《食品科学》：福建农林大学方婷教授等：气体二氧化氯对葡萄杀菌效果及品质的影响

葡萄因其果粒饱满、酸甜可口及汁液丰富而深受消费者青睐。由于葡萄富含水分和营养成分，采后极易遭受微生物侵染，导致果实腐败变质，甚至造成食源性疾病。此外，葡萄生理代谢旺盛，营养物质消耗较快，极易造成失水软化和风味劣变，大大降低葡萄品质。因此，采用适宜的保鲜技术处理葡萄以实现杀菌保鲜效果显得尤为必要。

ClO2有着强力的抗菌效力，已作为一种广泛、高效且安全的杀菌剂应用于果蔬清洗、杀菌保鲜等领域。研究已经发现经ClO2气体处理后，果蔬表面微生物可被灭活，从而减少果蔬微生物负荷，提升果蔬抗菌与抗病能力，实现一定的保鲜效果。然而，气体ClO2难以制备和控制。气体ClO2通常采用亚氯酸钠（NaClO2）与酸（盐酸、硫酸及草酸等）反应制备，因此会选用大型发生器或发生装置，从而降低了处理的灵活性。NaClO2与干冰反应产生ClO2是一种间接反应。

福建农林大学食品科学学院的江 涛、程传松、方 婷*等利用NaClO2与干冰间接反应开发一种气体ClO2处理葡萄的方法，旨在评估气体ClO2的杀菌效果。同时，测定气体ClO2处理前后葡萄相关品质指标，旨在评估气体ClO2对其品质的影响。

1、优势菌分析结果

成功提取2 株优势菌基因组DNA，将其作为模板，以27F和1492R为引物，进行16S rDNA PCR扩增，扩增后得到的产物经琼脂糖凝胶电泳分析，如图2所示，2 株优势菌在1 500 bp处出现单一清晰的荧光条带且无拖尾现象，满足实验需求，通过对目的片段进行琼脂糖凝胶回收，以备后续测序使用。将所测定的优势菌基因序列与GenBank内已知菌株的相应序列进行比对，选取BLAST结果中得分较高菌的16S rDNA序列，使用MEGA5.2.1软件根据Neighbor-Joining进行系统进化树分析，结果如图3所示。根据系统发育树分析，分离所得到的菌株1与大肠杆菌科的2 个菌属埃希氏菌（Escherichia）和志贺氏菌（Shigella）的遗传距离较近，且与菌株E.coli相似度达到99.3%。

2、气体ClO2的生成

图4A为112～672 mg NaClO2与5 g干冰反应3 h所测得的ClO2浓度；图4B为所计算的ClO2累积浓度。由图4可知，随着反应时间延长，每个NaClO2用量梯度所产生ClO2浓度和累积浓度逐步上升。反应3 h时，112、224、336、448、560、672 mg NaClO2与5 g干冰反应所测得的ClO2浓度分别为86、134、172、223、300、389 μL/L，所计算的ClO2累积浓度分别为131、228、266、378、481、599 μL/（L·h）。显然，随着NaClO2用量增加，ClO2浓度与累积浓度呈现线性上升趋势（图5）。

3、气体ClO2的杀菌效果

由图6可知，随着NaClO2用量梯度上升（112～672 mg），ClO2累积浓度增加（131～599 μL/（L·h）），两株优势菌对数值减少量总体呈现显著上升趋势（P＜0.05）。当气体ClO2累积浓度从131 μL/（L·h）提升至599 μL/（L·h）时，葡萄表皮上Escherichia菌落总数对数值减少量从1.6（lg（CFU/g））提升至3.5（lg（CFU/g）），Kocuria菌落总数对数值减少量从1.0（lg（CFU/g））提升至4.5（lg（CFU/g））。同时，当ClO2累积浓度从378 μL/（L·h）提升至599 μL/（L·h）时，Kocuria菌落总数对数减少量明显高于Escherichia，表明Kocuria更易受到ClO2气体的影响而失活。

4、气体ClO2对葡萄品质的影响

由表2可知，气体ClO2处理葡萄3 h后，S0、S1及S2组a*、b*与L*值并无显著性差异（P＞0.05），但S1与S2组L*值较S0组略有增加，这可能归因于ClO2具有漂白性。总体而言，气体ClO2对葡萄色泽并无影响或影响较小。Mahmoud等应用一种气体ClO2发生器制备0.5～5.0 mg/L气体ClO2以处理生菜，导致生菜L*值随ClO2浓度增加而增加，这与本实验结果相似。此外，随着贮藏时间延长，葡萄果实a*与L*值呈现逐渐降低趋势，这可能是由于葡萄褐变所致。

在葡萄贮藏过程中，由于果实细胞壁降解与结构变化，导致果实硬度下降，出现软化现象，降低果实贮藏品质。由图7A可知，随着贮藏时间延长，葡萄硬度逐渐降低，S2组降低最为缓慢，直至30 d贮藏结束，S0、S1及S2组果实硬度分别为141、191 g及298 g。贮藏至15 d后，S2组果实硬度明显高于S0与S1组。由图7B可知，随着贮藏时间延长，葡萄质量损失率逐渐上升，但S2组上升最为缓慢，直至30 d贮藏结束，S0、S1及S2组果实质量损失率分别为5.15%、5.05%及3.96%。当贮藏25 d后，S2组果实质量损失率明显低于S0与S1组。由图7C可知，贮藏期间，葡萄TSS含量呈现先上升后下降趋势。贮藏至第5天，S0、S1及S2组TSS含量分别为16.6、15.7 °Brix及15.8 °Brix，比贮藏前略有增加，这可能是由于果实采收较早，在贮藏过程中其内部淀粉等有机物质仍可转化为还原糖等可溶性物质，而后由于自身呼吸作用使果实内部可溶性物质消耗。此外，第5天时S0组TSS含量明显高于S1与S2组，表明气体ClO2可能抑制葡萄果实内部有机质转化。

