謝國芳，譚書明，王貝貝，龍明秀

（1.貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點實驗室，貴州貴陽 550025;2.貴州大學化學與化工學院，貴州貴陽 550025;3.貴州大學生命科學學院，貴州貴陽 550025)

果蔬采后處理和天然保鮮技術的研究進展

謝國芳1，2，譚書明3，*，王貝貝1，2，龍明秀3

（1.貴州省發(fā)酵工程與生物制藥重點實驗室，貴州貴陽 550025;2.貴州大學化學與化工學院，貴州貴陽 550025;3.貴州大學生命科學學院，貴州貴陽 550025)

論述了國內(nèi)外果蔬采后1-MCP處理、熱處理、預冷處理、臭氧處理、鈣處理、靜電處理、輻射處理等預處理方法;綜述了國內(nèi)外天然植物提取物、天然多糖及其他天然保鮮劑在果蔬保鮮中的應用，并對未來天然保鮮技術的發(fā)展方向給予展望，認為根據(jù)各種果蔬生理生化特性，采取適當?shù)牟珊筇幚砼c天然保鮮技術相結(jié)合是未來的發(fā)展趨勢。

果蔬，采后處理，天然保鮮技術，研究進展

果蔬因營養(yǎng)豐富，成為人們不可或缺的食品。但果蔬具有較強的生產(chǎn)季節(jié)性和區(qū)域性，含水量較高，極易腐爛變質(zhì)，在貯運過程中損失很大。我國是世界上果蔬生產(chǎn)大國，占全球產(chǎn)量的60%，但是由于加工技術發(fā)展滯后，果蔬出口量僅占總產(chǎn)量的1%～2%，且其中80%是初級產(chǎn)品。果蔬采后損失率在20%～25%，每年損失達到1000億元以上。而歐美發(fā)達國家果蔬損失率僅1.7%～5%[1-2]。目前，國內(nèi)外果蔬保鮮大多采用涂膜保鮮和化學保鮮劑。涂膜保鮮以殼聚糖、蔗糖脂等為原料制成保鮮膜較多，在常溫下取得一定的保鮮效果[3-5]。但涂膜保鮮存在涂膜效果不穩(wěn)定、干燥時間較長、操作繁瑣、一次性處理量小、容易導致二次污染、不適應大規(guī)模作業(yè)等問題[6]。而常用的化學保鮮劑主要有仲丁胺、O3、SO2釋放劑、二氧化氯和聯(lián)苯等，氣體釋放過程中也會受溫度、濕度的影響改變氣體釋放速度，同時也會對果蔬產(chǎn)生一定的藥害[7]。近年來，化學防腐劑保鮮果蔬越來越顯示出其弊端，無論對果實本身還是對人體健康都會造成極大傷害[8]。人們把更多的目光投向了天然保鮮技術的研究與開發(fā)，并取得了一些突破。從長遠來看，果蔬保鮮劑的研究方向應該向著天然、安全、有效的方向發(fā)展。因此，天然保鮮劑代替化學保鮮劑是果蔬貯藏保鮮必然要求。

1 果蔬采后處理

控制果蔬的保鮮條件：首先要減緩其衰老進程，一般通過抑制呼吸作用來實現(xiàn);其次是抑制微生物，主要通過控制腐敗菌的生長來實現(xiàn);第三，減少內(nèi)部水分蒸發(fā)，主要通過對環(huán)境相對濕度的控制和細胞間水分的結(jié)構化來實現(xiàn)。

1.1 1-MCP處理

1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP)能明顯延緩躍變型果蔬的后熟與植物組織的衰老，但對非躍變型果蔬的影響和作用卻有所不同。在果蔬儲存期間，1-MCP被用來維持其品質(zhì)，而劑量與果蔬種類有差異。

