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绿竹笋保鲜技术研究进展
日期:2012-10-15 作者:陈 盈等 来源:安徽农业科学 点击:
 
绿竹[Dendrocalamopsis oldhami ( Munro) Keng f.]属禾本科竹亚科绿竹属,在我国的南方热带亚热带地区有着广泛分布。绿竹是一种经济价值很高的丛生竹类。适应性广,再生能力强,笋期长达 5 个月,盛产于夏秋两季,产量丰富,商品效益颇大。笋肉脆嫩、味道鲜美、营养价值高,是一种无污染粗纤维的纯天然绿色食品。近年来,竹笋及其加工制品以其独特的风味和较高的营养价值越来越受到人们的喜爱,其消费量一直稳步增长,市场前景十分广阔。但绿竹笋常温存放过程中极易造成褐变、纤维失水和老化,营养成分损失,这极大影响了笋体品质,限制了绿竹笋销售范围,影响了笋民的种植积极性,因此发展绿竹笋保鲜技术是当务之急。微生物是导致竹笋腐败的主要原因之一,采后绿竹笋易受多种微生物的侵染。研究表明,绿竹笋采收后,硬度随成熟度和贮藏期延长而逐渐增加。而维管束的木质化程度很大程度上决定了笋体的硬度,各种外在因素如温度等刺激 PAL 等酶的活性,从而加速了笋体木质化进程。另外,还有研究表明植物褐变主要是由 PPO 在有氧情况下作用于酚类物质,最终形成黑褐色物质所引起的。各种因素包括低温、气体组成、果实成熟度、钙元素缺乏等都会对植物体褐变造成影响。随着人们生活水平的提高,现在的消费者不仅要求食品新鲜安全,而且要求保持其原有的天然风味和营养结构,为了解决这一问题,越来越多的食品保鲜技术应运而生。目前对于食品的保鲜技术,如气调保鲜、涂膜保鲜等研究已相当广泛,且已取得一定成果,但单一的保鲜技术也不可避免的存在各自的缺陷,如涂膜保鲜就存在涂膜效果不稳定、干燥时间过长、易吸水变潮等缺点,且不同的保鲜方法都有各自更为适用的范围,这些都在一定程度上影响了产品的保鲜效果。基于此,笔者综述了物理、化学与生物等绿竹笋保鲜技术的研究进展,旨在为绿竹笋保鲜提供参考。
1 物理方法
较之传统的化学技术,物理技术有成本低、省时省工、受外界环境影响小、特别是无化学污染及不破坏食品营养结构和自然风味等诸多优点,所以物理技术在食品贮藏与保鲜中的应用引起了物理学工作者及食品保鲜工作者的高度重视。
1. 1 气调保鲜贮藏法 气调技术被认为是世界上最普遍、效果最好的保鲜技术之一。气调保鲜贮藏法是一种在能阻止气体进出的材料中调节食品储藏气体环境的技术,通过使用适宜的透气性包装材料被动地产生一个调节气体环境,或采用特定的气体混合物及结合透气性的包装材料主动产生调节气体环境,其目的是在包装过程中建立一个最适宜的气体平衡,使产品的呼吸活性维持在最低水平。在果蔬保鲜研究过程中,气体组成贮藏温度、时间等因素均会影响果蔬呼吸作用,如 Galvis-Sanchez 等认为贮藏时间的长短、温度高低和 O2浓度的大小在梨果表皮颜色转变中起重要作用。气调包装中常用的气体主要有 CO2、N2和 O2。高浓度CO2能够抑制微生物的繁殖,具有防霉和防腐作用; O2是维持新鲜果蔬采后呼吸代谢作用必不可少的一种气体,适量的O2可抑制大多数厌氧腐败细菌的生长繁殖; N2是一种惰性气体,一般不与食品发生化学作用,不会被食品吸收,无毒,主要用作填充气体。采后竹笋生理环境变化,呼吸作用加强,消耗 O2,产生CO2和乙烯,从而使笋体腐坏、老化速度加快。研究发现,乙烯的产生能诱导菊花切花叶片的黄化,促使果蔬的衰老和品质下降。果蔬贮藏过程中调节气体组分、抑制乙烯的产生可有效延长其保质期,如在贮藏“COX”苹果时,除去空气中乙烯含量使之低于临界值( 0. 1 μl/L) 可延长贮藏期 56 ~84 d。在 3.2% ~8. 3% O2和 3. 5% ~5. 3% CO2气体条件下利用 MAP 法芦笋贮藏保鲜效果优良。MAP 贮藏运输可阻止芦笋的硬化、纤维素的增加和组织的变化。Gra-ga Barreiro 等对 RoCha 的研究表明,在 2. 0% CO2和 21. 0%O2下进行气调处理160 d,RoCha 能够降低CO2和C2H4的合成,较好地保持其食用品质,延缓组织衰老。将雷竹笋包装在充气成分为2.0% O2、5.0% CO2和93.0%N2的聚乙烯( PE) 袋内,在 10 ℃条件下贮藏,可延长雷竹笋的保鲜期。另外,研究发现 MAP 气调保鲜方法也可延长芦笋的货架期。
