果蔬保鲜方法概述

马修钰　王建清　王玉峰　王猛　许亚宁

（天津科技大学包装与印刷工程学院，天津300222）



果蔬保鲜方法概述

马修钰王建清王玉峰王猛许亚宁

（天津科技大学包装与印刷工程学院，天津300222）

摘要：随着人们生活水平的提高，对新鲜、高质量和高营养食物需求的不断增加，推动了新鲜果蔬贮藏方法的发展。本文从采后处理、低温保鲜、气调保鲜、化学保鲜、涂膜保鲜、辐照保鲜及生物制剂保鲜等七个方面介绍了国内外果蔬保鲜技术。

关键词：果蔬；贮藏；保鲜方法

人们对果蔬的需求连年增高，但是随着我国农业结构的整合，果蔬行业成长较为迅猛，市场来源充沛，许多果蔬品种已由供给不足发展到相对过量[1]。每年由于保鲜不当致使果蔬腐烂而造成的损失已不容忽视。为了挽回当前局面，我们应积极寻找、开发新的果蔬保鲜技术，以维持果蔬贮存期间的价值[2,3]。

国内外的专家学者通过长期的研究已经得出影响果蔬贮存的环境因素：温湿度，低氧、高二氧化碳、无菌的环境，减少外源或内源乙烯的生成与接触。目前，常用的冷藏保鲜法、气调保鲜法、辐射保鲜法和保鲜膜保鲜法也都是通过改变环境条件和对果实本身做出防护措施来提高果蔬的耐贮性，以达到延长其货架寿命的目的。

1　果蔬保鲜机理

采摘后，果蔬仍然是一个活的有机体，在储存过程中，其呼吸作用产生的大量热量若不及时去除，会使贮存环境温度升高，致使果蔬新陈代谢加快，加速其内部营养物质的消耗，从而导致果蔬的快速衰老及品质降低。同时，刚采摘的新鲜果蔬水分含量较高，但在贮存过程中由于自身的呼吸作用及贮存环境的影响，果蔬中的水分会逐渐散失，导致果蔬萎蔫，如果不能及时阻止果蔬水分的散失，将导致其品质的降低[4]。

基于以上果蔬的采后生理及贮存特点，果蔬的保鲜机理为：

1）控制果蔬贮存环境的温度

2）控制果蔬贮存环境中O2和CO2的浓度，及时排除果蔬在包装贮存过程中释放的乙烯、乙醇等气体。

3）控制果蔬包装贮存环境的相对湿度。贮存环境的相对湿度不宜过大，否则会导致果蔬遭病菌侵染并发霉腐烂变质。大部分果蔬最适宜贮存的相对湿度为70%～95%，贮存在此相对湿度环境下，可减少果蔬水分的散失，保证果蔬的新鲜度。

控制果蔬的保鲜。首先要控制呼吸代谢，减缓衰老进程，一般通过控制贮藏环境温度和气体成分来实现；其次是抑制微生物腐败菌的生长，通过控制贮藏环境条件和杀菌剂应用来实现；第三，减少内部水分蒸发，主要通过对环境相对湿度的控制和细胞间水分的结构化来实现。

2　果蔬保鲜方法

2.1采后处理

果蔬进行采后预处理再贮藏，对延长保鲜周期具有积极意义。采后预处理包括：预热处理、预冷处理和间歇变温处理等方式。

采后热处理主要是通过热水处理（浸泡、淋洗、热蒸汽等）或热空气处理等处理方式，在适当的高温下一定时间内对果实进行处理，以减少病虫害、钝化与衰老有关的酶、提高对致病菌的抗性、延缓品质下降及衰老进程。热处理方式、处理温度、处理时间以及果蔬品种等都是重要的影响保鲜效果的因素。巩惠芳等[4]研究认为，4℃冷藏前，以40℃热空气预处理草莓30min，能够延缓果实硬度的下降。Garcia等[5]用不同温度热水处理接种了灰霉的草莓，结果显示在一定范围内温度越高对灰霉的抑制效果越好。

