无花果的保鲜技术研究进展

2018-03-31 06:32任小娜王晓菡夏娜曾俊
食品研究与开发 2018年13期
关键词:涂膜储藏壳聚糖

任小娜,王晓菡,夏娜,曾俊,*

(1.喀什大学生命与地理科学学院,新疆喀什844000;2.喀什大学新疆维吾尔自治区叶尔羌绿洲生态与生物资源研究高校重点实验室,新疆喀什844000;3.新疆工业经济学校,新疆乌鲁木齐830000)

无花果学名Ficus carica L.,是桑科榕属多年生亚热带落叶植物,因其外观只见果不见花,得名“无花果”,它是一种药食同源的天然食品,具有较高的营养与药用价值[1-2]。无花果采摘后极易软化、褐变、腐败,很难长途运销。果实含糖和含水量高、果皮易损伤且易被微生物侵染是无花果果实腐败变质的主要原因[3-4],其储藏期通常为1 d~2 d。国内外对无花果的保鲜技术研究较多,本文详细介绍了无花果的保鲜技术研究现状,以期为无花果的后续保鲜研究提供参考。

1 无花果简介

在我国,无花果主要是由商人和僧侣于公元300年~500年间沿丝绸之路引入新疆南部,目前主要分布于新疆、山东、广西等地[5]。无花果干物质含量很高,高达70%以上,而鲜果为14%~20%。在干物质中糖类含量占70%左右,主要是由葡萄糖和果糖等单糖组成,含量分别为34.3%和31.2%,极易于被人体吸收利用[6]。无花果中含有丰富的氨基酸,目前己经发现18种,8种是人体必需氨基酸,其中含量最高的是具有抵抗白血病和抗疲劳作用的天门冬氨酸,为0.475%~0.493%[7];果实中维生素种类也很丰富,以胡萝卜素、VA、VC的含量最高,其中VC含量高于其他各类水果,经测定果实中胡萝卜素含量为70 mg/100 g、VA含量为12 μg/100 g、VC含量为20 mg/100 g;此外,无花果中富含丰富的微量元素,如:硒、钙、镁、锌、锰、铜等,具有良好的抗癌和增强体质能力[8]。

2 无花果保鲜技术现状

采后新鲜果蔬细胞仍会进行休眠、水分蒸发、呼吸作用等复杂生命活动,仍维持消耗O2,排出CO2和C2H4的新陈代谢,这些活动都与果蔬的采后储藏保鲜密切相关。国内外关于果蔬贮藏保鲜的研究方法主要有三大类:物理方法、化学方法和生物方法。这三类方法都有各自的优点,同时也存在一定的局限性或缺点,利用单一保鲜方法只能抑制影响生鲜果蔬的某一特定因素,很难达到预期的保鲜效果,目前的研究主要是基于栅栏效应采用多种方法的综合保鲜[9]。

2.1 物理保鲜方法

物理保鲜主要是通过调节环境温度、压力、气体组成等参数使物料组织处于鲜活状态。物理保鲜主要有两大类:第一类是通过抑制微生物而达到保鲜的目的[10-11],主要的处理手段如:热处理、冷激、超高压、减压、辐照、超声波、臭氧等;第二类是通过控制环境条件而进行保鲜,主要处理手段包括温度、环境气体组分、以及控制湿度的窖藏、聚乙烯薄膜等高阻湿材料的包装贮藏等。

2.1.1 低温储藏保鲜

温度对果蔬储存保鲜的品质有重要影响,它影响着果蔬的物理、生化反应。低温储藏保鲜主要是利用低温可以减缓果实的呼吸和其他代谢过程,使果实保持较低的水分蒸发、呼吸作用和乙烯产生量。无花果具有一定的抗低温能力,不易因低温造成冻害,在-2.4℃下仍储藏良好[12],适合低温储藏。马骏[13]等以新疆主产区阿图什无花果为研究对象,以温度、果实成熟度和包装方式为评价指标,结果表明:常温储藏5 d时,不同包装、成熟度的无花果均有不同程度的变软发绵和腐烂现象,而低温冷藏具有良好的保鲜效果,不同包装方式的无花果果实均无腐烂,且风味良好。杨清蕊[14]也研究了0、2、4℃3个储藏温度下无花果的品质变化,表明0℃和2℃的储藏温度下,无花果品质差异不显著,但明显优于4℃储藏温度下无花果的品质。廖亮等[15]研究了新疆主栽品种新疆早黄无花果在常温和冷藏条件下,不同成熟度的无花果的生理生化指标变化,表明该品种无花果为明显呼吸跃变型果实,低成熟度和低温储藏可降低果实的生化反应,能够有效延缓无花果果实的后熟和衰老进程。唐霞等[16]以波姬红无花果为试验材料,选取了3个低温储藏温度-1、0、2℃,得出了与廖亮相同的结论。因此,对于无花果的低温保鲜,在避免冷害或冷冻的前提下,采用尽可能低的温度可以很好的延长无花果的货架期。

