鐘曼茜,劉 偉,翟舒嘉,睢國(guó)祥,蔡素艷,從心黎,*
(1.海南大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院,海南 ???570228;2.阿里巴巴集團(tuán),浙江 杭州 310020;3.上海三得農(nóng)業(yè)科技有限公司,上海 201900)
隨著人們生活水平的提高,水果已成為日常生活中不可或缺的生鮮食品之一,為人類(lèi)健康提供多元化營(yíng)養(yǎng)供給。熱帶水果風(fēng)味獨(dú)特,營(yíng)養(yǎng)豐富,深受消費(fèi)者喜愛(ài),在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占據(jù)重要地位。同時(shí),熱帶水果經(jīng)濟(jì)價(jià)值高,形成產(chǎn)業(yè)后有助于提高果農(nóng)收入,促進(jìn)鄉(xiāng)村振興。我國(guó)熱帶水果資源豐富,品類(lèi)繁多,其中以香蕉、菠蘿、荔枝、龍眼和芒果的產(chǎn)量較高,產(chǎn)地主要分布在我國(guó)海南、廣東、廣西、福建和云南5個(gè)省區(qū)[1]。然而,在熱帶水果采后貯藏保鮮過(guò)程中,存在呼吸強(qiáng)度高、貯藏期短、低溫敏感、保鮮難度大和易發(fā)生機(jī)械損傷等問(wèn)題,不利于我國(guó)熱帶水果產(chǎn)業(yè)健康、可持續(xù)發(fā)展。
本文針對(duì)香蕉、菠蘿、荔枝、龍眼和芒果5種產(chǎn)量較高的熱帶水果的貯藏保鮮技術(shù)研究和應(yīng)用情況進(jìn)行綜述,并結(jié)合產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況進(jìn)行評(píng)價(jià)分析,旨在為我國(guó)熱帶水果采后貯藏保鮮提供參考,以降低采后損失、增加果農(nóng)和企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益。
香蕉是世界上主要的熱帶和亞熱帶水果,而我國(guó)是世界香蕉生產(chǎn)的主要國(guó)家之一[2]。2011年,我國(guó)香蕉收獲面積為39.9 萬(wàn)hm2,總產(chǎn)量為1 070.6 萬(wàn)t,2021 年,香蕉的收獲面積為36.0 萬(wàn)hm2,總產(chǎn)量高達(dá)1 206.1 萬(wàn)t(圖1)。2011—2021 年,我國(guó)香蕉收獲面積整體呈下降趨勢(shì),平均年產(chǎn)量為1 165.0 萬(wàn)t,從2015年以來(lái)產(chǎn)量一直呈波動(dòng)上升趨勢(shì)(圖1)。
圖1 2011—2021年我國(guó)香蕉收獲面積和產(chǎn)量Fig.1 Harvested area and yield of banana in of China(2011—2021)
菠蘿原產(chǎn)于美洲熱帶地區(qū),是著名的熱帶水果之一。我國(guó)福建、廣東、海南、廣西和云南地區(qū)均有栽培。2011年,菠蘿的收獲面積為7.0萬(wàn)hm2,總產(chǎn)量為151.4萬(wàn)t,2021年時(shí)收獲面積為7.5萬(wàn)hm2,總產(chǎn)量高達(dá)230.2萬(wàn)t(圖2)。2011—2021年,我國(guó)菠蘿收獲面積整體呈先上升后下降趨勢(shì),產(chǎn)量顯著增長(zhǎng),年均增長(zhǎng)量為7.9萬(wàn)t(圖2)。
荔枝原產(chǎn)于我國(guó),是世界珍果,也是我國(guó)南方水果中久負(fù)盛名的佳果。我國(guó)是世界上荔枝栽培面積最廣、產(chǎn)量最大的國(guó)家,以品種多、果質(zhì)優(yōu)而著稱(chēng)。廣東、廣西、海南、福建、四川和云南栽培最盛。近10多年來(lái),我國(guó)荔枝收獲面積及產(chǎn)量波動(dòng)較大。2017年以來(lái),我國(guó)荔枝栽培面積逐年減少,截至2021年荔枝收獲面積為52.8 萬(wàn)hm2,產(chǎn)量為281.4 萬(wàn)t(圖3)。2011—2021年,我國(guó)荔枝收獲面積整體呈下降趨勢(shì),年均減少量為0.23 hm2,但產(chǎn)量顯著增長(zhǎng),年均增長(zhǎng)量為9.2萬(wàn)t(圖3)。
