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果蔬包裝設(shè)計(jì)

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果蔬營(yíng)養(yǎng)豐富,是人們生活中必不可少的食品,也是人們獲取各種營(yíng)養(yǎng)元素的來(lái)源之一,由于其生產(chǎn)存在著較強(qiáng)的季節(jié)性、地域性和自身的易腐性等條件的制約,導(dǎo)致新鮮果蔬在貯運(yùn)過(guò)程中,由于缺乏相應(yīng)的保鮮手段和措施而失水萎蔫、腐爛變質(zhì),損失率達(dá)40%以上,有的甚至高達(dá)60%~70%。因此,如何來(lái)保證果蔬質(zhì)量尤其是新鮮果蔬的品質(zhì)就顯得越來(lái)越重要。對(duì)于果蔬保鮮貯藏方面的研究多集中在冷藏和氣調(diào)等方面,近年來(lái)隨著研究的不斷深入,利用日益發(fā)展的包裝技術(shù)和包裝材料來(lái)保持新鮮果蔬的質(zhì)量取得了較大的進(jìn)展,并已成功應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。

果蔬被采摘后仍然是一個(gè)生命體,雖然不能再?gòu)哪阁w上獲得水分和養(yǎng)料,但在貯藏或運(yùn)輸過(guò)程中仍進(jìn)行著光合作用和生命活動(dòng),其中呼吸作用是新陳代謝的主體,為果蔬提供各種生理代謝能量,但同時(shí)伴隨新陳代謝、水分蒸發(fā)及乙烯生成等過(guò)程,也促使果蔬進(jìn)一步成熟直至衰亡因而導(dǎo)致產(chǎn)品的壽命、品質(zhì)和抗病能力都受到影響。因此要想維持果蔬的營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生、安全、美味等指標(biāo),則必須降低果蔬的呼吸作用,減緩果蔬的新陳代謝,抑制微生物的繁殖等,所以在果蔬采摘后要盡可能地降低果蔬的呼吸強(qiáng)度,通過(guò)低溫、改變或控制包裝內(nèi)氣體成分、改變包裝材料的透氣性能等方法來(lái)減緩有氧呼吸或無(wú)氧呼吸對(duì)其品質(zhì)的影響,盡可能地延長(zhǎng)其保鮮期。

一、果蔬生理特性分析

地球上的水果有幾百種,我們通常將水果分為漿果類(lèi)、柑橘類(lèi)、梨果類(lèi)、核果類(lèi)、瓜類(lèi)等。如梨果類(lèi)的食用部分為花托、子房形成的果心,包括蘋(píng)果、梨等;核果類(lèi)含有豐富的漿液,包括梅子、櫻桃、桃、油桃、黑莓、覆盒子和草莓等;堅(jiān)果類(lèi)的食用部分是種子(種仁),包括核桃、榛子等;柑橘類(lèi)的食用部分為若干枚內(nèi)果皮發(fā)育而成的囊瓣(又稱(chēng)瓣囊或盆囊)、內(nèi)生汁囊(或稱(chēng)砂囊,由單一細(xì)胞發(fā)育而成),如柑橘、檸檬、柚子等;瓜類(lèi)是西瓜、香瓜、哈密瓜、白蘭瓜等的總稱(chēng),水分大,可食部分香甜,但不易貯藏。

蔬菜以食用器官不同分為根菜類(lèi)、莖菜類(lèi)、葉菜類(lèi)、花菜類(lèi)、果菜類(lèi)、種子類(lèi)六類(lèi)。如根菜類(lèi)是指蘿卜、胡蘿卜、牛蒡等;莖菜類(lèi)是指馬鈴薯、藕、萵苣、榨菜等;葉菜類(lèi)是指小白菜、甘藍(lán)、韭菜等;花菜類(lèi)是指菜花、西藍(lán)花等;果菜類(lèi)是指西瓜、番茄、豇豆等;種子類(lèi)是指籽用西瓜、蓮子等。

果蔬在貯藏中仍然是活的有機(jī)體,依靠果蔬所特有的對(duì)不良環(huán)境和致病微生物的抵抗性,延長(zhǎng)貯藏期,保持品質(zhì),減少損耗,這些特性稱(chēng)為耐貯性和抗病性。新陳代謝是生命的特征,如生命消失,新陳代謝終止,耐貯性、抗病性也就不復(fù)存在。采收后果蔬脫離了植株,得不到來(lái)自母體的水分和養(yǎng)分的補(bǔ)充,成為獨(dú)立的有機(jī)生命個(gè)體。但其生命活動(dòng)必須適應(yīng)這種變化的情況和外界環(huán)境條件,才能維持下去。果蔬的耐貯性、抗病性決定于它們的遺傳性,不同品種具有不同的遺傳性,所以要選擇適于貯藏的品種,然后在貯藏期間控制貯藏條件于最適宜的水平,這樣才可能延緩耐貯性、抗病性的衰變。果蔬包裝貯藏的主要目的是在一定的貯運(yùn)期限內(nèi)最大限度地維持原有的果蔬品質(zhì)。為此,首先必須對(duì)果蔬品質(zhì)的涵義及其在包裝貯運(yùn)中的變化有充分的了解。

果蔬產(chǎn)品品質(zhì)的好壞直接決定了其市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。人們購(gòu)買(mǎi)時(shí)常以色澤、風(fēng)味、營(yíng)養(yǎng)、質(zhì)地與安全狀況等方面來(lái)進(jìn)行選擇。從包裝、貯運(yùn)以及消費(fèi)的角度看,我們常常將其品質(zhì)要素分為感官要素和營(yíng)養(yǎng)要素兩類(lèi)。其中感官要素是指能憑人的感官進(jìn)行評(píng)價(jià)的各種品質(zhì)屬性,其直接影響果蔬的市場(chǎng)品質(zhì)與價(jià)值。而營(yíng)養(yǎng)要素主要取決于果蔬的化學(xué)組成,它是果蔬的內(nèi)在品質(zhì)。

因此,果蔬品質(zhì)的構(gòu)成主要包括外觀(指大小、形狀、色澤、均勻性等)、風(fēng)味(指糖、酸、氨基酸、糖苷類(lèi)、單寧等)、質(zhì)構(gòu)(指組織的老嫩程度、纖維的多少、汁液的多少等)、營(yíng)養(yǎng)(指維生素、礦物質(zhì)、蛋白質(zhì)、碳水化合物等)等幾個(gè)方面。下面就對(duì)以上幾個(gè)方面進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明。

(一)果蔬的外觀要素

1.大小、形狀

大小、形狀是果蔬產(chǎn)品的主要外觀特征,而大小、形狀以及均勻性是果蔬產(chǎn)品質(zhì)量的主要標(biāo)志,也是分級(jí)的主要指標(biāo)之一。目前我國(guó)一般是在形狀、新鮮度、顏色、品質(zhì)、病蟲(chóng)害和機(jī)械損傷等方面已經(jīng)符合要求的基礎(chǔ)上,按大小進(jìn)行分級(jí)。

2.果蔬的色澤

色澤在一定程度上反映了果蔬的新鮮程度、成熟度和品質(zhì)的變化,也是人們感官評(píng)價(jià)果蔬質(zhì)量的一個(gè)重要因素。一般而言,未成熟的果蔬多呈綠色,成熟后則呈現(xiàn)各種類(lèi)(或品種)所固有的色澤。其色澤因種類(lèi)品種的不同而差異較大,同時(shí)這也是影響人們消費(fèi)時(shí)一個(gè)重要的依據(jù)。如何能夠保持或延長(zhǎng)果蔬產(chǎn)品成熟后的色澤,也是果蔬包裝一個(gè)需要深入研究的課題。

