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溴甲烷熏蒸对火龙果储藏品质的影响研究

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高雪, 张广平, 李丽, 等. 溴甲烷熏蒸对火龙果储藏品质的影响研究[J]. 西南大学学报（自然科学版）, 2021, 43(3): 60-66. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2021.03.009
引用本文: 高雪, 张广平, 李丽, 等. 溴甲烷熏蒸对火龙果储藏品质的影响研究[J]. 西南大学学报（自然科学版）, 2021, 43(3): 60-66. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2021.03.009
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GAO Xue, ZHANG Guang-ping, LI Li, et al. Effects of Methyl Bromide Fumigation on the Storage Quality of Pitaya Fruit[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2021, 43(3): 60-66. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2021.03.009
Citation: GAO Xue, ZHANG Guang-ping, LI Li, et al. Effects of Methyl Bromide Fumigation on the Storage Quality of Pitaya Fruit[J]. Journal of Southwest University Natural Science Edition, 2021, 43(3): 60-66. doi: 10.13718/j.cnki.xdzk.2021.03.009
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溴甲烷熏蒸对火龙果储藏品质的影响研究

  • 1.

    中国农业大学 植物保护学院，北京 100094

  • 2.

    中国检验检疫科学研究院，北京 100020

  • 3.

    南宁海关，南宁 530029

  • 基金项目: 国家“十三五”重点研发计划项目(2018YFF0214902)；国家市场监管总局技术保障项目(2019)
详细信息
    作者简介:

    高雪，硕士研究生，主要从事进出口农产品植物检疫研究 .

    通讯作者: 刘涛，副研究员

  • 中图分类号: S41-33

Effects of Methyl Bromide Fumigation on the Storage Quality of Pitaya Fruit

  • 1.

    College of Plant Protection, China Agricultural University, Beijing 100094, China

  • 2.

    Chinese Academy of Inspection and Quarantine, Beijing 100020, China

  • 3.

    Nanning Customs, Nanning 530029, China

  • 摘要: 研究了溴甲烷熏蒸对火龙果(Hylocereus undatus Britt)品质的影响. 在20 ℃下分别使用16，32，48，64 g/m3溴甲烷熏蒸处理越南红心火龙果3 h. 熏蒸结束后，5 ℃低温储存14 d，20 ℃模拟货架期储存5 d，期间测定火龙果的外观、硬度、可溶性糖、酸度和呼吸强度的变化情况. 结果显示，48 g/m3及以上质量浓度溴甲烷熏蒸后短时间内(1 d)刺激火龙果呼吸，且在模拟货架期间导致表皮药害和腐烂，64 g/m3处理组在20 ℃贮藏5 d后酸度降低，32 g/m3及以下质量浓度溴甲烷熏蒸抑制了火龙果在储藏期间的呼吸速率，对外观、硬度、可溶性糖和酸度均无不利影响. 结果表明，20 ℃下32 g/m3溴甲烷熏蒸3 h对越南进口红心火龙果的品质无影响，提示在口岸现场对火龙果进行检疫处理时，尽量避免用高质量浓度溴甲烷长时间进行熏蒸.
    Abstract: In order to investigate the effect of methyl bromide fumigation on the quality of pitaya (Hylocereus undatus Britt) fruit, red pitaya fruits imported from Vietnam were fumigated with methyl bromide at 16, 32, 48 and 64 g/m3 at 20 ℃ for 3 hours. The fumigated fruits were stored at 5 ℃ for 14 days and then at 20 ℃ for 5 days. The appearance, firmness, soluble sugar, acidity and respiration rate of the pitaya fruit were measured. Methyl bromide fumigation at a concentration of 48 g/m3 or higher stimulated the breathing of the fruit in a short time (1 day), and caused epidermal damage during the simulated shelf storage. The acidity of the fruit of the 64 g/m3 treatment group was reduced after storage for 5 days at 20 ℃. Methyl bromide fumigation at a concentration of 32 g/m3 or less inhibited the respiration rate of the pitaya fruit during storage, and had no adverse effect on the appearance, hardness, soluble sugar and acidity. The tolerance threshold of imported pitaya fruit against methyl bromide was 32 g/m3 for 3 hours at 20 ℃, suggesting that high concentration and long duration should be avoided when pitaya fruit was fumigated with methyl bromide at the port.
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  • 图 1  溴甲烷在熏蒸期间的质量浓度变化

