摘要:蔬菜瓜果是中國人飲食的重要組成部分,但蔬菜瓜果運輸和貯存造成的損失率極高。為了降低果蔬的損失率,研究和開發健康高效的保鮮方法是極其重要的。探討果蔬的保鮮技術研究現狀與進展、果蔬主要保鮮技術及未來發展方向等三部分,分析其優缺點,提出應綜合利用果蔬保鮮技術組合的措施,以期為果蔬保鮮技術研究提供參考。
關鍵詞:果蔬;保鮮;貯藏;氣調;輻照
中圖分類號:TS255.3" " "文獻標識碼:A" " 文章編號:1674-1161(2023)05-0056-04
水果和蔬菜是飲食的重要組成部分,能補充人體必需的一些維生素、無機鹽生物酶和植物纖維,對平衡健康飲食具有重要作用,有助于身體健康和增強活力,可有效預防一些因營養不合理而引起的生理性疾病。隨著時代發展及人民生活水平的不斷提高,在需要吃飽的同時,更需要飲食營養均衡、多樣化,因此對新鮮果蔬的需求越來越大。果蔬的特性使其在采收過程后具有穩定的蒸騰和呼吸狀態,極容易導致品質下降和變質。成熟過程中線粒體電子傳遞產生的活性氧會造成細胞損傷,進而降低果蔬的品質和接受度。因此,為了降低果蔬的腐敗率,需要延長果蔬的保鮮期,研究果蔬的保鮮貯藏技術勢在必行。針對果蔬的保鮮技術研究現狀與進展、果蔬主要保鮮技術及未來發展方向等三部分進行了探討,以期為果蔬保鮮技術研究提供參考。
1 研究現狀及進展
1.1 果蔬類
果蔬貯藏保鮮技術多種多樣。姚萍等[1]為研究不同處理對櫻桃番茄貯藏品質的影響,利用兩種不同的櫻桃番茄果實作為實驗果實,測定其相關生理指標以確定最優品種,同時對果實進行氣調處理、1-MCP處理和輻照處理。實驗表明輻照處理和1-MCP處理均能有效保持櫻桃番茄的品質,而氣調處理雖能減少乙烯釋放量,但不利于貯藏保鮮。
王玉佳等[2]為探究如何使番茄保鮮時間更長,對番茄的性質和采后的生理狀況進行了分析。從臭氧、二氧化氯、1-甲基環丙烯三個方面對番茄的保鮮技術與方法進行綜述,驗證所述三種方法皆切實可行,并擁有較大發展空間。
蔡紀元等[3]采用正交試驗法,以生姜、黃芩、板藍根、銀杏 4 種中草藥為原料制成復配型植物保鮮劑,并運用于番茄保鮮。研究認為復配型植物保鮮劑可明顯降低番茄的腐爛率與失重率,以此推測其能有效解決番茄在運輸與貯藏過程中由細菌和真菌所導致的病變。
洪理杰等[4]研究認為苦蕎多糖可食涂膜保鮮能有效降低中國櫻桃除采后的果實失重率,因此苦蕎多糖可食涂膜處理可作為有效的方式用于中國櫻桃的采后保鮮。
1.2 蔬菜類
蔬菜類儲存保鮮技術方法與果蔬類保鮮方法存在相似亦有不同。孫情等[5]對黃瓜貯藏保鮮技術的研究現狀進行了綜述,分析了低溫冷藏、高壓靜電場處理、氣調貯藏、保鮮劑貯藏、涂膜貯藏技術的利弊,最后得出結論:在保鮮研究中可以采用多種方式相結合的技術來進行。
桑煜等[6]為研究殼聚糖復合涂膜聯合氣調對果菜保鮮效果的影響,以迷你黃瓜為實驗對象,對比單一氣調和聯合技術,發現殼聚糖復合涂膜聯合氣調技術對迷你黃瓜的保鮮效果優于單一的氣調保鮮技術。聯合技術有效地抑制了呼吸強度,減小了失重率,降低了冷害程度,抑制了水分的散失。
李陽等[7]研究認為月桂酰精氨酸乙酯鹽酸鹽(LAE)復配保鮮劑對青椒具有較好的防腐保鮮效果,其有效保證了貯藏期內青椒的營養品質,對青椒防腐保鮮有重要意義。
馮春婷等[8]為研究不同復合保鮮劑處理對青椒采后貯藏品質的影響,以青椒為實驗材料,發現保鮮劑組合可降低青椒果實的失重率、腐爛率和乙烯生成速率。
吳林娜等[9]為研究多糖作為植物誘抗劑、生長調節劑在蔬菜中的運用,對多糖的種類、生物活性和機理及其在蔬菜應用中的進展進行了綜述,發現多糖作為果蔬的涂膜劑及可食劑的包裝材料,能在一定程度上避免貯藏果實發生病害,延長果實貨架期,延緩梨果衰老和腐爛。
2 果蔬主要保鮮貯藏技術
2.1 低溫保鮮技術
低溫保鮮技術是一種應用范圍最廣、效果最好、成本低廉且使用方便的貯藏保鮮技術。低溫保藏技術可在果蔬采后貯藏過程中最大限度地保持商品的原有價值,從而延長貨架期。杜雅珉等[10]對樹莓貯藏方法進行了介紹,發現樹莓作為高呼吸強度果蔬,在不干擾及破壞果蔬正常新陳代謝的前提下,低溫貯藏可有效延緩果蔬成熟、衰老的進程。
