草莓采后处理及贮藏保鲜的研究进展_乔勇进

　上海农业学报　2007,23(1):109-113

　A cta Agriculturae Shanghai

文章编号:1000-3924(2007)01-109-05

草莓采后处理及贮藏保鲜的研究进展

乔勇进1,2,王海宏2,方　强1,张绍铃2,徐　芹2

(1上海市农业科学院农产品保鲜加工研究中心,上海201106;

2南京农业大学园艺学院,南京210095)

摘　要:针对草莓生物学特性和贮藏特性,综合分析了草莓贮藏保鲜的品种选择、采前处理、采收及预冷技术、贮藏保鲜技术(包括低温保鲜、气调保鲜、辐射保鲜、涂膜保鲜和生物保鲜),并对草莓的保鲜技术作了展望。

关键词:草莓;预冷处理;贮藏;保鲜

中图分类号:S609 文献标识码:A

草莓(Fragaria ananassa Duch.)属蔷薇科草莓属的多年生草本植物。果实为红色浆果,柔软多汁,风味独特,草莓所含的热量较低,富含碳水化合物、膳食纤维、维生素和微量元素等人体必需营养物质,在我国素有“水果皇后”之美誉。传统医学认为,草莓性凉味酸,具有润肺生津、清热凉血、健脾解酒等功效,对动脉硬化、高血压、冠心病、坏血病、结肠癌等疾病有辅助疗效。20世纪80年代以来我国草莓生产发展迅速,栽培面积已达36700hm2,居世界之首,年总产量35.7万t,仅次于美国,居世界第2位。草莓果实为浆果,果皮极薄,一般采后仅数小时就会出现水渍状白斑,并在1～2d内白斑组织失水,细胞干缩,水渍斑出现,若水渍斑大于黄豆粒时,可形成明显淡褐色凹陷,果实天然红色渐渐褪去。若贮藏环境相对湿度过大,则有霉变现象出现,严重影响外观及商品价值。同时果实采后PG、PE等细胞壁降解酶活性增大[1],常温下呼吸强度较大,而且在收获和运输过程中极易受伤害,为微生物侵染,极易感染灰霉病和根霉病,不耐贮藏。在常温下1～2d就变色、变味和软化腐烂,造成严重的经济损失。-3℃贮藏4d会发生冻害,高湿也极易使草莓腐烂[2],并产生异味。由于草莓成熟期短,上市集中,草莓的耐贮性差,缩短了销售期及供应加工时间,限制了草莓的远销和草莓种植业规模化发展。因此,延长草莓果实的贮藏期或货架寿命,是生产中急待解决的问题。

1　贮藏草莓的品种选择及采前处理

1.1　品种选择

遗传因素和环境因素相结合影响着水果的产量和质量,也影响其贮藏寿命。不同草莓品种之间的耐藏性有很大的差异。通常戈雷拉、宝交早生、鸡心、狮子头、绿色种子、布兰登堡、硕丰、硕密等品种较耐藏,而春季、四季草莓、上海、马群等品种耐贮性很差[3]。尽管草莓生长和果实质量主要是由遗传因素决定的,但气候、灌溉、土壤、肥料、温度、栽培管理、收获和采后处理等因素也能影响其生长和果实的质量与贮藏性能。

1.2　采前处理

采前处理主要是在采收前通过环境因素的控制以及栽培管理的一些措施来提高果实的耐贮性和延长贮藏寿命。Makus等[4]研究结果表明,采前增施CaCl2或Ca(NO3)2,能减少水分的散失并显著减少果实的腐烂,有效延长其贮藏期。肖艳等[5]在草莓花后10d对果穗喷Ca(NO3)2和萘乙酸(NAA),可减缓果实采后果肉硬度下降,降低果实呼吸速率和腐烂率。Shiow等[6]报道了开花后草莓果实昼、夜最适生长温度分别为18℃和12℃,提高温度将影响果实质量,使可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)及维生素含量下降。可见,适宜的生长环境、科学的采前栽培管理能提高草莓的贮藏品质和抗性。另外,草莓采后最常发生及破坏性强的病害是灰霉病,其病原菌大多来自田间,采前用塑料膜等措施可以明显减少感染,控制采后发病率。