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    图 2  贮藏后的火龙果果皮、果肉颜色

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    表 1  溴甲烷熏蒸对火龙果色泽的影响

    处理 处理后14 d(5 ℃) 处理后19 d(20 ℃)
    L a b L a b
    CK -56.28±2.936a 43.00±7.698a 5.93±3.206a -54.67±2.964a 32.43±7.675a 8.92±5.822a
    MB-1 -57.62±1.929a 45.20±4.999a 2.76±2.644a -55.37±2.835a 38.98±4.513a 6.36±3.385a
    MB-2 -57.89±4.138a 45.36±5.615a 2.22±4.319a -55.74±4.182a 33.43±9.288a 7.03±4.250a
    MB-3 -56.98±2.978a 40.81±7.109a 3.92±3.999a -56.98±4.757a 21.66±6.077b 10.26±4.748a
    MB-4 -55.42±3.306a 42.80±5.294a 4.18±2.279a -57.51±2.988a 24.90±4.757b 9.59±2.079a
    注：同列数据后不同小写字母表示差异在5%水平有统计学意义.
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    表 2  溴甲烷熏蒸对火龙果硬度的影响 kg/cm2

    处理 处理后14 d(5 ℃) 处理后19 d(20 ℃)
    CK 2.56±0.638a 2.42±0.508a
    MB-1 2.38±0.338a 2.32±0.550a
    MB-2 1.97±0.591a 2.66±0.535a
    MB-3 2.23±0.491a 2.22±0.646a
    MB-4 2.45±0.239a 2.72±0.673a
    注：同列数据后不同小写字母表示差异在5%水平有统计学意义.
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    表 3  溴甲烷熏蒸对火龙果可溶性糖的影响 %

    处理 处理后14 d(5 ℃) 处理后19 d(20 ℃)
    CK 13.82±0.771a 12.15±0.226a
    MB-1 13.02±0.546a 12.73±1.219a
    MB-2 12.30±0.385a 13.23±0.539a
    MB-3 13.23±2.148a 13.15±1.506a
    MB-4 13.62±0.504a 13.85±0.489a
    注：同列数据后不同小写字母表示差异在5%水平有统计学意义.
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    表 4  溴甲烷熏蒸对火龙果酸度的影响 %

    处理 处理后14 d(5 ℃) 处理后19 d(20 ℃)
    CK 0.60±0.127a 0.65±0.084a
    MB-1 0.66±0.108a 0.63±0.076a
    MB-2 0.60±0.056a 0.64±0.022a
    MB-3 0.52±0.023a 0.59±0.045a
    MB-4 0.62±0.097a 0.51±0.080b
    注：同列数据后不同小写字母表示差异在5%水平有统计学意义.
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    表 5  溴甲烷熏蒸对火龙果呼吸强度的影响 mL/kg·h

    试验组 处理后1 d(5 ℃) 处理后7 d(5 ℃) 处理后14 d(5 ℃) 处理后19 d(20 ℃)
    CK 10.89±0.357ab 9.44±0.329a 7.45±0.420b 104.97±8.789ab
    MB-1 7.67±0.530c 6.67±1.006b 5.26±0.476c 76.81±7.427c
    MB-2 7.46±0.454c 5.75±0.754b 6.02±0.469c 79.19±8.424c
    MB-3 13.22±0.365b 8.38±0.483a 7.48±0.989a 113.50±9.419a
    MB-4 17.87±4.096a 8.37±0.568a 6.32±0.263ab 94.95±4.544b
    注：同列数据后不同小写字母表示差异在5%水平有统计学意义.
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-12
  • 刊出日期:  2021-03-20

