鮮食無花果貯藏保鮮技術研究進展

鮮食無花果貯藏保鮮技術研究進展

基金項目: 湖南省大學生研究性學習和創新性實驗計劃項目(334)

1 引 言

無花果(Ficus carica)屬桑科榕屬植物, 是包含經濟價值、生态價值、觀賞價值和保健功能的一種優良灌木種類 。原産于地中海東部和小亞細亞一帶, 在漢代左右傳入中國, 種植與繁育曆史悠久, 其經濟、營養、生态和藥用價值不斷被發掘, 尤其近年來研究者對其中功能性成分及其機制的研究日益深入 。我國無花果種植主要在新疆、山東、四川、廣東、福建等地, 年産量約 4~5 萬噸, 具有較大的市場潛力 。但是無花果鮮果的貯藏保鮮是影響無花果産業進一步發展的重要限制因素, 無花果鮮果在采後易出現果皮褐變、快速老化皺縮、發酵和腐爛變質等問題 。

本文對近些年鮮食無花果貯藏保鮮技術的研究進行綜述, 以期為無花果的高效貯藏保鮮提供參考。

2 鮮食無花果的貯藏特性及影響因素

2.1 鮮食無花果的貯藏特性

無花果屬于呼吸躍變型果實, 但不完全類似猕猴桃和香蕉等典型呼吸躍變型果實“綠熟采摘, 後熟食用”的特點, 而兼具非呼吸躍變型果實的特點, 即無花果果實後熟現象不明顯, 需在一定成熟度下采摘。在采摘後随着無花果呼吸強度, 乙烯釋放量的逐漸上升, 果實軟化、老化和腐爛過程十分迅速 。

2.2 影響無花果貯藏的關鍵因素

影響無花果貯藏效果的因素是多方面的, 為更好地保藏、運輸和加工無花果, 應當在無花果采後貯藏的溫度、濕度、氣體濃度和環境淨度以及采前管理和品種改造這幾個關鍵環節和因素裡注意各個名額變化對保藏無花果果實的影響。

2.2.1 貯藏溫度

貯藏溫度是影響無花果貯藏效果最重要的因素, 主要是影響無花果呼吸作用進而影響其采後狀态。無花果采後貯藏溫度高, 呼吸作用強, 果實中水分和養分的流失消耗加速; 貯藏溫度低, 綜合代謝水準下降, 同時無花果抗寒凍能力較強, 在2 ℃時依舊能良好貯藏 [6] 。合理設定貯藏溫度可以有效減少無花果褐變并延長無花果貨架期。

2.2.2 相對濕度

相對濕度是影響無花果貯藏效果的另一重要因素。通常 85%~95%是貯藏無花果的适宜相對濕度。在這樣的高濕度環境下, 當環境溫度的上下浮動超過 1 ℃時會在果實表面出現結露現象。成型水珠會促使細菌、真菌繁殖, 影響商品價值 。相對濕度過低, 或通風頻率過高, 果皮果實會出現失水收縮并加速褐變, 商品價值降低。

2.2.3 氣體濃度

貯藏環境中的各氣體成分組成及其濃度同樣直接關系采後無花果果實的呼吸作用, 對無花果采後商品價值的保持具有重要影響。合理設定貯藏環節中氣體的組成和濃度可以有效抑制呼吸, 減少病蟲害進而延長貯藏期。通常O 2 濃度小于 5%時呼吸作用會顯著降低, 但過低的 O 2 濃度會引起無氧呼吸而産生乙醛等物質造成低氧傷害, 總得來說, 在合理的低溫貯藏環境下, O 2 濃度控制在 5%~10%,CO 2 控制在 12%~20%可以較好地延長無花果的保藏期 。

2.2.4 環境淨度

環境淨度是貯藏各類水果的最基本的要求, 其貯藏淨度标準包括貯藏環境和果實本身的幹淨程度。整潔衛生的貯藏環境, 完整幹淨的果體可以減少各種微生物的繁殖和擴散, 是減少貯藏病害的重要因素。

2.2.5 品種及采前管理

不同品種的無花果的耐貯性不一樣, 張明 [9] 以“波姬紅”、“青皮”、“布蘭瑞克”3 個品種的無花果為試驗材料, 發現“布蘭瑞克”是最耐貯品種, 最佳貯藏溫度是1 ℃ 。此外, 無花果采前的光照、溫度、水分、土地肥沃程度、病蟲害防治以及栽培修剪花果管理等環節影響着果實品質,與果實的生長成熟關系緊密, 主要通過果實表皮的構成和完整程度、幹物質含量以及微生物附着量等因素影響果蔬的貯藏性能。黃鵬 研究, 以“布蘭瑞克”為試材, 增施鉀肥可以提高無花果果實品質與貯藏性, 以每年每株加施

