闫语婷
(南京信息工程大学语言文化学院,江苏南京210044)
青椒采后生理及保鲜技术研究进展
闫语婷
(南京信息工程大学语言文化学院,江苏南京210044)
从呼吸作用、内含物变化、乙烯释放、酶的作用等方面阐述了采后青椒的生理变化,对近几年国内外关于采后青椒的物理保鲜技术、化学保鲜技术、生物保鲜技术等进行了综述,指出各保鲜技术存在的问题并提出了今后的发展方向,以期为青椒保鲜提供理论参考。
青椒;采后生理;保鲜;展望
青椒属于茄科植物,原产南美洲的墨西哥,大约于17世纪传入我国。因中国的气候条件适合青椒生长,且青椒果皮富含VC,果品中的辣味能增进食欲,符合中国人的饮食习惯,因此中国的青椒产量居高不下。由于青椒的原产地温度高,湿度大,因此青椒的水分含量高,采后较易发生腐烂。目前,国内外相关学者对采后青椒的生理变化和保鲜技术进行了试验研究,取得了一定的成果,但现有的技术还有一定的欠缺之处,现从实用角度出发,结合前人试验和理论基础,对采后青椒的生理和保鲜技术进行综述。
1.1呼吸作用
呼吸作用是植物重要的生理活动,也是影响果蔬贮藏效果的重要因素。采后果实的呼吸强度与果实的生命时间成正比。青椒被从植株上采摘下来后脱离了母株的养分供应但其本身的生命活动尚未停止,果实
1.2内含物变化
青椒采摘后果实内含物含量有上升有下降。叶绿素主导植物光合作用过程,青椒脱离母株后失去了养分供应,叶绿素含量逐渐下降,果实逐渐红熟直至萎缩。青椒中最主要的营养成分VC因其酸性羟基易解离释放出H+,故VC容易被氧化还原,并且青椒中的过氧化物酶、细胞色素氧化酶、抗坏血酸氧化酶等都能破坏VC,故VC含量逐渐下降,不同青椒品种的VC含量下降速度差异较大[1]。青椒采摘后可溶性糖的含量也在不断下降,并且其下降速率和呼吸强度有密切关系,抑制呼吸强度能有效缓解可溶性糖的下降[2]。采后青椒细胞壁上的不溶性果胶分解为可溶性果胶,导致细胞膜通透性增大,果实逐渐软化。丙二醛(MDA)含量逐渐上升,1-MCP处理、低温保鲜等均可抑制MDA含量上升。同时辣椒碱、辣椒红素含量在贮藏期先逐渐增加到峰值而后呈下降趋势[3]。
1.3酶的作用
多聚半乳糖醛缩酶(PG)和果胶酶(PE)是两种主要细胞壁水解酶,PG酶可水解细胞壁中半乳糖苷键,产生低聚半乳糖醛酸和半乳糖醛酸,因此细胞壁解体,是造成果实软化的主要因素。PE酶催化果实软化。采后青椒的PE、PG酶活性呈现先上升到峰值后逐渐下降到稳定状态趋势,且PE、PG酶含量变化与可溶性果胶变化呈负相关关系[4]。采后青椒的超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现先先下降后上升再下降的趋势,过氧化氢酶(CAT)活性逐渐降低,过氧化物歧化酶(POD)呈上升趋势。
1.4乙烯释放
乙烯是果实衰老的催化剂,青椒采后乙烯释放量不断增加,果实逐渐变红、软化,逐渐失去商品价值。1-MCP可阻断ACC合成酶和ACC氧化酶对乙烯合成的调节作用,因此可抑制乙烯的释放,延缓果实衰老[5]。
2.1物理保鲜技术
2.1.1包装材料保鲜
包装材料保鲜是指采用PE(聚乙烯)、OPP(邻苯基苯酚)、TS(一种新型符合材料)等保鲜薄膜包装果蔬,从而抑制果实水分蒸发,并且调节气体成分从而延缓果实衰老的技术,该技术安全、低成本,常见于各大超市的货架。赵月等将青椒用不同材质(PE、OPP、TS)的保鲜薄膜包装,并置于不同的温度(2℃、5℃、9℃)下贮藏,结果表明PE保鲜膜结合9℃贮藏保鲜效果最佳,该处理组的青椒在贮藏84 d时腐烂率仅为26%,远低于对照组[6]。
