葡萄降硫和非硫保鲜措施研究进展.doc

葡萄降硫和非硫保鲜措施研究进展 冯志宏，赵猛，赵迎丽，王亮，陈嘉，焦旋，王春生 （山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所，太原030031）摘要：二氧化硫(SO2)是防治灰霉侵染和保持葡萄品质的最有效手段。基于SO2残留的食品安全问题，就近年来国内外对葡萄非硫或降硫保鲜措施的研究进行文献综述，介绍了冰温保鲜、气调保鲜、臭氧、涂膜、高压静电场、生物防治、控/缓释硫制保鲜剂、二氧化氯(ClO2)、1-甲基环丙烯(1-MCP)等措施的防腐保鲜原理及功效，并对不同贮藏期的葡萄保鲜措施和今后降低葡萄采后SO2使用剂量及残留量的进一步研究进行阐述和展望，为鲜食葡萄非硫或降硫贮藏保鲜技术及保鲜剂的研究提供理论参考。 关键词：葡萄；二氧化硫；降硫；非硫；保鲜 ：S663.1文献标志码：A论文编号：xx-0822 基金项目：“十二五”国家科技支撑计划项目“苹果、桃及葡萄安全低碳节能物流技术集成综合示范与推广应用”(xxBAD38B07-2)；山西省科技攻关项目“冰温结合防腐措施提高红提葡萄贮藏品质技术研究”(xx0311025-1)；山西省农业科学院重点项目“提升玫瑰香葡萄品质的栽培及贮藏核心技术研究”(YZD1407)；山西省农业科学院科技攻关项目“玫瑰香葡萄冰温贮藏保鲜技术研究”(xxgg01)。 第一作者简介：冯志宏，男，1979年出生，山西宁武人，助理研究员，硕士，主要从事水果保鲜技术及保鲜剂的研发。通信地址：030031山西太原龙城大街79号山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所，TelE-mail：fengzh100163.。通讯作者：王春生，男，1957年出生，河北清苑人，研究员，主要从事水果保鲜技术及保鲜剂的研发。通信地址：030031山西太原龙城大街79号山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所，TelE-mail：bxswcs163.。 ：xx-08-19，修回日期：xx-11-06。 AdvanceinSulfurReductionandNon-SulfurPreservationMeasuresofGrapeStorage FengZhihong,ZhaoMeng,ZhaoYingli,WangLiang,ChenJia,JiaoXuan,WangChunsheng(TheInstituteofAgriculturalProductStorageandFreshKeeping,ShanxiAcademyofAgriculturalSciences,Taiyuan030031,Shanxi,China)Abstract:Sulfurdioxide(SO2)isthemosteffectivemeansofcontrollinggraymoldinfectionandmaintainingthequalityofgrape.BecauseofSO2residuesongrape,thispaperrevieweddomesticandforeignresearchongrapenon-sulfurorsulfurreducingpreservativemeasuresinrecentyears,andintroducedtheicetemperaturestorage,controlledatmosphere,ozone,coating,highvoltageelectrostaticfield,biologicalcontrol,controlled/slowreleasesulfurproducingantistalingagent,chlorinedioxide(ClO2),1-methylcyclopropene(1-MCP)preservationprincipleandeffectofsuchmeasures.Inaddition,differentstorageperiodofgrapepreservationmeasuresandfutureresearchonfurtherreducingthedoseofSO2andthegrapepost-harvestresiduesweredescribed. Keywords:Grape;SulfurDioxide;SulfurReduction;NonSulfur;Preservation 0引言 葡萄属浆果类水果，皮薄多汁，贮运过程中存在的主要问题是腐烂、脱粒、干梗等。在众多病菌引起的腐烂中，灰霉菌引起的腐烂最为严重，占到各种腐烂的85%以上。迄今为止，在现有方法中硫制葡萄保鲜剂处理仍然是葡萄保鲜的最有效和主要的手段，可有效地控制灰霉病菌的生长和扩展，然而消费者谈“硫”色变的反应对葡萄贮藏保鲜提出了更高的食用安全要求。近年来，有关研究人员在冰温保鲜、气调贮藏、1-MCP、ClO2、臭氧、短时高浓度CO2处理、涂膜保鲜、高压静电场处理、生防制剂、缓释/控释保鲜剂等非硫或降硫保鲜措施方面进行深入研究，并取得了一定的进展。笔者对以上保鲜措施内容进行综述，以期为今后葡萄绿色、安全保鲜研究工作提供一定的理论参鉴。 1葡萄保鲜技术 1.1冰温技术 与常规冷藏和冻藏相比，冰温技术在保持细胞膜完整性的基础上，更有效地保持了果蔬贮藏期间的品质，延长了保鲜期。相比气调贮藏高额的运行成本，冰温贮藏是一种实用价值高、操作简单、易推广的保鲜方法。郇延军1研究发现，采用冰温高湿保鲜法对巨蜂葡萄进行保鲜试验，结果表明，葡萄的失重率、烂果率、呼吸强度变化、质构变化和化学成分变化都很小，表现了较好的耐贮存性。然而单纯的冰温保鲜贮藏期短，目前冰温结合保鲜剂处理已经成功应用于实际生产，且有待对葡萄冰温保鲜技术进行深入细致的研究，以期为减少保鲜剂的使用剂量提供一种可能性。 1.2气调贮藏 气调贮藏是果蔬保鲜的最有效手段之一，研究领域涉及大多数水果、蔬菜、花卉等园艺产品，生产领域已成功应用于苹果、梨、石榴、桃、李、杏、樱桃、枣等。迄今为止，由于葡萄表现为非呼吸跃变型特征，气调保鲜效应并不明显，因此葡萄气调保鲜方面的研究及应用相对较少。但也有相关研究人员持不同观点。王春生2在窑洞库中利用小帐气调贮藏龙眼葡萄120天，结果表明3%CO2+10%O2贮藏的葡萄果穗新鲜如初，商品果率达97.12%。张平3在冰温下采用短时高二氧化碳熏蒸乍娜葡萄，研究发现10%CO2能够使葡萄好果率和果实硬度保持在较高水平，提高了果实贮藏品质。赵彦莉4研究发现，5%O2+3%CO2能够有效抑制葡萄贮藏期间乙醇、乙醛等有害成分的积累。 1.3臭氧技术 臭氧是一种强氧化剂，因其杀菌能力强、速度快，且无死角、无残留，被广泛应用于食品行业。目前，在臭氧保鲜葡萄方面的研究较少，还处于试验阶段。臭氧气体处理能够有效控制葡萄表面微生物，减轻腐烂。王秋芳5研究发现，81.41mg/m3臭氧气体处理（每周1次）能够延缓Vc、糖、酸等营养物质的降解速度；而杨虎清6则认为臭氧处理（2周1次）加速了果实Vc的消耗，这与前者研究结果不一致。李华江7在预冷时采用0.4mL/m3臭氧气体结合贮藏采用CT2号葡萄保鲜剂，有效地保持了葡萄良好的商品品质。笔者认为贮藏期间臭氧多次处理操作性、执行性较差，而预冷时臭氧处理，对于减少硫制剂用量更为合理。 