CN113170817B - 一种适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法 - Google Patents
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Abstract
一种适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法，包括以下步骤：(1)生物抗菌涂膜剂配制：按照质量分数计包含以下组分，壳寡糖1％‑5％，羧甲基壳聚糖0.5％‑2％，中草药提取物1％‑8％，成膜助剂0.5％‑2％，防腐剂0.5％‑1％，余量为水；将上述物质依次加入并溶解于水中，充分搅拌至混合均匀；(2)涂膜处理：对清洗后的鲜果采用步骤(1)得到的生物抗菌涂膜剂进行涂膜处理；(3)干燥处理：步骤(2)得到的涂膜后鲜果经干燥后生物抗菌涂膜剂在鲜果表面成膜；(4)自发微气调处理：将步骤(3)得到的成膜后的鲜果装入自制的自发微气调袋进行贮藏。本发明是基于生物多效抗菌涂膜和自发微气调两种技术协同作用，实现优势互补，达到水果采后贮藏保鲜、延长货架期的最终目标。
Description
技术领域
本发明涉及农产品保鲜技术领域，尤其涉及一种适用于柑橘类水果采后贮藏保鲜方法。
背景技术
柑橘是芸香科下柑橘属、枳属和金柑属水果的总称，包括橘、柑、橙、柚、柠檬、来檬、枸橼、金柑等数十个大类品种，细分品种更是多达数百种。柑橘类水果由于富含维生素、膳食纤维、碳水化合物等营养物质同时具有酸甜爽口的口感，备受消费者青睐，目前在全球100多个国家和地区均有种植。据统计，2020年全球柑橘产量已超过1.5亿吨，是名副其实的全球第一大水果家族。但柑橘类水果在田间及采后极易受到微生物侵染而产生病害，其中在采后易发生的主要病害包括青霉病、绿霉病、白霉病、炭疽病、酸腐病、黑腐病、褐腐病、蒂腐病等，一旦发生病害，受感染果实必然面临整果腐烂的结局，同时还有可能向健康果实传染导致腐烂率持续增加。因此，柑橘类水果采后贮藏过程中对主要病害的防控是关键，同时，果实在采后的呼吸代谢、水分代谢、酶代谢等也是影响其贮藏品质的重要因素。
在柑橘类水果的采后贮藏和加工生产中，使用化学抗菌保鲜剂如百可得、多菌灵、苯来特、咪鲜胺、甲基托布津等进行浸泡处理仍是目前采用最多的一类方法，虽然这类化学抗菌保鲜剂杀菌抑菌效果好，但长期和大量使用会使水果产生抗药性，同时其生产和使用过程也会造成环境污染的问题。尽管国家对于化学合成杀菌剂使用时的稀释浓度、安全间隔期等均有严格规定，但在实际生产中不乏有些商家为了追求保鲜效果而增大用药量以及不严格执行安全间隔期就提前上市，这些不规范操作都会增加消费者食用水果后的安全风险。随着消费者食品安全和环境保护意识的进一步增强，寻求适用于柑橘类水果采后贮藏的更加绿色、安全、高效的保鲜技术将是行业大势所趋。
除了化学保鲜剂，目前应用于柑橘采后贮藏保鲜的主要技术包括诸如热处理、辐照处理、臭氧处理及气调技术等物理方法，食品级防腐剂、天然动植物提取物、可食性涂膜等化学方法，以及生物拮抗菌等生物方法。就这些方法而言，虽然它们相比化学抗菌保鲜剂具有更加绿色、安全的优点，在抑制呼吸作用、减缓水分蒸腾及流失、维持营养品质等方面起到了一定的保鲜应用效果，但尚无法达到化学抗菌保鲜剂高效杀菌抑菌的效果。
发明内容
针对当前大多使用的化学抗菌保鲜剂不环保、存在安全风险，同时单一的非化学保鲜剂的方法存在的保鲜效果有限的问题，本发明的目的在于提出一种基于多种技术相结合的适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法。
