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水蜜桃采后保鲜研究进展

2011-02-12王玉良郜海燕陈文煊陈杭君葛林梅房祥军郑永华

浙江农业科学 2011年1期
关键词:水蜜桃保鲜剂预冷

王玉良,郜海燕,陈文煊,陈杭君,葛林梅,房祥军,郑永华

(1.南京农业大学,江苏 南京 210095;2.浙江省农业科学院 食品科学研究所,浙江 杭州 310021)

水蜜桃果味甘美,营养丰富,含有多种维生素、微量元素、糖类和有机酸等物质,可以维持人体正常的生理功能,保证健康[1]。但桃果实因较易软化腐烂而不利于贮藏,国内外许多学者一直致力于桃果保鲜技术的研究,从最初的低温贮藏到气调贮藏、减压贮藏等,各种防腐保鲜剂也正蓬勃发展。但桃采后褐变、腐烂、低温冻害等问题没有根本解决。因此研究桃果采后生理与保鲜技术具有重大现实意义和商业价值。

1 水蜜桃采后生理变化

总的来说桃采后生理变化有呼吸作用,乙烯作用,酶的作用及果实内含物浓度变化等。

水蜜桃是呼吸跃变型果实,存在后熟过程。在贮藏期间出现2次呼吸高峰及1次乙烯释放高峰。第1次呼吸高峰过后,果实硬度开始下降,第2次呼吸高峰过后果实开始腐烂、组织崩溃、风味丧失。

桃果实采后呼吸高峰的出现是其不耐贮藏的主要原因之一[2],因此在桃采摘时要控制果实成熟度,采收太迟,果实柔软易受机械损伤,也不耐贮运,如南方软质型水蜜桃,9成熟具有较好的抗冷性,适宜于低温贮藏[3]。

乙烯释放高峰先于呼吸高峰出现,桃果实在即将发生呼吸跃变前,乙烯释放量明显上升而引起呼吸跃变[4],但贮藏期间乙烯的大量生成可能只是果实衰老的伴随现象,而不是启动因子[5]。极微量的乙烯就足以诱发果实呼吸强度上升,继而内源乙烯释放加剧。

酶活性的异常变化将直接导致桃果实不能正常软化、引起絮败及褐变[6]。与果实软化相关的酶有果胶酯酶 (PE)、果胶裂解酶 (PL)和多聚半乳糖醛缩酶 (PG)等。果胶的组成与含量决定果实的硬度,果胶酶催化果胶代谢并直接影响果实的硬度[7]。与衰老相关的酶有超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶 (CAT)、脂氧合酶 (LOX)等。其中SOD和CAT活性在贮藏期间活性呈逐渐下降,将导致自由基的积累。抑制SOD活性下降可以维持较高POD(过氧化物酶)、CAT活性,而抑制LOX活性迅速提高可以有效延缓桃果实的衰老[8]。与果实褐变相关的酶有多酚氧化酶 (PPO),POD等。随着贮藏期的延长,PPO活性逐渐上升,促进果实褐变。

2 桃采后预冷及贮运

桃果成熟期在高温季节,采下的果温较高,必须进行预冷,除去田间热,延缓果蔬成熟和变质,减少贮运中的能耗。产地预冷环节在我国还处于起步阶段。目前有冷水预冷、加冰预冷和通风预冷、差压预冷、真空预冷等多种方式。其中真空预冷是用真空泵抽真空,当真空度到果蔬温度对应的水蒸汽饱和压力时,果蔬纤维间隙中水分开始蒸发,蒸发时将带走潜热,使果温降低。该法降温快但易造成失水[9-10]。

水蜜桃在运输过程中难免会发生振动、挤压、碰撞,再加上运输过程中温湿度的剧烈变化,必然会引起果实各种生理反应的变化,从而导致果实腐烂变质。各种振动胁迫在没有导致果实组织表面破损时就已引起果实生理失常,降低其抗病性,提高了果实的呼吸强度,进而促进其后熟、衰老、变质与腐烂[11]。因此实际运输过程中,我们应尽量避免这种伤害,Ebrahim等[12]建立2个桃果挫伤预测模型,得出结论降低温度,增加挫伤曲率半径,可以降低桃果实挫伤损害。

3 贮藏方法

3.1 涂膜保鲜

此方法简便易行,投资少,见效快,在常温下就可以适当延长果实的货架期和贮运期。康若祎[13]用0.1%聚乙烯毗咯烷酮 (PVP)与1%壳聚糖复合涂膜,装入聚乙烯薄膜保鲜袋中,置于1±0.5℃下贮藏,延迟了霞晖5号桃果实采后呼吸高峰的出现,延长贮藏期达1个月以上。朱正良等[14]用青刺果乙醇提取液对桃子进行涂膜和涂布试验表明在室温下桃子能保持较好的新鲜度,生理变化推迟,营养成分损失较少。

