CN102422879B - 利用o3气体和低温减压方式延长砂梨保鲜期的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用O₃和低温减压方式延长砂梨保鲜期的方法，是将采摘的砂梨放置在密闭空间预冷，密闭空间的温度为-2～0℃，湿度为90%～98%，将气压由常压逐步减压到70~80kPa并保持在40~80kPa，12～24小时后进行第一次O₃处理，处理时间为30分钟，以后每隔1~3周处理一次，处理时间为30分钟/次；出库前，使密闭空间的压力逐渐回升到常压。其优点是：与现有单一处理使用相比，提高了砂梨货架期寿命，降解了果实中化学农药的残留，对环境无污染。经试验证明：本发明的砂梨果实货架期比对照组延长了30~60d，果实的农药残留降低了88.89%以上。

Description

利用O3气体和低温减压方式延长砂梨保鲜期的方法

技术领域：

本发明涉及一种延长砂梨保鲜期的方法，尤其是一种利用O₃气体和低温减压方式延长砂梨保鲜期的方法，属于果蔬保鲜贮藏技术领域。

背景技术：

梨皮薄、肉细、香甜、清脆、汁多、风味极佳，每100克梨的可食部分中，能量167.5千焦，约含蛋白质0.1克，维生素A原(胡萝卜素)0.01毫克，维生素B1 0.02毫克，维生素B2 0.01毫克，维生素C4毫克，烟酸0.2毫克。医界认为，梨子是百果之宗，在果品中地位重要，适宜性比苹果还要广泛，不爱吃梨的人很少。梨子有润肺、化痰、止咳、退热、降火、清心、解疮毒和酒毒的功效，常食可补充人体的营养。由于砂梨组织结构特殊，采后生理变化复杂，属于呼吸跃变型，贮藏期间易软化和腐烂，并伴有维生素C大量损失，常温下4～5d便失去商品价值，机械冷库也只能贮藏30～45d，且贮后好果率低，商品化程度不高。加之梨果实采收期较短，销售期过于集中，难以长期供应市场。因此，进行砂梨的贮藏保鲜技术研究，解决贮藏保鲜过程中存在的问题，对于发展我国砂梨高档名优水果种植面积，提高果农收入和延长市场供应期，增强国际竞争力等均具有重要的现实意义。

目前国外在果蔬保鲜领域采用的保鲜手段主要有物理和化学两大类，每一类衍生的新技术很多，各自依托不同的保鲜原理。各种保鲜手段的侧重点不同。但都是通过对保鲜品质起关键作用的三大要素进行调控：首先是控制其衰老过程，一般通过呼吸作用的控制来实现；其次控制微生物，主要通过腐败菌的控制来实现；第三为控制内部水分蒸发，主要通过环境相对湿度的控制和细胞间水分的结构化来实现。

臭氧(O₃)，又名富氧、超氧、三原子氧。O₃的沸点为-111.9±0.3℃，熔点为-192.5±0.4℃，临界温度为-12.1℃，临界压强为5.52MPa，是一种不稳定的活泼气体，在常温下呈淡蓝色，具有刺激性气味。O₃消毒氧化过程中，多余的氧原子[O]又结合成为分子氧(O₂)，不存在任何残留物质，解决了消毒剂残留物的二次污染问题，同时省去了消毒结束后的再次清洁[谭桂霞，陈烨璞.关于臭氧研究的进展.上海大学学报(自然科学版)，2004，10(5)：537～542.]。臭氧是一种良好的消毒剂和杀菌剂，既可杀灭消除果蔬上的微生物及其分泌的毒索，又能抑制并延缓果蔬有机物的分解，从而延长果蔬贮藏期。臭氧自1785年被发现以来，作为一种气体杀菌剂广泛应用在食品、运输、贮存、自来水生产等领域。臭氧气调保鲜是近年来国内开发的保鲜新技术，华南理工大学利用此技术对易腐烂的荔枝进行保鲜，有一定效果，其保鲜作用体现在三个方面：第一，消除并抑制乙烯的产生，从而抑制水果的后熟作用；第二，有的杀菌作用，可防止水果的霉变腐烂；第三，诱导水果表皮的气孔收缩，可降低水果的水分蒸发，减少失重。