本发明的技术方案是提供一种基于生物抗菌涂膜和自发微气调的综合保鲜技术，利用生物多效抗菌涂膜处理起到杀菌抑菌的功效，减少病害发生，降低腐烂率；利用自发微气调袋使果实处于一个较低的呼吸水平，减缓水分流失，维持营养品质。通过两种技术协同作用，实现优势互补，达到水果采后贮藏保鲜、延长货架期的最终目标。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法，包括以下步骤：
(1)生物抗菌涂膜剂配制：按照质量分数计包含以下组分，壳寡糖1％-5％，羧甲基壳聚糖0.5％-2％，中草药提取物1％-8％，成膜助剂0.5％-2％，防腐剂0.5％-1％，余量为水；将上述物质依次加入并溶解于水中，充分搅拌至混合均匀；
(2)涂膜处理：对清洗后的鲜果采用步骤(1)得到的生物抗菌涂膜剂进行涂膜处理；
(3)干燥处理：步骤(2)得到的涂膜后鲜果经干燥后生物抗菌涂膜剂在鲜果表面成膜；
(4)自发微气调处理：将步骤(3)得到的成膜后的鲜果装入自制的自发微气调袋进行贮藏。
上述技术方案中，所述步骤(1)中，中草药提取物为肉桂提取物、桂枝提取物、银杏提取物、白薇提取物、松针提取物、丁香提取物、黄柏提取物中的任意一种或几种。这些中草药提取物中所含有的黄酮类、酯类、酚类化合物，以及有机酸、生物碱等活性成份对于柑橘致病菌具有高效的特异性的抑菌杀菌效果，而且提取物具有“多成分、多靶点”特点，因此不易产生抗药性。
上述技术方案中，所述步骤(1)中，成膜助剂为丙三醇、山梨醇、聚乙烯醇中的任意一种或几种。
上述技术方案中，所述步骤(1)中，防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠中的任意一种或几种。
上述技术方案中，所述步骤(1)中，混合温度为30℃～50℃，搅拌速率为300～1000r/min，搅拌时间15～30min。
上述技术方案中，所述步骤(2)中涂膜处理为浸涂、喷涂或刷涂中的任一种。浸涂的优点是无需特殊设备、工艺简单；喷涂的优点是形成的涂膜层均匀；刷涂的优点是涂膜层附着牢度强、厚实。
上述技术方案中，所述步骤(3)中，所述的干燥方式为自然风干、热风干燥或红外干燥中的任一种。自然风干有利于涂膜液自然干燥成膜；热风烘干能缩短烘干时间，提升烘干效率；红外干燥具有能源消耗低、处理效率高的优点。
上述技术方案中，所述步骤(4)中，所述的自发微气调袋是通过激光打孔制得微孔袋，微孔袋的材质为PE、OPP、PVC、BOPP中的任一种，微孔袋上均匀分布直径为50～500μm的小孔，孔间距为5～20mm，通过调整微孔的孔径大小、孔间距和微孔数量进而调整开孔面积为整袋面积的1％～5％，此时包装内可达到最佳的自发气调氛围，柑橘类水果的呼吸作用处于维持正常呼吸的较低水平。如开孔面积过低，则容易造成有害气体富集；而开孔面积过高，不利于水分保持。同时若孔径选择稍小，则孔间距可选择稍小，微孔数量稍多；若孔径选择稍大，则孔间距可选择稍大，微孔数量则相对较少。实验表明孔径直径50～500μm较好，若孔径过小，不利于有害气体流散，保鲜效果等同于密封袋，同时孔径过小，加工难度也越大；若孔径特别大，则不能形成自发气调的微气氛环境，效果与不使用包装袋区别不大。PE材质安全无毒，能保证食品安全；OPP材质具有较高的拉伸强度、冲击强度和刚性；PVC材质具有质轻、阻隔性好、耐酸碱等特点；BOPP材质强韧性、透明度优异。
本发明的有益效果是：
1、本发明中采用的生物抗菌涂膜，主要是以壳寡糖及羧甲基壳聚糖作为成膜载体，以对柑橘主要致病菌有抑菌作用的中草药提取物为主要抗菌成分，利用中草药提取物的特异性抑菌和壳寡糖及羧甲基壳聚糖广谱抗菌作用相结合，中草药提取物主要通过破坏菌体的细胞结构、干扰菌体细胞代谢过程，达到高效抑菌杀菌的作用，而且还具有“多成分，多靶点”的特点，不易产生抗药性。本发明技术方案中的中草药提取物来源于植物，壳寡糖及羧甲基壳聚糖来源于动物(昆虫及虾、蟹、贝等甲壳动物的壳)，除了具有高效抗菌功效，这层涂膜还具有一定的隔离保护、减少水分流失、降低呼吸强度的作用。
