中国农业科学院柑桔研究所柑桔贮藏保鲜及商品化处理研究进展及成果
2010-02-10王日葵
王日葵/文
中国农业科学院柑桔研究所贮藏研究课题组自1962年组建以来,在国内外率先研发出柑桔腐烂、失水控制技术,形成了较完善的柑桔采收技术、防腐保鲜处理技术、单果包装技术、通风贮藏技术、制冷贮藏技术、湿冷通风贮藏技术及商品化处理技术等。
1962—1980年
此期课题组主要针对柑桔果实贮藏保鲜中存在的问题,开展了一系列技术研究:2,4-D处理提高柑桔果实耐贮性研究(1962—1966年),塑料薄膜单果包装保鲜降耗研究(1966—1978年),多菌灵、托布津等防治柑桔青绿霉病腐烂研究(1972—1975年),柑桔贮藏条件和贮藏方式研究(1962—1980年),柑桔果实采后生理及生理失调病因的探讨(1975—1980年)。参与研究的人员有宗汝静、杨廷栋、李建知、邵蒲芬、胡西琴和戴仑雨等,研发出柑桔主要贮藏病害控制技术、塑料薄膜包装保鲜降耗技术和通风贮藏技术等,形成了适合我国国情的柑桔贮藏保鲜配套技术,所获成果“柑桔果实塑料薄膜单果包装贮藏保鲜技术的研究和应用”1989年获农业部科技进步三等奖。
1973年开始与国内8省2市柑桔主要产销地协作,推广以塑料薄膜单果包装贮藏保鲜技术为核心,结合2,4-D和多菌灵或托布津混合洗果的综合处理技术,形成了适应我国国情、高效实用的柑桔贮藏保鲜配套技术体系,使贮藏6个月的甜橙果实腐烂率由15%~30%降至5%~10%,并可长期保持果蒂鲜绿,果实新鲜饱满,常温通风贮藏失重率由15%~20%下降到2.5%~5%,干疤率为对照的50%~10%,贮藏果实果汁的乙醇含量由250 mg/100 ml下降到100 mg/100 ml以下。该技术使我国柑桔果实基本实现周年供应提供了有力的科技支撑,直接减损20%以上。
“六五”期间
此期课题组承担了“六五”国家科技攻关项目课题“柑桔产地贮藏保鲜技术”和柑桔硅窗自发气调贮藏技术研究,所获成果“柑桔产地贮藏保鲜技术及设施的改进”1987年获得农牧渔业部科技进步三等奖。
柑桔产地贮藏保鲜技术主要研究人员有邵蒲芬、胡西琴、刘晓东、曾灵君和王日葵等。研究内容包括改造自然通风库、锦橙贮藏果适宜采收期研究、新型杀菌剂筛选和柑桔果实喷药机研制。(1)自然通风库改造:通过库型结构设计、性能测试、贮藏效果试验、产区中试,研制出改良通风库,并结合防腐保鲜处理和单果包装技术,在四川内江、简阳、遂宁、邛崃等地大量推广应用,贮藏柑桔77万kg,甜橙贮藏120天,总损耗为8.9%,可溶性固形物含量保持在8%以上。(2)锦橙贮藏果适宜采收期研究,提出果皮色泽、果汁固酸比和果实从花期到采收时的有效积温可以作为柑桔采收适期的确定指标。短期贮藏锦橙适采期指标为:色泽达到5级(专用比色板),果汁固酸比9∶1,或≥10℃有效积温达到5000℃;长期贮藏锦橙适采期指标为:色泽达到3级,果汁固酸比8∶1,或≥10℃有效积温达到4800℃。(3)新型杀菌剂筛选:研究人员对抑霉唑、特克多、桔腐净、农抗B-10、过碳酸钠、硫磺多菌灵和多菌灵等7种药剂进行了抑菌试验、果实接种试验、贮藏效果试验,并进行了药物残留量测试,筛选出抑霉唑、特克多等高效低毒杀菌剂,在本所试验场、重庆市西山坪园艺场、铜梁县北郭岩洞库、湖南省东安县杨柳园艺场等地开展示范试验,均获得满意效果。(4)柑桔果实喷药机研制:1973年开始研究机械处理果实的方法和设备,经多年的试验和不断改进,1985年研制出JG-2型柑桔果实防腐喷药机,适用于贮量较大、处理集中的用户,可进行果园、农田喷药、仓库消毒和建筑喷浆。
