低浓度二氧化氯(ClO2)气体抑制甜菜采后病害及提升贮藏品质的机制研究

为解决甜菜贮藏期间因病原微生物侵染导致的蔗糖损失问题，美国北达科他州立大学团队通过ClO2气体处理实验，证实0.005-0.1 g kg-1剂量可有效抑制Penicillium vulpinum孢子活性，减少转化糖和棉子糖积累，使蔗糖保留率提升8.8-92.8%，为甜菜产业贮藏技术提供新策略。

　　

甜菜作为全球重要的糖料作物，其贮藏期间因病原微生物侵染导致的蔗糖损失每年高达数百万吨。露天堆贮条件下，Botrytis cinerea、Penicillium vulpinum等真菌和Leuconostoc suionicum等细菌通过机械损伤部位侵入，不仅造成组织腐烂，还会将蔗糖代谢为转化糖（葡萄糖和果糖）和棉子糖等杂质，严重影响制糖工艺。尽管田间病害防控手段成熟，但采后病害控制始终缺乏有效解决方案，亟需开发安全高效的新型保鲜技术。

美国北达科他州立大学植物病理学系的研究团队在《Postharvest Biology and Technology》发表研究，系统评估了二氧化氯(ClO₂)气体对甜菜贮藏品质的影响。研究采用密闭系统处理实验，通过孢子萌发抑制试验、19L桶装贮藏模拟以及碳水化合物组分分析等技术手段，重点检测了ClO₂对病原微生物、蔗糖保留率和组织特性的影响。

ClO₂对病原菌的抑制作用

通过改良Lee等(2019)的装置，研究人员发现0.02 g L^-1 ClO₂处理1小时即可完全抑制P. vulpinum孢子萌发。贮藏实验中，0.01 g kg^-1剂量就能消除甜菜表面的病原菌菌丝和孢子，而对照组的甜菜则出现明显的Penicillium spp.和Pichia membranifaciens污染。

贮藏品质改善

ClO₂处理显著提升甜菜组织硬度，0.05 g kg^-1组穿刺阻力比对照组提高30%。更重要的是，处理组转化糖含量降低37-67.6%，0.1 g kg^-1组棉子糖含量减少48.7%，而蔗糖保留量虽未达统计学显著，但数值上呈现8.8-92.8%的提升。

作用机制探讨

研究指出ClO₂通过破坏微生物细胞膜结构和核酸完整性实现杀菌，其快速氧化特性还能阻断蔗糖代谢通路。低温（5°C）环境下连续7周的气体处理未产生氯酸盐残留风险，这与FDA批准其在果蔬保鲜中的应用安全性一致。

该研究首次证实ClO₂气体可同步解决甜菜贮藏的微生物污染和糖分降解两大难题。据估算，该技术若应用于红河谷30个贮藏堆，每年可避免数百万美元损失。后续研究将聚焦商业化堆贮条件下的缓释剂型开发，为甜菜产业提供更经济的保鲜方案。