國外水果保鮮技術研究進展

2023-02-04 22:33:06 字數 3581 閱讀 8272

**:河南科技資訊網發布時間:2009-12-25

目前,國外在果蔬保鮮領域採用的保鮮手段主要有物理和化學兩大類,每一類衍生的新技術很多,各自依託不同的保鮮原理。各種保鮮手段的側重點不同,但都是通過對保鮮品質起關鍵作用的三大要素進行調控:首先是控制其衰老程序,一般通過呼吸作用的控制來實現;其次控制微生物,主要通過腐敗菌的控制來實現;第三為控制內部水分蒸發,主要通過環境相對濕度的控制和細胞間水分的結構化來實現。

其中較先進的保鮮技術主要有:臨界低溫高濕保鮮、細胞間水結構化氣調保鮮、臭氧氣調保鮮、低劑量輻射預處理保鮮、高壓保鮮、基因工程保鮮、細胞膨壓調控保鮮、塗膜保鮮、氣調保鮮等。

臨界低溫高濕保鮮 20世紀80年代,日本北海道大學率先開展了冰溫高濕保鮮研究,此後國內外研究和開發的趨勢是採用臨界點低溫高濕貯藏(cthh),即控制在物料冷害點溫度以上0.5℃~1℃左右和相對濕度為90%~98%左右的環境中貯藏保鮮水果。臨界點低溫高濕貯藏的保鮮作用體現在兩個方面:第一,水果在不發生冷害的前提下,採用盡量低的溫度可以有效地控制果蔬在保鮮期內的呼吸強度,使某些易腐爛的水果品種達到休眠狀態;第二,採用相對濕度高的環境可以有效降低水果水分蒸發,減少失重。

從原理上說,cthh既可以防止水果在保鮮期內的腐爛變質,又可以抑制水果的衰老,是一種較為理想的保鮮手段。臨界低溫高濕環境下結合其他保鮮方式進行基礎研究是水果中期保鮮的乙個方向。

細胞間水結構化氣調保鮮結構化水技術是指利用一些非極性分子(如某些惰性氣體)在一定的溫度和壓力條件下,與游離水結合而形成籠形水合物結構的技術。通過結構化水技術可使果蔬組織細胞間水分參與形成結構化水,使整個體系中的溶液黏度公升高,從而產生下面兩個效應:第一,酶促反應速率將會減慢,可望實現對有機體生理活動的控制;第二,果蔬水分蒸發過程受抑制。

這為植物的短期保鮮貯藏提供了一種全新的原理和方法。日本東京大學學者在用氙氣製備甘藍、花卉的結構化水以及對其保鮮工藝方面進行了探索,獲得了較為滿意的保鮮效果。但使用高純度氙氣成本太高,研究者往往通過惰性氣體的混合加壓來另尋其保鮮機理,以降低其成本。

臭氧氣調保鮮臭氧是一種強氧化劑,又是一種良好的消毒劑和殺菌劑,既可殺滅消除果蔬上的微生物及其分泌的毒素,又能抑制並延緩果蔬有機物的水解,從而延長果蔬貯藏期。臭氧自2023年被發現以來,作為一種氣體殺菌劑廣泛應用在食品、運輸、貯存、自來水生產等領域。臭氧氣調保鮮是近年來國內開發的保鮮新技術,華南理工大學利用此技術對易腐爛的荔枝進行保鮮,有一定效果。

其保鮮作用體現在3個方面:第一,消除並抑制乙烯的產生,從而抑制水果的後熟作用;第二,有一定的殺菌作用,可防止水果的霉變腐爛;第三,誘導水果表皮的氣孔收縮,可降低水果的水分蒸發,減少失重。

低劑量輻射預處理保鮮及紫外線保鮮輻射保鮮主要利用鈷-60、銫-137發出的γ射線以及加速電子、x-射線穿透有機體時使其中的水和其他物質發生電離生成游離基或離子,對散裝或預包裝的水果起到殺蟲、殺菌、防霉、調節生理生化等效應,可以替代乙烯、二溴化物、溴甲烷以及環氧乙烷等化學試劑。

新鮮水果的輻射處理選用相對低的劑量,一般小於3kgy,否則容易使水果變軟並損失大量的營養成分。士多啤梨是低劑量輻射預處理保鮮中有代表性的例子,士多啤梨以2.0~2.5kgy劑量輻射處理,可以抑制腐敗,延長貨架期,並且保持原有的質構和風味。櫻桃、越橘均可以通過低劑量輻射來達到延長貨架期、提高貯藏質量的目的。

越橘以0.25、0.5、0.75kgy輻射,在1℃條件下分別貯藏1、3、7天,風味和質地沒有受到影響。輻射劑量還與水果的成熟度有關,芒果(3/4成熟度)在室溫下貯藏的最適輻射劑量是0.75kgy。

低劑量輻射預處理保鮮可以和其他技術復合使用,如與冷凍、漂燙等技術相結合可以減少輻射保鮮所要求的輻射劑量。通過熱水浸漬或蒸汽(溫度為50℃~55℃)加熱5分鐘,可以產生更好的保鮮效果,這項技術廣泛應用在柑橘、桃子、櫻桃的保鮮中。

