謝國(guó)芳,譚書明,王貝貝,龍明秀
(1.貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州貴陽(yáng) 550025;2.貴州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,貴州貴陽(yáng) 550025;3.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,貴州貴陽(yáng) 550025)
果蔬采后處理和天然保鮮技術(shù)的研究進(jìn)展
謝國(guó)芳1,2,譚書明3,*,王貝貝1,2,龍明秀3
(1.貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,貴州貴陽(yáng) 550025;2.貴州大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院,貴州貴陽(yáng) 550025;3.貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,貴州貴陽(yáng) 550025)
論述了國(guó)內(nèi)外果蔬采后1-MCP處理、熱處理、預(yù)冷處理、臭氧處理、鈣處理、靜電處理、輻射處理等預(yù)處理方法;綜述了國(guó)內(nèi)外天然植物提取物、天然多糖及其他天然保鮮劑在果蔬保鮮中的應(yīng)用,并對(duì)未來(lái)天然保鮮技術(shù)的發(fā)展方向給予展望,認(rèn)為根據(jù)各種果蔬生理生化特性,采取適當(dāng)?shù)牟珊筇幚砼c天然保鮮技術(shù)相結(jié)合是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
果蔬,采后處理,天然保鮮技術(shù),研究進(jìn)展
果蔬因營(yíng)養(yǎng)豐富,成為人們不可或缺的食品。但果蔬具有較強(qiáng)的生產(chǎn)季節(jié)性和區(qū)域性,含水量較高,極易腐爛變質(zhì),在貯運(yùn)過(guò)程中損失很大。我國(guó)是世界上果蔬生產(chǎn)大國(guó),占全球產(chǎn)量的60%,但是由于加工技術(shù)發(fā)展滯后,果蔬出口量?jī)H占總產(chǎn)量的1%~2%,且其中80%是初級(jí)產(chǎn)品。果蔬采后損失率在20%~25%,每年損失達(dá)到1000億元以上。而歐美發(fā)達(dá)國(guó)家果蔬損失率僅1.7%~5%[1-2]。目前,國(guó)內(nèi)外果蔬保鮮大多采用涂膜保鮮和化學(xué)保鮮劑。涂膜保鮮以殼聚糖、蔗糖脂等為原料制成保鮮膜較多,在常溫下取得一定的保鮮效果[3-5]。但涂膜保鮮存在涂膜效果不穩(wěn)定、干燥時(shí)間較長(zhǎng)、操作繁瑣、一次性處理量小、容易導(dǎo)致二次污染、不適應(yīng)大規(guī)模作業(yè)等問(wèn)題[6]。而常用的化學(xué)保鮮劑主要有仲丁胺、O3、SO2釋放劑、二氧化氯和聯(lián)苯等,氣體釋放過(guò)程中也會(huì)受溫度、濕度的影響改變氣體釋放速度,同時(shí)也會(huì)對(duì)果蔬產(chǎn)生一定的藥害[7]。近年來(lái),化學(xué)防腐劑保鮮果蔬越來(lái)越顯示出其弊端,無(wú)論對(duì)果實(shí)本身還是對(duì)人體健康都會(huì)造成極大傷害[8]。人們把更多的目光投向了天然保鮮技術(shù)的研究與開發(fā),并取得了一些突破。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,果蔬保鮮劑的研究方向應(yīng)該向著天然、安全、有效的方向發(fā)展。因此,天然保鮮劑代替化學(xué)保鮮劑是果蔬貯藏保鮮必然要求。
控制果蔬的保鮮條件:首先要減緩其衰老進(jìn)程,一般通過(guò)抑制呼吸作用來(lái)實(shí)現(xiàn);其次是抑制微生物,主要通過(guò)控制腐敗菌的生長(zhǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn);第三,減少內(nèi)部水分蒸發(fā),主要通過(guò)對(duì)環(huán)境相對(duì)濕度的控制和細(xì)胞間水分的結(jié)構(gòu)化來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1.1 1-MCP處理
1-甲基環(huán)丙烯(1-methylcyclopropene,1-MCP)能明顯延緩躍變型果蔬的后熟與植物組織的衰老,但對(duì)非躍變型果蔬的影響和作用卻有所不同。在果蔬儲(chǔ)存期間,1-MCP被用來(lái)維持其品質(zhì),而劑量與果蔬種類有差異。