溴甲烷熏蒸对火龙果储藏品质的影响研究

    通讯作者: 刘涛，副研究员
    作者简介: 高雪，硕士研究生，主要从事进出口农产品植物检疫研究
  • 1. 中国农业大学 植物保护学院，北京 100094
  • 2. 中国检验检疫科学研究院，北京 100020
  • 3. 南宁海关，南宁 530029
  • 收稿日期:  2019-12-12
基金项目:  国家“十三五”重点研发计划项目(2018YFF0214902)；国家市场监管总局技术保障项目(2019)

摘要: 研究了溴甲烷熏蒸对火龙果(Hylocereus undatus Britt)品质的影响. 在20 ℃下分别使用16，32，48，64 g/m3溴甲烷熏蒸处理越南红心火龙果3 h. 熏蒸结束后，5 ℃低温储存14 d，20 ℃模拟货架期储存5 d，期间测定火龙果的外观、硬度、可溶性糖、酸度和呼吸强度的变化情况. 结果显示，48 g/m3及以上质量浓度溴甲烷熏蒸后短时间内(1 d)刺激火龙果呼吸，且在模拟货架期间导致表皮药害和腐烂，64 g/m3处理组在20 ℃贮藏5 d后酸度降低，32 g/m3及以下质量浓度溴甲烷熏蒸抑制了火龙果在储藏期间的呼吸速率，对外观、硬度、可溶性糖和酸度均无不利影响. 结果表明，20 ℃下32 g/m3溴甲烷熏蒸3 h对越南进口红心火龙果的品质无影响，提示在口岸现场对火龙果进行检疫处理时，尽量避免用高质量浓度溴甲烷长时间进行熏蒸.

English Abstract

    全文HTML

  • 火龙果(Hylocereus undatus Britt)，又名龙珠果、仙蜜果等，是原产于墨西哥、中美洲诸国的仙人掌科三角柱属热带植物[1-2]. 火龙果不仅口感好，营养丰富，而且具有美白、降脂减肥、抗糖尿病、降血压和预防贫血等多种作用，广受大众喜爱[3]. 虽然国内也有种植，但不能满足需求，所以大量火龙果仍依赖于进口，海关数据显示，中国火龙果进口量连续5年超过50万t，2015-2017年分别为81.4万t，56.7万t，53.3万t. 越南作为火龙果生产大国，近八成火龙果通过边境贸易出口到中国市场[4]. 火龙果易传带多种有害生物，我国口岸检疫部门在进口火龙果中多次截获危险性蚧虫和实蝇. 2007-2011年在广东佛山澜石口岸的火龙果中截获仙人掌白盾蚧422种次、盾蚧516种次、葡萄粉蚧118种次和双条拂粉蚧187种次[5]. 2011-2016年广东口岸进境水果检疫性昆虫的截获情况显示，从火龙果中截获了瓜实蝇、新菠萝灰粉蚧[6]. 福建出入境检验检疫局多次从越南进口的火龙果中截获杰克贝尔氏粉蚧活虫[7]. 为防范高风险有害生物随进口火龙果跨境传播，对进口火龙果进行检疫处理，在保证水果商业品质的同时杀灭有害生物，是检疫工作中不可缺少的环节.

