化學(xué)保鮮劑在果蔬貯藏中的應(yīng)用

化學(xué)保鮮劑在果蔬貯藏中的應(yīng)用

1果蔬貯藏保鮮技術(shù)收獲的水果仍然是具有生命活力的生物。生理活動(dòng)的重要標(biāo)志是呼吸作用。呼吸作用是果蔬采收后最主要的代謝過程，是在一系列酶的催化作用下，把復(fù)雜的有機(jī)物質(zhì)逐步降解為CO2,H2O等簡單物質(zhì)，同時(shí)釋放出能量，以維持正常的生命活動(dòng)。研究表明，呼吸對果蔬品質(zhì)的影響很大。果蔬的呼吸作用受到環(huán)境溫度、濕度、氣體組成、機(jī)械損傷及植物激素含量水平等因素的影響。一般認(rèn)為：(1)溫度每升高10℃果蔬呼吸強(qiáng)度就增加l倍，如果降低溫度，呼吸強(qiáng)度就將大大減弱，果蔬貯藏壽命便延長；(2)輕微的干燥比濕潤更可抑制呼吸作用；(3)適當(dāng)降低貯藏環(huán)境中的O2含量和適當(dāng)提高CO2含量，都可以抑制果蔬的呼吸作用，延緩果蔬的后熟和衰老過程；(4)機(jī)械損傷的發(fā)生會(huì)提高呼吸強(qiáng)度，大大縮短貯藏壽命；(5)植物激素中生長素和激動(dòng)素對果蔬有抑制呼吸、延緩后熟的作用，而乙烯和脫落酸則會(huì)促進(jìn)呼吸和加速后熟。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果不進(jìn)行保鮮處理，將使果蔬的新鮮度和品質(zhì)迅速下降。果蔬保鮮的目的主要是保持果實(shí)在采摘后到貨架上出售期間內(nèi)能維持正常的風(fēng)味、品質(zhì)、營養(yǎng)成分和外觀，提高其商品價(jià)值。當(dāng)前，對果蔬保鮮技術(shù)的研究主要集中在兩個(gè)方面：一是采用各種手段抑制果蔬的新陳代謝活動(dòng)，使其內(nèi)部的各種生理生化過程減緩，最大限度地保持果蔬的風(fēng)味和品質(zhì)；二是用各種方法阻斷周圍環(huán)境中的各種微生物侵染果蔬表層，防止果蔬腐爛變質(zhì)。2水果保護(hù)方法2.1物理保鮮和氣調(diào)貯藏保鮮目前，我國常用的果蔬保鮮貯藏方法主要有假植貯藏、氣調(diào)貯藏保鮮、輻照保鮮、低溫保鮮、生物技術(shù)保鮮和化學(xué)保鮮等。長期以來，冷藏保鮮法和氣調(diào)貯藏法是延長果蔬采后壽命和貨架期最有效的方法，雖然這兩種方法保鮮效果良好，但都需要大量的設(shè)備和條件，對技術(shù)要求較高，投資大，不易在我國廣大的農(nóng)村和分散式的經(jīng)營條件下實(shí)施。為此，化學(xué)保鮮方法近年來引起了廣泛重視，得到了發(fā)展和推廣應(yīng)用。2.2室中協(xié)同處理果蔬保鮮化學(xué)保鮮是利用化學(xué)藥劑涂抹或噴施在果蔬表面，或置于果蔬貯藏室中，以達(dá)到殺死或抑制果蔬表面、內(nèi)部和環(huán)境中的微生物，以及調(diào)節(jié)環(huán)境中氣體成分的目的，從而實(shí)現(xiàn)果蔬的保鮮。相對于冷藏、氣調(diào)、輻射處理和生物技術(shù)等方法，化學(xué)保鮮方法具有明顯的優(yōu)勢。2.2.1設(shè)備投資小化學(xué)保鮮方法是在果蔬已有的采收、分揀和包裝系統(tǒng)的基礎(chǔ)上實(shí)施的，基本不需要額外的設(shè)備和投資，可以節(jié)省大量的一次性投入，適于推廣。