李宇澤,韓愛(ài)云
(石家莊學(xué)院化工學(xué)院,河北石家莊 050000)
草莓是多年生草本植物,鮮紅美艷、甘甜宜人,富含人體所需礦物質(zhì)、膳食纖維、抗壞血酸等物質(zhì),并且維C、維B1含量也很高,被稱為“水果皇后”[1]。草莓沒(méi)有果皮的保護(hù),非常容易受到機(jī)械損傷,造成微生物的侵染、失水萎蔫腐爛,導(dǎo)致草莓的貯藏期非常短,限制了其生產(chǎn)規(guī)模和經(jīng)濟(jì)發(fā)展[2]。
可食用膜能夠直接被人體吸收,是由可食用性大分子物質(zhì)為基料制備而成的一種新型保鮮膜。將其在草莓表面形成一層膜,要求很薄、均勻并且具有通透性和阻斷性,這層膜能夠減少外界空氣與草莓表面的接觸面積,從而減少外界污染物侵染草莓,同時(shí)減少草莓失水、吸潮,降低呼吸強(qiáng)度,達(dá)到保鮮效果,也被廣泛應(yīng)用于其他食品行業(yè)中[3]。下面主要介紹殼聚糖膜和蛋白質(zhì)膜。
殼聚糖(Chitosan,CS) 是一種重要的可再生資源,是將甲殼素脫乙?;幚砗蟮玫降漠a(chǎn)物。具有細(xì)胞親和性、生物可降解性、抗菌性、生物相容性等優(yōu)點(diǎn),可作為抑菌保鮮材料應(yīng)用在草莓保鮮中[4-5]。黃愛(ài)賓等人[6]用20%殼聚糖/PVA 共混膜保存草莓與普通保鮮膜作比較,發(fā)現(xiàn)草莓在第7 天依舊可以食用,第10 天才開(kāi)始霉變,證明該膜可以應(yīng)用于草莓貯藏保鮮包裝中。
谷蛋白、玉米醇溶蛋白、大豆蛋白等蛋白質(zhì)具有良好的涂膜性能,所以一些研究學(xué)者嘗試將這些蛋白質(zhì)用于草莓保鮮膜中。張平等人[7]試驗(yàn)結(jié)果表明,玉米醇溶蛋白制作成蛋白膜后,將這種膜應(yīng)用于草莓保鮮中,不僅能夠保護(hù)草莓中的水分不散失,還延長(zhǎng)了草莓的貨架期,使草莓營(yíng)養(yǎng)損失減少。然而,由于玉米醇溶蛋白膜的味道不易接受且價(jià)格偏貴,對(duì)于小型企業(yè)而言有一定的負(fù)擔(dān),不利于其在其他產(chǎn)品中的應(yīng)用。
氣調(diào)包裝(Modified atmosphere package,MAP)通過(guò)調(diào)整包裝內(nèi)氣體成分的比例來(lái)抑制微生物的生長(zhǎng),降低食品中微生物的呼吸強(qiáng)度,從而達(dá)到延長(zhǎng)果蔬貨架期的目的,能夠很大程度地保證食品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。不過(guò)其使用條件是在一定溫度條件下,并且需要采用特殊的包裝材料[8]。丁華等人[9]研究發(fā)現(xiàn),高氧氣調(diào)包裝可以維持草莓的硬度,保持感官品質(zhì),并且可以降低可溶性固形物、維C 含量損失速率,也可抑制pH 值、總酸含量的降低,這使草莓的貯藏期可達(dá)到24 d。
氣調(diào)包裝的主要材料是采用半剛性塑料盒或軟性塑料袋,但不同食品對(duì)MAP 材料的性能要求不同。高欣等人[10]試驗(yàn)表明,LDPE 薄膜的透氣率雖然低于HDPE 薄膜,但在4℃下草莓腐爛率最低。羅自生等人[11]制備具有抑制真菌并且可以分解乙烯的納米二氧化鈦光改性LDPE 薄膜,這種膜可以減少乙烯的釋放量,正是利用了此薄膜的這一特性,即使在貯藏后期草莓仍然有較高的抗氧化能力。對(duì)照組的腐爛指數(shù)、失重率都要低于使用納米二氧化鈦改性LDPE 薄膜的草莓,表明其可以應(yīng)用于草莓保鮮包裝中,并且也同樣適用于其他食品行業(yè)。
MAP 與其他技術(shù)結(jié)合廣泛應(yīng)用于食品保鮮中。由于臭氧具有較強(qiáng)的氧化能力,利用這一點(diǎn)不但能殺菌消毒,而且還可自行分解,不會(huì)對(duì)環(huán)境和包裝物造成污染。趙曉丹等人[12]通過(guò)試驗(yàn)確定了臭氧在質(zhì)量濃度為30 mg/m3時(shí)處理草莓效果最佳,使草莓的貯藏期延長(zhǎng)至18 d。
