猕猴桃贮藏保鲜技术及研究进展.doc

天津科技大学本科生课程论文食品保藏学研究生课程论文猕猴桃的贮藏保鲜技术及研究进展Advances in Preservation techniques for Kiwifruit 摘要：猕猴桃是一种营养价值、药用价值很高的鲜食水果，尤其是VC含量很高。猕猴桃果实采后成熟的生理指标主要包括呼吸强度的改变、乙烯代谢、果实硬度、风味及颜色变化、成熟过程中营养物质的变化等。果实的采后保鲜技术主要有冰温贮藏、气调贮藏和化学贮藏法等，通过使用这些技术将有利于猕猴桃产业的健康发展。关键字：猕猴桃 采后生理 保鲜贮藏 研究展望Abstract：Kiwifruit is a fresh fruit of high nutritional value and medicinal value, especially the high content of VC. This paper reviewed the research on kiwifruit post-harvest physiology and preservation technology in the latest years.The post-harvest physiology contained the change of in respiration, ethylene metabolism, change of fruit firmness , flavor and color, and the change of nutrients during ripening. the preservation technology includes ice temperature storage, controlled atmosphere storage and chemical storage method and so on. This study would contribute to the healthy development of the kiwifruit industry.Keywords：kiwifruit ; post-harvest physiological ; preservation technology ; research advance窗体底端目录1 猕猴桃简介52 猕猴桃采后生理52.1 呼吸生理52.2 乙烯代谢52.3 质地风味颜色的变化62.3.1 果实软化62.3.2 风味变化62.3.3 颜色的变化62.4 营养物质的变化73 猕猴桃保鲜73.1 猕猴桃的冰温贮藏73.1.1 冰温保鲜的原理73.1.2 冰温保鲜的工艺参数83.1.3 冰温保鲜的方法、手段83.1.3.1 冰温-MA保鲜技术83.1.3.2 冰温-大涨气调保鲜技术83.1.3.3 冰温-保鲜剂保鲜技术83.1.4 冰温保鲜的注意事项83.2 猕猴桃的气调贮藏93.2.1 气调贮藏的原理93.2.2 气调贮藏的工艺参数93.2.3 气调贮藏的方法、手段93.2.4 气调贮藏的注意事项103.3 猕猴桃的化学法贮藏103.3.1 1-甲基环丙烯(MCP)处理103.3.2 二氧化氯(ClO2)处理103.3.3 涂膜处理103.3.4 其它化学方法113.3.5 化学贮藏的注意事项114 猕猴桃果品贮藏保鲜发展趋势及展望114.1 多种保鲜技术协同使用114.2 天然保鲜剂的开发114.3 猕猴桃信息库和贮藏保鲜系统的完善111 猕猴桃简介猕猴桃是猕猴桃科猕猴桃属多年生植物的统称，又称羊桃、奇异果、猕猴梨、毛梨等，为多年生藤本植物，是一种重要的水果资源。