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无花果贮藏特性及保鲜技术研究进展

2023-09-12苏云婷潘世会

中国果菜 2023年7期
关键词:贮藏期涂膜果蔬

苏云婷,范 琳,程 亮,潘世会

(1.威海职业学院,山东 威海 264200;2.山东大学,山东 威海 264209)

无花果(Ficus carica L.)是桑科榕属的多年生落叶小乔木或灌木,以其见果不见花的“隐头花序”而得名。无花果的原产地在欧洲地中海沿岸和小亚细亚一带[1],是人类最早培育的果树树种之一。无花果的种植在我国已有千余年的历史,目前在我国各地均有栽培,主要分布在山东、四川、新疆、云南等地,其中以山东省威海市和四川省威远县的无花果最具代表性,有“中国无花果之乡”的美誉。无花果果实属于浆果,果皮非常薄,果肉质地松软,风味独特,富含丰富的糖类、氨基酸、维生素、微量元素等多种营养物质,干物质含量非常高[2]。其中果糖和葡萄糖的含量可以达到15%~20%,蛋白质含量约为4.3%,维生素C 含量可以达到葡萄中维生素C 的20 倍,另外各种酶类如蛋白酶、超氧化物歧化酶的含量也很丰富[3]。

无花果因其后熟现象并不明显,需要在一定成熟度下采摘才可以食用,所以无花果果实虽属于呼吸跃变型果实,但又不同于典型的呼吸跃变型果实。无花果成熟到一定程度后采摘下来,果皮的褐变、软化、老化皱缩、腐烂变质等过程十分迅速[4],成熟无花果的贮藏期仅为1~2 d,难于保存和运输,极大地影响了无花果的流通,因而无花果流通地域性明显。如需长距离运输,需要提前采收,这对无花果的风味影响较大;而且提前采收的无花果在流通过程中也面临着表皮破损、挤压破损变软、褐变、微生物污染等许多问题,同时果实口感、风味和营养价值降低。另外,无花果采收期正值高温雨季,采收的无花果极易染菌发生病变、发酵,从而影响其感官和食用品质。因此研究无花果贮藏保鲜技术以及无花果在贮藏保鲜期间的生理生化特性,对于延长无花果贮藏期、最大限度地保持无花果的品质和营养、提高无花果市场价值和满意度都具有重要意义。本文概述了无花果在贮藏期间的生理生化特性、影响因素及无花果贮藏保鲜技术等,以期为今后无花果保鲜技术的研究和开发提供参考。

1 无花果的贮藏特性及影响因素

无花果属于呼吸跃变型果实,但又不同于典型的呼吸跃变型果实,其后熟现象并不明显,贮藏过程中随着无花果呼吸强度的改变和乙烯等气体释放量的增加,果实会迅速软化、腐烂[4]。影响无花果贮藏的因素有很多,主要是温度、湿度、气体条件、病害、品种等。

1.1 温度

在无花果采后贮藏过程中,果实的呼吸作用,会使贮藏温度持续上升,加速无花果的腐烂变质,所以贮藏温度是影响无花果贮藏品质的一个重要因素。无花果耐低温,其冰点温度为-2.4 ℃,在-2 ℃仍然能够保持良好的贮藏品质[5]。温度主要影响无花果的呼吸作用,进而影响无花果的代谢水平和采后状态,在避免冻害的前提下,采用尽可能低的贮藏温度,可以有效延长无花果的货架期。杨清蕊[6]研究表明,在0 ℃和2 ℃的贮藏温度下,无花果的品质要明显优于4 ℃贮藏温度下的。低温还可以通过影响无花果采后乙烯的释放量来达到保鲜的目的。当无花果的贮藏温度为0 ℃时,无花果的贮藏期可以达到7~10 d。在低成熟度下,合理的设置无花果的贮藏温度,可以有效抑制无花果的生理生化反应,延长无花果货架期,保持无花果良好的品质。

1.2 湿度

影响无花果贮藏特性的另一个重要因素是湿度。无花果耐高湿,最适相对湿度为85%~95%,在高湿的环境中,环境温度的轻微变化会使无花果表面出现成型的水珠,导致无花果更易受到病原菌的侵染,发生黑斑病、灰霉病、炭疽病、疫病、内腐病、酸腐病等病害的速度加快[7];在相对湿度较低或贮藏环境通风频率过快的环境中,无花果果皮会迅速失水,造成果皮皱缩、褐变,影响无花果的感官和商品价值[8]。

