果蔬保鮮技術(shù)的研究現(xiàn)狀

　　[摘要] 果蔬貯藏保鮮是果蔬產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)時(shí)減損、保值、增值的基礎(chǔ)。本文主要探討了國(guó)內(nèi)外目前在果蔬貯藏保鮮中應(yīng)用的各種技術(shù)，如臭氧保鮮、氣調(diào)貯藏、減壓貯藏、生物技術(shù)保鮮、熱處理技術(shù)等，分析了果蔬貯藏保鮮技術(shù)研究方面的新情況與新進(jìn)展。
　　[關(guān)鍵詞] 果蔬；貯藏保鮮技術(shù)；現(xiàn)狀
　　
　　果品蔬菜營(yíng)養(yǎng)豐富，是人們生活中不可缺少的食品。由于生產(chǎn)的季節(jié)性、地域性和產(chǎn)品的易腐性，給果蔬的采后處理、貯藏保鮮等環(huán)節(jié)帶來(lái)了極大困難。特別是在果蔬的生產(chǎn)中，由于采摘不當(dāng)、貯藏不善，或由于生理病害、微生物病害的影響，往往導(dǎo)致大量果蔬的腐爛損失。許多國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品采后處理與貯藏保鮮已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，且采后增值潛力非常可觀，采后處理的產(chǎn)值與采收時(shí)產(chǎn)品產(chǎn)值之比，美國(guó)為3.7，日本為2.2，而中國(guó)只有0.4。中國(guó)目前果品總貯量約1700萬(wàn)t，采后機(jī)械化商品處理量不足10%，預(yù)冷處理幾乎處于空白狀態(tài)；蔬菜90%以初級(jí)產(chǎn)品上市，采后損失達(dá)25%～30%，甚至有的高達(dá)50%[1-2]。由此可見(jiàn)，采后損失是果蔬生產(chǎn)中一個(gè)普遍性的問(wèn)題，目前已受到廣泛關(guān)注。
　　一、臭氧保鮮
　　臭氧作為一種強(qiáng)氧化劑，具有很強(qiáng)的消毒、滅菌功能。同時(shí)，臭氧能分解乙烯氣體，降低果蔬新陳代謝，從而實(shí)現(xiàn)了果蔬保鮮作用。因此，臭氧廣泛應(yīng)用在果蔬采后貯運(yùn)、保鮮的各個(gè)環(huán)節(jié)，包括果蔬入庫(kù)前的空庫(kù)消毒、果蔬在產(chǎn)地冷庫(kù)預(yù)冷期間的殺菌及貯運(yùn)中的防腐保鮮等。
　　滅菌機(jī)理：對(duì)于臭氧殺菌的機(jī)理，Scott等[3]和Murray等[4]認(rèn)為臭氧能分解產(chǎn)生新生態(tài)原子氧，這種原子氧的氧化能力相當(dāng)強(qiáng)，能快速穿過(guò)細(xì)菌、霉菌等病原微生物的細(xì)胞壁、細(xì)胞膜，使細(xì)胞膜組成成分受到損傷，導(dǎo)致細(xì)胞膜透性增加，細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)外流。并繼續(xù)滲透破壞膜內(nèi)組織，使菌體蛋白質(zhì)變性、酶系統(tǒng)破壞，直至殺死。高濃度的臭氧能殺死霉菌，低濃度的臭氧有抑制霉菌生長(zhǎng)的作用[5]。臭氧還可刺激果實(shí)，使其進(jìn)入休眠狀態(tài)。當(dāng)用一定濃度的臭氧處理果實(shí)時(shí)，可使果蔬表皮氣孔關(guān)閉，從而減少蒸騰水分和養(yǎng)分消耗，改變果蔬的采后生理狀態(tài)。同時(shí)產(chǎn)生的負(fù)氧離子因具有較強(qiáng)的穿透力，能進(jìn)入果蔬細(xì)胞內(nèi)，中和正電荷，分解內(nèi)源乙烯濃度，降低呼吸強(qiáng)度，阻礙糖代謝的正常進(jìn)行，使果蔬的代謝水平有所降低，并抑制果蔬體內(nèi)呼吸作用[6]，延長(zhǎng)貯藏保鮮期。