猕猴桃果实果肉酸甜可口、营养丰富、富含VC，具有较高的保健价值，因此又被称为“VC之王”，猕猴桃还含有膳食纤维、多糖、黄酮、多酚等功能性成分，对于微量元素，Ca和Mg 含量最高，其次是 Se、Fe、Cu、Mn、Zn等，除此之外，猕猴桃还含有亮氨酸、结氨酸等十多种氨基酸1。猕猴桃对心血管疾病、癌症等多种疾病具有较高的经济价值和药用价值。猕猴桃是浆果类果实，且属于呼吸跃变型果实，因此在采收后极易发生软化霉烂、失水萎缩、低温冷害等生理病害2。因此，加强对猕猴桃采后贮藏保鲜的管理，对促进我国猕猴桃产业迅速发展，延长其货架期和保持其食用品质具有十分重要的意义。2 猕猴桃采后生理2.1 呼吸生理 猕猴桃是典型的呼吸跃变型果实，在采收后极易发生呼吸跃变，导致果实成熟变软，失去营养价值的同时也会失去其商业价值，成熟度越高，呼吸跃变出现越早，成熟度过高的呼吸强度有下降的趋势，尤其是在呼吸峰和乙烯峰出现后，猕猴桃果实的硬度迅速下降，果肉变黄并呈现可食用状态，从而也失去了一定的贮藏性3。2.2 乙烯代谢乙烯是一种植物生长调节剂，是调节果蔬采后生长、发育的激素，它可以提高果蔬采后的呼机强度，增加多聚半乳糖醛酸酶、淀粉酶、过氧化物酶、脂氧合酶、多酚氧化酶、苯丙氨解氨酶等代谢酶的活性，增加细胞膜的通透性和加速细胞的区隔化损伤，从而导致果蔬软化、变色、衰老。研究发现，乙烯的存在可以明显加速猕猴桃果实成熟衰老的进程4。猕猴桃果实为跃变型果实，具有明显的乙烯释放高峰。不同品种的猕猴桃乙烯消长规律有显著的差异，对乙烯的敏感性亦不同5。猕猴桃果实对乙烯特别敏感，即使在超低浓度的外源乙烯存在的情况下，也可以促进猕猴桃自身乙烯的产生，提高乙烯的释放峰值，促进果实的后熟。乙烯的生物合成途径(如图1)：图1 乙烯的生物合成途径对于跃变型果实猕猴桃而言，存在两个乙烯生成调节系统，分别为系统和系统，系统主要是果实中低速度乙烯的产生，系统主要是跃变型果实在跃变过程中乙烯的自我催化，从而促进猕猴桃产生大量乙烯。对于非跃变型果实而言，只有系统而没有系统。2.3 质地风味颜色的变化62.3.1 果实软化猕猴桃果实采后的软化主要分为两个阶段。第一阶段软化较快，此时对软化起主要作用的是淀粉酶，淀粉酶活力的上升加速了淀粉的水解，使其支撑和维持细胞膨压的作用消失，造成果实硬度的快速下降；第二阶段软化速度较慢，此时起主要作用的是多聚半乳糖醛酸酶和纤维素酶，果胶和纤维素类细胞壁物质的水解加快，造成了果实第二阶段的软化。机械伤和外援乙烯处理可提高淀粉酶的活力，加速淀粉水解，从而促进果实的软化。2.3.2 风味变化在发育初期，猕猴桃果实的有机物主要以淀粉和有机酸的形式存在，其中的有机酸主要是奎酸。随着果实的继续生长，细胞中的淀粉逐渐增多，并且果心处的淀粉多于果肉，但可溶糖的含量很低。当猕猴桃果实到了成熟期时，果实内酸性转化酶、淀粉酶和蔗糖磷酸合成酶的活性增强，不溶性淀粉水解成蔗糖、葡萄糖和果糖。同时果实中的有机酸也通过TCA循环等发生分解，从而改变了果实的糖酸比和酸碱度。在猕猴桃果实不同的成熟阶段，果实中高级不饱和脂肪酸、醇类、醛类、烯类等芳香物质不断增加，导致其风味发生改变。2.3.3 颜色的变化进入成熟阶段的果实，色泽的变化是最显著的。未采摘的果实，组织细胞中含有叶绿素，因此果实呈现绿色。随着果实的成熟，叶绿素的含量逐渐减少，相反类胡萝卜素的含量开始上升，猕猴桃果实由绿变黄。研究发现，在猕猴桃果实发育早期，叶绿素的含量可以达到25g/kg左右，采摘时其含量减少到12g/kg左右，并发现叶绿素a下降的程度比叶绿素b下降的多，并且在成熟过程中，总的叶绿素含量基本保持不变，只有在果实软化后叶绿素的含量才发生明显下降。2.4 营养物质的变化在贮藏过程中，猕猴桃果实回软化成熟，硬度下降，同时果肉中营养物质的含量发生改变。研究表明，随着猕猴桃生理成熟的完成，果实中可溶性固形物和糖的含量将上升，VC和总酸的含量随着果实的成熟而逐渐下降。