草莓保鮮專利技術發展

常 皓，趙宏強 (國家知識產權局專利局專利審查協作江蘇中心，江蘇蘇州215163)

草莓屬薔薇科草莓屬多年生常綠草本植物。原產于歐洲，果實鮮艷，風味獨特，營養豐富，具有多種保健功效。近年來，草莓生產發展迅速，通過多種栽培技術，使得上市期大幅延長。

草莓屬于漿果，其含水量大，果皮薄，組織嬌嫩，柔軟多汁，缺乏堅硬外皮保護，耐貯藏性差，在收獲和運輸過程中，草莓極易受到機械損傷和遭受多種細菌、真菌等微生物侵染，導致腐爛而失去商品價值，在常溫下僅可保存1～2 d。近年來，草莓的產量呈現迅猛上升之勢，但由于未能較好地解決其貯藏保鮮問題，因而大多限于本地銷售，而且上市時間集中，致使大量的草莓腐爛，造成嚴重的資源浪費、經濟損失和環境污染，從而極大地影響了草莓種植戶的積極性。為此，尋找適宜的草莓貯運保鮮技術是當務之急。

從內部因素來說，草莓屬于呼吸非躍變型果實，在衰老時呼吸速率加速上升，產生的自由基使細胞膜脂質產生過氧化作用，破壞了細胞膜透性，增加了酶與底物的接觸;另外，乙烯釋放量明顯上升，呼吸作用的加強是草莓不宜貯藏的主要原因之一。草莓采后的代謝作用與自身酶活性有關。隨草莓成熟，其纖維素酶、糖苷酶活性明顯提高，細胞壁物質的降解以及果膠的分解導致果實的軟化［1－2］。從外部因素來說，草莓皮薄、含水量大，極易受到微生物的侵染而腐壞變質。基于草莓極易腐爛、難保鮮的事實，草莓的保鮮始終是社會研究的熱點、難點。

1 草莓保鮮相關技術

草莓相關保鮮技術非常豐富，在實際應用中，往往采用多種技術相結合的方式對草莓進行保鮮處理。

1.1 低溫貯藏 溫度是影響貯藏時間、控制腐爛的主要因素。低溫冷藏通常為4℃左右，也是草莓保鮮的主要方法和基本技術之一，對延緩腐爛有明顯的作用。通常認為，草莓果實的適宜貯藏溫度為0℃左右，相對濕度為90%～95%［3］。低溫能夠顯著抑制草莓的呼吸和代謝，并減緩微生物的生命活動，從而延長保鮮期。低溫貯藏是草莓保鮮的基礎，其他保鮮方法往往都建立在低溫的基礎上，或與低溫貯藏結合應用。

1.2 氣調保鮮 這是草莓保鮮的常用方法和實用技術之一，主要是包括高二氧化碳、高氧、高氮貯藏。通過對環境氣體的調節，能夠起到調節草莓呼吸和代謝等作用。臭氧屬于氣體，因此將臭氧處理歸為氣調保鮮，但臭氧保鮮的機理與草莓呼吸作用不盡相關，而主要是能夠起到殺菌的作用，還可以分解果蔬成熟過程中釋放的乙烯。此外，氯氣、一氧化氮、一氧化二氮等氣體在草莓防腐保鮮中也有研究報道。氣調保鮮往往需要選擇適合的、能夠調節氣體交換的包裝材料，常用的如PVC、低密度聚乙烯等。

1.3 調壓/減壓處理 又可稱為低氣壓貯藏和真空貯藏，在低氣壓條件下，草莓的呼吸作用下降。

1.4 化學物質及常用保鮮劑處理 用于草莓保鮮的化學物質很多。植酸是天然食品抗氧化劑，由于它對霉菌引起的腐爛抑制作用稍弱，應當與其他殺菌防腐劑配合使用，才能發揮更好的作用［4］。另外，過氧乙酸、脫水乙酸、二氧化硫、茶多酚、8-羥基喹啉、水楊酸、茉莉酸甲酯、乙醇、檸檬酸、乳酸、氯化鈣、抗壞血酸等均可用于草莓保鮮。新型人工合成的商業化化學殺菌劑有如啶酰菌胺、環酰菌胺等。

1.5 涂膜保鮮 涂膜可以在草莓表面形成一層保護膜，堵塞水分散失的氣孔，減少水分流失，能阻止果實內外氣體交換，抑制呼吸作用，并能夠防止微生物的侵染。使用最多的涂膜物質是殼聚糖［5］，其他多糖類、蛋白質類等易于成膜的天然大分子物質都可用于草莓的涂膜保鮮。通常將涂膜保鮮與其他保鮮物質結合使用，因為可食性膜是防腐劑的良好載體，將其他殺菌或防腐劑與涂膜材料混合后進行涂膜處理，可起到較好的保鮮效果。

