彭勇，孫佳佳，石晶盈，張欣，王慶國

(山東農(nóng)業(yè)大學 食品科學與工程學院，山東 泰安，271000)

醋酸對環(huán)境和生物友好，具有良好的殺菌作用且食用安全性高[12-13]。醋酸易揮發(fā)、殘留少、成本低，是一種天然的抗菌劑。研究表明，醋酸能夠較好地抑制灰霉病[14]，并具有降低產(chǎn)品呼吸強度的作用。在蔬菜作物香菜[15]和番茄[16]上的研究表明，醋酸處理可以抑制肺炎桿菌和炭疽病的生長，在梨[17]、杏、李子[18]、柑橘[19]等水果上的研究也表明，醋酸可以抑制水果表面微生物的生長，減少腐爛。并且，醋酸可以降低香料中病原菌的發(fā)生[20]。但對于醋酸控制葡萄防腐技術的研究較少，未有成型的技術指標，本試驗目的是確定物流或貨架期間，醋酸用于巨峰葡萄防腐防落粒的效果，以期為葡萄的貯藏保鮮提供技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

葡萄品種為巨峰，采購時間2015年8月，采購地點山東省泰安市水果批發(fā)市場，快速運輸至山東農(nóng)業(yè)大學食品學院果蔬貯藏實驗室，剪去病蟲粒、腐爛粒，并將果穗分為若干小穗供試驗用。

30 L的熏蒸箱，濾紙，冰醋酸，聚乙烯袋，SO2保鮮片(山東營養(yǎng)源食品科技有限公司)。

1.2 儀器與設備

JA1003 型分析天平，上海精科天平有限公司；紫外可見分光光度計，北京普析通用儀器有限責任公司；TGL16 型冷凍離心機，長沙英泰儀器有限公司;超級恒溫水浴鍋，常州國華電器有限公司；KQ5200E 型超聲波清洗器，昆山市超聲儀器有限公司；干燥箱，上海市上?？h第二五金廠；微型冷庫，濟南科達爾實業(yè)有限公司；超低溫保存箱，青島海爾特種電器；ATAGO數(shù)顯糖度計，日本愛拓公司；Eppendorf移液器，艾本德中國有限公司等。

1.3 試驗設計

1.3.1 醋酸處理條件的試驗研究

將冰醋酸用移液槍滴至包裹有紗布的濾紙上(防止冰醋酸與葡萄直接接觸)，放入盛放葡萄的容器中，在密封條件下熏蒸。結束熏蒸后，將葡萄放入聚乙烯材料袋中，折疊袋口，后置于冷庫貯藏。熏蒸濃度為密閉容器中加入冰醋酸的體積與密閉容器體積之比。以下的試驗中，每個處理組均設置3個平行，每個平行5 kg 葡萄果實。對照組為同等條件下，不加任何試劑。SO2處理組用SO2葡萄保鮮片，保證袋內SO2質量濃度在10～100 mg/L，處于最佳處理效果。

1.3.1.1 熏蒸濃度

巨峰葡萄均勻分為6組。選擇熏蒸的濃度為0、8、16、24、32、40 μL/L。進行2 h熏蒸后，將葡萄取出，裝入聚乙烯袋放入5 ℃冷庫貯藏，20 d后統(tǒng)計葡萄果實的腐爛率、掉粒率。

1.3.1.2 熏蒸次數(shù)

葡萄分為5組。其中3組的條件為： 20 ℃，8 μL/L的醋酸，熏蒸時長2 h，熏蒸次數(shù)依次為1次熏蒸、2次熏蒸和3次熏蒸，每10 d進行1次熏蒸。之后，放于5℃冷庫貯藏。其余2組設對照及SO2處理。統(tǒng)計葡萄果實的腐爛率、掉粒率。