谢鸣等人研究了猕猴桃果实中的可溶性固形物，当含量在10.2 %以下时，氨基酸含量会迅速增加，但随着果实的成熟而不断下降。未采收的果实，其氨基酸主要以组氨酸、苏氨酸和天冬氨酸为主，随着猕猴桃果实的成熟，精氨酸、苏氨酸和组氨酸的含量不断上升，同时，果实中的VC在后熟的过程中呈现下降趋势。图2 猕猴桃果实采后成熟生理图3 猕猴桃保鲜3.1 猕猴桃的冰温贮藏3.1.1 冰温保鲜的原理 由于果品组织细胞中含有一些葡萄糖、氨基酸、盐类等物质，使得果品的冰点低于纯水的冰点(0) 0.53.5，只有当温度降到冰点以下果品才会出现冻结现象。 果品采用冰温贮藏，一是因为果品组织细胞中含有葡萄糖、氨基酸、盐类等物质使果品细胞的冰点比纯水的冰点更低；二是因为果品中的各种溶质分子常以网状结构存在，阻碍了水分子的移动以及冻结；三是果品在冰温范围内，呼吸作用大大受到限制、新陈代谢缓慢、组织衰老速度显著减弱；四是冰温贮藏能有效的抑制微生物的生长。因此，将食品的温度控制在冰温范围内，可以维持细胞活性，并且可以人为的加入一些有机或无机物，使其冰点降低，扩大冰温带，更好的利用冰温技术7。3.1.2 冰温保鲜的工艺参数8,9猕猴桃是典型的呼吸跃变型果实，在贮藏前必须先预冷。果实采后尽早入库，入库的果实要在12h内将温度降到0。然后，按猕猴桃贮藏保温前期的低温参数(01)进行运行。当果温达到0时，猕猴桃果实的预冷结束。猕猴桃冰温贮藏的温度是在0以下至冻结点以上，高于冰点温度的贮藏称为非冻结贮藏。不同贮藏期果实的冰温带有所不同，预冷和贮藏前期果实冰温带为-1.2-0.6，贮藏中期果实冰温带为-1.5-0.8，贮藏后期果实冰温带为-1.8-1，研究发现果实在冰温带的贮藏效果较好。冰温贮藏时既要防止猕猴桃果实发生冷害，又要保鲜效果好，因此要选择从0开始到果实冰点的温度范围内，同时要高于冻结点0.50.8。根据上述原理，猕猴桃果实的贮藏的冰温范围是：预冷和贮藏前期的冰温工艺参数为-0.40和-0.60.2，贮藏中期的冰温工艺参数为-0.8-0.4，贮藏后期的冰温工艺参数为-1-0.6。表1 秦美果实低温与冰温贮藏效果比较贮藏方式温度范围/效果预冷前期中期后期贮藏期/周商品率/%冰温贮藏00.5-0.20.6-0.8-0.4-1-0.6209597低温贮藏0101-0.50.5-0.80.21390933.1.3 冰温保鲜的方法、手段 冰温贮藏保鲜技术是继冷藏和气调贮藏后的第3代保鲜技术，将冰温贮藏与其他保鲜技术相结合，各自发挥优势，可以进一步提升贮藏保鲜效果。3.1.3.1 冰温-MA保鲜技术 将冰温技术与塑料薄膜包装自发气调(MA)技术相结合的一种新型的保鲜方法，可以进一步延长果实的保鲜期。3.1.3.2 冰温-大涨气调保鲜技术 将冰温技术与大帐气调技术相结合的一种保鲜方法，大帐气调是将冰温预冷的果实尽早罩入S1塑膜帐内，用PSA制氮机制出的含5%氧气的氮气，调节大帐内气体成份，造成低氧和高二氧化碳的动态气体浓度贮藏环境。3.1.3.3 冰温-保鲜剂保鲜技术 在冰温贮藏的猕猴桃果实中加入保鲜剂，是一种较食用的保鲜方法。目前，常用的保鲜剂有吸附型保鲜剂和1-MCP乙烯阻断剂。3.1.4 冰温保鲜的注意事项 果实在冰点以下的低温贮藏时易发生冷害，冷害后猕猴桃果实细胞壁变厚，手感发绵，果肉发生褐变，风味改变，失去后熟的能力，最终不能食用。因此在贮藏时要注意：(1) 适温贮藏 如果温度低于冰点温度，贮藏23天就会发生冻害；贮藏温度如果低于贮藏期临界温度，猕猴桃就会发生冷害；(2) 控制湿度 研究发现，湿度越高，冷害发生的可能性越小，并且可以减少果实水分的蒸发，降低蒸腾作用；(3) 成熟度的控制 研究发现，采收时成熟度越低越容易发生冷害。 