CN103859006A - 一种对水果进行保鲜及检疫处理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种对水果进行保鲜及检疫处理的方法，包括如下步骤：a)水果装箱；b)对果箱进行电子束辐照处理：电子束辐照总剂量为0.3-2.0kGy，所述电子束辐照的总次数为1-4次，单次电子束辐照剂量为0.3-0.6kGy；c)减压贮藏：对电子束辐照处理后的果箱进行减压贮藏处理。本发明采用电子束低剂量多阶段辐照结合减压处理，可有效抑制或杀灭水果中微生物、害虫及其酶活度，从而实现更有效的延长水果保鲜期与货架期、检疫除害的目的，同时在实际生产中无需要破坏水果原有的包装，操作方便，处理能力强。

Description

一种对水果进行保鲜及检疫处理的方法

技术领域

本发明属于农产品杀菌保鲜技术领域，具体地，涉及一种对水果进行保鲜及检疫处理的方法。

背景技术

植物检疫是影响国际间农产品贸易极为重要的因素，随着国际贸易的发展和贸易自由化程度的提高，各国实行动植物检疫制度对贸易的影响已越来越大。植物检疫除害处理是口岸检验检疫把关重要组成部分，其处理方法既关系到货物的质量，又涉及到有害生物的致死程度，还影响进境成本和通关速度。传统检疫处理措施主要为药剂熏蒸、冷热处理和销毁。由于熏蒸剂对环境和操作人员健康的危害，主要的熏蒸剂已被禁用或逐渐被禁用。

近年来，辐照处理技术以其安全、高效、快速的优势成为检疫处理的首选。电子加速器作为一种新型的辐照装置，在能源利用率、辐照效率、放射性废物污染等方面较钴源具有不可比拟的优势，利用加速器产生的高能电子束杀灭微生物和寄生虫、抑制果皮褐变、降低呼吸强度，从而达到延长货架期、检疫除害等目的，是目前国际上倍受关注的非热加工高新技术。

电子束处理对新鲜水果的营养品质无不良影响，但研究发现，电子束辐照处理工艺参数对新鲜水果色泽和果实硬度易产生影响，在一定程度上影响了辐照技术在新鲜水果采后检疫及保鲜中的应用。

新鲜水果是一种有生命的特殊商品，采后易发生腐烂、衰老和品质劣变。据统计，每年世界各地生产的水果在采收至销售期间的损失高达20%-40%。从上世纪二十年代至今，人们广泛应用化学方法进行保鲜，但化学保鲜剂存在化学毒性、残留、环境污染等问题。随着绿色食品观念和环保意识增强，开发安全、无污染的物理保鲜技术是水果采后业的研究热点和发展方向。

减压贮藏保鲜是在冷藏基础上再加上降低气压的条件，被称为21世纪的保鲜技术。按减压运行方式的不同，分定期抽气式(静止式)和连续抽气式(连续式)两种方式。

定期抽气式是从减压室内抽气达到要求的绝对真空压力后即停止抽气，适时补充空气并适当抽空，以维持规定的低压。连续抽气式是把减压室抽空到要求的低压，新鲜空气经过加湿器提高湿度后，再经压力调节器输入减压室，整个系统不问断地连续运转，即等量地不断抽气和输入空气，保持压力恒定。

一个有效的连续抽气式减压贮藏的技术关键或基本构成至少应包括四项必不可少的技术：从真空室内连续不间断地抽出气体；连续不间断地向真空室内供给饱和、低压新鲜空气；真空室内工作压力应低于3000Pa；真空室空箱相对湿度应在90%以上。

有研究认为生鲜园艺产品的贮藏压力若高于10kPa，其保鲜效果就很小或不明显。另外，传统加湿方法和设备都不能使真空室内保持很高的相对湿度而又不结露，而产品却应始终处于恒定的低压、低温和湿润新鲜的气体之中，否则果蔬易因换气频繁造成失水和易挥发性风味成分的散失使风味变淡。

因此，连续抽气式减压贮藏成本较高，操作中较为复杂，否则减压贮藏技术独特优势就不能充分体现出来。

中国专利文本：CN1969693A提出在减压贮藏中辅助空气等离子，起到等离子体保鲜和减压保鲜双重增效效果，但要求连续式抽气减压，配备空气等离子体发生器，整个贮藏过程中始终控制等离子浓度0-1000ppm，果蔬水分损失较大，建造成本和运行成本增加。

