專利名稱：一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理方法，屬于果蔬貯藏保鮮技術(shù)，專用于蘋果果實(shí)采后貯運(yùn)過程中腐爛的控制和品質(zhì)保持。
背景技術(shù)：
蘋果(Apple)，學(xué)名Malus spss，屬于薔薇科(Roascease)蘋果屬(Malus)，是多年生落葉喬木。目前，蘋果是世界范圍內(nèi)的第一大水果，在世界上88個(gè)國家和地區(qū)種植生產(chǎn)。從1994年起，我國的蘋果產(chǎn)量占世界的第一位，也成為我國的第一大水果品種。2005年，全國水果總面積(含瓜果)為1224萬公頃，總產(chǎn)量(含瓜果)達(dá)到16,120萬噸，其中蘋果園總面積為189萬公頃，蘋果產(chǎn)量達(dá)到2401.1萬噸，分別占全國總量的15.4％和14.9％。
蘋果采后的病害可以分為生理性病害和侵染性病害。蘋果采后主要生理性病害之一是虎皮病，主要的侵性性病害是炭疽病、青霉病、灰霉病，其病原菌分別為Colletotrichumacutaccon、Penicillium expansum、Botrytis cinerea。這些病害發(fā)生率高、即使在低溫冷藏過程中也會(huì)大規(guī)模的發(fā)病，從而給果農(nóng)和相關(guān)企業(yè)造成嚴(yán)重的損失。一直以來，使用化學(xué)試劑是我國防治蘋果采后病害的主要手段。
但是，化學(xué)試劑的長(zhǎng)期使用一方面使得病原菌產(chǎn)生耐藥性；另一方面，隨著人們對(duì)食品安全和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷提高，化學(xué)試劑在食品生產(chǎn)加工中的應(yīng)用受到越來越多的限制。近年來，我國出口農(nóng)產(chǎn)品由于化學(xué)試劑殘留超標(biāo)而被退回的事件屢有發(fā)生，其中包括蘋果的出口。尋找一種可替代的無毒無殘留的處理方法成為采后處理研究領(lǐng)域的重要課題。目前，采后熱處理(Heat treatment)方法受到越來越多的重視，該處理能對(duì)果實(shí)生理產(chǎn)生有利影響，提高果實(shí)的貯藏品質(zhì)、減輕冷害、同時(shí)還能控制病害和蟲害(Lurie，S.1998.Postharvest heat treatments[J].Postharvest Biology and Technology，14，257-269)。
熱處理包括熱空氣處理(Hot air treatment)、熱水處理(Hot water treatment)等方法。在蘋果的保鮮抗病研究中常采用熱空氣處理方式，尤其是38℃ 4d熱空氣處理被認(rèn)為是蘋果熱處理溫度和時(shí)間的最佳組合(Klein，J.D.and Lurie，S.1990.Prestorage heattreatment as a means of improving poststorage quality of apples.Journal of the AmericanSociety for Horticultural Science，115，265-269)。該處理能有效的降低蘋果貯藏過程中的呼吸強(qiáng)度、乙烯釋放量和細(xì)胞膜透性；延緩果實(shí)的軟化速率、提高貯藏后果實(shí)的硬度、脆度；研究者認(rèn)為熱空氣處理對(duì)果實(shí)乙烯釋放量的抑制或者乙烯高峰的推遲導(dǎo)致了對(duì)蘋果其他品質(zhì)、生理產(chǎn)生了有利影響，其中熱空氣處理對(duì)果實(shí)硬度、脆度等質(zhì)地品質(zhì)影響最為有利，而質(zhì)地品質(zhì)被認(rèn)為是蘋果最重要的品質(zhì)指標(biāo)，感官評(píng)定也認(rèn)為該處理能提高果實(shí)的整體可接受程度(Lurie S.and Klein D.1990.Heat treatment of ripening applesdifferential effects on physiology and biochemistry[J].Physiologia Plantarum，78181-186；Lurie，S.and Nussionovitch，A.1996.Compression characteristics，firmness，and textureperception of heat treated and unheated apples[J].International Journal of Food Science andTechnology，311-5；Klein，J.D.