采后预冷处理是将果蔬在贮藏前低温处理一段时间，迅速去除田间热，降低呼吸强度。适当的预冷处理可以抑制致病微生物的生长繁殖、抑制代谢相关的酶活性，从而延缓果实衰老，最大限度地保持果蔬新鲜度和品质。对于软嫩多汁且货架寿命短的果蔬，最好在产地进行采后预冷处理。采用逐步升、降温或变温贮藏、化学药剂处理等措施能够防止低温保鲜对水果造成的伤害并且能最大限度地保留营养成分和原有风味[8]。

2.2低温保鲜

温度作为决定水果保鲜及货架寿命的重要的外部条件，对水果的物理、生理、生化等一系列活动都会产生巨大的影响。世界上多数发达国家已经把低温冷藏技术广泛地应用在各类水果蔬菜的物流保鲜和贮存保鲜过程中。我国的水果保鲜意识以及相应技术起步较晚但发展迅速，低温冷藏技术近年来在我国的水果保鲜中得到了越来越广泛的应用。

低温保鲜的原理是通过低温条件抑制水果内的酶促反应进而减弱其生命活动；减少水果内自由水和结晶水的运动，有效降低其蒸腾速率的同时还可降低水果的生物活性；低温同样会抑制病原微生物的活性，迫使其进入休眠状态，减少对水果的侵害，从而保持采后果蔬品质风味、延缓衰老并有效减少腐烂。由于不同品种和产地的果蔬，其冰点和冷害温度不同，因此果蔬的适宜的贮存温度也是千差万别[6]。

从表1中可以看到，不同水果、甚至相同水果的不同品种之间的最佳保鲜温度存在很大不同，这就要求准确掌握不同水果在低温下的习性特点，如果盲目地进行低温处理，轻者达不到预期效果，重者会因低温伤害而适得其反[7]。

表1　部分水果低温冷害的发生温度与症状Table1　Temperature and symptoms of low temperature injury in some fruits

为了使果蔬能够长时间保持低温状态，目前最常使用的的方法是采用预冷设备预冷、冷藏运输和贮藏等方式创造低温运输环境。这些设施、设备前期建设需要一次性投入大量资金，后期运作需要大量能源做支撑，是一种能耗和投资较大的保鲜方式，且不能满足批量果蔬的贮藏与销售；而且我国的果蔬产地大多地处偏远，交通条件恶劣，因此建立冷库的工程就显得更加艰难。

2.3气调保鲜

气调保鲜包装技术（Modified Atmosphere Packaging）简称MAP，是将包装袋内的自然气体置换成与其组分比例不同的混合气体，再根据不同包装材料对某种特定气体的气体透过性能，维持包装袋内的果蔬始终处于一种适宜的气体环境中的保鲜技术[9]。气调保鲜技术主要通过降低果蔬呼吸速率、减少有机物消耗、抑制致病微生物的生长来达到延长果蔬保鲜和贮藏周期的目的。

2.3.1气调保鲜分类

目前国内外采用的气调保鲜按照作用方式分主要有主动气调（CA）和被动气调（MA）两种。主动气调是依靠气调设备营造一个高CO2、低O2适宜果蔬保鲜的气氛条件[10]。被动气调则单纯选用一定气体透过性的薄膜包装，依靠果蔬自身的呼吸作用而不是通过外界作用置换包装内的气体达到平衡。这种包装形式对包装材料的要求较高，一般要选用特制的气调包装膜才能达到良好的保鲜效果。

2.3.2气调保鲜气体组成及气体比例控制

气调保鲜气体的组分主要含有CO2、O2、N2。CO2具有抑制呼吸的作用；O2能维持水果的有氧呼吸；N2作为平衡气体并表现一定的抑菌作用[11]。果蔬种类品种以及栽培条件不同，适宜的气体比例也不同，应适度调整气体成分。郑永华等[12]以空气作对照，用纯氧气处理草莓，冷藏10d后转移至20℃温度的空气中观察2d。研究确定，在冷藏前期，纯氧处理可以促进果实的呼吸作用，使可滴定酸下降；随着时间推移，呼吸代谢、硬度和Vc的下降均受到抑制。纯CO2处理草莓初期，果实内部CO2含量迅速升高并维持高浓度不变。一旦撤去处理，其CO2含量又迅速下降至与未处理时的浓度相等[13]。张平等[14]发现贮藏蓝莓适宜的气体浓度为：10%～12%CO2，6%～9%O2，保鲜期可延长30～40d。李兴友等[15]采用气调箱对荔枝进行气调保鲜试验，结果表明40d时气调保鲜的荔枝好果率比纯冷藏高40%左右。

