果蔬保鮮方法概述

馬修鈺　王建清　王玉峰　王猛　許亞寧

（天津科技大學包裝與印刷工程學院，天津300222）

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果蔬保鮮方法概述

馬修鈺王建清王玉峰王猛許亞寧

（天津科技大學包裝與印刷工程學院，天津300222）

摘要：隨著人們生活水平的提高，對新鮮、高質量和高營養(yǎng)食物需求的不斷增加，推動了新鮮果蔬貯藏方法的發(fā)展。本文從采后處理、低溫保鮮、氣調保鮮、化學保鮮、涂膜保鮮、輻照保鮮及生物制劑保鮮等七個方面介紹了國內外果蔬保鮮技術。

關鍵詞：果蔬；貯藏；保鮮方法

人們對果蔬的需求連年增高，但是隨著我國農業(yè)結構的整合，果蔬行業(yè)成長較為迅猛，市場來源充沛，許多果蔬品種已由供給不足發(fā)展到相對過量[1]。每年由于保鮮不當致使果蔬腐爛而造成的損失已不容忽視。為了挽回當前局面，我們應積極尋找、開發(fā)新的果蔬保鮮技術，以維持果蔬貯存期間的價值[2,3]。

國內外的專家學者通過長期的研究已經得出影響果蔬貯存的環(huán)境因素：溫濕度，低氧、高二氧化碳、無菌的環(huán)境，減少外源或內源乙烯的生成與接觸。目前，常用的冷藏保鮮法、氣調保鮮法、輻射保鮮法和保鮮膜保鮮法也都是通過改變環(huán)境條件和對果實本身做出防護措施來提高果蔬的耐貯性，以達到延長其貨架壽命的目的。

1　果蔬保鮮機理

采摘后，果蔬仍然是一個活的有機體，在儲存過程中，其呼吸作用產生的大量熱量若不及時去除，會使貯存環(huán)境溫度升高，致使果蔬新陳代謝加快，加速其內部營養(yǎng)物質的消耗，從而導致果蔬的快速衰老及品質降低。同時，剛采摘的新鮮果蔬水分含量較高，但在貯存過程中由于自身的呼吸作用及貯存環(huán)境的影響，果蔬中的水分會逐漸散失，導致果蔬萎蔫，如果不能及時阻止果蔬水分的散失，將導致其品質的降低[4]。

基于以上果蔬的采后生理及貯存特點，果蔬的保鮮機理為：

1）控制果蔬貯存環(huán)境的溫度

2）控制果蔬貯存環(huán)境中O2和CO2的濃度，及時排除果蔬在包裝貯存過程中釋放的乙烯、乙醇等氣體。

3）控制果蔬包裝貯存環(huán)境的相對濕度。貯存環(huán)境的相對濕度不宜過大，否則會導致果蔬遭病菌侵染并發(fā)霉腐爛變質。大部分果蔬最適宜貯存的相對濕度為70%～95%，貯存在此相對濕度環(huán)境下，可減少果蔬水分的散失，保證果蔬的新鮮度。

控制果蔬的保鮮。首先要控制呼吸代謝，減緩衰老進程，一般通過控制貯藏環(huán)境溫度和氣體成分來實現(xiàn)；其次是抑制微生物腐敗菌的生長，通過控制貯藏環(huán)境條件和殺菌劑應用來實現(xiàn)；第三，減少內部水分蒸發(fā)，主要通過對環(huán)境相對濕度的控制和細胞間水分的結構化來實現(xiàn)。

2　果蔬保鮮方法

2.1采后處理

果蔬進行采后預處理再貯藏，對延長保鮮周期具有積極意義。采后預處理包括：預熱處理、預冷處理和間歇變溫處理等方式。

采后熱處理主要是通過熱水處理（浸泡、淋洗、熱蒸汽等）或熱空氣處理等處理方式，在適當的高溫下一定時間內對果實進行處理，以減少病蟲害、鈍化與衰老有關的酶、提高對致病菌的抗性、延緩品質下降及衰老進程。熱處理方式、處理溫度、處理時間以及果蔬品種等都是重要的影響保鮮效果的因素。鞏惠芳等[4]研究認為，4℃冷藏前，以40℃熱空氣預處理草莓30min，能夠延緩果實硬度的下降。Garcia等[5]用不同溫度熱水處理接種了灰霉的草莓，結果顯示在一定范圍內溫度越高對灰霉的抑制效果越好。