中国专利文本：CN1672529A提出一种三阶段减压保鲜方法，分别在果蔬贮藏初、中、末期采用高真空、中度真空、低真空贮藏，采用定期抽气式减压，蓄水加湿，运行成本较低，但操作较复杂，且不能满足对杀灭微生物和害虫的需求。

中国专利公开文本：CN102077860A提出一种白灵菇的电子束辐照保鲜方法，采用10MeV的高速电子加速器作为电子辐射源，辐照客体控制在选取1-10kGy的辐照剂量对采后的白灵菇进行辐照，辐照后存入4℃，相对湿度为75-85％的低温冷库中保存。可实现采后的白灵菇货架期延长5-7天，该专利主要应用电子束辐照结合低温贮藏，根据公开所述，该范围辐照的剂量较高，对产品的质构会产生不利的影响，同时后续的低温处理成本相对较高，在实际生产流通中也会带来诸多不便。

中国专利申请文本：201210031312.X提出关于食用菌CO₂包装低温低剂量辐照保鲜方法，该方法主要是通过对食用菌CO₂充气低温贮藏之后，进行辐照处理，从而达到保鲜的效果，方法的辐照的剂量低，但要求的辐照不均匀度要求高，在实际生产中难以实现，因为这对产品包装规格、辐照设备及环境操作要求高，这些会在很大程度上制约电子束辐照在果蔬加工中应用，与本发明的低剂量多阶段辐照技术有着很大的差异。

发明内容

本发明的目的是提供一种安全的可满足控制水果的虫害、杀灭微生物、抑制或钝化水果酶活性，从而起到水果的检疫除害、延长保鲜期的方法，特别是可以满足进出口水果检疫及其后续贮藏、流通与保鲜需求。通过多种物理技术组合，克服一种单一技术的缺点和局限性，复合协调增效，提高技术的有效性。

为达到上述目的，本发明主要采用如下技术方案：

一种对水果进行保鲜及检疫处理的方法，包括如下步骤：

a)水果装箱；

b)对果箱进行电子束辐照处理：电子束辐照总剂量为0.3-2.0kGy，所述电子束辐照的总次数为1-4次，单次电子束辐照剂量为0.3-0.6kGy；

c)减压贮藏：对电子束辐照处理后的果箱进行减压贮藏处理。

采用低剂量（果箱内水果吸收辐照总剂量为0.3-2.0kGy）多阶段（即辐照，翻转，再辐照处理）电子束辐照，可以有效避免由于电子束辐照剂量率过高对水果的质构破坏以及通过分阶段辐照处理有效降低单次辐照的剂量。充分利用电子束辐照与减压贮藏二者的协同增效作用，水果电子束辐照之后，如果在普通环境下贮藏，辐照之后的有害生物其生理机能会产生不同程度的自我修复，同样单一的减压贮藏其抑制微生物、害虫及其酶活度是有限，且对贮藏温度有较高要求。而二者联合作用，有着很强的协同效应，控制害虫、杀灭微生物及抑制酶活度起到更显著的作用，从而实现更有效的延长水果保鲜期与货架期、检疫除害的目的；此外，还由于二者处理技术结合的协同应用，电子束辐照剂量和减压贮藏绝对真空压力更低，因此可以更好保持水果原有色香味形，营养损失更小，失水率更低，在实际生产中无需要破坏水果原有的包装，操作方便，处理能力强，因此本发明方法具有很强的实际应用价值。

采用较低的单次辐照剂量，可有效避免单次辐照剂量过高可能产生的温度升高导致水果无法长期保藏的情况出现。根据水果实际吸收剂量调整后阶段辐照剂量，使得产品辐照剂量更精准，均匀度更高。

所述对果箱进行电子束辐照处理的方法为：对果箱单面或双面进行电子束辐照处理：所述对果箱单面进行电子束辐照处理方法为：对果箱六面中的一单面进行电子束辐照处理；对果箱双面进行电子束辐照处理方法为：同时对果箱相对两单面进行电子束辐照处理；或对果箱单面进行电子束辐照处理，然后将果箱翻转180°，对所述果箱单面的相对面进行电子束辐照处理；单面电子束辐照次数为1～2次。