2.3.3包装材料对气调保鲜的影响

果蔬气调塑料薄膜包装常用的制袋材料有PE，PP，PVC等。近年来，仅仅是对于目标气体的透过性能已经不能满足果蔬保鲜现状对包装材料性能的要求，包装材料对水蒸气、乙烯等气体的透过特性、抑制微生物生长繁殖的能力，甚至根据不同的温度和气体浓度来调节O2、CO2透过性以及微细孔技术等都被运用到气调保鲜材料当中。美国研制出一种薄膜，不仅拥有适宜的水蒸气透过率，还能够随着环境温度的改变自动调节O2和CO2透过率的比例[16]。李方、卢立新[17]发现采用微孔膜气调保鲜技术的包装能够更好的维持菠菜的品质。在聚乙烯树脂中添加金属催化剂，可以制成高透氧、低透湿、高强度和低热封温度的聚乙烯薄膜[18]。硅橡胶膜是一种热熟化胶膜，由铂络合物催化含氢硅氧烷和乙烯基聚硅氧烷后涂于布基上制成，对O2透过率约为CO2的1/6。硅橡胶膜没有毒害、没有刺激气味，成本低廉、绿色无公害，可大力推广使用[19]。

气调包装的保鲜效果受果蔬品种、包装材料和贮藏温度等因素的影响，因此研究新型高效的气调保鲜包装设备、提高包装内气体置换率以及气体混合精度，对于果蔬气调保鲜将有着非常重要的意义。而通过对包装薄膜进行适当改性获得对目标气体更优质的气体阻隔性能将是未来气调保鲜包装技术研究与发展的主要方向。

2.4化学保鲜

化学保鲜是指在满足食品添加剂卫生标准的前提下，应用化学手段在果蔬表面喷涂、直接浸泡化学药剂处理来保鲜的方法。

目前，抑菌剂和乙烯抑制剂是使用较多的保鲜剂：抑菌剂主要是抑制外源微生物的活性，但由于外源微生物种类繁多，而防腐杀菌剂又大多具有针对性，因此常需将多种防腐杀菌剂进行适当复配才能达到理想的防腐杀菌效果；乙烯抑制剂则主要通过抑制果蔬中乙烯的合成进程，从而推迟其引发的一系列生物活动，达到延缓果蔬衰老的效果。目前常用的化学保鲜剂有二氧化硫、过氧乙酸、苯甲酸、山梨酸等，随着人们研究的深入，植酸、钙处理、正己醇和1-MCP等保鲜剂用于果蔬采后贮藏保鲜方面的报道也越来越多。

王建清等[20]发现固体SO2缓释保鲜剂可以明显降低樱桃的腐烂率，延长贮藏时间。郑永华等[21]研究表明不同SO2释放剂量均对枇杷有良好的保鲜作用。SO2对龙眼贮藏期间的果皮褐变有明显的抑制作用，但容易造成果肉SO2残留量超标[22]。SO2释放结合PE袋包装可明显抑制葡萄包装袋内病原微生物的生长，维持TSS含量，降低失重率，延缓果实腐烂[23]。GA-BA处理可以明显减少桃果实采后低温贮藏中的冻害，Shang等[24]发现在20℃条件下分别采用5mmol/L的γ-氨基丁酸（GA-BA）处理新鲜桃果实10min后，置于1℃条件贮藏，保鲜效果最佳。Sayyari等[25]发现草酸浸泡可明显降低石榴的呼吸速率和失重率。醋酸对柠檬也有较好的保鲜效果[26]。某些化学保鲜剂除了保持果实保鲜品质外，还能够增加果香，如茉莉酸甲酯施加到草莓上可以提高其香气成分活性，保持草莓的感官特征和营养特性[27]。