(二)果蔬的質(zhì)構(gòu)要素

果蔬采摘后仍然是一個(gè)生命體,是典型的鮮活易腐品,其特點(diǎn)是含水量很高,細(xì)胞膨壓大。人們消費(fèi)時(shí)希望購(gòu)買(mǎi)新鮮飽滿(mǎn)、脆嫩可口的果蔬。除了這些指標(biāo)外,對(duì)于葉菜、花菜等組織致密、緊實(shí)也是衡量其品質(zhì)的重要質(zhì)量指標(biāo)。由此可見(jiàn),質(zhì)地是構(gòu)成果蔬品質(zhì)的重要因素之一,也是判斷果蔬成熟度、確定采收期的重要參考依據(jù)之一。

1.果蔬的質(zhì)地

果蔬質(zhì)地的好壞取決于組織的結(jié)構(gòu),而組織結(jié)構(gòu)又與其化學(xué)組成密切有關(guān)?;瘜W(xué)成分是影響果蔬質(zhì)地的最基本因素。果蔬的質(zhì)地主要決定于3種成分,即水分、果膠物質(zhì)和纖維素。其中水分是影響果蔬新鮮度、脆度和口感的重要成分,與果蔬的風(fēng)味品質(zhì)有密切關(guān)系。新鮮果蔬的含水量大多較大,一般在75%~95%之間。含水量高使得果蔬產(chǎn)品的生理代謝旺盛,極易衰老敗壞;同時(shí)也給微生物的活動(dòng)創(chuàng)造了條件,導(dǎo)致果蔬腐爛變質(zhì)。果膠物質(zhì)存在于植物的細(xì)胞壁與中膠層,其質(zhì)量和數(shù)量與果蔬組織中細(xì)胞間的結(jié)合力密切相關(guān)。試驗(yàn)表明,在肉質(zhì)果實(shí)成熟期間,果膠物質(zhì)發(fā)生變化,其細(xì)胞間結(jié)合力逐漸減弱,從而導(dǎo)致果實(shí)軟化。纖維素、半纖維素是植物細(xì)胞壁中的最主要成分,是構(gòu)成細(xì)胞壁的骨架物質(zhì),具有保持細(xì)胞形狀,維持組織形態(tài)的作用,并具有支持功能。它們的含量與存在狀態(tài),決定著細(xì)胞壁的彈性、伸縮強(qiáng)度和可塑性。因此,纖維素的含量,尤其是纖維素的性質(zhì),可直接影響果蔬產(chǎn)品質(zhì)地的軟硬程度與細(xì)嫩粗糙程度。

2.果蔬的硬度

硬度直接影響著果蔬貯運(yùn)性能,因此人們常常借助硬度來(lái)判斷果蔬(如蘋(píng)果、杏、番茄等)的成熟度,以此來(lái)確定它們采收期,同時(shí)也將硬度作為果蔬產(chǎn)品貯藏效果的重要評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。而影響果實(shí)硬度大小的因素有內(nèi)因和外因,其中內(nèi)因?yàn)榧?xì)胞質(zhì)的結(jié)合力,細(xì)胞構(gòu)成物質(zhì)的力學(xué)強(qiáng)度與細(xì)胞的膨壓。其中果實(shí)細(xì)胞間的結(jié)合力受果膠物質(zhì)含量的影響,隨著果實(shí)成熟度增加,果膠物質(zhì)形態(tài)發(fā)生變化,果實(shí)逐漸變軟,硬度下降;另外果實(shí)細(xì)胞壁的構(gòu)成物中纖維素的含量和細(xì)胞的大小形狀也直接影響果實(shí)的硬度。外因與果實(shí)的水分、采摘時(shí)的溫度、葉片的含氮量等因素有關(guān),其中水分越高,果肉細(xì)胞體積越大,果肉硬度越低;葉片的含氮量越高,果實(shí)硬度反而越低;采摘時(shí)氣溫越高,采后不能及時(shí)低溫冷藏,果蔬就越易腐爛。

(三)果蔬的風(fēng)味要素

果蔬因其固有的獨(dú)特風(fēng)味而受到人們的追捧,其風(fēng)味是構(gòu)成果蔬品質(zhì)的主要因素之一。不同果蔬之間風(fēng)味的差異主要是其風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)、數(shù)量和比例的不同所造成的,較為常見(jiàn)的風(fēng)味為酸、甜、苦、辣、澀、香、鮮等幾種。這些風(fēng)味物質(zhì)不僅影響著人們的購(gòu)買(mǎi)欲望,還關(guān)系到營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,耐貯性和加工適性等。

1.甜味物質(zhì)

糖及其衍生物糖醇類(lèi)物質(zhì)是構(gòu)成果蔬甜味的主要物質(zhì)。糖分是果蔬中可溶性固形物的主要成分,是人體獲得熱量的來(lái)源之一。含糖量也是貯藏加工所要求的質(zhì)量指標(biāo)。果蔬的含糖量差異很大,其中水果含糖量較高,大多水果的含糖量在7%~18%之間,而蔬菜中一般在5%以下。

一般情況下,果蔬含糖量較高,品質(zhì)好,貯運(yùn)加工性能也好。不同的生長(zhǎng)、發(fā)育階段的果蔬,其含糖量也各不相同。如以淀粉為貯藏性物質(zhì)的果蔬,在其成熟或完熟過(guò)程中,含糖量會(huì)因淀粉類(lèi)物質(zhì)的水解而大量增加;以后隨著果蔬的衰老,糖的含量會(huì)因呼吸消耗而降低,進(jìn)而導(dǎo)致果蔬品質(zhì)與貯運(yùn)加工性能下降。

2.酸味物質(zhì)

果蔬中的酸味主要來(lái)自一些有機(jī)酸,果蔬依種類(lèi)、品種和成熟度的不同以及組織部位的不同含有各種有機(jī)酸。這些有機(jī)酸在組織中或以游離狀態(tài)或以鹽的形式存在,它們與糖一起決定果蔬的風(fēng)味。

一般而言,果蔬中酸分含量的高峰值出現(xiàn)在發(fā)育的早期,而在成熟過(guò)程中趨于下降,但檸檬例外。通常幼嫩的果蔬含酸量較高,隨著發(fā)育與成熟,酸的含量會(huì)因呼吸消耗而降低,使糖酸比提高,導(dǎo)致酸味下降。在采后貯運(yùn)過(guò)程中,有機(jī)酸可直接用作呼吸底物而被消耗,使果蔬的含酸量下降。由于酸的含量降低,使糖酸比提高,果蔬風(fēng)味變甜、變淡,食用品質(zhì)與貯運(yùn)性能也下降,故糖酸比是衡量果蔬品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。另外,糖酸比也是判斷某些果蔬成熟度、采收期的重要參考指標(biāo)。

3.苦味物質(zhì)

苦味是最敏感的一種味覺(jué)??辔兜拇笮≈苯佑绊懝叩娘L(fēng)味。當(dāng)苦味過(guò)大時(shí),人們的購(gòu)買(mǎi)欲望會(huì)受到影響,但是當(dāng)苦味物質(zhì)與甜、酸或其他味感恰當(dāng)組合時(shí),果蔬此時(shí)會(huì)被賦予特定的風(fēng)味,人們的購(gòu)買(mǎi)欲望反而更強(qiáng)。