2.1.2低温保鲜
低温保鲜是指降低果蔬贮藏温度来抑制相关酶活性,降低生命活动强度,从而达到保鲜目的。王连臻等将青椒置于8℃和20℃的环境中贮藏,结果显示处理30 d后8℃处理组的青椒失重率显著低于20℃处理组,且有效抑制了后熟指数的增加,延缓了叶绿素含量的降低和可溶性固形物含量的较少,达到了较好的保鲜效果。本试验进一步表明低温结合壳聚糖姜蒜复合涂膜保鲜效果更佳,壳聚糖应用广泛,姜蒜提取液容易获得,因此此组合保鲜技术具有较大发展空间[7]。
谷会等的试验表明0℃冷激处理4 h后置于8℃冷藏后发现冷激处理组的青椒果皮细胞膜保持较好,各种酶活性保持较好,但经过12 h的处理后青椒的病害和冷害比对照组严重,产生了相反的效果。因此0℃冷激处理4 h是最佳处理条件[8],说明冷激处理或冷藏都要把握合适的温度、合适的时间才能达到保鲜目的。
低温保鲜经济环保,但是对于不同青椒的不同品种需采取不同的温度,否则会造成低温冻害,有关各种品种的最佳贮藏温度还需进一步研究。
2.1.3热处理保鲜
热处理是指对采后果蔬短时高温处理杀灭表面微生物,减轻果实病害现象的技术。王丹等分别用热处理和间歇升温低温保鲜青椒,试验结果显示上述两种方法均可有效延迟冷害出现时间,维持叶绿素、VC含量,延缓各种酶活性的降低,减轻腐烂程度。且间歇升温比热处理推迟5 d出现冷害,热处理与间歇升温相比在维持青椒叶绿素、VC含量方面效果更明显[9]。
热处理技术省时、高效,但不合时宜或过高的温度都会对青椒果实造成伤害,因此应研究不同青椒果实的不同热处理温度。
2.1.4辐射保鲜
辐射保鲜是指用射线消除青椒果皮上的致病微生物减少青椒采后病害发生率从而达到保鲜效果。Ariel等试验表明UV-C射线处理可较好地保持果实硬度,维持可溶性固形物、VC、叶绿素等含量,显著减轻果实腐烂程度,达到保鲜效果。辐射保鲜天然环保应用广泛,值得大力推广,但对于各种果蔬辐射剂量的选择是今后研究的重点[10]。
2.1.5气调保鲜
气调保鲜是指调节果蔬贮藏环境中的气体比例从而降低果实呼吸强度,减少养分消耗,延长保质期的技术[11]。小包装的自发气调(MA)适合于青椒的保鲜,王淑琴等用保鲜袋包装青椒使贮藏环境内O2和CO2控制在一定范围内从而达到气调保鲜效果,试验结果表明气调保鲜的青椒可贮藏期长达75 d,好果率高达82%,达到了保鲜效果。气调保鲜技术结合其他技术如低温、1-MCP等保鲜效果更佳,并且气调保鲜经济、安全无污染,所以在以后的保鲜行业中应大力发挥气调保鲜技术的优势。
2.2化学保鲜技术
2.2.1食品添加剂保鲜
葡萄糖酸内酯是一种新型无公害的食品添加剂,其溶于水后分解释放出的葡萄糖酸可凝固蛋白质,因此对食品有防腐保鲜作用,也可改善食品风味,目前对鸡、鸭、鱼等荤肉具有良好的防腐保鲜效果。凌莉等将青椒置于不同浓度的葡萄糖酸内酯(0.2%、0.6%、1.0%)中保存,结果显示1.0%浓度的葡萄糖酸内酯保鲜效果最好,该浓度下的保鲜液可延长青椒的贮藏期两周左右,在维持叶绿素含量、减少VC损失、保持POD活性上升等方面效果显著。但对于葡萄糖酸内酯的保鲜机制、合适的保鲜浓度、处理时间等将是接下来的研究重点[12]。
2.3生物保鲜技术
2.3.1微生物拮抗保鲜
微生物拮抗保鲜是指微生物分解出抗菌物质,消灭青椒果皮上致腐烂微生物,或有微生物争夺果实中各种营养成分以维持生命活动延长贮藏期的技术。