3.2 化学保鲜

钙对植物组织的结构和功能具有重要的调节作用,能延缓其衰老过程。采前钙处理后,可以增加细胞壁钙含量,提高不溶性果胶的含量,可推迟乙烯和呼吸高峰的出现,保持果实的硬度,脂氧合酶(LOX)和多酚氧化酶 (PPO)的活性受到抑制。但采后或冷藏中糖醛酸及果胶调节酶含量与对照成熟果实无显著差异[15-16]。

1-甲基环丙烯 (1-MCP)作为乙烯竞争性抑制剂,能够竞争结合乙烯受体。1-MCP处理桃果实可以降低乙烯的合成与信号转导[17],延缓部分桃果实底色转白期和成熟期果实的后熟软化进程;提高贮藏后期底色转白期果实的硬度,有时会加剧成熟度较低的果实冷害发生程度;但对成熟度较高的果实,冷害发生率无明显影响[18]。1-MCP作为一种永久结合的生理抑制剂,针对不同品种的自身特性,研究影响处理效果的因素 (如最适作用浓度处理时间、处理温度等)是保证取得良好效果的关键,但这方面的报道较少。

臭氧能杀灭果蔬表面微生物及其分泌的毒素,其在水蜜桃上的应用还在起步阶段。徐丽萍[20]认为水蜜桃非常适宜用臭氧保鲜,且以低浓度 (6mg·L-1)臭氧水短时间 (5min)处理为佳。但臭氧杀菌有其缺点:效果受温度和湿度的影响较大;冷库使用臭氧保鲜效果不理想;高浓度臭氧对人具有伤害作用[21]。Lluís 等[22]用 0.3mg·kg-1的臭氧协同5℃贮藏阻止了微生物的生长繁殖,且该浓度对人体也没有伤害。

此外还有茉莉酸甲酯[23]、一氧化氮[24]等其他化学物质用于水蜜桃保鲜。

3.3 温度控制保鲜

温度是影响桃果呼吸作用最主要的环境因素。在贮藏中,过低的温度会造成桃果的冻伤和生理失调,因而要根据桃果的生理特性给以适当稳定的低温。采后短时热空气处理可推迟呼吸高峰的出现,保持了细胞膜的完整性,在贮藏期,少量理化指标(CO2和乙烯产生量,PPO)会受到影响,基本上没有化学成分的变化。不过这种前处理会增加总胡萝卜素损失,降低色度[25-26]。

低温贮藏可以抑制桃果呼吸速率和内源乙烯的产生,降低软化速度和保持硬度,延长贮藏期。水蜜桃在0℃贮藏表现出较好的效果,并且在货架期果肉可以正常软化,食用品质不发生明显劣变。但在0~4℃贮藏过久,桃果会出现海绵状变化,遭受冷害,所以一般低温贮藏时间也不超过6周[27-28]。目前,在低温贮藏保鲜方面,研究较多的是果实低温冷害及其机理探讨。

间歇升温促进了乙酸等挥发性物质的挥发,抑制了呼吸作用,能减轻或避免冷害的发生。采用一氧化氮和间歇升温复合处理水蜜桃能更好的避免冷害的发生[29]。王淑琴等[30]也发现适时间歇升温处理(0±0.5)℃下贮藏7 d后升温到 (20±0.5)℃,保持24 h后放回0℃冷库,循环操作可有效维持桃果实内酶系统的正常生理功能,保持桃果实的风味与质地。

3.4 气调贮藏

70多年前,Kidd等就首次进行了果实气调贮藏实验。气调贮藏保鲜是在冷藏的基础上,通过对贮藏环境中温度、湿度、二氧化碳、氧气、乙烯浓度等条件的控制,抑制果蔬呼吸作用,延缓其新陈代谢过程。方法有自发气调 (MA)和人工调节(CA)。MA贮藏可明显抑制PG(多聚半乳糖醛酸酶)、CX(纤维素酶)的活性,抑制水蜜桃果实的呼吸强度和乙稀释放,延缓果实硬度下降和膜相对透性升高,但MA贮藏对水蜜桃果实可溶性固形物含量无显著影响[31-32]。只用 CA贮藏的报道不多,冯志宏[33]等对大久保桃的研究发现变动气调(DCA)和CA贮藏均能有效地减少果实的腐烂和褐变,保持果实硬度,减轻果肉组织伤害,降低果实冷敏感性,提高贮后品质;与 CA贮藏相比,DCA处理效果更好。