1.0 kg 氯化鉀 2 次為最佳。

3 鮮食無花果貯藏保鮮技術

為保持新鮮無花果的品質并延長貨架期, 國内外科研工作者以無花果腐敗劣變機制為根本, 從各個影響因素着手對其貯藏保鮮技術進行了較為廣泛的研究和讨論, 發現了多種有效的貯藏保鮮技術, 根據不同技術的原理可以分為實體保鮮技術、化學保鮮技術、複合保鮮技術和其他新型保鮮技術。其中實體保藏方法包括低溫貯藏、變溫貯藏、氣調保鮮等, 化學保鮮方法包括 1-甲基環丙烯處理、鈣處理和生物保鮮方法。

3.1 實體保鮮技術

3.1.1 低溫貯藏

無花果貯藏保鮮最常用的方法是控制低溫條件, 不過具體參數随品種、産地、果實成熟度和貯藏時間長短的不同而存在差異。馬俊等 在以新疆生産的阿圖什無花果為對象的研究中發現, 低溫儲藏相比于常溫貯藏的無花果保鮮效果明顯更好。張明 在研究中發現“波姬紅”、“青皮”、“布蘭瑞克”最适貯藏溫度為1 ℃。與 0、2 ℃對照組相比, 在1 ℃貯藏的 3 種類型無花果過果實比自身類型的無花果果實軟化率明顯下降, 同時1 ℃果實内過氧化氫酶(catalase, CAT)、過氧化物酶(peroxidase, POD)等酶活性顯著高于其他組。廖亮等 和唐霞等 分别對新疆早黃無花果和“波姬紅”為實驗材料發現了同樣的實驗結果, 低溫貯藏的無花果生化反應水準明顯下降, 與對照組相比延緩了無花果果實的衰老腐敗程序。是以, 在不會對無花果造成冷害或凍害的低溫貯藏, 可以盡可能降低貯藏溫度。

3.1.2 變溫貯藏

變溫貯藏無花果的主要技術包括熱刺激處理和冷刺激處理。熱刺激處理是對采後蔬果以适宜溫度處理, 可以鈍化酶活、減少病蟲害、促進蠟質合成, 影響蛋白質合成、組織軟化和呼吸情況以延緩衰老, 維持鮮食無花果品質 。應鐵進等 研究發現無花果采用 6% CaCl 2 溶液或 43 ℃熱水處理後在相同條件下(1 ℃)貯藏, 果實儲存效果明顯優于鈣化處理。歐高政等 研究綜合對比了冰水混合物冷激處理和 40 ℃水浴浸泡熱激處理, 發現熱激和冷激可以顯著抑制無花果腐爛指數和丙二醛含量的上升, 其中冷激處理 1.5 h 的保鮮效果最好。陳益鎏 的報告與上述實驗結果類似, 冷藏使用聚乙烯薄膜包裝并 40 ℃熱水處理 5 min後的無花果其腐爛率和保鮮效果明顯優于其他處理。同樣,李芳等 研究對無花果進行時長9 s的90 ℃漂燙可以有效破壞過氧化物酶活性, 之後經過預冷再60 ℃速凍可以較好地儲存無花果的感官品質。

3.1.3 氣調貯藏

氣調貯藏是一種得到深入研究和廣泛推廣的水果采後保鮮技術, 通過各種手段來實作對果實儲存環境的氣體成分調整 [19] 。在适宜的氧氣和二氧化碳濃度環境下, 果實可以在不影響食品品質的前提下盡可能地降低生化反應,保持果實硬度和營養, 降低營養素消耗和有害物質的生成。趙偉君 研究在 0 ℃的情況下, 氧氣濃度在 2%~5%情況下儲存效果最好, 無花果呼吸強度、糜爛指數和 Vc 含量情況均優于其他氧氣濃度。蔡子康 的研究與趙偉君相似,氣調包裝 CO 2 (19%±0.5%)濃度和 O 2 (3%±0.5%)濃度情況下可以減少失重率并有助于維持無花果較高的營養價值。國外學者 Bahar 等 [21] 同樣通過不同受控氣氛條件發現貯藏無花果時, 在一定條件下随着環境 CO 2 的濃度增加貯藏無花果果實損傷程度下降。另外, Celia 等 通過控制環境 SO 2含量的變化, 探究了 SO 2 濃度對抑制無花果腐爛并延長其貨架期的作用。