番石榴采后用1-MCP處理，能延緩果實成熟，減少可溶性固形物、可滴定酸及VC含量的損失。無論是冷藏還是常溫條件下均能延長貨架期、維持良好的品質(zhì)[9]，但在商業(yè)應用中達不到實驗室的效果。Massolo J F等[10]用1-MCP對茄子進行處理，能有效減小貯藏期間損傷，色澤、水分變化小，總酚積累降低，PAL、PPO、POD等酶活力顯著降低從而起到延緩衰老的作用。Yan Su-cheng等[11]研究了1-MCP與高溫對果蔬成熟度的影響，1-MCP處理對果蔬的成熟度控制明顯優(yōu)于高溫下抑制乙烯信號基因的表達，歸因于果蔬局部成熟延緩異常所致。Elizabeth B等[12]選擇食用成熟度的番茄，用200～500nL/L范圍的1-MCP處理后，貯藏在13℃下，可延長其貨架期4～5d。在桃的成熟和貯藏期間，1-MCP處理能有效延緩其成熟[13]。Wang Baogang等[4]用1-MCP和外源乙烯對芒果乙烯的合成進行調(diào)控，1-MCP不僅能抑制乙烯誘導劑還直接或間接的保護活性氧化物系統(tǒng)，活性氧化物和抗氧化劑效果的差異與H2O2和抗壞血酸的代謝有關聯(lián)。0℃貯藏期間，1-MCP處理可有效延緩黑莓果實可溶性固形物含量、果實色澤L*、a*、b*值以及脂氧合酶活性的升高、降低膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛的積累，推遲總還原能力和花青素含量的上升[14]。

1.2 熱處理

熱處理是將采后的果蔬置于適當?shù)臏囟忍幚硪欢螘r間，殺死或抑制病原菌的活力，降低某些與生理代謝相關酶的活性，減少果蔬采后腐爛，以延長果蔬的保鮮期來達到貯藏保鮮目的的方法，其處理方式包括熱空氣、熱蒸汽、熱水浸泡、遠紅外線及微波處理。

Patricia L S等[15]通過對胡蘿卜、西蘭花、番茄進行機械和熱處理，熱處理和機械處理對不同蔬菜微細胞機構和流體性質(zhì)的影響各不相同，在低溫高壓條件下破壞胡蘿卜和西蘭花，會使細胞壁發(fā)生破壞;直接使用機械破裂番茄會導致其單細胞破壞，在低壓下用熱破壞會得到很高的粘度值，均質(zhì)后胡蘿卜、西蘭花的細胞機構緊密，而番茄細胞分散，這就正好解釋破碎后的漿體的漲縮。Wang Kaituo等[16]用48℃熱氣處理3h與含Ag和TiO2納米包裝聯(lián)合處理比單一的熱空氣處理及納米包裝對中國楊梅采后綠霉和自然腐敗抑制要好。用500mL/L乙醇熏蒸與熱空氣聯(lián)合處理對由Verticicladiella abietina、桔青霉及綠色木霉等致病菌導致的腐敗和發(fā)病率有效降低，對孢子和細菌的體外生長的抑制比單獨使用乙醇熏蒸或熱空氣處理的效果顯著，同時能降低楊梅的自然腐敗和微生物病害，而不影響果品的質(zhì)量[17]。熱處理的溫度對番茄采后效果的影響隨成分發(fā)生變化，36～39℃組織開始破壞，菌絲生長活躍，38～39℃損傷范圍增大，只有在處理期間設置一個確定的溫度可以得到理想的熱處理效果[18]。Nobile M A D等[19]通過乙醇、熱水、氯化物及包裝材料等對食用葡萄進行研究，由于乙醇處理能有效降低致病菌濃度而又不影響包裝產(chǎn)品的呼吸作用而最有效。熱蒸汽處理10s可以明顯抑制貯藏期間果實花青素積累，降低果實失重率、腐爛指數(shù)和呼吸速率，維持較高的SOD活性，降低LOX、纖維素酶活性、超氧陰離子產(chǎn)生速率和MDA含量，明顯延長了果實貯藏時間。處理20～40s的果實受到熱傷害，影響了果實的外觀品質(zhì)，甚至縮短了果實貯藏壽命[20]。桃、油桃采后在48℃的熱水中分別浸泡12、6min，貯藏期間能夠有效控制其采后褐變腐爛，溫度過高則會導致風味改變[21]。

