草莓保鲜专利技术发展

常 皓，赵宏强 (国家知识产权局专利局专利审查协作江苏中心，江苏苏州215163)

草莓属蔷薇科草莓属多年生常绿草本植物。原产于欧洲，果实鲜艳，风味独特，营养丰富，具有多种保健功效。近年来，草莓生产发展迅速，通过多种栽培技术，使得上市期大幅延长。

草莓属于浆果，其含水量大，果皮薄，组织娇嫩，柔软多汁，缺乏坚硬外皮保护，耐贮藏性差，在收获和运输过程中，草莓极易受到机械损伤和遭受多种细菌、真菌等微生物侵染，导致腐烂而失去商品价值，在常温下仅可保存1～2 d。近年来，草莓的产量呈现迅猛上升之势，但由于未能较好地解决其贮藏保鲜问题，因而大多限于本地销售，而且上市时间集中，致使大量的草莓腐烂，造成严重的资源浪费、经济损失和环境污染，从而极大地影响了草莓种植户的积极性。为此，寻找适宜的草莓贮运保鲜技术是当务之急。

从内部因素来说，草莓属于呼吸非跃变型果实，在衰老时呼吸速率加速上升，产生的自由基使细胞膜脂质产生过氧化作用，破坏了细胞膜透性，增加了酶与底物的接触;另外，乙烯释放量明显上升，呼吸作用的加强是草莓不宜贮藏的主要原因之一。草莓采后的代谢作用与自身酶活性有关。随草莓成熟，其纤维素酶、糖苷酶活性明显提高，细胞壁物质的降解以及果胶的分解导致果实的软化［1－2］。从外部因素来说，草莓皮薄、含水量大，极易受到微生物的侵染而腐坏变质。基于草莓极易腐烂、难保鲜的事实，草莓的保鲜始终是社会研究的热点、难点。

1 草莓保鲜相关技术

草莓相关保鲜技术非常丰富，在实际应用中，往往采用多种技术相结合的方式对草莓进行保鲜处理。

1.1 低温贮藏 温度是影响贮藏时间、控制腐烂的主要因素。低温冷藏通常为4℃左右，也是草莓保鲜的主要方法和基本技术之一，对延缓腐烂有明显的作用。通常认为，草莓果实的适宜贮藏温度为0℃左右，相对湿度为90%～95%［3］。低温能够显著抑制草莓的呼吸和代谢，并减缓微生物的生命活动，从而延长保鲜期。低温贮藏是草莓保鲜的基础，其他保鲜方法往往都建立在低温的基础上，或与低温贮藏结合应用。

1.2 气调保鲜 这是草莓保鲜的常用方法和实用技术之一，主要是包括高二氧化碳、高氧、高氮贮藏。通过对环境气体的调节，能够起到调节草莓呼吸和代谢等作用。臭氧属于气体，因此将臭氧处理归为气调保鲜，但臭氧保鲜的机理与草莓呼吸作用不尽相关，而主要是能够起到杀菌的作用，还可以分解果蔬成熟过程中释放的乙烯。此外，氯气、一氧化氮、一氧化二氮等气体在草莓防腐保鲜中也有研究报道。气调保鲜往往需要选择适合的、能够调节气体交换的包装材料，常用的如PVC、低密度聚乙烯等。

1.3 调压/减压处理 又可称为低气压贮藏和真空贮藏，在低气压条件下，草莓的呼吸作用下降。

1.4 化学物质及常用保鲜剂处理 用于草莓保鲜的化学物质很多。植酸是天然食品抗氧化剂，由于它对霉菌引起的腐烂抑制作用稍弱，应当与其他杀菌防腐剂配合使用，才能发挥更好的作用［4］。另外，过氧乙酸、脱水乙酸、二氧化硫、茶多酚、8-羟基喹啉、水杨酸、茉莉酸甲酯、乙醇、柠檬酸、乳酸、氯化钙、抗坏血酸等均可用于草莓保鲜。新型人工合成的商业化化学杀菌剂有如啶酰菌胺、环酰菌胺等。

1.5 涂膜保鲜 涂膜可以在草莓表面形成一层保护膜，堵塞水分散失的气孔，减少水分流失，能阻止果实内外气体交换，抑制呼吸作用，并能够防止微生物的侵染。使用最多的涂膜物质是壳聚糖［5］，其他多糖类、蛋白质类等易于成膜的天然大分子物质都可用于草莓的涂膜保鲜。通常将涂膜保鲜与其他保鲜物质结合使用，因为可食性膜是防腐剂的良好载体，将其他杀菌或防腐剂与涂膜材料混合后进行涂膜处理，可起到较好的保鲜效果。