临界低温高湿保鲜(CTHH)，20世纪80年代，日本北海道大学率先开展了冰温高湿保鲜研究，此后国内外研究和开发的趋势是采用临界点低温高湿贮藏，即控制在物料冷害点温度以上0.5～1℃左右和相对湿度为90-98％左右的环境中贮藏保鲜水果。临界点低温高湿贮藏的保鲜作用体现在两个方面：第一，水果在不发生冷害的前提下，采用尽量低的温度可以有效地控制果蔬在保鲜期内的呼吸强度，使某些易腐烂的水果品种达到休眠状态；第二，采用相对湿度高的环境可以有效降低水果水分蒸发，减少失重。从原理上说，CTHH既可以防止水果在保鲜期内的腐烂变质，又可以抑制水果的衰老，是一种较为理想的保鲜手段。临界低温高湿环境下结合其它保鲜方式进行基础研究是水果中期保鲜的一个方向。

减压贮藏(Hypobaric Storage)又称为低压贮藏(LPS)、半气压贮藏、真空贮藏等：技术关键是产品在密闭室内，抽出部分空气，使室内气压降低到一定程度，并在贮藏其间保持恒定的低压水平。抽出容器内部分空气，使内部气压降到一定程度，同时经压力调节器输送新鲜湿空气(RH80％～100％)。整个系统不断地进行气体交换，以维持贮藏容器内压力的动态和保持一定的湿度环境[康明丽，张平.减压贮藏理论及技术研究进展.食品与机械，2001，(2)：9-10]。由于降低了空气的压力.也就降低了空气中氧的含量，从而能够降低果蔬的呼吸强度，并抑制乙烯的生物台成；而且低压可推迟叶绿索的分解。抑制类胡萝卜素和番茄红素的合成，减缓淀粉的水解，糖的增加和酸的消耗等过程，从而延缓果蔬的成熟和衰老[郝晓玲，王如福.减压条件下梨枣生理变化的研究.食品科技，2004，7：91-93]。同时由于容器内气体交换及时，所以能迅速地排除减压室内果蔬贮藏的有害气体，如乙烯、乙醇、乙醛、乙酸乙酯、a-法呢烯等；也能防止和减少各种贮藏生理病害，如酒精中毒，虎皮病等。故用减压贮藏法可以保持新鲜果蔬品质、硬度、色泽等。同时减压贮藏也可用于肉类、花卉等的保鲜。在相同贮藏环境条件下、减压贮藏明显要比冷藏效果好。

梨果实贮藏期病害主要有真菌引起侵染性病害，如轮纹病、褐腐病、软腐病、青霉病、炭疽病等；以及梨果生理性病害，如黑皮病、黑心病、鸡瓜病等。臭氧是仅次于氟的强氧化剂，对细菌和病毒的杀灭作用很明显，故其对于果实采后侵染性病害，用臭氧气体处理完全去除果实上的病菌。而减压对果实生理性病害具有抑制作用，能够降低黑皮病、黑心病、鸡瓜病的发生率。采用低温可以有效地控制果蔬在保鲜期内的呼吸强度，使某些易腐烂的水果品种达到休眠状态。目前，生产上主要采用化学方法防治梨果实采后病害如1-MCP保鲜剂等，虽然农药在防治果实的病虫害和提高果实产量上发挥了巨大的作用，但不可避免的会存在残留。而利用臭氧的强氧化能力解决农药残留问题，因此，利用臭氧+减压处理对果实不仅对病害和生理性病害具有良好的抑制，还具有显著保鲜重用，加之在低温下保存使贮藏期极显著性延长。

目前，将O₃、低温和减压三种方式结合对砂梨贮藏保鲜技术的研究尚未报道。

发明内容：

本发明目的在于：针对砂梨的采收期较短，导致销售期过于集中，难以长期供应市场，提供一种利用O₃和低温减压方式延长砂梨保鲜期的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种利用O₃和低温减压方式延长砂梨保鲜期的方法，其特征在于：将采摘的砂梨放置在密闭空间预冷，密闭空间的气压由常压逐步减压到70～80kPa，密闭空间的温度为-2～0℃，湿度为90％～98％，最后，密闭空间的压力值保持在40～80kPa，12～24小时后进行第一次O₃处理，处理时间为30分钟，以后每隔1～3周处理一次，处理时间为30分钟/次；出库前，使密闭空间的压力逐渐回升到常压。

在本发明中：所述的密闭空间的气压由常压逐步减压到70～80kPa是指：气压由常压103.3kPa分步逐渐减压到70～80kPa，气压每下降5～10kPa为一减压级，相邻减压级之间恒压保持2～4小时，直至减到70～80kPa；所述的使密闭空间的压力保持在40～80kPa是指：当真空度下降到40～50kPa时，及时抽真空，当真空度达到70～80kPa时，停止抽真空；所述的出库前，使密闭空间的压力逐渐回升到常压是指：气压每上升5～10kPa为一升压级，相邻升压级之间恒压保持2～4小时，直至回升到常压103.3kPa。