2.2.2生產(chǎn)力低溫和氣調(diào)等果蔬貯藏保鮮技術(shù)都是以低溫冷庫為基礎(chǔ)的，運(yùn)行過程中要耗費(fèi)大量的能源，而化學(xué)保鮮方法基本不需能源消耗。2.2.3使用成本低化學(xué)保鮮中，保鮮劑的使用劑量都很小，因而使用成本很低。2.2.4對于環(huán)境的要求不高，容易推廣應(yīng)用化學(xué)保鮮方法操作簡便易學(xué)，無論是在噴施處理期間，還是在保鮮期內(nèi)，對環(huán)境的要求不嚴(yán)格，所以易于推廣應(yīng)用，特別是對于分散的小規(guī)模經(jīng)營的果蔬產(chǎn)地，更能充分體現(xiàn)出其優(yōu)越性。2.2.5化學(xué)保鮮劑的安全性相對于輻照技術(shù)，化學(xué)保鮮還具有較高的安全性，特別是隨著化學(xué)保鮮劑技術(shù)開發(fā)的不斷深入，化學(xué)保鮮劑的安全性更會(huì)不斷提高?；瘜W(xué)保鮮技術(shù)不僅有上述優(yōu)勢，而且其技術(shù)和產(chǎn)品開發(fā)相對簡便、快速，推廣前景廣泛、樂觀，非常適合現(xiàn)場作業(yè)，因此得到了普遍的認(rèn)可，逐漸成為果蔬保鮮的一條重要途徑。3化學(xué)保鮮劑的性質(zhì)和保養(yǎng)性目前，在果蔬保鮮中常用的化學(xué)保鮮劑主要有以下幾類。3.1表面活性劑、逮捕保鮮劑主要通過清除果蔬貯藏環(huán)境中的乙烯，降低O2的含量或脫除過多的CO2而抑制果蔬的后熟，以達(dá)到保鮮的目的。3.1.1乙烯合成反應(yīng)劑乙烯脫除劑主要由物理吸附劑和化學(xué)反應(yīng)劑2種類型組成。物理吸附劑包括多孔結(jié)構(gòu)的活性炭、礦物質(zhì)、分子篩，以及合成樹脂等物質(zhì)。它們對乙烯氣體分子的吸附是靠分子間作用力進(jìn)行的，屬弱吸附，容易脫附。因此，一般不單獨(dú)用物理吸附劑來吸附乙烯，而常被用作乙烯化學(xué)脫除劑的載體。乙烯化學(xué)反應(yīng)劑是指與乙烯反應(yīng)，能夠使乙烯被脫除的一類物質(zhì)。其作用原理各異，但主要有以下3種類型。(1）催化反應(yīng)型反應(yīng)劑。該類乙烯脫除劑主要是由鐵及稀有金屬催化劑為反應(yīng)主劑，以及活性炭等多孔物質(zhì)為載體所組成。(2）氧化型反應(yīng)劑。主要由與乙烯能夠發(fā)生氧化還原反應(yīng)的高錳酸鉀、二氧化氫及過氧化鈣等組成，其氧化反應(yīng)方程式為：(3）加成反應(yīng)型反應(yīng)劑。乙烯的雙鍵結(jié)構(gòu)決定它能發(fā)生加成反應(yīng)。高溫條件下吸收溴而制成的活性炭吸附樹脂分子篩，可以高速、高效地脫除果蔬貯藏環(huán)境中的乙烯。3.1.2脫氧生物的作用目前已經(jīng)應(yīng)用的吸氧劑的共同的特點(diǎn)都是以氧化還原反應(yīng)為基礎(chǔ)的，即這些吸氧劑與包裝貯藏體系中的氧，化合生成新的化合物，從而消耗掉體系中的氧氣，達(dá)到脫氧的目的。吸氧劑的類型有速效型、標(biāo)準(zhǔn)型和遲效型，其吸氧能力各不相同，吸氧所需時(shí)間也不同，但除氧的絕對能力是相同的。