圖3 2011—2021年我國(guó)荔枝收獲面積和產(chǎn)量[3-6]Fig.3 Harvested area and yield of lychee in China(2011—2021)[3-6]
我國(guó)作為龍眼的原產(chǎn)國(guó),栽培歷史悠久,也是全球最主要的龍眼生產(chǎn)國(guó),福建、廣東、廣西和四川是龍眼的主產(chǎn)區(qū),海南、云南、貴州、重慶和臺(tái)灣省亦有種植。2011 年,我國(guó)龍眼收獲面積32.2 萬(wàn)hm2,產(chǎn)量達(dá)144.3 萬(wàn)t,之后趨于平穩(wěn),2019 年后有所下降,2021年收獲面積為23.4萬(wàn)hm2,收獲面積年均減少量為0.9 萬(wàn)hm2,產(chǎn)量從144.3 萬(wàn)t 提升至190.5 萬(wàn)t,年均增長(zhǎng)量為4.6萬(wàn)t(圖4)。
圖4 2011—2021年我國(guó)龍眼收獲面積和產(chǎn)量[7-8]Fig.4 Harvested area and yield of longan in China(2011—2021)[7-8]
芒果原產(chǎn)地在印度、緬甸、泰國(guó)、印度尼西亞和菲律賓等地區(qū),享有“熱帶果王”的美譽(yù)。我國(guó)是芒果生產(chǎn)大國(guó),2011年收獲面積為36.7萬(wàn)hm2,2021年,我國(guó)芒果收獲面積38.6萬(wàn)hm2,年均增長(zhǎng)量0.2萬(wàn)hm2,收獲面積整體呈先略有下降后緩慢上升趨勢(shì)(圖5)。2011年總產(chǎn)量為307.6萬(wàn)t,此后整體呈上升趨勢(shì),年均增長(zhǎng)量為8.9萬(wàn)t(圖5)。
圖5 2011—2021年我國(guó)芒果收獲面積和產(chǎn)量Fig.5 Harvested area and yield of mango in China(2011—2021)
香蕉屬典型的呼吸躍變型果實(shí),在呼吸高峰出現(xiàn)之前果實(shí)為硬綠狀態(tài)。隨著果實(shí)成熟,乙烯生成量急劇增加,呼吸高峰出現(xiàn),果皮變黃,澀味消失,淀粉轉(zhuǎn)化成糖,風(fēng)味變濃,果實(shí)變軟并散發(fā)出誘人的香味。但香蕉極易在采前、采后的處理過(guò)程中和物流運(yùn)輸過(guò)程中因處理不當(dāng)、堆疊擠壓及包裝摩擦等因素受到機(jī)械損傷,受傷后的果實(shí)呼吸作用增強(qiáng),果實(shí)提前變黃且微生物較易從傷口入侵引起腐爛。此外,香蕉對(duì)乙烯非常敏感,微量的乙烯即可促進(jìn)果實(shí)成熟,同時(shí)對(duì)低溫也很敏感,低于12 ℃貯藏時(shí)會(huì)導(dǎo)致果實(shí)遭受冷害,果面變黑,果心變硬,果實(shí)不能正常后熟。
菠蘿屬非呼吸躍變型果實(shí)。菠蘿果實(shí)對(duì)低溫比較敏感,過(guò)度低溫容易使菠蘿遭受冷害。受冷害的菠蘿顏色變暗,果肉呈水漬狀,果心變黑,風(fēng)味變淡。黑心病是菠蘿采后主要的生理病害,發(fā)病時(shí)無(wú)明顯的外部特征,只有切開(kāi)果實(shí)才能被發(fā)現(xiàn)。發(fā)病初期,在果基部的果心兩側(cè)出現(xiàn)水漬狀斑點(diǎn),之后斑點(diǎn)顏色變暗、范圍變大、斑點(diǎn)顏色變黑,嚴(yán)重時(shí)斑點(diǎn)互相聯(lián)結(jié)成一片,大部分果肉褐變[9]。
荔枝是最不耐貯藏的果品之一,其采收于夏季高溫時(shí)節(jié),采后果實(shí)迅速失水,在果皮失水20%后開(kāi)始褐變,當(dāng)失水達(dá)到60%~70%時(shí),果皮常常完全褐變,果肉品質(zhì)開(kāi)始下降。荔枝為非呼吸躍變型果實(shí),低溫條件下乙烯釋放量處于中低度范圍,將低溫貯藏的荔枝移入常溫,其乙烯釋放量快速上升,14 h 可高達(dá)17.6μL/L,大大縮短其貨架壽命[10]。