3.1.4 臭氧保鮮

臭氧又稱超氧, 具有較強的抑菌和殺菌能力, 是一種新型、高效又環保的殺菌劑, 在餐飲、醫療等多種行業中有廣泛利用價值 。是以, 臭氧運用在果蔬貯藏保鮮上同樣可以達到維持産品品質, 減少腐爛和延長貯藏期的作用 。嚴圓等 研究發現, 無花果冷藏前采用臭氧處理可以抑制果實腐爛率和保持好果率, 但單一使用臭氧處理會降低冷藏後果實 Vc 含量。張曉娜 研究在無花果貯藏期 25 d 内,12.84 mg/m 3 的臭氧濃度最有利于無花果貯藏保鮮。楊清蕊 創新使用臭氧冰膜手段對鮮食無花果進行貯藏, 更好地達到了均勻保藏無花果的目的, 與對照組相比果實失重率、腐爛率明顯下降, 同時更好控制呼吸速率、抑制乙烯釋放,并延緩多種抗氧化酶活性的下降。另外, 蔣家偉等 研究了不同頻次臭氧處理對無花果冷藏保鮮的影響, 推測其最佳效果與臭氧時間點的選擇有關。

3.1.5 薄膜保鮮

薄膜保鮮可以建構一種将食品和外界環境隔開的屏障, 以保護食品減少受到外界微生物、粉塵和空氣的影響。滑豔穩等 [29] 研究了使用市售聚乙烯薄膜包裝鮮食無花果可以适度延長無花果的保鮮期。國外研究者 Villalobos 等 研究了擁有不同數量大小氣孔的聚乙烯薄膜對保藏鮮食無花果的作用, 在相同條件下孔徑100 μm, 3個/cm 3 的的聚乙烯薄膜可以有效減少鮮食無花果重量損失并延遲其受真菌污染的時間, 同時對鮮食無花果本身香味沒有影響。

3.2 化學保鮮技術

3.2.1 鈣處理和氯處理

鈣與果蔬内部結構及其變化關系緊密, 果蔬采後經過鈣處理可以提高果蔬内部鈣含量, 增加果蔬硬度, 抑制呼吸作用和乙烯生成, 并達到一定的延長果蔬貯藏期的作用 。鈣處理已經用于桃果 、蘋果 和棗果實 等水果的貯藏保鮮, 并取得了可觀的保鮮效果。應鐵進等 研究将采後無花果置于 6%氯化鈣溶液中浸泡 15 min 可以減少呼吸作用強度, 延遲乙烯峰濃度出現并緩解貯藏期間的果實軟化。黃鵬 研究了鈣和萘乙酸對無花果貯藏品質的綜合影響, 并找到在 1.0%氯化鈣與 30 mg/mL 萘乙酸共同處理的情況下, 處理的無花果果實貯藏效果最好。張冬梅等 研究采後無花果果實經過氯處理同樣能達到維持無花果硬度, 降低無花果失重率和可溶性固形物含量的作用, 以提高其貯藏品質, 并發現經過 80 mg/L 二氧化氯處理的效果最好。另外國外學者 Irfan 等 從微生物角度研究了 4%氯化鈣處理預處理鮮食無花果可以有效抑制好養細菌、酵母菌和黴菌的生長, 延長無花果采後貨架期。

3.2.2 1-甲基環丙烯處理

1-甲基環丙烯(1-methylcyclopropylene, 1-MCP)是一種乙烯抑制劑, 且在适宜濃度下安全無毒 。1-MCP 技術用于果蔬保鮮在今年内得到了國内外研究者的廣泛研究關注, 并發現其機制主要通過抑制果蔬呼吸作用并抑制乙烯與受體結合而達到保護果蔬組織結構 。王磊等 研究,在使用 1.5 μL/L的1-MCP浸泡處理 24 h後的無花果, 其乙烯釋放高峰比對照組推遲了 5 d, 延緩了無花果衰老過程,增加了貯藏時間。韓璐等 研究的與王磊相似, 同樣是在1.5 μL/L 的 1-MCP 處理情況下無花果貯藏效果最好。張曉娜 [26] 同樣采用各種濃度 1-MCP 處理無花果, 并檢測了無花果硬度、腐爛率和多種抗氧化酶活力, 其最佳效果濃度與上述實驗一緻。外國學者 Freiman 等 [49] 同樣研究了1-MCP 對保藏無花果果實的作用, 在采前經過 1-MCP 處理的無花果采後發育成熟速度明顯降低, 極大延長了無花果的貨架期, 減少了軟化率和腐敗率。