1.3 預冷處理

預冷處理（Precooling Treatment)是將準備冷藏、冷運的果實在采收后立即進行冷卻處理，以減少果實在田間受熱時間。預冷要求達到的溫度，一般略高于該果實冷藏最適溫度。具有冷卻速度快、效果均勻、能耗低、產(chǎn)品不會受到污染等特點。真空預冷是將被采摘后的物料放在真空室內(nèi)，通過抽真空，使物料內(nèi)部的水分迅速蒸發(fā)，由于水分的蒸發(fā)吸熱導致物料本身溫度下降（一般在0～10℃)。

劉芬等[22]對冷藏保鮮青花菜進行真空預冷處理，能抑制其呼吸速率、乙烯釋放量，失重率、葉綠素及VC的損失減少，感官得到明顯改善。預冷可有效提高黑莓總還原能力，推遲可溶性固形物、果實色澤L*、a*、b*值的升高、延緩LOX活性、花青素含量上升，但對MDA含量具有誘導作用[14]。適當?shù)念A冷處理可保持青椒的品質(zhì)，如硬度、脆性、咀嚼度、色澤等，同時能保持較高的抗壞血酸含量。冷處理過的青椒有著較低的呼吸強度、過氧化物酶（POD)活性和MDA含量[23]。在低溫儲存期間（5℃)，抗蒸騰劑的應用可增強甜椒的硬度，當總酚、過氧化氫酶和抗壞血酸過氧化酶增加，過氧化反應下降時，尿素可以維持甜椒的色澤，對氨基酸釋放的影響較小[24]。Mauro J等[25]對甜栗子冷浴處理，雖有不需要特殊設備即可達到處理最大化的優(yōu)點，但存在占用空間大，甜味、芳香物質(zhì)減少，失去光澤，不能保證昆蟲完全被殺死等缺陷。

1.4 臭氧處理

臭氧作為一種高效安全、無殘留、廣譜可靠的果蔬防腐保鮮劑，不僅具有強殺菌性，還可降解果蔬表面農(nóng)藥殘留、殺蟲劑，且對果蔬發(fā)育、成熟、衰老等代謝過程也有影響。

朱東興等[26]用不同濃度、時間臭氧對南方產(chǎn)區(qū)鮮食葡萄進行處理，不同臭氧處理均顯著抑制了冷藏期漿果的腐爛率（p＜0.05)，不同程度降低了其落粒率，有效延長了果實貯藏壽命最高可達2倍以上（p＜0.05)。臭氧水有顯著的殺菌作用和保鮮效果，且臭氧濃度越高，處理時間越長，殺菌和保鮮效果越好。臭氧水冷激處理冬棗可保持其的硬度，抑制其轉(zhuǎn)紅及酒軟，使棗果保持較好的外觀色澤;同時，還可以有效抑制冬棗可滴定酸含量和VC含量的下降，保持了其貯藏期的品質(zhì)，延緩其衰老速率[27]。采用6mg/L的臭氧對花蛤進行處理15min，殺菌率達到92.0%，能減緩花蛤保藏期間感官質(zhì)量變化，延長保藏期限[28]。

1.5 鈣處理

鈣離子在植物生長發(fā)育、成熟衰老等生理生化方面具有重要作用，已被廣泛應用在果實采后貯藏過程中，鈣還是一種符合綠色環(huán)保要求的保鮮處理劑。一般認為鈣具有維持細胞壁、細胞膜的結(jié)構及功能，調(diào)節(jié)控制離子環(huán)境與酶活性等生理功能，可保持果實的硬度，延緩后熟衰老，降低腐爛率等。

Chen Fusheng等[29]用CaCl2對草莓進行處理研究，CaCl2通過加強三種果膠離子耦合作用使果膠的降解得到延緩，特別是CSP（金屬離子螯合果膠)和SSP（碳酸鈉鹽果膠)側(cè)鏈的修飾導致草莓軟化，從而延長采后草莓的貨架期。CaCl2處理能明顯減緩番茄果實中可滴定酸、VC含量及含水量的降低，維持較高的CAT活性，延長其貯藏期，起到較好的保鮮效果[30]。適當濃度（3%)的鈣處理可有效改善豐水梨的保鮮效果，降低果實的呼吸強度與爛果率，延緩梨果實的生理生化變化[31]。果樹枝葉修剪與采后鈣處理相結(jié)合可以降低蘋果苦心病的發(fā)病率[32]。采后番茄用200ppm的氯化鈣溶液浸泡5min后包裝在帶有小孔的聚乙烯袋里，貯藏在20～25℃、相對濕度70%～90%條件下，可從根本上降低腐敗率和失重率，同時也顯著減緩總固形物、總糖、還原糖、VC及胡蘿卜素含量等成分的變化，貨架期由無處理的7d延長到17d[33]。