周然等[11]就目前水蜜桃常用保鮮技術進行了介紹,認為以低溫作為貯藏水蜜桃的基本條件時,通過控制果蔬的貯藏溫度,可以降低果蔬的呼吸強度,降低微生物的酶活性,進而影響各種化學反應,但僅適用于保鮮過程對低溫要求不是很高的果蔬。
2.2 氣調保鮮技術
氣調貯藏在果蔬保鮮方面有廣闊的應用前景。果蔬采收后仍有一定的生命力,可通過呼吸來獲取維持生命活動所需的能量。通過分解生長期積累的營養物質,將氧氣、氮氣、二氧化碳等氣體按一定比例填充到貯藏蔬菜的密閉環境中,可使果蔬滿足延長保質期的貯藏條件。
趙哲坤[12]以香菇為實驗對象,設計了三種氣體比例進行氣調保鮮試驗,發現香菇的呼吸速率對比其他果蔬來說要高得多,因為低O2、高CO2能抑制呼吸速率及代謝活動,從而保持產品品質。
顧云嬌等[13]以藍莓為對象,探究不同條件下對藍莓果實保鮮效果的影響,發現與低溫冷藏相比,氣調保鮮技術能有效延緩果實腐爛速度。
與低溫保鮮技術相比,氣調保鮮技術適用于貯藏溫度范圍窄、對低溫極為敏感、低溫易發生冷害的藍莓、黃瓜等溫度要求嚴格的果蔬。在冷害區運輸時,可以通過氣調方式來增加其貯藏時間。
2.3 輻照保鮮技術
輻照保鮮技術主要是利用波長極短的高能光束來照射果蔬,其可直接影響微生物體內蛋白質、酶和生物分子的結構,導致酶活性發生變化,從而殺死微生物,延長果蔬的貯藏時間。
石彬等[14]通過殼聚糖復合膜與輻照保鮮技術相結合的方法來對獼猴桃進行保鮮效果的研究,以Co-γ射線作為輻照源,選取大小均勻的樣品進行不同圈數的輻照處理,并置于4 ℃冷庫中儲藏。研究發現輻照保鮮技術適合猴桃的長期儲藏,當儲藏時間較長時,輻來照技術對獼猴桃的腐爛和皺縮都有很好的保鮮效果。
趙喜亭等[15]對輻照保鮮技術的歷史發展、保鮮原理、應用和安全性進行了綜述,認為輻照技術在果蔬貯藏保鮮方面,有著其它方法無法比擬的優越性,衛生安全性高,可以很好地維持果蔬的香味和外觀,同時也能避免環境污染。
2.4 化學保鮮劑保鮮技術
化學保鮮是一種利用抑菌或殺菌化學物質來抑制微生物生長或殺滅微生物的技術,在一定程度上可降低果實的失重率、腐爛率和乙烯生成率。
呂成軍[16]為研究化學保鮮劑在我國果蔬發展中發揮的作用,對化學保鮮劑在果蔬貯藏保鮮中的實際運用進行了綜述,講述了化學方法的弊端:在殺菌的同時,還伴隨著一定量的農藥殘留,會對人體健康造成影響。在此基礎上,提出應研究安全、有效、方便、價廉的化學保鮮劑的結論。
但隨著技術的發展,發現有許多新型保鮮劑,既可有效殺菌、延長果蔬儲存時間,又安全方便。陳兆星等[17]研究了殼聚糖和拮抗菌處理對贛南臍橙貯藏期病害的防治效果,發現其與化學保鮮劑處理效果相當,且經過拮抗菌處理的果實失重率與其它處理無差異性,在一定程度上可以代替化學殺菌劑。
2.5 涂膜貯藏技術
隨著技術的發展,用于果蔬保鮮的涂膜貯藏備受關注,其主要是通過控制果蔬的呼吸來降低氣體交換率,從而有效抑制果蔬的呼吸,還可以形成保護膜,減少水分和養分的流失。
曹前榮等[18]以草莓為實驗對象,對殼聚糖-植物提取物、殼聚糖-多糖、殼聚糖-酸涂膜材料與技術在草莓保鮮包裝領域中的應用進行了綜述,證明了殼聚糖涂膜能有效延緩草莓果實的腐敗變質。
玄志友[19]為研究殼聚糖復合涂膜處理下對室溫貯藏下鮮切庫爾勒梨生理生化品質的影響,將鮮切庫爾勒梨分別浸泡在蒸餾水和0.3%,0.6%,1.0%的殼聚糖復合溶液中5 min,之后在常溫下貯藏。試驗發現不同濃度的殼聚糖復合涂膜處理可以不同程度地延緩果實衰老。
3 新興保鮮技術
3.1 新型非熱處理
新型非熱處理是果蔬保鮮技術的一種。傳統保鮮加熱方式會破壞果蔬的營養物質,影響口感。如今,非熱處理技術正逐漸取代熱處理技術。超高壓技術、冷等滲技術、超聲波處理技術、輻射殺菌臭氧殺菌、LED保鮮技術、生物提取物、生物膜保鮮等技術,能有效鈍化酶、殺滅微生物,保持果蔬口感以及果蔬營養,從而達到保鮮效果。將傳統保鮮技術與非熱技術相結合,正逐漸成為一種新型的果蔬保鮮技術。