1.3.1.3熏蒸時間

葡萄平均分為5組。其中3組的條件為：20 ℃，8 μL/L的醋酸，熏蒸時長分別為1、2、4 h，熏蒸次數(shù)為1次。之后，放于5 ℃冷庫貯藏。其余2組分別設為對照及SO2處理。統(tǒng)計葡萄果實的腐爛率、掉粒率。

1.3.1.4 熏蒸溫度

葡萄平均分為6組。其中4組條件為：8 μL/L的醋酸，熏蒸時長2 h，選擇熏蒸的溫度為：0、5、10、20 ℃，熏蒸次數(shù)為1次。之后，放于5 ℃冷庫貯藏。其余兩組分別設為對照及SO2處理。統(tǒng)計葡萄果實的腐爛率、果粒的掉粒率。

1.3.2 應用試驗

根據(jù)上述試驗，得出最佳的熏蒸條件，在最優(yōu)條件下進行葡萄的熏蒸處理。將葡萄果實分3組，A組(對照)：不進行任何處理。B組(SO2處理)：每千克的葡萄果實中放入SO2保鮮片1片，保證袋內SO2濃度在10～100 mg/L，處于最佳處理效果。C組(AAC處理)：20 ℃，8 μL/L的醋酸，熏蒸時間2 h。之后，所有處理均置于5 ℃條件下貯藏，統(tǒng)計葡萄果實的腐爛率、掉粒率、感官質量，并測定葡萄果實的品質指標。以上各組處理均設置3次平行實驗。葡萄果實品質指標的內容包括：果梗的含水量、果實的抗氧化性、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、總酚含量及果實總黃酮含量。

1.4 測定方法

1.4.1 腐爛率的測定

腐爛率以腐爛果實的質量占總果實質量的百分數(shù)表示。

1.4.2 掉粒率的測定

掉粒率以落粒果實的質量占總果實質量的百分數(shù)表示。

1.4.3 品質指標測定

葡萄果實可溶性固形物含量(TSS)的測定：儀器為ATAGO數(shù)顯折光儀。樣品選取的方法：每處理設置3個平行，從每個平行中隨機選擇葡萄果粒10個。將葡萄去皮、擠出果汁并倒入小燒杯中，混合均勻后以膠頭滴管吸取果汁滴至數(shù)顯折光儀進行測定?？傻味ㄋ?TA)含量的測定用酸堿滴定法[21]。固酸比以可溶性固形物的含量與總酸含量的比值來計算。葡萄的感官質量根據(jù)孫慧等[22]制定的評定標準進行。果梗的含水量采用烘干稱重法；抗氧化活性按照DPPH法[23]；總酚含量測定根據(jù)福林酚法[24]；總黃酮含量測定采用AlCl3比色法[25]。

1.4.4 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析

結果以平均值和標準差來表示，所有的數(shù)據(jù)均用SPSS 17.0軟件處理，用Duncan法進行方差分析，p<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 熏蒸條件的篩選

2.1.1 醋酸濃度對葡萄果實腐爛率和掉粒率影響

腐爛率、掉粒率是2個用來評價葡萄果實商品價值和貨架期的重要指標。研究表明醋酸有較強的殺菌作用，一定濃度下可有效殺死真菌及其孢子，降低果實的腐爛率[20]。如圖1-A和圖1-B所示，與對照組和高濃度醋酸處理組(>16 μL/L)相比，8 μL/L和16 μL/L的醋酸處理組顯著(p<0.05)降低了果實貯藏期間的腐爛率；并且，8 μL/L處理的掉粒率顯著(p<0.05)低于對照，8 μL/L醋酸處理后腐爛率和掉粒率分別比對照降低了58.59%和39.66%。與對照相比，高濃度醋酸處理組(>16 μL/L)進行熏蒸效果不理想，24 μL/L和40 μL/L的醋酸處理組果實腐爛率與對照組差異不顯著(p>0.05)，但降低了掉粒率，32 μL/L處理組增加了果實的腐爛率，對掉粒率影響不顯著(p>0.05)，出現(xiàn)這種情況的原因可能是高濃度醋酸處理對葡萄果實產(chǎn)生了傷害[13]。基于此，適宜熏蒸的醋酸濃度選擇8 μL/L。