    针对火龙果中携带有害生物的检疫处理研究，熏蒸处理、热处理、辐照处理均有开展，但考虑口岸通关的便利性，溴甲烷熏蒸最为经济快捷. 溴甲烷作为一种广谱熏蒸剂，广泛应用于水果、粮食、花卉的熏蒸处理. 虽然溴甲烷因破坏大气臭氧层，受到《蒙特利尔议定书》管控，但由于目前还缺乏有效的替代熏蒸剂，农业农村部农药管理司于2019年11月发布的《禁限用农药名录》中指出溴甲烷可用于“检疫熏蒸处理”. 研究表明，溴甲烷熏蒸可成功杀灭水果上的菠萝粉蚧(Dysmicoccus brevipes)、新菠萝灰粉蚧(Dysmicoccus neobrevipes)、番石榴果实蝇(Bactroceracorrecta)、桔小实蝇(Bactrocera dorsalis) 等多种有害生物[8-10]. 但是，高质量浓度的溴甲烷熏蒸也会对水果造成不利影响. 鳄梨经过32 g/m3的溴甲烷处理4 h，部分品种的果肉会变劣[11]；50 g/m3溴甲烷熏蒸2h，会使白柚在货架期出现褐色斑，南丰蜜橘在转移至货架期后，整体逐渐变褐色且腐烂[12].

    有研究表明，用40 g/m3的溴甲烷熏蒸2 h可有效杀灭菠萝粉蚧和新菠萝灰粉蚧[8]，美国农业部检疫处理手册中溴甲烷杀灭粉蚧的指标为40 g/m3处理2 h，以上CT值均低于80 g·h/m3，说明用溴甲烷熏蒸可以有效杀灭火龙果上携带的粉蚧. 由于目前还缺乏溴甲烷熏蒸对火龙果品质影响的研究，本试验使用不同质量浓度的溴甲烷进行熏蒸处理，研究其对冷藏和货架期期间火龙果品质的影响，为进口火龙果的口岸检疫处理提供技术参考.

1.   材料与方法

    1.1.   材料、试剂与仪器

  • 本试验采用购自北京新发地市场的越南进口红心火龙果，火龙果为广西凭祥口岸通关，冷藏车运输48 h内抵达北京市场；溴甲烷纯气，购自连云港死海溴化物有限公司.

    Minolta CR-10色差仪：日本美能达公司生产；GY-1型果实硬度仪：牡丹江市机械研究所生产；Pocket PAL-1糖度计：日本爱拓生产；GMK-708酸度计：韩国G-WON公司生产；安捷伦6890N气相色谱仪：美国安捷伦公司生产.

    • 1.2.   试验方法

    1.2.1.   火龙果的熏蒸处理

  • 试验设置4个溴甲烷质量浓度，分别为16，32，48，64 g/m3，每个质量浓度和对照组分别使用3个火龙果，重复3次，共45个火龙果. 熏蒸使用改造的配有风扇的6 L真空干燥器进行，每个熏蒸罐放入3个火龙果，根据设计的质量浓度使用气密性注射器投入指定体积的溴甲烷纯气. 分别于投药后0.5 h，2 h和3 h时检测溴甲烷的质量浓度，色谱条件参考文献[13]，处理结束后通风散气1 h，然后在20 ℃下平衡12 h.

    • 1.2.2.   火龙果的品质检测

  • 在模拟冷藏期冷藏14 d后和模拟货架期存放5 d后，对每个试验组中随机3个火龙果进行品质检测.

    果皮色泽测定：在果实表皮赤道面上取3点，用色差仪测定，采用L，a，b值表色系统，取平均值.

    果实硬度测定：参照张凡华等[14]的方法对火龙果的硬度进行测定，在赤道面选3个点使用质构仪测其硬度，取平均值.

    可溶性糖和酸度测定：火龙果可溶性糖和酸度的测定参照张凡华等[15]的方法，果实榨汁后取适量纯果汁用糖度计进行测定. 测酸度时，先取纯果汁0.3 mL，稀释100倍后用酸度计测定. 每个果实重复测定2次，取平均值.

    • 1.2.3.   呼吸强度

  • 将火龙果熏蒸后存放于5 ℃下的第1，7，14 d和20 ℃下的第5 d各测定1次，将每组选出3个火龙果放在熏蒸罐中，在封罐的第0 h和1 h时，抽出0.4 mL气体，用气相色谱仪测CO2的体积分数，色谱条件参考张凡华等[13]的方法. 呼吸强度以mL/kg·h表示.