1.6 輻照保鮮 主要利用紫外線、電子束、α、β、γ射線等對草莓進行處理，起到殺菌、防霉和調節生理生化的效應。紫外線照射能夠延緩草莓后熟，提高果實抗性，減緩果膠降解速度而保持果實硬度，但應當掌握適當的劑量，否則過猶不及。

1.7 微生物抗菌保鮮 目前從草莓果實中分離的拮抗微生物主要由羅倫隱球酵母、釀酒酵母、粘紅酵母、膠紅酵母等，這些微生物對草莓病害細菌或真菌具有拮抗抑制作用，從而對草莓起到保鮮作用，可利用這些拮抗微生物制成保鮮菌劑，還可進一步與涂膜結合應用。

通常情況下孕婦的生產方式有兩種:自然分娩和剖腹產分娩,分娩過程中會產生出血現象,一般我們認為難治性婦產科大出血是指自然分娩出血超過500ml,剖腹產分娩出血超過1000ml的情況。其中自然分娩的產婦分娩后的出血癥狀比較不易被察覺,因為順產過程中胎兒通過產道產出以后,產婦會產生子宮收縮乏力的情況,這時胎盤的血竇不能及時閉合,就會有大出血的現象發生。若產婦分娩后陰道血流量達到200ml,該產婦患此病的幾率將大大增加,由于在收集或實測的過程中,會造成產婦流失不必要的血流,一般狀況下產婦的估測失血量僅占實際失血量的二分之一,所以很容易發生分娩后出血的狀況,所以通常情況下沒有引起重視。

1.8 微生物代謝產物保鮮 納他霉素是常用的草莓保鮮劑，而鏈霉菌發酵液比納他霉素的效果要更好，可有效抑制微生物的生長［6］。乳酸鏈球菌產生的多肽抗菌素類物質能有效抑制引起腐敗的革蘭氏陽性菌等生長繁殖，被認為是高效安全的天然防腐劑。

1.9 采后預熱處理 能夠抑制乙烯釋放，鈍化某些衰老酶活性，提高果實抗性，抑制腐爛。其具有無毒、無污染和易操作等特點，漸漸受到人們的關注。可以使用熱空氣、熱水、熱蒸汽媒介處理。熱處理作用機制除了包括抑制病原菌，還包括激發一些與水果自身抗病性相關的酶的活性，如過氧化物酶、過氧化氫酶、苯丙氨酸解氨酶等，減少腐爛［7］。

1.10 納米技術保鮮 一些納米粒子具有抗菌作用，如納米銀、納米鋅等，另外還可以利用納米材料制作保鮮膜和包裝材料。

1.11 植物天然活性成分保鮮 植物天然活性成分保鮮劑符合安全健康的理念和發展方向。很多天然植物的提取物或精油中含有活性抗菌成分，如中草藥大黃、連翹、薄荷、高良姜等，香辛料姜、蒜、孜然、小茴香等，這些天然活性產物可用于草莓的保鮮。

1.12 超聲波、靜電場、磁場處理 超聲波具有機械效應、熱效應和空化效應等，能夠對微生物起到抑制生命活動和殺滅的作用，靜電場和交變磁場處理也具有一定草莓保鮮價值［8－9］。上述方法具有無殘留、簡單有效、安全的特點。

2 草莓保鮮專利技術分析

2.1 草莓保鮮專利技術發展

2.1.1 國內草莓保鮮專利技術。國內首次出現關于草莓保鮮貯藏的專利CN87107591A是美國赫爾克里斯有限公司于1987年向我國申請的，采用的技術手段是氣調保鮮，具體提供了一種氣調貯藏的包裝容器，在容器壁上設有透氣性嵌膜調節二氧化碳和氧氣的比例來維持草莓的新鮮度［10］。1992年由美利堅合眾國(由商務部部長代表)為申請人申請了草莓涂膜保鮮技術專利CN1065579A，涂膜組合物包括多糖聚合物、防腐劑、酸化劑、卵磷脂和第二乳化劑，以及任選的其他組分，如抗氧化劑、植物生長調節劑、防冷傷劑等，該專利中介紹了多種具有保鮮防腐作用的物質，將成膜物質與其他多種防腐保鮮物質進行了結合應用，糅合了涂膜保鮮、化學保鮮、植物天然產物保鮮、微生物拮抗保鮮多種保鮮技術［11］。