番石榴采后用1-MCP處理,能延緩果實(shí)成熟,減少可溶性固形物、可滴定酸及VC含量的損失。無(wú)論是冷藏還是常溫條件下均能延長(zhǎng)貨架期、維持良好的品質(zhì)[9],但在商業(yè)應(yīng)用中達(dá)不到實(shí)驗(yàn)室的效果。Massolo J F等[10]用1-MCP對(duì)茄子進(jìn)行處理,能有效減小貯藏期間損傷,色澤、水分變化小,總酚積累降低,PAL、PPO、POD等酶活力顯著降低從而起到延緩衰老的作用。Yan Su-cheng等[11]研究了1-MCP與高溫對(duì)果蔬成熟度的影響,1-MCP處理對(duì)果蔬的成熟度控制明顯優(yōu)于高溫下抑制乙烯信號(hào)基因的表達(dá),歸因于果蔬局部成熟延緩異常所致。Elizabeth B等[12]選擇食用成熟度的番茄,用200~500nL/L范圍的1-MCP處理后,貯藏在13℃下,可延長(zhǎng)其貨架期4~5d。在桃的成熟和貯藏期間,1-MCP處理能有效延緩其成熟[13]。Wang Baogang等[4]用1-MCP和外源乙烯對(duì)芒果乙烯的合成進(jìn)行調(diào)控,1-MCP不僅能抑制乙烯誘導(dǎo)劑還直接或間接的保護(hù)活性氧化物系統(tǒng),活性氧化物和抗氧化劑效果的差異與H2O2和抗壞血酸的代謝有關(guān)聯(lián)。0℃貯藏期間,1-MCP處理可有效延緩黑莓果實(shí)可溶性固形物含量、果實(shí)色澤L*、a*、b*值以及脂氧合酶活性的升高、降低膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛的積累,推遲總還原能力和花青素含量的上升[14]。
1.2 熱處理
熱處理是將采后的果蔬置于適當(dāng)?shù)臏囟忍幚硪欢螘r(shí)間,殺死或抑制病原菌的活力,降低某些與生理代謝相關(guān)酶的活性,減少果蔬采后腐爛,以延長(zhǎng)果蔬的保鮮期來(lái)達(dá)到貯藏保鮮目的的方法,其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。
Patricia L S等[15]通過(guò)對(duì)胡蘿卜、西蘭花、番茄進(jìn)行機(jī)械和熱處理,熱處理和機(jī)械處理對(duì)不同蔬菜微細(xì)胞機(jī)構(gòu)和流體性質(zhì)的影響各不相同,在低溫高壓條件下破壞胡蘿卜和西蘭花,會(huì)使細(xì)胞壁發(fā)生破壞;直接使用機(jī)械破裂番茄會(huì)導(dǎo)致其單細(xì)胞破壞,在低壓下用熱破壞會(huì)得到很高的粘度值,均質(zhì)后胡蘿卜、西蘭花的細(xì)胞機(jī)構(gòu)緊密,而番茄細(xì)胞分散,這就正好解釋破碎后的漿體的漲縮。Wang Kaituo等[16]用48℃熱氣處理3h與含Ag和TiO2納米包裝聯(lián)合處理比單一的熱空氣處理及納米包裝對(duì)中國(guó)楊梅采后綠霉和自然腐敗抑制要好。用500mL/L乙醇熏蒸與熱空氣聯(lián)合處理對(duì)由Verticicladiella abietina、桔青霉及綠色木霉等致病菌導(dǎo)致的腐敗和發(fā)病率有效降低,對(duì)孢子和細(xì)菌的體外生長(zhǎng)的抑制比單獨(dú)使用乙醇熏蒸或熱空氣處理的效果顯著,同時(shí)能降低楊梅的自然腐敗和微生物病害,而不影響果品的質(zhì)量[17]。熱處理的溫度對(duì)番茄采后效果的影響隨成分發(fā)生變化,36~39℃組織開始破壞,菌絲生長(zhǎng)活躍,38~39℃損傷范圍增大,只有在處理期間設(shè)置一個(gè)確定的溫度可以得到理想的熱處理效果[18]。Nobile M A D等[19]通過(guò)乙醇、熱水、氯化物及包裝材料等對(duì)食用葡萄進(jìn)行研究,由于乙醇處理能有效降低致病菌濃度而又不影響包裝產(chǎn)品的呼吸作用而最有效。熱蒸汽處理10s可以明顯抑制貯藏期間果實(shí)花青素積累,降低果實(shí)失重率、腐爛指數(shù)和呼吸速率,維持較高的SOD活性,降低LOX、纖維素酶活性、超氧陰離子產(chǎn)生速率和MDA含量,明顯延長(zhǎng)了果實(shí)貯藏時(shí)間。處理20~40s的果實(shí)受到熱傷害,影響了果實(shí)的外觀品質(zhì),甚至縮短了果實(shí)貯藏壽命[20]。桃、油桃采后在48℃的熱水中分別浸泡12、6min,貯藏期間能夠有效控制其采后褐變腐爛,溫度過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致風(fēng)味改變[21]。
1.3 預(yù)冷處理