　　近年來(lái)，臭氧雖然在食品行業(yè)取得了快速發(fā)展，但在果蔬保鮮方面尚處于起步階段。究其原因主要有以下一些：（1）臭氧的殺菌效果受溫度和濕度的影響較大。研究表明，果蔬利用臭氧保鮮處理的最適溫度是低于10℃，最佳濕度是90% ～95%[7]。（2）果蔬處于密封包裝情況下，冷庫(kù)使用臭氧保鮮機(jī)保鮮時(shí)效果不大理想，因此發(fā)展有效的臭氧保鮮包裝方法勢(shì)在必行。（3）臭氧發(fā)生器成套設(shè)備開(kāi)發(fā)緩慢，致使臭氧在果蔬保鮮行業(yè)的應(yīng)用不廣。
　　二、氣調(diào)貯藏
　　氣調(diào)貯藏是在低溫冷藏基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高貯藏環(huán)境的相對(duì)濕度，并人為改變環(huán)境氣體組分的貯藏保鮮方法。它能夠在維持果蔬采后正常生理活動(dòng)前提下，有效抑制呼吸作用和蒸發(fā)作用，最大限度減少激素和微生物作用等不良影響，延緩果蔬的生理代謝過(guò)程，推遲后熟衰老和腐敗變質(zhì)發(fā)生，延長(zhǎng)保鮮期[8]。
　　貯藏原理：氣調(diào)貯藏是在低溫貯藏的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)空氣中氧、二氧化碳的含量，即改變貯藏環(huán)境中的氣體成分，降低氧的含量至2%～5%，提高二氧化碳的含量到0%～5%，這樣的貯藏環(huán)境能保持果蔬在采摘時(shí)的新鮮度，減少損失，且保鮮期長(zhǎng)，無(wú)污染。與冷藏相比，氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)更趨完善。新鮮果蔬在采摘后，仍進(jìn)行著旺盛的呼吸作用和蒸發(fā)作用，所以延長(zhǎng)果蔬貯藏的關(guān)鍵是降低呼吸速率。貯藏環(huán)境中氣體成分的變化對(duì)果蔬采摘后生理有
　　顯著的影響：即低氧含量能夠有效地抑制呼吸作用，在一定程度上減少蒸發(fā)作用和微生物生長(zhǎng)；適當(dāng)高濃度的二氧化碳可以減緩呼吸作用，對(duì)果蔬有推遲呼吸躍變啟動(dòng)的效應(yīng)，從而延緩果蔬的后熟和衰老[9]。
　　常用的氣調(diào)保鮮方法有：（1）塑料薄膜帳氣調(diào)（2）硅窗氣調(diào)（3）催化燃燒降氧氣調(diào)（4）充氮降氧氣調(diào)
　　氣調(diào)貯藏中的注意事項(xiàng)：不是任何果蔬品種都能氣調(diào)貯藏，如殘次品質(zhì)的果蔬經(jīng)過(guò)
　　氣調(diào)貯藏不會(huì)變成優(yōu)等品；貯藏后無(wú)經(jīng)濟(jì)效益或經(jīng)濟(jì)效益較差的果蔬不必要進(jìn)行氣調(diào)貯藏，這是發(fā)展氣調(diào)貯藏的價(jià)值觀念。此外，氣調(diào)貯藏保鮮的效果還需要有相關(guān)技術(shù)配套，如果蔬品質(zhì)、質(zhì)量的選擇，采摘后的快速預(yù)冷、貯藏容器的標(biāo)準(zhǔn)、貯藏的堆垛技術(shù)、出庫(kù)后的分選、包裝、出入庫(kù)的運(yùn)輸?shù)鹊取Ｋ怨邭庹{(diào)保鮮技術(shù)在我國(guó)還處于推廣應(yīng)用階段，其發(fā)展和推廣還需要得到社會(huì)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面的支持。
　　三、減壓貯藏
　　用純物理方式的減壓方法對(duì)果蔬類農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行貯藏保鮮的技術(shù)是近年來(lái)興起的課題，這種技術(shù)將在易腐難貯果蔬上發(fā)揮巨大的作用。采用該技術(shù)對(duì)貯物進(jìn)行貯藏保鮮，除具有冷藏庫(kù)和氣調(diào)庫(kù)的基本功能外，還具備其他常壓保鮮方法無(wú)法具備的特殊功能，因此被稱為繼低溫保鮮、氣調(diào)保鮮之后保鮮史上的第三次革命。