2、本发明中的生物抗菌涂膜所用原辅料均无毒无污染，克服了化学抗菌保鲜剂存在的安全风险和环境污染问题；而自发微气调处理技术属于物理保鲜方法，不会引发食品安全问题，利用微孔形成的自发气调氛围，使鲜果的呼吸作用降低至一个较低水平，所形成的微孔还具有透气防水的作用，可以避免包装内有害气体富集，同时可以减缓水分蒸腾流失。利用生物抗菌涂膜和自发微气调两种技术，通过结合两种技术的优点，协同增效，能实现高效的抗菌保鲜作用，达到“1+1>2”的效果。
3、本发明是基于生物多效抗菌涂膜和自发微气调两种技术结合的综合保鲜技术，利用生物多效抗菌涂膜处理起到杀菌抑菌的功效，减少病害发生，降低腐烂率；利用自发微气调袋使果实处于一个较低的呼吸水平，减缓水分流失，维持营养品质，通过两种技术协同作用，实现优势互补，达到水果采后贮藏保鲜、延长货架期的最终目标。
附图说明
图1为本发明应用效果对比图(63天)。
具体实施方式
下面对本发明实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本发明的保护范围。各组分按质量百分数计可以在上述范围做出合理调节。
实施例1
一种适用于柑橘类水果采后贮藏保鲜方法，包括以下步骤：
(1)生物抗菌涂膜剂配制：按照质量分数计包含以下组分，壳寡糖5％，羧甲基壳聚糖1％，中草药提取物5％，成膜助剂1％，防腐剂0.5％，余量为水；依次加入并溶解于水中，采用电动搅拌机充分搅拌至混合均匀；中草药提取物为肉桂提取物、桂枝提取物、银杏提取物，其中肉桂提取物、桂枝提取物、银杏提取物的质量比为1:1:1；成膜助剂为丙三醇；防腐剂为山梨酸钾；混合温度为30℃，搅拌速率为300r/min，搅拌时间为15min。
(2)涂膜处理：对清洗后的鲜果采用步骤(1)中的生物抗菌涂膜剂进行浸涂处理，浸泡时间为3min，浸泡温度为30℃～50℃。
(3)干燥成膜处理：将步骤(2)得到的涂膜后鲜果进行自然风干，使生物抗菌涂膜剂在鲜果表面成膜；
(4)自发微气调处理：将步骤(3)得到的成膜后的鲜果装入自发微气调袋进行贮藏。微孔袋的材质为PE，微孔袋上均匀分布直径为50μm的小孔，孔间距20mm，开孔面积为1％。
实施例2
一种适用于柑橘类水果采后贮藏保鲜方法，包括以下步骤：
(1)生物抗菌涂膜剂配制：按照质量分数计包含以下组分，壳寡糖1％，羧甲基壳聚糖2％，中草药提取物1％，成膜助剂0.5％，防腐剂1％，余量为水；将上述物质溶解于水中并混合均匀；中草药提取物为白薇提取物、松针提取物、丁香提取物，其中白薇提取物、松针提取物、丁香提取物的质量比为1:1:1；成膜助剂为山梨醇；防腐剂为山梨酸钾；混合温度为50℃，搅拌速率为1000r/min，搅拌时间为30min。
(2)涂膜处理：对清洗后的鲜果采用步骤(1)中的生物抗菌涂膜剂进行喷涂处理，喷涂时间为30s。
(3)干燥成膜处理：将步骤(2)得到的涂膜后鲜果进行热风干燥，使生物抗菌涂膜剂在鲜果表面成膜；
(4)自发微气调处理：将步骤(3)得到的成膜后的鲜果装入自发微气调袋进行贮藏。微孔袋的材质为OPP，微孔袋上均匀分布直径为500μm的小孔，孔间距为5mm，开孔面积为5％。
实施例3
一种适用于柑橘类水果采后贮藏保鲜方法，包括以下步骤：
(1)生物抗菌涂膜剂配制：按照质量分数计包含以下组分，壳寡糖2％，羧甲基壳聚糖0.5％，中草药提取物8％，成膜助剂2％，防腐剂0.8％，余量为水；将上述物质溶解于水中并混合均匀；中草药提取物为桂枝提取物、松针提取物、黄柏提取物，其中桂枝提取物、松针提取物、黄柏提取物的质量比为1:1:1；成膜助剂为山梨醇；防腐剂为苯甲酸钠；混合温度为40℃，搅拌速率为500r/min，搅拌时间为20min。
(2)涂膜处理：对清洗后的鲜果采用步骤(1)中的生物抗菌涂膜剂进行刷涂处理，刷涂时间为5s，刷涂次数为3次。