1.4涂膜技术 涂膜技术是通过在果粒表面形成一层薄膜，类似于葡萄表面的蜡质层，可有效阻止水分散失和微生物侵染，并具有一定的气调作用8。壳聚糖涂膜处理葡萄可减缓果肉组织的腐败，减少葡萄在贮存期间的重量和Vc、可滴定酸等营养成分的损失，保持硬度，减少褐变，降低腐烂9-10。然而对大量贮藏葡萄进行涂膜处理，果面涂膜液体不易晾干，从实际生产来讲，涂膜技术适合用于葡萄货架期或常温保鲜。 1.5高压静电场 高压静电场是一种新型的物理、无残留果蔬保鲜技术，在葡萄方面理论及应用研究尚少。裴茹11、刘铁玲12分别以玫瑰香和巨峰葡萄为材料，研究了不同高压静电场处理对葡萄质量损失率、腐烂率、掉果率的影响，结果表明，高压静电场处理可明显减少葡萄储藏的质量损失，能延迟葡萄采后衰老，葡萄的腐烂率、掉果率明显降低；其中经60kV/m的高压静电场处理，葡萄保鲜效果最好，葡萄贮藏6070天，好果率达80%。 1.6生物防治技术 果实采后生物防治技术是近年来国内外发展起来的绿色防腐技术，通过微生物之间的拮抗作用，促使拮抗菌繁殖，抑制病原微生物的生长，从而达到减少腐败的目的。目前，相应的葡萄保鲜生防制剂研究较少且仍处于试验阶段。有关研究发现，季也蒙毕赤酵母13、孢汉逊酵母菌14在一定程度上抑制了灰霉菌的发展，为葡萄采后生防制剂酵母菌的选择提供参考。 2葡萄保鲜剂 2.1控/缓释硫制保鲜剂 迄今为止，SO2处理一直是葡萄保鲜最有效的手段，适宜浓度的SO2能够保持葡萄的品质，浓度低不能有效抑制病原菌的发展，浓度高会出现果实漂白、硫味残存等不良现象15-16。因此，研究人员依据葡萄采后生理特性，从硫制保鲜剂的药剂剂型、载体方式、包装材料等方面进行了许多研究，目的是为了更精确地控制SO2的释放浓度和释放速率，避免或减少SO2伤害，降低果实内部及自然环境的硫残留。 20世纪70年代，美国加州大学纳尔逊博士等研制开发了SO2分期释放纸垫，现已成为葡萄长途运输、跨洋运输、中短期贮藏的主要方法。进入80年代，根据国外SO2熏蒸葡萄的经验，大连化工研究所、天津化工研究院等单位，研制生产出了以亚硫酸盐为主要成分的SO2缓释片剂。90年代后，国家农产品保鲜工程技术研究中心、山西省农业科学院农产品贮藏保鲜研究所等科研单位，应用现代水果贮藏原理对葡萄贮藏保鲜技术进行了系统研究，对原有的SO2缓释片进行了改进，使其释放速度更合理，研究开发出了“冷库+塑料薄膜小包装+SO2保鲜片”的葡萄贮藏技术。目前已有SO2缓/控释保鲜纸/片、SO2两段释放保鲜纸垫（南非UVAS）以及微胶囊化亚硫酸盐等方面的试验研究和成型产品17-18，与SO2气体直接处理或硫磺燃烧烟熏相比，在保持葡萄品质的基础上有效地降低了葡萄果粒中硫的残留，但是随着食品安全意识的提升和消费者对健康的重视，降硫或取代硫仍然是葡萄保鲜的重点问题。 2.2二氧化氯 二氧化氯(ClO2)是一种高效安全的杀菌剂、食品保鲜剂，能够杀死微生物，无气味残留。近年来，ClO2被广泛应用于果蔬、奶制品、水产品、饮料等食品保鲜。有研究认为，ClO2有利于保持葡萄果梗的颜色和果粒的颜色、形态、硬度，保留果实中可滴定酸和Vc的含量，减少葡萄的腐烂率19-20。低浓度短时间浸泡处理对保持葡萄品质是有利的，高浓度长时间处理对其品质会有损害。同时笔者在SO2和ClO2抑菌效果比较研究过程中发现，ClO2虽然能够杀死葡萄表面病原菌，但是葡萄不耐ClO2，果实表现出灼伤、失水等伤害现象。因此，ClO2的使用方式、使用浓度、处理时间以及对葡萄果实本身生理的影响有待今后进一步深入、系统地研究。 2.31-甲基环丙烯 迄今为止，1-甲基环丙烯(1-MCP)作为一种新型乙烯抑制剂已成功应用于水果、蔬菜、花卉等园艺产品品质的保鲜。近年来，研究发现，1-MCP显著降低了果梗褐变指数、掉粒率、呼吸强度及乙烯释放量峰值，有效地延缓了葡萄的成熟衰老，有利于鲜食葡萄的无硫贮藏21-23。 