其中，优选为对果箱单面或双面进行电子束辐照处理。所述果箱单面优选为果箱上表面。所述果箱单面的相对面即为果箱下表面。

所述果箱单面可为果箱左表面，此时所述果箱单面的相对面即为果箱右表面。

以上、下两表面为例，双面电子束辐照处理方法为：对果箱上表面进行电子束辐照处理，然后将果箱翻转180°，对果箱下表面进行电子束辐照处理；

同理，以果箱左、右两个表面为例，双面电子束辐照处理方法为：对果箱左表面进行电子束辐照处理，然后将果箱翻转180°，对果箱右表面进行电子束辐照处理。

另，所述电子束由电子束源提供，所述电子束源的数量为1～2个，分别设置于所述待辐照果箱单面的相对上方。

进一步地，电子束辐照方向与待辐照果箱的被辐照面垂直设置。

其中，对果箱单面进行电子束辐照处理，采用1个电子束源，设置于待辐照果箱单面的相对上方；同时对果箱相对两单面进行电子束辐照处理，采用2个电子束源，分别设置于待辐照果箱两单面的相对上方；同时对果箱相对两单面进行电子束辐照处理；或对果箱单面进行电子束辐照处理，然后将果箱翻转180°，对所述果箱单面的相对面进行电子束辐照处理，采用1个电子束源，设置于所述果箱单面的相对上方。所述电子束源为直线电子加速器。

其中，电子束辐照方向与待辐照果箱的被辐照面垂直设置。

又，所述电子束能量为10MeV，辐照不均匀度为1.1-1.5，电子束辐照重复扫描频率95-190pps，扫描宽度500-800mm。

另，所述减压贮藏处理中，绝对真空压力为10-80kPa，相对湿度80-95%，贮藏温度10-25℃。

进一步地，水果装箱前，对采摘的水果进行挑选、分级等采后保鲜技术处理。所述挑选、分级为选择成熟度适宜、无病虫害污染、无机械伤、未经化学制剂催熟的水果。所述水果选自香蕉、草莓、杨桃、芒果、番石榴、连雾或蓝莓。

本发明的有益效果在于：

通过电子束多段辐照结合减压处理可以有效克服辐照对新鲜水果表皮色泽、果实硬度的影响，延长水果的保质期，同时实现其杀菌、灭虫检疫与钝化酶活力等目的，可从以下几方面得到验证：

检疫处理更高效环保：传统化学熏蒸或热处理检疫方法，需要的时间较长，短则数小时，长达数天时间，而采用电子束方法处理新鲜水果是果箱通过加速器束下传送系统的流水线加工，每个包装水果在电子束下的处理时间仅需数秒钟，因此可实现批量快速即时的连续加工；此外，本发明所采用的各种处理技术均属物理加工范畴，且电子束处理不需要密闭的环境，不会对环境产生影响，且生产效率高，处理速度快。以果箱内水果吸收辐照剂量1.0kGy为例，一箱（长60cm×宽60cm）新鲜水果通过束下的处理时间只有3秒左右，也不产生化学污染。

有效维持水果的感官品质：低剂量电子束多阶段辐照结合减压处理，果实表观色泽得到有效保持，室温模拟货架期存放5-15天后，表皮褐变率大大降低，果实硬度基本保持不变。

有效保持水果的营养成分：通过低剂量电子束分次辐照结合减压贮藏，可以杀灭水果中的有害生物、抑制或钝化酶活性等作用，能够显著降低水果的呼吸强度，同时水果中微生物经辐照并在缺氧状态下，其代谢能力也受到极大的抑制，从而减少了微生物对水果营养成分的破坏。

保鲜期明显延长：电子束辐照结合减压处理，果实后熟过程受到抑制，电子束灭菌后菌落总数、霉菌和酵母、大肠菌群等指标下降，腐烂率明显下降，保鲜期延长，其中室温货架期可延长3-7天。产品可以保持其原有的色、香、味。综合而论，本发明采用电子束低剂量多阶段辐照结合减压处理的水果检疫与保鲜的方法可以有效抑制或杀灭水果中微生物、害虫及其酶活度，二者联合作用，有着很强的协同效应从而实现更有效的延长水果保鲜期与货架期、检疫除害的目的，同时在实际生产中无需要破坏水果原有的包装，操作方便，处理能力强。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

