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国外水果保鲜技术研究进展
来源：河南科技信息网 发布时间：2009-12-25

　　目前，国外在果蔬保鲜领域采用的保鲜手段主要有物理和化学两大类，每一类衍生的新技术很多，各自依托不同的保鲜原理。各种保鲜手段的侧重点不同，但都是通过对保鲜品质起关键作用的三大要素进行调控：首先是控制其衰老进程，一般通过呼吸作用的控制来实现；其次控制微生物，主要通过腐败菌的控制来实现；第三为控制内部水分蒸发，主要通过环境相对湿度的控制和细胞间水分的结构化来实现。其中较先进的保鲜技术主要有：临界低温高湿保鲜、细胞间水结构化气调保鲜、臭氧气调保鲜、低剂量辐射预处理保鲜、高压保鲜、基因工程保鲜、细胞膨压调控保鲜、涂膜保鲜、气调保鲜等。

　　临界低温高湿保鲜　20世纪80年代，日本北海道大学率先开展了冰温高湿保鲜研究，此后国内外研究和开发的趋势是采用临界点低温高湿贮藏（CTHH），即控制在物料冷害点温度以上0．5℃～1℃左右和相对湿度为90％～98％左右的环境中贮藏保鲜水果。临界点低温高湿贮藏的保鲜作用体现在两个方面：第一，水果在不发生冷害的前提下，采用尽量低的温度可以有效地控制果蔬在保鲜期内的呼吸强度，使某些易腐烂的水果品种达到休眠状态；第二，采用相对湿度高的环境可以有效降低水果水分蒸发，减少失重。从原理上说，CTHH既可以防止水果在保鲜期内的腐烂变质，又可以抑制水果的衰老，是一种较为理想的保鲜手段。临界低温高湿环境下结合其他保鲜方式进行基础研究是水果中期保鲜的一个方向。

　　细胞间水结构化气调保鲜　结构化水技术是指利用一些非极性分子（如某些惰性气体）在一定的温度和压力条件下，与游离水结合而形成笼形水合物结构的技术。通过结构化水技术可使果蔬组织细胞间水分参与形成结构化水，使整个体系中的溶液黏度升高，从而产生下面两个效应：第一，酶促反应速率将会减慢，可望实现对有机体生理活动的控制；第二，果蔬水分蒸发过程受抑制。这为植物的短期保鲜贮藏提供了一种全新的原理和方法。日本东京大学学者在用氙气制备甘蓝、花卉的结构化水以及对其保鲜工艺方面进行了探索，获得了较为满意的保鲜效果。但使用高纯度氙气成本太高，研究者往往通过惰性气体的混合加压来另寻其保鲜机理，以降低其成本。

　　臭氧气调保鲜　臭氧是一种强氧化剂，又是一种良好的消毒剂和杀菌剂，既可杀灭消除果蔬上的微生物及其分泌的毒素，又能抑制并延缓果蔬有机物的水解，从而延长果蔬贮藏期。臭氧自1785年被发现以来，作为一种气体杀菌剂广泛应用在食品、运输、贮存、自来水生产等领域。臭氧气调保鲜是近年来国内开发的保鲜新技术，华南理工大学利用此技术对易腐烂的荔枝进行保鲜，有一定效果。其保鲜作用体现在3个方面：第一，消除并抑制乙烯的产生，从而抑制水果的后熟作用；第二，有一定的杀菌作用，可防止水果的霉变腐烂；第三，诱导水果表皮的气孔收缩，可降低水果的水分蒸发，减少失重。

　　低剂量辐射预处理保鲜及紫外线保鲜　辐射保鲜主要利用钴－60、铯－137发出的γ射线以及加速电子、X－射线穿透有机体时使其中的水和其他物质发生电离生成游离基或离子，对散装或预包装的水果起到杀虫、杀菌、防霉、调节生理生化等效应，可以替代乙烯、二溴化物、溴甲烷以及环氧乙烷等化学试剂。