1.6 辐照保鲜 主要利用紫外线、电子束、α、β、γ射线等对草莓进行处理，起到杀菌、防霉和调节生理生化的效应。紫外线照射能够延缓草莓后熟，提高果实抗性，减缓果胶降解速度而保持果实硬度，但应当掌握适当的剂量，否则过犹不及。

1.7 微生物抗菌保鲜 目前从草莓果实中分离的拮抗微生物主要由罗伦隐球酵母、酿酒酵母、粘红酵母、胶红酵母等，这些微生物对草莓病害细菌或真菌具有拮抗抑制作用，从而对草莓起到保鲜作用，可利用这些拮抗微生物制成保鲜菌剂，还可进一步与涂膜结合应用。

通常情况下孕妇的生产方式有两种:自然分娩和剖腹产分娩,分娩过程中会产生出血现象,一般我们认为难治性妇产科大出血是指自然分娩出血超过500ml,剖腹产分娩出血超过1000ml的情况。其中自然分娩的产妇分娩后的出血症状比较不易被察觉,因为顺产过程中胎儿通过产道产出以后,产妇会产生子宫收缩乏力的情况,这时胎盘的血窦不能及时闭合,就会有大出血的现象发生。若产妇分娩后阴道血流量达到200ml,该产妇患此病的几率将大大增加,由于在收集或实测的过程中,会造成产妇流失不必要的血流,一般状况下产妇的估测失血量仅占实际失血量的二分之一,所以很容易发生分娩后出血的状况,所以通常情况下没有引起重视。

1.8 微生物代谢产物保鲜 纳他霉素是常用的草莓保鲜剂，而链霉菌发酵液比纳他霉素的效果要更好，可有效抑制微生物的生长［6］。乳酸链球菌产生的多肽抗菌素类物质能有效抑制引起腐败的革兰氏阳性菌等生长繁殖，被认为是高效安全的天然防腐剂。

1.9 采后预热处理 能够抑制乙烯释放，钝化某些衰老酶活性，提高果实抗性，抑制腐烂。其具有无毒、无污染和易操作等特点，渐渐受到人们的关注。可以使用热空气、热水、热蒸汽媒介处理。热处理作用机制除了包括抑制病原菌，还包括激发一些与水果自身抗病性相关的酶的活性，如过氧化物酶、过氧化氢酶、苯丙氨酸解氨酶等，减少腐烂［7］。

1.10 纳米技术保鲜 一些纳米粒子具有抗菌作用，如纳米银、纳米锌等，另外还可以利用纳米材料制作保鲜膜和包装材料。

1.11 植物天然活性成分保鲜 植物天然活性成分保鲜剂符合安全健康的理念和发展方向。很多天然植物的提取物或精油中含有活性抗菌成分，如中草药大黄、连翘、薄荷、高良姜等，香辛料姜、蒜、孜然、小茴香等，这些天然活性产物可用于草莓的保鲜。

1.12 超声波、静电场、磁场处理 超声波具有机械效应、热效应和空化效应等，能够对微生物起到抑制生命活动和杀灭的作用，静电场和交变磁场处理也具有一定草莓保鲜价值［8－9］。上述方法具有无残留、简单有效、安全的特点。

2 草莓保鲜专利技术分析

2.1 草莓保鲜专利技术发展

2.1.1 国内草莓保鲜专利技术。国内首次出现关于草莓保鲜贮藏的专利CN87107591A是美国赫尔克里斯有限公司于1987年向我国申请的，采用的技术手段是气调保鲜，具体提供了一种气调贮藏的包装容器，在容器壁上设有透气性嵌膜调节二氧化碳和氧气的比例来维持草莓的新鲜度［10］。1992年由美利坚合众国(由商务部部长代表)为申请人申请了草莓涂膜保鲜技术专利CN1065579A，涂膜组合物包括多糖聚合物、防腐剂、酸化剂、卵磷脂和第二乳化剂，以及任选的其他组分，如抗氧化剂、植物生长调节剂、防冷伤剂等，该专利中介绍了多种具有保鲜防腐作用的物质，将成膜物质与其他多种防腐保鲜物质进行了结合应用，糅合了涂膜保鲜、化学保鲜、植物天然产物保鲜、微生物拮抗保鲜多种保鲜技术［11］。

我国近年来关于草莓保鲜技术的专利申请量激增，这代表着国内对草莓保鲜专利技术的重视和发展、改进，其中高校是国内关于草莓保鲜技术研究的主力军，其次为企业和个人。相关的技术也涉及多个方面，如低温贮藏、气调保鲜、调压处理、化学物质及常用保鲜剂处理、涂膜保鲜、辐照保鲜、微生物抗菌保鲜、微生物代谢产物保鲜、纳米技术保鲜、植物天然活性成分保鲜等。