，Abbott，J A.，Basker，D.，et al.1998.Sensory evaluation ofheated and calcium-treated fruits[J].Acta Horticulturae，464467-471.)除了對(duì)蘋果品質(zhì)產(chǎn)生的有利影響之外，38℃ 4d熱空氣處理能有效的控制蘋果采后病害的發(fā)生?；⑵げ∈翘O果采后的生理性病害之一。研究表明，38℃ 4d熱空氣處理可以減少蘋果果皮中a-法尼烯的積累，延緩蘋果虎皮病的發(fā)生，降低虎皮病的嚴(yán)重程度(Lurie，S.，Klein，J.D.and Arie，R.B.1990.Postharvest heat treatment as a possible means ofreducing superficial scald of apples[J].Journal of Horticultural Science，65，503-509)。
蘋果采后主要的侵染性病害是青霉病、灰霉病、炭疽病。研究表明，38℃ 4d熱空氣處理都能完全抑制青霉病、灰霉病等的發(fā)生、或者能有效控制此類病害的發(fā)生發(fā)展(Fallik，E.，Grinberg，S.，Gambourg，M.，et al.1995.Prestorage heat treatment reduces pathogenicity ofPenicillium expansum in apple fruit[J].Plant Pathology，45，92-97；Klein，J.D.1997.Botrytiscinerea decay in apples is inhibited by postharvest heat and calcium treatments[J].Journal ofthe American Society for Horticultural Science，122，91-94；Conway，W.S.，Janisiewicz，W.J.，Klein，J.D.et al.1999.Strategy for combining heat treatment，calcium infiltration，andbiological control to reduce postharvest decay of‘Gala’apple[J].HortScience，34700-704；Janisiewicz W J，Leverentz B，Conway W S，et al.2003.Control of bitter rot and blue mold ofapples by integrating heat and antagonist treatments on 1-MCP treated fruit stored undercontrolled atmosphere conditions[J].Postharvest Biology and Technology，29129-143.)。熱空氣處理防治果蔬病害的原因一方面是可以直接作用與病原菌，抑制其生長(zhǎng)或直接殺死，從而減輕病害；另一方面，熱處理也能間接的作用與果實(shí)自身的生理生化反應(yīng)，提高果實(shí)的抗病能力。