3.5 减压贮藏

减压贮藏被称为21世纪保鲜技术。水蜜桃减压贮藏是通过快速排除果实内部乙烯、CO2等气体来实现保鲜,而通过降低O2分压来延长保鲜效果可能起到辅助作用;过低的分压易引起果实无氧呼吸而造成生理紊乱,特别是在水蜜桃贮藏后期表现,比较明显[34]。陈文煊等[35]在无害化保鲜研究中表明减压贮藏能显著降低贮藏期呼吸强度,较好地保持果实的品质和硬度。在不要求长时间货架期的情况下,水蜜桃较长时间的贮藏采用减压贮藏较为适合。减压贮藏在一定程度上降低了大久保桃果实的呼吸强度,且果实所处压力越低,呼吸强度值也越低;延缓了大久保桃2次呼吸高峰的出现,同时降低了2次呼吸高峰的峰值;显著地提高了大久保桃的好果率,延长了果实的贮藏寿命[36]。此外,郜海燕等[37]还研究发现减压处理可抑制木质素含量的增加,这可能与抑制POD和PAL酶活性有关。

3.6 生物保鲜技术

生物制剂是用分离有益微生物的代谢产物或生物的提取物等经处理而制成的制剂,目前研究的比较多。世界公认并已工业化生产的微生物防腐剂有乳酸链球菌素 (Nisin)、纳他霉素 (Natamycin)和曲酸 (Kojicacid)。乳酸链球菌素是 Rosers于1928年首次报道,关于Nisin的作用机制报道不一,普遍接受的观点是Nisin与微生物细胞膜结合形成通透性孔道结构,造成细胞膜渗透和去极化,最终使其死亡[38]。曲酸具有优良的抗菌防腐保鲜活性,可代替苯甲酸钠,抑制其腐烂,保持其品质,延长其货架期和贮藏期。

此外利用微生物拮抗作用来防害。Zhang等[39]用从腐烂的桃子上分离得到的5株核果链核盘菌 (Monilinia laxa Aderhold&Ruhland)接种到健康的桃果上,在达到合适浓度后观察到了很好的防腐效果。Pusey利用一个枯草杆菌 (注册 B-3)控制由 Moniliniafructicola引起的桃腐烂。Smilanick[40]报道,将 2 种酵母菌 (Pseudomonas corrugata and Pseudomonas cepacia)接种到受伤的桃表面然后接种Monilinia fructicola可控制腐烂,它们能在伤口处快速繁殖,但是不能在完整的果实表面生长,这2种菌控制桃腐烂好如特克多,而且作用仅次于啼氨灵、枯草杆菌B-3,但是如何在生产上应用还需进一步研究。

3.7 其他贮藏技术

随着技术的发展,越来越多的保鲜方法被发掘,如静电,辐射,纳米TiQ2等。静电处理方法简单,节能环保,容易推广,而且无毒无害。辐射、纳米TiO2都是通过抑制微生物生长,都有杀虫、杀菌、消毒和防腐作用,从而达到保鲜的目的。

4 小结与展望

近年来,桃果采后生理和贮藏方法取得了较快的发展,但是有些现象 (比如冷害)还没探明;新型贮藏方法还不成熟;贮藏方法也比较单一,生产中一般以低温控制进行保鲜,实验室的研究难于投放实际生产;化学保鲜剂的安全性有待探讨。

4.1 冷害机制

桃果实冷害的发生是复杂的生理生化过程,其机理有多种解释。低温胁迫对采后桃果实的伤害主要表现为果肉质地的异常变化,而果肉质地主要取决于细胞壁物质的组成和含量。低温胁迫造成桃果实细胞壁纤维素和果胶质的降解受阻,果实细胞壁物质含量高于正常果实的原因,并不是其合成水平的升高,而是其降解的减慢[41-42]。自由基伤害学说为多数人认同,即低温可导致果蔬组织中自由基代谢失调,超氧化物歧化酶 (SOD),过氧化氢酶(CAT),过氧化物酶 (POD)等保护酶活性下降,自由基产生增加并积累,从而促进膜脂的过氧化作用,最终导致膜的损伤和冷害发生。其中起关键作用的酶或代谢,某些关键生理生化过程还不清楚,有待进一步研究。

4.2 新型贮藏技术发展

贮藏技术的研究已经逐渐向辐射,超声波和生物保鲜发展,但这些新兴技术也有他们的不足,这正是将来要突破的地方。长期的辐射会使食物自动氧化而变质,而且会降低食品中的纤维素和芳香类物质,降低营养价值。超声波会造成果实失重,单一的超声波处理,保鲜效果不理想。纳米技术用于保鲜成本巨大。生物保鲜剂保鲜效果不稳定且成本较大。此外基因工程技术保鲜目前研究不多,进展较缓,是今后研究所需的一大突破。