王景等[28]研究了Ca、1-MCP、复合保鲜剂处理对黄瓜采后贮藏品质的影响，通过对果实失重率、TSS、可滴定酸含量、商品率、果皮叶绿素含量、果实呼吸强度、细胞膜透性和超氧化物歧化酶SOD活性的测定，得到了Ca和1-MCP联合处理要优于单独处理的结果。应铁进等[29]研究了钙和热处理对于无花果采后品质的影响，结果显示钙处理在维持果实硬度方面效果很好。

虽然化学保鲜能减缓果蔬后熟过程，降低果实的呼吸速率，具有操作简单、使用成本低、设备投资小等特点，是目前减少果蔬采后腐烂最有效的方法；但所使用的保鲜剂大多会对自然生态环境造成一定的危害，威胁人类身体健康，由此引发的食品安全隐患正在引起各界的广泛关注，且长期连续使用同一种保鲜剂会导致受药微生物产生抗药性，致使该种保鲜剂失效。目前化学保鲜已经向减少有机溶剂用量、增加天然活性物质的方向发展。开发一种天然无毒的保鲜剂是果蔬保鲜势在必行的趋势，具有十分重要的意义。

2.5涂膜保鲜

涂膜保鲜是以微气调原理作为理论基础的果蔬贮藏的重要辅助技术，将风干后会形成一种无色透明半透膜的物质通过浸渍、涂刷、喷洒等方法涂敷在果蔬的表面[30]。半透膜通过覆盖果蔬表面的微孔，并部分渗入到果皮中减小外表皮的孔隙，抑制果蔬的呼吸及蒸腾作用，在贮藏期间延缓果蔬的失重率、硬度、细胞膜透性以及丙二醛含量的变化，大大延长果蔬的货架期；另外，半透膜能够有效阻隔空气中的O2与果实内多酚氧化酶的接触，阻止其引发的果蔬褐变，改善果蔬贮藏品质[31]。用于果蔬的涂膜剂对于溶液的稳定性、毒性、气味、附着力和机械强度都有较高的要求[32]。

根据涂膜剂的组成成分，大致可以分为单一和复合涂膜剂。

单一涂膜剂是采用多糖、蛋白质、脂质中的一种为主要成膜基质，辅以其他成膜助剂制成果蔬涂膜剂[33]。多糖类涂膜剂都属于亲水性聚合物，阻湿性一般较差，主要包括壳聚糖、魔芋葡甘聚糖、淀粉、纤维素衍生物等[3 4]；目前最常用、使用效果最好的是壳聚糖。蛋白质类涂膜剂主要包括大豆分离蛋白（Soybean protein isolate，SPI）、玉米醇溶蛋白（Zein）、小麦面筋蛋白（WG）和乳清蛋白（WP）。

单一涂膜剂的优点是成膜制备工艺简单，所需材料较少，便于大型工业化生产；但单一的成膜材料也限制了保鲜性能：如多糖和蛋白质大多属于亲水性聚合物，成膜透湿性较大[35]；而脂类难以控制涂膜的均匀性与厚度，容易出现裂纹或孔洞引发机械特性及阻湿能力下降[36]。复合涂膜剂是指由2种或3种主要成膜物质经一定方式加工处理而制成的膜，融合了膜基质中各组分的特质[37]。

将果蔬涂膜保鲜技术与仿生理论结合进行深入探讨，科学有效地改善果蔬表皮上的天然蜡质层，可以为涂膜保鲜技术的发展应用提供有力的指导作用。

2.6辐照保鲜

辐照保鲜技术主要是使用一定剂量的电离射线（60Coγ射线或137Csγ射线或电子加速器产生的最大能量10MeV的电子束或最大能量5MeV的X射线）的辐照处理，从热、压力、光和电磁场等几方面对生物体发挥保鲜效应[38]。一方面电离射线可以直接对蛋白酶及生物分子的结构产生影响，改变酶活性[39]；另一方面也可通过这些酶直接作用于细胞中抗性基因的转录、表达，产生新的酶或其它蛋白质分子来提高生物体的抗逆性。