收稿日期:2006-04-07初稿;2007-02-09二改稿

基金项目:上海市科委局管项目(200507-A1)

作者简介:乔勇进(1967-),男,博士,研究员,主要研究方向:农产品保鲜与加工。Tel:(021)52235474;E-mail:yjqiao2002@sohu.co m

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2　采收与温度预处理

2.1　采收技术

草莓果实含水量高达90%～95%,组织娇嫩,成熟后须及时采收,采收过晚容易腐烂。草莓果实的采收应分期分批进行,一般在果面着色70%以后,即可根据不同用途选择最适采收期。适宜采收的成熟度要根据品种、用途和销售市场的远近等条件综合考虑[7];如硬肉型品种全明星、硕丰,以果实接近全红时采收才能体现该品种应有的品质和风味,同时又不影响贮运;就地鲜销果,宜于充分成熟时采收;用于制罐果,宜于着色70%～80%、果实色鲜肉硬即八成熟时采收。采收宜在早晨露水已干或近傍晚前进行。晒热的浆果、露水未干或下雨时采收的果实极易腐烂,不耐贮运。同时,采收时要仔细挑选果实,去除病果,减小病原菌侵染的可能性,减少腐烂的发生。

2.2　贮前温度预处理

温度是影响果实生理代谢过程、品质保持与贮藏寿命的重要因子。近年来,随着人们对绿色食品需求意识的增强,贮藏前温度预处理作为一种安全、无公害的水果保鲜技术日益引起人们的普遍关注。预冷处理在草莓的贮藏保鲜应用上相当普遍。许多研究表明,果实采后的预冷处理,可以明显延长草莓藏期[8-10]。冷风冷却是目前使用较为方便,应用范围较广的冷却方式。而使用冷水冷却,草莓之间往往容易发生交叉感染,Materano等[11]研究却认为,尽管草莓在采收和处理过程中有擦伤和撞伤,增加微生物交叉感染的危险,但是使用水冷却是一种有效地冷却草莓和延长其贮藏期的方法。真空预冷是目前最快的冷却方法,草莓采用真空预冷,可在15～20min将其果温从30℃下降到2℃左右。由此看出,预冷是草莓进行短期贮藏的有效方式。

果实贮前热处理的研究十分活跃。贮前热处理可明显抑制草莓贮藏过程中的软化和腐烂[12],改善草莓果实的货架期。热处理抑制草莓腐烂是由于加热直接使病原菌失活,同时加热诱导果实产生内源抗菌物质[13]。在草莓软化机理的研究中,Vicente等[14]将草莓采后放在45℃烘箱中热处理3h,置于20℃贮藏2d,研究结果证实:热处理维持了果实的硬度,降低了内切-1,4-葡聚糖酶(endo-1,4-beta-D-glucanase)和β-木糖苷酶(beta-xylosidase)活性,延缓了半纤维素含量的下降,半乳糖醛酸酶(PG)和β-牛乳糖酶(beta-Gal)活性也受到了抑制。Dalmadi等[15]在热处理和加压处理钝化草莓多酚氧化酶的动力学特性研究中,证实了热处理钝化多酚氧化酶有一个两阶段的动力学特征,加压和热处理对钝化草莓PPO活性有良好的协同作用。

在草莓热处理的温度和时间的选择中,刘殊[16]以全明星草莓为试材,分别置于35、38、42℃的恒温水浴中处理24h,然后转至(25±2)℃的室温下贮存,可降低腐烂指数,改善品质,热处理延缓SOD活性的下降,维持了较高的P OD活性,降低了脂膜过氧化程度。关军锋等[17]以全明星草莓为材料,通过适宜温度的热处理(38℃30min※50℃10min)后于5℃贮存,贮前的热处理再结合低温冷藏,保鲜效果更佳,能显著提高草莓的贮藏品质,显著延长贮期。Pedr o等[18]也证明热处理能改善草莓果实的货架期,研究认为42℃和48℃处理3h效果最好。可见,在热处理的温度和时间上,不同草莓品种处理也有区别。