預(yù)冷處理(Precooling Treatment)是將準(zhǔn)備冷藏、冷運(yùn)的果實(shí)在采收后立即進(jìn)行冷卻處理,以減少果實(shí)在田間受熱時(shí)間。預(yù)冷要求達(dá)到的溫度,一般略高于該果實(shí)冷藏最適溫度。具有冷卻速度快、效果均勻、能耗低、產(chǎn)品不會(huì)受到污染等特點(diǎn)。真空預(yù)冷是將被采摘后的物料放在真空室內(nèi),通過(guò)抽真空,使物料內(nèi)部的水分迅速蒸發(fā),由于水分的蒸發(fā)吸熱導(dǎo)致物料本身溫度下降(一般在0~10℃)。
劉芬等[22]對(duì)冷藏保鮮青花菜進(jìn)行真空預(yù)冷處理,能抑制其呼吸速率、乙烯釋放量,失重率、葉綠素及VC的損失減少,感官得到明顯改善。預(yù)冷可有效提高黑莓總還原能力,推遲可溶性固形物、果實(shí)色澤L*、a*、b*值的升高、延緩LOX活性、花青素含量上升,但對(duì)MDA含量具有誘導(dǎo)作用[14]。適當(dāng)?shù)念A(yù)冷處理可保持青椒的品質(zhì),如硬度、脆性、咀嚼度、色澤等,同時(shí)能保持較高的抗壞血酸含量。冷處理過(guò)的青椒有著較低的呼吸強(qiáng)度、過(guò)氧化物酶(POD)活性和MDA含量[23]。在低溫儲(chǔ)存期間(5℃),抗蒸騰劑的應(yīng)用可增強(qiáng)甜椒的硬度,當(dāng)總酚、過(guò)氧化氫酶和抗壞血酸過(guò)氧化酶增加,過(guò)氧化反應(yīng)下降時(shí),尿素可以維持甜椒的色澤,對(duì)氨基酸釋放的影響較小[24]。Mauro J等[25]對(duì)甜栗子冷浴處理,雖有不需要特殊設(shè)備即可達(dá)到處理最大化的優(yōu)點(diǎn),但存在占用空間大,甜味、芳香物質(zhì)減少,失去光澤,不能保證昆蟲完全被殺死等缺陷。
1.4 臭氧處理
臭氧作為一種高效安全、無(wú)殘留、廣譜可靠的果蔬防腐保鮮劑,不僅具有強(qiáng)殺菌性,還可降解果蔬表面農(nóng)藥殘留、殺蟲劑,且對(duì)果蔬發(fā)育、成熟、衰老等代謝過(guò)程也有影響。
朱東興等[26]用不同濃度、時(shí)間臭氧對(duì)南方產(chǎn)區(qū)鮮食葡萄進(jìn)行處理,不同臭氧處理均顯著抑制了冷藏期漿果的腐爛率(p<0.05),不同程度降低了其落粒率,有效延長(zhǎng)了果實(shí)貯藏壽命最高可達(dá)2倍以上(p<0.05)。臭氧水有顯著的殺菌作用和保鮮效果,且臭氧濃度越高,處理時(shí)間越長(zhǎng),殺菌和保鮮效果越好。臭氧水冷激處理冬棗可保持其的硬度,抑制其轉(zhuǎn)紅及酒軟,使棗果保持較好的外觀色澤;同時(shí),還可以有效抑制冬棗可滴定酸含量和VC含量的下降,保持了其貯藏期的品質(zhì),延緩其衰老速率[27]。采用6mg/L的臭氧對(duì)花蛤進(jìn)行處理15min,殺菌率達(dá)到92.0%,能減緩花蛤保藏期間感官質(zhì)量變化,延長(zhǎng)保藏期限[28]。
1.5 鈣處理
鈣離子在植物生長(zhǎng)發(fā)育、成熟衰老等生理生化方面具有重要作用,已被廣泛應(yīng)用在果實(shí)采后貯藏過(guò)程中,鈣還是一種符合綠色環(huán)保要求的保鮮處理劑。一般認(rèn)為鈣具有維持細(xì)胞壁、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)及功能,調(diào)節(jié)控制離子環(huán)境與酶活性等生理功能,可保持果實(shí)的硬度,延緩后熟衰老,降低腐爛率等。
Chen Fusheng等[29]用CaCl2對(duì)草莓進(jìn)行處理研究,CaCl2通過(guò)加強(qiáng)三種果膠離子耦合作用使果膠的降解得到延緩,特別是CSP(金屬離子螯合果膠)和SSP(碳酸鈉鹽果膠)側(cè)鏈的修飾導(dǎo)致草莓軟化,從而延長(zhǎng)采后草莓的貨架期。CaCl2處理能明顯減緩番茄果實(shí)中可滴定酸、VC含量及含水量的降低,維持較高的CAT活性,延長(zhǎng)其貯藏期,起到較好的保鮮效果[30]。適當(dāng)濃度(3%)的鈣處理可有效改善豐水梨的保鮮效果,降低果實(shí)的呼吸強(qiáng)度與爛果率,延緩梨果實(shí)的生理生化變化[31]。果樹枝葉修剪與采后鈣處理相結(jié)合可以降低蘋果苦心病的發(fā)病率[32]。采后番茄用200ppm的氯化鈣溶液浸泡5min后包裝在帶有小孔的聚乙烯袋里,貯藏在20~25℃、相對(duì)濕度70%~90%條件下,可從根本上降低腐敗率和失重率,同時(shí)也顯著減緩總固形物、總糖、還原糖、VC及胡蘿卜素含量等成分的變化,貨架期由無(wú)處理的7d延長(zhǎng)到17d[33]。
1.6 靜電處理