柑桔硅窗自发气调贮藏技术研究主要完成人员有邵蒲芬、胡西琴等。该技术利用硅橡胶薄膜对CO2和O2具有较好的透气性和固定的透气比例等特点,采用一定面积的硅橡胶薄膜镶嵌在塑料薄膜帐上作为通气窗,自动调节帐内气体成分,从而为柑桔果实贮藏创造既能保湿又能调节气体的良好环境。采用此法贮藏的锦橙,好果率高,失重率和褐斑率仅为对照的1/5~1/8,果实新鲜饱满,色泽鲜艳,外观好,商品价值高,而且操作简便易行,用工少,成本低,适用于各甜橙产区。
“七五”期间
此期课题组承担了“六五”国家科技攻关项目“柑桔产地节能贮藏技术研究”,所获成果“果品产地节能贮藏技术研究”1993年获中国农业工程研究设计院科技成果一等奖。主要研究人员包括胡西琴、曾灵君、邵蒲芬和王日葵等。
柑桔通风库加机械制冷改装设计及贮藏技术研究:利用制冰机生产冷水,冷水经空气循环产生湿、冷空气的原理,使机械水冷系统和改良通风库相结合,研制出控温通风库。机械水冷系统在3月份外界气温升高时,适当降低库温并保持一定湿度,使柑桔贮藏效果大幅提高,锦橙贮藏寿命比改良通风库延长40~60天,腐烂率降低1/3~3/5,果实新鲜饱满,风味好,经济效益和社会效益显著。控温通风库系统简易,造价低廉,耗能低,易于柑桔产区推广应用。
最适采收期生物学指标研究:对“六五”期间研究提出的甜橙采收期指标进行了深入研究,进一步确定了锦橙适宜的色泽和固酸比采收指标。研究发现,气候条件对柑桔果实成熟影响很大,各地锦橙果实达到最适采收期指标的时间差异很大,同一地区锦橙达到适宜采收指标的时间各年也不一致。
柑桔主要产区贮藏形式和管理方法研究:对地沟、地窖、简易库、联拱沟窖、地下库、通风库、冷库和气调库等贮藏方式进行了库房性能、柑桔贮藏适应性、管理方法和贮藏效益等方面的调查研究。提出:产地大规模贮藏,宜选用改良通风库和控温通风库;冬季温度偏低的地区,宜选用冬暖夏凉型的地下库;地沟、地窖、简易库等贮藏方式只适用贮量少且分散的个体贮藏。
柑桔果实贮藏的综合配套技术研究:研究人员通过对采收技术、选果分级、防腐和涂膜处理、薄膜包装、贮藏条件等研究,提出了包括贮藏用果的质量标准及控制技术、库房管理及贮藏条件控制技术、防腐保鲜处理技术、预贮技术、薄膜包装等系列化、规范化柑桔贮藏保鲜配套技术。
“八五”期间
此期课题组承担了农业部重点项目“提高宽皮柑桔贮藏后期质量的研究”,主要研究人员有胡西琴、邵蒲芬和王日葵等。研究人员进行了宽皮柑桔(温州蜜柑、椪柑等)果实采后生理变化规律研究(包括果实形态及微结构变化研究、物质能量代谢规律研究、乙醇含量变化研究、酶活力变化研究和果实水分动态研究),延缓宽皮柑桔果实枯水、改善果实贮藏后期质量的技术措施研究(包括宽皮柑桔采收技术研究、土壤施肥和根外追肥对提高果实品质和贮藏性的研究、田间药物处理对贮藏果实衰老影响的研究、采后药物处理对贮藏果实衰老影响研究),以及高温预贮、低温贮藏对温州蜜柑贮藏效应研究等。明确了宽皮柑桔贮藏过程中乙醇含量、呼吸强度、果皮电导率、果胶酶活性、过氧化物酶活性和果实水分变化规律等与果实衰老、枯水的相关性;研究发现,温州蜜柑增施菜籽饼肥、过磷酸钙或根外追肥KCl+GA3均能明显提高果实可溶性固形物及糖、酸含量;采前喷施GA3等药物或采后应用GA3、草酸、钙盐等药物处理温州蜜柑和椪柑果实,能在贮藏期间抑制果实呼吸强度,减少腐烂,防止枯水;温州蜜柑高温预贮、低温贮藏,可明显降低果实褐斑病率、腐烂率和失重率。