果蔬中的苦味物質(zhì)組成不同,性質(zhì)也各異,主要有生物堿類(lèi)、糖苷類(lèi)、萜類(lèi)等,在果蔬中主要的苦味成分是一些糖苷類(lèi)物質(zhì)如苦杏仁苷、柚皮苷等。

4.澀味物質(zhì)

澀味的產(chǎn)生是由于可溶性的丹寧使口腔黏膜蛋白質(zhì)凝固,使之發(fā)生收斂性作用而產(chǎn)生的一種味感。果品中澀味多來(lái)自多酚物質(zhì),而蔬菜中除了茄子、蘑菇等外,一般含量較少。在多酚類(lèi)物質(zhì)中,澀味主要來(lái)自丹寧物質(zhì),兒茶素、無(wú)色花青素以及一些羥基酚酸也具有澀味。其中,丹寧物質(zhì)普遍存在于未成熟的果品中,尤其是果皮部分。在果蔬未成熟時(shí),其含量較高,因此酸澀難咽,隨著成熟過(guò)程的進(jìn)行,丹寧經(jīng)過(guò)一系列的氧化或與酮、醛等進(jìn)行反應(yīng),含量逐漸降低,澀味逐漸減小,口感變好。

5.鮮味物質(zhì)

鮮味是能夠使人感覺(jué)愉快的一種美味感。果蔬中的鮮味物質(zhì)有很多種,其中對(duì)果蔬鮮味影響比較重要的是一些氨基酸、酰胺和肽,如卜谷氨酸、卜谷氨酰胺、L-天門(mén)冬氨酯、卜天門(mén)冬酰胺等。它們廣泛存在于果蔬中,如梅、桃、柿、葡萄等含量均較豐富。

6.辣味物質(zhì)

辣味能夠刺激舌和口腔的觸覺(jué)以及鼻腔的嗅覺(jué)而產(chǎn)生的綜合性感覺(jué),適度辣味具有增進(jìn)食欲、促進(jìn)消化、分泌之功效。果蔬中含有辣味的物質(zhì)較多如蔥、蒜、辣椒、生姜等,這與它們的食用品質(zhì)有很大關(guān)系。

7.芳香物質(zhì)

果蔬之所以能夠深受人們的喜愛(ài),與它們具有的特有的芳香密切相關(guān)。果蔬中芳香物質(zhì)大多為油狀揮發(fā)性物質(zhì),故又稱(chēng)揮發(fā)性油或者精油,其主要成分為醇、醛、酯、酮、烴以及萜類(lèi)和烯烴等。果蔬香氣成分的種類(lèi)多,構(gòu)成復(fù)雜。研究表明,蘋(píng)果含有100多種揮發(fā)性物質(zhì),香蕉含有200種以上的揮發(fā)性物質(zhì)。在草莓的香氣中,已分離出150多種成分,葡萄香氣中已分離出78種成分。

(四)營(yíng)養(yǎng)要素

果蔬是人體所需維生素、礦物質(zhì)以及碳水化合物的重要來(lái)源之一,是人們?nèi)粘I畹闹匾M成部分,此外部分果蔬還含有人體維持正常生命活動(dòng)所必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),如淀粉、糖、蛋白質(zhì)等。

1.維生素

果蔬是食品中維生素的重要來(lái)源之一,起著維持人體的正常生理機(jī)能的重要作用。如果人體缺乏維生素癥就會(huì)引起疾病,導(dǎo)致人體代謝的失調(diào),誘發(fā)生理病變,因此維生素是維持人體正常生命活動(dòng)不可缺少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。果蔬中含有多種維生素,其中與人體關(guān)系最為密切的主要有維生素C和類(lèi)胡蘿卜素(維生素A原)。有報(bào)道稱(chēng)人體所需維生素C的98%、維生素A的57%左右來(lái)自于果蔬。

維生素C又稱(chēng)為抗壞血酸,能夠參與人體內(nèi)的氧化還原反應(yīng),起著重要的作用,但在人體內(nèi)無(wú)累積作用,因此人們需要每天從膳食中攝取大量維生素C,而果蔬是人體所需維生素C的主要來(lái)源。

維生素C容易氧化,低溫、低氧可有效防止果蔬貯藏中維生素C的損耗。維生素C在酸性條件下比較穩(wěn)定,在中性或堿性介質(zhì)中反應(yīng)快。在果蔬加工過(guò)程中,切分、漂燙、蒸煮都會(huì)造成維生素C損耗,同時(shí)在貯藏過(guò)程中果蔬中的維生素C也會(huì)因?yàn)楸谎趸饾u減少。因此要求我們?cè)谶M(jìn)行果蔬貯藏時(shí)需密切關(guān)注貯藏條件以減緩維生素C的損耗速度。

維生素A和胡蘿卜素比較穩(wěn)定,但在果蔬加工中容易被氧化。在果蔬貯運(yùn)時(shí),冷藏、避免日光照射有利于減少胡蘿卜素的損失。黃色、綠色的果蔬含有胡蘿卜素量較多,如綠葉蔬菜、南瓜、胡蘿卜、杏、柑橘、芒果等。

維生素B1在酸性環(huán)境中較穩(wěn)定,在中性或堿性環(huán)境中遇熱易被氧化或還原。它是維持人體神經(jīng)系統(tǒng)正?;顒?dòng)的重要成分,也是糖代謝的輔酶之一。豆類(lèi)中維生素B1含量較多。

維生素B2耐熱,在果蔬加工中不易被破壞,但在堿性溶液中遇熱不穩(wěn)定。甘藍(lán)、番茄等果蔬中含量較多。

維生素E和維生素K這兩種維生素存在于植物的綠色部分,性質(zhì)穩(wěn)定。如萵苣富含維生素E;菠菜、甘藍(lán)、花椰菜、青番茄中富含維生素K。

2.礦物質(zhì)

礦物質(zhì)是人體結(jié)構(gòu)的重要組分,又是維持體液滲透壓和pH不可缺少的物質(zhì),同時(shí)許多礦物離子還直接或間接地參與體內(nèi)的生化反應(yīng)。若人體缺乏某些礦物元素時(shí),會(huì)產(chǎn)生營(yíng)養(yǎng)缺乏癥。礦物質(zhì)在果蔬中分布極廣,占果蔬干重的1%~5%,其中一些葉菜的礦物質(zhì)含量可高達(dá)10%~15%。果蔬中礦物質(zhì)80%是鉀、鈉、鈣等金屬成分,其中鉀元素可占其總量的50%以上,磷酸和硫酸等非金屬成分占20%。此外,果蔬中還含多種微量礦質(zhì)元素,如錳、鋅、鉬、硼等,對(duì)人體也具有重要的生理作用。常見(jiàn)果品的無(wú)機(jī)物質(zhì)組成見(jiàn)表5-1。

3.碳水化合物

果蔬中的碳水化合物主要是淀粉、糖、纖維素、果膠物質(zhì)等,是干物質(zhì)中的主要成分。

淀粉為多糖類(lèi),不溶于冷水,在熱水中極度膨脹,成為膠態(tài),易被人體吸收。淀粉是人類(lèi)膳食的重要營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之一。未熟果實(shí)中含有大量的淀粉,隨著成熟度的增加,其含量急劇下降,如香蕉未成熟時(shí)淀粉含量占20%~25%,而成熟后下降到1%以下。因此淀粉含量又常常用作衡量某些果蔬品質(zhì)與采收成熟度的參考指標(biāo)。有研究表明,以淀粉形態(tài)作為貯藏物質(zhì)的蔬菜種類(lèi)大多能保持休眠狀態(tài),有利于貯藏。但是采后的果蔬光合作用停止,淀粉等大分子貯藏性物質(zhì)不斷地消耗,最終會(huì)導(dǎo)致果蔬品質(zhì)與貯藏、加工性能的下降。另外貯藏溫度不僅能夠影響果蔬貯藏時(shí)間,而且對(duì)淀粉的轉(zhuǎn)化影響很大。如青豌豆采后存放在高溫下,經(jīng)2d后糖分能合成淀粉,淀粉含量可由5%~6%增到10%~11%,使糖量下降,甜味減少,品質(zhì)變劣。淀粉含量的增加意味著品質(zhì)的下降。