(3)干燥成膜处理：将步骤(2)得到的涂膜后鲜果进行红外干燥，使生物抗菌涂膜剂在鲜果表面成膜；
(4)自发微气调处理：将步骤(3)得到的成膜后的鲜果装入自发微气调袋进行贮藏。微孔袋的材质为PVC，微孔袋上均匀分布直径为100μm的小孔，孔间距为10mm，开孔面积为2.5％。
实施例4
一种适用于柑橘类水果采后贮藏保鲜方法，包括以下步骤：
(1)生物抗菌涂膜剂配制：按照质量分数计包含以下组分，壳寡糖3％，羧甲基壳聚糖1％，中草药提取物5％，成膜助剂1.5％，防腐剂1％，余量为水；将上述物质溶解于水中并混合均匀；中草药提取物为桂枝提取物、银杏提取物、白薇提取物，其中桂枝提取物、银杏提取物、白薇提取物的质量比为1:1:1；成膜助剂为山梨醇；防腐剂为苯甲酸钠；混合温度为35℃，搅拌速率为800r/min，搅拌时间为20min。
(2)涂膜处理：对清洗后的鲜果采用步骤(1)中的生物抗菌涂膜剂进行浸涂处理，浸泡时间为3min，浸泡温度为30℃～50℃。
(3)干燥成膜处理：将步骤(2)得到的涂膜后鲜果进行自然风干，使生物抗菌涂膜剂在鲜果表面成膜；
(4)自发微气调处理：将步骤(3)得到的成膜后的鲜果装入自发微气调袋进行贮藏。微孔袋的材质为BOPP，微孔袋上均匀分布直径为200μm的小孔，孔间距8mm，开孔面积为3％。
应用实施例
选择重量、大小、成熟度均匀的新鲜果冻橙(爱媛38号)140个，将其随机地分成8组，每组25个水果，其中处理组1-4组分别采用本发明实施例1至4的贮藏保鲜方法进行水果的保鲜贮藏处理。对照组1是以单一的生物抗菌涂膜浸泡处理，其技术参数同实施例1中的步骤(1)至步骤(3)。对照组2是以单一的自发微气调袋直接装袋贮藏，其技术参数同实施例2中的步骤(4)，未进行实施例2中步骤(1)至步骤(3)的处理。对照组3是采用未开微孔的密封袋贮藏。对照组4是未经涂膜和密封袋贮藏处理的裸放组，作为空白对照。
将7组水果同时放置在室内贮藏，贮藏时间为2020年11月22日至2021年1月22日，平均气温5-15℃，每隔一周抽样测定水果的失重率、腐烂数、维生素C、可溶性固形物(TSS)、可滴定酸(TA)等理化指标，每次每组抽检3个水果并取平均值(实验数据测试至1月8日，即49天)，同时拍照记录(拍照至1月22日，即第63天)，各处理组水果在贮藏49天后各项理化指标如表1所示，常温贮藏63天的各组水果应用效果对比如图1所示。
表1贮藏49天后各处理组及对照组水果各项理化指标值
| 组别 | 失重率(％) | 腐烂个数 | Vc(mg/100g) | TSS(％) | TA(％) |
| 实施例1 | 7.1 | 3 | 29.4 | 11.6 | 0.47 |
| 实施例2 | 6.3 | 2 | 27.7 | 12.2 | 0.54 |
| 实施例3 | 7.8 | 1 | 31.5 | 12.5 | 0.55 |
| 实施例4 | 7.5 | 2 | 26.9 | 11.7 | 0.53 |
| 对照组1 | 9.8 | 2 | 24.1 | 10.8 | 0.48 |
| 对照组2 | 8.4 | 4 | 27.2 | 11.8 | 0.52 |
| 对照组3 | 9.1 | 6 | 26.6 | 11.2 | 0.51 |
| 对照组4 | 12.3 | 7 | 21.6 | 9.8 | 0.45 |