1. 2 低温保鲜法 温度高低是影响果蔬贮藏保鲜的重要因素。低温可抑制果蔬采后的呼吸作用和乙烯释放,有利于保持果蔬生理代谢及营养物质的相对稳定,因此通常认为低温贮藏是果蔬保鲜最有效的方法之一。Kidd 在研究气体组成对苹果呼吸强度的影响时发现,恒定的低温是必需的。低温可降低果蔬的乙烯释放量、抑制呼吸、减少贮藏物质的消耗、减缓生命活动进程等,从而延长果蔬的保鲜期。竹笋在( 2 ±1) ℃下贮藏15 d,其呼吸强度较在( 10 ±1) ℃贮藏条件下降低了318%,说明低温明显抑制了笋体呼吸。但单纯冷藏易使果蔬失水,失去鲜活状态,口感变差,难以长时间保其商品价值。近年来,冷藏并结合其他一些措施在食用笋类的保鲜研究上已有一定进展。如在( 1. 0 ±0. 5) ℃低温下,结合PE 袋及放置缓冲土可使贮藏鲜竹笋的时间达到50 ~80d。芦笋嫩茎采收后,在 2 ~4 ℃下贮藏 15 ~20 d,商品率仍可达90%左右。另外,研究表明在 2 ℃条件下,冷藏 20 d的绿芦笋仍然新鲜并具商品性。刘耀荣等于 1 ℃恒温库中结合抽气速冻方法可使带壳鲜笋的贮藏期达到 90 d 左右。另外,研究发现 7 ~11 ℃为黄藤笋最佳的贮藏温度范围。1. 3 其他处理法1. 3. 1 臭氧处理法。臭氧是氧的同素异形体,在常温下它是一种有特殊臭味的蓝色气体,臭氧具有强的氧化杀菌特性,高效无化学残留,杀菌速度是 Cl2的 600 ~2000 倍,且能够去除由于细菌引起的异味,降低蔬菜中的乙烯,延迟蔬菜成熟,提高新鲜蔬菜品质,且安全无毒,在空气和水中会逐渐分解成氧气,是良好的杀菌防腐剂,被广泛应用于食品保鲜与加工等领域。对雷竹笋采用臭氧、0. 30%Vc +0. 50%柠檬酸、0.05%多菌灵处理有较好的保鲜效果,可延长保鲜期25 d 以上。研究表明,臭氧能明显抑制水果的蒸腾作用与后熟作用,减少营养成分和风味的损失。
1. 3. 2 微波贮藏法。应用微波技术对食品进行保鲜杀菌最早起于20 世纪60 年代。目前,国内外应用微波进行食品保鲜的研究已取得了很大进展,并已大规模应用于食品工业生产中。例如,利用微波处理豆腐 3. 5 min,在室温下可保鲜 3d。将应用微波处理后的月饼放于28 ℃恒温箱中,可使其在40 d 后完好如初,而未处理组仅 12 d 即全部霉变。利用绿竹笋中的有效介质强烈吸收微波能,使绿竹笋表里受热,不需要常规加热的热传导过程,从而可达到快速灭酶的目的。目前,已被应用于食品工业中的微波处理系统主要是由微波发生器、波导管连接器及处理室三部分构成,它能够以极微小的温度差异对连续流动的食品进行快速的杀菌处理。当然,目前的微波保鲜技术也还存在一些不足,例如微波保鲜处理时间不好把握。利用微波技术对绿竹笋进行处理,微波强度过大,处理时间过长,笋体易熟烂,易受到霉菌的微生物的侵染。
1. 3. 3 磁场技术贮藏应用。低频磁场保鲜技术主要是利用它对微生物的抑制作用来实现保鲜的。与传统的保鲜方法相比,低频磁场保鲜技术不会损失食物的营养成分,不会污染食物,避免了对人体产生不良影响,更加安全。例如采用频率为 416 kHz、强度为 40 T 的磁场处理酸奶、橘子汁,其所含微生物几乎全被杀灭。且一定强度的恒定磁场作用于番茄能明显抑制其呼吸强度,减少其水分的蒸发,减缓其霉变过程。研究表明,一定强度的恒定磁场可对食品起到灭菌消毒的效果,并对食品的营养成分与风味无任何影响。目前,磁场保鲜技术尚处于试验阶段,还不能大规模应用于食品保鲜加工工业生产中。近年来,物理技术在食品保鲜方面的发展日新月异,其方法也日渐更新。磁场保鲜法、减压保鲜法等也有了相应发展。试验证明,采用小剂量照射谷物、果实、种子、蔬菜等食品,可杀死寄生在其中的各种害虫及细菌。例如采用 γ射线照射果品及蔬菜害虫,可使害虫彻底死亡而对果品蔬菜无任何影响。另有研究发现,减压储藏、较低温储藏可更有效地保持绿芦笋的感官品质,延长储藏寿命,其储藏期可达 50 d。