我國近年來關于草莓保鮮技術的專利申請量激增，這代表著國內對草莓保鮮專利技術的重視和發展、改進，其中高校是國內關于草莓保鮮技術研究的主力軍，其次為企業和個人。相關的技術也涉及多個方面，如低溫貯藏、氣調保鮮、調壓處理、化學物質及常用保鮮劑處理、涂膜保鮮、輻照保鮮、微生物抗菌保鮮、微生物代謝產物保鮮、納米技術保鮮、植物天然活性成分保鮮等。

2.1.2 國外草莓保鮮專利技術。1974年，日本本山示首先申請了利用薏苡仁提取物進行草莓防腐的專利，為天然產物保鮮領域［14］。1975年，日本SHIYUNJIYUU KK申請了利用被覆劑、糖類和有機酸進行涂膜的技術進行草莓保鮮專利［15］。1976年，美國FURUKAWA INT USA申請了利用調節二氧化碳和氮氣濃度進行草莓氣調保鮮的專利［16］。

國外對草莓保鮮技術研究起步較早，日本關于草莓保鮮技術的研究較多。日本申請人太田于20世紀80年代左右申請了4件專利，主要涉及草莓的低溫和氣調保鮮。SUMITOMO BAKELITE CO LTD公司分別于1999年、2002年、2007年、2012年共申請了4件，主要涉及合成樹脂、高分子膜對草莓的包裝，從而起到氣調保鮮作用。

2.1.3 國內外草莓保鮮專利技術對比。根據上述分別對國外內草莓保鮮專利技術的分析，國外對草莓保鮮技術的研究起步很早，尤其是日本，比國內申請人提出的專利申請早將近20年，可見，我國對于草莓的保鮮意識較晚。另一方面由于20世紀70到80年代我國物資不夠豐富，草莓產量不高，基本沒有遠途運輸的需求，因此草莓極易腐爛不易保存的問題并沒有凸顯出來，而隨著國家經濟水平提高，草莓產量豐富以及對遠途運輸也有一定的需求，草莓的保鮮問題逐漸浮出水面。因此，從2000年后開始呈現大量的關于草莓保鮮技術的研究和專利申請。

從技術上來看，國內外對于草莓保鮮并無明顯的隨時間而從一些領域不斷延展到另一些領域的跨領域研究的現象，而是在各個時期各種保鮮方法的小領域都在并駕齊驅，不斷均衡發展，如常見的天然產物保鮮、氣調保鮮、涂膜保鮮、化學物質保鮮，而微生物拮抗和輻照保鮮出現的時間相對靠后。

2.2 重要專利申請人 研究得出，以江蘇大學為申請人，以張紅印等為發明人的專利申請多達11件，分布在2006～2013年間，主要涉及微生物拮抗保鮮技術，尤其是酵母的拮抗作用，包括羅倫隱球酵母、卡利比克畢赤酵母、膠紅酵母、粘紅酵母，另外，還涉及將酵母拮抗保鮮分別與采后預熱技術以及水楊酸保鮮技術相結合的研究。如專利CN1813549A采用的技術是:將草莓放入50～55℃的水浴鍋中熱水處理30～60 s，取出風干后，浸入1×108×109個/ml的羅倫隱球酵母溶液中，浸泡10 s左右馬上取出風干，保鮮膜密封后于室溫或2～4℃條件下存放。并提出:微生物拮抗菌只能防止水果在貯藏過程中感染致病菌，但對已經存在于水果上的致病菌沒有殺死作用，而熱處理只能殺死已經存在于水果上的致病菌，不能防止二次污染和進行長久保護，將兩種技術結合使用，可以互相彌補不足，提高抗菌保鮮效果，同時安全無毒［17］。

南京通澤農業科技有限公司于2013年進行了5件申請，主要涉及將天然產物竹酢液或木酢液與殼聚糖以及一些有機酸、氨基酸進行草莓的涂膜保鮮。

2.3 重要或特殊專利技術 1992年，由美利堅合眾國(由商務部部長代表)為申請人申請了草莓涂膜保鮮技術專利CN1065579A，該專利中介紹了多種具有保鮮防腐作用的物質，將成膜物質與其他多種防腐保鮮物質進行了結合應用，糅合了涂膜保鮮、化學保鮮、植物天然產物保鮮、微生物拮抗保鮮多種保鮮技術。其中涂膜組合物包括多糖聚合物、防腐劑、酸化劑、卵磷脂和第二乳化劑，以及任選的其他組分，如抗氧化劑、植物生長調節劑、防冷傷劑等。多糖聚合物可以選自羧甲基纖維素、羥丙基甲基纖維素、甲基纖維素、瓜爾膠、洋槐豆膠、果膠、改性淀粉或角叉菜膠中的至少一種。防腐劑選擇丙酸鈉、丙酸鈣、苯甲酸、苯甲酸鈉、山梨酸鉀、亞硫酸氫鈉，還可以是植物病原體拮抗劑或抗微生物的植物精油。微生物拮抗劑包括酵母，如季也蒙畢赤酵母、真菌(木霉屬防治由灰葡萄孢引起的草莓灰霉菌病)、細菌如枯草芽孢桿菌。植物精油可以是白千層、枸木緣葉精油。酸化劑可以選擇蘋果酸、檸檬酸、丙酸、琥珀酸、酒石酸、富馬酸或抗壞血酸。抗氧化劑可選自丁基羥基茴香醚、丁基化羥甲苯、叔丁基化氫醌、生育酚、調味品提取物等。植物調節劑選自赤霉素、茁長素、細胞分裂素、聚胺類、乙烯利或茉莉酮酸酯［11］。