雖然38℃ 4d熱空氣處理能提高蘋果的貯藏品質(zhì)，也能有效的控制采后病害的發(fā)生。但是該處理也存在一些對(duì)品質(zhì)不利的影響，比如加速蘋果果皮的黃化、加速可滴定酸含量的下降(Lurie S.and Klein D.1990.Heat treatment of ripening applesdifferential effectson physiology and biochemistry[J].Physiologia Plantarum，78181-186)。隨著對(duì)熱處理研究的不斷深入，尋找其它處理方法與熱處理相結(jié)合來提高熱處理的效果、降低熱處理強(qiáng)度或克服其不足成為這一領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。目前，開展的復(fù)合熱處理研究主要包括熱處理與生物防治、鈣處理、1-MCP等相結(jié)合的方法。熱處理和生物防治相結(jié)合可以提高防治蘋果病害的能力；熱處理與鈣處理或者1-MCP處理相結(jié)合可以提高蘋果的品質(zhì)，同時(shí)還能減緩果皮黃化和可滴定酸含量下降。
殼聚糖(Chitosan)是由節(jié)肢動(dòng)物外殼的甲殼素脫乙?；频玫?，由于其具有極好的成膜性，抗真菌能力，生物降解作用，以及對(duì)人體的安全性，因此被廣泛的用于食品貯藏。近年來，殼聚糖作為一種新型無毒天然的果蔬保鮮劑，正越來越引起人們的關(guān)注。它能提高多種水果的貯藏品質(zhì)，減少病害發(fā)生。在蘋果保鮮研究中證實(shí)，1％的殼聚糖涂膜處理能降低蘋果的呼吸強(qiáng)度，減少干物質(zhì)的消耗；降低自由基的產(chǎn)生，延緩衰老；抑制葉綠素的降解，延緩果皮顏色的變化，對(duì)果實(shí)品質(zhì)產(chǎn)生了有利影響。同時(shí)還能減少病害的發(fā)生，提高長(zhǎng)期貯藏后的好果率。(Jang，Y.M.，& Li，Y.B.2001.Effects of chitosancoating on storage life and quality of longan fruit[J].Food Chemistry，73，139-143；Zhong Q.，Xia W.2007.Effect of 1-methylcyclopropene and/or chitosan coating treatments on storage lifeand quality maintenance of Indian jujube fruit[J].LWT，40(3)404-411；Ait M.，Barkab E.，Bosquez-Molinac E.，et al.2006.Chitosan as a potential natural compound to control pre andpostharvest diseases of horticultural commodities[J].Crop Protection，25108-118；胡文玉，鄒良棟.1998.殼聚糖涂膜對(duì)蘋果的保鮮效應(yīng).植物生理學(xué)通訊，1998，217-19.)目前，熱空氣處理和殼聚糖相結(jié)合處理的復(fù)合熱處理方法用于水果的保鮮研究未見國內(nèi)外報(bào)道。申請(qǐng)者在國家自然科學(xué)基金資助下，開展蘋果熱處理的優(yōu)化控制研究。嘗試將熱空氣處理和殼聚糖涂膜相結(jié)合對(duì)蘋果進(jìn)行保鮮抗病研究，目的在于提高熱處理的作用效果、減少或者降低熱處理的不足之處。通過研究，形成了本發(fā)明專利技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明針對(duì)蘋果采后品質(zhì)下降、病害較嚴(yán)重的問題，以及單純熱處理存在的加速蘋果果皮黃化、加速可滴定酸含量下降的不足之處，提供一種新型的蘋果復(fù)合熱處理保鮮技術(shù)，以提高蘋果的貯藏品質(zhì)、控制病害、減少或者降低熱處理的不足。
技術(shù)方案本發(fā)明所提供的一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理技術(shù)，包括蘋果初步篩選套袋、熱空氣處理、殼聚糖涂膜、冷藏，其使用方法和步驟為a、果實(shí)采后經(jīng)過初步篩選，套普通PE食品保鮮袋以防熱空氣處理過程中過渡失水，但不扎口以防自發(fā)氣調(diào)；b、套袋果實(shí)置于38℃的熱空氣中處理4天，空氣的相對(duì)濕度在90～95％；c、熱空氣處理后的果實(shí)經(jīng)強(qiáng)制通風(fēng)冷卻至室溫，再在質(zhì)量體積比為1％的殼聚糖溶液中浸泡2分鐘，后取出晾干；d、處理后的果實(shí)置于0℃貯藏。
