水果防腐保鲜剂

水果防腐保鲜剂

第一章：文献综述

引言

水果是人们日常生活中不可缺少的副食品，是食品工业重要的加工原料。水果采后损失是一个全球性问题，已引起世界范围内的极大关注。联合国粮农组织（FAO）对50多个国家进行调查后发现，发展中国家水果收获后的平均损失率在30％以上，发达国家损失不到5％（郭松年 2006）。造成果蔬贮藏期间损失的原因可以概括为自身生理活动影响和有害生物为害两个方面。自身生理活动影响包括五个方面：正常生命活动造成的营养消耗；成熟和衰老引起的生理生化变化；蒸腾作用导致的失水萎蔫；果蔬生理病害；休眠作用被破坏后的生命活动变化（李家庆2003：26-52）。有害生物为害包括动物危害和病原微生物侵染两个方面，其中以病原微生物侵染造成的损失较为严重。各种因素造成的机械伤均会直接或间接地影响果蔬采后生理活动，同时为病原微生物侵染提供有利条件，从而加重果蔬损失。

物理保鲜即设施设备（冷链系统和气调设备）保鲜是果蔬贮藏保鲜技术发展方向的主流，但在当前发展中国家设施保鲜还不能被普遍采用的情况下，通过药剂处理来减少水果采后损失的措施由于成本低、操作方便和效果显著而受到人们的欢迎；如何将药剂处理与设施保鲜相结合从而更好地减少水果采后损失也成为人们研究的一个重要内容。

长期以来，化学药剂由于其效果好、成本低和使用方便等优势占据市场主导地位，但化学药剂在水果贮藏中的应用造成的高毒高残留问题越来越受到人们的关注。因此，开发安全、环保的天然源防腐剂和保鲜剂，已成为国内外开发研究的方向和热点（魏勤和何志刚 1997）。

1.1水果采后生理及常用的保鲜措施

1.1.1水果采后生理

1.1.1.1水果的呼吸代谢

呼吸作用是采后果实的一个最基本的生理过程，呼吸代谢一方面消耗营养，另一方面呼吸放热导致水果贮藏环境温度升高。呼吸作用的强弱与果实的成熟衰老、品质变化和贮藏寿命密切相关。贮藏保鲜一方面要使水果处于一种较低程度的有氧呼吸，另一方面又要避免无氧呼吸的发生，以达到延长果品贮藏寿命的目的（关军锋 2001）。水果的按呼吸类型分为跃变型果实和非跃变果实。

1.1.1.2水果的成熟和衰老

水果的成熟衰老进程决定着水果贮藏寿命，乙烯对不同呼吸类型水果有不同的影响。对于呼吸跃变型果实，乙烯处理会提早出现呼吸高峰，促进成熟，乙烯撤离，后熟作用不停止；对于非呼吸跃变型果实，乙烯处理也会产生一个类似的呼吸高峰，但一旦乙烯撤离，呼吸高峰就消失，不会出现后熟现象，再用乙烯处理，又会出现呼吸高峰，乙烯撤离高峰又消失，这样可以反复多次。乙烯是成熟衰老激素，所以乙烯的生物合成以及控制技术一直是采后贮藏保鲜研究的重点。

1.1.1.3水果的蒸腾作用

蒸腾作用主要是失水导致萎蔫和皱缩，降低新鲜度，破坏正常生理代谢过程，降低耐贮性和耐病性。失水作为水果贮藏保鲜要解决的一个重要问题，一般是通过保鲜袋包装和增加库内湿度等物理手段，打蜡和涂膜也可以减少果实失水。

1.1.1.4水果的休眠

水果贮藏保鲜就是要使水果处于一种“半死不活”的状态，尽可能地减少生命活动强度。果蔬休眠时使水果减轻了呼吸代谢和后熟衰老进程。可以通过一定的物理手段（辐射处理、温控和气调）以及药剂处理达到使果蔬休眠的目的。

1.1.1.5水果生理病害

水果生理病害主要包括冷害、冻害、低氧伤害、缺钙生理病害、化学伤害和高湿度生理病害。冷害是指水果冰点以上温度的不适低温造成的生理失调的伤害。冻害是指水果冰点以下温度的冻结造成的伤害。生理病害主要发生在设施设备保鲜过程中，一旦发生往往损失比较严重。

1.1.2水果贮藏常用的保鲜措施

1.1.

2.1物理技术保鲜

（1）临界低温高湿保鲜

20世纪80年代，日本北海道大学首先开展了这方面的研究，此后成为世界研究和开发的趋势。临界低温高湿保鲜是控制在冷害发生点温度以上0.5～1℃和相对湿度90～98%的环境中贮藏保鲜果蔬。这样可以有效地降低果蔬呼吸强度，使果蔬达到休眠状态，同时有效地降低果蔬失水。

（2）细胞间水结构化气调保鲜

结构化水技术是利用非极性分子在一定温度和压力条件下与游离水结合形成笼形水合物结构（Tanaka H. 1995）。该技术会使酶促反应塑料减慢，同时抑制水分蒸发（Oshita S. 1996）。