利用靜電可對(duì)作物的種子進(jìn)行分選和處理,促進(jìn)其生長(zhǎng);對(duì)植株進(jìn)行靜電噴霧,可以提高農(nóng)藥的利用率和病蟲防治效果,減少環(huán)境污染;對(duì)農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行靜電加工處理,可以滿足人們生產(chǎn)、生活的需要。
靜電噴霧殺蟲不僅用于田間作物、果樹等農(nóng)作物的保護(hù),而且在對(duì)真菌、微生物、植物病毒、雜草等引起植物衰弱、病變的植物保護(hù)中發(fā)揮很大的作用。表面涂敷是利用高壓靜電場(chǎng)使荷電顆粒在電場(chǎng)力的作用下,定向漂移并沉積在農(nóng)產(chǎn)品表面形成均勻的涂膜。靜電涂敷也在食品加工中維生素、甜料和特殊香料的添加過(guò)程中得到了應(yīng)用。國(guó)內(nèi)外有關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果都表明,靜電涂敷保鮮技術(shù)對(duì)蘋果、紅薯、黃瓜、番茄、香蕉等農(nóng)產(chǎn)品的保鮮效果是非常明顯的[34]。Law S E等[35]研究了空氣輔助靜電噴霧在香蕉采后病原菌控制中的應(yīng)用,在疾病多發(fā)的區(qū)域進(jìn)行噴霧與不噴霧對(duì)照實(shí)驗(yàn),靜電噴霧比傳統(tǒng)液壓噴霧的效果好,即經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。
1.7 輻射處理
輻照條件對(duì)果蔬保鮮效果有顯著影響。在強(qiáng)光條件下的腐爛速率較弱光和黑暗條件下明顯偏高。在黑暗和弱光條件下失水率比強(qiáng)光下平均低10%~30%[36]。因?yàn)樵趶?qiáng)光條件下,植物的氣孔張開,水分通過(guò)氣孔蒸騰作用大量散失,造成細(xì)胞膨壓下降、體表皺縮、萎蔫、水解酶活動(dòng)旺盛,大量水解造成細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞,最終導(dǎo)致蔬菜硬度下降,萎蔫腐爛,食用品質(zhì)降低。因此,果蔬產(chǎn)品在貯藏保鮮過(guò)程中應(yīng)盡可能避免光照。謝晶等[37]將弱光光源引入冷藏中,使果蔬在貯藏的同時(shí)還在進(jìn)行光合物質(zhì)積累,達(dá)到既保持果蔬的良好品質(zhì),又延長(zhǎng)其貨架壽命的目的。
Jagadeesh S L等[38]用紫外燈對(duì)番茄進(jìn)行輻射處理,對(duì)其抗氧化成分的的影響有較大差異,番茄紅素在采后處理和貯藏期間都較低,對(duì)番茄的總酚、VC有積極影響,紫外處理后保藏20d比7d成熟的番茄有較高的抗氧化成分。由于越橘有相對(duì)較厚的皮和蠟層能忍受紫外輻照,在越橘成熟中導(dǎo)致的病害是主要的,2J/m2劑量的輻照是能有效減少成熟腐爛率,對(duì)抗氧化劑的活性的影響與其品種有關(guān)[39]。磁場(chǎng)強(qiáng)度為4.22A/m的交變磁場(chǎng)對(duì)草莓處理后,腐爛率明顯降低,其可溶性糖含量、pH及呼吸速率比對(duì)照組的降低幅度小;VC含量比對(duì)照組大,外觀也最佳[40]。果蔬在磁場(chǎng)輻射作用下其失水率降低、VC和Fe損失減小[41]。
2.1 天然植物提取物的保鮮技術(shù)
生產(chǎn)實(shí)踐和科學(xué)研究表明植物提取物中含有抑制病原微生物的成分,具有良好的天然殺菌作用,對(duì)人體和環(huán)境不會(huì)造成危害,增加了果蔬食用的安全性,減少了廢棄物的處理,人們提出了利用植物中的抗菌物質(zhì)對(duì)果蔬采后病害生物防治的設(shè)想并進(jìn)行了大量研究,并且在果蔬保鮮上也取得了很好的效果[42]。其中從人們食用的中藥和香辛料中提取天然防腐保鮮劑,被認(rèn)為是食品添加劑研究領(lǐng)域最有前景的發(fā)展方向,是開發(fā)新型高效果蔬生物防腐保鮮劑的重要途徑。
許多植物都具有一定的抗菌、殺蟲能力,從植物中提取的殺蟲劑已經(jīng)在生產(chǎn)中大量應(yīng)用,人們對(duì)果蔬采后保鮮中主要病原菌具有較強(qiáng)抑制作用的植物研究遵守藥食同源的原則進(jìn)行篩選,因此主要集中于天然香辛料和一些中草藥,包括蕓香科的檸檬、柑橘類、橙類,樟科的肉桂、月桂,桃金娘科的丁香、眾香,唇形科的百里香、迷迭香、薄荷等,百合科的洋蔥、大蒜,姜科的高良姜、姜,肉豆蔻科的肉豆蔻,胡椒科的胡椒、花椒,茄科的辣椒、山雞椒等和本科的香茅、芳香草等[43]。未成熟的葡萄汁作為可選的抑菌劑來(lái)加強(qiáng)色拉菜的安全性[44],香芹酚在葡萄保鮮中作為抑制真菌新物質(zhì)[43],柏樹干果提取物在食品保鮮劑行業(yè)是天然抗氧化劑很有潛力天然資源[45]。