采后預冷處理是將果蔬在貯藏前低溫處理一段時間，迅速去除田間熱，降低呼吸強度。適當的預冷處理可以抑制致病微生物的生長繁殖、抑制代謝相關的酶活性，從而延緩果實衰老，最大限度地保持果蔬新鮮度和品質。對于軟嫩多汁且貨架壽命短的果蔬，最好在產地進行采后預冷處理。采用逐步升、降溫或變溫貯藏、化學藥劑處理等措施能夠防止低溫保鮮對水果造成的傷害并且能最大限度地保留營養(yǎng)成分和原有風味[8]。

2.2低溫保鮮

溫度作為決定水果保鮮及貨架壽命的重要的外部條件，對水果的物理、生理、生化等一系列活動都會產生巨大的影響。世界上多數發(fā)達國家已經把低溫冷藏技術廣泛地應用在各類水果蔬菜的物流保鮮和貯存保鮮過程中。我國的水果保鮮意識以及相應技術起步較晚但發(fā)展迅速，低溫冷藏技術近年來在我國的水果保鮮中得到了越來越廣泛的應用。

低溫保鮮的原理是通過低溫條件抑制水果內的酶促反應進而減弱其生命活動；減少水果內自由水和結晶水的運動，有效降低其蒸騰速率的同時還可降低水果的生物活性；低溫同樣會抑制病原微生物的活性，迫使其進入休眠狀態(tài)，減少對水果的侵害，從而保持采后果蔬品質風味、延緩衰老并有效減少腐爛。由于不同品種和產地的果蔬，其冰點和冷害溫度不同，因此果蔬的適宜的貯存溫度也是千差萬別[6]。

從表1中可以看到，不同水果、甚至相同水果的不同品種之間的最佳保鮮溫度存在很大不同，這就要求準確掌握不同水果在低溫下的習性特點，如果盲目地進行低溫處理，輕者達不到預期效果，重者會因低溫傷害而適得其反[7]。

表1　部分水果低溫冷害的發(fā)生溫度與癥狀Table1　Temperature and symptoms of low temperature injury in some fruits

為了使果蔬能夠長時間保持低溫狀態(tài)，目前最常使用的的方法是采用預冷設備預冷、冷藏運輸和貯藏等方式創(chuàng)造低溫運輸環(huán)境。這些設施、設備前期建設需要一次性投入大量資金，后期運作需要大量能源做支撐，是一種能耗和投資較大的保鮮方式，且不能滿足批量果蔬的貯藏與銷售；而且我國的果蔬產地大多地處偏遠，交通條件惡劣，因此建立冷庫的工程就顯得更加艱難。

2.3氣調保鮮

氣調保鮮包裝技術（Modified Atmosphere Packaging）簡稱MAP，是將包裝袋內的自然氣體置換成與其組分比例不同的混合氣體，再根據不同包裝材料對某種特定氣體的氣體透過性能，維持包裝袋內的果蔬始終處于一種適宜的氣體環(huán)境中的保鮮技術[9]。氣調保鮮技術主要通過降低果蔬呼吸速率、減少有機物消耗、抑制致病微生物的生長來達到延長果蔬保鮮和貯藏周期的目的。

2.3.1氣調保鮮分類

目前國內外采用的氣調保鮮按照作用方式分主要有主動氣調（CA）和被動氣調（MA）兩種。主動氣調是依靠氣調設備營造一個高CO2、低O2適宜果蔬保鮮的氣氛條件[10]。被動氣調則單純選用一定氣體透過性的薄膜包裝，依靠果蔬自身的呼吸作用而不是通過外界作用置換包裝內的氣體達到平衡。這種包裝形式對包裝材料的要求較高，一般要選用特制的氣調包裝膜才能達到良好的保鮮效果。