紫外線保鮮技術具有安全、環境友好、高效等特點,紫外線最大殺菌效果的波長為2600a。紫外線技術保鮮葡萄、金橘和番木瓜時,對細菌和真菌具有很好的滅菌效果。用復合紫外線和γ射線技術保鮮番木瓜,結果表明復合技術可以避免使用高劑量的紫外線或γ射線,而且保鮮效果顯著。

塗膜保鮮這種方法通過包裹、浸漬、塗佈等途徑覆蓋在食品表面或食品內部異質介面上,提供選擇性的阻氣、阻溼、阻內容物散失及隔阻外界環境的有害影響、抑制呼吸,延緩後熟衰老,抑制表面微生物的生長,提高貯藏質量等多種功能,從而達到食品保鮮、延長其貨架期的目的。

目前,廣泛應用於水果保鮮的塗膜材料有醣類、蛋白質、多醣類蔗糖脂、聚乙烯醇、單甘酯,以及多醣、蛋白質和脂類組成的複合膜。美國一項專利技術介紹,把平均分子量為2000~80000的乙酸聚乙烯溶解在低分子量的酒精溶液中,可以作為果蔬的可食性塗膜劑,能夠有效地阻止氧氣和其他一些氣體,可用於蘋果、柑橘、桃子、芒果和李子的保鮮。日本專利jp4094641還報道了利用一種吸水劑和一種乙烯吸收劑長期塗膜保鮮的方法。

美國專利us6005100報道了利用海藻糖延長果蔬貨架期的特殊應用。英國專利gb435587應用蟲膠和酒精來對蘋果、西紅柿和其他水果進行塗膜保鮮;最近美國專利us7012456報道了茉莉酸甲酯在果蔬保鮮領域中的應用,但其確切的機理並未闡明。

高壓保鮮這種技術是美國2023年發明的一項專利技術,其作用原理主要是在貯存物上方施加乙個小的由外向內的壓力,使貯存物外部大氣壓高於其內部蒸汽壓,形成乙個足夠的從外向內的正壓差,一般壓力為2500~4000個大氣壓。這樣的正壓可以阻止水果水分和營養物質向外擴散,減緩呼吸速度和成熟速度,故能有效地延長果實的儲藏期。

高壓保鮮技術的抗菌效果與水果中的微生物型別以及水果中的天然成分有關,一些漿果中的有機酸有助於提高高壓保鮮技術的效果。此外,高壓保鮮技術與冷藏技術結合使用效果更佳,例如:可使葡萄在5℃下儲存5個月,士多啤梨在8℃下儲存30天。

。  蘋果、桃子、香蕉、番茄等有呼吸高峰期的水果在成熟過程中會自動促進乙烯的釋放,人們通過不同的途徑來控制植物中乙烯的生成。目前,日本科學家已找到產生乙烯的基因,如果關閉這種基因,就可減慢乙烯釋放的速度,從而延緩果實的成熟,達到水果在室溫下延長貨架期的目的。

2023年,一些學者培育出一種抑制acc合成酶的轉基因番茄,其貨架期延長了30~40天。新加坡國立大學的研究人員已經成功地修改了植物體內產生乙烯氣體的基因。新加坡國立大學生物學副教授恩格研究表明:

基因被修改後,水果只產生通常狀態下10%的乙烯氣體。延緩水果的軟化可以通過抑制聚半乳糖醛酸酶、果膠酶等降解組織細胞完整性的酶基因來實現。因此,利用dna的重組和操作技術來修飾遺傳資訊,或用反義dna技術來抑制成熟基因,可以推遲水果成熟衰老,延長保鮮期。

細胞膨壓調控保鮮通過溫度、相對濕度、表面控制程度、通風氣流速度等有關的熱動力學特性調控技術以及相應的組織膨壓變化的測試技術,可維持水果細胞膨壓的完好,實現其質構的調控保鮮。比利時魯汶大學率先進行蘋果、梨的組織膨壓調控保鮮,取得了較好的中長期保鮮效果。

氣調保鮮利用調整環境氣體成分來延長食品貯藏壽命和貨架壽命的技術。美國和以色列的柑橘總產量50%以上是氣調保鮮;紐西蘭的蘋果和獼猴桃氣調儲藏量為總產量的30%以上;英國的氣調儲藏能力為22.3萬噸;其他國家,如法國、義大利以及荷蘭等國家氣調蘋果均達到總儲量的50%~70%,證實了氣調保鮮水果的光明前景。

根據對已經建立起來的環境氣體是否具有再調整作用,氣調保鮮又分為cap和map兩種形式。cap是在氣調貯藏期間,選用的調節氣體的濃度一直保持恆定;map是最初在氣調系統中建立起預定的調節氣體濃度,在隨後的貯藏期間不再受到人為調整。map技術從水果腐爛的呼吸機理出發,通過抑制呼吸作用的快速進行以及抑制內源乙烯的產生,從而達到保鮮的目的。

map能延長食品貨架期已為業內公認,作為無公害保鮮手段,在國際上備受注目。在國外,低氧ca技術或超低氧貯藏是果蔬採後ca應用技術的新突破。

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