MarandiR J等[46]從Thymus kotschyanus和Carum copticum提取的精油在體外對(duì)食用葡萄采后病原菌菌絲的生長(zhǎng)有抑制效果,由于其安全性可被用作鮮食葡萄新的抑菌劑。代亨燕等[47]采用丁香、花椒、大蒜、生姜4種天然香辛料精油,通過(guò)微膠囊技術(shù)分別制成揮發(fā)性保鮮劑,讓其揮發(fā)性釋放于黃瓜表面,于常溫(25±5)℃條件下貯藏30d,定期測(cè)定黃瓜的腐爛率、失重率、呼吸強(qiáng)度、總糖和葉綠素含量并觀察其變化規(guī)律。4種天然香辛料精油制成的保鮮劑對(duì)黃瓜都有顯著的保鮮效果,其中,用丁香精油制成的保鮮劑保鮮效果最好,花椒次之,大蒜保鮮效果最差。鐘業(yè)俊等以“圣女”小番茄為試材,研究復(fù)配保鮮劑OAA-7(由天然有機(jī)酸和助劑活化配伍的有機(jī)食品防腐劑)在番茄中的應(yīng)用效果。把番茄浸漬500~750mg/kg OAA-7溶液5~ 10min可在一定程度上抑制番茄腐爛,保持番茄硬度,防止VC被氧化和還原糖損失。
2.2 天然多糖涂膜保鮮
天然多糖涂膜保鮮是將多糖物質(zhì)制成適當(dāng)濃度的溶液,通過(guò)浸漬、噴灑、涂布等方法在果蔬表面形成透明或半透明膜。這類薄膜具有可選擇的透氣性、較低的透水性,能阻隔外界環(huán)境的有害影響,不僅控制了膜形成的微環(huán)境中的氣體濃度,使果實(shí)采后的呼吸強(qiáng)度下降,延緩果蔬的衰老,而且可減少果實(shí)在貯藏期內(nèi)水分的散失,防止果蔬的病菌感染,從而達(dá)到延長(zhǎng)保存期的目的。此外,由于多糖本身具有膠凝特性和特殊的生理活性,這類膜還可作為抗菌防霉的活性成分的載體植物結(jié)構(gòu)抗病性的誘導(dǎo)劑[48]。
王明力等[49]采用納米SiOx對(duì)殼聚糖進(jìn)行改性得到的復(fù)合涂膜對(duì)金秋梨進(jìn)行保鮮效果研究,殼聚糖納米SiOx復(fù)合膜(CTS-SiOx)與殼聚糖單膜(CTS)相比,其水蒸氣透過(guò)率下降35%、氧氣透過(guò)率下降21%,復(fù)合涂膜抗菌效果明顯,室溫下金秋梨保鮮時(shí)間由20d延長(zhǎng)至60d,好果率達(dá)到80%。Duan Jingyun等[50]先用酸液清洗草莓再進(jìn)行水溶性殼聚糖涂膜,在室溫下貯藏,能有效降低其腐敗率,森柏爾保鮮劑能有效減少失重,酪蛋白鈣涂膜能延緩成熟提高硬度,殼聚糖涂膜能有效減少果實(shí)周圍霉菌的生長(zhǎng)。Devlieghere F等[51]實(shí)驗(yàn)說(shuō)明殼聚糖對(duì)低蛋白及NaCl食品具有抗菌性保鮮效果,果蔬正是這一類,把萵苣和草莓放在殼聚糖-乳酸/乳酸鈉溶液中浸泡,表現(xiàn)出較好的抗菌活性,但處理過(guò)的萵苣產(chǎn)生苦味而不宜使用。
2.3 其他天然保鮮技術(shù)
上世紀(jì)九十年代,美國(guó)的Monsanto化學(xué)公司成功研制出一種新型高效多功能果蔬保鮮劑—雪鮮(Snow Fresh),英國(guó)森柏生物工程公司研制出一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒、無(wú)污染、無(wú)副作用的可食性果蔬保鮮劑—森柏保鮮劑(Semper Fresh),德國(guó)科學(xué)家從天然巖鹽層的巖石中提出一種白色粉末的天然保鮮劑,含大量的鈣、磷、鎂、鈉、錳等金屬鹽類,其中鈣達(dá)鈣達(dá)37.2%[8]??寡趸远嚯膶?duì)柑橘不同青霉屬的殺菌能力有顯著差異,可有效延緩微生物導(dǎo)致的腐敗。同時(shí)也強(qiáng)調(diào)作為特定肽來(lái)源的短暫色氨酸和親水性AMP的富集對(duì)采后植物真菌病原體有潛在的抑制效果[52]。
目前,雖研制出多種果蔬采后處理方法和天然保鮮劑,在實(shí)踐應(yīng)用中也取得了一定的效果,但仍存在諸多問(wèn)題,如:a.在天然保鮮技術(shù)中,大多是針對(duì)食品加工業(yè)中的細(xì)菌、酵母菌等微生物來(lái)篩選抑菌劑,且單一微生物在培養(yǎng)基中進(jìn)行實(shí)驗(yàn),然而果蔬腐敗是由多種病原菌共同作用的結(jié)果,對(duì)各類果蔬病變微生物及其特性加以研究,再根據(jù)具體果蔬病原微生物、抗菌特性及營(yíng)養(yǎng)成分篩選適宜的復(fù)合抑菌劑及應(yīng)用技術(shù)條件進(jìn)行的研究比較少;b.導(dǎo)致果蔬腐敗變質(zhì)的因素很多,但在研究天然保鮮技術(shù)時(shí),根據(jù)果蔬采后特性進(jìn)行適宜處理與天然保鮮劑相結(jié)合的研究卻很少;c.