果蔬保鮮技術的研究現狀

　　[摘要] 果蔬貯藏保鮮是果蔬產業化生產時減損、保值、增值的基礎。本文主要探討了國內外目前在果蔬貯藏保鮮中應用的各種技術，如臭氧保鮮、氣調貯藏、減壓貯藏、生物技術保鮮、熱處理技術等，分析了果蔬貯藏保鮮技術研究方面的新情況與新進展。
　　[關鍵詞] 果蔬；貯藏保鮮技術；現狀
　　
　　果品蔬菜營養豐富，是人們生活中不可缺少的食品。由于生產的季節性、地域性和產品的易腐性，給果蔬的采后處理、貯藏保鮮等環節帶來了極大困難。特別是在果蔬的生產中，由于采摘不當、貯藏不善，或由于生理病害、微生物病害的影響，往往導致大量果蔬的腐爛損失。許多國家農產品采后處理與貯藏保鮮已實現了產業化，且采后增值潛力非常可觀，采后處理的產值與采收時產品產值之比，美國為3.7，日本為2.2，而中國只有0.4。中國目前果品總貯量約1700萬t，采后機械化商品處理量不足10%，預冷處理幾乎處于空白狀態；蔬菜90%以初級產品上市，采后損失達25%～30%，甚至有的高達50%[1-2]。由此可見，采后損失是果蔬生產中一個普遍性的問題，目前已受到廣泛關注。
　　一、臭氧保鮮
　　臭氧作為一種強氧化劑，具有很強的消毒、滅菌功能。同時，臭氧能分解乙烯氣體，降低果蔬新陳代謝，從而實現了果蔬保鮮作用。因此，臭氧廣泛應用在果蔬采后貯運、保鮮的各個環節，包括果蔬入庫前的空庫消毒、果蔬在產地冷庫預冷期間的殺菌及貯運中的防腐保鮮等。
　　滅菌機理：對于臭氧殺菌的機理，Scott等[3]和Murray等[4]認為臭氧能分解產生新生態原子氧，這種原子氧的氧化能力相當強，能快速穿過細菌、霉菌等病原微生物的細胞壁、細胞膜，使細胞膜組成成分受到損傷，導致細胞膜透性增加，細胞內部物質外流。并繼續滲透破壞膜內組織，使菌體蛋白質變性、酶系統破壞，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的作用[5]。臭氧還可刺激果實，使其進入休眠狀態。當用一定濃度的臭氧處理果實時，可使果蔬表皮氣孔關閉，從而減少蒸騰水分和養分消耗，改變果蔬的采后生理狀態。同時產生的負氧離子因具有較強的穿透力，能進入果蔬細胞內，中和正電荷，分解內源乙烯濃度，降低呼吸強度，阻礙糖代謝的正常進行，使果蔬的代謝水平有所降低，并抑制果蔬體內呼吸作用[6]，延長貯藏保鮮期。
　　近年來，臭氧雖然在食品行業取得了快速發展，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，冷庫使用臭氧保鮮機保鮮時效果不大理想，因此發展有效的臭氧保鮮包裝方法勢在必行。（3）臭氧發生器成套設備開發緩慢，致使臭氧在果蔬保鮮行業的應用不廣。
　　二、氣調貯藏
　　氣調貯藏是在低溫冷藏基礎上，進一步提高貯藏環境的相對濕度，并人為改變環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前提下，有效抑制呼吸作用和蒸發作用，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程，推遲后熟衰老和腐敗變質發生，延長保鮮期[8]。
　　貯藏原理：氣調貯藏是在低溫貯藏的基礎上，調節空氣中氧、二氧化碳的含量，即改變貯藏環境中的氣體成分，降低氧的含量至2%～5%，提高二氧化碳的含量到0%～5%，這樣的貯藏環境能保持果蔬在采摘時的新鮮度，減少損失，且保鮮期長，無污染。與冷藏相比，氣調貯藏保鮮技術更趨完善。新鮮果蔬在采摘后，仍進行著旺盛的呼吸作用和蒸發作用，所以延長果蔬貯藏的關鍵是降低呼吸速率。貯藏環境中氣體成分的變化對果蔬采摘后生理有
　　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作用和微生物生長；適當高濃度的二氧化碳可以減緩呼吸作用，對果蔬有推遲呼吸躍變啟動的效應，從而延緩果蔬的后熟和衰老[9]。
　　常用的氣調保鮮方法有：（1）塑料薄膜帳氣調（2）硅窗氣調（3）催化燃燒降氧氣調（4）充氮降氧氣調
　　氣調貯藏中的注意事項：不是任何果蔬品種都能氣調貯藏，如殘次品質的果蔬經過
　　氣調貯藏不會變成優等品；貯藏后無經濟效益或經濟效益較差的果蔬不必要進行氣調貯藏，這是發展氣調貯藏的價值觀念。此外，氣調貯藏保鮮的效果還需要有相關技術配套，如果蔬品質、質量的選擇，采摘后的快速預冷、貯藏容器的標準、貯藏的堆垛技術、出庫后的分選、包裝、出入庫的運輸等等。所以果蔬氣調保鮮技術在我國還處于推廣應用階段，其發展和推廣還需要得到社會經濟和技術方面的支持。
　　三、減壓貯藏
　　用純物理方式的減壓方法對果蔬類農產品進行貯藏保鮮的技術是近年來興起的課題，這種技術將在易腐難貯果蔬上發揮巨大的作用。采用該技術對貯物進行貯藏保鮮，除具有冷藏庫和氣調庫的基本功能外，還具備其他常壓保鮮方法無法具備的特殊功能，因此被稱為繼低溫保鮮、氣調保鮮之后保鮮史上的第三次革命。