2 化学方法
保鲜剂可有效防止其在贮藏期间的生理病害和降低生理活性,避免因生理活动导致的失水及组织结构老化,从而达到保持其色、香、味、形的保鲜目的。对鲜切莴笋的初步研究表明,次氯酸钠有较强的抑菌作用,抗坏血酸、柠檬酸和氯化钙均能有效抑制鲜切莴笋褐变,延长贮藏期。贮藏前用次氯酸钠溶液处理同样能降低芦笋霉菌侵染机率。采用安喜培( 1-MCP) 和亚硫酸钠配制的固体熏蒸剂可明显抑制笋体的呼吸作用,保鲜期可达 30 d 以上。沈卫荣等发现乳酸盐护色剂对绿芦笋有较好的护色效果,将绿芦笋在 0.3 mol/L 碳酸钠溶液中浸泡 40 s,用乳酸铜、乳酸锌、乳酸盐复合护色液常温浸泡 18 h,能保持笋体鲜绿色泽。应用保鲜剂结合聚乙烯薄膜包装,在( 3 ±1) ℃条件下处理雷竹笋 30 d,笋肉感官及营养指标与鲜笋无明显差别。出于对食品安全因素的考虑,使用化学保鲜剂作为一项独立的果蔬贮藏保鲜技术处理果蔬过程中,保鲜剂的使用种类、剂量、时间都将受到严格限制。而涂膜、盐处理等作为化学保鲜剂的替代技术,将成为果蔬化学保鲜研究领域的热点。
3 生物方法
人为的在食用笋表面涂一层薄膜,能适当阻塞表面的气孔,抑制笋体与空气的气体交换,降低呼吸强度,减少水分散失和营养物质消耗,抑制木质化,从而改善外观品质,提高其商品价值。涂膜还可作为防腐剂的载体,从而防止微生物的侵染,对减轻表皮的机械伤起到一定的保护作用。目前,主要的涂膜材料有壳聚糖及其衍生物、魔芋葡甘聚糖、植酸等。
3. 1 壳聚糖保鲜 壳聚糖及其衍生物有较好的抗菌活性,能抑制一些真菌、细菌和病毒的生长繁殖。研究表明,0. 007 5% 壳聚糖可彻底抑制细菌生长,保鲜效果最佳。利用1.5%壳聚糖处理带壳乌笋有较好的保鲜效果,可明显抑制失重和纤维素含量增加,在 4 ℃ 条件下可保鲜 25 d以上。
3. 2 魔芋葡甘聚糖保鲜 新鲜食品经过 KGM 保鲜剂的处理,表面形成一层薄膜封闭鲜品表面气孔,形成具有严密渗透性的密闭环境,可抑制水分挥发和营养物质消耗,限制氧气通过鲜品表面速度,减弱鲜品呼吸强度,同时还可抑制病菌及霉菌的侵入和蔓延,起到防腐保鲜作用,从而延长鲜品保存期。研究发现,用 2 mg/g 魔芋葡甘聚糖 +1 mg/g 亚硫酸钠涂膜 +20 mg/g 壳聚糖处理绿竹笋,可有效降低竹笋的呼吸作用,减少失重率,抑制纤维素形成,达到保鲜目的。在 3 ℃下,经魔芋多糖结合竹叶汁及中草药涂膜处理绿竹笋后,可贮存20 d,木质化程度低、外观品质良好。涂膜保鲜虽然方法简便、价廉、材料易得,但目前只能用于短期贮藏。
4 结语
近年来,国内外学者对绿竹笋保鲜方法的研究方向从传统的熟笋加工方面转向鲜笋保鲜方面。保鲜方法也趋向于无毒无害、成本低廉、操作方便、易于掌握和效果显著的物理和生物保鲜方面,绿竹笋保鲜技术得到了很大发展,但仍存在许多问题: ①复合保鲜法对绿竹笋保鲜贮藏更为有利,对果蔬保鲜方面的应用有着巨大的潜力和前景,但现阶段的保鲜方法过于单一,复合保鲜方法发展缓慢,限制了绿竹笋产业的发展。②物理保鲜方法简单价廉、副作用、安全方便,是食品保鲜的较优选择,但很多物理保鲜技术尚处于试验研究阶段,保鲜设备研究技术不过关,发展缓慢,无法大范围应用,限制了物理保鲜方法的发展与利用,物理保鲜方法及大批量食品的物理保鲜将是食品保鲜发展的重点。③化学保鲜剂具有安全隐患,不适于长期食用,但化学保鲜法却仍是保鲜方法的主体。今后保鲜方法的研究应趋于安全无毒的物理方法和生物方法。④保鲜技术研究与生产脱节,实用发展缓慢,无法直接进行田间操作。⑤生物保鲜技术是近年来发展较为迅速的保鲜方式,但我国在应用基因技术方面的研究还很落后,限制了生物保鲜法的发展。
参考文献(略)
采编:guoq
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