1.6 靜電處理

利用靜電可對作物的種子進行分選和處理，促進其生長;對植株進行靜電噴霧，可以提高農(nóng)藥的利用率和病蟲防治效果，減少環(huán)境污染;對農(nóng)產(chǎn)品進行靜電加工處理，可以滿足人們生產(chǎn)、生活的需要。

靜電噴霧殺蟲不僅用于田間作物、果樹等農(nóng)作物的保護，而且在對真菌、微生物、植物病毒、雜草等引起植物衰弱、病變的植物保護中發(fā)揮很大的作用。表面涂敷是利用高壓靜電場使荷電顆粒在電場力的作用下，定向漂移并沉積在農(nóng)產(chǎn)品表面形成均勻的涂膜。靜電涂敷也在食品加工中維生素、甜料和特殊香料的添加過程中得到了應用。國內(nèi)外有關的實驗研究結(jié)果都表明，靜電涂敷保鮮技術對蘋果、紅薯、黃瓜、番茄、香蕉等農(nóng)產(chǎn)品的保鮮效果是非常明顯的[34]。Law S E等[35]研究了空氣輔助靜電噴霧在香蕉采后病原菌控制中的應用，在疾病多發(fā)的區(qū)域進行噴霧與不噴霧對照實驗，靜電噴霧比傳統(tǒng)液壓噴霧的效果好，即經(jīng)濟又環(huán)保。

1.7 輻射處理

輻照條件對果蔬保鮮效果有顯著影響。在強光條件下的腐爛速率較弱光和黑暗條件下明顯偏高。在黑暗和弱光條件下失水率比強光下平均低10%～30%[36]。因為在強光條件下，植物的氣孔張開，水分通過氣孔蒸騰作用大量散失，造成細胞膨壓下降、體表皺縮、萎蔫、水解酶活動旺盛，大量水解造成細胞膜結(jié)構破壞，最終導致蔬菜硬度下降，萎蔫腐爛，食用品質(zhì)降低。因此，果蔬產(chǎn)品在貯藏保鮮過程中應盡可能避免光照。謝晶等[37]將弱光光源引入冷藏中，使果蔬在貯藏的同時還在進行光合物質(zhì)積累，達到既保持果蔬的良好品質(zhì)，又延長其貨架壽命的目的。

Jagadeesh S L等[38]用紫外燈對番茄進行輻射處理，對其抗氧化成分的的影響有較大差異，番茄紅素在采后處理和貯藏期間都較低，對番茄的總酚、VC有積極影響，紫外處理后保藏20d比7d成熟的番茄有較高的抗氧化成分。由于越橘有相對較厚的皮和蠟層能忍受紫外輻照，在越橘成熟中導致的病害是主要的，2J/m2劑量的輻照是能有效減少成熟腐爛率，對抗氧化劑的活性的影響與其品種有關[39]。磁場強度為4.22A/m的交變磁場對草莓處理后，腐爛率明顯降低，其可溶性糖含量、pH及呼吸速率比對照組的降低幅度小;VC含量比對照組大，外觀也最佳[40]。果蔬在磁場輻射作用下其失水率降低、VC和Fe損失減小[41]。

2 天然保鮮技術的研究

2.1 天然植物提取物的保鮮技術

生產(chǎn)實踐和科學研究表明植物提取物中含有抑制病原微生物的成分，具有良好的天然殺菌作用，對人體和環(huán)境不會造成危害，增加了果蔬食用的安全性，減少了廢棄物的處理，人們提出了利用植物中的抗菌物質(zhì)對果蔬采后病害生物防治的設想并進行了大量研究，并且在果蔬保鮮上也取得了很好的效果[42]。其中從人們食用的中藥和香辛料中提取天然防腐保鮮劑，被認為是食品添加劑研究領域最有前景的發(fā)展方向，是開發(fā)新型高效果蔬生物防腐保鮮劑的重要途徑。

