我国水蜜桃保鲜技术研究进展
2020-01-14孙佳丽
孙佳丽
(1.嘉兴未谷生态农业开发有限公司,浙江 嘉兴 314000; 2.浙江农艺师学院,浙江 杭州 310021)
水蜜桃因香甜多汁、营养丰富,是鲜食桃中的佳品,深受人们的喜爱。但由于其皮薄汁多,水分含量高,在贮藏与运输过程中很容易受到机械损伤、软化褐变,加上水蜜桃成熟季节是高温高湿时期,采后果实呼吸旺盛,导致水蜜桃保鲜一直是一个难题[1]。对水蜜桃保鲜技术的研究具有重大商业价值和现实意义。本文从物理保鲜、化学保鲜和生物保鲜3个角度,综述了近几年我国水蜜桃采后保鲜技术的研究进展,并归纳存在的不足,展望未来的研究重点和方向,旨在为水蜜桃采后保鲜技术研究提供一定的理论和技术指导。
1 物理保鲜方法
1.1 低温保鲜
水蜜桃采收后,呼吸作用明显加强,逐渐消耗果实中储存的有机物质,导致果实发生软化、褐变、腐烂等现象,极大妨碍了鲜食水果的发展。而降低温度可以抑制相关酶的活性,降低呼吸速率,以此延缓果实衰老。周慧娟等[2]在0、2、4 ℃条件下对大团蜜露水蜜桃进行贮藏试验,发现3个梯度温度均能在贮藏期间维持果实的硬度、色泽和可溶性固形物含量,降低呼吸速率,推迟呼吸高峰的出现时间,同时还可以抑制VC和可滴定酸含量的下降。但考虑到果实风味和冷害,周慧娟等[2]认为,2 ℃是大团蜜露的最佳贮藏温度。而陈杭君等[3]在0、2、5、25 ℃的处理条件下对湖景蜜露进行贮藏试验,结果表明,0 ℃贮藏时湖景蜜露表现出最好的贮藏效果,且未出现冷害。赵心语等[4]研究表明,最适合白花水蜜桃的贮藏温度是1 ℃。以上结果表明,不同水蜜桃品种的最适贮藏温度不同。
除了冷藏之外,冷激处理也可以延缓果实软化,抑制营养成分下降。但值得注意的是,水蜜桃是冷敏性水果,长期处于0 ℃以下会出现冷害现象。据王亦佳等[5]的研究,冷激10 min和30 min的白花水蜜桃果实硬度得以维持,呼吸速率和腐烂指数降低;而冷激2 h的果实腐烂指数明显上升,呼吸速率甚至高于对照组。这可能是冷激处理时间过长导致果实出现冷害。
低温保鲜效果出色,安全性好,可操作性强,但是也存在耗能较大,容易造成果实冷害等缺点,并且对硬溶质水蜜桃无显著影响[6]。应深入研究各品种水蜜桃最适贮藏温度和低温阈值,探究其本质和机理差异,使低温保鲜得到更好的应用。
1.2 热处理保鲜
热处理是利用高温杀死病菌,抑制酶活性和乙烯产生,调节果实采后生理代谢途径,从而减轻果实病虫害和腐烂,达到保鲜目的的一种采后处理技术。千春录等[7]用40 ℃处理艳红水蜜桃12 h,结果表明,果皮抗坏血酸及其还原状态的含量均得到提高,并且增强了水蜜桃果实的抗冷性。周涛等[8]研究表明,40 ℃处理水蜜桃24 h后再贮藏,不仅可以维持果实的硬度和果皮中叶绿素的含量,推迟呼吸高峰,而且还可以抑制乙烯的释放,保持细胞膜的完整性。王丽萍等[9]研究发现,45 ℃热水处理水蜜桃3 min可有效维持果实在贮藏期间的硬度,延缓可滴定酸含量的降低,但是对贮藏过程中的VC含量、可溶性固形物含量的变化无显著影响。这可能是由于热处理抑制了膜脂过氧化物的积累。据吴剑等[10]的研究,桃果实经过55 ℃热风处理10 min后置于2 ℃贮藏,果实腐烂率小于4%,过氧化物酶活性显著下降,可滴定酸含量保持稳定,且果实感官品质得到了较好的维持。热处理操作简单,成本低廉,但是不适宜的温度和时间处理容易破坏水蜜桃的品质和风味,只能作为辅助性采后处理的方式。因此,探究水蜜桃热处理的最适温度和时间对热处理的应用至关重要。