（3）电离辐射保鲜

电离辐射技术主要是杀死病原微生物和果蔬害虫，但也有人研究表明，在一定范围内复筛抑制了膜脂过氧化过程，保持了膜结构的完整性，从而抑制衰败过程（叶惠 2000）。

（4）高压静电场保鲜

高压静电保鲜技术能对果蔬的水分及代谢过程等进行不同程度的影响，但目前对于其保鲜的机理还不清楚。

（5）气调保鲜

A、机械设备气调保鲜利用机械设备人为地控制气调冷库中的气体组分而实现水果保鲜，气调与低温相结合使保鲜效果比普通冷藏更好。

B、塑料薄膜袋气调保鲜，也称MA自发气调保鲜。

C、塑料薄膜账气调贮藏保鲜这种方法是将水果放在用塑料薄膜帐造成的密封环境中实现气调保鲜。

D、减压贮藏保鲜和高压保鲜减压保鲜是是将水果置于密闭的库室内，用真空泵抽出大部分空气，使内部压力降到10kPa 左右，造成一个低氧的环境，乙烯等气体分压也相应降低。高压保鲜原理是在贮存物上施加一个由外向内的压力，使贮存物外部大气压高于其内部蒸汽压，形成一个足够的从外向内的正压差（汪禄祥 1996）。

（6）包装保鲜

包装保鲜主要是通过把水果转入一定的包装后达到保鲜目的，比如苹果套上网套可以减少机械伤，柑橘单果塑料袋包装可以减少机械伤和失水，同时还可以减少病原菌的扩散而减少腐烂。

（7）不含活性物质的打蜡保鲜

不含有杀菌活性成分或生理调节活性成分的果蜡涂膜打蜡，可以减少失水、抑制果实呼吸作用和阻碍病原微生物侵染等作用。

（8）采后热处理

水果采后热处理一般在35～50℃处理果实，旨在调节果实生理生化代谢，延缓果实的成熟衰老，从而达到延长果实保鲜期的目的，同时也可以减少病虫害的发生（王育林等 2001）。该方法具有无菌、无残留、无污染等特点。从1922年至今，已报道有十几种温带和热带果实经不同热处理后可防治20多种病原菌的危害。该技术在有些水果上已经实现商业应用，例如番木瓜、葡萄柚等（Couey 1989）。

1.1.

2.2药剂保鲜

药剂保鲜主要是通过保鲜剂直接或间接调节水果生理的而达到保鲜目的。起直接调节作用的保鲜剂是以水果的某个生化过程为作用靶标。比如1-MCP，它是与乙烯的受体结合，使乙烯不能够与其受体正常结合，从而使乙烯的催熟作用不能够发生而起到保鲜效果。起间接调节作用的保鲜剂是通过调节贮藏环境的气体成分而起到保鲜作用，主要有吸氧剂、乙烯吸收剂和二氧化碳吸附剂等（关文强1998）。比如高锰酸钾，它可以氧化乙烯，减少贮藏环境的乙烯浓度，从而达到保鲜的目的。

1.1.

2.3生物技术保鲜

日本科学家已找到产生乙烯的基因（林河通 1994），有人将ACC氧化酶的反义基因转入番茄，所得的转基因植株的成熟果实的乙烯释放置被抑制了87％。K1ee 等（1991）将一种ACC脱氨酶基因转人番茄中，这种酶能将ACC分解掉，所得到的转基因番茄纯合子后代中乙烯释放比对照下降了97％，并且果实后熟减慢。Oeller等（1991）通过促进番茄中ACC合成酶反义mRNA的表达，使得乙烯生物合成大大降低，转基因番茄的纯合子后代中乙烯合成的99.5％受到抑制，果实不能正常成熟，在室温下放置90-120d不变红不变软，只有通过外源乙烯或丙烯处理后才能诱导呼吸高峰的出现和果实的成熟。

1.2水果贮藏过程中的侵染性病害及常用的防腐措施

1.2.1水果贮藏过程中的侵染性病害

水果损失最终给人的直观感觉均是腐烂。由于病原微生物的侵染而引起果品发生的病害，称侵染性病害。有些微生物在水果成熟前和成熟后都会侵染水果导致腐烂，称为致病菌。但有些微生物是因为水果生理衰败后才生长的腐生菌，并不是造成发病腐烂的直接原因，但是会加重发病腐烂的严重程度。采前田间带病、采后机械损伤、贮藏温湿度条件管理不当均会促成侵染性病害的发生（刘晓冰和郭顺堂，2001）。果品的成熟衰老往往会降低水果自身的抗病能力，从而使贮藏期间的发病腐烂更加严重。

1.2.2水果贮藏常用的防腐措施

1.2.2.1物理技术防腐

低温、气调、热处理、空气放电技术、放射线同位素处理、电离辐射处理、高压静电处理和涂膜打蜡均可以有效控制贮藏病害的发生。

1.2.2.2 药剂防腐

药剂防腐主要是通过采前田间施用杀菌剂，采后杀菌剂浸果处理，储存库和包装物品杀菌消毒处理，贮藏期间熏蒸型防腐剂的使用以及杀菌剂结合涂膜材料涂膜打蜡处理等减少病原和病菌的侵染，从而达到防腐的目的。

1.2.2.3生物技术防腐

水果贮藏的生物防腐技术主要是拮抗微生物的应用和通过基因工程提高果品抗病性。80年代中期以来，在植物病害生物防治蓬勃发展的带动下，水果贮藏病