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水果貯藏保鮮技術(shù)的進展 |
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（1 華南理工大學，廣東廣州510641；2
新西蘭乳品原料中國有限公司，廣東廣州510030） |
| 摘要：概述了中國水果生產(chǎn)及其貯運保鮮現(xiàn)狀，根據(jù)中國的特點有選擇地介紹國外水果貯藏保鮮新技術(shù)，探討了中國水果貯藏保鮮的發(fā)展方向。 |
| 水果是人們?nèi)粘Ｉ钪胁豢扇鄙俚氖称分�，它含有豐富的碳水化合物、有機酸、維生素及無機鹽，因而成為人類重要的營養(yǎng)源。水果還以其特有的香氣與色澤刺激人們的食欲，促進消化，增強身體健康。但水果生產(chǎn)存在較強的季節(jié)性、區(qū)域性以及水果本身的易腐性，這與消費者對水果需求的多樣性及淡季調(diào)節(jié)的迫切性相矛盾，因而果品貯藏保鮮的問題日趨突出。 |
| 建國50年以來，我國已基本形成了西北、黃河故道、渤海灣、長江流域和華南五大水果產(chǎn)區(qū)，其中華南區(qū)廣東省的水果產(chǎn)量居各省之首。近10年果樹的發(fā)展速度是建國以來最快的一個時期，梨、蘋果和柑橘的產(chǎn)量已分別占世界第一、第二和第三位。形成了以梨、蘋果、柑桔、香蕉和桃為主，包括荔枝、枇杷、獼猴桃等熱帶水果在內(nèi)的多品種結(jié)構(gòu)，消費水平和人均戰(zhàn)友有果品量大幅度提高。但同國外相比，因而導致每年大量水果在運輸中損失。以山東省為例，其蘋果產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的40％以上，但采后損耗高達20％--30％，運輸過程中有時可達40％，造成資源浪費、環(huán)境污染和經(jīng)濟損失。另外，我國水果貯運保鮮的基礎(chǔ)研究起步較晚，對于某些水果生命活動變化、腐敗變質(zhì)機理的研究仍顯不夠，長期將研究重心放在大宗水果上，而對于荔枝等經(jīng)濟價值較高的珍稀水果，至今仍未找到行之有效的貯藏保鮮手段。 |
| 2 國內(nèi)外水果保鮮技術(shù)概況 |
| 2.1 產(chǎn)地貯藏保鮮 |
| 產(chǎn)地貯藏是我國的傳統(tǒng)方法，如四川南充地區(qū)的地窖、湖北興山的山洞貯藏柑橘；山東煙臺、福山地區(qū)等地的地窯貯藏蘋果；西北黃土高原地區(qū)的窯洞貯藏蘋果、梨等，是一種基本符合貯藏庫、土窯洞加機械制冷、簡易節(jié)能庫、復合節(jié)能冷庫、柑橘改良通風庫、蘋果常溫雙相變動氣調(diào)技術(shù)等，其中土窯洞機械冷藏具有投資少、管理簡單、就地貯藏和能耗少的優(yōu)點。目前，這些節(jié)能貯藏體系已柑橘、蘋果、梨等水果中應用。 |
| 2.2 溫控貯藏保鮮 |
| 2.2.1 簡易貯藏保鮮 簡單貯藏方式有埋藏、堆藏、窯藏和通風庫貯藏等。這種方法是利用當?shù)氐臍夂驐l件，創(chuàng)造水果適宜的溫度、濕度環(huán)境并利用土壤的保溫作用，來實現(xiàn)水果的保鮮。要做好隔溫層設(shè)計，以防止高溫或低溫傷害。另外，還要定期通風換氣。該技術(shù)可用于蘋果、梨、葡萄等水果貯藏保鮮。 |