2.1.2 国外草莓保鲜专利技术。1974年，日本本山示首先申请了利用薏苡仁提取物进行草莓防腐的专利，为天然产物保鲜领域［14］。1975年，日本SHIYUNJIYUU KK申请了利用被覆剂、糖类和有机酸进行涂膜的技术进行草莓保鲜专利［15］。1976年，美国FURUKAWA INT USA申请了利用调节二氧化碳和氮气浓度进行草莓气调保鲜的专利［16］。

国外对草莓保鲜技术研究起步较早，日本关于草莓保鲜技术的研究较多。日本申请人太田于20世纪80年代左右申请了4件专利，主要涉及草莓的低温和气调保鲜。SUMITOMO BAKELITE CO LTD公司分别于1999年、2002年、2007年、2012年共申请了4件，主要涉及合成树脂、高分子膜对草莓的包装，从而起到气调保鲜作用。

2.1.3 国内外草莓保鲜专利技术对比。根据上述分别对国外内草莓保鲜专利技术的分析，国外对草莓保鲜技术的研究起步很早，尤其是日本，比国内申请人提出的专利申请早将近20年，可见，我国对于草莓的保鲜意识较晚。另一方面由于20世纪70到80年代我国物资不够丰富，草莓产量不高，基本没有远途运输的需求，因此草莓极易腐烂不易保存的问题并没有凸显出来，而随着国家经济水平提高，草莓产量丰富以及对远途运输也有一定的需求，草莓的保鲜问题逐渐浮出水面。因此，从2000年后开始呈现大量的关于草莓保鲜技术的研究和专利申请。

从技术上来看，国内外对于草莓保鲜并无明显的随时间而从一些领域不断延展到另一些领域的跨领域研究的现象，而是在各个时期各种保鲜方法的小领域都在并驾齐驱，不断均衡发展，如常见的天然产物保鲜、气调保鲜、涂膜保鲜、化学物质保鲜，而微生物拮抗和辐照保鲜出现的时间相对靠后。

2.2 重要专利申请人 研究得出，以江苏大学为申请人，以张红印等为发明人的专利申请多达11件，分布在2006～2013年间，主要涉及微生物拮抗保鲜技术，尤其是酵母的拮抗作用，包括罗伦隐球酵母、卡利比克毕赤酵母、胶红酵母、粘红酵母，另外，还涉及将酵母拮抗保鲜分别与采后预热技术以及水杨酸保鲜技术相结合的研究。如专利CN1813549A采用的技术是:将草莓放入50～55℃的水浴锅中热水处理30～60 s，取出风干后，浸入1×108×109个/ml的罗伦隐球酵母溶液中，浸泡10 s左右马上取出风干，保鲜膜密封后于室温或2～4℃条件下存放。并提出:微生物拮抗菌只能防止水果在贮藏过程中感染致病菌，但对已经存在于水果上的致病菌没有杀死作用，而热处理只能杀死已经存在于水果上的致病菌，不能防止二次污染和进行长久保护，将两种技术结合使用，可以互相弥补不足，提高抗菌保鲜效果，同时安全无毒［17］。

南京通泽农业科技有限公司于2013年进行了5件申请，主要涉及将天然产物竹酢液或木酢液与壳聚糖以及一些有机酸、氨基酸进行草莓的涂膜保鲜。

2.3 重要或特殊专利技术 1992年，由美利坚合众国(由商务部部长代表)为申请人申请了草莓涂膜保鲜技术专利CN1065579A，该专利中介绍了多种具有保鲜防腐作用的物质，将成膜物质与其他多种防腐保鲜物质进行了结合应用，糅合了涂膜保鲜、化学保鲜、植物天然产物保鲜、微生物拮抗保鲜多种保鲜技术。其中涂膜组合物包括多糖聚合物、防腐剂、酸化剂、卵磷脂和第二乳化剂，以及任选的其他组分，如抗氧化剂、植物生长调节剂、防冷伤剂等。多糖聚合物可以选自羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素、瓜尔胶、洋槐豆胶、果胶、改性淀粉或角叉菜胶中的至少一种。防腐剂选择丙酸钠、丙酸钙、苯甲酸、苯甲酸钠、山梨酸钾、亚硫酸氢钠，还可以是植物病原体拮抗剂或抗微生物的植物精油。微生物拮抗剂包括酵母，如季也蒙毕赤酵母、真菌(木霉属防治由灰葡萄孢引起的草莓灰霉菌病)、细菌如枯草芽孢杆菌。植物精油可以是白千层、枸木缘叶精油。酸化剂可以选择苹果酸、柠檬酸、丙酸、琥珀酸、酒石酸、富马酸或抗坏血酸。抗氧化剂可选自丁基羟基茴香醚、丁基化羟甲苯、叔丁基化氢醌、生育酚、调味品提取物等。植物调节剂选自赤霉素、茁长素、细胞分裂素、聚胺类、乙烯利或茉莉酮酸酯［11］。