由于天然抑菌劑的安全性較高,評(píng)價(jià)指標(biāo)大多數(shù)是好果率、失重率、呼吸強(qiáng)度等,缺乏風(fēng)味、新鮮度、成熟度、口感、色澤等綜合性評(píng)價(jià)指標(biāo);d.天然抑菌劑的抑菌機(jī)理尚不清晰、有效成分結(jié)構(gòu)難以確定、提取成本較高,這大大限制了天然抑菌劑的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和化學(xué)仿合成的研究;e.化學(xué)保鮮技術(shù)已有丸狀或片狀固體保鮮劑,天然固體保鮮劑尚處在實(shí)驗(yàn)研究階段,實(shí)際應(yīng)用還在進(jìn)行探索實(shí)驗(yàn)。由于天然固體保鮮劑的安全性和便捷性,能均勻揮發(fā)出抑菌和抑制成熟氣份的天然固體保鮮劑將是未來(lái)的發(fā)展方向。隨著果蔬保鮮技術(shù)的進(jìn)一步深入研究,天然抑菌劑、抗成熟劑與果蔬特定的生理生化相結(jié)合技術(shù)在果蔬保鮮上應(yīng)用的研究將具有重要意義。
[1]Paliyath G.Postharvest biology and technology of fruits,vegetables,and flowers[M].Witerwoof Inc,2008:5.
[2]日磊.我國(guó)每年果蔬產(chǎn)后損失千億元[N].四川農(nóng)村日?qǐng)?bào),2010-9-3.
[3]王瑾,陳均志,劉毅,等.殼聚糖及其衍生物作為果蔬保鮮劑和食品助劑的究進(jìn)展及應(yīng)用[J].食品工業(yè)科技,2009,30(6):388-391.
[4]Wang Baogang,Wang Jianhui,F(xiàn)eng Xiaoyuan,et al.Effects of 1-MCP and exogenous ethylene on fruit ripeningand antioxidants in stored mango[J].Plant Growth Regul,2009,57(2):185-192.
[5]Deng Yun,Zhu Liwei,Luo Wen.Effects of chitosan-beewax composite coating on physiology and quality of frozen yellowflesh peach[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2010,26(4):368-374.
[6]王昕,李建橋,任露泉.果蔬可食涂膜保鮮的應(yīng)用和發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2004,20(2):284-287.
[7]吳斌,鐘梅,王智榮,等.固體ClO2保鮮劑的研制及應(yīng)用[J].食品科學(xué),2010,31(8):294-396.
[8]Gao Haisheng,Shi Pengbao,Zhao Yuhua.Advance in studies on natural preservatives for fruits and vegetables[J].Computer and Computing Technologies in Agriculture II,2009(3):1655-1669.
[9]Singh S P,Pal R K.Response of climacteric-type guava(Psidium guajava L.)to postharvest treatment with 1-MCP[J]. Postharvest Biology and Technology,2008,47(3):307-314.
[10]Massolo J F,Concellon A,Chaves A R,et al.1-Methylcyclopropene(1-MCP)delays senescence,maintains quality and reduces browning of non-climacteric eggplant(Solanum melongena L.)fruit[J].Postharvest Biology and Technology,2011,59(1):10-15.
[11]Yan Su-cheng,Chen Jian-ye,Yu Wei-min,et al.Expression of genes associated with ethylene-signalling pathway in harvested banana fruit in response to temperature and 1-MCP treatment[J]. J Sci Food Agric,2011,91(4):650-657.