2.3.2氣調保鮮氣體組成及氣體比例控制

氣調保鮮氣體的組分主要含有CO2、O2、N2。CO2具有抑制呼吸的作用；O2能維持水果的有氧呼吸；N2作為平衡氣體并表現(xiàn)一定的抑菌作用[11]。果蔬種類品種以及栽培條件不同，適宜的氣體比例也不同，應適度調整氣體成分。鄭永華等[12]以空氣作對照，用純氧氣處理草莓，冷藏10d后轉移至20℃溫度的空氣中觀察2d。研究確定，在冷藏前期，純氧處理可以促進果實的呼吸作用，使可滴定酸下降；隨著時間推移，呼吸代謝、硬度和Vc的下降均受到抑制。純CO2處理草莓初期，果實內部CO2含量迅速升高并維持高濃度不變。一旦撤去處理，其CO2含量又迅速下降至與未處理時的濃度相等[13]。張平等[14]發(fā)現(xiàn)貯藏藍莓適宜的氣體濃度為：10%～12%CO2，6%～9%O2，保鮮期可延長30～40d。李興友等[15]采用氣調箱對荔枝進行氣調保鮮試驗，結果表明40d時氣調保鮮的荔枝好果率比純冷藏高40%左右。

2.3.3包裝材料對氣調保鮮的影響

果蔬氣調塑料薄膜包裝常用的制袋材料有PE，PP，PVC等。近年來，僅僅是對于目標氣體的透過性能已經不能滿足果蔬保鮮現(xiàn)狀對包裝材料性能的要求，包裝材料對水蒸氣、乙烯等氣體的透過特性、抑制微生物生長繁殖的能力，甚至根據不同的溫度和氣體濃度來調節(jié)O2、CO2透過性以及微細孔技術等都被運用到氣調保鮮材料當中。美國研制出一種薄膜，不僅擁有適宜的水蒸氣透過率，還能夠隨著環(huán)境溫度的改變自動調節(jié)O2和CO2透過率的比例[16]。李方、盧立新[17]發(fā)現(xiàn)采用微孔膜氣調保鮮技術的包裝能夠更好的維持菠菜的品質。在聚乙烯樹脂中添加金屬催化劑，可以制成高透氧、低透濕、高強度和低熱封溫度的聚乙烯薄膜[18]。硅橡膠膜是一種熱熟化膠膜，由鉑絡合物催化含氫硅氧烷和乙烯基聚硅氧烷后涂于布基上制成，對O2透過率約為CO2的1/6。硅橡膠膜沒有毒害、沒有刺激氣味，成本低廉、綠色無公害，可大力推廣使用[19]。

氣調包裝的保鮮效果受果蔬品種、包裝材料和貯藏溫度等因素的影響，因此研究新型高效的氣調保鮮包裝設備、提高包裝內氣體置換率以及氣體混合精度，對于果蔬氣調保鮮將有著非常重要的意義。而通過對包裝薄膜進行適當改性獲得對目標氣體更優(yōu)質的氣體阻隔性能將是未來氣調保鮮包裝技術研究與發(fā)展的主要方向。

2.4化學保鮮

化學保鮮是指在滿足食品添加劑衛(wèi)生標準的前提下，應用化學手段在果蔬表面噴涂、直接浸泡化學藥劑處理來保鮮的方法。

目前，抑菌劑和乙烯抑制劑是使用較多的保鮮劑：抑菌劑主要是抑制外源微生物的活性，但由于外源微生物種類繁多，而防腐殺菌劑又大多具有針對性，因此常需將多種防腐殺菌劑進行適當復配才能達到理想的防腐殺菌效果；乙烯抑制劑則主要通過抑制果蔬中乙烯的合成進程，從而推遲其引發(fā)的一系列生物活動，達到延緩果蔬衰老的效果。目前常用的化學保鮮劑有二氧化硫、過氧乙酸、苯甲酸、山梨酸等，隨著人們研究的深入，植酸、鈣處理、正己醇和1-MCP等保鮮劑用于果蔬采后貯藏保鮮方面的報道也越來越多。

王建清等[20]發(fā)現(xiàn)固體SO2緩釋保鮮劑可以明顯降低櫻桃的腐爛率，延長貯藏時間。鄭永華等[21]研究表明不同SO2釋放劑量均對枇杷有良好的保鮮作用。SO2對龍眼貯藏期間的果皮褐變有明顯的抑制作用，但容易造成果肉SO2殘留量超標[22]。SO2釋放結合PE袋包裝可明顯抑制葡萄包裝袋內病原微生物的生長，維持TSS含量，降低失重率，延緩果實腐爛[23]。GA-BA處理可以明顯減少桃果實采后低溫貯藏中的凍害，Shang等[24]發(fā)現(xiàn)在20℃條件下分別采用5mmol/L的γ-氨基丁酸（GA-BA）處理新鮮桃果實10min后，置于1℃條件貯藏，保鮮效果最佳。Sayyari等[25]發(fā)現(xiàn)草酸浸泡可明顯降低石榴的呼吸速率和失重率。醋酸對檸檬也有較好的保鮮效果[26]。某些化學保鮮劑除了保持果實保鮮品質外，還能夠增加果香，如茉莉酸甲酯施加到草莓上可以提高其香氣成分活性，保持草莓的感官特征和營養(yǎng)特性[27]。

