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果蔬保鲜技术的研究进展

2023-01-05李文欣宋雪健

农产品加工 2022年21期
关键词:气调货架保鲜

李文欣,宋雪健

(黑龙江八一农垦大学食品学院,黑龙江大庆 163319)

果蔬富含丰富的营养物质,是平衡健康饮食的重要组成部分,影响身体的整体活力和健康,也能促进细胞解毒、再生和辅助治愈许多疾病,人们对果蔬的消费模式也从随意性向健康饮食转变。果实成熟是一个复杂的过程,其特点是乙烯产生、呼吸速率增加、含糖量变化、细胞壁降解酶表达、叶绿素稳定性和芳香化合物合成等生化和生理变化发生深刻变化[1]。果蔬的自身特性导致其在收获过程之后表现出稳定的蒸腾和呼吸状态,导致品质损失和货架期减少,成熟过程中线粒体电子传递产生的活性氧可引起细胞损伤,降低果蔬的品质和可接受性[2]。在对果蔬进行采摘、运输、加工及贮藏等工序处理时,会破坏果蔬的结构,损伤部分与空气中的氧气充分接触,发生酶促反应及非酶褐变,造成果蔬品质下降[3],同时损伤部分的营养物质外漏,为微生物生长繁殖提供了良好的环境,加速了鲜切果蔬的品质下降,微生物侵染引起的果蔬损失占采后损失的50%以上[4]。如果误食了发霉变质,甚至产生有毒物质的果蔬会危害身体健康。因此,为降低果蔬腐败率,提高国民生产总值,保护身心健康,采用科学的方式对果蔬保鲜技术进行研究极为重要。

影响果蔬腐败变质的主要微生物见表1。

表1 影响果蔬腐败变质的主要微生物

1 保湿保鲜技术

低温保鲜技术在日常生活中较为常用,是通过控制果蔬的贮藏温度来降低果蔬的呼吸强度、新陈代谢速率、水分蒸发量,同时低温环境可以降低微生物体内的酶活性,进而影响各种化学反应,而且冰晶会对微生物造成机械损伤,进而控制微生物的生长繁殖速率。低温保鲜技术在一定程度上维持了果蔬的感官和营养品质,但低温的环境也会使部分果蔬产生异色、冻伤,使其质地发生变化。杨艳芬[5]研究发现,在温度0~1 ℃,相对湿度90%~95%的条件下,大樱桃果实可以保存30~40 d 不变质。李梦钗等人[6]在-18 ℃的条件下,将100 g 花椒青果,加入凉白开水5 mL,并真空包装保鲜研究发现,货架期可达8 个月。

2 气调保鲜技术

果蔬被采摘后仍然具有一定的生命活力,并且通过呼吸作用分解生长期积累的营养物质来获取维持生命活动所需要的能量。气调保鲜技术是通过对果蔬贮藏环境中气体(如N2,O2,CO2,C2H4等)的组分比例、温度、压强及湿度控制,制定适宜果蔬延长货架期的贮藏条件。主要机制是通过控制细胞的呼吸量来减缓果蔬的新陈代谢速率,使其处于休眠期的一个状态,不会造成细胞的损害及凋亡,从而保存果蔬的综合品质。气调保鲜技术主要适用于大型企业,成本及维护的费用都相对较高。Maurya V K 等人[7]利用对低密度聚乙烯和防雾膜RD45 2 种包装材料对青椒的保鲜贮藏研究发现,防雾膜RD45 能有效降低青椒的呼吸强度,延长青椒的货架期。隋继学等人[8]对西兰花进行自发式气调保鲜的试验研究,结果表明在环境温度为2 ℃条件下,PE 保鲜膜包装的西兰花贮藏品质最佳。王欣等人[9]研究发现,在O2体积分数0.4%,CO2体积分数为13%,N2体积分数86.6%时对白玉菇的保鲜效果最好,货架期可达 7 d 以上。

3 辐照保鲜技术

辐照保鲜技术主要是通过利用波长极短的高能射线(如γ 射线、红外线、紫外线、高能电子束、X射线等)对果蔬进行照射,直接影响微生物体内的蛋白、酶及生物分子的结构,导致其酶活性的变化,从而起到杀灭微生物的作用,进而延长果蔬的贮藏期。辐照杀菌属于“非热”加工技术,具有杀菌效果好、操作简单、无在化学残留、安全环保等特点。辐照剂量和剂量率会影响辐照效果。Schmidt H M 等人[10]利用0.7 kGy 和0.95 kGy 的电子束照射番茄研究发现,该方法能有效抑制酵母菌、乳酸菌及沙门氏菌的生长繁殖速率。廖兴展等人[11]通过正交试验对参数优化,得到了在LED 光强度值为2 000 lux,光频率值为0.02 s 时,果蔬有效的保鲜效果。

4 可降解保鲜材料

为了改善传统石油基包装材料造成的白色污染,人们意识到研发安全、可降解的可食性包装材料应用于果蔬包装极为重要。根据成膜材料的基材不同可以分为蛋白质类、脂质类、多糖类和复合膜类。但因成本及技术的限制,目前还没有实现大规模的商业化生产。李肖均等人[12]将双流冬草莓浸泡于0.04~0.06 g/mL 乌梅提取液30 s 后,用1%壳聚糖和0.015%的纳米SiOX 溶液制备的涂膜剂中浸泡2 min,并在4 ℃的条件下冷藏,通过对草莓理化指标的测定研究发现,该技术可以延缓草莓的衰老,延长草莓的货架期。李雨奇[13]研究发现,质量浓度为10,20,30 g/L 的大豆分离蛋白来浸泡鲜切苹果,使苹果表面形成一层大豆分离蛋白保护膜,并将其置于4 ℃下贮藏5 d,通过与空白组进行对照发现,大豆分离蛋白浸提液能抑制鲜切苹果的硬度、可滴定酸含量及可溶性固形物含量的下降,延长了鲜切苹果的保质期。Mohammadi M 等人[14]通过向乳清蛋白中加入含有壳聚糖纳米纤维和肉桂精油的纳米脂质载体制备的抗菌膜,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌具有一定的抑制作用。吴安康[15]研究发现采用不同质量浓度(0.01,0.10,1.00,10.00 mg/mL)的百里香酚与1%的海藻酸钠,1%甘油、1%吐温80 通过共混制备的复合膜,与空白组相比较可有效维持鲜切苹果的可溶性固形物和可滴定酸的含量。

5 结论

果蔬保鲜是一个综合的系统工程,果蔬的质量与采后品质及运输、加工及贮藏条件等相关。目前,现有的保鲜技术虽然在一定程度上能起到较好的保鲜效果,但也存在如气调保鲜不适用于小型企业、可降解保鲜材料成本高等缺点,还无法到达满意的效果。为了进一步提高果蔬的保鲜效果,减少经济损失,促进果蔬产业的可持续发展,在果蔬保鲜研究中可以采用多种方式相结合的技术来进行果蔬保鲜研究。

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