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草莓贮藏保鲜技术的研究进展

时间:2024-05-22

刘鹏 姚思敏薇 陈诗晴 李玉锋

摘要 草莓皮薄、水分含量大,是一种货架期短、极易腐烂的水果。阐述了近几年来国内外采用物理、化学及生物等保鲜技术在草莓贮藏保鲜过程中的应用研究进展,为延长草莓货架期、增加草莓种植户的经济效益及草莓的精深加工提供可靠的技术依据。

关键词 草莓;贮藏;保鲜技术;货架期

中图分类号 S609+.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2016)05-119-03

Abstract Strawberry with thin skin,large moisture content, is a kind of perishable and short shelf life fruit. The research advances about using physical, chemical and biological technology in storage of strawberry preservation at home and abroad in recent years were elaborated, which will provide a reliable basis for extending the shelf life of strawberry, increasing strawberry growers economic benefits and strawberry deep processing .

Key words Strawberry; Storage; Preservation technology;Shelf life

草莓(Fragaria ananassa Duch.stawberry)属蔷薇科草莓属多年生草本植物,其果实鲜美红嫩、营养丰富、风味独特,深受人们的喜爱,有着“水果皇后”的美称[1]。草莓含有丰富的有益于人体健康的活性物质,如花青素、多酚、维生素C、矿物质、纤维素和能量,脂肪含量低且不含胆固醇,具有预防坏血病、高血压、高血脂、脑溢血等心脑血管疾病,促进胃肠蠕动、帮助消化、明目、养肝、清热、抗癌、抗氧化、预防贫血、增强免疫力等重要的保健作用[2]。但由于草莓果实含水量高,组织娇嫩,极不耐贮藏[3],是一种货架期短、极易腐烂的水果,从而制约了其运输和销售。因此,对草莓贮藏保鲜技术进行研究可为延长草莓货架期、增加草莓种植户的经济效益及草莓精深加工提供可靠的技术依据。

1 草莓贮藏保鲜的物理方法

1.1 低温贮藏 低温贮藏可使草莓腐烂受到抑制。

谢晶等研究了青浦农场草莓的冰点和部分理化性质,分别在不同贮藏时间测定3个温度条件下草莓的质构、维生素C含量、可滴定酸含量及颜色变化,并进行感官评价,结果推荐4 ℃为其适宜贮藏温度[4]。

1.2 气调贮藏

气调贮藏能抑制食品本身引起劣变的生理生化过程或抑制作用于食品的微生物活动过程。赵晓丹等通过试验确定了对草莓进行臭氧处理的最佳浓度为30 mg/m3,处理时间为30 min[5]。臭氧结合气调贮藏组及气调贮藏均能显著延缓草莓在贮藏过程中品质的降低,18 d后这2组草莓果实的腐烂率、可溶性固形物(SSC)含量、丙二醛(MDA)含量均低于对照组(只冷藏),而硬度和可滴定酸(TA)含量均高于对照组,臭氧结合气调贮藏组的各项品质指标最好,说明臭氧对气调保鲜具有增效作用。朱麟等总结,使用气调包装(MAP)可以较大幅度地延长草莓保鲜期[6],配合主动气调,将包装充入一定浓度气体(2.5%O2+16.0%CO2)可显著提高草莓保鲜期及货架期(6 ℃,4~6 d)。

1.3 减压或真空贮藏

草莓具有良好的传热性能,真空预冷条件对其贮藏品质的影响更为显著。鄂晓雪等发现,采用喷水真空预冷可明显提高草莓的降温速率,减少果实内部水分的散失,有利于其贮藏保鲜[7]。真空预冷终温设置越低,预冷时间越短,果实失水率就越小,经过500 Pa预冷处理后的草莓在冷藏期间其维生素C含量及硬度保持相对较好。

1.4 辐照贮藏

辐照保鲜通常指使用紫外线、电子束以及α、β、γ射线等对食品进行辐照处理。蔡艳等研究得出,3.0 kJ/m2 UVC处理草莓能有效减少内源乙烯释放,维持果实较好的食用品质,保持果实中较高的抗氧化酶活性,显著降低果实组织中超氧阴离子的积累,减轻膜脂过氧化反应,还能维持草莓果实整个贮藏期间较高的果糖激酶和己糖激酶活性[8]。

1.5 采后预热处理保鲜

使用热水、热空气、热蒸汽媒介处理,可抑制病原菌及激发自身抗病相关的酶(过氧化物酶、过氧化氢酶、苯丙氨酸解氨酶)的活性[9]。郑聪等发现,热空气处理可显著抑制草莓果实腐烂的发生,延缓果实硬度下降并通过促进黄酮类和酚类物质合成关键酶基因的表达,保持较高的总黄酮和总酚含量,从而提高果实的抗氧化能力和营养价值[10]。