糖是果蔬甜味的主要來(lái)源,也是其貯藏物質(zhì)之一,主要包括單糖、雙糖等可溶性糖。果蔬在呼吸過(guò)程中消耗可溶性糖釋放出大量熱量。不同種類(lèi)的果蔬,含糖量差異很大,各種糖的多少因果蔬種類(lèi)和品種等而有差別,而且果蔬在成熟和衰老過(guò)程中,含糖量和含糖種類(lèi)也在不斷變化。

二、果蔬采后生理

果蔬采摘后仍然是一個(gè)生命體,在運(yùn)輸和貯藏過(guò)程中不斷地進(jìn)行著有氧或無(wú)氧呼吸,通過(guò)分解或消耗體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)產(chǎn)生熱量、CO2和水,同時(shí)產(chǎn)生少量的酯類(lèi)氣體如乙醇、乙醛、乙烯等。這些呼吸活動(dòng)之后的產(chǎn)物對(duì)果蔬的貯藏有著很大的影響,其中熱量和水會(huì)使果蔬發(fā)熱,滋生細(xì)菌,若呼吸活動(dòng)加劇,則迫使果蔬消耗更多的物質(zhì),加快腐爛變質(zhì);而CO2的增加會(huì)降低果蔬的呼吸速率,但如果濃度過(guò)高則容易引起果蔬CO2中毒,使果蔬產(chǎn)生毒素,降低果蔬品質(zhì),影響其質(zhì)量與安全;少量的酯類(lèi)氣體對(duì)不同成熟度的果蔬起著不同的作用,如乙烯,少量的乙烯可以對(duì)低成熟度的果蔬起到催熟的作用,但是對(duì)成熟度較高的果蔬卻作用很小,以上這些產(chǎn)物都會(huì)對(duì)果蔬的貯藏和保鮮起到制約作用,因此在保鮮過(guò)程中需要綜合考慮,以免降低了果蔬的保鮮期。

(一)呼吸的類(lèi)型

果蔬在有氧的環(huán)境中進(jìn)行有氧呼吸時(shí),從環(huán)境中吸收O2、分解能量物質(zhì),如葡萄糖的呼吸作用反應(yīng)式如下:

C6H12O6+62→6CO2+6H2O+熱量

果蔬在缺氧或供養(yǎng)不足的環(huán)境中進(jìn)行無(wú)氧呼吸是靠分解葡萄糖來(lái)維持生命活動(dòng),其反應(yīng)式如下:

1.O2的效應(yīng)

C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+熱量

O2是果蔬進(jìn)行正常的生命活動(dòng)所必需的氣體,當(dāng)O2的濃度降低時(shí),果蔬的生理活動(dòng)就會(huì)受到抑制。果蔬包裝保鮮的條件是降低O2含量,但是過(guò)低的O2會(huì)使果蔬進(jìn)行厭氧呼吸,將加速果蔬的腐爛以及品質(zhì)的變壞。

2.CO2的效應(yīng)

CO2是一種抑菌氣體,也是呼吸的產(chǎn)物,同時(shí)也對(duì)果蔬的呼吸有抑制作用。大氣中CO2的濃度為0.03%,低濃度時(shí)能使微生物繁殖;若濃度升高,就能夠阻礙引起果蔬產(chǎn)品腐敗的微生物生長(zhǎng)繁殖,達(dá)到一定濃度時(shí),可使其呈現(xiàn)“休眠”狀態(tài);但CO2易溶于包裝或產(chǎn)品中的水分,形成碳酸而改變果蔬的pH值和口味,同時(shí)CO2溶解后導(dǎo)致包裝內(nèi)的氣體減少而造成果蔬包裝萎縮變癟,影響外觀。

3.N2的效應(yīng)

N2是一種惰性氣體,對(duì)細(xì)菌生長(zhǎng)也有一定的抑制作用;同時(shí)N2不與果蔬產(chǎn)品發(fā)生化學(xué)反應(yīng),不被吸收,不會(huì)由于氣體被吸收而產(chǎn)生萎縮現(xiàn)象,能很好地保持產(chǎn)品包裝的外觀形狀,因此通常在氣調(diào)保鮮包裝中充當(dāng)平衡氣體。新鮮果蔬產(chǎn)品劣化的主要原因有4個(gè):呼吸作用、蒸騰作用、微生物作用、機(jī)械損傷。對(duì)于采后的新鮮果蔬來(lái)說(shuō),由于其是一個(gè)生命體,細(xì)胞仍在進(jìn)行活動(dòng),呼吸作用依然起著重要的作用,促使果蔬的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)被消耗,吸收O2釋放CO2以及乙烯等氣體,同時(shí)產(chǎn)生熱和水分,造成果蔬加速腐爛和變質(zhì)。

包裝貯藏與加工的根本區(qū)別是包裝貯藏方法使果蔬產(chǎn)品保持鮮活性質(zhì),利用自身的生命活動(dòng)控制變質(zhì)和敗壞。貯藏技術(shù)是通過(guò)控制環(huán)境條件,對(duì)產(chǎn)品采后的生命活動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié),盡可能延長(zhǎng)產(chǎn)品的壽命,一方面使其保持生命活力以抵抗微生物侵染和繁殖,達(dá)到防止腐爛敗壞的目的;另一方面使產(chǎn)品自身品質(zhì)的劣變也得以推遲,達(dá)到保鮮的目的。因此,果蔬采后生理特性是包裝貯藏的基礎(chǔ),只有掌握果蔬產(chǎn)品采后的各種生命活動(dòng)規(guī)律及其影響因素后,才能更好地對(duì)其進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。

(二)與呼吸有關(guān)的幾個(gè)概念

1.呼吸強(qiáng)度

呼吸強(qiáng)度指在一定的溫度下,單位時(shí)間內(nèi)單位質(zhì)量產(chǎn)品進(jìn)行呼吸時(shí)所吸收的O2或釋放CO2的量。而對(duì)于無(wú)氧呼吸,由于不吸入O2,此時(shí)用CO2生成的量來(lái)表示更確切。

呼吸強(qiáng)度是衡量呼吸作用強(qiáng)弱、表示組織新陳代謝的一個(gè)重要指標(biāo),是包裝、貯藏過(guò)程中估計(jì)產(chǎn)品貯藏期的主要依據(jù)。產(chǎn)品呼吸強(qiáng)度越大說(shuō)明呼吸作用越旺盛,消耗的呼吸底物(糖類(lèi)、蛋白質(zhì)、脂肪、有機(jī)酸)多而快,產(chǎn)品衰老加速,貯藏壽命縮短。

2.呼吸商

呼吸商也稱(chēng)呼吸系數(shù),它是植物呼吸過(guò)程中呼出的CO2與吸進(jìn)O2之容積比,用RQ表示。在一定程度上可以根據(jù)呼吸商來(lái)估計(jì)呼吸的性質(zhì)、底物的種類(lèi)。各種呼吸底物有著不同的RQ值。