在本发明中：所述的O₃处理是指：处理期间，O₃气体的浓度控制在100～200ppm范围。

在本发明中：所述的采摘的砂梨是指经过筛选的表皮无病虫害、无碰擦损伤的砂梨。

本发明的优点在于：将臭氧、低温、减压组合使用，与现有单一处理使用相比，具有明显增效，大大提高了货架期寿命，尤其是臭氧处理后在环境中较易降解，对环境和果实无污染，且可以分解果实中农药的残留。而减压贮藏除空气外不需要提供其他气体，减压贮藏库的降温速度相当快，故用减压贮藏的果蔬可不预玲，直接进库贮藏，减少了预冷费用。尤其在运输方面，节约了时间，加速了货物的流通速度。试验证明，采用本发明与不处理对照的砂梨相比，经臭氧、低温、减压组合使用处理后果实砂梨果实货架期延长了30～60d，果实的农药残留降低了88.89％以上。

具体实施方式：

实施例1：

不同压力处理方式对梨保鲜生理效应的影响

1.1材料

供试品种丰水梨于2010年8月15日采自江苏海安大安镇示范棚架园(均为套袋果)，树龄为9年生，株行距4m×4m，黄壤土，肥力中等，树形为三主枝拆衷形，管理水平中上等。采收当天运回江苏省农业科学院园艺所，挑选出大小相当，无机械伤和病虫害的果实供试验用。

梨轮纹病病菌(Pear perennial canker)是由江苏省农业科学院植保研究所提供。

SHB-III型循环水真空泵。

CENTER310数显自动温湿度记录仪。

1.2处理方法

1.2.1不同压力对果实硬度的试验

将运回来试验果放置在三个真空干燥器(去除干燥粉，并将CENTER310数显自动温湿度记录仪置于其中，下同)中同步进行预冷，预冷期间温度为(0±0.5)℃，湿度为90％～98％，压力由常压逐步降为70～80kPa，2小时后，再对其中两个真空干燥器进行减压处理，使三个真空干燥器的压力分别为80kPa、60kPa和40kPa，把他们作为三个实验组。所述的常压逐步降压的过程是：压力每下降5-10kPa，间隔2小时，依次循序，直至减到各处理的压力范围内(以下各项试验中涉及的入库预冷和逐步减压的过程均相同)，对照果实在常温下预冷24小时后进入真空干燥器101.3kPa(即常压)。每处理15个果实，重复三次。

出库检测前，每次上降压力5-10kPa，每次间隔时间2小时，直至压力升到常压(以下出库检测的处理均相同)。

采用日产GY-3型果实硬度计测定去皮果实硬度(下同)，结果见表1

表1.不同压力对梨果实硬度的影响

注：数据为贮藏到120大，每处理15个果测定平均值。相同手母表示差异个显者；具有个同手母表示差异显者(下同)。

由表1看出，减压能很好地保持果实硬度，在40～101.3kPa范围内压力越低，硬度越大。贮藏到120天，40和60kPa处理之间硬度表现无差异，且两者显著高于80kPa处理。

1.2.2不同压力对果实冷害及失重率的试验

冷害及失重率调查，即分别在0℃、-1℃、-2℃和-3℃温度下贮藏观察120天冷害情况及称重。采用称重法测定果实失重率(下同)，结果见表2。

表2.减压对梨失重和冷害的影响

注：表中数值为120天调查值。+表示轻度冷害，果皮皱缩纹面积＜5％，无水浸状斑；++表示中度冷害，果皮皱缩面积5～20％，有少许水浸状斑；+++表示重度冷害，果皮皱＞20％，有大面积水浸状斑。

由表2看出，梨贮藏120天，-1℃101.3kPa压力(常压)和-2℃80kPa压力处理同时出现轻微冷害，可见减压能减缓冷害，并由此推断，在40kPa～60kPa下梨果实贮藏温度可降低到-1℃～-2℃，这比常压下贮藏温度(0℃)降低了2℃。果实失重主要由水分蒸腾引起，只要贮藏环境水分充足，低压能减缓梨果实失重。

