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芒果和刺梨的机器人热处理可延长保质期并减少病原体感染

作者:栋栋不爱动
芒果和刺梨的机器人热处理可延长保质期并减少病原体感染

文丨栋栋不爱动

编辑丨栋栋不爱动

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前言

每个国家都对其主要水果链进行研究,以确定主要损失并提供减少损失的解决方案。当水果保质期不能延长时,加工将避免水果变质。据估计,全球每年有13亿吨粮食损失和浪费。

芒果和刺梨的机器人热处理可延长保质期并减少病原体感染

在巴西萨尔瓦多,香蕉、木瓜和番茄等极易腐烂、的水果的商业化损失估计为9.5吨。在斯里兰卡,采后作业期间水果每年损失约210,000公吨,相当于采收量的30-40%,相当于9000万美元的损失。

墨西哥是仙人掌植物的主要生产国,拥有230,000公顷土地,其中67,000公顷用于水果生产。

墨西哥也是2019年出口新鲜芒果的世界领先者。据报道,巴基斯坦新鲜芒果的采后损失平均为69%,但在有利于疾病的环境下有时会达到100%。在2014季,以色列芒果茎端腐烂的增加导致采收果实损失30-40%。这种病害发生在芒果、鳄梨和柑橘类水果中。

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果皮或外果皮包括坚硬的坚果壳或西瓜壳。果皮形成果皮,同时果肉或果实的可食用部分是内果皮。水果或蔬菜的皮或外皮作为其外保护层出现。西瓜是一种圆形水果,外层坚硬,内层是白色。内部可食用的红色或黄色果肉为内果皮。

所有植物器官的表皮细胞外壁都覆盖着一层表皮膜。果实表皮的物理性质和化学成分在其发育过程中发生显著变化。

在早期果实发育过程中,单位面积的最大角质层沉积率似乎增加了角质层厚度。蜡、酚类化合物和多糖沉积后角质层成分发生变化。

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肉质果实角质层和营养器官具有相似的化合物,但果实角质层更厚。水果表皮的疏水性使其成为减少水分流失的有效屏障。接受阳光照射的芒果果实和在树冠遮荫下生长的芒果果实的角质层渗透性不同。

表皮内蜡限制了表面水分进入果实并减少了蒸腾作用。果实发育过程中表皮蜡含量增加,导致成熟时芒果表皮变厚。

农场收获后的芒果

采后芒果质量取决于适当的采摘和更好的生产实践。芒果通常是手工采摘或用装有切割刀片和袋子的杆子取回的。叶片末端折断花梗,乳胶覆盖果皮。虽然收获后去汁液可避免果皮汁液灼伤,但会降低果实对炭疽病和茎端腐烂的保护作用。

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芒果汁液灼伤的主要原因归因于挥发性化合物通过皮孔沉积。切茎会导致水果表面沉积乳胶渍。高压下储存在果管中的汁液落在芒果果皮上。

可以通过在塑料或钢网架上倒置新鲜去梗的水果30分钟来进行脱胶。另一种技术是将新鲜去梗的水果浸入1%的明矾溶液1分钟。

水果应在包装前干燥。乳胶与芒果皮接触会诱发皮孔变色,导致花青素合成引起的红斑这些斑点也可由冷害引起。间苯二酚和没食子单宁可抑制包括炭疽病在内的主要收获后病原体。

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如果1厘米长的花梗在收获后仍附着在果实上,乳胶将不会离开果实,避免汁液灼伤。在去除茎杆的第一分钟内观察到超过80%的液流。

树液pH值在4.43和4.6之间变化,非水流体与水流体的比例为1:6.5。收获芒果果实的最佳时间是在中午之后。清晨收获导致树液从花梗末端快速流出。

高太阳辐射和水汽压不足在早上增加了成熟果实内的茎水流量,在中午之后减少。花梗切割处不影响树液输出流量。如果在离区处切断茎,会导致芒果果实延迟成熟。

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芒果果实的两种主要病害是炭疽病和茎端腐烂病。炭疽病引起的胶孢炭疽菌在绿色阶段无法察觉,当芒果成熟时会注意到感染。

炭疽病会产生降解细胞壁的多聚半乳糖醛酸酶和果胶酶。如果芒果果实健康,多酚氧化酶酶存在于叶绿体中,酚类化合物存在于液泡中,两者被分离,避免了任何反应。

茎端腐烂病是一种由Lasiodiplodia可可豆.开始时,它在果柄末端基部周围的果皮中表现为一个深褐色的小区域,在茎末端进展为软腐烂。乙烯是一种植物激素,它控制与跃变型水果相关的大部分成熟事件。少量乙烯可维持果实对病原体的抵抗力。