    • 1.3.   数据分析

  • 试验数据为3次重复试验的平均值. 使用Excel和SPSS 19.0 S-N-K(S)检验法进行数据分析.

2.   结果与分析

    2.1.   溴甲烷在熏蒸期间的质量浓度变化

  • 试验结果看出，熏蒸期间，由于火龙果的吸附作用，各处理组的溴甲烷质量浓度均随熏蒸时间逐渐下降. 熏蒸0.5 h后，各处理组的溴甲烷质量浓度降至投药量的(95.42±5.55)%，3 h之后，各处理组的溴甲烷质量浓度降至投药量的(64.80±4.75)%(图 1). 各处理组熏蒸期间的质量浓度时间乘积(CT值)分别为39.56，79.75，110.39，151.20 g·h/m3.

    • 2.2.   溴甲烷熏蒸对火龙果外观的影响

  • 试验结果看出，熏蒸结束在5 ℃贮藏14 d后，各处理组与对照组的表皮和果肉颜色都没有出现明显的差异. 在20 ℃贮藏5 d后，各处理组的火龙果表皮都部分变为褐色，且出现白色霉状物. 随着熏蒸质量浓度增加，霉状物变多，褐色部分越多，48，64 g/m3处理组霉状物明显增加，且腐烂程度较前3组更为严重. 但是，各处理组与对照组的果肉颜色没有出现明显的差异(图 2). 销售时火龙果的外观是人们考虑的重要因素之一，试验说明48 g/m3及以上质量浓度的溴甲烷熏蒸3 h不利于水果的销售.

    • 2.3.   溴甲烷熏蒸对火龙果色泽的影响

  • 试验结果看出，火龙果在5 ℃贮藏14 d后，5组的L，a，b值差异均无统计学意义. 而在20 ℃贮藏5 d后，48，64 g/m3处理组的a值要低于其他组，且差异有统计学意义，即红色较淡. 这可能是因为高质量浓度处理后火龙果表皮变褐和腐烂造成的(表 1).

    • 2.4.   溴甲烷熏蒸对火龙果硬度的影响

  • 试验结果看出，无论是在5 ℃保存14 d还是在20 ℃保存5 d后，对照组和各处理组的火龙果的果实硬度之间差异无统计学意义，说明溴甲烷熏蒸对火龙果的硬度无明显影响(表 2).

    • 2.5.   溴甲烷熏蒸对火龙果可溶性糖及酸度的影响

  • 试验结果看出，2次测定结果都表明对照组和各处理组火龙果的可溶性糖之间差异无统计学意义，说明溴甲烷熏蒸对火龙果的可溶性糖的质量分数无影响(表 3).

    如表 4所示，在模拟冷藏期后，对照组和各处理组的火龙果的酸度之间差异无统计学意义. 模拟货架期结束后，64 g/m3处理组的酸度要比其他组明显低(p=0.008)，这可能是因为这组衰老腐烂程度严重，有机酸分解，导致果实酸度下降.

    • 2.6.   溴甲烷熏蒸对火龙果呼吸强度的影响

  • 试验结果看出，由于贮藏温度的差异，5 ℃冷藏期间各组水果的呼吸强度均较低，而在20 ℃贮藏5 d后各组呼吸强度大幅度上升. 整体来看，16，32 g/m3处理组和对照组以及48，64 g/m3处理组之间差异有统计学意义，低质量浓度处理组呼吸强度较対照组要低，而高质量浓度处理组的呼吸强度要比对照组高. 64 g/m3处理组的呼吸强度增加随着贮藏时间在减少，所以在20 ℃贮藏5 d后，48 g/m3处理组的呼吸强度是最高的. 由此可见，低质量浓度溴甲烷熏蒸会抑制火龙果的呼吸，而高质量浓度溴甲烷熏蒸会在熏蒸后短时间内(1 d)刺激火龙果呼吸，随储藏时间延长(冷藏7 d后)，逐渐恢复到对照组水平(表 5).