另外,此期课题组研究人员孙玉清还获得发明专利“柑桔氮气保鲜贮藏库(CN95116459.7)”。柑桔氮气保鲜贮藏库,由多个南北向库房并列,其外间为操作室,各库房门、南北面换气窗与充气氮管道竖向在一条直线上,库房外侧夹层采用双层砖墙结构,库顶采用双层水泥板,用充氮降氧进行气体调节,氮气源与各充氮管道相连,将氮气输送到各库房以降氧,输送到库房外侧夹层及库顶夹层内以隔热,利用夜间打开门窗,以降温;各充氮、排气管道上都装有开关阀,阀设在库房外面,本库结构简单、不需制冷吹风设备,成本低,保鲜效果好,也可储存其他食品,适合在国内推广使用。
“九五”、“十五”期间
此期课题组承担的研究主要包括以下几方面:
中国农业科学院院长基金项目“柑桔贮藏期内源多胺变化动态研究” 主要研究人员有王日葵、邵蒲芬、汪晓红、周炼和李太盛等。项目以锦橙、脐橙、椪柑为材料,用液相色谱法对果实整个贮藏期精胺(Spm)、亚精胺(Spd)、腐胺(Put)含量定量测定,并同期进行果实呼吸强度、果皮电导率、糖含量、有机酸含量、维生素C含量测定,研究它们的变化规律和关系。同时还研究了外源Spm、Spd、Put处理对果实多胺含量、呼吸代谢、营养物质含量、果皮细胞渗透性和贮藏性的影响。
国家标准《柑桔贮藏》修订 2002年主持完成国家农业行业标准《NY/T 1189—2006柑桔贮藏》修订(2006年10月1日实施)。参与人员包括王日葵、胡西琴、王成秋、焦必宁和周炼等。
柑桔商品化处理技术研究 包括主持完成科技部科技基础性工作专项资金项目子专题“柑桔商品化处理操作规程研究”,完成人员为王日葵、焦必宁、王成秋和周炼;从我国柑桔生产实际出发,研制出适合我国农场、专业户、经销商使用的小型转盘式柑桔商品化处理机,获得发明专利“转盘式鲜果处理机(CN00222077.6)”,完成人为曾灵君;研制出柑桔A型、B型等果蜡,完成人为王日葵、邵蒲芬和周炼等。
重庆市教委项目 “水果充氮气调贮藏技术研究” 研究内容包括简易充氮式气调库模式,柑桔、桃、梨等果实在充氮式气调库中氮气含量和保鲜效果的关系,柑桔、桃、梨氮气贮藏的配套技术研究,以及水果简易充氮式气调库的操作技术等。研究指出:锦橙在低温下果实腐烂率降低,并能保持较好品质;气调贮藏果的营养物质含量高于非气调贮藏,且风味较好;单果包装、大帐(或大袋)有良好的降低果实失重率和保持新鲜度的作用。黄花梨低温贮藏贮藏期明显延长;气调贮藏硬度和风味优于非气调贮藏,且可延长贮藏期;单果包装能明显降低果实失重率和腐烂率,保持果实硬度和新鲜度。白凤桃低温贮藏腐烂率明显降低,保持较好品质和硬度,贮藏期延长;气调贮藏有改善果实贮后品质等作用;单果包装对降低白凤桃果实失重率、防止果实皱缩、保持果实新鲜等具有显著效果。同时,研究明确了柑桔、黄花梨、白凤桃等水果简易充氮式气调库模式及简易气调贮藏指标和包装方法。主要研究人员包括王日葵、孙玉清、周炼和韩爱华等。