胡青霞等将青椒分别用不同浓度(稀释600倍、800倍、1 000倍)的木霉菌处理,结果表明经600倍的木霉菌保鲜后的青椒保鲜效果最好,贮藏4 d后该组青椒的腐烂率最低,仅为2.77%,远低于对照组的19.45%。但如何在大规模的生产实践中使用该拮抗菌,并简约溶液处理环节以及后续彻底晾干游离水可能对果实造成的损伤,是接下来将要解决的问题[13]。
Strain-L是从青椒果实表面微生物群中分离出的芽孢杆菌,该芽孢杆菌产生的抗菌物无毒无害。蔡文韬等用解淀粉芽孢杆菌strain-L发酵液保鲜青椒,结果表明strain-L发酵液的抑菌成分可抑制果实病害的产生,也可显著延缓了青椒果实内可溶性固形物、VC、可溶性蛋白等含量的降低,较好地延缓了青椒的红变,在维持商品价值、感官品质等方面取得了一定效果。但对于strain-L的保鲜机理和其适宜的保鲜浓度等将是后期的研究重点[14]。
壳聚糖在弱酸环境中溶解后的氨基结合负电子可抑制导致果实腐烂的细菌,正是这种抑菌性使壳聚糖降低了果实腐烂率,有较好的保鲜效果。代小梅等用不同浓度(0.5%、1%、1.5%)的低分子壳聚糖(CTS)处理青椒,试验结果显示1.5%浓度的壳聚糖保鲜效果最佳,该浓度下的青椒比对照组延长了贮藏期6 d,在贮藏第18天时,该组青椒的失重率低于对照组53.1%。且有效保持了叶绿素含量,维持了果实的商品价值[15]。
2.3.2天然提取物保鲜
天然提取物保鲜是指从生物中提取天然活性物质,该物质可抑制果实表面微生物活性,降低果实生命活动强度。天然提取物安全无污染,将会在保鲜业中得到广泛应用。
蓬桂华等用3种中草药(青蒿、白藓皮、大黄)制成保鲜液保鲜青椒,试验结果显示处理40 d后青蒿处理组的含水量最高,VC含量下降速率远低于其他处理组,且丙二醛(MDA)含量最低[16]。程丽林等用不同配比的海带多糖符合溶液保鲜青椒,结果表明2%海带多糖+0.4%壳聚糖+0.2%魔芋葡甘聚糖的保鲜效果最好,该处理组的青椒在储藏第25 d时过氧化物酶(POD)活性受到抑制,超氧歧化酶(SOD)活性得到有效降低,并且叶绿素、VC等含量下降速率明显小于对照组和其他处理组,因此保鲜效果较好[17]。
2.4其他保鲜技术
除上述几种保鲜技术外,还有许多其他保鲜青椒的方法,如葫芦科植物果实的胎座浆水保鲜[18],青椒碱涂膜保鲜青椒(魔芋粉精和大豆分离蛋白混合成成膜剂,掺入青椒碱作为抑菌剂保鲜膜保鲜青椒)[19],白木耳结合生姜中的生物碱制成保鲜剂涂抹青椒可延缓果实水分蒸发,白亚麻籽胶胶体溶液结合苦豆籽提取的生物碱制成的生物性涂被剂可保鲜青椒[20]。外源草酸保鲜,植酸保鲜,海藻酸纳保鲜,水杨酸保鲜,赤霉素保鲜等等。此外还有生物防治控制果蔬采后病害的方法,如利用酵母菌控制青椒炭疽病;Arun Chanchaichaovivat等的试验表明P.guilliermondii strain R13等多种菌株可抑制采后辣椒炭疽病的产生[21]。
国内外虽然研发出了许多青椒保鲜技术,但一些保鲜技术的保鲜机理有待进一步探索,且关于青椒果实的成熟软化机制仍不十分明确。某种保鲜技术成本过高、对环境造成污染、对人体造成伤害等问题依旧制约着农产品流通业的发展。今后的研究工作将从如下方面展开:
3.1建立青椒冷链物流系统
我国果蔬冷链物流系统尚未成熟,大部分果蔬采后于常温下流通,果蔬易萎焉皱缩失去商品价值。冷链系统将青椒采后及时预冷可减轻生命活动强度,达到保鲜效果。