4.3 保鲜剂、保险材料发展

从保鲜剂的研究来看,未来将更注重微胶囊缓释理论和技术的研究,并强调环境启动释入、添加剂控制、并兼用包装调控释放的三控理论以及2段释放控制理论,在应用方面注重保鲜剂的组装结合、保鲜剂的复配以及天然保鲜剂的应用。

在保鲜材料方面,将进行纳米防霉、微孔透气、防雾和脱除乙烯等多功能保鲜膜的研制开发以及MA保鲜技术及设备的研究与开发。未来将注重提高使用强度、透湿性、防结露性、与防腐保鲜剂的巧妙结合性以及适应现代化搬运的托盘化包装的连结性等。

4.4 综合保鲜技术发展

单一保鲜技术已不能满足人们的期望,保鲜方法研究正在由单一原理研究向复合方向研究转移,且要使这种综合保鲜技术应用到生产实践当中去。研究理化和生物综合桃保鲜技术势在必行。同时注重低温贮藏在保鲜中的基础地位,进一步重视并加强对水蜜桃低温冷链运销保鲜技术的推广。

4.5 桃采后生理深入研究

未来桃采后保鲜技术将从细胞与分子水平上阐明其成熟、衰败、病变、腐烂等机理,从而指导高效桃采后保鲜技术的研究开发。通过对农产品采后生理的新理论、采后病害及病生理进行广泛而深入的研究,为采后保鲜的新技术、新工艺、新材料和新设施的研究奠定理论基础。通过对品质生理和卫生安全研究为其安全性和质量控制奠定理论基础。

[1]郜海燕,于震宇,朱梦矣,等.果蔬功能因子及保健食品的发展 [J].中国食物与营养,2005(5):20-23.

[2]胡小松,丁双阳.桃采后呼吸和乙烯释放规律及多效唑的影响 [J].北京农业大学学报,1993,19(1):53-60.

[3]郜海燕,陈杭君,陈文煊,等.采收成熟度对冷藏水蜜桃果实品质和冷害的影响 [J].中国农业科学,2009,42(2):612-618.

[4]潘永贵,谢江辉.现代果蔬采后生理 [M].北京:化学工业出版社,2009.

[5]韩涛,李丽萍,葛兴.外源水杨酸对桃果实采后生理的影响 [J].园艺学报,2000,27(5):367-368.

[6]Lurie S,Crisosto C H.Chilling injury in peach and nectarine[J].Postharvest Biology and Technology,2005,37(3):195-208.

[7]曲凤静,韩涛,李丽萍,等.不同浓度乙醛处理对桃果实软化及相关生理代谢的影响 [J].中国农业科学,2009,42(1):245-250.

[8]李军,王文雅,郭函子,等.油桃果实成熟过程中脂质过氧化相关酶活性变化研究 [J].北方园艺,2006(5):38-40.

[9]韩志,谢晶,徐世琼.真空预冷技术在果蔬保鲜体系中的应用 [J].冷藏技术,2005(3):6-9.

[10]李家庆.果蔬保鲜手册 [M].北京:中国轻工业出版社,1997.

[11]肖丽娟.振动胁迫对水蜜桃和黄花梨采后生理及贮藏品质的影响 [D].重庆:西南大学,2006:2-22.

[12]Ebrahim A,Hamid R G,Morteza S,et al.The effect of impact and fruit properties on the bruising of peach [J].Journal of Food Engineering,2010,97(1):110-117.

[13]康若祎.PVP对“霞晖5号”和“白花”水蜜桃品质及保鲜效果的研究 [D].南京:南京农业大学,2004:2-41.

[14]朱正良,樊建,张惠芬.等.青刺果乙醇提取物对桃子的保鲜效果 [J].西南农业大学学报,2002,24(5):442-444.

[15]Elmer P A G,Spiers T M,Wood P N.Effects of pre-harvest foliar calcium sprays on fruit calcium levels and brown rot of peaches[J].Crop Protection,2007,26(1):11-18.

[16]曹永庆,曹艳平,李壮.采前喷钙对溶质桃采后贮藏品质及后熟软化的影响 [J].中国农业大学学报,2008,31(6):31-36.

[17]Valeriano D C,Fabio M R,Alessandro B,et al.The ethylene biosynthetic and signal transduction pathways are differently affected by 1-MCP in apple and peach fruit[J].Post-harvest Biology and Technology,2006,42(2):125-133.