农业结构调整重大技术研究专项“柑桔贮藏和加工增值技术研究” 主要研究人员包括焦必宁、王日葵、孙志高、雷霆、王华、王成秋、吴厚玖、韩爱华、赵其阳、周炼、黄学根、付陈梅和郭莉等。项目围绕柑桔无公害贮藏技术、柑桔商品化处理关键技术、高质量柑桔汁加工关键技术和质量控制技术、柑桔鲜果和橙汁质量检测技术等进行了研究,取得了丰硕的研究成果。一是研发成功湿冷通风库,获得实用新型专利“湿冷通风库(ZL200620110427.8)”。 湿冷通风库使自然冷源降温和风冷式制冷系统降温相结合,配置了电极式加湿器和温湿自动控制器,实现制冷和加湿自动控制,节能效果明显。二是研究出锦橙精准制冷指标和管理技术,编写出锦橙贮藏标准。北碚447锦橙在低温下贮藏能降低果实腐烂率和保持品质,综合其他年度的试验结果,研究认为,在制冷贮藏中可少用或不用药物处理。制冷贮藏时要防止冷害,锦橙长期(60天以上)贮藏温度以7.5~8.5℃为宜,短期(45天以下)贮藏温度可调至4.5~5.5℃。柑桔贮藏中,宜用塑料薄膜单果包装,降低果实失重率。锦橙气调贮藏对防止果实腐烂作用不明显,果实在密闭环境中降氧和提高二氧化碳浓度很快,特别是在常温贮藏,气调贮藏要注意防止气体伤害。锦橙贮藏环境中以氧气10%~5%、二氧化碳5%~1%为宜,该指标可应用于锦橙制冷贮藏、运输、包装等环境。三是筛选出纳他霉素、嘧菌酯和咯菌腈等3种生物源或仿生生物源杀菌剂,防腐效果优于或相当于目前常用化学杀菌剂。四是研究明确了柑桔打蜡、清洗等技术,提出了柑桔商品化处理技术规范。五是研发出适用于我国柑桔原料的高品质橙汁加工关键技术。研究人员针对我国橙汁原料普遍存在酸度较高的缺陷,筛选出了适宜的国产橙汁脱酸树脂,建立了橙汁脱酸工艺,研制出的脱酸装置获得实用新型专利“橙汁脱酸装置(ZL200720124660.6)”;研究提出了能满足非浓缩橙汁(NFC)加工的原料果基本要求,筛选出了二氧化氯和臭氧两种用于NFC原料的清洗杀菌剂;研究确定了所有的NFC重点加工工序工艺和技术参数,制订了先进可靠的NFC加工工艺流程,开发出了NFC新产品,产品质量达到国际先进标准;研究了橙汁在贮藏期间主要营养成分的变化规律。六是建立柑桔汁优化生产管理规范(GMP)及危害分析和关键点控制系统(HACCP)技术体系,研究了不同单元操作对橙汁风味和品质的影响,确定了橙汁加工危害分析与关键控制点,建立了橙汁GMP和HACCP体系 (2006年3月通过HACCP认证,2006年4月获得了ISO 9001∶2000质量管理体系认证)。七是建立了柑桔及其加工品安全检测技术体系,研究、优化建立了检测柑桔中香精油、总黄酮、5-羟甲基糠醛、氨基酸、柠檬苦素、砷、铅、汞及35种有机氯、有机磷、菊酯类及杀菌剂农药残留等14种检测技术。
“十一五”期间
“十一五”课题组承担了 “柑桔采后品质劣变(枯水等)及调控技术研究”、“柑桔综合贮藏保鲜技术研究”、“B4利用植物提取成分、研发安全高效的柑桔生物防腐剂及产业化示范”和“加工甜橙高效、低成本周转贮藏技术研究与示范”等4项国家科技支撑计划子课题,以及公益性行业(农业)科研专项子课题“延长柑桔商品化处理果实货架寿命的关键技术研究”,深入研究柑桔成熟和衰老生理生化与分子机理,以及柑桔精准贮藏技术、生物保鲜技术、果实质量控制技术和商品化处理新技术等。