1.2.3不同压力对接种抗菌的试验

待10个平板表面梨轮纹病病菌(Pear perennial canker)菌落产孢后，用800ml 0.85％NaCl无菌生理盐水洗入1000ml容量瓶中，加玻璃球充分摇匀，定容，再稀释1倍制成菌悬液，用血球计数板法镜检得孢子浓度每毫升大于10⁸个。选取经常温预冷后的健康梨，用水冲洗干净，2％次氯酸钠消毒3分钟，再用无菌水冲洗数次，分别侵染刺伤回接果和侵染未刺伤正常果。方法是：用针在每个果面轻微扎2个小眼，将刺伤果和未刺伤果逐个在菌悬液中浸蘸，放置在15～20℃、不同压力下培养，每处理15个果，重复3次。用作统计孢子数的果，培养6d，每重复随机取5个果，100ml无菌水充分清洗果面，将带菌液摇匀，用血球计数板法观察孢子数，每处理作3个板，每板随机观察3个小方格，计算9个小方格平均孢子数。用作腐烂率试验的果，培养30d，调查腐烂率。

果实腐烂率为腐烂果数/调查总数；好果率为好果数/调查总数(下同)，结果见表3。

表3.不同压力对梨轮纹病和果实腐烂的影响

注：每处理重复3个皿球计数椒，每个皿球计数椒随机观察3个小方格，表中梨轮纹病病菌包子数无数为9个小方格平均值。

梨果实贮期主要病害为梨轮纹病，将病原菌侵染回接果和侵染正常果分别放置在不同压力下室温培养(15～20℃)。由表3看出，减压具有抑制梨轮纹病孢子繁殖和降低梨果实腐烂率的作用。经方差分析和多重比较，以40.5kPa处理效果为佳。

1.2.3不同压力对果实呼吸速率的试验

在测定果实呼吸速率试验前，先将进行递度减压后，再进行梯度抽真后，于12小时后测定果实呼吸速率。

果实呼吸采用GXH-3010D型红外CO₂分析仪测定(下同)，结果见表4。

表4.不同压力对梨果实呼吸速率的影响

实施例2：

不同浓度的臭氧气体对梨保鲜生理效应的影响

2.1材料

臭氧发生器(是德国产Modular 4HC型)。

臭氧检测器(是日本产Gas sampling Pump GV-100S)

其它同实施例1相同。

2.2处理方法

由臭氧发生器提供臭氧，臭氧浓度分别为0ppm(Control)、20ppm、70ppm、100ppm、140ppm、200ppm、270ppm七个处理。

2.2.1不同臭氧对果实硬度的试验

将常温预冷好的梨果实分别装入各处理真空干燥器，每处理6.0kg左右果实，臭氧处理时间每次均为30分钟，处理期间浓度不变(通过臭氧检测器监控)。每隔2周进行一次O₃处理，其同它方法与实施例1中1.2.1相同。所有操作及贮藏均在(0±0.5)℃真空干燥器中进行。结果见表5。

表5.不同臭氧浓度对梨果实硬度的影响

注：数据为贮藏到120天，每处理15个果实测定平均值。相同字母表示差异不显著；具有不同字母表示差异显著。

由表5看出，贮藏120天，O₃在0～200ppm之间，随浓度增大，果实硬度增加，而当到270ppm浓度时，果实硬度反而下降，其中140ppm处理果实硬度为在所有处理中硬度最大。

2.2.2不同臭氧对接种抗菌的试验

待10个平板表面梨轮纹病病菌(Pearperennial canker)菌落产孢后，用800ml 0.85％NaCl无菌生理盐水洗入1000ml容量瓶中，加玻璃球充分摇匀，定容，再稀释1倍制成菌悬液，用血球计数板法镜检得孢子浓度每毫升大于10⁸个。选取经常温预冷后的健康梨，用水冲洗干净，2％次氯酸钠消毒3分钟，再用无菌水冲洗数次，分别用针刺伤果实。方法是：用针在每个果面轻微扎2个小眼，将刺伤果和未刺伤果逐个在菌悬液中浸蘸，放置在15～20℃、不同压力下培养，每处理15个果，重复3次。用作统计孢子数的果，培养6d，每重复随机取5个果，100ml无菌水充分清洗果面，将带菌液摇匀，用血球计数板法观察孢子数，每处理作3个板，每板随机观察3个小方格，计算9个小方格平均孢子数。用作腐烂率试验的果，培养30d，调查腐烂率，结果见表6。

表6.不同臭氧浓度对梨轮纹病和果实腐烂的影响

注：每处理重复5个皿球计数椒，每个皿球计数椒随机观察3个小方格，表中梨轮纹病病菌包子数无数为9个小方格平均值。

将梨病原菌侵染回接果和侵染正常果分别置于不同O₃浓度下进行侵染试验。表6看出，O₃具有抑制霉菌孢子繁殖和降低枣果腐烂率的作用，O₃在0～270ppm之间浓度越大，效果越好。