1.6 超声波、静电场、磁场处理保鲜

电场保鲜贮藏对于一些高含水量、难贮藏的果蔬来说,是一种较佳的贮藏方法。狄建兵等研究发现,离子水浸泡结合电场处理较单纯浸泡明显抑制草莓的乙烯释放,降低草莓果实的呼吸强度,保持贮藏期间草莓最大破断应力,延缓果肉细胞相对电导率的上升,从而有效抑制采后草莓果实的衰老过程[11]。高压电场处理贮藏草莓,既能达到较佳的贮藏效果,又能达到节能的目的。

2 草莓贮藏保鲜的化学方法

2.1 化学物质保鲜剂

可用于草莓贮藏保鲜的化学物质有过氧乙酸、脱水乙酸、二氧化硫、水杨酸、乙醇、氯化钙等,新型人工合成的商业化化学杀菌剂有啶酰菌胺、环酰菌胺钙等。

2.2 涂膜保鲜

2.2.1 壳聚糖及其复合涂膜保鲜。

壳聚糖和一些保鲜剂复配涂膜保鲜是果蔬保鲜中常用的方法之一[12]。甲壳素是从虾、蟹、昆虫等节肢动物的外壳上提取的一种天然多糖,脱去乙酰基就能生成壳聚糖。壳聚糖具有天然、抗菌、易成膜等特点,能够抑制果蔬的呼吸作用,降低果实内物质的转化和呼吸基质的消耗;保持果实的质构特性,延缓果实的生理代谢活动和营养成分下降,从而达到保鲜的目的[13-14]。何士敏等研究发现,在4 ℃条件下,用浓度1.25%壳聚糖溶液处理明显提高了草莓果实贮藏期间的品质[15]。壳聚糖复合涂膜比单一涂膜壳聚糖保鲜效果好。曹雪慧等发现,壳聚糖复配迷迭香提取物和壳聚糖复合CaCl2涂膜保鲜液均可显著地(P<0.05)抑制草莓细胞膜渗透率变化和果实的腐烂软化,保持草莓的硬度等贮藏品质[16]。亚硫酸钠-壳聚糖处理可维持草莓的还原糖含量,延缓可滴定酸和维生素C 含量的下降。和岳等研究得出,壳聚糖复合膜的最佳配方为0.06 g/L赤霉素、5.00 g/L抗坏血酸、3.00 g/L CaCl2 、12.50 g/L壳聚糖,优化膜可有效地延长草莓保鲜时间[17]。王香爱研究发现,当壳聚糖季铵盐涂膜液浓度为2%,pH为5.0,浸泡时间为60 s,保鲜效果达到最好,草莓可稳定保存6 d[18]。明胶复合膜具有无毒、无公害、可降解的特性。宋艾青等研究确定了当明胶添加量为70%,壳聚糖添加量为35%,甘油添加量为2%时,得出的明胶复合膜性能最好[19]。

2.2.2 其他膜的涂膜保鲜。

荆晓艳等研究得出,经海藻糖涂膜处理可降低草莓中的维生素C、总叶绿素、总类胡萝卜素的损失[20]。通过此涂膜保鲜,表明海藻糖具有抑制果蔬呼吸作用,降低新陈代谢,提高果蔬抗氧化性的作用。龚军等研究了改性魔芋葡甘聚糖(KGM)涂膜对草莓的保鲜效果,当pH 为10.0,KGM浓度为0.5%时,碱法改性的魔芋葡甘聚糖涂膜保鲜效果最好[21]。张毓琛等研究得出,TiO2大豆蛋白复合膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌均有很好的杀灭效果[22]。经过涂膜处理的草莓在-4 ℃下贮藏8 d,失重率比空白组降低17.3%,总菌落数减少97.0%,颜色及可溶性单糖含量的变化比空白组稳定,说明TiO2大豆蛋白复合膜可有效延长草莓在低温下的贮藏时间。

3 草莓贮藏保鲜的生物方法

3.1 植物天然活性成分保鲜

3.1.1 植物提取液的保鲜作用。

天然植物的提取物有抗菌成分,如大黄、连翘、薄荷、高良姜、香辛料姜、蒜、孜然、小茴香等,植物天然活性成分保鲜符合安全健康的理念。王静等研究发现,低浓度的芦荟提取物能够降低草莓果实中的自由基含量而更有利于草莓保鲜[23]。葛水莲等通过试验数据得出,小花鬼针草黄酮的乙醇提取液可在一定程度上减轻细胞膜损伤、保持过氧化物歧化酶(SOD)活性、抑制膜脂的过氧化速度,且都达到了显著水平,所以对草莓采后保鲜具有较好的效果[24]。茶多酚是天然的食品抗氧化剂,陈迪新等发现,一定质量浓度的茶多酚茶叶水提取物对草莓主要抗氧化酶活性保持和保鲜具有较好的效果[25]。刁春英等提出,2%蜂胶提取物作为保鲜剂对草莓有着良好的保鲜效果[26]。赵梅研究发现,蒜、姜及洋葱在常温和沸水得到的提取液对草莓保鲜效果均有不同程度的影响,其中生蒜提取液对草莓的保鲜效果最好,且与对照相比差异显著[27]。崔海英等将肉桂、百里香、意大利蜡菊、贯叶连翘、甘草和迷迭香6种香辛料的提取液配制成天然植物型抑菌剂,抑菌率达到99.9%,有效地将草莓的保藏期从7 d之内延长到10 d[28]。