| 2.2.2 冷藏保鮮 冷藏是現(xiàn)代化水果貯藏的主要形式之一，它是采用高于水果組織凍結(jié)點的較低實現(xiàn)水果的保鮮�？稍跉鉁剌^高的季節(jié)周年進行貯藏，以保證果品的周年供應。低溫冷藏可降低水果的呼吸代謝、病原菌的發(fā)病率和果實的腐爛率，達到阻止組織衰老、處長果實貯藏期的目的。但在冷藏中，不適宜的低溫反而會影響貯藏壽命，喪失商品及食用價值。防止冷害和凍害的關(guān)鍵是按不同水果的習性，嚴格控制溫度，冷藏期間有些水果如鴨梨需采用逐步降溫的方法以減輕或不發(fā)生冷害。此外，水果貯藏前的預冷處理、貯期升溫處理、化學藥劑處理等措施均能起到減輕冷害的作用。 |
| 近年來，冷藏技術(shù)的新發(fā)展主要表現(xiàn)在冷庫建筑、裝卸設(shè)備、自動化冷庫方面。計算機技術(shù)已開始在自動化冷庫中應用，目前在日本、意大利等發(fā)達國家已擁有10座世界級的自動化冷庫。 |
| 2.2.3 控制冰點貯藏保鮮 在冰點濕度下對食品進行保鮮的新方法稱為控制冰點貯藏法。實驗證明，運用此方法保存的水果新鮮如初，未發(fā)現(xiàn)細菌敗壞或變質(zhì)現(xiàn)象，有害微生物繁殖甚微。該項技術(shù)在日本已開始應用。 |
| 2.3 氣調(diào)貯藏保鮮 |
| 自1918年英國科學家發(fā)明蘋果氣調(diào)貯藏法以來，氣調(diào)貯藏在世界各地得到普遍推廣，并成為工業(yè)發(fā)達國家果品保鮮的重要手段。美國和以色列的柑橘總貯藏量的50％以上是氣調(diào)貯藏；新西蘭的蘋果和獼猴桃氣調(diào)貯藏量為總貯藏量的30％以上；英國的氣調(diào)貯藏能力為22.3萬噸；其它國家如法國、意大利以及荷蘭等國家氣調(diào)蘋果均達貯藏總量的50％--70％。 |
| 2.3.1 CA氣調(diào)貯藏保鮮 CA貯藏是氣調(diào)貯藏保鮮，利用機械設(shè)備，人為地控制氣調(diào)冷庫貯藏環(huán)境中的氣體，實現(xiàn)水果保鮮。氣調(diào)庫要求精確調(diào)控不同水果所需的氣體組分濃度及嚴格控制溫度和濕度。溫度可與冷藏庫貯藏溫度相同，或稍高于冷藏的溫度，以防止低溫傷害。氣調(diào)與低溫相結(jié)合，保鮮效果（色澤、硬度等）比普通冷藏好，保鮮期明顯延長。我國氣調(diào)貯藏庫保鮮正處于發(fā)展階段。自1978年在北京建成我國第一座自行設(shè)計的氣調(diào)庫以來，廣州、大連、煙臺等地相繼由國外引進氣調(diào)機和成套的裝配式氣調(diào)庫，用來保鮮蘋果、獼猴桃、洋梨和棗等�！ � |
| 2.3.2 MA氣調(diào)貯藏保鮮 塑料薄膜袋氣調(diào)保鮮，也稱MA自發(fā)氣調(diào)保鮮，廣泛應用于新鮮果蔬菜等保鮮，并以每年20％的速度增長。氣調(diào)包裝系指根據(jù)食品性質(zhì)和保鮮的需要，將不同配比的氣體充入食品包裝容器內(nèi)，使食品處于適合的氣體中貯藏，以延長其保質(zhì)期。 |
| 常用的氣體主要有二氧化碳、氧氣，有時也會使用二氧化硫和二氧化十氮。二氧化碳的作用的抑制需氧菌和霉菌的繁殖，延長細菌的停滯期和延緩其指數(shù)增長期。氧氣的作用是維持新鮮水果的吸氧代謝作用。水果采摘后過快的有氧呼吸和無氧呼吸都會使水果發(fā)生老化和腐爛。合理控制環(huán)境中氧的濃度，可使果實產(chǎn)生微弱的有氧呼吸而不產(chǎn)生無氧呼吸。因此，水果MA氣調(diào)保鮮中氧氣與二氧化碳的配比是一個關(guān)鍵因素。處于包裝內(nèi)的水果通過呼吸作用消耗氧氣并放出二氧化碳，氣調(diào)包裝材料可排出二氧化碳并補充所消耗的氧氣，即實現(xiàn)包裝的滲透速度與果實呼吸速度相等，防止無氧呼吸的產(chǎn)生。另外，水果在低溫時的呼吸強度較低，為減少果實的耗氧量，MA氣調(diào)包裝保鮮一般都在0--5℃溫度條件下貯藏。 |