1.3 气体条件

低浓度O2、高浓度CO2或高浓度N2的环境可以有效抑制无花果的呼吸强度和乙烯的生成,降低果实内的生物酶活性,延缓果实的衰老,延长货架期。但是过低的O2浓度和过高的CO2浓度同样会对无花果的品质造成负面影响,如低氧会产生有害物质。Mathooko 等[9]研究表明,O2浓度低于2%时,无花果果实的香味会消失。当CO2的浓度高于20%时,则会产生异味。当O2浓度控制在5%~10%、CO2控制在12%~20%,在合理设置贮藏温度的条件下,可以有效延长无花果的贮藏期,并能够保持较好的品质。另外高浓度的氮气可以通过降低乙烯的释放量、减少无花果表面霉菌的污染,来达到延缓果实成熟和腐烂的目的,但是高浓度N2处理也可能会使无花果的失重率增加[9]。

1.4 病害

无花果贮藏期间的病害主要是微生物的污染和繁殖。由于成熟无花果皮薄质软,在采收时容易碰伤、擦伤,无花果特殊的果实结构和高糖环境,使其极易出现长霉、发酵和腐烂现象,影响感官和食用价值。

黑斑病、灰霉病和真菌感染是无花果采后贮藏期间的主要微生物病害[9]。黑斑病主要是由链格孢菌属的真菌引起的无花果病害,雨后成熟无花果采收后极易感染黑斑病,因此无花果成熟前避开雨天采收,可以很好地防止黑斑病的发生。灰霉病是由灰葡萄孢菌引起,灰葡萄孢菌可感染果皮损伤的果实,也可引起无创伤无花果的腐烂[9-10],真菌的病原体可以通过无花果开口处直接进入无花果果实内部,也可以通过媒介比如无花果榕小蜂携带的孢子进入无花果果实内部,同时还可以对无花果果皮造成污染,使其品质下降[9]。另外在采摘过程中,无花果蛋白酶的存在也会在一定程度上影响无花果的贮藏价值,所以采收和贮藏过程中保持无花果果实的完整性、洁净度及贮藏环境的洁净度,是减少无花果病害、延长贮藏期的重要因素。

1.5 品种

无花果品种不同,其耐贮藏特性也不同。张明[11]研究发现,‘波姬红’‘青皮’‘布兰瑞克’3 个无花果品种中,‘布兰瑞克’的耐贮藏性最好,贮藏至30 d 时,‘布兰瑞克’的硬度下降速率为46%,3 个品种的无花果最佳贮藏温度均为-1 ℃。

2 无花果贮藏保鲜技术

为保持无花果在贮藏和流通过程中的品质,延长货架期,研究人员开发了多种无花果保鲜技术,通过物理、化学和生物等方法调节无花果的贮藏环境或抑制无花果贮藏期间微生物的繁殖,来达到延缓无花果贮藏过程中的软化、腐烂和变质的目的。

2.1 物理保鲜技术

2.1.1 低温冷藏保鲜

温度是影响无花果贮藏特性的重要因素,低温贮藏条件的设定参数与无花果品种、产地、成熟度等关系密切。马骏等[12]研究发现,不论哪种包装形式或成熟度低温贮藏的新疆阿什图无花果相比常温贮藏都可以保持较好的品质。低温贮藏可以有效地减缓无花果的生理生化反应进程,降低乙烯的释放量,使过氧化氢酶、过氧化物酶等抗氧化酶的活性增强[5],果实软化率下降。张明等[11]通过研究不同品种的无花果贮藏期间的生理生化变化发现,‘波姬红’‘青皮’‘布兰瑞克’3 个品种无花果的最适贮藏温度均为-1 ℃。由于在贮藏温度5 ℃以上时无花果对乙烯的敏感度最显著,所以无花果的最适贮藏温度宜控制在-2~4 ℃。在避免冷冻伤害的前提下,低温贮藏可以有效延长无花果的货架期,保证无花果的贮藏品质。

2.1.2 气调保鲜

气调贮藏技术是通过调整果蔬贮藏环境中的气体成分来实现果蔬保鲜的技术,是目前广泛推广的果蔬贮藏方式。通过调节无花果贮藏环境中的O2、CO2、SO2和ClO2等气体的含量,可以达到贮藏保鲜的效果,合理的设置贮藏温度、O2浓度和CO2浓度可以有效地延长无花果贮藏期[13-14]。

SO2气体在果蔬贮藏方面的应用研究也越来越广泛,目前已经应用到葡萄、香蕉、柠檬、荔枝等果品中。有学者得出SO2可以通过抑制微生物的繁殖,控制果蔬病害的发生和采后腐烂,使用SO2熏结合SO2释放片处理无花果,可以延缓无花果果实的腐烂和变质,延长果实保鲜期,色泽和口感也可以得到良好的保持,但是在某种条件下,SO2释放片可能会增加果皮漂白的发生率[15]。