3.2采用商品化标准化处理采后青椒
大部分青椒在采后储藏、运输之前只是经过简单的人工分拣,没有采用标准化、机械化采摘、搬运、包装、运输青椒,致使青椒从采后到消费者手中有所损伤。因此应建立青椒标准化处理体系,严格把控每一道程序的青椒品质。
3.3推行青椒标准化生产,提高辣椒产品质量
首先,引进或选育适合远途运输的硬质青椒品种,降低运输过程中的损失率。其次,对青椒种植、采收、包装、运输等一系列环节制定严格的技术标准,建立无公害青椒生产基地,使用微生物或植物源农药,延长青椒采后寿命。
3.4研发新型包装材料和保鲜技术
目前国内研发出一种新型包装材料—无机物保鲜膜,塑料薄膜内的氟石等多孔粘性矿物质可吸收果实成熟催化剂乙烯,从而保鲜果蔬。病害和CO2伤害是造成青椒在贮运过程中受损的主要原因,因此应加大科研投入研发控制病害的抗菌性薄膜和吸收CO2的塑料薄膜。
3.5应用生物防治技术控制青椒采后病害
青椒采后常见的病害有黑霉病、炭疽病、枯萎病等,应使用拮抗微生物、植物源杀菌剂等喷洒青椒果实降低由上述病害引起的腐烂。生物防腐技术天然无公害且植物源杀菌剂来源广泛因此是今后关注的重点[22]。3.6研究青椒软化衰老的分子生理机制
随着生物科技的不断进步,与青椒成熟密切现关的酶及其基因的功能将会被破解,利用基因工程技术培育出新型耐贮藏品种[23]。
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Research Progress on Postharvest Physiology and Preservation Technology of Green Pepper
YAN Yu-ting
(School of Languages and Cultures,Nanjing University of Information Science and Technology,Nanjing 210044,Jiangsu,China)
The paper summarized the postharvest physiology of green peppers,including respiration,ethylene production,relevant enzymes and fresh-keeping storage methods including physical,chemical and biological methods,unsolved problems were pointed,and the feasible research directions were prospected,which may provide subservient
for storage of green pepper in the future.
green pepper;postharvest physiology;storage;research progress
10.3969/j.issn.1005-6521.2016.17.053
闫语婷(1992—),女(汉),硕士研究生,研究方向:果蔬保鲜技术。自身依旧在进行呼吸作用。目前关于青椒是否是呼吸跃变型果实的说法不一,但多数试验证明青椒是非呼吸跃变型果实。采后青椒的呼吸强度逐渐减弱,并未出现明显的呼吸高峰。
2015-09-29