其中熱空氣處理的實(shí)現(xiàn)處理環(huán)境的高溫采用通電加熱的方式控制在38℃，空氣濕度采用加濕器控制在90～95％；強(qiáng)制通風(fēng)冷卻空氣為自然空氣。殼聚糖涂膜的實(shí)現(xiàn)殼聚糖為食品純，分子量在200000，脫乙酰度大于85％，水溶性，使用濃度為1％(m/v)。
有益效果本發(fā)明提供一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理技術(shù)及其使用，其優(yōu)點(diǎn)和積極效果為(1)可以提高單純熱處理的作用效果本發(fā)明利用38℃的熱空氣處理4天后1％殼聚糖涂膜處理的方法對(duì)蘋果品質(zhì)下降和青霉病發(fā)病的抑制作用來保鮮果實(shí)，可以提高單純熱處理對(duì)蘋果品質(zhì)的有利影響，也能保證對(duì)病害的完全控制。
(2)減少或降低單純熱處理的不足與單純熱處理相比，發(fā)明的復(fù)合熱處理方法可以有效的減少果皮的褪綠變黃、果肉可滴定酸含量的下降。
(3)不使用化學(xué)保鮮劑本發(fā)明利用熱空氣、殼聚糖來處理蘋果，可以避免使用各種化學(xué)的保鮮劑、防腐劑對(duì)人類和環(huán)境帶來的潛在危害。
(4)技術(shù)新、應(yīng)用前景廣基于本發(fā)明開發(fā)而成的復(fù)合熱處理技術(shù)，為一種全新概念的果實(shí)貯藏新技術(shù)。我國蘋果種植面積廣、產(chǎn)量大，在貯運(yùn)過程中急需有效的處理方法來保鮮抗病，而該復(fù)合處理就能做到這一點(diǎn)，因此具有廣闊的商業(yè)化應(yīng)用前景。
四

圖1不同處理對(duì)蘋果冷藏6周后的青霉病的影響五具體實(shí)施方式
以下結(jié)合具體試驗(yàn)，對(duì)發(fā)明一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理技術(shù)及其使用效果作進(jìn)一步的說明。
試驗(yàn)材料“嘎拉”蘋果采自徐州豐縣大沙河果園，挑選大小、色澤基本一致，無病蟲害，無機(jī)械傷的果實(shí)。
殼聚糖食品純，分子量在200000，脫乙酰度大于85％，水溶性，使用濃度為1％(m/v)。
擴(kuò)展青霉(Penicillium expansum)從自然發(fā)病的蘋果上分離純化(分離純化方法見參考文獻(xiàn)Jones，A L，Aldwinkle，H S.1990.Compendium of Apple and Pear Diseases.St.Paul，APS Press，MN，pp.54-55)得到，在PDA培養(yǎng)基上保存，使用時(shí)借助血球計(jì)數(shù)板調(diào)成1×105個(gè)/ml的孢子懸浮液備用。
試驗(yàn)分組、處理方法及測(cè)定指標(biāo)試驗(yàn)分為2部分進(jìn)行。試驗(yàn)一考查復(fù)合熱處理對(duì)蘋果品質(zhì)的影響。設(shè)置對(duì)照組、熱空氣處理組、殼聚糖涂膜組、殼聚糖+熱空氣處理組、熱空氣+殼聚糖處理組。對(duì)照組果實(shí)直接冷藏；接受熱處理前果實(shí)先用普通食品保鮮袋套袋但不扎口，置于38℃熱空氣環(huán)境中處理4天；殼聚糖涂膜處理時(shí)果實(shí)浸入1％殼聚糖溶液中2分鐘，取出晾干。處理后的果實(shí)置于0℃貯藏8周，再在20℃下放置15天以模擬貨架期。果實(shí)貨架期后，采用儀器測(cè)定蘋果的硬度(Firmness)、果皮顏色(a值)、可溶性固形物(TSS)、可滴定酸含量(TA)；并進(jìn)行感官評(píng)定評(píng)價(jià)果實(shí)的總體可接受程度(1～2極差；3～4差；5～6一般；7～8好；9～10極好)。