圖1 不同濃度醋酸對葡萄果實腐爛率(A)與掉粒率(B)影響Fig.1 The effect of different acetic acid concentration on grape decay rate (A) and drop rate (B)注：同一欄的不同小寫字母代表處理間的差異顯著，下同。

2.1.2 熏蒸次數(shù)對葡萄果實腐爛率和掉粒率的影響

如圖2-A和圖2-B所示，葡萄在10 d后開始腐爛，相同條件下進行醋酸熏蒸，增加熏蒸次數(shù)會加重葡萄果粒的掉粒率和果實的腐爛率。相比于對照組，無論熏蒸次數(shù)是1次、2次還是3次，醋酸熏蒸的腐爛率都顯著(p<0.05)低于對照組。采用濃度為8 μL/L的醋酸熏蒸時，熏蒸1次，巨峰葡萄的腐爛率最低，掉粒率也最低。因此，熏蒸次數(shù)選擇1次。相比于SO2處理組，醋酸熏蒸降低了果實的腐爛率，但提高了掉粒率。

圖2 不同熏蒸次數(shù)對果實腐爛率(A)及掉粒率(B)影響Fig.2 The effect of different number of fumigation on grape decay rate (A) and drop rate (B)

2.1.3 熏蒸時長對葡萄果實腐爛率和掉粒率的影響

圖3 不同的熏蒸時長對葡萄果實腐爛率(A)及掉粒率(B)影響Fig.3 The effect of different fumigation time on grape decay rate (A) and drop rate (B)

如圖3-A和圖3-B所示，5 ℃貯藏0～10 d，對照組開始呈現(xiàn)輕度腐爛，第10天腐爛率為2%，而所有處理組均未出現(xiàn)腐爛；在10～20 d，對照組的腐爛率迅速上升到10%，且上升速率顯著高于醋酸熏蒸組和SO2處理組，醋酸熏蒸組和SO2處理組的果實腐爛率在3%～5%，醋酸熏蒸處理組腐爛率顯著(p<0.05)高于SO2處理組。貯藏至30 d，對照組的腐爛率上升至22%，葡萄果實的商品品質變差。而醋酸熏蒸組(熏蒸2 h處理)和SO2處理組果實的腐爛率分別為9.9%和6.6%，顯著低于對照，以SO2處理組處理效果較好。從掉粒率來看，熏蒸處理組與對照組差異不顯著，但20 d后，均顯著高于SO2處理組。從不同熏蒸時間來，熏蒸1、2、4 h之間果實腐爛率和掉粒率均差異不顯著，考慮熏蒸時間太短，對葡萄品質指標影響不明顯，所以熏蒸時長最終選擇2 h。

2.1.4 熏蒸溫度對葡萄果實腐爛率和掉粒率影響

如圖4-A和圖4-B所示，保持其他條件一致時，5 ℃貯藏10 d，各處理組均沒有腐爛出現(xiàn)，貯藏20 d，對照組的腐爛率大于10%，顯著(p<0.05)高于醋酸熏蒸組和SO2處理組。貯藏30 d，對照組腐爛率仍呈迅速上升的趨勢，而醋酸熏蒸組葡萄果實的腐爛率得以控制；不同熏蒸溫度比較，以溫度為20 ℃時，醋酸熏蒸后葡萄果實腐爛率最低，顯著(p<0.05)低于其他熏蒸溫度處理。30 d時，對照(不熏蒸)、溫度20 ℃熏蒸處理組、SO2處理組三者的腐爛率分別為26%、6%和8.3%。從掉粒率來看，0℃醋酸熏蒸處理后，掉粒率顯著高于對照組，可能是由于0 ℃時冰醋酸未完全揮發(fā)，熏蒸效果不佳。20℃醋酸熏蒸處理后，掉粒率最低?；诖?，20 ℃為最佳醋酸熏蒸溫度。綜合上述單因素試驗，最佳的醋酸熏蒸條件為：8 μL/L 的醋酸，20 ℃條件下，1次熏蒸2 h。