吸氧劑一般必須具備無毒無害、與氧氣有適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)速度、無嗅無味、不產(chǎn)生有害氣體和不影響食品品質(zhì)的性質(zhì)，以及價(jià)格低廉的特點(diǎn)。常用的吸氧劑主要有抗壞血酸、亞硫酸氫鹽和一些金屬，如鐵粉等。3.1.3dc吸附劑主要是利用物理吸附和化學(xué)反應(yīng)，脫除、消耗貯藏環(huán)境中的CO2，以達(dá)到保鮮的目的。常用的CO2吸附劑有活性炭、消石灰和氯化鎂等。另外，焦碳分子篩既可吸收乙烯又可吸收CO2。以上吸附劑一般要裝入密閉包裝袋內(nèi)，與所貯藏的果蔬放在一起，使用時(shí)注意選擇適當(dāng)?shù)奈絼┌b材料，如盡量采用多孔透氣包裝，以使吸附劑發(fā)揮最大作用。3.2保鮮劑保鮮的目將這類保鮮劑通過浸泡、噴施等方式達(dá)到防腐保鮮的目的，是最常用的防腐保鮮劑，其作用有的是能夠殺死或控制果蔬表面或內(nèi)部的病原微生物，有的還可以達(dá)到調(diào)節(jié)果蔬采后代謝的目的。3.2.1其他抗菌藥物防護(hù)型殺菌劑主要有硼砂、硫酸鈉、山梨酸及其鹽類、丙酸、鄰苯酚（HOPP）、氯硝胺（PCNA）、克菌丹和抑菌靈等。主要作用是防止病原菌侵入果實(shí)，對果蔬表面微生物有殺滅作用，但對侵入果實(shí)內(nèi)部的微生物效果不大，與內(nèi)吸式殺菌劑配合使用效果較好。目前主要用作洗果劑，最常用的是鄰苯酚鈉(SOPP）。3.2.2抑菌細(xì)菌效果苯并咪唑及其衍生物是廣譜內(nèi)吸型防腐保鮮劑，它對侵入果蔬的病原微生物效果明顯，操作簡便。主要有苯來特、噻苯咪唑、托布津、甲基托布津和多菌靈等，都是高效、廣譜的內(nèi)吸性殺菌劑，可抑制青霉菌絲的生長和孢子的形成。但長期使用易產(chǎn)生抗性菌株，并對一些重要的病原菌如根霉、鏈格孢子菌、疫霉、地霉和毛霉，以及細(xì)菌引起的軟腐病無抑制作用。苯來特不能與堿性藥劑混用，甲基托布津不能與含銅藥劑混用。3.2.3抑菌制劑的使用新型抑菌劑主要有抑菌唑、雙胍鹽、米鮮安、三唑滅菌劑、抑菌脲和乙磷鋁等。這類藥為廣譜型抑菌劑，能有效抑制對苯胼咪唑產(chǎn)生抗性的菌株。抑菌唑主要用于柑橘，對鐮刀孢子有特效，對青霉菌孢子的形成有抑制作用，具有保護(hù)和治療功能。雙胍鹽類抑菌劑不含金屬和氯磷成分，是一種毒性較低的烷基胍類殺菌劑。該藥劑對酸腐病有特效，同時(shí)對青霉菌和綠霉菌的抑制作用也比較明顯，這是苯并咪哇類殺菌劑難以相比的。但雙胍鹽不能提供長期保護(hù)作用，其在國際上使用還不普遍，只有德國、瑞典等少數(shù)幾個(gè)國家批準(zhǔn)使用。米鮮安能抑制指狀青霉和意大利青霉；抗苯來特和噻苯唑的菌株常用于桃和李的保鮮；三唑滅菌劑對酸腐病有強(qiáng)的抑制作用，常用于梨的保鮮；抑菌脲可抑制根霉、鏈格孢和灰葡萄孢等；乙磷鋁為良好的內(nèi)吸劑。3.2.4理化劑的應(yīng)用中草藥中含有殺菌成分，并有良好的安全性和成膜特性。出于對食品安全和化學(xué)保鮮劑的毒性與殘留的考慮，目前這方面研究應(yīng)用日趨增多，現(xiàn)在研究利用的主要有精油、高良姜煎劑、魔芋提取液、大蒜提取液和肉桂醛等。但是中草藥有效成分的提取及大批量生產(chǎn)還存在提取純化技術(shù)、藥效和成本等較多問題，廣泛應(yīng)用尚待時(shí)日。