从表1实验数据可以看出，实施例1至实施例4处理能将果实的维生素C、TSS、TA等营养指标维持在较高水平，对照组2和对照组3其次、对照组1次之，对照组3最低；实施例(1至4组)的腐烂率与对照组1相当，好于对照组2，对照组4腐烂率最高，对照组3次之，在第49天，共计7个和6个发生了腐烂；就失重率数据来说，效果从好到坏依次为：实施例2、实施例1、实施例4、实施例3、对照组2、对照组3、对照组1、对照组4。这说明经单一的生物抗菌涂膜浸泡处理的对照组1对于抑制腐烂有效但失重率仍处于较高值，而经单一的自发微气调袋处理的对照组2失重率较对照组1低，但腐烂率较高，数据对比表明，实施例处理(本发明技术方案)对柑橘类水果采后贮藏期的致病菌抑制、营养成分维持、水分流失减缓等方面均具有积极的效果，而对照组2和对照4之间；而对照组3高于对照组2是因为袋子完全密封造成袋内湿气大，滋生细菌引起腐烂加剧。同时从图1也可以看出，经49天贮藏后，实施例(1至4组)处理后果实在外观、质地等均保持良好，仍具有商品价值；对照组1可以看出表皮因失水发生皱缩，对照组2虽然果实质地变化不明显，但个别有蒂腐病发病迹象，同时对照组4果实失重尤其严重、水分流失明显、外观出现明显皱缩，还出现了蒂腐病发病前兆，商品价值大打折扣。以上实验数据和实物图说明本发明采用的贮藏保鲜方法相对于单一的保鲜技术(对照组1和对照组2)，具有更优的保鲜效果；相对于直接密封袋贮藏的对照组3和未经处理的对照组4，是一种绿色高效的保鲜方法。
以上实施例仅仅是对本发明技术方案所做的举例说明。本发明技术方案并不仅仅限定于在以上实施例中所描述内容的限制，而是以权利要求所限定的保护范围为准。本发明所属领域技术人员在该实施例的基础上所做的任何修改或补充或等效替换，都在本发明的权利要求所要求保护的范围内。
Claims (6)
1.一种适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）生物抗菌涂膜剂配制：按照质量分数计包含以下组分，壳寡糖1%-5%，羧甲基壳聚糖0.5%-2%，中草药提取物1%-8%，成膜助剂0.5%-2%，防腐剂0.5%-1%，余量为水；将上述物质依次加入并溶解于水中，充分搅拌至混合均匀；
（2）涂膜处理：对清洗后的鲜果采用步骤（1）得到的生物抗菌涂膜剂进行涂膜处理；
（3）干燥处理：步骤（2）得到的涂膜后鲜果经干燥后生物抗菌涂膜剂在鲜果表面成膜；
（4）自发微气调处理：将步骤（3）得到的成膜后的鲜果装入自制的自发微气调袋进行贮藏；所述步骤（1）中，中草药提取物为肉桂提取物、桂枝提取物、银杏提取物、白薇提取物、松针提取物、丁香提取物、黄柏提取物中的任意一种或几种，所述步骤（4）中，所述的自发微气调袋是通过激光打孔制得微孔袋，微孔袋的材质为PE、OPP、PVC、BOPP中的任一种，微孔袋上均匀分布直径为50~500 μm的小孔，孔间距为5~20 mm，开孔面积占整袋总面积的1%~5%。
2.根据权利要求1所述的一种适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法，其特征在于：所述步骤（1）中，成膜助剂为丙三醇、山梨醇、聚乙烯醇中的任意一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法，其特征在于：所述步骤（1）中，防腐剂为山梨酸钾、苯甲酸钠中的任意一种或几种。
4.根据权利要求1所述的一种适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法，其特征在于：所述步骤（1）中，混合温度为30℃~50℃，搅拌速率为300~1000r/min，搅拌时间15~30min。
5.根据权利要求1所述的一种适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法，其特征在于：所述步骤（2）中涂膜处理为浸涂、喷涂或刷涂中的任一种。
6.根据权利要求1所述的一种适用于柑橘类水果采后贮藏的多效综合保鲜方法，其特征在于：所述步骤（3）中，所述干燥处理的干燥方式为自然风干、热风干燥或红外干燥中的任一种。
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