龍眼屬非呼吸躍變型水果,果實(shí)采收后無(wú)后熟現(xiàn)象。龍眼采收期正值高溫高濕季節(jié),生理代謝旺盛,在采后出現(xiàn)失水、果皮褐變、果肉自溶等現(xiàn)象,不耐貯藏。常溫條件下,1 d 內(nèi)龍眼果皮開(kāi)始褐變,3 d左右風(fēng)味變劣,果肉出現(xiàn)自溶現(xiàn)象,6 d 開(kāi)始變質(zhì),甚至完全腐爛[11-12]。
芒果屬典型的呼吸躍變型水果,采后呼吸代謝旺盛,果實(shí)一旦進(jìn)入躍變期,成熟進(jìn)程難以調(diào)控。采收后的芒果在常溫下放置3~4 d便可啟動(dòng)躍變,4~7 d則達(dá)到完熟[13-14],隨后果實(shí)迅速衰老,品質(zhì)下降,逐漸失去商品價(jià)值。
從環(huán)境氣象條件、水果生理生化特征、采收貯運(yùn)過(guò)程、微生物活動(dòng)等方面分析熱帶水果采后容易腐爛、不易貯藏的原因,主要有如下5 個(gè)方面。①采收季集中且正值高溫高濕季節(jié):熱帶水果主要采收于4—9 月,采收期過(guò)于集中且高溫高濕的氣候條件給熱帶水果貯藏保鮮帶來(lái)巨大壓力,因而加速了熱帶水果的腐爛。于生理代謝旺盛:熱帶水果采收后仍保持較為旺盛的生理代謝活動(dòng),呼吸作用強(qiáng),乙烯釋放量較大,且極易失水,易造成果皮萎蔫、褶皺和褐變,后熟進(jìn)程加快,貯藏周期縮短。③機(jī)械損傷與微生物侵染:熱帶水果大都皮薄汁多,在田間生長(zhǎng)發(fā)育期間,果實(shí)易遭受多種病原菌的侵染,在采收及貯運(yùn)過(guò)程中也極易受到機(jī)械損傷,且在貯運(yùn)過(guò)程中受到微生物侵染后逐漸顯現(xiàn)病癥,加速果實(shí)腐爛[15]。④褐變問(wèn)題:大多數(shù)熱帶水果的果皮中均含有大量的酚類(lèi)物質(zhì),在貯藏和運(yùn)輸過(guò)程中,酚類(lèi)物質(zhì)與多酚氧化酶結(jié)合形成醌類(lèi)物質(zhì),從而引起褐變。目前雖已嘗試采用多種貯藏保鮮方法抑制果實(shí)褐變,但褐變?nèi)匀皇怯绊憻釒A藏壽命的原因之一[16]。⑤低溫冷害:低溫貯藏可有效降低果蔬的生理代謝速率,延緩組織衰老,抑制微生物生長(zhǎng),從而降低腐損率,延長(zhǎng)貯藏期,但不適當(dāng)?shù)蜏睾烷L(zhǎng)期低溫貯藏時(shí)又會(huì)產(chǎn)生冷害,導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)劣變、貯藏壽命縮短,影響果實(shí)的商品價(jià)值,低溫冷害仍是制約熱帶水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題[17-18]。
熱帶水果在貯運(yùn)流通過(guò)程中損耗驚人,腐爛率達(dá)10%~20%,嚴(yán)重的高達(dá)40%以上[16]。加強(qiáng)熱帶水果采后貯藏保鮮的理論和技術(shù)應(yīng)用研究,減少流通過(guò)程中的損耗,是提高我國(guó)熱帶水果經(jīng)濟(jì)效益,進(jìn)一步促進(jìn)熱帶水果產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要途徑。本文梳理和歸納了目前我國(guó)熱帶水果實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)用較廣或應(yīng)用前景較大的貯藏保鮮技術(shù),分析其技術(shù)指標(biāo)、保鮮效果及優(yōu)劣勢(shì),具體保鮮技術(shù)主要包括保鮮劑處理(化學(xué)防腐劑、乙烯吸收劑和乙烯抑制劑以及生物涂膜保鮮)和物理保鮮(低溫冷藏、冷/熱激處理、氣調(diào)貯藏和減壓貯藏)兩種方式。
熱帶水果采后容易因真菌侵染引發(fā)采后病害,從而導(dǎo)致果實(shí)變質(zhì)和腐爛,采用保鮮藥劑處理可有效延緩采后病害的發(fā)生,減少采后損失。目前產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用較多的保鮮劑主要有殺菌劑、乙烯吸收劑和抑制劑、生物保鮮劑3種類(lèi)型。