RQ值越小,需要吸入的氧氣量越大,氧化時(shí)釋放的能量也越多;蛋白質(zhì)和脂肪所提供的能量很高,有機(jī)酸能供給的能量則很少。

需要說(shuō)明的是,呼吸是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程,它可以同時(shí)有幾種氧化程度不同的底物參與反應(yīng),并且可同時(shí)進(jìn)行不同方式的氧化代謝,因而測(cè)得的呼吸強(qiáng)度和呼吸商只能綜合反映出呼吸的總趨勢(shì),不可能準(zhǔn)確表明呼吸的底物種類(lèi)或無(wú)氧呼吸的程度。而且由于準(zhǔn)確測(cè)定呼吸強(qiáng)度比較困難,試驗(yàn)中所測(cè)得的數(shù)據(jù)有時(shí)并不是O2和CO2在呼吸代謝中的真實(shí)數(shù)值。此外,O2和CO2還可能有其他的來(lái)源,或者呼吸產(chǎn)生的CO2又被固定在細(xì)胞內(nèi)或合成為其他物質(zhì)。有研究發(fā)現(xiàn)蘋(píng)果、梨等在呼吸躍變期有一個(gè)加強(qiáng)的,呼吸循環(huán)以外的蘋(píng)果酸、丙酮酸的脫羧作用,生成額外的二氧化碳,因而使呼吸商增大。

3.呼吸熱

呼吸熱是呼吸過(guò)程中產(chǎn)生的,除了維持生命活動(dòng)以外而散發(fā)到環(huán)境中的那部分熱量。以葡萄糖為底物進(jìn)行正常有氧呼吸時(shí),每釋放1mg CO2相應(yīng)釋放近似10.68J的熱量。呼吸熱的存在,會(huì)使包裝貯藏環(huán)境的溫度增高。

當(dāng)大量產(chǎn)品采后堆積在一起或運(yùn)輸中缺少通風(fēng)散熱裝置時(shí),由于呼吸熱無(wú)法散出,產(chǎn)品自身溫度升高,進(jìn)而又刺激了呼吸,放出更多的呼吸熱,加速產(chǎn)品腐敗變質(zhì)。因此,包裝貯藏中通常要盡快排除呼吸熱,控制貯藏溫度。

4.呼吸高峰

根據(jù)采后果蔬呼吸特征,呼吸作用又可以分為呼吸躍變型和非呼吸躍變型兩種類(lèi)型。

呼吸躍變型,其特征是在果蔬產(chǎn)品采后初期,其呼吸強(qiáng)度漸趨下降,而后迅速上升,并出現(xiàn)高峰,此時(shí)果實(shí)的風(fēng)味品質(zhì)最佳,然后呼吸強(qiáng)度下降,果實(shí)逐漸衰老死亡;伴隨呼吸高峰的出現(xiàn),體內(nèi)的代謝發(fā)生很大的變化,這一現(xiàn)象即稱(chēng)為呼吸躍變。在呼吸躍變期間,果實(shí)體內(nèi)的生理代謝發(fā)生了根本性的轉(zhuǎn)變,是果實(shí)由成熟向衰老的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。呼吸躍變型果實(shí)主要包括:蘋(píng)果、梨、杏、李、桃、獼猴桃、柿、面包果、南美番荔枝、梨、無(wú)花果、番木瓜、芒果等;呼吸躍變型蔬菜有:番茄、甜瓜、西瓜等(圖5-1)。

(三)影響呼吸強(qiáng)度的因素

果蔬在貯藏過(guò)程中的呼吸強(qiáng)度與產(chǎn)品的消耗是密切關(guān)聯(lián)的,呼吸強(qiáng)度越大所消耗的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越多。因此,在保證果蔬必要的生理活動(dòng)的前提下,盡量降低它們的呼吸強(qiáng)度,減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗,是果蔬包裝貯藏成敗的關(guān)鍵。為此必須了解影響果蔬呼吸強(qiáng)度的有關(guān)因素。總體上看,影響呼吸強(qiáng)度的因素主要是果蔬產(chǎn)品的自身特性、外界包裝貯運(yùn)環(huán)境條件。

1.果蔬產(chǎn)品的自身特性

(1)種類(lèi)與品種。果蔬種類(lèi)很多,不同種類(lèi)與品種的果蔬組織結(jié)構(gòu)和生理代謝差異很大,呼吸作用的強(qiáng)弱也不盡相同,這是由它們本身的特性所決定的。同時(shí)果蔬被食用部分各不相同,包括根、莖、葉、果、花等。在蔬菜的各種器官中,幼嫩的組織比成熟的組織呼吸強(qiáng)度大,生殖器官新陳代謝相對(duì)活躍,呼吸強(qiáng)度一般大于營(yíng)養(yǎng)器官,通常以花的呼吸作用最強(qiáng),葉次之。這是因?yàn)闋I(yíng)養(yǎng)器官的新陳代謝比貯藏器官旺盛,且葉片薄而扁平,分布大量氣孔,氣體交換迅速,呼吸作用最強(qiáng),如菠菜和其他葉菜呼吸強(qiáng)度的大小與易腐性成正比。而具有休眠特性的地下根莖菜和變態(tài)的葉菜,如根和塊莖類(lèi)蔬菜的蘿卜、馬鈴薯等,呼吸強(qiáng)度較??;果菜類(lèi)居中。除了受器官特征的影響外,還與其在系統(tǒng)發(fā)育中形成的對(duì)土壤或鹽水環(huán)境中缺氧的適應(yīng)特性有關(guān)。果品中,堅(jiān)果類(lèi)的呼吸強(qiáng)度最低,仁果類(lèi)次之,核果類(lèi)、漿果類(lèi)活性較高(表5-2)。此外,一般來(lái)講原產(chǎn)于熱帶、亞熱帶的果蔬呼吸強(qiáng)度高于溫帶產(chǎn)品。

(2)發(fā)育年齡和成熟度。在果蔬的個(gè)體發(fā)育和器官發(fā)育過(guò)程中,呼吸強(qiáng)度在幼齡時(shí)期最大,隨著年齡的增長(zhǎng),呼吸強(qiáng)度逐漸下降。一般生長(zhǎng)期采收的蔬菜,呼吸強(qiáng)度很高,各種機(jī)能非?;钴S,衰老變壞很快,貯藏很困難。充分成熟的老熟蔬菜,呼吸強(qiáng)度很低,表面又形成良好的保護(hù)結(jié)構(gòu),為貯藏創(chuàng)造了極為有利的條件。塊莖、鱗莖類(lèi)蔬菜生長(zhǎng)期間呼吸強(qiáng)度一直下降,采后進(jìn)入休眠期呼吸降到最低,休眠期后呼吸再次升高。有一些果實(shí),如番茄,在成熟時(shí)細(xì)胞壁中膠層分解,組織充水,細(xì)胞間隙因被堵塞而變小,因此阻礙氣體的交換,使呼吸強(qiáng)度下降(圖5-3)。而對(duì)于躍變型蔬菜,應(yīng)設(shè)法推遲躍變高峰的到來(lái),這樣才能延長(zhǎng)蔬菜的貯藏期。

由此看來(lái),不同發(fā)育年齡的果蔬,由于細(xì)胞內(nèi)原生質(zhì)發(fā)育的程度、內(nèi)在各細(xì)胞器的結(jié)構(gòu)、酶系統(tǒng)及其活性和物質(zhì)的積累情況都不相同,導(dǎo)致果蔬呼吸強(qiáng)度也不相同。