　　減壓貯藏原理：將果蔬產(chǎn)品放在氣密性極好的貯藏室內(nèi)，人為造成貯藏環(huán)境與產(chǎn)品組織內(nèi)部的壓力差異，使產(chǎn)品中的有害氣體迅速逸出，從而抑制產(chǎn)品的呼吸和各種病害的發(fā)生。貯藏室的低氣壓是靠真空泵抽去室內(nèi)空氣而產(chǎn)生的，低氣壓控制在13.3 kPa 以下，最低為1.07 kPa。這種方法在抽氣時(shí)減少了室內(nèi)氧氣含量，使產(chǎn)品的呼吸維持在最低的水平上，同時(shí)還排除了室內(nèi)部分二氧化碳、乙烯、乙醇、乙醛等有害氣體，因此有利于產(chǎn)品的長(zhǎng)期貯藏。如果配合低溫和高濕，并利用低壓空氣進(jìn)行循環(huán)等措施，可獲得較好的貯藏效果[10]。
　　減壓貯藏特點(diǎn)[11]：
　?。?）實(shí)現(xiàn)貯藏環(huán)境“三低” 在不改變空氣成分和組合比例的前提下減少空氣總量和密度，實(shí)現(xiàn)貯藏環(huán)境的低氧、低二氧化碳、低乙烯。
　　（2）實(shí)現(xiàn)高效的氣體抑腐 在減壓過(guò)程中通入適當(dāng)濃度的臭氧等抑腐氣體，可使氣體滲入貯物組織內(nèi)部，達(dá)到了在低溫、低氧、低壓、高濕狀態(tài)下殺滅和抑制病原微生物的目的。
　?。?）自動(dòng)滅蟲(chóng)絕大部分的昆蟲(chóng)可以忍耐-30℃的低溫和2% 左右的低氧，但在1/2 常壓下經(jīng)16 h 就會(huì)因氣壓過(guò)低而死亡。
　?。?）自行降低貯物生理冰點(diǎn) 減壓貯藏庫(kù)可以利用降低壓力相應(yīng)地對(duì)貯物進(jìn)行調(diào)節(jié)冰點(diǎn)貯藏。這一技術(shù)，國(guó)際上通稱為冰溫貯藏法，也是當(dāng)代比較先進(jìn)的食品保鮮方法。
　　但是減壓貯藏的果蔬容易失水，且容器的造價(jià)較高。
　　四、生物技術(shù)保鮮
　　生物技術(shù)保鮮是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的具有發(fā)展前途的生物保藏方法。主要包括利用生物防治和遺傳基因進(jìn)行保鮮。
　　1.生物防治
　　生物防治是利用生物方法降低或防治果蔬采后腐爛損失，通常有以下4 種途徑，降低病原微生物、預(yù)防或消除田間侵染、鈍化傷害侵染以及抑制病害的發(fā)生與傳播。
　　目前利用生物防治在貯藏保鮮上研究成功的例子有將病原菌的非致病菌的菌株噴布到果蔬的表面，可以降低病害發(fā)生引起的果蔬腐爛。田世平等發(fā)現(xiàn)將水楊酸與生物拮抗菌配合，可誘導(dǎo)甜櫻桃果實(shí)過(guò)氧化物酶（POD），苯丙氨酸裂解酶（PAL）和B21，32葡聚糖酶的活性，提高果實(shí)貯藏期間的抗病性[12]。
　　2.利用遺傳基因保鮮
　　利用遺傳基因進(jìn)行保鮮是生物技術(shù)在貯藏保鮮應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展。分子生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，乙烯一產(chǎn)生，果實(shí)很快成熟。所以對(duì)產(chǎn)生乙烯的基因的重組和控制成為基因保鮮的重點(diǎn)。首例限制乙烯生物合成的轉(zhuǎn)基因工作已于20世紀(jì)90年代初在英國(guó)試驗(yàn)成功，之后，許多國(guó)家相繼開(kāi)展了類似的工作。中國(guó)也積極開(kāi)展了番茄基因工程的研究工作，中科院上海植生所1993 年獲得了控制番茄ACC 合成酶表達(dá)的轉(zhuǎn)基因植株。從對(duì)轉(zhuǎn)基因番茄的貯藏表現(xiàn)來(lái)看，轉(zhuǎn)基因番茄具有極強(qiáng)的耐貯藏能力和抗病性能。據(jù)試驗(yàn)觀察，轉(zhuǎn)基因番茄的貨架期延長(zhǎng)了30～40 d，并且能在隨季節(jié)變化的常溫下貯藏3個(gè)月，最長(zhǎng)的可達(dá)9個(gè)月之久[13]。