2000年，申請人劉傳林和黃桂巖申請了專利CN1281646A，向果蔬施放低溫等離子體，然后將果蔬投入殼糖鮮溶液中，表面成膜后晾干，再裝入真空袋中，再次通入低溫等離子體，最后將袋內抽真空冷藏。其主要利用了低溫等離子體與涂膜和低溫相結合的方式［18］。

2005年，申請人陳明華申請了專利CN1663402A，采用了二次休眠法保鮮，先將果蔬微波輻射處理5～300 s，放入空氣放電保鮮機中放電處理2～30 min，包裝抽真空密封充氮后，冷凍或進一步冷藏。該二次休眠法能夠保持果蔬體內的營養成分和活性［19］。申請人許連科在CN1839699A也采用了類似的休克保鮮技術，將新鮮果蔬隔絕空氣使其停止呼吸，經過一段時期再使其恢復生命，能夠保證色澤口感等不會發生變化［20］。

上述專利均提到可以將其技術應用草莓保鮮。

3 技術發展趨勢

草莓貯藏保鮮技術總的發展趨勢是向著安全、低毒、天然、低耗、有效的方向發展。同時注意多種技術的結合應用，使其起到協同增效的作用，從而探尋安全、簡便、經濟、高效的草莓保鮮方法。

［1］HUBER D J.The role of cell wall hydrolases in fruit softening［J］.Hortic Rev，1983，5:169 －219.

［2］薛炳燁，毛志泉，束懷瑞.草莓果實發育成熟過程中糖苷酶和纖維素酶活性及細胞壁組成變化［J］.植物生理與分子生物學學報，2006，32(3):363－368.

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［4］章一平，張國平.植酸在草莓保鮮中的應用［J］.食品科學，1993(5):45－47.

［5］陳學紅，賀菊萍.草莓采后生理與品質變化及保鮮技術［J］.河北農業科學，2008，12(9):19 －22.

［6］鐘敏，賴崇德，涂國全.鏈霉菌702發酵液對草莓保鮮作用的研究［J］.江西農業大學學報，2004，26(3):20 －25.

［7］WANG K T，CAO S F，JIN P，et al.Effect of hot air treatment on postharvest mould decay in Chinese bayberry fruit and the possible mechanisms［J］.Inter J Microbiol，2010，141:11 －16.

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［9］楊雪，劉剛，劉海霞，等.熱處理對草莓采后灰霉病抑制效果的影響［J］.西南農業學報，2014(5):1974－1978.

［10］赫爾克里斯有限公司.氣調包裝膜:CN，87107591A［P］.1988.

［11］美利堅合眾國(由商務部部長代表).提高果蔬或真菌類的穩定性:CN，1065579A［P］.1992.

［12］康連臣，李勇力.果蔬保鮮劑及其工藝和使用方法:CN，1055639A［P］.1991.

［13］黎光海.一種龍眼、荔枝保鮮劑及配制工藝:CN，1232621A［P］.1999.

［14］本山示.ハトムキよる食品保存方法.JP，特開昭51 －67721［P］.1976

［15］SHIYUNJIYUU KK.被覆生んちての制造法:JP，特開昭52－41255［P］.1977.

［16］FURUKAWA INT USA.METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING A CONTROLLED ATMOSPHERE AROUND PERISHABLE PRODUCTS:US，4055931［P］.1977.

［17］江蘇大學.一種用于防治草莓采后病害的方法:CN，1813549A［P］.2006.

［18］劉傳林，黃桂巖.等離子體協同殼糖鮮和真空冷藏的果蔬食品保鮮解毒法:CN，1281646A［P］.2001.

［19］陳明華.花果蔬或中草藥的二次休眠保鮮法:CN，1663402A［P］.2005.

［20］許連科.新鮮果菜的休克保鮮技術:CN，1839699A［P］.2006.