3.2 猕猴桃的气调贮藏3.2.1 气调贮藏的原理气调贮藏是通过降低贮藏环境中的氧含量，并提高二氧化碳含量，从而通过控制这两种气体的组成来延长果蔬的贮藏寿命，从而达到保鲜的效果。气调贮藏主要引起果品以下几方面的变化：(1) 抑制呼吸 气调贮藏可以降低呼吸强度，推迟呼吸跃变的启动，延长呼吸跃变的历程甚至不出现呼吸跃变；(2) 有机酸、叶绿素的改变 对于有机酸的改变，目前还没有确切的规律性，甚至有些结果相互矛盾。对于叶绿素的改变，研究发现气调可以延缓叶绿素的降解。(3) 对酶合成和活性的影响 气调可影响酶的活性，研究发现，高二氧化碳和低氧气浓度对多酚氧化酶具有一定的抑制作用。除此之外，还可以影响碳水化合物、有机酸、脂肪酸或其他营养物质代谢的酶。(4) 对乙烯合成的影响 因为乙烯的生成是一个需氧的过程，低氧可以抑制乙烯的合成，同时高二氧化碳浓度延缓了乙烯对成熟的刺激作用10,11。3.2.2 气调贮藏的工艺参数12在普通冷库内，采用SI塑料大帐将果实密封于帐内，用PSA碳分子筛制氮机制取氮气充入帐内，调控帐内气体成分，并将设定的气体浓度维持在很小的范围内,塑料大帐人工气调贮藏可将气调贮藏与冷库贮藏相结合，可同时控制帐内温度、湿度、气体浓度的工艺参数，使贮藏果蔬达到CA气调库的效果，且投资少、见效快。与其他水果相比，猕猴桃尤其适宜塑料大帐气调贮藏，可获得比单独降温与调湿更佳的贮藏保鲜效果。 对于塑料大帐气调贮藏猕猴桃，采取低氧高二氧化碳调控，罩帐密封2030天，气体指标为O2 1.5%4.0%，CO2 4.0%6.0%，在大帐贮藏前期氧气浓度高于二氧化碳浓度，后期则相反。这种动态气体浓度更能维持猕猴桃果实的色泽、硬度、提高果品的外观品质。同时控制塑料大帐气调贮藏的温度约为00.5 ，罩帐时就要将温度提前冷却到0，大帐内的温度要比帐外温度高约0.5 0.8。大帐内适宜的湿度为92%98%，这样可以抑制果品表面水分的蒸发。3.2.3 气调贮藏的方法、手段10,13 根据调节气体的方法，可将气调贮藏分为自发气调贮藏(MA)和人工气调贮藏(CA)两大类。MA-贮藏是通过果蔬的呼吸作用，自发调节贮藏环境中气体成分的一种贮藏。CA-贮藏是通过一定的技术设备和手段人为改变贮藏环境中的气体成分，并使其含量控制在较小的变动范围之内，进而达到果品保鲜目的的贮藏。MA-贮藏又可以分为塑料大帐气调贮藏、塑料薄膜小袋气调贮藏、硅窗袋气调贮藏等。3.2.4 气调贮藏的注意事项猕猴桃属浆果类，因此贮藏猕猴桃有一定的风险。过早采收的果实，罩帐会导致冷害的发生，且对二氧化碳浓度极为敏感，造成贮藏后期猕猴桃果实大量发病，整个帐篷中的果实失去经济价值和商品价值。猕猴桃贮藏温度和大帐内气体浓度对果实风味和新鲜度有直接影响，因此，贮藏前、中、后期测定果实的呼吸强度、冰点、各贮藏期温度、氧气和二氧化碳浓度关系十分重要。若贮藏期温度、气体浓度等参数调控错误，会造成较大的风险。猕猴桃果实的贮藏，从入库、罩帐、开帐到出库，应该始终在人为控制的条件下，定期对果实果肉硬度、感观性状、失水失重、可溶性固形物含量、氧气和二氧化碳浓度等指标进行测定，随时观测并进行综合分析，防范风险的发生并指导贮藏。3.3 猕猴桃的化学法贮藏3.3.1 1-甲基环丙烯(MCP)处理研究发现，1-MCP处理能竞争性的结合乙烯受体，减少乙烯生成量，降低乙烯峰值，并可以推迟乙烯峰值的出现，提高超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性，有效防止果实软化，延迟果实衰老进程。高焰等人研究了1-MCP处理对“华优”猕猴桃气调贮藏中的品质影响，发现1-MCP处理能降低“华优”猕猴桃的呼吸强度，并推迟其高峰的出现；1-MCP能延缓猕猴桃的软化和可溶性固形物含量的升高，并能够降低贮藏期果实的失重率14。