圖4 不同熏蒸溫度對葡萄果實腐爛率(A)及掉粒率(B)影響Fig.4 Effect of different fumigation temperature on decay rate (A) and berry drop rate (B)

2.2 醋酸熏蒸處理對葡萄果實商品品質的影響

2.2.1 貯藏條件下醋酸熏蒸對葡萄果實腐爛率和掉粒率的影響

根據(jù)上述最佳熏蒸條件進行葡萄果實熏蒸處理，于5 ℃貯藏條件下進行葡萄果實防腐試驗。由圖5-A可看出，貯藏條件下，對照組葡萄果實腐爛率是最高的，與對照相比，醋酸熏蒸組和SO2處理組果實腐爛率顯著降低(p<0.05)，且醋酸熏蒸組與SO2處理組腐爛率差異不顯著(p>0.05)，說明醋酸熏蒸處理可以替代SO2處理。

由圖5-B可看出，貯藏0～20 d，葡萄果實掉粒率呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢，可見貯藏低溫抑制了葡萄的掉粒，保持了良好的品質[26]；20～40 d，掉粒率迅速增加，在第30天時，對照組果實的掉粒率為15%，第40天時，對照組果實的掉粒率為37%。不同處理相比，貯藏20 d后，以醋酸熏蒸處理組的掉粒率最低，顯著低于對照組和SO2處理組。貯藏40 d時，掉粒率最低的是醋酸處理組，其次是SO2處理組和對照組。

圖5 醋酸熏蒸處理對葡萄果實腐爛率(A)和掉粒率(B)影響Fig.5 Effect of AAC fumigation on decay rate (A) and drop rate (B) of kyoho grape

2.2.2 貯藏條件下醋酸熏蒸對葡萄果實可溶性固形物、可滴定酸和固酸比的影響

可溶性固形物是衡量果實品質的重要指標之一[27]。在貯藏期間，可溶性固形物含量會逐漸降低，糖代謝是造成固形物含量降低的主要原因之一[28]。如圖6-A所示，葡萄果實的可溶性固形物含量在16%～18%，貯藏0～10 d，可溶性固形物顯著下降，這可能是由于呼吸導致固形物的消耗造成的，在10 d貯藏之后，可溶性固形物略有上升，可能是果實失水造成的[28]。比較不同處理之間的差異，可以看出，SO2處理組在貯藏10 d和20 d均顯著(p<0.05)高于對照組和醋酸處理組，但貯藏30 d和40 d時，醋酸熏蒸組可溶性固形物含量顯著(p<0.05)高于對照組和SO2處理組。

可滴定酸也是評價果實品質與果實貯藏成效的重要參數(shù)之一，貯藏期間，部分有機酸作為呼吸底物被消耗，另一部分有機酸轉化為糖類，所以其含量隨貯藏時間延長而逐漸減少[29]。由圖6-B可看出，貯藏0～30 d，可滴定酸逐漸下降，但貯藏30～40 d，可滴定酸含量上升，可能由于貯藏后期葡萄品質下降，失水多，導致單位質量果實內可滴定酸含量增加[29]，也有可能是貯藏后期腐爛加重，微生物產(chǎn)酸所致。不同處理來看，醋酸熏蒸組和SO2處理組的可滴定酸含量均顯著(p<0.05)低于對照組，以醋酸熏蒸組含量最低。

圖6 醋酸熏蒸對葡萄果實可溶性固形物(A)、可滴定酸(B)和固酸比(C)的影響Fig.6 Effect of AAC fumigation on TSS (A),TA(B)and ratio of solid acid(C)in Kyoho grape