3.1.1 超高壓處理技術 超高壓技術(Ultra-high pressure processing, HPP)是一種非熱處理技術,最近發展迅速。根據Chatelier原則,即時加熱,既能徹底殺菌,又綠色環保,可最大程度保持果蔬色、香、味等,但經過處理后,果蔬的品質也會發生相應變化。
為研究超高壓處理對鮮切冬瓜的保鮮效果,郭淼等[20]在25 ℃下將鮮切冬瓜加壓處理,選擇合適的溫度經過一段時間儲藏培養后,與未高壓處理進行對比,發現400 MPa以上超高壓處理可殺滅鮮切冬瓜的微生物。
林怡等[21]為研究超高壓處理對鮮切蘋果片的影響,以紅富士和冰糖心蘋果為材料,通過在不同壓力下,建立色變指標與壓力的色變模型,發現超高壓處理能顯著抑制鮮切蘋果片在空氣中的色變速率,且400 MPa為較優壓力。
縱偉等[22]以鮮切哈密瓜片為材料,發現經600 MPa 超高壓處理10 min后,可有效殺滅哈密瓜片中的有害微生物,抑制 PPO 的活性并抑制褐變。雖然超高壓技術能夠保持果蔬的風味,但在其外觀結構上會有明顯改變。
3.1.2 冷等離子保鮮技術 等離子技術(Cold Plasma Treatment,CPT)被稱為“第四種物質”形態,它可以產生紫外、電離子和活性氧等成分,包括活性氮(N,N2)和活性氧(ROS,OH),均對細菌細胞壁有破壞作用,可提高殺菌效果。利用冷等離子體加工,在一定條件下設定一定參數,得到的果蔬外觀和色澤不會受到影響,但過度加工也會對果蔬產生一些不良影響。
王照琪等[23]以鮮切獼猴桃為實驗材料,研究不同冷等離子處理對鮮切獼猴桃保鮮效果的影響,發現鮮切獼猴桃經介質阻擋放電或滑動電弧放電而形成的冷等離子體液相或氣相處理,其外觀可以保持在 72 h 以上。冷等離子處理能夠使獼猴桃的呼吸速率得到延緩,從而延長獼猴桃的保鮮時間。
胡越等[24]為研究冷等離子體抗生物膜技術在食品工業中的應用,對冷等離子體破壞生物膜形成的機理、影響因素以及應用情況3 個方面進行了綜述,發現等離子技術可以產生紫外、電離子和活性氧等成分,這些活性成分對細菌的細胞壁具有破壞作用,可以提高殺菌效果。
3.1.3 LED光照處理技術 LED照明加工技術是一項物理技術,它是可以將電能轉化為光能的半導體技術,可發射多種光譜。與傳統照明方式相比,它具有節能、環保、無毒性、低熱量、光照時間長、使用方便等優點。因此,將其應用在在果蔬保鮮中就有了提高品質的處理方法。
雷靜等[25]為了探究單色光對番茄冷藏過程中品質的影響,在4 ℃條件下分別采用發光二極管LED 紅藍弱光照射,發現LED照射有利于櫻桃番茄貯藏過程中感官和營養價值的保持。
為研究LED光照對氣調保鮮菜心葉綠素合成代謝的影響,羅政等[26]以自發氣調包裝菜心為研究對象,以每天12 h LED光照強度照射,并與避光貯藏組作對照,以觀察相關酶活性的變化。發現貯藏期間,LED 光照處理能夠有效減少菜心的失重,抑制菜心的呼吸強度和葉綠素降解相關酶,從而有效延緩了菜心葉綠素的降解,提高其貯存效率。
董俊岑等[27]為研究LED光照處理技術在食品保鮮技術中的運用,對LED 技術特征及研究進展、在食品保鮮中的保鮮機理、運用于食品保鮮領域存在的問題進行了綜述,論證了LED光能保持果蔬色澤、增加亮度、促進植物體內各種次生代謝產物和抗氧化劑的積累,有利于食物貯藏過程中營養價值的積累。
3.2 高壓靜電技術
處于高壓靜電場的環境下,果蔬會產生臭氧和負離子,臭氧氧化分解乙烯,能推遲其老化,同時負離子能夠抑制呼吸強度, 延長貯藏期。
肖艷輝等[28]通過實驗發現,電場能較好地抑制草莓果實的呼吸速率,從而延長草莓的貯藏期。
孫貴寶等[29]以黃冠梨為試材進行高壓靜電場保鮮試驗,發現高壓靜電組中的黃冠梨出現的銹斑較少,說明高壓靜電延緩了果皮的老化。
蔣耀庭等[30]在探尋高壓電場處理對鮮切青花菜保鮮的影響時發現,高壓靜電場放電產生的臭氧具有較強的穿透力,可阻礙糖代謝的正常進行,使鮮切青花菜的代謝水平有所降低,從而抑制其體內呼吸作用。