1-MCP具有低量、无毒、高效、性质稳定等优点， 被广泛应用于商业化保鲜中，特别在呼吸跃变型果品中的保鲜效果更好。1-MCP熏蒸处理技术，具有更加广泛的应用前景。研究发现，1-MCP处理虽然能延缓猕猴桃果实的软化，但不如气调的贮藏效果好。另外，市场上的1-MCP大多从国外进口，从而增加了成本，这些都限制了1-MCP在实际生产中的使用。3.3.2 二氧化氯(ClO2)处理 ClO2是一种高效、广谱、安全的果蔬保鲜剂，杀菌能力强，具有强的氧化性，虽然会对猕猴桃造成一定的伤害，但适宜浓度的ClO2可阻止蛋氨酸分解为乙烯，并破坏已形成的乙烯，对缓解猕猴桃的衰老有一定的作用，同时不会影响果品的营养和外观品质。3.3.3 涂膜处理涂膜的材料分为天然和人工合成的无毒害材料。天然的涂膜材料如树木脂、褐藻胶或角叉胶等。人工合成的涂膜材料如海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素被膜、甲基纤维素、蛋白质和脂类复合被膜、多糖被膜等。涂膜贮藏一般都使用可食性膜，因为可食性膜能够降低O2的通透性，同时使果品内部维持相当于气调的高CO2、低O2状态，有利于减少水分蒸发、抑制呼吸、防止芳香成分挥发。壳聚糖因其有良好的成膜性和抗菌性，已广泛应用于多种果品的保鲜。3.3.4 其它化学方法除上述方法外，还可以用臭氧处理果品达到保鲜的目的，曹彬彬等人用不同浓度的臭氧，分别为10.7mg/m3、42.7mg/m3、171.2mg/m3处理猕猴桃，较低浓度的臭氧能够抑制猕猴桃果实的呼吸作用，冷藏140天后好果率可以达到95%。郭叶15等人研究了不同浓度的CPPUN-(2-氯-4吡啶基)-N-苯基脲，分别0mg/L、5mg/L、10mg/L、20mg/L对“徐香”猕猴桃的保鲜作用。结果表明，在研究范围内，CPPU浓度越大，增重效果越好，并得出5mg/L的CPPU能更好的保持猕猴桃果实的可溶性固形物和总糖等营养指标含量，更适用于工业生产使用。研究发现，还有用钙、赤霉素、多胺等处理猕猴桃果实，也可以达到保鲜防腐的目的。目前，我国通过化学方法处理猕猴桃常常与简易气调贮藏、冷库低温贮藏技术相结合，以达到更好的保鲜效果16,17。3.3.5 化学贮藏的注意事项 化学试剂的经常使用将导致病原菌产生抗药性，从而降低猕猴桃的防病效果，并且大量使用还会给人们带来健康隐患。长期使用化学杀菌剂，还会造成环境污染、农药残留、危及人类健康等一系列的问题。4 猕猴桃果品贮藏保鲜发展趋势及展望184.1 多种保鲜技术协同使用 猕猴桃的主要贮藏技术有冰温贮藏、气调贮藏和化学贮藏等，可以将三者协同使用以达到最大的保鲜效果，同时，由于猕猴桃是呼吸跃变型果实，对乙烯和温度很敏感，贮藏难度大，因此要根据实际情况，选择合理的贮藏保鲜方法。4.2 天然保鲜剂的开发天然的保鲜剂不含有任何化学试剂，不会对人体健康造成威胁。研究发现，张亮等人采用芦柑皮、艾蒿等提取物，检测对茶炭疽病菌的抑菌效果，结果表明在浓度为1.5 mg/mL时，各提取物对茶炭疽病菌菌丝都有抑制作用，其中芦柑皮96 h抑制率可以达到93.32%。但天然提保鲜剂在猕猴桃保鲜上的应用较少，因此研究天然的提取物对猕猴桃的保鲜贮藏将成为一个新的热点。4.3 猕猴桃信息库和贮藏保鲜系统的完善 从猕猴桃采摘、运输、入库管理等各个环节可以看出，采摘时要适时采收，采收过早或过晚都会对猕猴桃的保鲜与贮藏带来不利影响。建立一个猕猴桃采前生产地调查、采摘时间记录、采后分级包装、贮藏条件等的信息库，同时研究人员及时了解掌握猕猴桃市场动向，走产、贮、销一体化得路线，促进猕猴桃产业链的发展，创造更大的社会效益和经济效益。参考文献：1 陈招弟,陈义挺,陈婷等.猕猴桃的主要功能成份及其开发利用J.热带农业科学,2014,34(8):104-107.2 韩明丽,张