3　贮藏保鲜技术

草莓采后贮藏保鲜技术的研究很多,主要是运用物理或化学的方法,来抑制或延缓草莓果实的衰老和腐烂。经过多年研究和实践,目前国内外草莓保鲜常用的方法主要有:低温贮藏、辐射贮藏、气调贮藏和薄膜包装、化学保鲜、生物涂膜保鲜等。

3.1　低温保鲜

低温冷藏(2～5℃)是草莓保鲜的主要方法,一般认为,草莓果实的适宜贮藏温度为0℃,相对湿度为90%～95%。江英等[19]以0℃以下,草莓冰结点(-0.77℃)以上的温度进行贮藏保鲜,与4℃的冷藏条件比较发现,草莓营养成分的变化、烂果率、失重率都很小,这种冰温贮藏可使草莓的保质期延长到50d 左右。另一种低温贮藏方式是速冻贮藏,速冻贮藏是将水果采用快速冷冻的方法使之冻结,然后在-18℃以下的低温中保存。这是一种长期保存草莓果实,维持风味和营养物质较为理想的方法。刘宝林等[20]对速冻后分别贮藏在-18℃及-75℃两种条件下的草莓进行了品质测定,结果表明:速冻草莓在较低温度贮藏可最大程度地保持草莓原有品质,速冻贮藏的草莓贮藏期可达18个月以上。但创造较低的贮

藏温度将花费很大的代价,所以其应用范围受到了限制。

3.2　辐射保鲜

辐射保鲜主要利用γ射线、以及加速电子、X -射线穿透有机体时使其中的水和其他物质发生电离,生成游离基或离子的原理,对贮藏的水果起到杀菌、防霉和调节生理生化的效应。草莓低剂量辐射保鲜,可以抑制草莓腐败,延长货架期,并且保持原有的质地和风味。荣瑞芬等

[21]研究了短波紫外线辐照对草莓贮藏效果的影响,结果表明,低温条件(0±1)℃下,UV -C 处理能延缓草莓的转红,推迟后熟,显著降低发病率。David 等[22]研究证明UV -C 处理能抑制真菌对果实的感染,认为是紫外线辐照使果实抗性得到了提

高。在γ射线应用于草莓的保鲜试验中,刘超[23]研究认为,丰香草莓在室温条件下(自然室温,最高温度

25℃),其辐照保鲜的适宜剂量为2.5～3.5kGy 的γ射线。并且热处理结合辐照,对杀灭草莓病原微生物有良好的协同作用,采用热处理、聚乙烯膜包装和3.5kGy 的γ射线辐照,辐照后低温贮藏,草莓的贮藏期可达30d 以上。但是也有报道认为超过2kGy 剂量会引起草莓质地和色泽变化,如Zegota 等[24]用2.5～3.0kGy 的γ射线引起草莓的失色。这可能与不同的草莓品种对辐照的耐受剂量存在差异有关。

此技术虽能有效地控制草莓果实病害,减少腐烂,但草莓的成熟季节集中,处理量比较大,具体操作起来困难,且其经济的可行性也制约着此技术应用和发展,仅作为草莓贮藏保鲜的辅助技术加以应用。

3.3　气调保鲜和薄膜包装

气调贮藏和薄膜包装可起到减缓果实衰老和延长贮藏寿命的作用,再结合适当的低温贮藏条件,其保鲜效果将更为显著。气调贮藏应用于草莓保鲜的研究中,低温结合低O 2高CO 2处理均可抑制草莓果实的腐烂,尤其是10%～20%高CO 2对草莓采后防腐有显著的效果

[25]。但贮藏环境中O 2浓度过低或CO 2浓度太高均会造成果实的生理失调,导致乙醛、乙醇等异味物质的积累,对果实本身产生毒害并影响风味,甚至促进果实腐烂的发生[26]。Annette 等[27]研究认为,与传统的低O 2或高C O 2处理不同的是,提高空气中氧

的浓度,能有效地抑制厌氧微生物的生长,从而阻止草莓贮藏和运输中灰霉病的发生,同时还能有选择性地控制腐烂而对风味无有害影响。郑永华等[28]用高氧处理草莓果实,结果表明:高氧处理对果实防腐的

