热带特色水果荔枝与龙眼的采后贮藏保鲜技术研究进展
2016-03-28艾静汶王淋靓
蒋 雨,艾静汶,王淋靓
(1.宜宾市食品药品检验所,四川宜宾 644000;2.广西亚热带作物研究所,广西南宁 530001)
热带特色水果荔枝与龙眼的采后贮藏保鲜技术研究进展
蒋 雨1,艾静汶2,王淋靓2
(1.宜宾市食品药品检验所,四川宜宾 644000;2.广西亚热带作物研究所,广西南宁 530001)
我国属于热带水果荔枝、龙眼的主要产销国,产品的推广受到贮藏保鲜技术的制约。概述荔枝、龙眼的采后保鲜贮藏现状,分析果实容易腐败变质的原因,同时介绍了低温冷藏、化学药剂处理、热处理、气调保鲜等主要的、现行的以及其他新兴在研的贮藏保鲜技术,旨在为其采后贮藏保鲜以及加工利用提供参考。
荔枝;龙眼;采后;贮藏;保鲜
我国南方具有丰富的热带、亚热带水果资源,如荔枝、龙眼、香蕉、芒果、菠萝、木瓜、番石榴、黄皮、杨桃、橄榄等[1],其中香蕉、菠萝、荔枝、龙眼、芒果的产量最高,主要分布在海南、广东、广西、福建和云南5个省区[2],荔枝、龙眼是我国特色的热带、亚热带水果代表。荔枝、龙眼是原产于我国亚热带的水果,我国也是目前荔枝、龙眼种植面积最多的国家,提供了全世界每年超过70%的荔枝产量[3],仅2013年我国主要荔枝品种总产量为104.53× 104t[4]。荔枝和龙眼是我国南方经济收入和创汇的重要农产品。
由于荔枝、龙眼的采收季节正值高温、高湿的气候,极易受多种微生物的侵染,且果实含水量、含糖量高,采后新陈代谢旺盛,极易发生褐变、质变和腐变。许道钊[5]研究发现,荔枝果实在正常状态下2~3 d即发生均匀褐变,而龙眼在室温28℃下贮藏7 d左右全部腐烂[6]。如此短的保鲜期使得果实采后损耗十分严重,制约着荔枝与龙眼的长期贮藏和远距离运销。因此,加强荔枝和龙眼贮藏保鲜技术的应用性研究,对于提高果农收入以及保障上述2种水果产业健康、可持续发展有着重要意义。
1 果实腐败原因
1.1 果实含水量、含糖量高
荔枝、龙眼果实汁多肉厚,糖分含量高,果实易失水导致营养失调。若暴露在空气中,果实的表皮迅速失水,果皮发干,果肉变软并逐渐收缩,呈乳白色,之后流出酒味汁水,果皮结构崩溃至完全腐烂[7]。
1.2 采收后代谢旺盛,果实易褐变
我国龙眼成熟季节为每年7-9月的高温高湿季节,果实的生理代谢尤其是呼吸作用强烈。随着生理代谢的进行,果皮开始发生褐变,褐变是荔枝、龙眼贮藏中后期果实衰老的重要表现之一。目前的研究认为,荔枝、龙眼采后果皮褐变主要是由于多酚氧化酶(PPO)在有氧条件下催化酚类物质氧化,形成黑色高聚物的结果[8]。G Zaubermann用SO2熏蒸研究对PPO活性和褐变的影响,测得PPO活性高低与褐变程度的变化基本一致。吴振先等人[9]认为导致果皮褐变的PPO主要可能是结合态PPO,新酶带与酶活性的变化和果皮褐变程度有关。除了PPO促褐变以外,失水褐变、病菌致褐也是果皮褐变的因素。
1.3 果实不耐低温,容易产生冻害
荔枝、龙眼对温度敏感,在低于最适温度的环境中,荔枝、龙眼易出现冷害,导致生理代谢失调、细胞结构受损、抗病能力下降,出现褐变、水渍斑块等不良现象,不但影响果实外观,也降低了食用品质[10],这给长时间、远距离冷藏果实带来了一定困难。
2 贮藏保鲜技术
2.1 现行的保鲜贮藏技术
2.1.1 二氧化硫(SO2)处理保鲜