固酸比是可溶性固形物和可滴定酸的比值，可反映果實的甜酸味，是評價果實品質的重要指標。如圖6-C所示，貯藏30 d內，葡萄果實的固酸比隨著貯藏時間的延長而增加，以醋酸熏蒸組處理固酸比最高，顯著高于對照組和SO2處理組，固酸比的增加可能主要由于有機酸轉化為糖，導致酸含量下降快于固形物的下降所致[28-29]。而貯藏30 d后，固酸比開始下降，這主要由于貯藏后期，可滴定酸含量的迅速上升所導致的[28]。

2.2.3 貯藏條件下醋酸熏蒸對葡萄感官品質的影響

如圖7所示，貯藏10 d以內，各處理組的巨峰葡萄果實感官評價均在4以上，保持了良好的品質。貯藏10～20 d，對照組葡萄感官質量顯著下降，貯藏20 d時對照組葡萄感官質量小于4，而醋酸熏蒸組和SO2處理組均在4.5。貯藏30 d時，對照組感官質量為2.5，醋酸熏蒸組和SO2處理組的感官質量為3.8左右，感官質量與20 d的對照組相當。貯藏40 d時，所有處理感官品質均低于3，喪失商品價值?？梢?，醋酸熏蒸組和SO2處理組有效延緩了葡萄感官質量的下降，延遲時間為10 d。整個貯藏期間，醋酸熏蒸組和SO2處理組兩者相比，差異不顯著(p>0.05)，整體外觀差異如圖8所示。

圖7 醋酸熏蒸對巨峰葡萄感官質量的影響Fig.7 Effect of AAC fumigation on organoleptic evaluation in Kyoho grape

圖8 醋酸熏蒸對巨峰葡萄外觀的影響Fig.8 Effect of AAC fumigation on appearance in Kyoho grape

2.2.4 貯藏條件下醋酸熏蒸對葡萄果梗含水量、抗氧化活性的影響

葡萄果梗含水量是直觀表征果實新鮮度的重要指標。如圖9-A所示，5 ℃貯藏條件下，隨著時間的延長，果梗含水量逐漸下降，在0～20 d，果梗含水量變化較小，各處理組之間差異不顯著(p>0.05)。貯藏20 d后，果梗含水量開始迅速下降，表明果梗開始嚴重失水。從不同處理來看，醋酸熏蒸組處理效果較好，延遲了果梗含水量的下降，但與對照組和SO2處理組差異不顯著(p>0.05)，可能由于失水較快掩蓋了處理間的差異。

葡萄果實中含有許多抗氧化活性成分，如總酚、類黃酮和花青素等，這些抗氧化成分決定了葡萄果肉總的抗氧化能力的強弱。如圖9-B所示，在貯藏期間，葡萄果實的抗氧化活性呈逐漸下降的趨勢，40 d內，對照組果實的抗氧化活性從89.4%下降到61.9%，表明葡萄果實在貯藏期間抗氧化成分出現(xiàn)了降解[30]。從不同處理來看，醋酸熏蒸組和SO2處理組均與對照差異不顯著(p>0.05)。

圖9 醋酸熏蒸對葡萄果梗含水量(A)和果肉抗氧化活性(B)的影響Fig.9 Effect of AAC fumigation on grape stem water content (A) and antioxidant activity (B) in Kyoho grape

2.2.5 貯藏條件下醋酸熏蒸對葡萄果實總酚和總黃酮的影響

如圖10-A所示，貯藏條件下，葡萄果實中的總酚含量均呈現(xiàn)下降的趨勢，對照組、醋酸熏蒸組和SO2處理組3組之間差異不顯著(p>0.05)，表明醋酸熏蒸和SO2處理不能延遲葡萄果實總酚含量的下降。

如圖10-B所示，貯藏條件下，總黃酮含量在10天內有上升的趨勢，之后下降。上升可能是由于果實成熟導致黃酮積累造成的，這與劉金串等[30]在紅地球葡萄果實上采取膨大處理后的結果是相似的。從不同處理來看，只有貯藏10 d時，醋酸熏蒸處理組的葡萄果實總黃酮顯著高于對照組和SO2處理組，其他時間醋酸熏蒸組與對照組差異不顯著。