辐照线主要有红外线、紫外线、X射线和γ射线等。这些辐射出来会对食品产生一定的危害，如紫外线等短波射线辐照会对食品中的营养物质造成损害。另外如使用X射线和γ射线辐照，基建需要投入大量资金用于防护，这些都增加了设备普及的难度。

2.7生物制剂保鲜

生物制剂保鲜是采用拮抗菌抑制果蔬致病菌的生长或添加从天然植物中提取出来的杀菌物质来防止果蔬腐烂，达到延长其货架寿命的目的。生物制剂具有安全性高，无污染和农药残留等优势。

Wang等[39]和Chanjirakul等[40]用庸香草酚、薄荷醇、丁香油酚等多种精油处理草莓等浆果类水果，发现大部分精油都有助于保持采后浆果类水果品质。有学者也通过实验发现肉桂醛、香芹酚、沉香萜醇、紫苏醛和异硫氰酸烯丙酯（AITC）这五种植物精油均能明显控制草莓果实腐烂和失水[41]。傅容辉等[42]研究了5株具有生物保鲜价值的乳酸菌，对常见食品腐败菌如大肠杆菌、荧光假单胞菌、蜡状芽孢杆杆菌单核细胞增生李氏杆菌和金黄色葡萄球菌都表现出良好抑菌效果。黄运红[43]发现蜡样芽胞杆菌浸泡可在一定程度上降低苹果水分散失，减缓苹果的褐变，抑制霉菌等霉腐微生物导致的腐烂现象，减少苹果营养成分损失。国外有研究人员发现有些乳酸菌能明显抑制李斯特单核菌的生长[44-46]。

3　展望

在实际果蔬保鲜中，单纯的靠一种方法保鲜往往不能达到很好的效果，需要综合多种方式以保障果蔬产品的新鲜程度。大力加强物理保鲜技术、天然化学物质、生物保鲜技术及综合保鲜技术的研究，将为鲜切果蔬保鲜提供新的途径或手段，同时，也减少了果蔬等农作物的损耗和浪费，对于中国目前日益增长的人口和日益减少的耕地的严峻形势更具有特殊而深远的意义。随着科技的不断发展，越来越多的新材料与新技术已慢慢融进保鲜方法中，如辐照保鲜在果蔬保鲜中取得了较好的效果。另外，今后的研究工作中，人们将更注重于除了新鲜度之外的果蔬风味、品质等质量参数的保留，从而建立评估果蔬贮藏新鲜度、成熟度、是否有损伤、风味、口感、色泽、安全性等综合质量的保鲜体系[47]。

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中图分类号：TS255.3

文献标志码：A

文章编号：1008-1038(2016)06-0004-06

收稿日期：2016-03-14

项目基金：国家科技支撑计划（2015BAD16B05），天津食品安全低碳制造协同创新中心资助项目

作者简介：马修钰，男（1989—），硕士研究生，主要研究方向为：可降解保鲜包装材料的研究

Preservation Technology of Fruits and Vegetables

MAXiu-yuWANG Jian-qingWANG Yu-fengWANG MengXUYa-ning
(School ofPackagingand PrintingEngineering,Tianjin UniversityofScience&Technology,Tianjin 300222,China)

Abstract:The fruits and vegetables preserving freshness technology has the advantages of reducing losses,keeping value, and increasing value.Following with the improvement of life conditions,demand on food with fresh,high quality,and high nutrition is continuously increasing,which promotes the development of the fresh fruits and vegetable preserving method. The article introduce the usual methods of fruits and vegetable preserving freshness technology,include postharvest treatment,low-temperature preservation,atmosphere preservation,chemical preservation,coating preservation,irradiation preservation and biological agents preservation.

Key words:Fruits and vegetables;fresh-keeping;preservation method