目前的各种常温保鲜办法中,以化学药剂处理对荔枝、龙眼的保鲜效果最好。果实经过防腐剂处理后能有效杀灭病菌且封闭气孔,降低呼吸强度,其中应用最广泛的是硫熏。SO2对PPO具有多方面的作用,有效抑制酚类物质和还原性抗坏血酸的氧化,最终抑制了果实贮藏期间果皮的褐变。黄海雄等人[11]以微量SO2缓释剂处理荔枝,并置于保鲜袋内进行冷处理,在100 d后果肉仍保持良好状态,也能有效抑制果皮的褐变并能快速复色,果肉SO2的残留量低于国家标准。经过SO2处理,龙眼果皮中PPO活性受到明显抑制,PPO同工酶谱也发生变化,部分酶带受到抑制。庞学群等人[12]采用分阶段SO2缓释剂结合冰温贮藏技术进行龙眼保鲜,发现该方法可以较好地维持果实VC与可滴定酸及TSS含量,改善龙眼果皮色泽,限制PPO活性,贮藏48 d后好果率为91.15%,并降低了果肉SO2的残留量。Uthairatanakij A等人[13]结合SO2释放以及PE袋进行“Daw”龙眼果实的保鲜试验表明,SO2释放结合PE袋包装可以明显抑制采后病原菌的生长,防止果皮褐变,降低失质量率,防止果实腐烂并维持可溶性固形物的含量。
2.1.2 其他化学保鲜剂保鲜
除SO2外,常用于荔枝、龙眼的防腐保鲜剂有扑海因、仲丁胺、特克多抑霉唑、多菌灵等。郭芹等人[14]利用二氧化氯对荔枝进行保鲜研究,发现80 mg/L可以有效抑制采后荔枝病害和褐变的发生,减缓可溶性固形物的下降,维持可滴定酸含量,抑制PPO和POD的活性,保持了果实的采后品质,并且显著抑制了果实的呼吸强度和乙烯释放量。有研究表明,以2.2 g/kg浓度的Na2S2O5处理龙眼,能有效延缓龙眼变质,延长贮藏期限。在贮藏60 d后果皮色泽淡黄无褐变,好果率达97%以上,表现出良好的贮藏效果[15]。姜红波等人[16]分析了不同抑制剂(柠檬酸、硫代硫酸钠、亚硫酸钠和双氧水)对乌龙岭龙眼果皮PPO酶活性的影响,结果表明除双氧水对龙眼果皮PPO有激活作用外,其余抑制剂均对PPO酶活性有一定抑制作用,以硫代硫酸钠效果最好。此外,在冷藏处理并联合保鲜剂使用的情况下,果实的贮藏效果更为可观。
2.1.3 低温处理保鲜
低温贮藏是目前国内外应用最广泛的荔枝、龙眼贮藏方式,主要包括入库前预冷及冷库冷藏2部分,预冷主要有自然降温冷却、冷水冷却、风冷、真空冷却等方式。在低温条件下果实的新陈代谢及病原菌的滋生等活动均受到了抑制,且降低了果皮表面水分丧失,从而达到较长时间的保鲜目的。适宜的低温也能抑制PPO的活性,降低呼吸强度,减少营养成分的损耗,以达到延长保鲜的目的。胡新宇等人[17]发现,荔枝的最适贮藏温度为1.5℃,相对湿度为90%~95%。目前,发达国家普遍采用的是泡沫箱加冰的方式对荔枝进行储运保鲜,一般经3个昼夜运输后,荔枝仍保持原来的鲜红色,且风味不变,好果率达93%以上,水分损失不超过3%。温度在5~7℃下龙眼果实贮藏5周,其果肉可滴定酸含量、可溶性固形物、pH值等的变化很小。
2.1.4 热处理保鲜
试剂应用中的热处理主要是利用热水或热蒸汽钝化果实的酶活性并附带有杀菌作用,从而抑制果皮微生物生长和褐变的速率,热处理后应立即将果实取出置于通风处自然吹干。民间较成熟的荔枝保鲜方法是将荔枝入沸水中烫5~8 s,然后冷风吹干再装箱[18]。Jiang[18]研究表明,龙眼果实PPO活性(以4-甲基儿茶酚为底物)最适反应温度为35℃,50℃以下PPO失活50%所需的时间为20 min。
2.1.5 气调保鲜