1.3 自发气调保鲜
利用保鲜膜包装果实,维持果实表面气体浓度,降低果实呼吸速率,抑制乙烯释放,从而达到保鲜目的的技术手段称为自发气调保鲜。蔡晓东等[11]的研究表明,自发气调贮藏可明显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的速度,抑制水蜜桃中纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶的活性,但对果实可溶性固形物没有影响。根据王倩倩等[12]的研究,采用自发气调与低温共同处理寒露蜜桃,可以有效抑制贮藏期间果实硬度和VC、可滴定酸、果皮花青素含量的下降速度,减轻果实腐烂的程度。自发气调技术需要与其他技术配合使用才能发挥出最佳效果,如快速预冷、冷链物流等技术。这也制约了自发气调技术在产业中的应用和发展。
1.4 辐射保鲜
辐射保鲜是一种用高能射线灭活果实表面的微生物或调节果实采后的生理或代谢途径,从而达到保鲜效果的技术。金宇东等[13]研究表明,1 kGy辐照处理的水蜜桃好果率显著高于对照组,0.5 kGy辐照处理对水蜜桃感官品质影响最小,超过1 kGy辐照处理反而会引起水蜜桃果实发生褐变。这可能是高剂量的辐照处理破坏了水蜜桃果实的细胞,使其透性增加导致的。紫外线照射也在水蜜桃采后保鲜中发挥了作用。陈奕兆等[14]研究表明,利用UV-C处理凤凰水蜜桃可有效减少其在贮藏期间的褐变和冷害,维持果实可溶性固形物总量,并且可明显延缓丙二醛和多酚氧化酶含量增加的速率。辐射保鲜技术具有无污染、低能耗等优点,但不合理的辐照处理会导致果实营养破坏和感官品质下降。这需要我们对辐照射线的种类、剂量、时间及其机理进行深入研究。
1.5 减压保鲜
减压保鲜是通过减少贮藏空间内的气压,从而降低果实内各种酶活性,保持细胞完整性,达到延缓果实衰老的技术。杨曙光等[15]研究发现,与对照组相比,1.5 kPa减压处理下贮藏20 d的湖景水蜜桃失重率、呼吸速率和相对电导率更低,可滴定酸和VC含量更高,货架期延长。黄宇斐等[16]分别在10、50和90 kPa减压处理下贮藏川中岛水蜜桃,结果发现,3种气压条件均能减轻水蜜桃在贮藏过程中的褐变、失重和腐烂,延缓其后熟,能较好地保持其硬度和感官品质,在50 kPa条件下贮藏效果最优。减压贮藏具有效果好、时间长、贮藏量大和经济节能的优点。但是减压贮藏建筑费用较高,果实易失水萎蔫。因此,在进行减压贮藏之前,要确定贮藏的气压和时间,确保果实品质。
2 化学保鲜方法
2.1 化学保鲜剂
将化学保鲜剂通过涂膜等方式涂抹在果实表面,减弱果实呼吸作用和水分散失,从而达到延缓果实衰老的目的,这种方法称为化学保鲜剂法。此保鲜技术操作简单,效果显著,但同时要注意化学保鲜剂滥用和残留对人体和环境造成的影响。李晓宇等[17]通过涂膜处理,研究了纳米TiO2/海藻酸钠复合材料对水蜜桃采后贮藏期间的影响,结果显示,该材料涂膜处理显著减少了水蜜桃的失重率,降低了丙二醛含量,抑制了多酚氧化酶活性,推迟了呼吸高峰出现的时间,维持了果实硬度,且对可溶性固形物含量没有影响。