实施例1电子束分阶段辐照结合减压处理香蕉的方法

水果批发市场购买无机械伤、未经乙烯催熟的绿色香蕉，果箱为瓦楞纸箱（长50cm×宽35cm×高20cm），箱内加垫纸丝等填充物防止机械损伤。装箱，采用电子能量为10MeV直线电子加速器处理，双面辐照，每个面辐照采用单阶段，即对果箱单面（优选为果箱上表面，下同）辐照一次后，果箱翻转180°，电子束对所述单面相对面（即果箱下表面）辐照一次，单次辐照的剂量为0.5kGy，电子束辐照重复扫描频率158pps，扫描宽度550mm。辐照后果箱放入减压环境中室温（15-20℃）贮藏，绝对真空压力20-30kPa，相对湿度控制在80-90%。通过本发明处理的香蕉在室温贮藏7天后，香蕉果皮褐变指数为0。具体数据见表1。

采用本发明方法处理香蕉经过7天之后影响香蕉贮藏品质的主要指标变化情况表1所示。

表1采用本发明工艺处理的香蕉（贮藏7天）

实施例2电子束分阶段辐照结合减压处理草莓的方法

从大棚采收新鲜草莓，剔除腐烂等品质异常果实，采用瓦楞纸箱包装，包装规格为长30cm×宽30cm×高25cm，于4小时内进行辐照保鲜等加工。装箱，采用电子能量为10MeV直线电子加速器处理，双面辐照法，每个面辐照采用二阶段，即对果箱单面辐照两次后，果箱翻转180°，电子束对所述单面相对面辐照两次，单次辐照的剂量为0.5kGy，电子束辐照重复扫描频率158pps，扫描宽度600mm。辐照后果箱放入减压环境中（温度10-12℃）贮藏，绝对真空压力40-60kPa，相对湿度控制在85-95%，减压贮藏7天后，在室温下（10-20℃）继续存放3天后，经检测草莓腐烂指数小于10%，硬度保持在0.35kg/cm²以上，果实失重率小于5%，维生素C损失率小于4%，经过感官评价，果实风味无明显差异。

表2采用本发明工艺处理的草莓（贮藏10天）

实施例3电子束分阶段辐照结合减压处理杨桃的方法

水果批发市场购买新鲜冷藏的台湾杨桃，采用瓦楞纸箱包装，规格为（长52cm×宽40cm×高20cm）。电子束辐照工艺为，电子能量为10MeV直线电子加速器处理，双面辐照，每个面辐照采用单阶段，即对果箱单面辐照一次后，果箱翻转180°，电子束对所述单面相对面辐照一次，单次辐照的剂量为0.3kGy，电子束辐照重复扫描频率95pps，扫描宽度550mm。辐照后果箱放入减压环境中室温（15-25℃）贮藏，绝对真空压力50-80kPa，相对湿度控制在85-90%。通过本发明处理的台湾杨桃在室温贮藏7天后，果实色泽均匀，且其色泽的L，a，b值与处理前无显著差异，果皮褐变指数明显降低，失重率为2.1%。

表3采用本发明工艺处理的杨桃（贮藏7天）

实施例4电子束分阶段辐照结合减压处理芒果的方法

水果批发市场购买新鲜冷藏的澳洲芒果，采用瓦楞纸箱包装，规格为（长55cm×宽42cm×高18cm）。电子束辐照工艺为，电子能量为10MeV直线电子加速器处理，双面辐照，每个面辐照采用二阶段，即对果箱单面辐照两次后，果箱翻转180°，电子束对所述单面相对面辐照两次，单次辐照的剂量为0.3kGy，电子束辐照重复扫描频率95pps，扫描宽度600mm。辐照后果箱放入减压环境中室温（15-25℃）贮藏，绝对真空压力20-50kPa，相对湿度控制在80-85%。通过本发明处理的进口澳洲芒果在室温贮藏7天后，果实色泽均匀，果皮褐变指数在10%以内，失水率为1.8%，低于单一电子束处理和对照。

表4采用本发明处理工艺的澳洲芒果（贮藏7天）

实施例5电子束分阶段辐照结合减压处理番石榴的方法

水果批发市场购买新鲜冷藏的番石榴，采用瓦楞纸箱包装，规格为（长52cm×宽40cm×高20cm）。电子束辐照工艺为，电子能量为10MeV直线电子加速器处理，双面辐照，每个面辐照采用单阶段，即对果箱单面辐照一次后，果箱翻转180°，电子束对所述单面相对面辐照一次，单次辐照的剂量为0.4kGy，电子束辐照重复扫描频率127pps，扫描宽度550mm。辐照后果箱放入减压环境中室温（15-25℃）贮藏，绝对真空压力20-40kPa，相对湿度控制在80-85%。通过本发明处理的番石榴在室温贮藏7天后，果实硬度、总可溶性固形物、维生素C含量均高于单一电子束处理和对照。失水率为2.3%，低于单一电子束处理和对照。