試驗(yàn)二以青霉病為例，考查復(fù)合熱處理對(duì)蘋果病害的影響。先將挑選好的果實(shí)在2％的次氯酸鈉溶液中消毒，用接種針在果實(shí)赤道相對(duì)部位刺傷形成2個(gè)直徑2mm、深2mm的傷口，再接種105個(gè)/ml的Penicillium expansum孢子懸浮液，從而模仿蘋果自然條件下感染青霉病海。試驗(yàn)分為4組直接接種組、接種后熱空氣處理組(接+熱)、接種后殼聚糖涂膜組(接+殼)、接種后熱空氣處理再殼聚糖涂膜(接+熱+殼)。處理結(jié)束后，果實(shí)置于0℃下貯藏6周后測(cè)定病害的發(fā)生率和病斑直徑。
統(tǒng)計(jì)分析所有指標(biāo)重復(fù)三次測(cè)定，本研究中的數(shù)據(jù)為測(cè)定的平均值。用SAS9.0 Duncan’sMultiple Range Test(P＝0.05)方差分析，比較不同處理的差異顯著性。
結(jié)果與分析1、蘋果受熱傷害情況對(duì)于熱空氣處理、熱空氣+殼聚糖處理的蘋果貯藏過程中沒有熱傷害的發(fā)生，果皮果肉未見任何的褐變發(fā)生。但是，殼聚糖+熱空氣處理組在熱處理結(jié)束后，立即就能發(fā)現(xiàn)約7％的果實(shí)頂部直接發(fā)生腐爛，約50％左右的果實(shí)中心果肉發(fā)生不同程度的褐變?？梢?，殼聚糖+熱空氣這樣的復(fù)合熱處理組合給蘋果造成了嚴(yán)重的熱傷害。在后面的試驗(yàn)中，該處理直接被剔除。
2、不同處理對(duì)蘋果貨架期后品質(zhì)的影響a值是評(píng)價(jià)果皮顏色的重要指標(biāo)(Shao X.F.，Tu K.，Zhao Y.Z.，Chen L.Chen Y.Y.，andWang H.2007.Effects of pre-storage heat treatment on fruit ripening and decay developmentin different apple cultivars[J].Journal of Horticultural Science & Biotechnology，82，297-303)，a值越小果皮越綠，a值越大果皮越黃。如表1所示，貨架期后，殼聚糖涂膜組a值最低，說明果皮最綠；受熱空氣處理的2組果實(shí)果皮a值都顯著高于對(duì)照組，說明熱處理加速了果皮的褪綠變黃；較單純熱處理而言，先熱空氣處理后殼聚糖涂膜的復(fù)合熱處理方法(熱+殼)能有效地降低a值的上升，減少果皮的失綠。
硬度是蘋果的重要品質(zhì)指標(biāo)(Shao X.F.，Tu K.，Zhao Y.Z.，Chen L.Chen Y.Y.，andWang H.2007.Effects of pre-storage heat treatment on fruit ripening and decay developmentin different apple cultivars[J].Journal of Horticultural Science & Biotechnology，82，297-303)。所有處理組都顯著的提高了貨架期后果實(shí)的硬度。和單純熱處理相比較，復(fù)合熱處理(熱+殼)能進(jìn)一步的延緩果實(shí)軟化，保持較高的硬度。
單純的殼聚糖涂膜能提高貯藏果實(shí)的可溶性固形物(TSS)含量，對(duì)可滴定酸含量(TA)沒有顯著的影響。而熱處理和復(fù)合熱處理對(duì)TSS含量的影響不顯著，但是熱處理加速了果肉TA的下降，復(fù)合熱處理(熱+殼)能減少TA含量的下降。
從感官評(píng)定的果實(shí)總體可接受程度(屠康，邵興鋒，趙藝澤.2006.采后熱空氣處理對(duì)金冠蘋果后熟衰老及病害的影響[J].果樹學(xué)報(bào)，23(4)562-567)而言，各處理均能提高果實(shí)的整體可接受程度。其中，殼聚糖涂膜的接受程度最高、品質(zhì)較好，但是和復(fù)合熱處理組無顯著的差異。和單純熱處理相比較，復(fù)合熱處理(熱+殼)能顯著的提高果實(shí)的可接受程度。
表1不同處理對(duì)蘋果貨架期后品質(zhì)、整體可接受程度的影響

注所標(biāo)識(shí)不同字母時(shí)表示存在顯著差異，下同(P＜0.05)。