　　新鲜水果的辐射处理选用相对低的剂量，一般小于3Kgy，否则容易使水果变软并损失大量的营养成分。草莓是低剂量辐射预处理保鲜中有代表性的例子，草莓以2．0～2．5Kgy剂量辐射处理，可以抑制腐败，延长货架期，并且保持原有的质构和风味。樱桃、越橘均可以通过低剂量辐射来达到延长货架期、提高贮藏质量的目的。越橘以0．25、0．5、0．75Kgy辐射，在1℃条件下分别贮藏1、3、7天，风味和质地没有受到影响。辐射剂量还与水果的成熟度有关，芒果（3／4成熟度）在室温下贮藏的最适辐射剂量是0．75Kgy。

　　低剂量辐射预处理保鲜可以和其他技术复合使用，如与冷冻、漂烫等技术相结合可以减少辐射保鲜所要求的辐射剂量。通过热水浸渍或蒸汽（温度为50℃～55℃）加热5分钟，可以产生更好的保鲜效果，这项技术广泛应用在柑橘、桃子、樱桃的保鲜中。

　　紫外线保鲜技术具有安全、环境友好、高效等特点，紫外线最大杀菌效果的波长为2600A。紫外线技术保鲜葡萄、金橘和番木瓜时，对细菌和真菌具有很好的灭菌效果。用复合紫外线和γ射线技术保鲜番木瓜，结果表明复合技术可以避免使用高剂量的紫外线或γ射线，而且保鲜效果显著。

　　涂膜保鲜这种方法通过包裹、浸渍、涂布等途径覆盖在食品表面或食品内部异质界面上，提供选择性的阻气、阻湿、阻内容物散失及隔阻外界环境的有害影响、抑制呼吸，延缓后熟衰老，抑制表面微生物的生长，提高贮藏质量等多种功能，从而达到食品保鲜、延长其货架期的目的。

　　目前，广泛应用于水果保鲜的涂膜材料有糖类、蛋白质、多糖类蔗糖脂、聚乙烯醇、单甘酯，以及多糖、蛋白质和脂类组成的复合膜。美国一项专利技术介绍，把平均分子量为2000～80000的乙酸聚乙烯溶解在低分子量的酒精溶液中，可以作为果蔬的可食性涂膜剂，能够有效地阻止氧气和其他一些气体，可用于苹果、柑橘、桃子、芒果和李子的保鲜。日本专利JP4094641还报道了利用一种吸水剂和一种乙烯吸收剂长期涂膜保鲜的方法。美国专利US6005100报道了利用海藻糖延长果蔬货架期的特殊应用。英国专利GB435587应用虫胶和酒精来对苹果、西红柿和其他水果进行涂膜保鲜；最近美国专利US7012456报道了茉莉酸甲酯在果蔬保鲜领域中的应用，但其确切的机理并未阐明。

　　高压保鲜这种技术是美国1992年发明的一项专利技术，其作用原理主要是在贮存物上方施加一个小的由外向内的压力，使贮存物外部大气压高于其内部蒸汽压，形成一个足够的从外向内的正压差，一般压力为2500～4000个大气压。这样的正压可以阻止水果水分和营养物质向外扩散，减缓呼吸速度和成熟速度，故能有效地延长果实的储藏期。

　　高压保鲜技术的抗菌效果与水果中的微生物类型以及水果中的天然成分有关，一些浆果中的有机酸有助于提高高压保鲜技术的效果。此外，高压保鲜技术与冷藏技术结合使用效果更佳，例如：可使葡萄在5℃下保存5个月，草莓在8℃下保存30天。