表5采用本发明工艺处理的番石榴（贮藏7天）

实施例6电子束分阶段辐照结合减压处理连雾的方法

水果批发市场购买新鲜冷藏的连雾，采用瓦楞纸箱包装，规格为（长44cm×宽32cm×高20cm）。电子束辐照工艺为，电子能量为10MeV直线电子加速器处理，双面辐照，每个面辐照采用单阶段，即对果箱单面辐照一次后，果箱翻转180°，电子束对所述单面相对面辐照一次，单次辐照的剂量为0.3kGy，电子束辐照重复扫描频率95pps，扫描宽度500mm。辐照后果箱放入减压环境中室温（15-20℃）贮藏，绝对真空压力50-80kPa，相对湿度控制在85-95%。通过本发明处理的连雾在室温贮藏7天后，果实硬度、总可溶性固形物、维生素C含量均高于单一电子束处理和对照。失水率为1.9%，低于单一电子束处理和对照。

表6采用本发明工艺处理的连雾（贮藏7天）

实施例7电子束分阶段辐照结合减压处理蓝莓的方法

水果批发市场购买新鲜冷藏的蓝莓，采用瓦楞纸箱包装，规格为（长42cm×宽32cm×高6cm）。电子束辐照工艺为，电子能量为10MeV直线电子加速器处理，双面辐照，每个面辐照采用单阶段，即对果箱单面辐照一次后，果箱翻转180°，电子束对所述单面相对面辐照一次，单次辐照的剂量为0.6kGy，电子束辐照重复扫描频率190pps，扫描宽度500mm。辐照后果箱放入减压环境中室温（10-20℃）贮藏，绝对真空压力60-80kPa，相对湿度控制在80-95%。通过本发明处理的蓝莓在室温贮藏7天后，腐烂率及致病微生物大肠菌群含量明显下降。

表7采用本发明工艺处理的蓝莓（贮藏7天）

同时，可实现双面辐照的加速器同样适合同时对果箱相对两单面进行电子束辐照处理工艺，即通过多阶段电子束辐照，免除实施例中所采用的翻箱工艺，再结合减压处理，即可实现对水果进行保鲜及检疫处理的方法。

对果箱单面进行电子束辐照处理方法为：对果箱六面中的一单面进行电子束辐照处理，再结合减压处理，即可实现对水果进行保鲜及检疫处理的方法。

综上所述，本发明采用电子束低剂量多阶段辐照结合减压处理的水果检疫与保鲜的方法可以有效抑制或杀灭水果中微生物、害虫及其酶活度，二者联合作用，有着很强的协同效应从而实现更有效的延长水果保鲜期与货架期、检疫除害的目的，同时在实际生产中无需要破坏水果原有的包装，操作方便，处理能力强。

需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (8)

1.一种对水果进行保鲜及检疫处理的方法，包括如下步骤：

a)水果装箱；

b)对果箱进行电子束辐照处理：电子束辐照总剂量为0.3-2.0kGy，所述电子束辐照的总次数为1-4次，单次电子束辐照剂量为0.3-0.6kGy；

c)减压贮藏：对电子束辐照处理后的果箱进行减压贮藏处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对果箱进行电子束辐照处理的方法为：

对果箱单面或双面进行电子束辐照处理：

所述对果箱单面进行电子束辐照处理方法为：对果箱六面中的一单面进行电子束辐照处理；

对果箱双面进行电子束辐照处理方法为：同时对果箱相对两单面进行电子束辐照处理；或对果箱单面进行电子束辐照处理，然后将果箱翻转180°，对所述果箱单面的相对面进行电子束辐照处理；

单面电子束辐照次数为1～2次。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述电子束由电子束源提供，所述电子束源的数量为1～2个，分别设置于所述待辐照果箱单面的相对上方。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述电子束能量为10MeV，辐照不均匀度为1.1-1.5，电子束辐照重复扫描频率95-190pps，扫描宽度500-800mm。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述减压贮藏处理中，绝对真空压力为10-80kPa，相对湿度80-95%，贮藏温度10-25℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，水果装箱前，对采摘的水果进行挑选、分级等采后保鲜技术处理。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述挑选、分级为选择成熟度适宜、无病虫害污染、无机械伤、未经化学制剂催熟的水果。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水果选自香蕉、草莓、杨桃、芒果、番石榴、连雾或蓝莓。