2.1.2 变温储藏保鲜

无花果变温储藏技术主要分为热激处理和冷激处理两方面。热激处理是对采摘后的无花果以适宜温度(35℃~50℃)处理,通过驱除虫害,控制疾病,影响蛋白质合成、组织软化、呼吸等特性,延缓其衰老[17]。应铁进等[18]分别采用6%的CaCl2溶液和43℃热水处理无花果,通过对其生理生化作用和保鲜效果的研究表明:热处理的保鲜效果在综合效果上优于钙处理。陈益鎏[19]以无花果失重率和腐烂率为评价指标,采用物理方法40℃热水处理和PE薄膜自封袋密封下冷藏处理,表明:40℃热水处理5 min自封袋打孔包装冷藏对果实的腐烂率和失重率有明显控制作用,是一种简便实用的保鲜方法。冷激处理通过短时间低温处理,改变果实正常的生理活动,延缓其成熟,以达到延长储藏期的目的。欧高政等[20]选用天然安全保鲜方法热水处理、冷激处理和大蒜提取液处理对无花果的保鲜效果进行研究,表明冷激处理1.5小时后低温储藏效果明显优于其它处理。

2.1.3 臭氧保鲜

臭氧又称超氧,在常温下是一种有特殊臭味的淡蓝色气体,它具有很强的抑菌和杀菌能力,可作为气体灭菌剂;其稳定性较差,可自行分解,不会对环境造成二次污染,绿色又环保。同时,臭氧能够快速氧化分解果蔬呼吸作用释放的气体,杀灭微生物,延缓生理老化过程,从而起到保鲜的作用[21-22]。王磊[23]研究不同浓度的臭氧对无花果保鲜的影响,研究发现:臭氧处理能够保持果实硬度,减少营养成分损失,抑制呼吸速率和乙烯释放量升高,延缓抗氧化酶活性的下降,在30 d的储藏期内,12.84 mg/m3臭氧处理效果最佳。杨清蕊[14]采用臭氧冰膜处理无花果,通过对其品质指标和生理生化指标研究表明,与对照组相比,臭氧冰膜处理可明显改善无花果的储藏效果,延长货架期。严圆等[24]采用新型保鲜方法-气态臭氧处理和乙烯吸收剂分别从无花果的病理控制和生理代谢进行调控,试验表明:两种方法组合处理对改善无花果储藏品质具有协同效应。赵伟君[25]研究了0℃,臭氧浓度为50 mg/L,每隔8小时处理一次,与对照组相比,对于无花果腐烂率的降低、品质的保持及储藏期的延长具有明显效果。

2.1.4 气调储藏

气调储藏保鲜方法是目前果蔬储藏的主要方式,它通过改变储藏环境的气体组成,如降低氧气浓度,增加二氧化碳浓度,减慢果蔬的新陈代谢,从而延长货架期。该法对于保存果蔬的营养、口感和风味方面都有明显优势。对于新鲜果蔬的储藏,温度、氧气和二氧化碳三者之间存在着拮抗和增效作用,三者之间的配合作用远强于某个因子的单独作用,因此,可通过控温加气调相结合达到延长储藏期的目的[26]。Harvey等[27]研究发现较高浓度的二氧化碳和较低浓度的氧气都可以降低乙烯的生成量和果实的呼吸作用,并通过抑制酶的活性降低果实内部的生化反应,达到延缓果实的衰老,延长货架期的效果。Cantincm等[28]通过调节SO2释放量,研究了SO2对抑制无花果腐烂及其品质保持的效果。赵伟君[25]研究在0℃不同低氧浓度对无花果储藏期的影响,氧气浓度为2%~5%处理效果较好。