Ca2+可稳定细胞膜,减轻脂氧化作用,降低自由基对果实的伤害。刘晨霞等[18]将酸性硫酸钙应用于湖景蜜露水蜜桃采后保鲜,发现经酸性硫酸钙处理可有效减少果实褐变,降低果实呼吸速率、腐烂率和各种酶活性,并能有效延缓果实品质下降。为探究不同化学保鲜剂处理对水蜜桃贮藏品质的影响,刘影等[19]将海藻酸钠、普鲁兰多糖和壳聚糖涂膜于果实表面,结果发现,3种处理均能抑制水蜜桃果实腐烂,维持贮藏期间果实品质,其中海藻酸钠抑制果实腐烂和延长货架期的效果最佳。
2.2 植物生长调节剂
植物生长调节剂是对植物生长发育有调节作用的天然植物激素或化学物质。目前水果保鲜应用较多的是赤霉素类、茉莉酸甲酯、氯吡脲等。崔志宽等[20]研究表明,经赤霉素处理后的水蜜桃腐烂率和呼吸速率降低,硬度得以维持,且0.6 g·L-1赤霉素处理效果最佳。刚成诚等[1]研究表明,凤凰水蜜桃在质量分数2%的CaCl2、0.3 g·L-1水杨酸、0.5 g·L-1赤霉素中浸泡15 min后,各种指标都好于对照组;CaCl2处理在保持果实硬度、可溶性固形物含量,降低细胞膜透性、丙二醛含量和抑制多酚氧化酶活性方面效果好于其他处理;水杨酸处理在保持可溶性糖含量,抑制呼吸强度方面好于其他处理;赤霉素处理保鲜效果不如其他2种处理。
由于CaCl2是通过果实体内的生理生化反应来发挥作用,无环境污染,因此,符合食品安全的要求,而且方便获得,成本较低,所以利用CaCl2处理水蜜桃是经济实用、有效可行的化学保鲜方法。
3 生物保鲜方法
3.1 微生物拮抗保鲜
微生物拮抗保鲜主要有微生物菌体保鲜、生物酶保鲜、菌体次生代谢保鲜等,具有无味、无毒优点。其机理是通过微生物产生拮抗物质抑制有害微生物的生长或者灭活致腐微生物,达到延缓果实腐烂的目的。酵母菌可在干燥果实表面迅速繁殖,利用酵母菌保鲜水蜜桃,可减少抑菌剂的使用,安全环保,是一项应用前景广泛的技术。李阳等[21]研究发现,利用丝孢酵母菌液处理白花水蜜桃可有效降低果实呼吸速率,减少果实失重率和腐烂程度,延缓丙二醛含量增加的速率,降低酶活性,较好地维持果实的品质。
3.2 天然提取物保鲜
天然提取物是从植物或其他生物体内提取的活性物质,可以抑制果实表面微生物的生长或者抑制果实酶活性,降低果实呼吸速率,从而达到保鲜目的。刘影等[22]研究了中草药保鲜剂、VC保鲜剂和姜汁3种天然提取物对凤凰水蜜桃贮藏期间生理指标的影响,发现3种物质均能有效维持果实品质、质量和可溶性固形物含量,推迟呼吸高峰的出现,具有较好的保鲜效果,其中,VC的保鲜效果最好,而且这种保鲜方法技术成本低,无污染,无潜在安全风险,很适合推广。
4 展望
近年来,我国对多种水蜜桃保鲜方法均有研究,但是其中一些保鲜机理还未研究透彻,研究技术手段单一是水蜜桃保鲜技术的瓶颈之一。今后,可以从以下几个方面开展水蜜桃采后保鲜工作。
第一,研发高尖端保鲜设备。高尖端设备能够带动整个学科和行业的发展,能够更快的实现保鲜工厂化处理。第二,以研发天然保鲜剂为重点。天然提取物质无毒无害无污染,保鲜效果显著,是今后保鲜剂的发展方向。第三,研究综合保鲜手段。多种不同保鲜手段联合使用的效果往往大于单一保鲜手段,如涂膜与冷藏的结合使用等。最重要的是,保鲜技术的研发要与实际产业相结合,与实际相脱离的研究无法推动产业的发展和进步。