作用最大,同时还可显著抑制果实失重,保持较高的果肉硬度和维生素C 含量。但是,高氧抑制果实腐烂的机理仍不清楚,可能与高氧条件下微生物体内活性氧产生增加,促进膜脂的过氧化作用,从而对病原微生产生直接伤害有关,或与高氧诱导果实本身抗病相关酶活性的提高和抗病相关物质的积累,从而提高果实的抗病性有关,结果尚待进一步研究证实。

在自发气调(Modified Atmosphere Packaging MAP )技术的研究上,肖功年等[29]报道,利用低密度聚乙烯

(LDPE )和聚氯乙烯(PVC )复合膜包装草莓,包内充入O 22.5%+C O 216%,能够把草莓的货架寿命延长4～6d 。利用高C O 2低O 2的气调环境并结合臭氧、涂膜处理,也可以达到更好的保鲜效果

[30]。目前,气调贮藏是较先进的保鲜技术,也是当前发达国家使用较广的技术之一。但此技术投资大,对发展中国家来讲,尤其是我国不宜大量发展。

3.4　化学保鲜

大量研究证实,杀菌剂能有效地抑制或杀死病原微生物。但由于杀菌剂的毒性及残留问题,乙烯吸收法、二氧化硫和过氧乙酸熏蒸处理等方法很难得到推广,目前国内外有关专家正致力于开发研制无毒性的化学保鲜剂。迟玉杰等[31]将刚采摘的草莓浸入体积分数为0.25%～0.5%的脱水醋酸溶液中30s ,发现可

有效抑制灰霉、酵母及细菌的生长,但对草莓的香味、口感和色泽产生了不良的影响。王陆玲[32]研究认为,采

用柠檬酸与抗坏血酸作为植酸的增效剂,以植酸浓度1.0%,柠檬酸0.1%,抗坏血酸0.05%,保鲜效果最佳。保鲜剂处理过的草莓经过低温6～8℃贮藏10d 后,果实的色泽、味道与原果无明显差别。室温下可在8d 以上控制住腐烂。茅林春等[33]研究发现,丰香草莓经过2.0%CaCl 2+100mg kg 赤霉素+0.2%柠檬酸浸果处理能提高果实硬度,保持果色和叶色,这种复合的化学保鲜剂使用,关键在于药剂的匹配及科学的处理浓度和时间,才能发挥其良好的作用。尽管化学处理在药剂使用上存在一定问题,但目前仍不失为草莓果实防腐的一种有效方法,只要严格执行安全标准和科学处理方法,安全问题是能够得到保障的。

3.5　涂膜保鲜目前,天然高分子生物多糖已经作为成膜剂和保鲜剂广泛应用于食品、制药等多个领域。纯天然可食1111期 乔勇进,等:草莓采后处理及贮藏保鲜的研究进展

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性、符合“绿色”食品要求、具有良好水蒸气屏障的高分子被膜正在被研制和应用。在草莓的贮藏保鲜方面,周守勇等[34]以2种高、低相对分子量的壳聚糖配比后在草莓上涂膜保鲜,常温下可延长保鲜期2d以上。壳聚糖与有机酸复合涂膜的试验中,乳酸-壳聚糖涂膜草莓王子,可使常温贮藏天数达11d,柠檬酸-壳聚糖-Ca2+膜处理的草莓能保持很高的Vc含量、低的失水率和高的商品率,草莓有较好的口味和贮藏期间维持很高的硬度[35]。用魔芋多糖与柠檬酸、山梨酸等复配成的保鲜液膜,可将草莓早生宝交保存5～6d[36],好果率达80%以上(温度18℃,湿度80%)。可以看出,经过适当的处理和合理的搭配,一般都能有效抑制微生物的活动,调节果蔬采后生理代谢,起到较好的保鲜效果。但是,涂膜保鲜剂的保鲜机理以及多种保鲜剂复合方面的研究还需要进一步研究和完善,以寻求具有良好综合保鲜效果的复合涂膜保鲜剂。

3.6　生物防腐保鲜

传统的并已广泛使用的化学防腐保鲜剂保鲜效果显著,但也存在环境污染以及残留的问题,而辐射贮藏、低温贮藏、气调贮藏等物理方法虽然保鲜效果很好,却因使用范围、操作技术等限制,在我国很难大面积推广。因此安全、无污染、环境友好型生物防腐保鲜技术越来越受到人们的重视。