2.2 化学保鲜方法

化学保鲜是国内外果蔬保鲜研究中使用较多的方法,主要是通过化学保鲜剂处理对果蔬进行保鲜。目前研究中使用较多的化学保鲜剂主要有:1-甲基环丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)[29]、硅酸钠/钾、双氧水、次氯酸[30]等,其载体主要有浸泡、熏蒸、涂膜和吸附等。采用化学保鲜方法保鲜效果显著,但是其具有潜在的健康危害和环境污染等问题,因此在保鲜剂的选择与使用量方面还需要更进一步的深入研究。

2.2.1 1-MCP处理

1-甲基环丙烯简称1-MCP,是一种小环烯烃,常温下为气态,是一种非常有效的乙烯产生和作用抑制剂,低浓度1-MCP无色、无味、无毒副作用[29]。1-MCP通过阻断乙烯与受体结合,起到延缓果实的成熟软化和植物叶片、花芽器官的成熟与衰老[31-32]。国内外许多学者对1-MCP进行了深入的研究和探讨,表明1-MCP处理新鲜果蔬对于保持果蔬的品质,如硬度、颜色、风味和营养成分等有很好的作用,同时还能减轻生理病害,在果蔬储藏保鲜方面有良好的应用前景和商业可操作性[33]。张晓娜、李元会[34-35]采用不同浓度的1-MCP对无花果进行处理,并对果实硬度、还原糖、VC、可滴定酸、腐烂率等品质指标和不同抗氧化酶活性测定,表明1-MCP处理能够很好的保持无花果的各项品质指标,并且能够提高过氧化氢酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶的活性,抑制细胞膜相对透性的增加,且1.5 μL/L浓度处理水平对于无花果的储藏保鲜效果较好。

2.2.2 钙处理

钙是植物的重要结构成份,在其生理活动中具有酶的辅助功能[36]。采用钙处理方法通过维持果实硬度延缓其衰老[37]。目前钙处理已在水蜜桃、枇杷等众多的水果储藏中得到应用。钙处理保鲜方法的机理为:一是该方法能够维持和调节果实细胞的支撑结构,并直接与呼吸作用有关的酶作用,降低呼吸强度[38];二是钙离子与细胞壁中的果胶结合,形成交叉链桥[39],达到降低果实腐烂率的目的。应铁进等[18]采用钙处理技术处理无花果并于1℃低温保存,检测无花果的生理生化指标,研究发现6%的CaCl2溶液处理能够减弱果实的呼吸强度,具有一定的延缓果实衰老作用,且在维持果实硬度方面效果很好。

2.3 生物保鲜方法

生物保鲜方法主要有天然植物与聚合物/衍生物保鲜方法、微生物保鲜方法、基因工程保鲜方法及酶工程保鲜方法,由于天然植物与聚合物/衍生物保鲜剂具有安全无毒、易提取、抗菌性强、应用范围广等优点,被广泛应用于果蔬保鲜。该方法主要是利用传统中草药植物浸提液保鲜及动物源提取物的防腐保鲜,如:壳聚糖[40]、蜂胶[41]等。

2.3.1 壳聚糖涂膜

壳聚糖又称几丁聚糖,是从动物的外壳中提取的果蔬保鲜剂,该保鲜剂无毒、无味,可被生物降级,不存在残留毒性问题,在果蔬保鲜方面的应用已有较多报道[42]。壳聚糖以氢键相互交联形成网状结构,利用适当溶剂溶解,可形成透明具有多孔结构的薄膜。壳聚糖涂膜,可增加果皮致密度,减少氧气进入,减缓真菌侵染,有效抑制果蔬的蒸腾作用和水分散发,并且减少机体内活性氧的形成,延缓果蔬衰老[43]。马肖静等[44]研究了不同浓度的壳聚糖涂膜无花果,对比涂膜前后果实的几种生理指标及品质指标的变化,研究得到1.5%的壳聚糖涂膜的无花果冷藏后品质好,在1℃~3℃下储藏其货架期可达6 d~8 d。王国武等[45]以无花果的失重率、多酚氧化酶活性、过氧化物酶活性和可溶性糖含量等生理生化指标分析壳聚糖对无花果的保鲜效果,研究发现5℃条件下1.5%的壳聚糖涂膜对无花果保鲜效果良好。李月等[46]的研究也得出相同结论。以上3位研究均表明,1.5%浓度的壳聚糖溶液涂膜对于无花果的冷藏保鲜效果较好。