| 目前，國際市場水果的MA氣調(diào)包裝主要有兩種：一種是被動氣調(diào)包裝，即用塑料薄膜包裹的水果，借助呼吸作用來降低氧氣含量并通過薄膜交換氣體調(diào)節(jié)氧氣與二氧化碳的比例；另外一種是主動氣調(diào)，即根據(jù)不同水果的呼吸速度充入混合氣體，并使用不同透氣率的薄膜，但由于技術(shù)較復雜且對包裝材料的品種及性能要求較高，在我國還未獲得廣泛應用。國外在包裝材料方面則領(lǐng)先很多，開發(fā)出如防止水果水分蒸發(fā)的防濕玻璃紙、高阻氣性的聚丙烯、防止水果產(chǎn)生機械損傷的收縮材料等。 |
| 2.3.3 塑料薄膜賬氣調(diào)貯藏保鮮 這種方法是將水果放在用塑料薄膜帳造成的密封環(huán)境中實現(xiàn)氣調(diào)保鮮。氣調(diào)的方法分為兩類，一是自然氧法，通過水果的呼吸作用，使帳內(nèi)逐步形成所需低氧、高二氧化碳氣體濃度，由于塑料薄膜具有一定的透氣性，從而實現(xiàn)簡易調(diào)氣；還可利用具有選擇性透氣的硅橡膠薄膜，在帳上開一定面積的窗口來自動調(diào)氣，為防止二氧化碳過多積累，可在帳內(nèi)用硝石灰來吸收二氧化碳。另一方法為人工降氧法，即利用降氧機、二氧化碳脫除機來調(diào)氣。此方法主要在美國、法國和前蘇聯(lián)有應用。目前，我國上海、天津、遼寧、山東、陜西和北京等地早已開始使用。 |
| 2.3.4 MAP保鮮法 MAP是一種先抽真空再充入混合氣體的包裝。自1974年由法國sCOpA公司首先用于肉類包裝以來，已普遍應用于點心、海產(chǎn)品和干制品等。在水果保鮮領(lǐng)域才剛剛開始使用，研究結(jié)果表明，用此方法保鮮的水果在貯藏期間維生素C含量變化很小，并可以保護水果色澤和防止褐變（對荔枝保紅有明顯效果）。 |
| 2.4 減壓貯藏保鮮和高壓保鮮 |
| 該方法是將水果置于密閉的庫室內(nèi)，用真空泵抽出大部分空氣，使內(nèi)部壓力降到10kPa左右，造成一個低氧的環(huán)境（氧氣的濃度可降到2％），乙烯等氣體分壓也相應降低，并在貯藏期間保持恒定的低壓。溫度為1--18℃，相對濕度須在95％以上。減壓貯藏保鮮有以下幾個優(yōu)點：降低氧氣濃度、果實的呼吸強度和乙烯生成速度；果品釋放的乙烯隨時除掉，排除促進成熟和衰老的因素；排除果實釋放的二氧化碳、乙醛、乙醇、乙酸乙酯等，有得于減少生理病害。但建造大型減壓貯藏庫投資較大，這種方法國內(nèi)正處于大規(guī)模試驗階段。 |
| 高壓保鮮技術(shù)是美國1992年發(fā)表的一項專利。其原理是在貯存物上施加一個由外向內(nèi)的壓力，使貯存物外部大氣壓高于其內(nèi)部蒸汽壓，形成一個足夠的從外向內(nèi)的正壓差。此法可避免高溫所引起的維生素等營養(yǎng)成分的損失，保持水果原有風味。一般壓力升到2500-4000個大氣壓，生物體內(nèi)的酶因失活而無法發(fā)揮作用，各種微生物也被殺死。正壓又可以阻止水果水分和營養(yǎng)成分向外擴散，減緩呼吸速率和成熟速度，故能有效延長果實的貯藏期。但由于制造能處理大批量水果的高壓設(shè)備仍存在一定的困難，此項技術(shù)還未在生產(chǎn)中應用。 |
| 2.5 電子保鮮、磁場保鮮和電離輻射保鮮 |