熱處理原理是利用熱力鈍化病原菌,達(dá)到殺死害蟲(chóng)的目的,同時(shí)降低果實(shí)采摘后的呼吸強(qiáng)度以達(dá)到貯藏保鮮目的。目前,熱處理主要分為熱蒸氣、熱水、熱空氣等,但是在商業(yè)中為了方便和減少成本主要應(yīng)用的是熱水和熱空氣[13]。Peng J 等人[14]試驗(yàn)表明,熱風(fēng)(HA,45 ℃,3~5 h) 處理后的草莓果實(shí)灰霉病的病斑直徑縮短,并且提高了幾丁質(zhì)酶(CHI) 和PAL 的活性。熱風(fēng)處理后的草莓果實(shí)中CAT、SOD 和APX 的活性都比對(duì)照組高,由此證明熱風(fēng)處理有利于草莓保鮮。李健等人[15]研究表明,45 ℃條件下熱處理“法蘭地”草莓60 min,然后用1 層保鮮膜包裝后放在3 ℃冷庫(kù)中貯藏,可以使草莓貯藏后期的果實(shí)固酸比、腐爛指數(shù)降低。但是,熱處理會(huì)對(duì)草莓中的營(yíng)養(yǎng)成分、色澤和口感產(chǎn)生不良的影響,并且消耗的能量較大[16]。
超聲波處理的原理是空化效應(yīng)??栈?yīng)是指超聲波穿透固體物質(zhì)后,整個(gè)液體介質(zhì)會(huì)振蕩產(chǎn)生空化氣泡,然后這些氣泡在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生高溫和高壓,從而破壞果蔬內(nèi)部的細(xì)菌結(jié)構(gòu)。Gani A 等人[17]用超聲波(33 kHz,60 W) 處理20~30 min 時(shí)草莓的軟化速率降低。但當(dāng)處理時(shí)間增加到60 min時(shí),發(fā)現(xiàn)草莓細(xì)胞損傷,水分損失嚴(yán)重。研究還發(fā)現(xiàn),草莓中花青素的含量會(huì)被超聲波影響。例如,Alexandre E M C 等人[18]試驗(yàn)結(jié)果表明,用超聲波(35 kHz,120 W,2 min) 處理草莓后,貯藏13 d(4 ℃) 后,其對(duì)照組花青素的含量比處理后的草莓要低,總色差也有所降低。試驗(yàn)證明超聲波的處理時(shí)間、溫度、頻率、功率等都會(huì)對(duì)草莓的貯藏有一定影響。
食品輻照技術(shù)不但可以保鮮而且有殺菌的作用[19]。在殺菌的同時(shí),還可以較好地保證產(chǎn)品的感官質(zhì)量。耿建暖[20]利用鈷-60 和銫-137 等作為放射源,其所產(chǎn)生的電離輻射與物質(zhì)的相互作用有抑制發(fā)芽、殺蟲(chóng)滅菌、推遲成熟的功效。目前,使用最多的放射源有電子束、脈沖光(PL)、短波紫外線(UV-C)等。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)使用1.0 kGy 電子束處理草莓后,就可使草莓灰霉病的發(fā)病率降低,并且可以提高SOD、PAL、POD 的活性,這些酶都具有抗病性[21]。Avalos Lano K R 等人[22]用脈沖光處理鮮切草莓,貯藏14 d(5 ℃) 后發(fā)現(xiàn),鮮切草莓質(zhì)量和抗氧化性能都保持良好,所以低劑量輻照可以運(yùn)用于草莓保鮮中。Severo J 等人[23]將草莓用UV-C(4.35 kJ/m2)處理后發(fā)現(xiàn),草莓在常溫(20±2 ℃) 下仍然有較高的新鮮度和硬度。
低溫冷藏能夠抑制酶的活性、降低微生物的呼吸強(qiáng)度,而且還能夠抑制果實(shí)呼吸作用和避免過(guò)度失水,所以可以達(dá)到延長(zhǎng)保鮮時(shí)間的目的。Shin Y等人[24]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),草莓在溫度為0.5 ℃下可以獲得較好的貯藏效果,在4 d 內(nèi)表現(xiàn)特征完好。王紀(jì)忠等人[25]將常用的幾種草莓保鮮方法經(jīng)過(guò)對(duì)比后發(fā)現(xiàn)冷激方法效果較好,該法將草莓放入0 ℃冰水混合物浸泡1 h,撈出晾干后再用保鮮膜覆蓋貯藏,這種方法在草莓保鮮中有明顯效果,延長(zhǎng)貯藏期,而且具有成本較低、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),受到了各大中小企業(yè)的追捧。