[12]Elizabeth B,Anne P,Jan N,et al.Effect of 1-methylcyclopropene on tomato flavour components,shelf life and decay as influenced by harvestmaturity and storage temperature [J].J Sci Food Agric,2011,91(6):969-980.
[13]Ziosi V,Bregoli A,F(xiàn)iori G,et al.1-MCP effects on ethylene emission and fruit quality traits of peaches and nectarines[C]. Advances in Plant Ethylene Research,2007,(4):167-174.
[14]趙茜,王友升,王郅媛,等.1-MCP和真空預(yù)冷對(duì)“三冠王”黑莓果實(shí)貯藏效果及活性氧代謝的影響[J].食品科學(xué),2010,31(18):405-410.
[15]Patricia L S,Jaap N,Han C G B.Effect of mechanical and thermal treatments on the microstructure and rheological properties of carrot,broccoli and tomato dispersions[J].J Sci Food Agric,2011,91(2):207-217.
[16]Wang Kaituo,Jin Peng,Shang Haitao,et al.A combination of hot air treatment and nano-packing reduces fruit decay andmaintains quality in postharvest Chinese bayberries[J].J Sci Food Agric,2010,90(14):2427-2432.
[17]Wang Kaituo,Jin Peng,Tang Shuangshuang,et al.Improved controlofpostharvestdecay in Chinese bayberriesby a combination treatment of ethanol vapor with hot air[J].Food Control,2011,22(1):82-87.
[18]Lu J,Toussaint V,Charles M T,et al.Effect of heat treatment uniformity on the control of botrytis cinerea on harvested tomato [J].Transactions of the ASABE,2009,52(1):201-211.
[19]Nobile M A D,Sinigaglia M,Conte A,et al.Influence of postharvest treatments and film permeability on quality decay kinetics of minimally processed grapes[J].Postharvest Biology and Technology,2008,47(2):389-396.
[20]杜正順,鞏惠芳,汪良駒,等.貯前熱蒸汽處理對(duì)草莓果實(shí)保鮮效應(yīng)的研究[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009,32(4):37-42.
[21]Tomislav J,Dario I,Goran F,et al.Reduction of postharvest decay of peach and nectarine caused by monilinia laxa using hot water dipping[J].Food and Bioprocess Technology,2011,4(1):149-154.
[22]劉芬,張愛(ài)萍,劉東紅.真空預(yù)冷處理對(duì)青花菜貯藏期間生理活性的影響[J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2009,40(10):106-110.
[23]唐文,吳穎,劉玉仙.驟冷處理對(duì)青椒采后生理及品質(zhì)的影響[J].食品工業(yè)科技,2010,31(5):321-323,398.
[24]Paula C C,F(xiàn)rancisco M D A.Effects of postharvest treatments on fruit quality of sweet pepper at low temperature[J].J Sci Food Agric,2010,90(15):2716-2722.
[25]Mauro J,Marco C,Thomas N S,et al.Influence of fruit treatments on perishability during cold storage of sweet chestnuts [J].J Sci Food Agric,2006,86(6):877-885.
[26]朱東興,杭夫梅,李娜,等.臭氧在鮮食葡萄無(wú)硫貯藏中的保鮮效果[J].食品工業(yè),2010,(2):21-23.
[27]楊曉光,張子德,劉曉軍,等.臭氧水冷激處理對(duì)冬棗保鮮品質(zhì)的影響[J].食品科技,2009,34(10):28-31.
[28]袁勇軍,陳偉,蔣海霞.臭氧水處理與低溫保藏對(duì)花蛤保鮮效果研究[J].食品科技,2010,35(6):70-73.
[29]Chen Fusheng,Liu Hui,Yang Hongshun,et al.Quality attributes and cell wall properties of strawberries(Fragaria annanassa Duch.)under calcium chloride treatment[J].Food Chemistry,2011,126(2):450-459.
[30]陳莉,郝浩永,程朝霞,等.采后氯化鈣處理對(duì)番茄生理的影響[J].長(zhǎng)江蔬菜,2009(8):27-29.
[31]吳愛(ài)現(xiàn),周莎莎,張晶,等.不同濃度鈣處理對(duì)豐水梨保鮮效果的影響[J].北方園藝,2010(1):193-195.
[32]Guerra1 M,Casquero P A.Postharvest calcium treatment to improve storability of high quality apple cv.‘Reinette du Canada’[J].Food Sci Tech Int,2010,16(4):343-350.
[33]T aa N,Mm M,M A H,et al.Effect of postharvest treatment on shelf life and quality of tomato[J].Bangladesh J Agril Res, 2008,33(3):579-585.
[34]孫鐵雷,王順喜.靜電技術(shù)在農(nóng)業(yè)工程中的應(yīng)用[J].農(nóng)機(jī)化研究,2006(6):183-186.
[35]Law S E,Steven C C.Air-assisted electrostatic sprays for postharvest control of fruit and vegetable spoilage microorganisms [J].IEEE Transactions on Industry Applications,2001,37(6):1597-1602.