2.包裝儲(chǔ)運(yùn)環(huán)境條件

(1)溫度。在生理溫度范圍內(nèi),隨溫度的升高,果蔬的呼吸作用涉及多種酶反應(yīng)的速率也會(huì)隨之增大,通??捎煤粑鼫囟认禂?shù)Q10來(lái)表征。呼吸溫度系數(shù)指當(dāng)環(huán)境溫度提高10℃時(shí),采后果蔬產(chǎn)品反應(yīng)所增加的呼吸強(qiáng)度。果蔬的呼吸強(qiáng)度通常在5~35℃之間,溫度每上升10℃,呼吸強(qiáng)度增大1~1.5倍,即溫度系數(shù)Q10=2~2.5。Q10能反映呼吸速率隨溫度而變化的程度;該值越高,說(shuō)明產(chǎn)品呼吸受溫度影響越大。不同種類(lèi)、品種的果蔬產(chǎn)品,Q10的差異較大(表5-3);

同一果蔬產(chǎn)品,低溫范圍內(nèi)植物呼吸的溫度系數(shù)要比高溫范圍內(nèi)大。這個(gè)特點(diǎn)表明,果蔬貯藏時(shí),應(yīng)該嚴(yán)格控制貯藏溫度,如溫度過(guò)低則呼吸代謝反常會(huì)導(dǎo)致冷傷害;溫度過(guò)高則導(dǎo)致果蔬呼吸強(qiáng)度較大,代謝反應(yīng)加快,消耗增加,貯藏期變短。

(2)氣體成分??諝庵蠴2含量為20.9%,CO2為0.03%。當(dāng)果蔬周?chē)臍怏w中O2含量適當(dāng)降低,CO2含量適當(dāng)升高時(shí),既可抑制呼吸,又不干擾正常代謝。實(shí)驗(yàn)證明,如果將空氣中O2含量降到10%以下,就會(huì)明顯降低蔬菜的呼吸作用,但這種O2含量降低有一極限,當(dāng)O2含量小于2%時(shí),許多蔬菜產(chǎn)生生理傷害,這主要是由于無(wú)氧呼吸,從而積累了大量的乙醇、乙醛等有害物質(zhì)的結(jié)果。CO2濃度高于0.03%時(shí),對(duì)蔬菜呼吸均有抑制作用,它能保持蔬菜綠色素和維持蔬菜硬度,但濃度過(guò)高時(shí)CO2會(huì)引起異常代謝,產(chǎn)生生理障礙。因此需要控制O2濃度和CO2濃度在果蔬所允許的范圍,使之既能夠有效降低果蔬的有氧呼吸又可避免無(wú)氧呼吸帶來(lái)的生理傷害。

(3)濕度。果蔬種類(lèi)不同,對(duì)濕度的要求也存在很大差別,較低的相對(duì)濕度能夠適當(dāng)使果蔬失水,降低呼吸強(qiáng)度。如大白菜、菠菜及某些果菜類(lèi),收獲后稍經(jīng)晾曬或風(fēng)干,有利于降低呼吸強(qiáng)度,增強(qiáng)耐貯性;洋蔥、大蒜頭等貯藏要求低濕,低濕可抑制呼吸作用保持休眠狀態(tài),延遲發(fā)芽;但甘薯、馬鈴薯、芋頭等薯芋類(lèi)則要求高濕,低濕干燥反而會(huì)促進(jìn)呼吸,產(chǎn)生生理病害。所以果蔬貯藏要根據(jù)其種類(lèi)來(lái)確定貯藏環(huán)境的濕度。

(4)機(jī)械傷害和病蟲(chóng)害。果蔬受到損傷后,傷口加大了與空氣的接觸,導(dǎo)致果蔬呼吸強(qiáng)度急劇增加,這種呼吸稱(chēng)為傷呼吸。任何機(jī)械損傷,即使是輕微地?cái)D壓或摩擦,都會(huì)引起果蔬的傷呼吸。機(jī)械傷害和病蟲(chóng)害造成的傷口能引起微生物感染,導(dǎo)致果蔬腐爛變質(zhì),因此果蔬收獲及收獲以后,要盡可能避免損傷,以免產(chǎn)生傷呼吸,導(dǎo)致果蔬腐爛加劇。

(四)呼吸作用與果蔬包裝貯藏的關(guān)系

1.呼吸作用與生理失調(diào)

采后生理活動(dòng)所需的能量都來(lái)自呼吸作用,同時(shí)體內(nèi)生命大分子物質(zhì)如蛋白、脂肪、核酸以及次生物質(zhì)的合成原料如酚類(lèi)、木素等,也都直接或間接的由呼吸代謝產(chǎn)生。因此果蔬貯藏期間如果貯藏不當(dāng),就會(huì)導(dǎo)致無(wú)氧呼吸加強(qiáng)或呼吸途徑的某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)異常情況,產(chǎn)生生理紊亂,這都可能會(huì)發(fā)生呼吸失調(diào)。由于呼吸失調(diào),在某些生理環(huán)節(jié)上,酶或酶系統(tǒng)受到破壞,呼吸反應(yīng)就會(huì)在此受挫或中斷,并積累氧化不完全的中間產(chǎn)物。這種呼吸失調(diào)必然造成生理障礙,這是生理病害的根本原因。果蔬一旦發(fā)生了生理病害,就會(huì)影響它的商品價(jià)值和食用價(jià)值。因此,保證呼吸作用的正常進(jìn)行是保障果蔬包裝貯藏保鮮的前提條件。

2.呼吸作用與耐藏性和抗病性的關(guān)系

耐藏性是指在一定貯藏期內(nèi),產(chǎn)品能保持其原有的品質(zhì)而不發(fā)生明顯不良變化的特性;抗病性是指產(chǎn)品抵抗致病微生物侵害的特性。呼吸作用是采后新陳代謝的主導(dǎo),正常的呼吸作用能為其生理活動(dòng)提供必需的能量,保證物質(zhì)的代謝,使各個(gè)反應(yīng)環(huán)節(jié)及能量轉(zhuǎn)移之間協(xié)調(diào)平衡,維持產(chǎn)品的生命活動(dòng)能有序進(jìn)行,從而保持產(chǎn)品耐藏性和抗病性。

此外,正常的呼吸作用還可防止代謝過(guò)程中有害中間產(chǎn)物的積累,將其氧化或水解為最終產(chǎn)物,進(jìn)行自身平衡保護(hù),防止代謝失調(diào)造成的生理障礙,這在逆境條件下表現(xiàn)得更為明顯。當(dāng)植物處于逆境、遭到傷害或病蟲(chóng)感染時(shí),會(huì)主動(dòng)加強(qiáng)自身體內(nèi)氧化系統(tǒng)的活性,呼吸活性升高。一般來(lái)說(shuō),離傷口越近,反應(yīng)程度越劇烈,這種反應(yīng)叫做植物的呼吸保衛(wèi)反應(yīng)。呼吸保衛(wèi)反應(yīng)受遺傳特性影響,抗病耐貯的品種,反應(yīng)迅速而強(qiáng)烈;抗病性弱的品種,則反應(yīng)遲緩,不明顯,甚至不發(fā)生反應(yīng)。呼吸保衛(wèi)反應(yīng)具有抑制自身水解、抑制或終止病原菌侵染的作用,同時(shí)提供合成新細(xì)胞所需要的物質(zhì),恢復(fù)和修補(bǔ)傷口,加速愈合,進(jìn)一步抵抗病原菌感染。