瓦楞紙箱涂膜保鮮技術(shù)因成本低,易加工生產(chǎn),在草莓的運(yùn)輸和銷(xiāo)售包裝過(guò)程中被廣泛應(yīng)用。王建清等人[26]將β - 環(huán)糊精和牛至精油混合配制成復(fù)合涂膜液,然后將其涂在瓦楞紙箱內(nèi)表面。在常溫下貯存,發(fā)現(xiàn)草莓的腐爛率相比于對(duì)照組降低了68.75%,失重率也有明顯降低,使草莓的貯藏期延長(zhǎng)了3 d。
化學(xué)保鮮劑是保持新鮮品質(zhì)、延長(zhǎng)果蔬貯藏時(shí)間的人工合成化學(xué)物質(zhì)。通常噴施或涂抹在草莓表面,或者放在貯藏室中,以達(dá)到殺死草莓表面、內(nèi)部和環(huán)境中的微生物的目的。李和生等人[27]用化學(xué)保鮮劑對(duì)草莓保鮮效果進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),試劑分別為植酸、過(guò)氧乙酸和氯化鈣,研究發(fā)現(xiàn)過(guò)氧乙酸試劑抑制霉菌生長(zhǎng),當(dāng)質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.10%時(shí)霉菌數(shù)量最少;植酸試劑對(duì)草莓有護(hù)色作用,質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于0.15%時(shí)的效果最好;氯化鈣試劑主要影響的是果實(shí)硬度。
生物保鮮劑是一種對(duì)人體無(wú)害的天然保鮮劑,由微生物、植物、動(dòng)物中提取獲得,具有殺滅腐敗菌和霉菌的功效,進(jìn)而保持草莓新鮮度、延緩腐爛速度。古佳慧[28]發(fā)現(xiàn)山蒼子精油對(duì)草莓致腐菌種有良好的抑制作用,使用山蒼子精油(4 ℃) 處理草莓,使紅顏草莓貯藏了18 d。叢建民[29]研究乳酸鏈球菌對(duì)草莓保鮮的影響,研究表明用0.1 g/kg Nisin 噴灑的草莓,6 d 后,草莓的失重率、腐爛率都保持良好,總酸的含量也比較高,維C 的損失率小于10%??梢?jiàn),乳酸鏈球菌所配制的生物保鮮劑使草莓的色澤保持良好,減少營(yíng)養(yǎng)成分的損失。
草莓難以貯藏保鮮。盡管近幾年對(duì)草莓保鮮方法較多,卻仍然存在一些問(wèn)題,如何使用更高效簡(jiǎn)便的方法延長(zhǎng)草莓貯藏期、發(fā)展新型保鮮技術(shù)是今后研究的重點(diǎn)方向。綜合上述有以下3 個(gè)方面:
(1) 在草莓運(yùn)輸過(guò)程中,呼吸強(qiáng)度強(qiáng)很容易造成水分流失,在搬運(yùn)工程中也會(huì)磕碰,影響后期儲(chǔ)存。因此,在草莓采摘到運(yùn)輸過(guò)程中要注意輕拿輕放。
(2) 著重研究成本低、高效環(huán)保的草莓保鮮方法。氣調(diào)保鮮維護(hù)成本較高,對(duì)小型企業(yè)負(fù)擔(dān)太大,得不到推廣;尋找適合普通農(nóng)戶的大規(guī)模使用,可商業(yè)化發(fā)展的保鮮劑,而且一些化學(xué)保鮮劑會(huì)殘留在草莓表面,長(zhǎng)期食用會(huì)對(duì)人體造成傷害。
(3) 涂膜包裝仍需要置于低溫中貯藏,并且涂膜技術(shù)操作過(guò)程中會(huì)增加草莓的機(jī)械損傷率。熱處理會(huì)對(duì)草莓中的營(yíng)養(yǎng)成分、色澤和口感產(chǎn)生不良的影響;超聲波處理的食品農(nóng)藥殘留較多,還需要其他清理方法,過(guò)程繁瑣;經(jīng)過(guò)輻照后的果蔬,維生素含量會(huì)減少,經(jīng)常食用會(huì)使皮膚粗糙,甚至出現(xiàn)神經(jīng)衰弱。因此,有效提升食品加工污染檢驗(yàn)的科學(xué)性也很重要。
隨著我國(guó)草莓種植面積日漸擴(kuò)大,解決草莓貯藏問(wèn)題亟待解決。希望廣大研究者可利用現(xiàn)代科技深入研究這類(lèi)問(wèn)題。政府也要加大對(duì)科技事業(yè)的投資力度,盡快研究出適合大眾的高效、便捷、成本低的果實(shí)保藏方法,為廣大農(nóng)民減輕負(fù)擔(dān)。