[36]閔錦忠,王傳海,何都良.微氣象條件對(duì)蔬菜保鮮效果的影響[J].中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào),2004,20(10):250-252.
[37]謝晶,蔡楠,韓志.弱光照射對(duì)果蔬冷藏品質(zhì)的影響[J].食品科學(xué),2008,29(3):471-474.
[38]Jagadeesh S L,Charles M T,Gariepy Y,et al.Influence of postharvest UV-C hormesis on the bioactive components of tomato during post-treatment handling[J].Food and Bioprocess Technology,2011,4(8):1463-1472.
[39]Penelope P V,Julie K C,Luke H.Blueberry fruit response to postharvest application of ultraviolet radiation[J].Postharvest Biology and Technology,2008,47(3):280-285.
[40]高夢(mèng)祥,王春萍.交變磁場(chǎng)對(duì)草莓保鮮效果的影響[J].食品研究與開發(fā),2010,31(1):155-158.
[41]張武杰,李保國(guó),張毅等.磁場(chǎng)在果蔬冷藏保鮮中的應(yīng)用研究[J].食品科學(xué),2007,28(5):335-338.
[42]Deng Yun,Zhu Liwei,Luo Wen.Effects of chitosan-beewax composite coating on physiology and quality of frozen yellowflesh peach[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2010,26(4):368-374.
[43]Karapinar M,Sengun,I Y.Antimicrobial effect of koruk juice against Salmonella typhimurium on salad vegetables[J]. Food Control,2007,18(6):702-706.
[44]Martinez-Romero D,Guillen F,Valverde J M,et al.Influence of carvacrol on survival of Botrytis cinerea inoculated in table grapes[J].Int J Food Microbiol,2007,115(2):144-148.
[45]Marandi R J,Hassani A,Youbert G,et al.Improving postharvest quality of table grape cv.“Rish Baba”using Thymus Kotschyanus and Carum Copticum Essential Oils[J].Journal of Food Safety,2011,31(1):132-139.
[46]Mehmet O,IbrahimT,Aysel U,et al.Evaluation of fruit extracts of six Turkish Juniperus species for their antioxidant,anticholinesterase and antimicrobial activities[J].J Sci Food Agric,2011,91(5):867-876.
[47]代亨燕,劉春梅,譚書明.四種蔬菜固體保鮮劑對(duì)黃瓜的保鮮效果研究[J].食品科學(xué),2010,31(14):299-304.
[48]Entsar I R,Mohamed E-T B,Christian V S,et al.Chitosan as antimicrobial agent:Applications and mode of action[J]. Biomacromolecules,2003,4(6):1457-1465.
[49]Wang Ming-li,Tao Xi-qin,Shen Dan,et al.Study on chitosan modified and its application in fresh-keeping of Jinqiu pear[J]. Food Science,2008,29(4):435-438.
[50]Duan Jingyun,WuRuyi,Strik B C,et al.Effect of edible coatings on the quality of fresh blueberries(Duke and Elliott)under commercial storage conditions[J].Postharvest Biology and Technology,2011,59(1):71-79.
[51]Devlieghere F,Vermeulen A,Debevere J.Chitosan:antimicrobial activity,interactions with food components and applicability as a coating on fruit and vegetables[J].Food Microbiology,2004,21(6):703-714.
[52]Alberto M,Belen L G,Josef M.Comparative study of antimicrobial peptides to control citrus postharvest decay caused by penicillium digitatum[J].J Agric Food Chem,2007,55(20):8170-8176.
Study progress in postharvest handling and natural preservation technology for fruits and vegetables
XIE Guo-fang1,2,TAN Shu-ming3,*,WANG Bei-bei1,2,LONG Ming-xiu3
(1.Guizhou Province Key Laboratory of Fermentation Engineering and Biological Pharmacy,Guiyang 550025,China;2.College of Chemistry and Chemical Engineering,Guizhou University,Guiyang 550025,China;3.College of Life Science,Guizhou University,Guiyang 550025,China)
The pretreatment methods were discussed,including,1-MCP treatment,heat treatment,cooling treatment,ozone treatment,calcium treatment,electrostatic treatment,and radiation.The application of natural plant extracts,natural polysaccharide and other natural preservation technology were summaried.Some new natural preservation technology were prospected.Based on the physiological and biochemical characteristics of fruits and vegetables,combination appropriate postharvest treatment with the natural preservation was the trend for natural preservation technology in the future.
fruit and vegetable;postharvest treatment;natural preservation technology;study progress
TS255.1
A
1002-0306(2012)14-0421-06
2011-10-20 *通訊聯(lián)系人
謝國(guó)芳(1987-),男,碩士研究生,主要從事食品資源利用研究。
貴陽(yáng)市農(nóng)業(yè)公關(guān)項(xiàng)目(2009筑科農(nóng)合字4-024);貴州省農(nóng)業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目(黔科合NY字[2010]3018號(hào))。