ClO2是一种强氧化剂和抗菌剂,其可以通过抑制无花果贮藏环境和果实本身微生物的繁殖来达到保鲜的目的。Karabulut 等[16]研究发现,利用ClO2300~1 000 μL/L雾化处理无花果1 h,可以显著降低由灰霉菌引起的黑皮无花果的腐烂率,且ClO2体积分数越高保鲜效果越好。ClO2气调包装对于果蔬保鲜的另一个重要作用是可以抑制微生物的总数。

2.1.3 变温贮藏保鲜

热激和冷激处理是无花果变温贮藏常用的两种方法,热激和冷激处理都可以通过降低无花果的酶活性,抑制无花果的呼吸作用和乙烯等气体的释放,达到延缓无花果果实衰老和软化的目的。热激处理是对采后果蔬进行热水浸浴,从而起到减少果蔬病害、钝化果蔬酶活,达到延缓果蔬衰老、软化的作用。欧高政等[17]发现,用40 ℃热水处理无花果,可以有效地抑制无花果的腐烂;而对无花果进行90 ℃高温漂烫9 s 的处理,可以有效降低无花果过氧化物酶的活性[18]。通过对果蔬进行短时间的低温冷激处理,改变果实正常的生理活动,从而延缓果实成熟,以达到延长贮藏期的目的。李芳等[18]利用冰水混合物对无花果进行冷激处理,发现冷激可以明显抑制无花果的腐烂程度,进行1.5 h 冷激处理后,再进行低温贮藏效果更好。

2.1.4 臭氧保鲜

臭氧是一种强氧化剂,在常温下具有特殊的气味,具有很强的抑菌和杀菌能力。浓度适宜的臭氧可以抑制果蔬的呼吸作用,氧化分解果蔬贮藏过程中释放的气体,抑制无花果贮藏过程中的呼吸作用和乙烯释放量,延缓无花果抗氧化酶活性的下降,保持无花果果实硬度,从而达到杀菌、防腐,保持果蔬贮藏期品质的作用。王磊等[19]研究表明,利用12.84 mg/m3的臭氧处理无花果,在25 d 贮藏期内,无花果的品质最好。利用臭氧冰膜和气态臭氧处理均可以保持无花果良好的贮藏特性,并且臭氧在自然界中稳定性较差,可以自行分解,是一种绿色环保的果蔬保鲜气体[20]。

2.2 化学保鲜技术

化学保鲜技术主要是通过各种化学保鲜剂对果蔬进行处理进行保鲜的技术,目前用到的保鲜剂主要有氯化钙、二氧化氯、中草药活性成分、1- 甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)等,主要通过浸泡、涂膜等方式进行。

2.2.1 浸果保鲜

浸果处理是指利用不同浓度保鲜剂对果蔬进行浸泡、清洗,从而达到延长果蔬保鲜期的目的。浸果处理有钙处理、氯处理和中草药处理,相应的保鲜剂主要有氯化钙、ClO2、中草药提取物等。

钙可以增加果蔬的硬度,抑制果蔬呼吸作用和乙烯的生成。应铁进等[20]用6%的氯化钙溶液浸泡无花果,有效缓解了无花果贮藏期间的果实软化问题。黄鹏[21]研究发现1%的氯化钙与萘乙酸共同作用,可使无花果果实的贮藏效果更好。4%的氯化钙处理无花果还可以有效抑制无花果果实中细菌、霉菌、酵母菌等微生物的生长和繁殖,延长无花果的货架期[22]。氯处理中,利用ClO2清洗果蔬可以有效抑制果蔬采后病害,且在一定范围内ClO2的体积分数越高抑制效果越明显[16],果蔬的风味和外观品质都能得到很好的保持。当ClO2浓度为80 mg/L 时,保鲜效果最好[23]。中草药处理中,可以通过提取中草药中的有效成分,抑制果蔬酶活和代谢水平、抑制果蔬微生物生长繁殖,达到果蔬保鲜的目的。研究人员发现利用中草药提取液处理无花果,无花果的感官品质明显比钙处理要好[24],并且中草药提取物对环境和人体无害,具有广阔的应用前景。

2.2.2 1-MCP 涂膜保鲜

1-MCP 是一种有效的乙烯抑制剂,可以通过阻断乙烯与其受体的结合,达到延缓果实软化成熟的目的。韩璐等[25]利用1.5 μL/L 的1-MCP 处理无花果,无花果的硬度、腐烂率、酶活性、乙烯释放量等各项指标都明显得到抑制,同时减轻了无花果的病害,延缓了无花果的衰老和软化,使无花果的感官和品质都能得到良好的保持,延长无花果的货架期。1-MCP 在低浓度下无色、无毒、无味,在果蔬贮藏保鲜方面具有良好的应用前景。