許多植物都具有一定的抗菌、殺蟲能力，從植物中提取的殺蟲劑已經(jīng)在生產(chǎn)中大量應用，人們對果蔬采后保鮮中主要病原菌具有較強抑制作用的植物研究遵守藥食同源的原則進行篩選，因此主要集中于天然香辛料和一些中草藥，包括蕓香科的檸檬、柑橘類、橙類，樟科的肉桂、月桂，桃金娘科的丁香、眾香，唇形科的百里香、迷迭香、薄荷等，百合科的洋蔥、大蒜，姜科的高良姜、姜，肉豆蔻科的肉豆蔻，胡椒科的胡椒、花椒，茄科的辣椒、山雞椒等和本科的香茅、芳香草等[43]。未成熟的葡萄汁作為可選的抑菌劑來加強色拉菜的安全性[44]，香芹酚在葡萄保鮮中作為抑制真菌新物質(zhì)[43]，柏樹干果提取物在食品保鮮劑行業(yè)是天然抗氧化劑很有潛力天然資源[45]。MarandiR J等[46]從Thymus kotschyanus和Carum copticum提取的精油在體外對食用葡萄采后病原菌菌絲的生長有抑制效果，由于其安全性可被用作鮮食葡萄新的抑菌劑。代亨燕等[47]采用丁香、花椒、大蒜、生姜4種天然香辛料精油，通過微膠囊技術分別制成揮發(fā)性保鮮劑，讓其揮發(fā)性釋放于黃瓜表面，于常溫（25±5)℃條件下貯藏30d，定期測定黃瓜的腐爛率、失重率、呼吸強度、總糖和葉綠素含量并觀察其變化規(guī)律。4種天然香辛料精油制成的保鮮劑對黃瓜都有顯著的保鮮效果，其中，用丁香精油制成的保鮮劑保鮮效果最好，花椒次之，大蒜保鮮效果最差。鐘業(yè)俊等以“圣女”小番茄為試材，研究復配保鮮劑OAA-7（由天然有機酸和助劑活化配伍的有機食品防腐劑)在番茄中的應用效果。把番茄浸漬500～750mg/kg OAA-7溶液5～ 10min可在一定程度上抑制番茄腐爛，保持番茄硬度，防止VC被氧化和還原糖損失。

2.2 天然多糖涂膜保鮮

天然多糖涂膜保鮮是將多糖物質(zhì)制成適當濃度的溶液，通過浸漬、噴灑、涂布等方法在果蔬表面形成透明或半透明膜。這類薄膜具有可選擇的透氣性、較低的透水性，能阻隔外界環(huán)境的有害影響，不僅控制了膜形成的微環(huán)境中的氣體濃度，使果實采后的呼吸強度下降，延緩果蔬的衰老，而且可減少果實在貯藏期內(nèi)水分的散失，防止果蔬的病菌感染，從而達到延長保存期的目的。此外，由于多糖本身具有膠凝特性和特殊的生理活性，這類膜還可作為抗菌防霉的活性成分的載體植物結(jié)構抗病性的誘導劑[48]。

王明力等[49]采用納米SiOx對殼聚糖進行改性得到的復合涂膜對金秋梨進行保鮮效果研究，殼聚糖納米SiOx復合膜（CTS-SiOx)與殼聚糖單膜（CTS)相比，其水蒸氣透過率下降35%、氧氣透過率下降21%，復合涂膜抗菌效果明顯，室溫下金秋梨保鮮時間由20d延長至60d，好果率達到80%。Duan Jingyun等[50]先用酸液清洗草莓再進行水溶性殼聚糖涂膜，在室溫下貯藏，能有效降低其腐敗率，森柏爾保鮮劑能有效減少失重，酪蛋白鈣涂膜能延緩成熟提高硬度，殼聚糖涂膜能有效減少果實周圍霉菌的生長。Devlieghere F等[51]實驗說明殼聚糖對低蛋白及NaCl食品具有抗菌性保鮮效果，果蔬正是這一類，把萵苣和草莓放在殼聚糖-乳酸/乳酸鈉溶液中浸泡，表現(xiàn)出較好的抗菌活性，但處理過的萵苣產(chǎn)生苦味而不宜使用。