2.3.2 天然植物中草药保鲜

中草药提取物能对果蔬进行保鲜主要是由于提取的有效成分能抑制微生物的活动,减弱微生物对果蔬的影响,降低果蔬中酶的活力及果蔬的生理生化反应。赵贵红[47]分别对无花果采用中草药提取液处理、植酸处理、氯化钙处理,通过对比感官和好果率,表明从试验复杂程度、成本和对环境及人体的危害来讲,天然植物中草药保鲜明显优于以上两种保鲜处理方式,具有良好的开发前景。冀晓磊等[48]以无花果的损耗率为评价指标,采用8种天然生物保鲜剂进行保鲜处理,研究发现0.1%亚麻胶和0.05%生姜提取物复配保鲜效果最好。

3 结论与展望

无花果营养成分丰富,是天然的药食两用保健食品,具有很高的营养价值和药用价值,但是采摘后极易腐烂而难于储存和运输。目前关于无花果的研究多集中在功能成分的提取和栽培技术方面。关于无花果保鲜技术的研究报道较少,研究仅停留在探索阶段,且各种处理方法均有一定的局限性或缺点,无花果采摘后的保鲜问题尚未得到根本解决。因此,探索安全、经济、高效的新技术和复配保鲜技术,应成为今后无花果保鲜的主要研究方向。

[1] 熊梅林,林淑珠,刘洁英,等.无花果及其产业化问题[J].食品研究与开发,2001,22(1):5-7

[2] 宋仪农,吴钦林,杜启兰,等.无花果的茎段离体快速繁殖技术[J].林业科技,2002,27(6):50-51

[3] 王文生,杨少桧.无花果保鲜包装贮运技术[J].保鲜与加工,2009,9(1):39

[4] 王钊,林琳,邹邦银.无花果不同部位中的营养成分分析[J].食品科学,2002(9):114-116

[5] 吴征镒.中国植物志[M].北京:科学出版社,2004

[6]JOSEPH B,RAJ S J.Pharmacognostic and phytochemical properties of Ficus carica Linn:an overview[J].International Journal of Pharm Tech Research,2011,3(1):8-12

[7]SOLOMON A,GOLUBOWICZ S,YABLOWICZ Z,et al.Antioxidant activities and anthocyanin content of fresh fruits of common fig(Ficus carica L.)[J].Journal of Agricultural and Food Chemistry,2006,54(20):7717-7723

[8]JEONG M R,CHA J D,LEE Y E.Antibacterial activity of Korean fig(Ficus carica L.)against food poisoning bacteria[J].Korean Journal of Society of Food and Cookery Science,2005,21(1):84-93

[9] 励建荣,朱丹实.果蔬保鲜新技术研究进展[J].食品与生物技术学报,2012,31(4):337-347

[10]HAMANAKAD,UCHINOT,HUW,et al.Effects of infrared radiation on inactivation and injury of B.subtilis and B.pumilus spores[J].Journal of the Japanese Society for Food Science and Technology,2003,50(2):51-56

[11]HAMANAKAD,ATUNGULUGG,TANAKAF,et al.Effect of combining infrared heating with ultraviolet irradiation on inactivation of mold spores[J].Food Science and Technology Research,2010,16(4):279-284

[12]SOZZIG O,ABRAJ NVMA,TRINCHERO G D,et al.Postharvest response of‘Brown Turkey’figs(Ficus carica L.)to the inhibition of ethylene perception[J].Journal of the Science of Food and Agriculture,2005,85(14):2503-2508

[13]马骏,孙宝亚,关文强,等.阿图什无花果储藏保鲜试验初报[J].保鲜与加工,2009(2):48-50

[14]杨清蕊.不同温度和臭氧冰膜处理对无花果储藏生理及品质的影响[D].保定:河北农业大学,2012

[15]廖亮,李瑾瑜,马艳红,等.贮藏温度和成熟度对新疆早黄无花果采后生理的影响[J].核农学报,2016,30(2):282-287

[16]唐霞,张明,马俊莲,等.适宜贮藏温度保持鲜食无花果品质[J].农业工程学报,2015,31(12):282-287

[17]Stephane Roy william S.Heat treatment affects epicuticular wax structure and postharvest calcium uptake in Golden Delicious apples[J].Hort Sci,1994,29(29):1056-1058

[18]应铁进,傅红霞,程文虹.钙和热激处理对无花果的采后生理效应和保鲜效果[J].食品科学,2003,7(24):149-152

[19]陈益鎏.无花果保鲜方法比较试验[J].中国南方果树,2013,42(2):88-89

[20]欧高政,袁亚芳,张盛旺,等.不同处理对无花果保鲜效果的研究[J].安徽农业科学,2010,38(34):19575-19576

[21]Jianshen An,Min Zhang,Qirui Lu.Changes in some quality indexes in fresh-cut green asparagus pretreated with aqueous ozone and subsequent modified atmosphere packaging[J].Journal of Food Engineering,2007,78(1):340-344