4.1.1 殺菌劑處理
化學(xué)殺菌劑具有使用方便和成本低廉等特點(diǎn),在殺菌防腐、降低呼吸強(qiáng)度和延緩果實(shí)衰老等方面具有較好的效果,在熱帶水果保鮮上應(yīng)用較多[19]。采后常用的藥物有抑霉唑、咪鮮胺、特克多等,但苯來(lái)特、多菌靈等由于可能會(huì)出現(xiàn)致畸、致癌等問(wèn)題先后被禁用[20]。用赤霉素、施??撕蛽浜R蚧旌先芤簩?duì)芒果進(jìn)行熱藥處理,發(fā)現(xiàn)在13 ℃下芒果的貯藏期達(dá)40 d[21]。使用500μg/mL 咪鮮胺浸果1 min 可有效防治菠蘿果實(shí)采后黑腐病,保持菠蘿果實(shí)的品質(zhì)[22]。黃海雄等[23]使用SO2緩釋保鮮劑處理‘糯米糍’荔枝,發(fā)現(xiàn)于-2~0 ℃的自然通風(fēng)庫(kù)中貯藏100 d,好果率可達(dá)97%以上,果肉的SO2殘留量均低于食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定(0.05 g/kg)。使用80 mg/L二氧化氯對(duì)荔枝進(jìn)行保鮮,可有效抑制采后荔枝病害和褐變的發(fā)生,且顯著抑制了果實(shí)的呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量,從而保持果實(shí)的采后品質(zhì)[24]。但殺菌劑作為采后果蔬的使用方法須符合國(guó)家農(nóng)藥登記要求,使用不當(dāng)易帶來(lái)農(nóng)藥殘留超標(biāo)、抗藥性和環(huán)境污染問(wèn)題。近年來(lái),出于對(duì)食品安全的考慮,對(duì)果蔬采后的殺菌劑使用要求越來(lái)越嚴(yán)格,因此尋找安全、廣譜高效且無(wú)污染的保鮮劑已受到普遍重視。基于目前還未研究出高效、無(wú)毒、使用便捷和低成本的保鮮方法,化學(xué)殺菌劑仍然是果蔬采后保鮮使用較為普遍的方法。
4.1.2 乙烯吸收劑和乙烯抑制劑
乙烯吸收劑一般是以高錳酸鉀為乙烯吸收體,以蛭石、珍珠巖和沸石粉等多孔材料為其載體,將載體浸泡吸附高錳酸鉀飽和溶液后裝入袋中形成乙烯吸收劑,吸收果蔬在保鮮貯運(yùn)過(guò)程中釋放的乙烯。
乙烯抑制劑在乙烯的生物合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中起作用,大致可分為合成抑制劑和作用抑制劑兩大類(lèi)。其中,1-甲基環(huán)丙烯(1-Methylcyclopropene,1-MCP)是一種乙烯受體的競(jìng)爭(zhēng)性抑制劑,與水接觸后釋放出可揮發(fā)性氣體,特異性地與乙烯受體不可逆結(jié)合,阻斷乙烯與其受體的正常結(jié)合,降低果實(shí)對(duì)乙烯的敏感性,從而有效阻止內(nèi)源乙烯的合成和外源乙烯的誘導(dǎo)成熟與衰老作用[25]。一般在1~2 ℃環(huán)境下,1-MCP 氣體熏蒸12~24 h 后保鮮效果明顯。1-MCP 具有用量小、毒性低、環(huán)境污染小、操作簡(jiǎn)單和保鮮作用強(qiáng)等特點(diǎn)。在20 ℃條件下,用0.1 mL/m31-MCP處理18 h能有效延緩菠蘿果實(shí)內(nèi)部變黃和乙烯生成,抑制VC 和可溶性固形物含量的降低,10 ℃條件下貯藏期能延長(zhǎng)至4周[26]。
4.1.3 生物保鮮劑
近年來(lái)出于對(duì)食品安全的考慮,果蔬保鮮劑由低毒向無(wú)毒、可食性方向發(fā)展,包括淀粉、蛋白質(zhì)、多糖類(lèi)和具有生物活性成分的植物源保鮮劑等,其可代替合成性包裝材料,并作為抗氧化劑與抗微生物制劑的載體,對(duì)水分和氣體具有半透性屏障作用,可減少失水,抑制呼吸代謝,延緩后熟進(jìn)程,進(jìn)而延長(zhǎng)果實(shí)的貯藏期[27]。使用0.1%荸薺皮和殼聚糖復(fù)合提取液對(duì)香蕉進(jìn)行浸泡涂膜處理,可抑制香蕉的呼吸作用和蒸騰作用,有效降低果實(shí)失重率,延長(zhǎng)其貯藏期[28]。采用鈣基熱活化膨潤(rùn)土對(duì)芒果進(jìn)行涂膜保鮮處理可明顯抑制芒果的轉(zhuǎn)黃與腐敗,減少失水,延緩果膠降解,并推遲呼吸高峰的出現(xiàn)[29]。