因?yàn)槠咸褜?duì)SO2的積累除了SO42-、SO32-外,還形成了其他形式的結(jié)合態(tài)硫。結(jié)果表明,與SO2單獨(dú)處理相比,SO2-ClO2顯著降低果實(shí)中SO2藥害(P<0.05)。2.2so2-cla2和so2處理對(duì)葡萄果養(yǎng)分的影響2.2.1不同處理對(duì)果vc含量的影響VC是果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分之一,也是果實(shí)體內(nèi)清除活性氧的一種重要抗氧化劑,能有效提高SOD和POD活性,維持活性氧代謝平衡,對(duì)延緩果實(shí)衰老有一定效果。由圖2可知,貯藏期間隨著果實(shí)的衰老,VC含量表現(xiàn)為逐漸下降的趨勢(shì),果實(shí)本身含有促使VC氧化的抗壞血酸氧化酶,并且在保持果實(shí)營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的同時(shí),VC還可能參與了果實(shí)衰老過程中自由基的清除,因此在貯藏過程中各組果實(shí)的VC含量逐漸降低,這與萬(wàn)春燕等的研究結(jié)果一致。處理果的VC含量變化與對(duì)照相似,對(duì)照果實(shí)VC含量15d后急劇降低,至60d時(shí)VC含量?jī)H為8.698mg/g;而處理果實(shí)VC含量降低緩慢,60d時(shí)仍能保持較高的VC含量,且SO2-ClO2處理果的VC含量為8.8627mg/g,這與杜金華等對(duì)青椒的研究一致。結(jié)果表明,兩組處理能顯著抑制葡萄果實(shí)VC含量的下降,其中SO2-ClO2處理組的效果優(yōu)于SO2處理組,這可能是由于氯化物(ClO2、HOCl、Cl2)作用于食物表面,使得維生素的損失相對(duì)較小,說明SO2-ClO2處理可對(duì)葡萄中VC含量起到較好的保存作用。2.2.2可溶性糖的變化可溶性糖是果實(shí)口感和風(fēng)味的重要來(lái)源和貯藏物質(zhì)。如圖3所示,各處理果實(shí)貯藏期間可溶性糖含量變化規(guī)律相似,前期可溶性糖含量逐漸下降,15d時(shí)開始上升,40d達(dá)到最高值,隨后逐漸降低。貯藏前期,可溶性糖含量升高可能是因?yàn)楣麑?shí)采后進(jìn)入軟化階段,隨著淀粉酶活性的增加使淀粉水解生成葡萄糖和果糖等可溶性物質(zhì)所致;40d后,可溶性糖含量逐漸下降,是由于呼吸速率繼續(xù)使可溶性糖分解為CO2和H2O所致。各處理間可溶性糖含量差異顯著(P<0.05),SO2-ClO2處理果的可溶性糖含量高于對(duì)照和SO2處理果;李成等研究發(fā)現(xiàn),ClO2保鮮劑可延緩可溶性固形物的減少,提高杏的貯藏品質(zhì),說明SO2-ClO2處理可延緩果實(shí)代謝速率和內(nèi)部成分變化。2.2.3不同處理對(duì)葡萄貯藏期間mda含量的影響TA是果實(shí)酸味組成的重要物質(zhì),其含量對(duì)水果的品質(zhì)有較大的影響。由圖4可知,不同處理果實(shí)TA含量隨貯藏時(shí)間變化呈先上升后下降的趨勢(shì),與對(duì)照類似。貯藏前期,果實(shí)的TA含量逐漸上升,可能是因?yàn)榇x過程中果實(shí)內(nèi)淀粉等大分子碳水化合物轉(zhuǎn)化成有機(jī)酸所致;15d后,TA含量逐漸下降,可能是由于代謝和呼吸過程消耗了有機(jī)酸。結(jié)果表明,與對(duì)照和SO2處理果相比,SO2-ClO2能更好地延緩葡萄果實(shí)TA含量的降低(P<0.05),肖麗梅等研究發(fā)現(xiàn),ClO2可保持蟠桃中TA的含量。MDA是植物衰老過程中膜脂過氧化最重要的產(chǎn)物之一,膜脂過氧化能增加細(xì)胞透性,導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)容物外滲,其含量的增加是膜結(jié)構(gòu)損傷的重要標(biāo)志,能強(qiáng)烈地與細(xì)胞內(nèi)各種成分發(fā)生反應(yīng)引起酶和膜的嚴(yán)重?fù)p傷降低膜電阻和膜的流動(dòng)性最終導(dǎo)致膜的結(jié)構(gòu)及生理完整性的破壞。