气调贮藏可以有效防止果皮变色,降低果实的腐烂率,延长果实的贮藏期,还能抑制果实的PPO活性,降低果肉中的乙醇含量,保持较低pH值,维持果实的色、香、味及营养品质。荔枝的气调保鲜,以3%的O2,5%的CO2为宜[19];龙眼的气调贮藏,以4%~6%的CO2,6%~8%的O2为宜。另一种气调方式就是充N2。有研究对荔枝进行快速充氮法贮藏,向真空大帐中充入并定期补充N2,结果表明40 d后好果率为70%,风味比对照组更好;对照组荔枝在13 d时已经丧失商品价值。Tian等人[20]通过对龙眼进行气调处理,发现采用高体积分数CO2气调处理可以极大降低果肉中乙醇的产生量,并可保绿和保持果皮中较低的pH值,4%O2+15%CO2更可有效地改善贮藏品质,减少腐败,贮藏60 d后龙眼口味和品质均无任何败坏。段学武等人[21]采用0.5 mmol/L和1 mmol/L的外源NO供体剂硝普钠(SNP)处理可显著减缓“石硖”龙眼果皮的褐变,抑制龙眼果皮的POD酶活性,降低果实腐烂和果肉自溶。张青等人[22]利用MAP技术,在5℃下用0.06 mm聚乙烯包装袋包装,采用乙烯吸收剂(高锰酸钾)和二氧化碳吸收剂(氢氧化钙)、快速充氮等方式处理龙眼,发现经过气调包装的龙眼贮藏期和贮藏品质均优于冷藏对照样品,说明气调包装对龙眼贮藏品质有提升效果。若结合冷藏和保鲜剂处理的方式,保鲜效果会更加明显。
2.2 贮藏保鲜新技术
2.2.1 可食性涂膜保鲜
涂膜的材料种类繁多,主要有虫胶、蜂蜡、石蜡、合成树脂等。近年来由于食品安全的考虑,水果保鲜涂膜由低毒向无毒、可食性方向发展,包括淀粉、多糖类、蛋白质、中草药涂膜等,其可以代替合成性包装材料,并作为抗氧化剂与抗微生物制剂的载体,对水分和气体具有半透性屏障作用,可以延长果实的贮藏时间。彭永宏等人[23]发现涂膜还可以降低果实对低温贮藏环境的敏感性,主要包含糖液、蛋白质类等涂膜。邹少强、陈绍军等人[24-25]用魔芋葡甘聚糖对龙眼进行涂膜处理,分别在常温、低温(3℃)下进行贮藏,发现在10 d后试验组常温下的龙眼好果率为82.86%、失质量率为2.56%,空白组好果率为41.67%、失质量率为4.49%;试验组在低温下60 d后好果率99.89%,失质量率2.03%,空白组已经全部腐烂。
2.2.2 生物技术保鲜
利用生物技术进行荔枝、龙眼的保鲜主要有动植物源保鲜剂、微生物制剂等,微生物制剂中又包括微生物菌体、其代谢产物和生物天然提取物等。Sun J等人[26]研究发现,磷脂酶D、植物精油也可以用于采后荔枝果实的生物保鲜处理,也能对酶促褐变产生抑制,延长荔枝的贮藏时间。G Martinez-Castellanos等人[27]利用1×109CFU/mL的植物乳杆菌菌液对采后荔枝进行喷涂处理,并在10℃,75%的湿度条件下进行贮藏,发现其色泽以及食用品质比对照组荔枝更好,且果皮中矢车菊云苷、总花色素苷及酚类的含量明显高于对照组的含量,说明此植物乳杆菌对荔枝具有一定的保色性。吴汶飞等人利用乳酸链球菌素Nisin和溶菌酶2种生物制剂对荔枝的鲜切果肉进行低温贮藏,发现2种保鲜剂复合处理荔枝可以缓解果肉的褐变,抑制细菌、霉菌和酵母菌的增殖。曾祥有利用生物保鲜剂来抑制荔枝果皮炭疽菌的活性,在常温下贮藏5 d后荔枝的好果率为100%,在2~4℃下贮藏30 d后好果率也为100%。车健美等人运用微生物保鲜菌FJAT-0809-GLX(一种短短芽孢杆菌)对龙眼采收前和采收后进行喷淋后观察保鲜效果,结果发现试验组的龙眼好果率提高了33.08%,脱粒率降低了9.38%,且试验组龙眼果皮POD和PPO酶活性显著低于对照组,说明此微生物保鲜菌对果皮酶活性有一定的抑制作用。
2.2.3 辐射保鲜
用辐射进行荔枝和龙眼的保鲜目前还未大规模应用于实际生产中,尚处于实验室研究阶段。Chpmpoo和Blew Kiew报道,龙眼经20 min,49℃热浸以及最小吸收量为400 Gy的辐射照射处理后装于透气的塑料袋中10℃下贮藏,与经热处理的龙眼进行对比发现,热处理的龙眼外皮颜色较深,且有明显的色斑,外观和品质、口感均比辐射处理的龙眼差。
2.2.4 其他贮藏保鲜方法