用0.2%抗壞血酸溶液浸泡菠蘿后,常溫下貯藏可顯著降低菠蘿黑心病的病情指數(shù),延緩并減輕菠蘿采后黑心病的發(fā)生[30]。以10 g/L 殼聚糖與0.2 g/L 納他霉素、10 g/L茶多酚、19.2 g/L 檸檬酸復(fù)合保鮮劑處理荔枝可有效抑制(4±1)℃冷藏過(guò)程中果實(shí)的腐敗,保護(hù)荔枝表皮顏色,貯藏至18 d時(shí)的保鮮效果明顯好于對(duì)照(10 g/L殼聚糖與19.2 g/L檸檬酸復(fù)合保鮮)[31]。用茶多酚對(duì)‘石硤’龍眼進(jìn)行保鮮處理,可提高龍眼果實(shí)貯藏期間的好果率,減緩果實(shí)失水并維持較好的貯藏品質(zhì)[32]。
4.2.1 低溫冷藏
目前,低溫冷藏是果蔬采后貯藏保鮮應(yīng)用最為普遍的方法,產(chǎn)區(qū)中一般結(jié)合臭氧消殺以起到保鮮的作用。適宜的低溫能抑制果蔬的呼吸作用和微生物繁殖,有效保持果蔬的采后品質(zhì),延長(zhǎng)果蔬貨架期[33]。大多數(shù)熱帶水果不耐低溫,適宜在10 ℃以上的條件下貯藏。
對(duì)于香蕉而言,貯藏溫度過(guò)低易發(fā)生冷害,貯藏溫度過(guò)高則會(huì)使香蕉“青皮熟”或迅速后熟轉(zhuǎn)黃,貯藏期及貨架期大大縮短。一般而言,低于11 ℃的貯藏溫度就會(huì)造成香蕉冷害,果皮呈暗灰色,表皮內(nèi)出現(xiàn)褐色條紋,果心變硬,味澀,甚至不能后熟[33]。
芒果對(duì)低溫非常敏感,其貯藏的溫度不宜過(guò)高或過(guò)低,一般最適溫度為12~13 ℃,相對(duì)濕度85%~90%,在此條件下可貯藏2~3周[34]。貯藏溫度低于8~10 ℃時(shí),芒果可能發(fā)生冷害,其冷害癥狀為果皮呈灰褐色燙傷樣冷害斑,且出斑部位皮下的果肉組織褐變[35]。冷害輕癥時(shí)果實(shí)從低溫環(huán)境中取出后逐漸出現(xiàn)癥狀,但嚴(yán)重冷害的果實(shí)則在低溫下即可出現(xiàn)針尖狀的暗綠色至淺褐色下陷斑[36]。冷害輕癥時(shí),果實(shí)褐斑較小且稀少,但隨著冷害加重,褐斑擴(kuò)大并連成片以致整個(gè)果面凹凸不平[37]。此外,冷害對(duì)芒果的后熟也會(huì)產(chǎn)生影響,嚴(yán)重冷害的果實(shí)轉(zhuǎn)入常溫后不能正常后熟[38]。
適當(dāng)?shù)牡蜏丨h(huán)境可減少菠蘿采后病害的發(fā)生,保持較好的貯藏品質(zhì),延長(zhǎng)貯藏期,但不耐低溫長(zhǎng)期貯藏。菠蘿黑心病是一種菠蘿果實(shí)的生理失調(diào)癥,嚴(yán)重影響其鮮食品質(zhì)。菠蘿黑心病表現(xiàn)為果實(shí)外部無(wú)感病癥狀,但剖開(kāi)后緊靠中軸的果肉變褐,故又稱(chēng)內(nèi)生褐斑。有研究表明,采前、采后低溫均能誘發(fā)菠蘿果實(shí)黑心病的發(fā)生[39-42]。但也有報(bào)道認(rèn)為,采后低溫貯藏可有效抑制菠蘿黑心病的發(fā)生。不同產(chǎn)地、品種及采收時(shí)間的菠蘿采后適宜貯藏溫度差異較大,適宜的貯藏溫度為7~13 ℃,貯藏溫度低于6 ℃時(shí)容易發(fā)生黑心病[43]。
荔枝在常溫下的呼吸強(qiáng)度比低溫貯藏條件下高約3 倍,在低溫3~5 ℃,相對(duì)濕度90%~95%條件下的保鮮期約為30 d,此條件下貯藏的荔枝雖然口感正常,但其出庫(kù)后在常溫下的貨架期比未經(jīng)冷藏的貨架期更短,在低溫下貯藏時(shí)間越長(zhǎng),出庫(kù)后褐變速度越快[43],這給荔枝遠(yuǎn)銷(xiāo)帶來(lái)較大困難。
龍眼果實(shí)對(duì)溫度較為敏感,不同品種及產(chǎn)區(qū)的龍眼所對(duì)應(yīng)的冷藏適溫不同。4 ℃低溫貯藏能夠顯著延緩‘石硤’和‘儲(chǔ)良’龍眼果肉的衰敗進(jìn)程[44]。3~4 ℃低溫貯藏可顯著降低‘福眼’和‘立冬本’龍眼果實(shí)的呼吸強(qiáng)度,抑制病原微生物生長(zhǎng),延緩果實(shí)衰老和果皮細(xì)胞膜透性增加,延遲果皮褐變,減緩果實(shí)失重和果肉營(yíng)養(yǎng)成分變化,同時(shí)抑制果肉自溶[45-46]。