雖然呼吸作用有上述這些重要作用,但同時(shí)也使?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)消耗加快從而導(dǎo)致果蔬品質(zhì)下降。新陳代謝的加快將縮短產(chǎn)品壽命,造成耐藏性和抗病性下降,同時(shí)釋放的大量呼吸熱使產(chǎn)品溫度升高,容易腐爛,對(duì)產(chǎn)品的保鮮不利。而呼吸旺盛,是包裝貯藏中產(chǎn)品質(zhì)量降低的主要原因,表現(xiàn)在產(chǎn)品組織老化,失水萎蔫,風(fēng)味下降,從而導(dǎo)致品質(zhì)劣變,甚至失去食用價(jià)值。

因此,延長(zhǎng)果蔬產(chǎn)品貨架期、貯藏期首先應(yīng)該保持產(chǎn)品有正常的生命活動(dòng),不發(fā)生生理障礙,使其能夠正常發(fā)揮耐藏性、抗病性的作用;在此基礎(chǔ)上,盡可能降低呼吸作用,維持緩慢的代謝,延長(zhǎng)產(chǎn)品壽命,延緩耐藏性和抗病性的衰變,最終達(dá)到延長(zhǎng)產(chǎn)品保鮮壽命的目的。但一切降低呼吸強(qiáng)度的措施,都必須以不違背果蔬正常的生命活動(dòng)為原則。

三、果蔬采后物性分析

(一)蒸騰生理

水分是生命活動(dòng)必不可少的,是影響果蔬產(chǎn)品新鮮度的重要物質(zhì)。果蔬生長(zhǎng)時(shí)不斷從地面以上部分,特別是葉子向大氣中散失水分,這個(gè)過(guò)程,即蒸騰作用,便于體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的運(yùn)輸和防止體溫異常升高。蒸騰作用對(duì)于生長(zhǎng)中的植物是不可缺少的生理過(guò)程,是植物根系從土壤中吸收養(yǎng)分、水分的主要?jiǎng)恿?。采收后果蔬離開(kāi)了母體,失去了水分的供應(yīng),這時(shí)水分從產(chǎn)品表面的喪失將使產(chǎn)品失水,采后失水不僅會(huì)造成失重、失鮮,還會(huì)引起果蔬品質(zhì)的下降。采收果蔬減少失水也是包裝貯運(yùn)關(guān)注的技術(shù)環(huán)節(jié)。與采前的蒸騰過(guò)程截然不同,采后包裝貯運(yùn)中果蔬產(chǎn)品失水的過(guò)程和作用不單純是像蒸發(fā)一樣的物理過(guò)程,它還與產(chǎn)品本身的組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

1.失水對(duì)果蔬的影響

新鮮果蔬含水量很高,一般達(dá)65%~96%,因而表面光澤并有彈性,組織呈現(xiàn)堅(jiān)挺脆嫩的狀態(tài),外觀新鮮;而采后失水往往會(huì)引起果蔬重量和品質(zhì)的下降,在貯藏中容易因蒸騰脫水而引起組織萎焉,表面光澤消退,失去新鮮狀態(tài)。

失水是導(dǎo)致果蔬失重的主要因素。例如,蘋(píng)果在2.7℃冷藏時(shí),每周由水分蒸騰造成的重量損失約為果品重的0.5%,而呼吸作用僅使蘋(píng)果失重0.05%。此外,水分蒸騰在引起失重的同時(shí),還會(huì)引起產(chǎn)品失鮮,使果蔬的新鮮度下降,造成品質(zhì)的劣變。一般情況下,果蔬失水大于5%就會(huì)引起失鮮。失水后的果蔬表面光澤消退、形態(tài)萎蔫、疲軟,商品價(jià)值明顯下降,尤其是含水量較大的果蔬如黃瓜、柿子椒等;而有些果蔬雖然沒(méi)有達(dá)到萎蔫程度,但是失水會(huì)影響到果蔬的口感、脆度、顏色和風(fēng)味。不過(guò),果蔬輕度脫水,可以使冰點(diǎn)降低,提高抗寒能力,并且組織較為柔軟,有利于減少運(yùn)輸和貯藏處理時(shí)的機(jī)械傷害,如洋蔥、大蒜收獲后充分晾曬,使外表的鱗片干燥成膜質(zhì),具有降低呼吸、加強(qiáng)休眠、減輕腐爛的作用。若嚴(yán)重脫水,細(xì)胞濃度增加,引起細(xì)胞中毒,一些水解酶的活力加強(qiáng),加速某些物質(zhì)的水解過(guò)程。

蒸騰、萎蔫會(huì)嚴(yán)重影響蔬菜的耐貯性、抗病性。從表5-4看出,組織脫水萎焉程度越大,抗病性下降越劇烈,腐爛率就越高。用塑料帳或塑料袋貯存蔬菜時(shí),蒸騰還會(huì)引起結(jié)露現(xiàn)象,由于結(jié)露所形成的凝結(jié)水本身是微酸性的,一旦滴落到蔬菜表面上,極有利于病原菌侵染,導(dǎo)致貯藏品腐爛增加。所以貯藏時(shí)要盡可能防止結(jié)露現(xiàn)象,其解決的辦法是盡量縮小溫差,保持庫(kù)溫恒定。

2.影響蒸騰作用的因素

(1)表面組織結(jié)構(gòu)。蒸騰是指植物體內(nèi)的水分通過(guò)植物體表面的氣孔、皮孔或角質(zhì)層而散失到大氣中的過(guò)程,所以蒸騰與植物的表面結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系。因此水分在產(chǎn)品表面的蒸騰有兩個(gè)途徑:一是通過(guò)氣孔、皮孔等自然孔道;二是通過(guò)表皮層。氣孔的蒸騰速度遠(yuǎn)比表皮層快,是果蔬蒸騰的主要通道。不同果蔬表面組織結(jié)構(gòu)不同,蒸騰作用差異很大,通常是葉菜類(lèi)蒸騰最強(qiáng),果菜類(lèi)次之,根菜類(lèi)最弱。另外,許多因素如水、溫度、光和二氧化碳等,影響氣孔開(kāi)閉,從而決定蒸騰作用的強(qiáng)弱。

(2)細(xì)胞持水力。一般原生質(zhì)內(nèi)親水性膠體和可溶性固形物含量高的細(xì)胞具有滲透壓也較高,因此有利于細(xì)胞保水,阻止水分蒸騰。另外,細(xì)胞間隙的大小可影響水分移動(dòng)的速度,細(xì)胞間隙大,水分移動(dòng)阻力小,移動(dòng)速度快,有利于細(xì)胞失水。

(3)空氣相對(duì)濕度。影響果蔬采后蒸騰作用的關(guān)鍵性環(huán)境因素是空氣相對(duì)濕度。空氣相對(duì)濕度是指空氣中實(shí)際所含的水蒸氣量(絕對(duì)濕度)與當(dāng)時(shí)溫度下空氣所含飽和水蒸氣量(飽和濕度)之比。在一定的溫度下,空氣的飽和蒸汽壓大于實(shí)際蒸汽壓時(shí)(即存在飽和差時(shí)),水分便開(kāi)始蒸發(fā),因此空氣從含水物體中吸取水分的能力決定于飽和差的大小。果蔬組織中充滿(mǎn)水,蒸汽壓一般是接近飽和的,只要組織中蒸汽壓高于周?chē)諝獾恼羝麎?,組織內(nèi)的水分就會(huì)外溢,其快慢程度與兩者之差成正比,見(jiàn)表5-5。