5、ClO2残留量

由图8可知，气体ClO2处理葡萄3 h后，S1和S2组初始残留分别为0.19 mg/kg和0.31 mg/kg，随着贮藏时间延长残留量逐渐降低。Trinetta等应用0.1～0.5 mg/L ClO2气体处理不同水果，并评估不同水果表面ClO2残留情况。结果表明，不同水果表面ClO2残留量（番茄（0.09 mg/kg）、柑橘（0.08 mg/kg）及苹果（0.28 mg/kg））普遍低于0.5 mg/kg，本研究结果与其相似。参照GB 5009.244—2016《食品安全国家标准 食品中二氧化氯的测定》要求ClO2处理水果和蔬菜，其表面残留量不得高于2 mg/kg，显然本研究结果远低于国家标准规定，进一步提升了该方法商品化应用潜质。

结 论

本研究证明利用NaClO2与干冰间接反应制备ClO2气体的可行性，所开发的气体ClO2处理方法对葡萄具有良好的杀菌效果且有助于提升葡萄品质。当ClO2累积浓度从131 μL/（L·h）提升至599 μL/（L·h），Escherichia菌落总数对数值减少量从1.6（lg（CFU/g））升至3.5（lg（CFU/g）），Kocuria菌落总数对数值减少量从1.0（lg（CFU/g））升至4.5（lg（CFU/g））。此外，经气体ClO2处理葡萄后，其色泽并无明显变化，贮藏期内果实软化、质量损失及TSS含量损失得以有效抑制，且表面ClO2残留水平较低。未来的研究可进一步调整处理温度，在冷藏期间缓慢释放ClO2气体处理果蔬或者扩大处理容器体积和反应物用量，批量处理果蔬。此外，可进一步开展感官评定，并增加其他品质指标如可滴定酸、抗坏血酸含量等的测定，以提升该处理方法的应用性。

通信作者简介

方婷，博士，教授，博士生导师，福建农林大学食品科学学院，长期从事食品加工与安全研究，在食品加工及安全控制开发方面取得一系列成果。开展果蔬及水产品加工关键技术研发，非热力果蔬茶浓缩加工装备及技术和新型气体二氧化氯技术研发和农产品节能干燥装备与技术研发。

目前任农业农村部国家蔬菜加工技术研发分中心主任，兼任福建省食品科学技术学会理事，福建省欧美同学会理事。2022年入选福建省高层次人才；2017年获评“2015-2017年度福建省优秀教师”；2016年获福建农林大学严家显最高奖教金。

近年来，主持和参与国家及省部级课题10多项；获福建省科技进步三等奖3项；获得22项国家发明专利授权，其中4项为第1发明人，共发表论文70多篇，其中收录在食品领域TOP刊物Food Control，Frontiers in Microbiology等刊物发表SCI或EI论文20多篇。

近三年，主讲《食品加工原理》《创新创业实践》等本科生课程，3届超过700名学生，是食品科学与工程专业负责人。主讲课程《食品加工原理》于2015年9月上线爱课程（中国大学MOOC），累计选课人数超过5000人。该课程获评福建省一流线上线下课程，福建省在线精品课程；《创新创业实践》获评福建省一流实践课，为指导大学生创新创业提供良好的平台。

本文《气体二氧化氯对葡萄杀菌效果及品质的影响》来源于《食品科学》2023年44卷5期161-168页，作者：江涛，程传松，郭凤婷，刘斌雄，陈登元，黄晓燕，李长城，方婷。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220225-215。点击下方阅读原文即可查看文章相关信息。

图片来源于文章原文及摄图网。

为构建多元化食物供给体系并兼顾生态环境保护，并形成以生物多样性保护促进食品生产的可持续性，北京食品科学研究院和中国食品杂志社将与北方民族大学、皖西学院、宿州学院、滁州学院于 2023年5月13-14日在中国宁夏银川 共同举办“ 生态保护与食品可持续发展国际研讨会 ”。本届研讨会将围绕新资源食品挖掘、动植物、微生物可替代蛋白、食用菌等食物资源的开发现状、重要创新进展及存在的问题开展研讨，探讨未来食品发展方向，通过展示我国生态保护与食品可持续发展等领域的最新科研成果，搭建科研单位与企业产学研结合的平台，共同促进我国食品产业发展快速踏入新里程。

Food Science of Animal Products（ISSN: 2958-4124, e-ISSN : 2958-3780）是一本国际同行评议、开放获取的期刊，由北京食品科学研究院、中国肉类食品综合研究中心主办，中国食品杂志社《食品科学》编辑团队运营，属于食品科学与技术学科，旨在报道动物源食品领域最新研究成果，涉及肉、水产、乳、蛋、动物内脏、食用昆虫等原料，研究内容包括食物原料品质、加工特性，营养成分、活性物质与人类健康的关系，产品风味及感官特性，加工或烹饪中有害物质的控制，产品保鲜、贮藏与包装，微生物及发酵，非法药物残留及食品安全检测，真实性鉴别，细胞培育肉，法规标准等。

投稿网址：

https://www.sciopen.com/journal/2958-4124