　　基因工程技术保鲜这项技术主要通过减少水果生理成熟期内源乙烯的生成以及延缓水果在后期成熟过程中的软化来达到保鲜的目的。

　　苹果、桃子、香蕉、番茄等有呼吸高峰期的水果在成熟过程中会自动促进乙烯的释放，人们通过不同的途径来控制植物中乙烯的生成。目前，日本科学家已找到产生乙烯的基因，如果关闭这种基因，就可减慢乙烯释放的速度，从而延缓果实的成熟，达到水果在室温下延长货架期的目的。1995年，一些学者培育出一种抑制ACC合成酶的转基因番茄，其货架期延长了30～40天。新加坡国立大学的研究人员已经成功地修改了植物体内产生乙烯气体的基因。新加坡国立大学生物学副教授恩格研究表明：基因被修改后，水果只产生通常状态下10％的乙烯气体。延缓水果的软化可以通过抑制聚半乳糖醛酸酶、果胶酶等降解组织细胞完整性的酶基因来实现。因此，利用DNA的重组和操作技术来修饰遗传信息，或用反义DNA技术来抑制成熟基因，可以推迟水果成熟衰老，延长保鲜期。

　　细胞膨压调控保鲜通过温度、相对湿度、表面控制程度、通风气流速度等有关的热动力学特性调控技术以及相应的组织膨压变化的测试技术，可维持水果细胞膨压的完好，实现其质构的调控保鲜。比利时鲁汶大学率先进行苹果、梨的组织膨压调控保鲜，取得了较好的中长期保鲜效果。

　　气调保鲜利用调整环境气体成分来延长食品贮藏寿命和货架寿命的技术。美国和以色列的柑橘总产量50％以上是气调保鲜；新西兰的苹果和猕猴桃气调储藏量为总产量的30％以上；英国的气调储藏能力为22．3万吨；其他国家，如法国、意大利以及荷兰等国家气调苹果均达到总储量的50％～70％，证实了气调保鲜水果的光明前景。

　　根据对已经建立起来的环境气体是否具有再调整作用，气调保鲜又分为CAP和MAP两种形式。CAP是在气调贮藏期间，选用的调节气体的浓度一直保持恒定；MAP是最初在气调系统中建立起预定的调节气体浓度，在随后的贮藏期间不再受到人为调整。MAP技术从水果腐烂的呼吸机理出发，通过抑制呼吸作用的快速进行以及抑制内源乙烯的产生，从而达到保鲜的目的。MAP能延长食品货架期已为业内公认，作为无公害保鲜手段，在国际上备受注目。在国外，低氧CA技术或超低氧贮藏是果蔬采后CA应用技术的新突破。

　　现代消费者对产品方便、新鲜以及有益健康的要求，将会进一步拓宽MAP的应用范围，但是目前MAP技术还存在产品腐烂、安全性及成本问题，今后的研究工作将从以下几个方面展开：1．系统性完成对不同品种水果最佳气体环境的选择；2．获取更多有关水果与气体成分之间相互作用的数据；3．开发更有效的计算机软件来帮助选择不同参数条件下（温度、湿度等）产品最合适的包装材料；4．采用改进的MAP体系或抑制微生物生长的新技术来控制MAP体系中的微生物危害；5．开发一种可以通过改变其渗透性，从而抵消外界温度波动的包装膜；6．研究环境更加友好（可生物降解）的，具有可食用性、物理性保护、功能性MAP包装体系，解决MAP技术对环境的污染及成本消耗问题；7．对MAP体系进行持续的基础性生理学和微生物学的研究将会有助于以上问题的解决。

　　国内外关于水果保鲜领域中保鲜剂、保鲜膜、保鲜包装的研究较多，而且研究方向逐渐向材料学、食品化学、有机化学、遗传生物学、机械工程学等诸多领域发展。保鲜方法正在由单一原理研究向复合方向研究，冷藏、MAP、绿色防腐剂、低剂量辐射预处理保鲜及紫外线保鲜、基因工程等各种保鲜技术的复合研究和应用是国际保鲜的流行趋势。另外，今后的研究工作中，人们将更注重于除了新鲜度之外的水果风味、品质等质量参数的保留，从而建立评估水果贮藏新鲜度、成熟度、是否有损伤、风味、口感、色泽、安全性等综合质量的保证体系。相信不断发展的科学技术，一定可以常年提供我们新鲜、安全、高质量、品种多样的水果。