由圖5可知,葡萄果實(shí)貯藏期間MDA含量整體呈上升趨勢(shì),對(duì)照的MDA含量均極顯著高于2種處理(P<0.01)。2種處理果實(shí)MDA含量從入貯15d后開始逐漸上升,到貯藏期結(jié)束;在整個(gè)貯藏過程中SO2-ClO2果實(shí)的MDA含量顯著低于SO2單獨(dú)處理(P<0.05),這與杜金華等對(duì)青椒的研究一致。從以上分析結(jié)果可以看出,SO2-ClO2處理可抑制葡萄果實(shí)MDA含量的增加,降低膜脂的過氧化的程度,從而延緩了果實(shí)的成熟衰老進(jìn)程。2.3.2不同處理對(duì)葡萄貯藏期間pal活性的影響PAL是植物代謝中的關(guān)鍵酶,與酚類物質(zhì)、木質(zhì)素以及植保素等植物抗病物質(zhì)的合成密切相關(guān)。如圖6所示,貯藏前期果實(shí)PAL活性緩慢下降,15d后逐漸上升,處理果與對(duì)照果的變化趨勢(shì)相一致,其中SO2-ClO2處理果較對(duì)照和SO2處理果保持了較高的PAL活性,差異顯著(P<0.05)。田紅炎等研究發(fā)現(xiàn),ClO2可保持獼猴桃果實(shí)PAL活性;40d后果實(shí)的PAL活性迅速下降。結(jié)果表明,在整個(gè)貯藏過程中SO2-ClO2處理果的PAL活性始終高于對(duì)照和SO2處理果,表明SO2-ClO2提高了葡萄果實(shí)的PAL活性,增強(qiáng)了果實(shí)的抗病性。O2-·可直接作用于蛋白而進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為對(duì)細(xì)胞和結(jié)構(gòu)功能產(chǎn)生破壞作用的活性氧,O2-·的含量可反映出植物細(xì)胞受損的情況。由圖7可以看出,葡萄貯藏后果實(shí)內(nèi)O2-·的含量總體呈先下降后上升的趨勢(shì),不同處理果實(shí)的變化不同。貯藏前期,葡萄果實(shí)中的O2-·含量均有所下降,處理果的變化趨勢(shì)與對(duì)照果相同,且顯著低于對(duì)照果(P<0.05);30d后果實(shí)中的O2-·含量逐漸上升,可能是由于果實(shí)開始衰敗,導(dǎo)致O2-·含量的增加。SOD可清除過量的O2-·,因此被認(rèn)為具有防御活性氧毒性、預(yù)防衰老等作用。如圖8所示,貯藏期間果實(shí)中SOD活性總體呈下降趨勢(shì),不同處理的下降速度有所不同。在貯藏初期,對(duì)照、SO2處理果實(shí)SOD活性迅速下降,而SO2-ClO2處理下降速度低于前2者;到貯藏60d時(shí)SO2-ClO2處理SOD活性低于對(duì)照與SO2處理。從以上分析結(jié)果可以看出,SO2-ClO2處理可抑制葡萄果實(shí)O2-·的含量和SOD活性的下降,這與曾柏全等對(duì)葡萄的研究一致。2.3.4so2-clo2處理對(duì)葡萄貯藏期間pod活性的影響H2O2是由O2-·轉(zhuǎn)化的產(chǎn)物。如圖9所示,貯藏期間葡萄果實(shí)中H2O2含量總體呈上升趨勢(shì)。H2O2含量在貯藏初期開始上升,15d后迅速下降,可能是因?yàn)楣麑?shí)在衰老軟化過程中,H2O2的產(chǎn)生誘導(dǎo)POD活性增加,清除了植物體內(nèi)大量的H2O2,其中SO2-ClO2處理果的H2O2含量下降速度較快;30d后果實(shí)中的H2O2含量逐漸上升,與對(duì)照和SO2處理相比,SO2-ClO2處理保持了果實(shí)貯藏后期較低的H2O2含量(P<0.05)。POD是植物體內(nèi)H2O2的主要清除酶之一,可將H2O2降解為對(duì)細(xì)胞無(wú)傷害的H2O和O2。POD與SOD都是果實(shí)衰老中的保護(hù)性酶類,二者可共同起作用來(lái)有效阻止活性氧在植物體內(nèi)的積累,從而減少自由基對(duì)膜的損傷,達(dá)到延緩細(xì)胞衰老的目的,所以它們?cè)谏矬w內(nèi)的水平高低意味著衰老與死亡的直觀指標(biāo)。如圖10所示,葡萄果實(shí)貯藏期間其POD酶活性總體呈下降趨勢(shì)。SO2-ClO2處理果實(shí)POD酶活性相對(duì)較高,田紅炎等研究發(fā)現(xiàn),ClO2可保持獼猴桃果實(shí)較高的POD活性,有效清除果實(shí)體內(nèi)的活性氧和自由基。