3.3 生物保鮮方法

生物保鮮劑是近年興起能用于食品抗菌保鮮的動植物源提取物質。殼聚糖是一種陽離子多糖, 廣泛存在與許多甲殼類動物中, 具有很好的抗菌性、生物相容性和安全性, 近年得到了較為廣泛研究并應用于食品、醫藥和農業等方面 。李元會 使用殼聚糖處理對“波姬紅”無花果進行塗膜處理發現其可以延緩無花果硬度、糖含量還有 Vc含量的下降, 減少果實腐爛, 推遲呼吸高峰和乙烯釋放高峰的出現, 延長其貯藏期并篩選出最适宜殼聚糖處理濃度為 2.5%。孟憲昉等 的研究也同樣發現無花果塗膜處理可以有效防止無花果失重率的增加, 有助于貯藏期間維持無花果品質的穩定。馬肖靜等 王國武等 的研究類似,針對“布蘭瑞克”品種使用 1.5%殼聚糖處理鮮食無花果可以有效延長無花果貯藏期。可以發現不同種類無花果其果肉組織結構、表皮厚度和采時成熟情況等存在一定差異,最佳的殼聚糖處理濃度在生産上需要針對具體情況分析。

另外, 許多植物提取物同樣表現出具有防腐保鮮, 延長果蔬貯藏期的功能。張合亮等 研究不同濃度的無花果自身葉片醇提取物在 4 ℃貯藏條件下無花果貯藏效果的差別, 發現 5%的無花果葉醇提取物可以有效減少無花果失重率、腐爛率和可溶性固形物含量, 延長了無花果的貯藏期。Tripathi 等 研究從生姜中提取的精油對采後的葡萄進行塗膜處理, 其與對照組相比葡萄漿果出現灰黴病症的時間延後了 10 d, 無花果表皮與葡萄同樣柔軟脆弱易産生灰黴等真菌病害, 生姜提取物在鮮食無花果保鮮上的運用值得深入研究關注。同時, 已有冀曉磊等 将柳葉、苦芥子、苦豆子和生姜提取物亞麻膠結合進行無花果鮮果的塗膜保鮮比較實驗, 發現在常溫下 0.1%亞麻膠+0.05%生姜提取物制作的塗膜的保鮮效果最好。另外趙貴紅 研究植酸、丁香和五味子提取物均有利于無花果的貯藏保鮮。

3.4 複合保鮮技術

混合保鮮技術是對無花果保鮮技術進一步探索和嘗試, 葉文斌 [58] 研究, 利用葫蘆巴膠和中草藥紋黨為膜基質,配合 CaCl、甘油、檸檬酸為膜助劑配合制成的可食用複合膜用于無花果常溫(25~28 ℃)貯藏保鮮, 其 6 d 後塗膜組好果率明顯高于未處理對照組, 并實驗擷取了最佳的膜各成分比例參數。滑豔穩等 研究了聚乙烯醇薄膜結合谷氨酰胺轉化酶改性大豆蛋白對無花果的保藏效果優于市售的普通聚乙烯薄膜。國外學者 Maríadel 等 研究結合脫脂豆粕提取物的聚乙烯薄膜擁有優于普通聚乙烯薄膜的貯藏無花果特性。

3.5 其他保鮮技術

納米材料技術是材料技術上的重大突破, 其在鮮食果蔬保鮮領域上也有明顯優勢。蔡子康 研究确定納米粒子含量為 10% Ag、5% TiO 2 、2.5% ZnO 和 5%高嶺土的納米包裝材料對無花果的失重率和腐爛率抑制效果最好。Kong 等 研究将無花果貯藏于納米級霧狀環境中同樣可以減少果實失重和腐爛, 并避免傳統冷藏貯存無花果方法中産生的減重和冷害。

4 結論與展望

實體保鮮方法與化學保鮮方法各具優勢, 可結合實際生産條件和産品特性選擇合适的保鮮技術。根據無花果貯藏特性和采後生理特點, 結合實體化學保鮮技術, 利用二者優勢研發操作簡單、成本低、貯藏時間長、對果實品質沒有危害的環境友好型綜合保鮮技術将是提高無花果貯藏技術的一個有前景的發展方向。

此外, 對于無花果采後生理衰老、黃酮降解、内含物下降和抗氧化系統調控機制有待探索, 不同貯藏保鮮技術對鮮食無花果果實品質的影響也有待深入研究, 這将為探索新型無花果保鮮技術奠定基礎。同時, 由于無花果的種植和采收具有較強的地域性和季節性, 如何适應市場要求将無花果靜态保鮮技術和動态物流運輸結合将是促進無花果産業發展的關鍵問題。