| 日本科學家在研究電場對水是影響時發(fā)現(xiàn)，水置于高壓電場后，細細長、霉菌的生長得到抑制。將此高壓電場法用于水果等食品也收到同樣的效果。如將蘋果在15kV的電場中處理5-10min，可使常溫下的保鮮期能延長許多倍。高壓直流電場中電暈放電或輝光放電制造臭氧和空氣負離子，負離子可使酶鈍化，從而降低水果的呼吸強度，而臭氧既是一種強氧化劑，又是良好的消毒劑和殺菌劑，能殺滅和消除水果上的微生物及其分泌的因素，抑制或延緩有機物質(zhì)的水解，故而延長水果的保鮮期。 |
| 強磁場保鮮是一種能耗少，又不需要復雜裝置的保鮮法。磁場強度越高，處理時間越長，滅菌效果越好。將這種方法用于水果貯藏保鮮也有效果，但由于目前磁場技術(shù)的局限，尚未用于實際應用。 |
| 電離輻射是一種發(fā)展很快的食品保鮮新技術(shù)。電離輻射不僅可以干擾基礎(chǔ)代謝過程、延緩果實的成熟與衰老，還可以殺蟲、滅菌和消毒，減少因害蟲滋生和微生物引起的果實腐爛。目前，世界上已采用了3種輻射源，分別是放射源（鈷60、銫137的伽瑪射線）、加速電子和由加速電子轉(zhuǎn)化的X射線。它們只是引起食品分子的化學變化，并無放射性殘留，因此該保鮮技術(shù)是安全的。電離輻射劑量過小起不到滅菌保鮮作用，劑量過大可能加大食品衰老，不同的水果選擇合適的劑量非常關(guān)鍵。如采用0.75-3.0戈瑞輻照木瓜、杏、甜櫻桃能夠延緩其衰老。 |
| 2.6 生物技術(shù)保鮮 |
| 生物技術(shù)在水果貯藏保鮮上的應用是近年新發(fā)展起來的具有發(fā)展前途的貯藏保鮮方法。其中生物防治和利用遺傳改良在水果貯藏保鮮中的應用漸顯端倪。 |
| 2.6.1生物防治保鮮 生物防治應用于保鮮，無環(huán)境污染、藥物殘留和連續(xù)使用的抗藥性等問題，且貯藏條件易控制，處理費用低。目前，生物防治在水果保鮮上比較成功的例子有：將病原菌的非致病株噴灑到水果上，可降低病害發(fā)生所引起的水果腐爛。如將繩狀青霉菌噴到菠蘿上，其腐爛率大為降低；草莓采前噴木霉菌，采后灰霉病的發(fā)病率大大降低。近年來，國外發(fā)現(xiàn)一種特異菌株-枯草桿菌的一個變種，它可產(chǎn)生效力很科學家的抗菌素，用它來防止果生鏈棱盤菌所引起的桃褐腐病，效果極佳。美國從酵和細菌產(chǎn)生效力很強的抗菌素，用它來防止果生鏈棱盤菌所引起的桃褐腐病，效果極佳。美國科學家從酵母和細菌中分離出一種能防止水果腐爛的菌株，可防止蘋果的斑爛。 |
| 2.6.2 遺傳工程保鮮 分子生物學家發(fā)現(xiàn)，乙烯一旦產(chǎn)生，果實乙會很快成熟。目前，日本科學家已找到產(chǎn)生乙烯的基因，如果關(guān)閉這種基因，就可減慢乙烯產(chǎn)生的速度，果實的成熟了會放慢，這樣水果在室溫下存放期可延長。國外的研究還發(fā)現(xiàn)：番茄后熟過程中細胞萬分變化受基因的控制，有的品種缺少衰老基因，后熟慢；在油桃中也發(fā)現(xiàn)有無成熟選株，能延遲脫落和著色，采后在20℃的大氣中能久藏不壞；美國農(nóng)業(yè)部的科學家用植物細胞壁中的一種天然糖-半乳糖注射尚未成熟的番茄，使其產(chǎn)生連鎖反應，生成催熟激素，促使番茄成熟，并不破壞番茄品質(zhì)的味道，可大幅度降低番茄在收獲、運輸、銷售和貯存時的損耗，使番茄成熟，使蕃茄長期保鮮。因此，若通過基因的操作，控制后熟，利用DNA的重組和操作技術(shù)來修飾遺傳信息，或用反義DNA技術(shù)來抑制成熟基因如PG基因的表達，可達到推遲水果成熟衰老，延長保鮮期的目的。 |