綜上,高壓靜電場處理能延長果實的貯藏期,達到保鮮的目的,且操作方便,但成本較高,因此在大面積推廣應用上存在一定困難。
4 未來發展方向
如今各種蔬菜果蔬貯藏保鮮技術層出不窮,現有的保鮮技術在一定程度上可以起到較好的保鮮作用。但果蔬貯藏保鮮并不是單一的個體,綜合運用多種方式相結合的技術來進行果蔬保鮮研究才能取得更好的效果。單一的物理、化學、生物保鮮技術已經無法滿足人們對果蔬質量安全及保鮮期的需求,因此應形成復合型的保鮮模式,深入研究其復合產品,使其產業化、通用化,這對我國果蔬行業的進一步發展也有著一定的積極意義。
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Review of Research Status of Storage and Fresh Preservation Technology of Fruits and Vegetables
YUAN Yue, WANG Yiyu, MA YangXin, GAO Lei, DENG Mei, YANG Meng, CHEN Yuxin, YIN Ling*
(College of Food Science and Technology, Jiangsu Agri-animal Husbandry Vocational College, Taizhou Jiangsu 225300, China)
Abstract: Vegetables and fruits are an important part of the Chinese diet, but the loss rate caused by transportation and storage of vegetables and fruits is extremely high. In order to reduce the loss rate of fruits and vegetables, it is extremely important to research and develop healthy and efficient preservation methods. This paper discusses the research status and progress of fruit and vegetable fresh preservation technology, main fresh preservation technology of fruit and vegetable and its development direction in the future, analyzes its advantages and disadvantages, and puts forward the measures that should be comprehensively used in the combination of fruit and vegetable fresh preservation technology, in order to provide reference for the research of fruit and vegetable fresh preservation technology.
Key words: fruits and vegetables; fresh preservation; storage; gas conditioning; irradiation
收稿日期:2023-07-02
基金項目:2022年江蘇省“青藍工程”學術帶頭人項目(蘇教師函【2022】29號);江蘇農牧科技職業學院重點項目(NSF2021ZR03)
作者簡介:袁" 越(2003—),女,學生,研究方向為食品科學與工程。
通信作者:殷" 玲(1983—),博士,副教授,研究方向為農產品加工新技術。