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芒果蒂处理

如果乳胶在收获时保留在果实内,它会减少成熟过程中炭疽病和茎端腐烂的发展。果实成熟参数不受花梗长度的影响,与无茎收获的果实相比,出现的病害数量大大减少。

当收获长茎的芒果果实时,炭疽病病变会减少。短花梗果实中的SER发生晚于无茎果实。含有几丁质酶的乳胶水相有助于果实对SER的抗性,开发了两个系统来最大程度地减少乳胶去汁液。

在墨西哥太平洋沿岸采集的芒果果实呈绿色、结实并开始成熟。开发的夹持水果的夹具带有集成的软垫以保护果实并移动它以切割茎。修整设备使用了两把直线刀。一把刀被固定,同时另一把刀由24VDC线性致动器弹出。

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初步测试表明,只需一个动作即可成功切割茎干。芒果进入输送系统,但并不是所有的果实都附有花梗。那些有花梗的用温度为35℃的温刀切割。使用X800数码显微镜获得芒果花梗或脱落区的图像。果实成熟后分析炭疽病侵染效果。

仙人掌梨是一种重要的水果,但其食用量受到其表面刺和钩子的限制。鲜切即食仙人掌梨比整个水果更受欢迎。实际上,处于黄绿色成熟阶段的仙人掌梨被加工成即食水果,并在4°C的气调包装中储存9天。绿色黄色水果呈现中等果皮厚度和果肉柔软度,适合去皮和RTE水果。

开发了烧灼原型以延长刺梨的保质期并减少水果病害。对包括高温接触和低温烧灼在内的烧灼技术进行了综述这两个系统都获得了专利。

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用于收获果实的烧灼器在200°C下施加100kPa的压力30秒。将经过烧灼处理的仙人掌梨在顶部花梗部分切开,留下13cm2的密封区域。该系统可有效控制采后病害,但其过度加热会导致昂贵的能源消耗。将果实在200°C下加热45秒后,果肉温度升至86°C。

仙人球及其分支具有天然聚合物,并且正在开发多种生态友好材料。仙人掌粘液可用作胶凝剂、稳定剂或封装剂。这种生物聚合物材料的使用为食品包装开辟了新的机遇。它还用作水中重金属的絮凝剂。所有这些特性都为仙人掌产品开辟了新的经济机会。

芒果角质层很薄,无法抵抗烧灼操作所需的高热梯度。因此,必须谨慎应用热处理,主要是在芒果果实脱落-花梗界面。

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水果是在非常绿色的阶段收获的,显示出低TSS、酸度和pH值。随着果实在9天后成熟,Haden、Kent和Keitt果实的硬度分别降至25.73、16.93和32.91N。芒果收获后,会发生质量损失,影响处理链中不同点的营养成分含量。

总结

芒果和刺梨的质量和保质期的增加将增加它们在全球的营销。提高芒果品质的第一步是减少因环境变化而出现的炭疽病和茎端腐病等真菌病害。

对芒果果实进行热处理可保持其品质并减少采后果实病害。芒果果实必须小心收获,因为茎端的机械损伤会开始在果实中腐烂。田间收获后的乳胶去汁液将减少果实汁液灼伤。

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含有抗真菌间苯二酚和几丁质酶的芒果乳胶应保留在果实中,以减少炭疽病和茎端腐烂的侵扰。在烧灼或应用液体石蜡后,乳胶流动的茎通道厚度会降低。开发了两个系统来在收获后保持乳胶。

在第一个系统中,夹持器抓住芒果果实,然后通过两把保持在45°C的热刀切割茎。烧灼的花梗在表面呈现烧焦的细胞并且朝向茎端尺寸减小。

与去汁的芒果果实相比,这种技术在储存11天后将炭疽病侵染率降低了50%。花梗烧灼后TSS浓度下降。在第二个设备中,用传统的枪将温暖的石蜡涂在没有茎端的芒果果实上。与未经处理的感染芒果相比,在储存11天后使用石蜡的炭疽病平均病灶要小38%。

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仙人球是墨西哥的本土水果,生长在干旱地区,具有非常重要的营养特性。烧灼将仙人掌果实的保质期延长了两个多月。

冷热烧灼器设备延长了保质期,没有病原体损害,因为处理密封了水果并避免了脱水。开发了两个夹具来冷冻烧灼仙人掌,因为该系统比热烧灼更节能。第一个夹具用两根手指在不损坏厚果皮的情况下按压厚实的果皮。

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在这个机器人系统中,最大的缺点是减少了干冰垫的持续时间。温暖的空气在干冰垫周围移动并在5小时内融化,因此必须更换它。第二个机器人系统效率更高,因为干冰块位于与空气隔离的室内。干冰持续了一天以上。

参考文献

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