　　
　　五、熱處理技術(shù)
　　熱處理是指在采后以適宜溫度（在35～50 ℃）處理果蔬，以殺死或抑制病原菌的活動(dòng)，改變酶活性，改變果蔬表面結(jié)構(gòu)特性，誘導(dǎo)果蔬的抗逆性，從而達(dá)到貯藏保鮮的效果[14]。處理方式包括熱空氣、熱蒸汽、熱水浸泡、遠(yuǎn)紅外線及微波處理。采后熱處理技術(shù)能減少果蔬貯運(yùn)期間的腐爛，為無(wú)毒、無(wú)農(nóng)藥殘留的采后病害控制提供了一種有效方法。
　　熱處理的作用機(jī)理[15]：目前，關(guān)于熱處理的作用機(jī)理研究的并不十分清楚。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，可能是熱激蛋白（HSP）的作用。已查明熱激同源蛋白hsp 70 能促進(jìn)胞液中的蛋白質(zhì)向其他細(xì)胞器中轉(zhuǎn)移，這些細(xì)胞器包括線粒體、葉綠體、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、溶酶體及細(xì)胞核。這些蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞器后有可能改變了某些重要酶類的構(gòu)象，抑制一些酶的活性，從而使呼吸作用下降，葉綠素分解下降，乙烯合成下降等等。
　　如Biggs 等的研究發(fā)現(xiàn)一般植物乙烯生成的最適溫度在30℃左右，高于35℃時(shí)，乙烯釋放量顯著減少，40℃下完全受抑，在一定溫度范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，乙烯釋放量減少[16]。
　　李正國(guó)等的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)果蔬經(jīng)熱處理其呼吸速率迅速增加，但隨后幾天呈下降趨勢(shì)。黃萬(wàn)榮等報(bào)道，采后以35℃熱處理可顯著降低貯藏前期桃果實(shí)的呼吸速率[17]。Lurie 和Klein 的試驗(yàn)表明，蘋(píng)果經(jīng)38℃熱處理后放回20℃時(shí)，CO2 釋放量下降，且一直低于未經(jīng)熱處理果實(shí)的80%[18]。40℃熱處理對(duì)康德梨呼吸速率的抑制和呼吸峰推遲效果顯著[19]。
　　六、結(jié)語(yǔ)
　　綜上所述，中國(guó)果蔬貯藏保鮮產(chǎn)業(yè)已經(jīng)實(shí)質(zhì)性地參與到國(guó)際化激烈競(jìng)爭(zhēng)的新形勢(shì)下，其競(jìng)爭(zhēng)本質(zhì)是科技競(jìng)爭(zhēng)，今后中國(guó)果蔬貯藏保鮮產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、健康發(fā)展將比過(guò)去更加倚重于科技創(chuàng)新。強(qiáng)化果蔬貯藏保鮮科技創(chuàng)新能力就是從根本上加強(qiáng)中國(guó)農(nóng)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，是當(dāng)前迫切需要解決的戰(zhàn)略問(wèn)題。因此，中國(guó)果蔬貯藏保鮮產(chǎn)業(yè)的發(fā)展最終還是要依靠科技來(lái)解決，全面提高果蔬貯藏保鮮產(chǎn)業(yè)的科學(xué)技術(shù)水平是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(jí)的根本途徑。提高科技創(chuàng)新能力，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力，是果蔬貯藏保鮮產(chǎn)業(yè)發(fā)展的不竭動(dòng)力。
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