　　減壓貯藏原理：將果蔬產品放在氣密性極好的貯藏室內，人為造成貯藏環境與產品組織內部的壓力差異，使產品中的有害氣體迅速逸出，從而抑制產品的呼吸和各種病害的發生。貯藏室的低氣壓是靠真空泵抽去室內空氣而產生的，低氣壓控制在13.3 kPa 以下，最低為1.07 kPa。這種方法在抽氣時減少了室內氧氣含量，使產品的呼吸維持在最低的水平上，同時還排除了室內部分二氧化碳、乙烯、乙醇、乙醛等有害氣體，因此有利于產品的長期貯藏。如果配合低溫和高濕，并利用低壓空氣進行循環等措施，可獲得較好的貯藏效果[10]。
　　減壓貯藏特點[11]：
　　（1）實現貯藏環境“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，實現貯藏環境的低氧、低二氧化碳、低乙烯。
　　（2）實現高效的氣體抑腐 在減壓過程中通入適當濃度的臭氧等抑腐氣體，可使氣體滲入貯物組織內部，達到了在低溫、低氧、低壓、高濕狀態下殺滅和抑制病原微生物的目的。
　　（3）自動滅蟲絕大部分的昆蟲可以忍耐-30℃的低溫和2% 左右的低氧，但在1/2 常壓下經16 h 就會因氣壓過低而死亡。
　　（4）自行降低貯物生理冰點 減壓貯藏庫可以利用降低壓力相應地對貯物進行調節冰點貯藏。這一技術，國際上通稱為冰溫貯藏法，也是當代比較先進的食品保鮮方法。
　　但是減壓貯藏的果蔬容易失水，且容器的造價較高。
　　四、生物技術保鮮
　　生物技術保鮮是近年來發展起來的具有發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、預防或消除田間侵染、鈍化傷害侵染以及抑制病害的發生與傳播。
　　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，可以降低病害發生引起的果蔬腐爛。田世平等發現將水楊酸與生物拮抗菌配合，可誘導甜櫻桃果實過氧化物酶（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
　　利用遺傳基因進行保鮮是生物技術在貯藏保鮮應用領域的發展。分子生物學家發現，乙烯一產生，果實很快成熟。所以對產生乙烯的基因的重組和控制成為基因保鮮的重點。首例限制乙烯生物合成的轉基因工作已于20世紀90年代初在英國試驗成功，之后，許多國家相繼開展了類似的工作。中國也積極開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 合成酶表達的轉基因植株。從對轉基因番茄的貯藏表現來看，轉基因番茄具有極強的耐貯藏能力和抗病性能。據試驗觀察，轉基因番茄的貨架期延長了30～40 d，并且能在隨季節變化的常溫下貯藏3個月，最長的可達9個月之久[13]。
　　
　　五、熱處理技術
　　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，改變酶活性，改變果蔬表面結構特性，誘導果蔬的抗逆性，從而達到貯藏保鮮的效果[14]。處理方式包括熱空氣、熱蒸汽、熱水浸泡、遠紅外線及微波處理。采后熱處理技術能減少果蔬貯運期間的腐爛，為無毒、無農藥殘留的采后病害控制提供了一種有效方法。
　　熱處理的作用機理[15]：目前，關于熱處理的作用機理研究的并不十分清楚。多數學者認為，可能是熱激蛋白（HSP）的作用。已查明熱激同源蛋白hsp 70 能促進胞液中的蛋白質向其他細胞器中轉移，這些細胞器包括線粒體、葉綠體、內質網、溶酶體及細胞核。這些蛋白質進入細胞器后有可能改變了某些重要酶類的構象，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 等的研究發現一般植物乙烯生成的最適溫度在30℃左右，高于35℃時，乙烯釋放量顯著減少，40℃下完全受抑，在一定溫度范圍內，隨著溫度的升高，乙烯釋放量減少[16]。
　　李正國等的實驗發現果蔬經熱處理其呼吸速率迅速增加，但隨后幾天呈下降趨勢。黃萬榮等報道，采后以35℃熱處理可顯著降低貯藏前期桃果實的呼吸速率[17]。Lurie 和Klein 的試驗表明，蘋果經38℃熱處理后放回20℃時，CO2 釋放量下降，且一直低于未經熱處理果實的80%[18]。40℃熱處理對康德梨呼吸速率的抑制和呼吸峰推遲效果顯著[19]。
　　六、結語
　　綜上所述，中國果蔬貯藏保鮮產業已經實質性地參與到國際化激烈競爭的新形勢下，其競爭本質是科技競爭，今后中國果蔬貯藏保鮮產業的持續、穩定、健康發展將比過去更加倚重于科技創新。強化果蔬貯藏保鮮科技創新能力就是從根本上加強中國農業的競爭力，是當前迫切需要解決的戰略問題。因此，中國果蔬貯藏保鮮產業的發展最終還是要依靠科技來解決，全面提高果蔬貯藏保鮮產業的科學技術水平是實現產業升級的根本途徑。提高科技創新能力，增強市場競爭能力，是果蔬貯藏保鮮產業發展的不竭動力。
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