2000年，申请人刘传林和黄桂岩申请了专利CN1281646A，向果蔬施放低温等离子体，然后将果蔬投入壳糖鲜溶液中，表面成膜后晾干，再装入真空袋中，再次通入低温等离子体，最后将袋内抽真空冷藏。其主要利用了低温等离子体与涂膜和低温相结合的方式［18］。

2005年，申请人陈明华申请了专利CN1663402A，采用了二次休眠法保鲜，先将果蔬微波辐射处理5～300 s，放入空气放电保鲜机中放电处理2～30 min，包装抽真空密封充氮后，冷冻或进一步冷藏。该二次休眠法能够保持果蔬体内的营养成分和活性［19］。申请人许连科在CN1839699A也采用了类似的休克保鲜技术，将新鲜果蔬隔绝空气使其停止呼吸，经过一段时期再使其恢复生命，能够保证色泽口感等不会发生变化［20］。

上述专利均提到可以将其技术应用草莓保鲜。

3 技术发展趋势

草莓贮藏保鲜技术总的发展趋势是向着安全、低毒、天然、低耗、有效的方向发展。同时注意多种技术的结合应用，使其起到协同增效的作用，从而探寻安全、简便、经济、高效的草莓保鲜方法。

［1］HUBER D J.The role of cell wall hydrolases in fruit softening［J］.Hortic Rev，1983，5:169 －219.

［2］薛炳烨，毛志泉，束怀瑞.草莓果实发育成熟过程中糖苷酶和纤维素酶活性及细胞壁组成变化［J］.植物生理与分子生物学学报，2006，32(3):363－368.

［3］乔勇进，王海宏，方强.草莓采后处理及贮藏保鲜的研究进展［J］.上海农业学报，2007，23(1):109 －113.

［4］章一平，张国平.植酸在草莓保鲜中的应用［J］.食品科学，1993(5):45－47.

［5］陈学红，贺菊萍.草莓采后生理与品质变化及保鲜技术［J］.河北农业科学，2008，12(9):19 －22.

［6］钟敏，赖崇德，涂国全.链霉菌702发酵液对草莓保鲜作用的研究［J］.江西农业大学学报，2004，26(3):20 －25.

［7］WANG K T，CAO S F，JIN P，et al.Effect of hot air treatment on postharvest mould decay in Chinese bayberry fruit and the possible mechanisms［J］.Inter J Microbiol，2010，141:11 －16.

［8］杨书珍，柳丽梅，彭丽桃，等.草莓采后真菌病害控制研究进展［J］.华中农业大学学报，2012，31(1):127 －132.

［9］杨雪，刘刚，刘海霞，等.热处理对草莓采后灰霉病抑制效果的影响［J］.西南农业学报，2014(5):1974－1978.

［10］赫尔克里斯有限公司.气调包装膜:CN，87107591A［P］.1988.

［11］美利坚合众国(由商务部部长代表).提高果蔬或真菌类的稳定性:CN，1065579A［P］.1992.

［12］康连臣，李勇力.果蔬保鲜剂及其工艺和使用方法:CN，1055639A［P］.1991.

［13］黎光海.一种龙眼、荔枝保鲜剂及配制工艺:CN，1232621A［P］.1999.

［14］本山示.ハトムキよる食品保存方法.JP，特开昭51 －67721［P］.1976

［15］SHIYUNJIYUU KK.被覆生んちての制造法:JP，特开昭52－41255［P］.1977.

［16］FURUKAWA INT USA.METHOD AND APPARATUS FOR PROVIDING A CONTROLLED ATMOSPHERE AROUND PERISHABLE PRODUCTS:US，4055931［P］.1977.

［17］江苏大学.一种用于防治草莓采后病害的方法:CN，1813549A［P］.2006.

［18］刘传林，黄桂岩.等离子体协同壳糖鲜和真空冷藏的果蔬食品保鲜解毒法:CN，1281646A［P］.2001.

［19］陈明华.花果蔬或中草药的二次休眠保鲜法:CN，1663402A［P］.2005.

［20］许连科.新鲜果菜的休克保鲜技术:CN，1839699A［P］.2006.