相對(duì)濕度表示環(huán)境空氣干濕的程度,是影響蔬菜蒸騰的重要因素。但它要受溫度的影響,溫度增高可加速水蒸氣分子的運(yùn)動(dòng),降低細(xì)胞膠體的黏性,從而促進(jìn)蒸騰作用。此外,空氣流速也會(huì)改變空氣的絕對(duì)濕度,從而影響蒸騰作用。值得注意的是,貯藏中對(duì)空氣濕度的控制,既要密切注意到對(duì)產(chǎn)品蒸騰作用的影響,又要兼顧到對(duì)微生物活動(dòng)的影響,因?yàn)榭諝鉂穸纫彩侵萍s微生物活動(dòng)的因素之一。

(4)表面積比。表面積比是果蔬器官的表面積與其質(zhì)量(或體積)之比。由于水分是從產(chǎn)品表面蒸發(fā)的,表面積比值越高,果蔬蒸發(fā)失水越多;葉子的表面積比大,失重要比果實(shí)快;小個(gè)的果實(shí)、根或塊莖要比大的果蔬表面積比大,因此失水較快,在貯藏過(guò)程中更容易萎蔫。

(5)種類(lèi)、品種和成熟度。不同種類(lèi)的產(chǎn)品、同一種類(lèi)的不同產(chǎn)品的成熟度,在組織結(jié)構(gòu)和生理生化特性方面都不同,失水速度也不同。許多果實(shí)和貯藏器官只有皮孔而無(wú)氣孔。皮孔是一些老化了的、排列緊湊的木栓化表皮細(xì)胞形成的狹長(zhǎng)開(kāi)口。皮孔不能關(guān)閉,因此水分蒸發(fā)的速度就取決于皮孔的數(shù)目、大小和蠟層的性質(zhì)。在成熟的果實(shí)中,皮孔被蠟質(zhì)和一些其他的物質(zhì)堵塞,因此水分的蒸發(fā)和氣體的交換只能通過(guò)角質(zhì)層擴(kuò)散。

果蔬表層蠟的類(lèi)型也會(huì)影響失水,通常蠟的結(jié)構(gòu)比蠟的厚度對(duì)防止失水更為重要,那些由復(fù)雜的、有重疊片層結(jié)構(gòu)組成的蠟層要比那些厚但是扁平、無(wú)結(jié)構(gòu)的蠟層有更好的防水透過(guò)性能。

蒸騰與成熟度有關(guān)是由于幼嫩器官正在生長(zhǎng),代謝旺盛,且表皮層未充分發(fā)育,透水性強(qiáng),因而極易失水;隨著果蔬成熟,保護(hù)組織完善,蒸騰量即下降。

(6)機(jī)械損傷。果蔬的機(jī)械損傷會(huì)加速產(chǎn)品失水,當(dāng)產(chǎn)品組織的表面擦傷后,會(huì)有較多的氣態(tài)物質(zhì)通過(guò)傷口,而表皮上機(jī)械損傷造成的切口破壞了表面的保護(hù)層,使皮下組織暴露在空氣中,因而更容易失水。雖然在組織生長(zhǎng)和發(fā)育早期,傷口處可形成木栓化細(xì)胞,使傷口愈合,但是產(chǎn)品的這種愈傷能力隨植物器官成熟而減小,所以收獲和采后操作時(shí)要盡量避免損傷。此外,表面組織在遭到蟲(chóng)害和病害時(shí)也會(huì)造成傷口,因而增加水分的損失。

(二)成熟衰老生理

果蔬采收后物質(zhì)積累停止,干物質(zhì)不再增加,已經(jīng)積累在蔬菜中的各種物質(zhì),有的逐漸消失,有的在酶的催化下經(jīng)歷種種轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移、分解和重新組合,同時(shí)果蔬在生理上經(jīng)歷著一個(gè)由幼嫩到成熟、衰老的過(guò)程,在組織和細(xì)胞的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、特性等方面發(fā)生一系列變化。這些變化導(dǎo)致了果蔬的耐貯性和抗病性也發(fā)生相應(yīng)的改變,總的趨勢(shì)是不斷減弱。

1.物質(zhì)轉(zhuǎn)變的一般現(xiàn)象

果蔬采后一個(gè)重要的物質(zhì)轉(zhuǎn)變過(guò)程是同類(lèi)物質(zhì)間的休整即合成和水解過(guò)程。如淀粉→雙糖→單糖;原果膠→果膠→果膠酸;蛋白質(zhì)→氨基酸;類(lèi)脂物質(zhì)的降解與合成等。但總體來(lái)講,水解大于合成,這是細(xì)胞衰老的主要癥狀。物質(zhì)轉(zhuǎn)變的另一特點(diǎn)是物質(zhì)在組織和器官之間的轉(zhuǎn)移和再分配,如大白菜在貯藏中裂球(破肚)而外幫脫落,洋蔥結(jié)束休眠后發(fā)芽而鱗莖萎蔫,蒜薹的薹梗老化糠心而苔苞發(fā)育成新生鱗莖,蘿卜、胡蘿卜發(fā)芽抽薹而肉質(zhì)根變糠,所有這些都是物質(zhì)轉(zhuǎn)移的結(jié)果。蔬菜在貯藏中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移,幾乎都是從作為食用部分的營(yíng)養(yǎng)器官移向非食用部分的生殖器官,這種物質(zhì)的轉(zhuǎn)移也是食用器官組織衰老的癥狀,因此,從貯藏觀點(diǎn)來(lái)說(shuō),物質(zhì)轉(zhuǎn)移是不利的。

2.成熟衰老的調(diào)節(jié)

植物激素和鈣對(duì)成熟衰老起著極其重要的調(diào)節(jié)作用。植物激素是植物自身產(chǎn)生的一類(lèi)物質(zhì),目前已知的植物激素有五類(lèi),即:生長(zhǎng)素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯。前三類(lèi)屬促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育的激素,有防止衰老的作用,后兩類(lèi)屬抑制生長(zhǎng)發(fā)育的激素,有促進(jìn)衰老和促進(jìn)休眠的作用。當(dāng)植物生長(zhǎng)進(jìn)入成熟期時(shí),生長(zhǎng)素、赤霉素和細(xì)胞分裂素的含量減少,乙烯和脫落酸的含量增高,因而植物體或器官的生長(zhǎng)受到抑制,促進(jìn)植物體或器官進(jìn)入成熟衰老階段。在蔬菜采收后,如果人為地改變植物體內(nèi)的激素平衡,可以抑制或促進(jìn)衰老的過(guò)程。如降低貯藏環(huán)境中乙烯的含量,可使蔬菜延遲衰老,延長(zhǎng)貯藏期。又如用生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素等處理蔬菜,有防止衰老的作用。

近年來(lái)研究指出,鈣在調(diào)節(jié)植物呼吸和推遲衰老方面,以及在防止蔬菜代謝病害方面,都有著重要的作用。一般鈣含量高的呼吸強(qiáng)度低,含鈣低的呼吸強(qiáng)度高。呼吸強(qiáng)度低可使衰老延遲,因而鈣有調(diào)節(jié)成熟、延緩衰老的作用。蔬菜采前或采后用鈣處理,可延遲衰老和防止生理病害。

(三)休眠生理

一些塊莖、鱗莖、球莖、根莖類(lèi)果蔬,在結(jié)束田間生長(zhǎng)時(shí),繁殖器官內(nèi)積貯了大量的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),原生質(zhì)內(nèi)部發(fā)生深刻變化,新陳代謝明顯降低,生長(zhