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第11章 果实采后的贮藏、物流环境气体调控与保鲜(2)

塑料保鲜膜按制成原料分类为:聚氯乙稀(PVC)、聚乙烯(PE)、偏氯乙烯(PVDC)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯(PP)膜。可用于鲜储、冷藏等用途。同时,为了针对不同的种类、品种在制做时添加了辅助材料,用以增加膜的透气、透湿、耐低温的能力以及调节膜色改观产品的销售品质等。其中无毒的聚氯乙稀(PVC)、聚乙烯(PE)是在我国目前使用较为广泛的2种保鲜膜。

聚氯乙稀(PVC)吹塑膜应符合QB1257-91之标准,卫生应符合GB9681-88(食品包装用聚氯乙稀成型品卫生标准)的要求。

聚乙烯(PE)吹塑膜应符合GB4455-94之标准,卫生应符合GB9687-88(食品包装用聚乙稀成型品卫生标准)的要求。

塑料保鲜膜按膜结构可划分为:均质膜(对称膜)、非均质膜(非对称膜)、及多孔膜等。

(3)PVC、PE保鲜膜的使用特点

表现为PVC膜表面极性分子多,透湿性能好。与PE膜相比,同等条件下结露少,PVC膜的透析排除有害物质的能力较强,如乙醇、乙醛、乙烯等。PVC袋内气体成分相对稳定,韧性大,低温下较柔软,抗破损能力强,透明度好,膜色可调。PVC有利于产品外包装。简易、节能、实用、易于投资、效果好、见效快、效益高是PVC、PE保鲜膜得以快速推广的主要原因。未来的研究核心是膜的特点与采后生理、温度的结合的问题。

(第二节)环境及果实乙烯气体的排除与保鲜

乙烯(C2H4)是五大激素(IAA、BA、GA、ABA、C2H4)之一,很早就引起人们的注意。在《圣经》“旧约全书”中曾描述了公元8世纪西伯来人把生长到一定阶段的无花果的果皮挠破,果实很快就成熟可食的故事。

在中国,很早以前劳动人民就知道把柿子与梨同室而置就可以把柿子催熟。

在1900年,欧洲人把柠檬采后放在闭封的室内用煤油灯来薰,发现很快使柠檬褪绿可食,他们认为是煤油灯把柠檬“烤”熟了。

直到1924年,Denny发现是灯烟中的C2H4在起作用。实际上乙炔、丙烷、乙醇、醚、丙烯也有类似乙烯的作用。

1934年,Gane首先发现果实内也产生乙烯,即内源乙烯。

1935年,Crocker首先提出C2H4可以称为“成熟激素”的建意。

1952年,James&Martin用高精度气相色谱仪对果蔬中极微量气体成分加以辨别时发现,C2H4确实是导致园艺产品成熟的因素之一,而且仅乙烯是其中的气相激素。排除贮境乙烯或抑制果实乙烯的生理作用成为延长果实贮藏寿命之关键,通过基因技术已经为果实采后保鲜展现了新的途径。

1乙烯与果实成熟、衰老

乙烯能够增强花芽分化,以及延迟开花并加强了樱桃(250mg/L)的花芽越冬抗旱性,并对其果实的成熟及品质无不良影响。古斯顿等采用另一种乙烯释放剂—乙烯硅(CGA—15281)秋施桃树,延迟开花4-9d.增加雌花比例。乙烯能够刺激果实发育、成熟;能刺激园艺产品的呼吸强度,对跃变型的园艺产品其作用更为明显。乙烯能促进器官的脱落,如乙烯利摘枣等;乙烯能促进花色素的合成,增加着色。CA中苹果的最高浓度可达1.2%(Fidler,J.C.1969a.)。生产中常用商品名称“乙烯利”(2—氯乙基磷酸,又称“一试灵”)进行疏花、疏果、或生长期增加花芽数量以及脱色、催熟等。2—氯乙基磷酸只有在环境的PH值≧4时释放C2H4并随pH值上升,C2H4的释放量增加。

在园艺产品采后储运中乙烯将导致产品加速衰老,低温下或CA中产生的乙烯同样有此不良后果。当C2H4的浓度大于3%时就已经是爆炸浓度了。

2乙烯的导致果实成熟的作用生理

(1)乙烯导致果实呼吸跃变的发生

乙烯与果实成熟有关,研究发现,在果实呼吸跃变前,乙烯的发生量也先发生了跃变。此外,在不同的温度下,果实的种类与品种间的乙烯产生量也不同,低温下仍然产生乙烯。

跃变型与非跃变型果实对外源乙烯的反应有区别。对于跃变型果实,用乙烯处理之后,跃变的发生只能是一次,其作用结果是使跃变峰提前到来(左图);值得注意的是,对于非跃变型果实,外源乙烯不同时期的处理都可以出现呼吸峰,即可以数点出现呼吸峰。

此外,园艺产品对乙烯的敏感程度与其成熟度关系密切。对幼果的诱导成熟通常需要更高的浓度和较长的时间,即幼果的敏感性相对较差,而随成熟度的提高,对乙烯的敏感性加强。

(2)乙烯的敏感性与温度有关

乙烯的敏感性与温度有关,Burg证实,35℃以上的温度,许多果实不产生乙烯,同时,组织对乙烯的敏感性消失。Maxieetal.(1974a.)用20~40℃处理巴梨,发现仅初期呼吸率很高,而后急剧下降并病变,高温下乙烯的产生也很慢。

尽管低温使园艺产品对乙烯的敏感性下降。但是低温下依然是诱导果实乙烯合成的必要条件。安久梨经115天的储藏比未经过低温处理的果实用丙烯处理后乙烯的产量高约10倍。油桃在10~15℃时,乙烯产量最高。所以低温贮藏条件下还必须关注乙烯的“排除”问题。

3控制或排除环境乙烯对果实伤害的办法

(1)控制温度,低温下乙烯仍然能产生,但适宜低温能适当降低乙烯的促熟作用(敏感性)。比如苹果在0℃下,C2H4产量﹤10mg/kg,并保持8个月的品质基本不变。桃和油桃的乙烯释放量随储藏温度上升及储期的延长而增加。Fla3—4油桃和Floridagold桃在2℃储藏条件下的乙烯释放量(﹤150ul/kg.hr.)比6℃下要低3~6倍,油桃在10℃~15℃时乙烯释放量最大。

(2)脱除储境中乙烯的一些办法

(1)通风

尽管通风又增加了氧的含量,但其造成的损失比乙烯自我催熟造成的损失要小的多。定期的通风能减少储境的乙烯及其它有害气体成分。

(1)采用高锰酸钾氧化乙烯

这是目前决大多数园艺产品保鲜剂使用的化学物质。其办法是将一定的载体(要求化学性质稳定、多孔、质轻),诸如珍珠岩、蛭石、活性氧化铝(大连化工所、美国“Purafil”产品的载体)、碎砖块等物质,浸透在饱和的高锰酸钾溶液里,取出凉干包装使用。或经过循环泵使储境中的乙烯被高锰酸钾氧化。高锰酸钾氧化乙烯后,紫色会褪去。

在CA储藏库中,使用高锰酸钾氧化乙烯的方式可使乙烯浓度从2000mg/kg降到低于10mg/kg的水平。

英国东茂林实验站的Knee博士(1981a.)用浸入200ml饱和高锰酸钾的20g云母作为载体,对96~120个苹果储藏,第40天后才检测到C2H4的积累。

也有人用溴化活性炭来吸附乙烯,可使储境浓度降到2.5~8mg/kg,但该方法成本相对较高,脱除溴化活性炭吸附的乙烯比较困难。

(3)碳分子筛

我国现吉林石油化工研究院和中国船舶总公司研制的制氮机或气调机利用的碳分子筛是用精煤粉通过精练、成孔、成型和活化等工艺制成,具有发达微孔的非极性吸附物质。碳分子筛可根据气体分子的直径与其向微孔中扩散的速度差异将O2、CO2、C2H4与氮分子分开。设备运转时,高压的储境气体通过碳分子筛时,直径较小的O2、CO2、C2H4分子先进入分子筛的孔穴中,而直径较大的N2气体则被聚集送入储境来降低O2、CO2、C2H4。当塔内的吸附饱和后,则另一塔启动吸附,原塔中吸附的O2、CO2、C2H4则被真空泵减压脱除。这实际也是气调储藏的降氧制氮机的工作原理。这种设备无须燃料,适合基层使用。

(4)使用减压技术

美国康乃尔大学的刘福文教授认为,减压是排除储境乙烯的更为有效的办法,但减压对设备的要求更高。

(5)利用原子氧来氧化乙烯也是一个有效的办法。

Scatl(1973a.)发明一钟乙烯脱除装置,原理图如下:

紫外光185—254nm.

储境空气+C2H4O2→O3→O→O2空气+O2+H2O+CO2

此外,臭氧(O3)能减轻储期虎皮病。由于该方式具有连续性,能耗低,所以推广较快。使用中剂量的给予和时间的控制及环境因素影响O3衰减要考虑。文献报道,在冷藏过程中定期使用该技术可使储境的乙烯浓度降低,但是也发现导致储期6个月的苹果出现皮孔伤害,文献的建议是果实使用时不要超过1mg/kg的剂量。

(6)使用1—MCP(1—甲基环丙稀)抑制乙烯的致熟作用

在20世纪90年代中期,Sisler博士(美国北卡诺来那洲立大学)发现1—MCP能抑制植物内源和外源乙烯发生作用。1—MCP在美国的商品名为0.14%的EthylBloc.(乙烯封阻剂),气体状被固定在粉末里,1—MCP使用浓度一般为0.005~0.05微升/升,根据品种的要求溶于缓冲液(含0.75%的KOH和NaOH)或水里立即密闭,处理4~8小时。表中列举了0.14%1—MCP粉剂毫克数与在密闭容器内产生有效浓度的换算方法。

自从1—MCP被美国允许在果实和蔬菜上使用以来,各国加快了对1—MCP在园艺产品中的应用研究。1—MCP的应用,使水果、蔬菜和观赏植物产品的生理变化过程或生理失调的产生变化,获得了诸方面的结果。现将美国康乃尔大学园艺系ChrisB.WatkinsandWilliamB.Miller的归纳汇总表展示如下供读者判别使用。

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