3.3病原微生物熏蒸型防腐劑是指在室溫下能揮發(fā)成氣體形式以抑制或殺死果蔬表面的病原微生物，而其本身對果菜毒害作用較小的一類防腐劑。目前已大量應(yīng)用于果蔬及谷物防腐，常用的有仲丁胺、O3、SO2釋放劑、二氧化氯和聯(lián)苯等，其中應(yīng)用較多的有以下幾種。3.3.1柑橘的防腐作用用量一般為25×10-6～200×10-6，多用于柑橘，還用于蘋果、山楂、番茄和葡萄等的防腐。由于用量大，成本高，所以我國將其生產(chǎn)為復(fù)方型藥劑，如橘腐靈、保果靈、克霉靈、申鮮2號(hào)、AB保鮮防腐劑。3.3.2硫蒸餾、混紡主要用于葡萄的保鮮，對灰霉葡萄孢和鏈格孢有較強(qiáng)的抑制作用，可直接燃硫熏蒸（體積分?jǐn)?shù)為0.5%～1%），也可用亞硫酸鹽加干燥硅膠混合，裝小袋和葡萄混放。以焦亞硫酸鉀為主劑制成片劑進(jìn)行熏蒸，同時(shí)可抑制多酚氧化酶活性而防止褐變，但熏蒸濃度要適當(dāng)，濃度過高會(huì)造成SO2殘留。4微生物保鮮劑保鮮目前，我國對新型高效化學(xué)防腐劑的研究和應(yīng)用已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，在橘、柑、柚、黃瓜等水果和蔬菜保鮮中，很多化學(xué)保鮮技術(shù)和保鮮劑已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。徐俐用不同化學(xué)藥劑，在對溫州蜜柑貯藏保鮮試驗(yàn)中，研究了4種化學(xué)防腐保鮮劑處理對溫州蜜柑在常溫通風(fēng)條件下貯藏保鮮效果的影響。結(jié)果表明，雙胍鹽和撲海因處理果蔬的效果最好，在常溫條件下好果率分別達(dá)97%和95%，果實(shí)新鮮飽滿，色澤鮮艷，營養(yǎng)成分損失少。眾多的實(shí)驗(yàn)表明，天然保鮮劑殼聚糖及其衍生物可廣泛應(yīng)用于果蔬的保鮮，已經(jīng)取得良好的效果；嘉應(yīng)大學(xué)開發(fā)的“嘉大l號(hào)”保鮮劑在沙田柚保鮮中取得了良好的效果，填補(bǔ)了國內(nèi)柚果保鮮的空白；鄒海峰等人研制出一種基于化學(xué)改性的新型非金屬保鮮劑，用于菜豆和黃瓜等蔬菜的保鮮，取得了令人滿意的效果。隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展和農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)的極大豐富，越來越多的農(nóng)產(chǎn)品特別是易腐的果蔬類產(chǎn)品，在采后、流通領(lǐng)域中都需要進(jìn)行快速、低能耗、低成本和產(chǎn)地化的保鮮。果蔬化學(xué)保鮮劑的市場和應(yīng)用前景由此凸現(xiàn)出來。但是由于當(dāng)前我國食品安全領(lǐng)域存在著諸多問題和隱患，違法使用非食品級(jí)食品添加劑和保鮮劑的事件屢屢發(fā)生；超標(biāo)使用、濫用食品添加劑和保鮮劑較嚴(yán)重，以及化學(xué)添加劑存在的毒副作用和殘留問題，都給消費(fèi)者在心理上留下了很大的陰影，造成對化學(xué)保鮮劑、防腐劑的恐懼，某種程度上限制了化學(xué)保鮮劑的推