圖10 醋酸熏蒸對葡萄果實總酚(A)和總黃酮(B)的影響Fig.10 Effect of acetic acid fumigation on grape total phenolics(A)and total flavonoids content(B)in Kyoho grape

3 討論

3.1 最佳熏蒸條件選擇

醋酸可降低葡萄的腐爛率，維持較高的商品價值[31-32]。醋酸通過擾亂微生物多肽鏈折疊的方式，改變蛋白構象，抑制微生物的生長[33]。利用醋酸蒸汽進行熏蒸時，醋酸的濃度、熏蒸溫度和次數(shù)都會影響熏蒸效果。在蘋果上，應用醋酸熏蒸的效果表明，醋酸熏蒸可以延遲病斑的擴展[33]。VENDITTI等[31]在葡萄上的研究表明，相比于對照、10、20、70 μL/L等處理，50 μL/L的醋酸熏蒸可顯著降低葡萄果實的腐爛率，50 μL/L處理8周后，“Taloppo”和“Regina”兩個鮮食葡萄的腐爛率分別比對照降低了61.0%和41.4%。本實驗發(fā)現(xiàn)在巨峰葡萄上，8 μL/L的醋酸防腐效果較好，最佳熏蒸濃度的不同可能由于葡萄品種的不同。熏蒸溫度、時間和次數(shù)對果實也有顯著影響，SHOLBERG[33]等在蘋果上的研究表明，蘋果接種灰霉菌后，5 ℃溫度條件下，醋酸熏蒸的效果好于1 ℃，可降低蘋果灰霉病的發(fā)生。這與本實驗的結果是相符的，熏蒸溫度越高，效果越好。延長熏蒸時間可提高防腐效果[17,33]，但本實驗發(fā)現(xiàn)熏蒸時長對葡萄腐爛和掉粒影響不顯著，并且，增加熏蒸次數(shù)，葡萄腐爛和掉粒也會增加，這可能由于熏蒸次數(shù)過多，對葡萄產(chǎn)生了傷害。此外，熏蒸溫度高于貯藏溫度，熏蒸次數(shù)的增加使得果實溫度波動較大，也是導致葡萄腐爛率和掉粒率增加的原因[26]。

3.2 醋酸熏蒸處理對葡萄果實商品品質的影響

通過優(yōu)化的試驗條件，在5 ℃貯藏條件下，醋酸熏蒸的巨峰葡萄腐爛率和掉粒率均低于對照組，與SO2處理組效果相當，并且，從葡萄感官品質來看，醋酸熏蒸處理和SO2處理差異不顯著。葡萄果實的固酸比在5 ℃貯藏30 d呈逐漸上升的趨勢，并且醋酸熏蒸后的葡萄果實固酸比顯著高于對照組和SO2處理組。醋酸熏蒸后的葡萄果梗含水量、抗氧化活性、總酚含量與對照組差異不顯著，總黃酮的含量在最初10 d呈上升趨勢，并且5 ℃條件下，醋酸處理的葡萄總黃酮含量顯著高于對照和SO2處理，表明貯藏前期醋酸熏蒸有助于葡萄果實總黃酮含量的積累[30]。

4 結論

醋酸熏蒸處理減少了巨峰葡萄的腐爛和掉粒，維持了較高的感官品質、固酸比和貯藏前期總黃酮含量，適宜巨峰葡萄的最佳醋酸熏蒸條件是8 μL/L的濃度，在溫度20 ℃條件下，1次熏蒸2 h。在此條件下，可以達到與SO2相似的防腐效果，代替目前廣泛使用的SO2。因此，在預防葡萄腐爛和掉粒、提高果實品質方面，使用醋酸是一種很有潛力的手段，但對于醋酸防腐的機理需要進一步研究。