3、不同處理對(duì)蘋果青霉病害的影響如圖1所示，直接接種青霉孢子懸浮液的果實(shí)在冷藏6周后的病害發(fā)生率和病斑直徑均很嚴(yán)重，分別達(dá)到100％和3.8cm；單純的殼聚糖處理的蘋果冷藏6周后的病害發(fā)生率和病斑直徑分別為91.7％和3.25cm?？梢姡瑔渭儦ぞ厶峭磕ぬ幚砟茱@著的抑制病害的發(fā)生，但是這種抑制效果遠(yuǎn)不如熱處理的作用效果。無論是單獨(dú)熱處理、復(fù)合熱處理均能有效地控制病害的發(fā)生，冷藏6周后沒有任何腐爛發(fā)生。
結(jié)論雖然單獨(dú)殼聚糖涂膜處理組果實(shí)貨架期后的整體可接受程度最高，但是控制病害的效果遠(yuǎn)不如熱空氣處理的效果。而與單獨(dú)熱空氣處理相比較，熱空氣處理后殼聚糖涂膜(38℃的熱空氣中處理4天，空氣的相對(duì)濕度在90～95％；再在質(zhì)量體積比為1％的殼聚糖溶液中浸泡)的復(fù)合處理方法具有較好的處理效果和商業(yè)應(yīng)用前景，能顯著提高單獨(dú)熱空氣處理的作用效果，進(jìn)一步提高果實(shí)的硬度、減少果皮的黃化和可滴定酸含量的下降、提高果實(shí)的整體可接受程度，同時(shí)還能完全控制病害的發(fā)生。但是，殼聚糖涂膜后熱空氣處理的方法則會(huì)導(dǎo)致大量熱傷害的發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理方法，包括果實(shí)的挑選套袋、熱空氣處理及殼聚糖涂膜程序，其特征在于，熱空氣處理的條件為38℃的熱空氣中處理4天、相對(duì)濕度為90～95％；殼聚糖的濃度為質(zhì)量體積比1％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理方法，其特征在于包含下列步驟a、果實(shí)套普通PE食品保鮮袋但不扎口；b、套袋果實(shí)置于38℃的熱空氣中處理4天、相對(duì)濕度90～95％；c、熱空氣處理后的果實(shí)先經(jīng)強(qiáng)制通風(fēng)冷卻至室溫，再在質(zhì)量體積比為1％的殼聚糖溶液中浸泡2分鐘，取出晾干；d、處理后的果實(shí)置于0℃貯藏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理方法，其特征在于，處理環(huán)境采用通電加熱的方式控制在38℃，采用超聲波加濕器控制空氣的相對(duì)濕度為90～95％；強(qiáng)制通風(fēng)冷卻空氣為自然空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理方法，其特征在于，殼聚糖為食品純，分子量在200000，脫乙酰度大于85％，水溶性。
5.根據(jù)權(quán)利3所述的一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理技術(shù)，其特征在于，殼聚糖為食品純，分子量在200000，脫乙酰度大于85％，水溶性。
全文摘要
本發(fā)明是一種蘋果采后貯藏保鮮的復(fù)合熱處理方法，屬于食品儲(chǔ)藏加工領(lǐng)域。用于蘋果果實(shí)采后貯運(yùn)過程中品質(zhì)的保持和病害的控制，以延長(zhǎng)產(chǎn)品的貯運(yùn)期或者提高貯藏后品質(zhì)。該技術(shù)采用熱空氣處理后殼聚糖涂膜的復(fù)合熱處理方法，將經(jīng)過初步篩選的新鮮果實(shí)套袋放置于38℃的熱空氣環(huán)境中處理4天，強(qiáng)制通風(fēng)冷卻至室溫，隨后浸入1％殼聚糖溶液中2分鐘，取出晾干，處理后果實(shí)在低溫下冷藏。與單獨(dú)熱空氣處理相比較，該復(fù)合熱處理一方面能完全控制病害的發(fā)生，同時(shí)還能提高果實(shí)的硬度、減少果皮的黃化和可滴定酸的下降，作用效果明顯優(yōu)于單獨(dú)熱空氣處理。本發(fā)明不使用任何化學(xué)保鮮劑，可確保果實(shí)食用的安全性。
文檔編號(hào)A23B7/16GK101073339SQ20071002447
公開日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者屠康, 邵興鋒, 趙妍, 靜瑋, 潘磊慶 申請(qǐng)人:南京農(nóng)業(yè)大學(xué)