4.2.2 冷激處理
冷激處理是指在不引起采后果蔬冷害和凍害發(fā)生的前提下進(jìn)行的短時(shí)低溫處理,通過(guò)冷脅迫誘發(fā)果蔬自身的生理抗性,以延長(zhǎng)果蔬貯藏期和提高果蔬貯藏品質(zhì)的物理保鮮方法,該方法具有操作簡(jiǎn)便、無(wú)化學(xué)污染和能耗低等特點(diǎn),易于大規(guī)模商業(yè)生產(chǎn),應(yīng)用前景廣闊[47]。
冷激處理可顯著推遲香蕉后熟過(guò)程中乙烯釋放高峰出現(xiàn)的時(shí)間,延緩果實(shí)的硬度下降、褪綠轉(zhuǎn)黃和淀粉降解,從而延遲香蕉果實(shí)的后熟[48]。采用-2 ℃低溫冷激處理一段時(shí)間后,可延緩香蕉多聚半乳糖醛酸酶(PG)和淀粉酶活性的升高,進(jìn)而抑制果膠和淀粉的降解,延長(zhǎng)貯藏期,同時(shí)果實(shí)的熱抗性增強(qiáng),即使在高溫條件下也能在一段時(shí)間內(nèi)維持較好的品質(zhì)[49]。將芒果置于0 ℃進(jìn)行冷激處理后可顯著降低果實(shí)在2 ℃下貯藏的冷害指數(shù)和冷害率,促進(jìn)可溶性固形物含量的升高,降低可滴定酸含量,使VC 含量處于較高水平,但對(duì)果實(shí)硬度的影響不大[50]。
4.2.3 熱處理
熱處理的原理是將果實(shí)采收后放置于適當(dāng)?shù)母邷叵露虝r(shí)處理,以殺死或抑制病原菌,改變酶活性,調(diào)節(jié)果實(shí)生理生化代謝,誘導(dǎo)果實(shí)產(chǎn)生抗逆性,從而達(dá)到貯藏保鮮的目的,其主要優(yōu)點(diǎn)在于無(wú)化學(xué)殘留、安全性高及簡(jiǎn)便有效[51-52]。在果業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家,熱處理技術(shù)已被商業(yè)性或半商業(yè)性地應(yīng)用于芒果、番木瓜、荔枝等熱帶水果上,其使用的溫度范圍和時(shí)間長(zhǎng)短與果實(shí)的品質(zhì)、采收成熟度、潛伏侵染菌量等有關(guān)[20]。經(jīng)42 ℃熱水浸泡15 min 的香蕉,相比未經(jīng)處理的果實(shí)能有效延緩表皮褐變2~4 d[53]。以‘Keitt’芒果為試材,用50 ℃熱水浸泡30 min 之后浸于13 ℃水中冷卻15 min 后,在6 ℃下貯藏9 d 仍能較好地維持VC含量并降低其呼吸速率,這可能是一種廉價(jià)、環(huán)境安全并能提高鮮切芒果品質(zhì)的保鮮方法[54]。荔枝于52 ℃熱水中浸泡1 min,并于5 ℃貯藏7 d 后置于22 ℃環(huán)境下存放至第12 天時(shí)僅出現(xiàn)個(gè)別的腐敗現(xiàn)象[55]。熱水浸泡處理同樣能有效抑制菠蘿的黑腐病害[56]。
4.2.4 氣調(diào)貯藏
氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)是目前國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的物理保鮮技術(shù)之一,它是根據(jù)果蔬的不同生理特性,通過(guò)調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境的氣體組分,降低氧氣(O2)濃度,提高二氧化碳(CO2)濃度,以降低果蔬呼吸作用等生理活動(dòng)的進(jìn)行,且對(duì)生理和病理性病害起到一定的抑制作用,從而達(dá)到延長(zhǎng)貯藏保鮮期的目的。氣調(diào)貯藏保鮮分為兩種類(lèi)型:一種是以通過(guò)果蔬自身呼吸代謝來(lái)降低所處環(huán)境中的O2含量、提高CO2含量的自發(fā)氣調(diào)貯藏(Modified atmosphere storage,MA),主要包括氣調(diào)包裝(Modified atmosphere packing,MAP)和塑料薄膜帳硅窗氣調(diào);另一種則是采用人工快速降氧的機(jī)械氣調(diào)庫(kù)貯藏(Controlled atmosphere storage,CA),主要依靠氣調(diào)庫(kù)自動(dòng)控制果蔬貯藏環(huán)境的各項(xiàng)參數(shù),包括溫度、相對(duì)濕度、氣體成分等[57]。