3.1.2 植物精油的保鲜作用。

植物精油是重要的植物次生代谢产物,主要成分为萜烯族、芳香族、脂肪族及含硫含氮类化合物,其中萜烯类是精油的主要成分[29]。植物精油具有良好的抑菌活性,对细菌、酵母菌及真菌等均有显著的抑制作用。韩林等通过试验得出,160 μg/mL龙眼核精油对草莓采后具有显著的保鲜作用,可有效降低草莓的腐烂指数,提高了果实对DPPH和ABTS自由基的清除能力,维持了其抗氧化活性[30]。丛建民等发现,兴安百里香精油熏蒸气调保鲜草莓可一定程度延长草莓的贮存期[31]。

3.1.3 植物提取液与壳聚糖的复合保鲜作用。

舒康云等通过试验得出,当甘草提取物浓度为1.25%、壳聚糖浓度为1.50%时,对草莓的保鲜效果较好,贮藏期延长了3 d[32]。

3.2 微生物的抗菌保鲜

目前从草莓果实中分离出来的拮抗微生物有罗伦隐球酵母、酿酒酵母、粘红酵母、胶红酵母等,这些微生物可进一步与涂膜结合应用于草莓保鲜。

3.3 微生物代谢产物保鲜

目前技术成熟且被世界公认的微生物防腐保鲜物质有乳酸链球菌素(Nisin)、纳他霉素(Natamycin)、曲酸(Kojic acid)等。Nisin是一种高效、安全、无毒的天然食品防腐剂;Natamycin能有效减少黄曲毒素等真菌毒素给人体造成的危害,且长时间使用也不会使真菌形成抗性;Kojic acid是一种弱酸化合物,不仅对大肠杆菌、假丝酵母等常见的食品污染菌有良好的抑制作用,还能抑制果蔬的酶促褐变作用。邱朝坤等研究发现,0.01%溶菌酶与0.10%Nisin 复配保鲜液对草莓保鲜效果最好,贮藏前5 d无烂果。但溶菌酶和Nisin复配保鲜液不能使草莓表层形成薄膜,无法有效地阻止草莓中的水分蒸发。而涂膜技术能堵住气孔,抑制草莓的呼吸作用[33]。因此,邱朝坤等又将溶菌酶与涂膜结合,得出0.05% 溶菌酶、1.00%壳聚糖和0.50% CaCl2复配保鲜液对草莓保鲜效果最佳,贮藏第9天草莓烂果率为0。说明溶菌酶涂膜保鲜技术能有效延长草莓的货架期,较好保持其感官和营养品质[34]。张雪等以普鲁兰多糖、ε聚L赖氨酸(εPL)、纳他霉素和Nisin 4种生物添加剂配比制成的复合涂膜剂处理草莓,均能有效提高草莓的感官品质,减小果实失重率、固酸比、维生素C含量的变化,并减少微生物滋生[35]。以10%普鲁兰多糖、300 mg/L εPL、100 mg/L纳他霉素和40 mg/L Nisin 配制的复合涂膜剂保鲜效果最佳,且无任何毒副作用,是一种较为理想的天然复合型草莓保鲜剂。

4 草莓贮藏保鲜的其他方法

纳米保鲜技术是采用纳米包装材料或纳米保鲜剂对食品进行保鲜处理的一种技术[36-37]。纳米锌、纳米银有抗菌作用,可用纳米材料制作保鲜膜和包装材料。曹雪玲等以硝酸银和柠檬酸三钠作为反应物制备纳米银胶,其中反应15 min 的纳米银胶保鲜作用最好,这为纳米银胶应用于食物保鲜、抗菌奠定了一定的理论基础[38]。

5 结论

草莓储藏与保鲜技术各有特点,对其选用应根据各自的特点,结合具体情况,选择最为合适的方法,同时注意多种技术的结合应用,使其起到协同增效的作用,这样才可以使草莓的保鲜效果达到最好,让其食用价值、药用价值、商品价值得到最大的发挥。目前,关于草莓的储藏与保鲜技术研究有很多,但一些物理方法保鲜或设备要求严格、价格高,或效果不太理想;化学保鲜,成本低但缺乏安全性。天然植物提取物保鲜剂由于安全性高、操作简便、无污染而逐渐被人们推崇。生物贮藏保鲜技术与纳米技术作为新兴的贮藏保鲜技术,也是目前研究的重点。草莓保鲜技术总的发展趋势是向着天然、无毒、低耗的方向发展,进而探索安全、简便、经济、高效的草莓保鲜方法。

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