[18]杨虎清,王允祥,庞林江,等.1-MCP对不同成熟度白凤桃冷害发生的影响 [J].果树学报,2008,25(1):111-114.

[19]Watkins C B.The use of 1-methylcyclopropene(1-MCP)on fruits and vegetables [J].Biotechnology Advances,2006,24(4):389-409.

[20]徐丽萍.蜜桃臭氧保鲜包装的实验研究 [J].包装工程,2007,28(6):30-32.

[21]杨文雄.臭氧在果蔬贮藏保鲜中的应用 [J].农产品加工,2008(5):21-24.

[22]Lluís P,Carlos H, Crisosto, Joseph L, et al. Effects of continuous 0.3 ppm ozone exposure on decay development and physiological responses of peaches and table grapes in cold storage [J].Postharvest Biology and Technology,2002,24(1):39-48.

[23]Jin Peng, Zheng Yonghua, Tang Shuangshuang, et al.A combination of hot air and methyl jasmonate vapor treatment alleviates chilling injury of peach fruit[J].Post-harvest Biology and Technology,2009,52(1):24-29.

[24]Zhu Li-Qin,Zhou Jie,Zhu Shu-Hua,et al.Inhibition of browning on the surface of peach slices by short-term exposure to nitric oxide and ascorbic acid[J].Food Chemistry,2009,114(1):174-179.

[25],Grigorios D,Evangelos S.treatment on quality retention of fresh-cut peach [J].Postharvest Biology and Technology,2008,48(1):30-36.

[26]周涛,许时婴,王璋,等.热激处理及贮藏温度对水蜜桃果实生理生化变化的影响 [J].中国南方果树,2003,32(2):39-44.

[27]陈杭君,毛金林,宋丽丽,等.温度对南方水蜜桃贮藏生理及货架期品质的影响 [J].中国农业科学,2007,40(7):1567-1572.

[28]康明丽,刘坤.桃果采后生理变化与保鲜技术研究 [J].北方园艺,2008(5):233-235.

[29]Zhu Liqin,Zhou Jie,Zhu Shuhua.Effect of a combination of nitric oxide treatment and intermittent warming on prevention of chilling injury of‘Feicheng’peach fruit during storage [J].Food Chemistry,2010,121(1):165-170.

[30]王淑琴,皮钰珍,颜廷才.间歇升温防止冷藏桃果实糠化的研究 [J].食品工业科技,2009,30(4):307-309.

[31]安建申,张憨,陆起瑞,等.不同厚度薄膜气调包装对水蜜桃贮藏品质的影响 [J].食品与生物技术学报,2005,24(3):76-79.

[32]蔡晓东,潘一山,王金强,等.自发气调贮藏对水蜜桃采后生理及相关酶活性的影响 [J].漳州师范学院学报:自然科学版 ,2006(2):71-73.

[33]冯志宏,赵迎丽,闫根柱等.变动气调贮藏保持大久保桃品质的研究 [J].园艺学报,2010,37(2):207-212.

[34]陈文煊,郜海燕,陈杭君,等.减压贮藏条件下水蜜桃生理生化指标的变化 [J].保鲜与加工,2004(6):16-18.

[35]陈文煊,郜海燕,周拥军,等.水蜜桃无害化贮藏保鲜技术研究 [J].云南农业大学学报,2005,20(3):443-445.

[36]崔彦.减压条件对大久保桃采后活性氧代谢及品质的影响[J].保鲜与加工,2009(1):17-20.

[37]Gao Haiyan, Song Lili, Zhou Yongjun, et al.Effects of hypobaric storage on quality and flesh leatheriness of coldstored loquat fruit[J].Transactions of the CSAE,2008,24(6):823-829.

[38]Sakl G H,Jack R W.Biosynthsis and biological actibities of lantibiotics[J].Eur J Biochem,1995:823-829.

[39]Znang Dianpeng,Davide S,Angelo G,et al.Selection and evaluation of new antagonists for their efficacy against postharvest brown rot of peaches[J].Postharvest Biology and Technology,2010,55:174-181.

[40]Joseph L, Smilanick, R, Denis-Arrue, et al. Controlof postharvest brown rot of nectarines and peaches by Pseudomonas species[J].Crop Protection,1993,12:513-520.

[41]于建娜.桃采后低温贮藏冷害发生机理及防治措施 [J].塔里木农垦大学学报,2004,16(4):32-35.

[42]Zhang Changfeng, Tian Shiping. Crucialcontribution of membrane lipids’unsaturation to acquisition of chillingtolerance in peach fruit stored at 0 ℃ [J].Food Chemistry,2010,115(2):405-411.

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