目前,生物防腐保鲜技术在果蔬保鲜上的应用较多,比如利用木酶发酵液对采后茄子的保鲜[37]、苹果及橙类果实使用B.subtilis PRS5菌株发酵液的保鲜[38],说明了其具有广谱的抗菌性;利用细菌、真菌和蓝藻类产生的微生物多糖,以及从虾、蟹、昆虫等节肢动物的外壳及真菌、藻类等低等植物细胞壁中的甲壳素经酸化所得的含氮多糖类物质即壳聚糖,对果蔬进行保鲜,因其具有良好的成膜性与抑菌作用而取得较好的保鲜效果;利用生物体自身的天然成分提取物的杀菌抑菌能力而进行保鲜,曾名勇等[39]从海洋贝类壳中提取一种天然保鲜剂OP-Ca,具有对多种细菌、霉菌、酵母的抑制作用,林桂芸等[40]探索了一种植物天然防腐剂即大蒜汁、姜汁、洋葱汁所含的天然抗菌素的抗菌作用,抑菌效果明显,尤其是大蒜汁,其抗真菌强度与化学防腐剂苯甲酸钠和山梨酸相当。另外,植物源提取物的防腐保鲜研究中,食用香料类和中草药类植物的提取物对水果的致病病原菌有一定的抑杀作用。这些都为草莓的贮藏保鲜技术的研究与开发提供了新的思路和方法。

利用生物酶、抗菌肽以及微生物菌体对草莓进行生物保鲜的研究,国内1999年有关溶菌酶用于草莓保鲜的报道[41],草莓品种全明星20℃条件下,溶菌酶与甘氨酸和氯化钙复合使用,溶菌酶0.07%,氯化钙0.5%,甘氨酸1.5%,可明显降低失重率、烂果率以及维持果实硬度。邱芳萍等[42]从吉林林蛙干皮中纯化得到的抗菌肽FSE-31.5对草莓具有较好的防腐保鲜效果。此外,张福星等[43]从多种微生物菌种发酵提取液混合制成生物保鲜液fb-203,并将其稀释液对草莓果实经喷雾或浸醮凉干后,在常(室)温条件下对草莓进行了保鲜,可以较明显抑制草莓灰霉病等菌的侵染,减少草莓果实表面失水,从而达到保持果实的新鲜感。刘绍军等[44]用啤酒酵母菌对草莓进行了保鲜,可以推迟草莓的后熟和减轻草莓腐烂程度。但是,目前在生物酶、抗菌肽以及微生物菌体对草莓进行生物保鲜的研究和应用中还存在一些问题,比如,生物酶的抗菌谱较窄、抗菌肽以及微生物菌体代谢产物的杀菌抑菌成分稳定性较差等问题,有待进一步研究解决。

由此可见,草莓贮藏保鲜技术在生物保鲜领域的研究前景还相当广阔。如何找到实用、高效、无毒副作用的生物防腐保鲜技术,解决草莓采后贮藏较难的问题,不仅是草莓采后保鲜的发展趋势,对果蔬贮藏保鲜业的发展同样具有重要意义。

参　考　文　献

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Research advances in the post -harvest treatment and storage and

freshness retention of strawberry (Fragaria ananassa Duch .)

QI AO Yong -jin 1,2,WANG Hai -hong 2,FANG Qiang 1,ZH ANG Shao -ling 2,XU Qin

2

(1Researc h Center of Storage and Proc essing for A gricultural Products ,

Shanghai A cademy of A gricultural Science s ,Shanghai 201106,China ;

2Horticulture College ,Nanjing Agric ulture Unive rsity ,Nanjing 210095,China )A bstract :The techniques of varieties selection ,preharvest treatment ,picking ,precooling and storage &freshness retention for strawberry fruit wer e comprehensively analyzed ,and the prospects for techniques of keeping strawberr y fresh were also made according to it 's biological and storage characteristics .

Key words :Stra wberry ;Precooling treatment ;Storage ;Freshness retention 113

1期 乔勇进,等:草莓采后处理及贮藏保鲜的研究进展