貯藏40d時(shí),果實(shí)的POD活性略有上升,可能是因?yàn)楫?dāng)植物受到病原菌侵害時(shí),誘導(dǎo)POD活性的升高,抗氧化性加強(qiáng)以抵抗病原菌的侵染;50d后開始下降,可能是隨著果實(shí)的深度衰老,活性氧自由基數(shù)量超出了POD活性,最終導(dǎo)致果蔬衰老。從以上分析結(jié)果可以看出,SO2-ClO2處理可抑制葡萄果實(shí)H2O2含量的增加和POD活性的下降。2.4處理前、后果實(shí)品質(zhì)和腐爛率情況對(duì)比,見表2外觀品質(zhì)主要包括顏色、硬度、質(zhì)量損失、腐爛狀況等各方面的評(píng)定,是衡量鮮食果蔬質(zhì)量的重要指標(biāo)。果實(shí)硬度是指果肉抗壓力強(qiáng)弱程度,其大小可反映果實(shí)衰敗的程度。質(zhì)量損失則是導(dǎo)致果實(shí)萎蔫、變質(zhì)及腐爛的重要原因。從表1可以看出,與對(duì)照和SO2處理相比,SO2-ClO2處理不僅延緩了果實(shí)硬度的變化,還顯著抑制了果實(shí)質(zhì)量損失率、腐爛率的增加,保持了果實(shí)貯藏后期較低的落粒率和褐變指數(shù)(P<0.05)。貯藏前期,對(duì)照出現(xiàn)了輕微的腐爛和落粒現(xiàn)象,兩種處理的腐爛率和落粒率為零,貯藏期結(jié)束時(shí),SO2處理的腐爛率和落粒率分別為18.54%和17.57%,分別低于對(duì)照的18.37%和21.88%;SO2-ClO2處理較SO2更有效地降低了腐爛率和落粒率,分別為9.18%和10.29%,SO2-ClO2處理的效果優(yōu)于SO2單獨(dú)處理。3不同處理對(duì)葡萄貯藏期間抗氧化酶系統(tǒng)的影響有研究表明,適當(dāng)?shù)腟O2處理葡萄可提高果實(shí)的SOD和POD活性,抑制膜脂的過氧化作用,抑制微生物的作用,從而減少腐爛,延緩衰老。但普通SO2類保鮮劑在商業(yè)葡萄貯藏過程中不能按照所需釋放SO2,易造成SO2釋放過量。而研究發(fā)現(xiàn)葡萄接觸過高劑量的SO2時(shí),SOD和POD活性下降,破壞其酶活系統(tǒng),導(dǎo)致膜脂的過氧化,造成SO2漂白傷害的發(fā)生,并且過量的SO2會(huì)使可溶性糖、有機(jī)酸和VC含量大幅度下降,從而嚴(yán)重影響葡萄的風(fēng)味和品質(zhì)。過量SO2進(jìn)入植物體后形成HSO3-和SO32-,在SO32-氧化為SO42-的過程中有H2O2、O2-·等自由基產(chǎn)生,氧自由基的產(chǎn)生進(jìn)一步促使SO32-的氧化,并啟動(dòng)膜脂氧化作用和自由基鏈反應(yīng)。如此往復(fù),形成惡性循環(huán),最終導(dǎo)致各代謝活動(dòng)的紊亂,使細(xì)胞傷害死亡。本實(shí)驗(yàn)中SO2-ClO2處理較SO2處理能減少SO2釋放的劑量,并且在貯藏結(jié)束時(shí)SO2-ClO2處理的SO2殘留顯著低于SO2處理10.24%(P<0.05),由此可推斷SO2-ClO2處理可提高果實(shí)的防御酶系統(tǒng)活性,抵御自由基的破壞。在低溫貯藏條件下,采用SO2-ClO2處理葡萄不僅能抑制果實(shí)中的SO2殘留量,降低果實(shí)漂白,保持果實(shí)的口感和風(fēng)味,而且ClO2的強(qiáng)氧化作用,可有效抑制霉菌的生長(zhǎng),降低果實(shí)的腐爛率(表1),從而提高了活性氧代謝防御酶系統(tǒng)活性,增加了SOD、POD清除氧自由基的能力;POD活性與SOD活性存在著正相關(guān)性,與H2O2、O2-·、MDA含量存在著負(fù)相關(guān)性,SOD活性的增加可誘導(dǎo)POD活性的增加,從而減少H2O2、O2-·、MDA在果實(shí)體內(nèi)的積累,以達(dá)到防止活性氧引起膜脂過氧化及其他傷害的目的。膜脂過氧化進(jìn)程的的阻止即MDA含量的減少能降低細(xì)胞膜透性,可防止細(xì)胞內(nèi)容物外滲,保持了果實(shí)的硬度及質(zhì)量損失率,并且延緩了果實(shí)中營(yíng)