2.2.3 纳米材料保鲜

纳米技术是材料史上的重大突破,利用纳米技术、采用纳米复合包装材料,使包装具有特殊的功能,可以提高新鲜果蔬等食品的保鲜效果,其中纳米二氧化钛包装材料具有保持自身洁净和防雾滴功能。蔡子康[14]利用10%银、5%二氧化钛、2.5%氧化锌和5%高岭土制成纳米包装材料,可以有效地降低无花果的腐烂率和贮藏过程的失水率。将无花果贮藏于纳米级的雾状环境中同样可以有效地降低无花果的腐烂率和贮藏过程的失水率。

2.3 生物保鲜技术

生物保鲜一般是利用保鲜剂隔离果蔬或食品与空气的接触,从而延缓果蔬氧化,或者利用生物保鲜剂本身的抑菌作用来达到保鲜的效果。利用保鲜剂对无花果进行表面涂抹,可以有效地降低无花果果实的失水率和腐烂率,影响无花果果实生化特性,延长贮藏期,常用的有壳聚糖涂膜保鲜、天然植物中草药保鲜等。

2.3.1 壳聚糖涂膜保鲜

壳聚糖是动物来源的果蔬保鲜剂,具有良好的成膜性,在果蔬表面进行壳聚糖涂膜,可以抑制果蔬水分蒸发、减少活性氧的形成,延缓果蔬衰老[26-27]。研究发现,冷藏期间,利用1.5%的壳聚糖涂抹无花果,保鲜效果最好,无花果的感官和品质都能得到较好的保持[28]。除此之外,壳聚糖涂膜还可以有效地减少微生物的入侵,降低无花果病害的发生。壳聚糖无毒、无味、可降解,是目前国内外研究人员开发利用最好的涂膜材料,另外海藻酸钠、生姜提取物等也常被用作涂膜材料。

2.3.2 中草药保鲜

中草药中的有效成分能抑制果蔬表面的微生物活性,降低果蔬中酶的活力,减弱微生物活动对果蔬的影响,降低果蔬的生理活动强度,从而有效地延长果蔬的贮存时间。叶文斌[28]利用葫芦巴胶和中草药纹党,配合氯化钙、甘油、柠檬酸按照一定的比例制成可食用复合膜,对于无花果的常温贮藏效果也非常显著。利用大豆蛋白或脱脂豆粕提取物结合聚乙烯薄膜制成的膜材料贮藏无花果的效果要优于市售的聚乙烯薄膜[29-30]。

2.4 其它保鲜技术

无花果保鲜除了经典的物理、化学、生物技术之外,近年来以辐射加工技术和磁场为基础的新型保鲜技术快速发展。辐射处理是指通过红外线或紫外线照射,抑制或杀死果蔬表面微生物,从而达到保鲜目的的果蔬保鲜处理技术。研究表明,红外线照射可以有效地抑制耐高热的微生物活性,并且红外线照射和紫外线照射两种方式相结合对微生物的杀伤性要更强[31]。磁场保鲜技术是一种非热物理保鲜技术,无毒无害,操作简单,在低温贮藏的基础上增加磁场模块,利用静磁场和低温贮藏相结合的方式进行果蔬保鲜。研究表明磁场可以抑制植物的生长过程,改变果蔬酶活和代谢过程[32],对食品和果蔬的营养成分、色泽、风味等不造成损害,保鲜效果要优于普通的低温冷藏[33-34]。

3 结论

无花果营养物质丰富,有极高的营养和药用价值。但由于无花果采后极易出现软化、腐烂等现象,难于贮存和运输,限制了无花果产业的进一步发展。目前关于无花果保鲜技术的研究报道已经有很多,但是不同保鲜方法均有一定的局限性,如变温贮藏过程中,冷热处理之后无花果质地会迅速变软,缩短货架期;气调保鲜在一定条件下会损失无花果的气味、香味等;化学防腐剂具有一定的毒性;辐射、磁场等会令消费者对食品安全心存疑虑等。目前无花果保鲜切实有效的方法还处于探索阶段,无花果鲜果的采后保鲜问题没有得到根本解决。如何根据无花果采前管理、采后生理变化等指标,开发出有针对性的保鲜技术,寻找出安全、经济、绿色、环保的保鲜技术,是今后无花果保鲜研究的主要方向。

另外,无花果较强的季节性和地域性产出,对于无花果物流运输过程中的动态保鲜要求更为严格,所以静态的贮藏保鲜技术和动态的物流运输如何有效的联系起来也是制约无花果产业发展的重要因素。

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