王景等[28]研究了Ca、1-MCP、復合保鮮劑處理對黃瓜采后貯藏品質的影響，通過對果實失重率、TSS、可滴定酸含量、商品率、果皮葉綠素含量、果實呼吸強度、細胞膜透性和超氧化物歧化酶SOD活性的測定，得到了Ca和1-MCP聯(lián)合處理要優(yōu)于單獨處理的結果。應鐵進等[29]研究了鈣和熱處理對于無花果采后品質的影響，結果顯示鈣處理在維持果實硬度方面效果很好。

雖然化學保鮮能減緩果蔬后熟過程，降低果實的呼吸速率，具有操作簡單、使用成本低、設備投資小等特點，是目前減少果蔬采后腐爛最有效的方法；但所使用的保鮮劑大多會對自然生態(tài)環(huán)境造成一定的危害，威脅人類身體健康，由此引發(fā)的食品安全隱患正在引起各界的廣泛關注，且長期連續(xù)使用同一種保鮮劑會導致受藥微生物產生抗藥性，致使該種保鮮劑失效。目前化學保鮮已經向減少有機溶劑用量、增加天然活性物質的方向發(fā)展。開發(fā)一種天然無毒的保鮮劑是果蔬保鮮勢在必行的趨勢，具有十分重要的意義。

2.5涂膜保鮮

涂膜保鮮是以微氣調原理作為理論基礎的果蔬貯藏的重要輔助技術，將風干后會形成一種無色透明半透膜的物質通過浸漬、涂刷、噴灑等方法涂敷在果蔬的表面[30]。半透膜通過覆蓋果蔬表面的微孔，并部分滲入到果皮中減小外表皮的孔隙，抑制果蔬的呼吸及蒸騰作用，在貯藏期間延緩果蔬的失重率、硬度、細胞膜透性以及丙二醛含量的變化，大大延長果蔬的貨架期；另外，半透膜能夠有效阻隔空氣中的O2與果實內多酚氧化酶的接觸，阻止其引發(fā)的果蔬褐變，改善果蔬貯藏品質[31]。用于果蔬的涂膜劑對于溶液的穩(wěn)定性、毒性、氣味、附著力和機械強度都有較高的要求[32]。

根據涂膜劑的組成成分，大致可以分為單一和復合涂膜劑。

單一涂膜劑是采用多糖、蛋白質、脂質中的一種為主要成膜基質，輔以其他成膜助劑制成果蔬涂膜劑[33]。多糖類涂膜劑都屬于親水性聚合物，阻濕性一般較差，主要包括殼聚糖、魔芋葡甘聚糖、淀粉、纖維素衍生物等[3 4]；目前最常用、使用效果最好的是殼聚糖。蛋白質類涂膜劑主要包括大豆分離蛋白（Soybean protein isolate，SPI）、玉米醇溶蛋白（Zein）、小麥面筋蛋白（WG）和乳清蛋白（WP）。

單一涂膜劑的優(yōu)點是成膜制備工藝簡單，所需材料較少，便于大型工業(yè)化生產；但單一的成膜材料也限制了保鮮性能：如多糖和蛋白質大多屬于親水性聚合物，成膜透濕性較大[35]；而脂類難以控制涂膜的均勻性與厚度，容易出現(xiàn)裂紋或孔洞引發(fā)機械特性及阻濕能力下降[36]。復合涂膜劑是指由2種或3種主要成膜物質經一定方式加工處理而制成的膜，融合了膜基質中各組分的特質[37]。

將果蔬涂膜保鮮技術與仿生理論結合進行深入探討，科學有效地改善果蔬表皮上的天然蠟質層，可以為涂膜保鮮技術的發(fā)展應用提供有力的指導作用。

2.6輻照保鮮

輻照保鮮技術主要是使用一定劑量的電離射線（60Coγ射線或137Csγ射線或電子加速器產生的最大能量10MeV的電子束或最大能量5MeV的X射線）的輻照處理，從熱、壓力、光和電磁場等幾方面對生物體發(fā)揮保鮮效應[38]。一方面電離射線可以直接對蛋白酶及生物分子的結構產生影響，改變酶活性[39]；另一方面也可通過這些酶直接作用于細胞中抗性基因的轉錄、表達，產生新的酶或其它蛋白質分子來提高生物體的抗逆性。