熱帶水果的品類(lèi)和品種不同,其氣調(diào)保鮮參數(shù)也各有差異。香蕉在高CO2和低O2貯藏條件下,呼吸作用受到抑制,呼吸躍變啟動(dòng)推遲,‘Prata’香蕉可以在25 ℃氣調(diào)包裝下貯藏14 d 或在12 ℃的氣調(diào)環(huán)境下貯藏28 d[58]。氣調(diào)包裝(12%O2+4%CO2)能抑制香蕉果皮的褐變和10 ℃下冷害的發(fā)生,延長(zhǎng)香蕉的貯藏壽命[59]。12~15 ℃下低氧處理可抑制芒果的呼吸作用,在3 kPa O2下能貯藏2~3周[60]。采用4%O2+5%CO2+91%N2處理的鮮切菠蘿,其感官品質(zhì)保持較好,貯藏期可延長(zhǎng)至15 d[61]。適宜的氣調(diào)貯藏參數(shù)(3%~5% O2+3%~5% CO2)可有效延長(zhǎng)荔枝的貯藏時(shí)間至42 d[62]。李勇祁等[63]研究表明,荔枝在3 ℃、6% O2+3%CO2+91%N2氣調(diào)環(huán)境下貯藏,60 d時(shí)仍保持良好的外觀(guān)和內(nèi)在品質(zhì)。將‘烏龍嶺’龍眼在氣調(diào)環(huán)境((4%±0.5%)O2+(3%±0.5%)CO2)下冷藏((2.5±0.5)℃、90%~95%RH)可明顯降低果皮的多酚氧化酶(PPO)、過(guò)氧化物酶(POD)活性并延緩這兩種酶活性的上升,降低果實(shí)的呼吸強(qiáng)度和果皮色素的降解,減少果皮褐變指數(shù)和腐爛率,從而提高果實(shí)商品率并延長(zhǎng)貯藏保鮮期[64]。
4.2.5 減壓貯藏
減壓貯藏又稱(chēng)負(fù)壓貯藏或低壓貯藏,是繼冷藏和氣調(diào)貯藏技術(shù)之后又一綠色無(wú)污染的果蔬物理保鮮技術(shù),具有操作簡(jiǎn)單、無(wú)化學(xué)藥劑殘留、食品安全性高等優(yōu)點(diǎn)[65-66]。其原理是將貯藏新鮮果蔬的密閉容器內(nèi)的部分空氣抽出,使果蔬始終處于恒定的低壓、低溫和濕潤(rùn)的環(huán)境條件下,從而降低果蔬的呼吸強(qiáng)度、抑制乙烯合成、推遲葉綠素降解等過(guò)程,達(dá)到延緩果蔬成熟衰老的目的。
將香蕉于80 mmHg 和150 mmHg 減壓條件下貯藏120 d仍可保持良好的色澤,且香蕉的質(zhì)地和風(fēng)味完好[67]。在12 ℃、20 kPa下可保持‘臺(tái)農(nóng)1號(hào)’芒果較低的轉(zhuǎn)黃指數(shù)和較高的硬度,并維持VC和有機(jī)酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[68]。李澤[69]研究發(fā)現(xiàn),60 kPa 減壓處理可明顯降低采后荔枝果實(shí)的褐變指數(shù)和腐爛率,保持較好的果實(shí)品質(zhì),并延緩貯藏期間荔枝果實(shí)品質(zhì)的劣變。
熱帶水果以鮮食為主,銷(xiāo)售價(jià)格受市場(chǎng)供求關(guān)系影響較大,容易出現(xiàn)“果賤傷農(nóng)”的現(xiàn)象,另外,在銷(xiāo)售環(huán)節(jié)中熱帶水果的高品質(zhì)穩(wěn)定供給是確保消費(fèi)者口感體驗(yàn)的保障,因此加強(qiáng)熱帶水果的采后保鮮技術(shù)研究與推廣應(yīng)用具有重要意義。熱帶水果的保鮮技術(shù)研究需從理論和生產(chǎn)實(shí)踐兩方面開(kāi)展,以解決其采后保鮮難題。一方面以熱帶水果的采后生理生化和微生物活動(dòng)為出發(fā)點(diǎn)研究其采后品質(zhì)變化機(jī)制;另一方面需要重點(diǎn)關(guān)注各保鮮技術(shù)在產(chǎn)業(yè)實(shí)際中的應(yīng)用情況,明確熱帶水果在生產(chǎn)過(guò)程中的有效保鮮技術(shù),將其轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力,并積極推廣使其具備規(guī)?;纳虡I(yè)應(yīng)用價(jià)值。