3.   结论与讨论

  • 火龙果容易携带粉蚧和实蝇类有害生物，出于经济、便捷和快速通关的考虑，溴甲烷熏蒸是比较好的检疫处理技术选择. 检疫处理不仅要杀灭有害生物，还要保证货物的商业品质. 关于溴甲烷杀灭粉蚧和实蝇的指标已经得到充分研究，所以本文针对溴甲烷熏蒸后对火龙果品质的影响作出研究.

    有研究表明，在19 ℃和25 ℃下，分别用40 g/m3和25 g/m3的溴甲烷熏蒸2 h可以使菠萝粉蚧和新菠萝灰粉蚧达到安全检疫处理要求[8]；22~26 ℃时，检疫处理番石榴实蝇的推荐剂量是45 g/m3的溴甲烷处理2 h[9]；32 g/m3熏蒸4 h可以作为桔小实蝇的检疫处理技术指标[10]；而地中海实蝇在21.1 ℃以上需要用32 g/m3熏蒸3.5 h[16]. 而本试验结果表明，32 g/m3熏蒸3 h是保证火龙果品质的最高限度，在这个标准下，溴甲烷熏蒸用于杀灭火龙果上的粉蚧较为安全，用于杀灭实蝇则易导致水果劣变.

    本文试验结果表明，64 g/m3熏蒸3 h后的火龙果内部品质并没有产生变化，而48和64 g/m3处理组会使火龙果表皮出现药害和腐烂，对火龙果的商业品质产生影响. 有研究表明，经过32 g/m3的溴甲烷熏蒸2 h后，菠萝的品质下降[17]；32 g/m3熏蒸2 h的蓝莓和樱桃相较于对照组腐烂更加严重[18]；15 ℃下，可以用68 g/m3的溴甲烷熏蒸青冠、青苹果2 h[13]；常温下，用50 g/m3溴甲烷处理2 h，脐橙和小叶桔品质没有受到影响[12]. 因此，火龙果对溴甲烷的耐受能力较菠萝、蓝莓、樱桃强，比青冠、青苹果、脐橙和小叶桔弱.

    对熏蒸后火龙果的呼吸速率进行研究后发现，48 g/m3及以上质量浓度溴甲烷熏蒸后短时间内(1 d)刺激火龙果呼吸，32 g/m3及以下质量浓度溴甲烷熏蒸抑制了火龙果在储藏期间的呼吸速率. 有研究认为在水果采后的贮藏期间，溴甲烷熏蒸可能加速细胞膨压和细胞结构随储藏时间延长发生改变的进程，高质量浓度溴甲烷可能会导致水果药害并降低其商业价值[19-20]. 这与我们发现的高质量浓度溴甲烷熏蒸刺激火龙果呼吸的结论是一致的，可能溴甲烷导致了水果加速成熟衰老，或许使用呼吸抑制剂能够减少溴甲烷的药害. 另外，本文结论表明低质量浓度溴甲烷可以抑制呼吸，这与其他的报道不一致，推测溴甲烷对呼吸相关通路的作用可能是双向的，即低质量浓度抑制，高质量浓度促进，具体机制还有待下一步研究.

    综上所述，研究确定了用32 g/m3溴甲烷熏蒸3 h(CT值80 g·h/m3)对火龙果的品质无影响. 在检疫处理时使用溴甲烷熏蒸粉蚧是可行的，但熏蒸实蝇会对火龙果的品质产生影响. 此结果可以作为口岸检疫处理工作预警的依据，提示谨慎使用高质量浓度溴甲烷进行长时间熏蒸，提升检疫处理的技术和效率.

参考文献 (20)

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