輻照線主要有紅外線、紫外線、X射線和γ射線等。這些輻射出來會對食品產生一定的危害，如紫外線等短波射線輻照會對食品中的營養(yǎng)物質造成損害。另外如使用X射線和γ射線輻照，基建需要投入大量資金用于防護，這些都增加了設備普及的難度。

2.7生物制劑保鮮

生物制劑保鮮是采用拮抗菌抑制果蔬致病菌的生長或添加從天然植物中提取出來的殺菌物質來防止果蔬腐爛，達到延長其貨架壽命的目的。生物制劑具有安全性高，無污染和農藥殘留等優(yōu)勢。

Wang等[39]和Chanjirakul等[40]用庸香草酚、薄荷醇、丁香油酚等多種精油處理草莓等漿果類水果，發(fā)現(xiàn)大部分精油都有助于保持采后漿果類水果品質。有學者也通過實驗發(fā)現(xiàn)肉桂醛、香芹酚、沉香萜醇、紫蘇醛和異硫氰酸烯丙酯（AITC）這五種植物精油均能明顯控制草莓果實腐爛和失水[41]。傅容輝等[42]研究了5株具有生物保鮮價值的乳酸菌，對常見食品腐敗菌如大腸桿菌、熒光假單胞菌、蠟狀芽孢桿桿菌單核細胞增生李氏桿菌和金黃色葡萄球菌都表現(xiàn)出良好抑菌效果。黃運紅[43]發(fā)現(xiàn)蠟樣芽胞桿菌浸泡可在一定程度上降低蘋果水分散失，減緩蘋果的褐變，抑制霉菌等霉腐微生物導致的腐爛現(xiàn)象，減少蘋果營養(yǎng)成分損失。國外有研究人員發(fā)現(xiàn)有些乳酸菌能明顯抑制李斯特單核菌的生長[44-46]。

3　展望

在實際果蔬保鮮中，單純的靠一種方法保鮮往往不能達到很好的效果，需要綜合多種方式以保障果蔬產品的新鮮程度。大力加強物理保鮮技術、天然化學物質、生物保鮮技術及綜合保鮮技術的研究，將為鮮切果蔬保鮮提供新的途徑或手段，同時，也減少了果蔬等農作物的損耗和浪費，對于中國目前日益增長的人口和日益減少的耕地的嚴峻形勢更具有特殊而深遠的意義。隨著科技的不斷發(fā)展，越來越多的新材料與新技術已慢慢融進保鮮方法中，如輻照保鮮在果蔬保鮮中取得了較好的效果。另外，今后的研究工作中，人們將更注重于除了新鮮度之外的果蔬風味、品質等質量參數的保留，從而建立評估果蔬貯藏新鮮度、成熟度、是否有損傷、風味、口感、色澤、安全性等綜合質量的保鮮體系[47]。

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中圖分類號：TS255.3

文獻標志碼：A

文章編號：1008-1038(2016)06-0004-06

收稿日期：2016-03-14

項目基金：國家科技支撐計劃（2015BAD16B05），天津食品安全低碳制造協(xié)同創(chuàng)新中心資助項目

作者簡介：馬修鈺，男（1989—），碩士研究生，主要研究方向為：可降解保鮮包裝材料的研究

Preservation Technology of Fruits and Vegetables

MAXiu-yuWANG Jian-qingWANG Yu-fengWANG MengXUYa-ning
(School ofPackagingand PrintingEngineering,Tianjin UniversityofScience&Technology,Tianjin 300222,China)

Abstract:The fruits and vegetables preserving freshness technology has the advantages of reducing losses,keeping value, and increasing value.Following with the improvement of life conditions,demand on food with fresh,high quality,and high nutrition is continuously increasing,which promotes the development of the fresh fruits and vegetable preserving method. The article introduce the usual methods of fruits and vegetable preserving freshness technology,include postharvest treatment,low-temperature preservation,atmosphere preservation,chemical preservation,coating preservation,irradiation preservation and biological agents preservation.

Key words:Fruits and vegetables;fresh-keeping;preservation method