本文從各保鮮技術(shù)現(xiàn)階段的發(fā)展成熟度、生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛程度、生產(chǎn)操作簡(jiǎn)便性、應(yīng)用成本及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用分析5個(gè)維度進(jìn)行評(píng)價(jià),分析各保鮮技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用情況,具體評(píng)價(jià)情況如表1所示。
表1 保鮮技術(shù)評(píng)價(jià)維度Table 1 Dimensions of preservation technology evaluation
現(xiàn)階段,我國(guó)熱帶水果的貯藏保鮮仍以低溫貯藏、殺菌劑和乙烯吸收劑、乙烯抑制劑處理應(yīng)用最多,但長(zhǎng)期冷藏容易造成果實(shí)冷害、果皮褶皺和失水損耗。應(yīng)用保鮮劑的保鮮效果良好,但易因使用不當(dāng)導(dǎo)致食品安全問(wèn)題和影響水果的正常后熟。氣調(diào)保鮮技術(shù)作為國(guó)內(nèi)外較為先進(jìn)的物理保鮮技術(shù)之一,保鮮效果顯著,能緩解貯藏過(guò)程中的冷害發(fā)生,但因前期投入成本高,應(yīng)用受到限制。具有發(fā)展?jié)摿Φ谋ur技術(shù)如減壓貯藏、冷激處理及生物保鮮劑,因操作繁雜、生產(chǎn)損耗大、技術(shù)處于試驗(yàn)階段等原因未能在實(shí)際生產(chǎn)中得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。
熱帶水果的貯藏保鮮是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程,需將采前處理、采后貯藏、物流運(yùn)輸及銷(xiāo)售全鏈路各個(gè)環(huán)節(jié)聯(lián)結(jié)起來(lái),實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)、保鮮和銷(xiāo)售一體化的產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營(yíng),并進(jìn)行專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化及規(guī)?;a(chǎn),降低采后損耗,確保貯藏期及其品質(zhì)穩(wěn)定,根據(jù)銷(xiāo)售計(jì)劃實(shí)現(xiàn)及時(shí)供給,通過(guò)“高品質(zhì)、高溢價(jià)”的銷(xiāo)售模式增加果農(nóng)和企業(yè)的收益。
保鮮劑一直是抑制熱帶水果采后腐爛的主要處理方法,但基于環(huán)境與人類(lèi)健康等因素的考慮,在未來(lái)采后保鮮中的應(yīng)用將受到越來(lái)越嚴(yán)格的制約。低溫貯藏雖應(yīng)用較廣,建造成本適中,但仍存在較多的局限性,如長(zhǎng)時(shí)間低溫冷藏容易造成冷害、失水等問(wèn)題,且貯藏期有限。生物技術(shù)是一項(xiàng)具有一定應(yīng)用前景的貯藏保鮮技術(shù),但存在生產(chǎn)操作繁雜,人效成本高等不足,難以在近幾年得到較快發(fā)展和應(yīng)用推廣。如何開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保、保鮮效果顯著、應(yīng)用成本適中,且生產(chǎn)操作簡(jiǎn)便、適用于大規(guī)模商業(yè)化生產(chǎn)的保鮮技術(shù)將成為熱帶水果采后保鮮技術(shù)研究的重要方向之一,對(duì)促進(jìn)我國(guó)熱帶水果產(chǎn)業(yè)升級(jí),提高產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)利益者的收益,助力鄉(xiāng)村振興意義重大。