实施例3：

低温、减压、臭氧浓度对果实轮纹病抑菌效果正交试验

在实施例1的基础上筛选出适宜梨果实贮藏低温为0℃、-1℃和-2℃及压力40kPa、60kPa和80kPa。

在实施2的基础上筛选出适宜梨果实低温下贮藏臭氧浓度100ppm、140ppm和200ppm。

3.1材料

同实施2相同。

3.2方法

3.2.1L9(3⁴)正交试验

选用设计进行4因素3水平的正交试验(表7)。

表7  L₉(3⁴)因子水平表

根据设计安排9组实验，每组接种15个果实，接种方法同实施例2中的2.2.2。试验结果见表8。

表8  低温、减压、臭氧及对果实轮纹病抑菌效果正交试验

从表8的方差分析结果可见，A、B、C、D因子均对实验结果有显著性影响，其中B因子R(极差)最大，A因子和D因子R(极差)次之，C因子R(极差)最小，这反映压力对好果率影响最大，其次是温度，再次臭氧处理周期，臭氧气体浓度影响最小，最佳水平组合是A282C1D1，即该品种的最适培养基配方为：温度(-1℃)，压力(60kPa)，臭氧(100PPm)，臭氧处理周期(1周)。从平均值结果直观分析，处理5和6之间无显著差异，且处理5显著最高，其次处理2和3显著水平与处理6相当。

实施例4：

低温、减压、臭氧联合处理对梨果实货架期的影响

本实施例基于实施例3选出的以下4个组合作为实验组：

处理1：0℃+60kPa+140ppm+臭氧2周/次；

处理2：0℃+40kPa+100ppm+臭氧3周/次；

处理3：-1℃+60.1kPa+100ppm+臭氧1周/次；

处理4：-1℃+40kPa+200ppm+臭氧2周/次；

处理5：0℃为对照组.

4.1材料

与实施例1相同。

4.2方法

在特定的四个组合实验组和一个对照组存放条件下，分组分别贮藏120天，期间分别对各组中的材料按照实施例1的方式进行处理和检测，结果见表9～表12

表9.

表10.

表11.

表12

由表9、表10、表11、表12中可知，在真空干燥器中共贮藏120天，其中以-1℃+60kPa+100ppm+O₃1周/次处理贮藏保鲜效果最好，其次-1℃+40kPa+200ppm+O₃2周/次和0℃+40kPa+100ppm+O₃3周/次处理，而0℃+60kPa+140ppm+O₃2周/次处理最差，各处理组比0℃对照果实延长了30～60天。

实施例5：

对实施例4中4个实验组处理贮藏120天和对照组贮藏60天果实中果肉进行农药残留进行了测定。

5.1材料与方法

材料品种和来源与实施例1相同。

在梨树生长期，即花后每隔15天喷施一次80％代森锰锌1200倍液。

果实中的代森锰锌残留量测定分别按照国家标准(GB/T 20700-2006)方法进行，重复3次。

采收当天运回江苏省农业科学院园艺所，于阴凉处散热，挑选出大小相当，无机械伤和病虫害的果实，重复实施例4，对4个实验组处理贮藏120天和对照组贮藏60天果实中农药残留进行了测定，结果见表13。

表13

由表13可知，4个实验组的果实中代森锰森残留量比对照组果实中的代森锰森残留量下降88.89％以上。

Claims (2)

1.一种利用O₃和低温减压方式延长砂梨保鲜期的方法，其特征在于：将采摘的砂梨放置在密闭空间预冷，密闭空间的气压由常压逐步减压到70~80kPa，密闭空间的温度为0±0.5℃，湿度为90%～98%，预冷两小时后，密闭空间的压力再由70~80kPa逐步减压到40~60kPa，并使密闭空间的温度保持在-2～0℃，湿度保持在90%～98% ，当真空度回升到70~80kPa时，及时抽真空，当真空度达到40~60kPa时，停止抽真空，12～24小时之间进行第一次O₃处理，处理时间为30分钟，以后每隔1~3周处理一次，处理时间为30分钟/次；出库前，使密闭空间的压力逐渐回升到常压；

所述的逐步减压是指：气压每下降5~10kPa为一减压级，相邻减压级之间恒压保持2~4小时，直至减到特定的气压；所述的出库前，使密闭空间的压力逐渐回升到常压是指：存放气压每上升5~10kPa为一升压级，相邻升压级之间恒压保持2~4小时，直至回升到常压103.3kPa；

所述的O₃处理是指：处理期间，O₃气体的浓度控制在100~200ppm范围。

2.根据权利要求1所述的利用O₃和低温减压方式延长砂梨保鲜期的方法，其特征在于：所述的采摘的砂梨是指经过筛选的表皮无病虫害、无碰擦损伤的砂梨。