[22]M S,JB H.Ozone gas is an effective and practical antibacterial agent[J].American Journal of Infection Control,2008,36(8):559-563

[23]王磊.无花果采后生理变化及其影响因素研究[D].河北农业大学博士研究生论文,2012

[24]严圆,柳宁,张云,等.‘玛斯义·陶芬’无花果冷藏期代谢特性及对不同保鲜处理的反应[J].食品研究与开发,2015,36(17):159-163

[25]赵伟君.不同气调条件及臭氧处理对无花果贮藏生理及品质的影响[D].保定:河北农业大学,2015

[26]张慜.生鲜果蔬食品保鲜品质调控技术专论[M].北京:科学出版社,2016:94

[27]HARVEY J M,PENTZER W T.Market diseases of grapes and other small fruits[M].Agriculture Handbook:U.S.Department of Agriculture,2000:37-39

[28]CANTNCM,PALOUL,BREMERV,et al.Evaluation of the use of sulfur dioxide to reduce postharvest losses on dark and green figs[J].Postharvest Biology and Technology,2011,59(2):150-158

[29]SISLER E C,SEREK M.Inhibitors of ethylene responses in plant at the receptor level:recent developments[J].Physiologia Plantarum,1997,100(3):577-582

[30]胡佳羽.次氯酸钙对脐橙果实贮藏保鲜效果研究[D].重庆:西南大学,2009

[31]Sisler E C.The discovery and development of compounds counteracting ethylene at the receptor level[J].Biotechnol Adv,2006,24(4):357-367

[32]Watkins C B.The use of 1-methylcyclopropene(1-MCP)on fruits and vegetables[J].Biotechnol Adv,2006,24(4):389-409

[33]Serek M,Woltering E J,Sisler E C,et al.Controlling ethylene responses in flowers at the receptor level[J].Biotechnol Adv,2006,24(4):368-381

[34]张晓娜.1-MCP和臭氧处理对无花果储藏生理及品质的影响[D].保定:河北农业大学,2011

[35]李元会.1-MCP及壳聚糖处理对无花果贮藏品质及生理影响[D].成都:四川农业大学,2016

[36]韩红艳,于继洲,智海英.钙处理对水果耐贮性的影响[J].河北果树,2003(4):1-3

[37]宋均.利用红外线CO2分析仪测定果蔬储藏中呼吸强度的技术[J].植物生理学通讯,1987(6):60-62

[38]关军峰.钙对苹果果实膜透性及膜质过氧化作用的影响[J].山东农业大学学报,1990(2):47-53

[39]于萍,刘武林.钙与苹果软化关系的研究初报[J].西南师范大学学报,1997,22(1):62-67

[40]F Devlieghere,A Vermeulen,J Debenere.Chitosan:antimicrobial activity,interactions with food components and applicability as a coating on fruit and vegetables[J].Food Microbiology,2003,21(6):703-714

[41]Clara Pastor,Laura Sanchez-Gonzalez,Alicia Marcilla,et al.Quality and safety of table grapes coated with hydroxypro-pylmethylcellulose edible coating containing propolis extract[J].Postharvest Biology and Technology,2011,60(1):64-70

[42]冯守爱,林宝凤,梁兴泉.壳聚糖保鲜膜的研究进展[J].高分子通报,2004(6):68-72

[43]李鹏霞,张兴.生物源保鲜剂研究评述[J].西北林学院学报,2006,21(3):120-123

[44]马肖静,余东坡,王兰菊,等.壳聚糖涂膜冷藏无花果保鲜效果[J].河南农业科学,2010(12):111-113

[45]王国武,苗厚刚,邹文娟,等.壳聚糖对无花果保鲜效果的影响[J].江苏农业科学,2010(3):337-339

[46]李月,朱启忠,张立霞,等.壳聚糖涂膜对无花果的保鲜效应研究[J].安徽农业科学,2008,36(35):15691-15692

[47]赵贵红.化学保鲜剂和中草药提取物对无花果保鲜效果的探讨[J].中国果菜,2005(2):36

[48]冀晓磊,李学文,陈如春,等.无花果生物型保鲜剂保鲜效果初探[J].农产品加工,2011(11):74-80

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