3结语与展望 取代硫制化学杀菌剂，实现采后葡萄病害的防治，一直是葡萄保鲜技术及葡萄保鲜剂的研究重点。在数十年的研究中，虽然也研究过许多葡萄非硫保鲜技术，如冷藏技术、临界冰温贮藏技术、气调贮藏技术、辐照技术等，但这些技术都未能非常有效地控制灰霉病菌引起的腐烂，因为即使在0条件下，灰霉病菌照样侵染，只不过侵染速度减慢而已。然而目前SO2在葡萄保鲜方面的地位无可取代，因此笔者认为短期贮藏可以采用臭氧、紫外照射、1-MCP结合冰温技术实现1个月左右的葡萄品质保鲜，中长期（46个月）贮藏则在前者的基础上结合少量SO2协同保鲜，尽量减少硫制保鲜剂用量，从而减少SO2残留对人体和环境带来的危害。笔者认为，今后在继续寻求采后葡萄降硫或非硫保鲜技术及保鲜剂的同时，应将研究方向追溯到采前田间降菌，减少栽培期间葡萄果实内部潜伏的灰霉孢子及果实表面携带的致腐病原菌。通过采前套袋、搭雨棚、控制果树负载量等措施，从根本上提升葡萄生理免疫力和耐藏性，减少田间携带菌，从而进一步降低采后葡萄SO2保鲜剂的使用剂量和果实内部以及自然环境的SO2残留量。 参考文献 1郇延军,陶谦,王海鸥,等.巨峰葡萄的冰温高湿保鲜及出库J.无锡轻工大学学报,xx,19(1). 2王春生,李建华,赵猛,等.小帐气调贮藏龙眼葡萄试验J.山西果树,1998(5):8-9. 3张平,李志文,王莉,等.短时高浓度二氧化碳处理对冰温贮藏期间葡萄果实软化生理的影响J.食品工业科技,xx,33(4):368-373. 4赵彦莉,张华云,修德仁,等.不同气体成分对意大利葡萄贮藏中乙醇、乙醛含量的影响J.果树学报,xx,20(6):459-462. 5王秋芳,乔勇进,乔旭光,等.臭氧处理对巨峰葡萄品质与生理生化的影响J.果树学报,xx,27(1):63-68. 6杨虎清,陈策.二氧化硫和臭氧对巨峰葡萄酶促褐变的影响J.福建果树,xx,117(3):11-14. 7李华江,王文生,董成虎,等.臭氧与保鲜剂处理对巨峰葡萄保鲜效果的影响J.保鲜与加工,xx,55(6):21-24. 8CuqB,GonrardN,GuilbertS.EdiblefilmsandcoatingsasactivelayersA.RooneyML.ActiveFoodPackagingC.Dordrecht:KluwerAcademicPublishers,1995. 9冯波,曾虹燕,袁刚,等.壳聚糖对葡萄果实的抑菌作用和涂膜保鲜技术J.福建农林大学学报:自然科学版,xx(1):98-101. 10李桂峰,刘兴华,付娟妮.可食涂膜对鲜切红地球葡萄粒呼吸强度和品质的影响J.西北农业学报,xx,14(1):66-70. 11裴茹.高压静电场处理对玫瑰香葡萄保鲜效果的影响J.唐山师范学院学报,xx,9(30):56. 12刘铁玲,孙贵宝,李煜.高压静电场处理对葡萄鲜度保持的影响J.农机化研究,xx(5):164-166. 13秦丹.生防制剂在葡萄保鲜中的应用与抑菌机理研究D.长沙:湖南农业大学,xx. 14刘慧敏.葡萄采后灰霉病生防酵母菌作用机理及其生防效力改良D.武汉:华中农业大学,xx. 15Borry-G.Controlledatmospherealternativetothepost-harvestuseofsulphurdioxidetoinhibitthedevelopmentofBotrytiscinereaintablegrapesJ.Postharvest-Horticulture-Series.1997,17(3):160-164. 16MustoneonHM.Theefficiencyofrangeofsulfurdioxide