湿冷系统:“湿冷系统”源于英国,是在机械制冷和徐冰研究基础上发展起来的一种新型、低能耗果蔬保鲜预冷技术,可快速冷却果蔬且不会冻结,同时结合O3处理,可抑制果蔬的呼吸和蒸腾作用,延缓成熟衰老。杨文领认为,“湿冷系统”应用于龙眼保鲜中,与常温短期保鲜法和速冻长期保鲜法比较,在色泽和口感保持方面有一定优势。
低压:在低压贮藏系统中,果实被放置于密封的真空、制冷容器中,水果释放的乙烯利被随时抽去以形成低气压环境,降低了水果的呼吸作用,延长其贮藏时间。其一般采用22~100 kPa,13℃,相对湿度90%的条件进行低压贮藏,但此方法由于成本较高,还未对荔枝、龙眼的贮藏进行大范围推广应用。
包装:除常见的包装材料外,最近还产生了加压包装、高压静电包装、臭氧包装、微孔复合保鲜膜包装等,但实际生产中还未大量推广使用。庄卫东发现,保鲜薄膜袋包装可以保持低温贮藏状态下龙眼可溶性固形物、可滴定酸、VC的含量,提高其贮藏品质。
3 结语
褐变、病原菌的侵害是导致荔枝、龙眼采后品质下降的主要原因,国内外对其贮藏保鲜的现行办法主要是使用化学药剂,但出于食品安全方面的考虑,未来的研究重心将逐步转移到低温冷藏和热处理、气调保鲜为主的物理方法和生物技术上,并以降低成本、加大投入等方式引领荔枝、龙眼等热带水果的采后贮藏保鲜主方向。
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Research Progress on Postharvest Preservation Technology of Tropical Fruit Litchi and Longan
JIANG Yu1,AI Jingwen2,WANG Lingliang2
(1.Yibin Institue for Food and Drug Control,Yibin,Sichuan 644000,China;2.Guangxi Subtropical Crops Research Institute,Nanning,Guangxi 530001,China)
China is the main producer of fruit litchi and longan,the promotion of them is restricted by storage and preservation technology.This paper outlets the current situation of litchi and longan postharvest preservation,analysis the reasons for their spoilage.The main preservation technologies are reviewed in the paper,including low temperature storage,chemical treatments,heat treatments,controlled atmosphere,and other emerging technologies,aims at providing theoretical basis for the preservation,processing and utilization of litchi and longan.
litchi;longan;postharvest;storage;preservation
S667.2
A
10.16693/j.cnki.1671-9646(X).2016.01.019
2015-11-04
蒋 雨(1984— ),女,硕士,工程师,研究方向为食品分析检测。