| 2.7 保鮮劑保鮮 |
| 2.7.1 吸附型和防護型保鮮劑保鮮 吸附型保鮮劑主要有吸氧劑、乙烯吸收劑和二氧化碳吸附劑。乙烯吸附劑一般由沸石、鋁、過氧化鈣、高錳酸鉀等組成，可控制外源乙烯含量，消除乙烯的自我催化作用。水果腐爛主要與微生物及本身的一系列生物化學反應有關(guān)，而這些反應又與氧的存在有關(guān)。如能將水果包裝內(nèi)的氧氣除去，便可抑制果實的變質(zhì)，延長保鮮期。自1925年世界上第一咱由鐵粉和硫酸制成的吸氧劑問世以來，吸氧劑在日本、美國和歐洲等國家已得到廣泛應用，我國是從80年代才開始這方面的研究。吸氧劑的主要成分有抗壞血酸、鐵粉和亞太硫酸氫鹽等，它與含水食品共存可迅速吸氧，并吸收氧化反應所放出的氣體和水分，對抑制需氧性細菌繁殖，降低呼吸強度和新陳代謝、防止蟲害和色素氧化、抑制褐變、保持食品的色香味及營養(yǎng)萬分均起到良好的作用。二氧化碳吸附劑主要有活性碳硝石灰、氯化鎂和焦碳分子篩，其中焦碳分子篩既可吸收氧、二氧化碳、又可吸收乙烯。 |
| 防護型保鮮劑主要有克菌靈、抑菌靈、山梨酸及其鹽、氯硝氨和硫酸鈉等。其主要作用是防止病原微生物侵入果實，對果實表面的微生物有殺滅作用，但對果實內(nèi)部的微生物殺死效果不大。 |
| 2.7.2 植物生長調(diào)節(jié)劑和中草藥保鮮劑保鮮 植物生長調(diào)節(jié)劑主要有生長素類、赤霉素類和細胞分裂素類。用來調(diào)節(jié)和控制水果采前和采后的生命活動。用中草藥保鮮劑對水果進行處理，保鮮效果十分明顯。中草藥的某些成分可抑制抗壞血酸酶的活性，減少水分的散失，降低水果的霉變率，維持較高的營養(yǎng)成分。已研究的中草藥有丁香、大黃、姜和大蒜等。但中草藥有效成分的提取與大批量生產(chǎn)還存在一定的問題，因而限制了中草藥保鮮劑的使用。 |
| 2.7.3 PA天然保鮮劑和蠟及涂膜劑保鮮 PA天然保鮮劑主要成分為肌醇六磷酸酯，是從谷物種子加工副產(chǎn)品中提取出來的，通過涂抹或浸漬而作用于水果。它具有很好的抗氧化作用，防止水果因氧化而造成的新鮮度下降；能有效地螯合水果表面的鐵、鋅等金屬離子，使其失去催化特性，延緩水果顏色的劣變；可封閉水果表皮的氣孔，抑制果實旺盛的呼吸，減少水分損失，抵御外界病菌的侵入和抑制真菌的繁殖；防止抗壞血酸的氧化，保持水果的營養(yǎng)成分。 |
| 蠟和涂膜劑主要有蜂蠟、乳化蠟、果蠟、幾丁質(zhì)和魔芋多糖等。使用時將其均勻地涂抹于水果表面，形成厚薄適中的膜，可減少水分的損失而防止果實干癟，抑制呼吸作用，延續(xù)后熟衰老，阻止微生物入侵，增加水果表面的光潔度，提高產(chǎn)品的商品質(zhì)量。 |
| 3 水果保鮮的發(fā)展趨勢預測 |
| 水果貯運保鮮將是今后水果發(fā)展的一個重要環(huán)節(jié)，會逐漸受到各方面的重視。水果貯藏保鮮將由大宗水果轉(zhuǎn)向品種的多樣化，特別是一些珍稀水果會成為今后保鮮的熱點。另外，我國野生水果資源豐富，營養(yǎng)價值高，隨著食品科學的發(fā)展和人們飲食觀念的轉(zhuǎn)變，也會引起社會的興趣。鑒于我國的科技與經(jīng)濟現(xiàn)狀，水果的貯藏保鮮方法在今后的一段時間內(nèi)仍會以傳統(tǒng)方法為主。但由于目前的任何一種單一保鮮方法都存在其自身的弱點。保鮮效果不很理想、不能完全解決問題。隨著水果保鮮基礎(chǔ)研究的不斷深入，以及擴大流通的需求，一些更新更好的綜合保鮮方法將不斷涌現(xiàn)并成為主流。 |
| 摘自《沈陽農(nóng)業(yè)大學學報》 |