2.3 其他天然保鮮技術

上世紀九十年代，美國的Monsanto化學公司成功研制出一種新型高效多功能果蔬保鮮劑—雪鮮（Snow Fresh)，英國森柏生物工程公司研制出一種無色、無味、無毒、無污染、無副作用的可食性果蔬保鮮劑—森柏保鮮劑（Semper Fresh)，德國科學家從天然巖鹽層的巖石中提出一種白色粉末的天然保鮮劑，含大量的鈣、磷、鎂、鈉、錳等金屬鹽類，其中鈣達鈣達37.2%[8]?？寡趸远嚯膶Ω涕俨煌嗝箤俚臍⒕芰τ酗@著差異，可有效延緩微生物導致的腐敗。同時也強調(diào)作為特定肽來源的短暫色氨酸和親水性AMP的富集對采后植物真菌病原體有潛在的抑制效果[52]。

3 存在問題及研究展望

目前，雖研制出多種果蔬采后處理方法和天然保鮮劑，在實踐應用中也取得了一定的效果，但仍存在諸多問題，如：a.在天然保鮮技術中，大多是針對食品加工業(yè)中的細菌、酵母菌等微生物來篩選抑菌劑，且單一微生物在培養(yǎng)基中進行實驗，然而果蔬腐敗是由多種病原菌共同作用的結(jié)果，對各類果蔬病變微生物及其特性加以研究，再根據(jù)具體果蔬病原微生物、抗菌特性及營養(yǎng)成分篩選適宜的復合抑菌劑及應用技術條件進行的研究比較少;b.導致果蔬腐敗變質(zhì)的因素很多，但在研究天然保鮮技術時，根據(jù)果蔬采后特性進行適宜處理與天然保鮮劑相結(jié)合的研究卻很少;c.由于天然抑菌劑的安全性較高，評價指標大多數(shù)是好果率、失重率、呼吸強度等，缺乏風味、新鮮度、成熟度、口感、色澤等綜合性評價指標;d.天然抑菌劑的抑菌機理尚不清晰、有效成分結(jié)構難以確定、提取成本較高，這大大限制了天然抑菌劑的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展和化學仿合成的研究;e.化學保鮮技術已有丸狀或片狀固體保鮮劑，天然固體保鮮劑尚處在實驗研究階段，實際應用還在進行探索實驗。由于天然固體保鮮劑的安全性和便捷性，能均勻揮發(fā)出抑菌和抑制成熟氣份的天然固體保鮮劑將是未來的發(fā)展方向。隨著果蔬保鮮技術的進一步深入研究，天然抑菌劑、抗成熟劑與果蔬特定的生理生化相結(jié)合技術在果蔬保鮮上應用的研究將具有重要意義。

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Study progress in postharvest handling and natural preservation technology for fruits and vegetables

XIE Guo-fang1，2，TAN Shu-ming3，*，WANG Bei-bei1，2，LONG Ming-xiu3
（1.Guizhou Province Key Laboratory of Fermentation Engineering and Biological Pharmacy，Guiyang 550025，China;2.College of Chemistry and Chemical Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China;3.College of Life Science，Guizhou University，Guiyang 550025，China)

The pretreatment methods were discussed，including，1-MCP treatment，heat treatment，cooling treatment，ozone treatment，calcium treatment，electrostatic treatment，and radiation.The application of natural plant extracts，natural polysaccharide and other natural preservation technology were summaried.Some new natural preservation technology were prospected.Based on the physiological and biochemical characteristics of fruits and vegetables，combination appropriate postharvest treatment with the natural preservation was the trend for natural preservation technology in the future.

fruit and vegetable;postharvest treatment;natural preservation technology;study progress

TS255.1

A

1002-0306（2012)14-0421-06

2011－10－20 *通訊聯(lián)系人

謝國芳（1987-)，男，碩士研究生，主要從事食品資源利用研究。

貴陽市農(nóng)業(yè)公關項目（2009筑科農(nóng)合字4-024);貴州省農(nóng)業(yè)攻關項目（黔科合NY字[2010]3018號)。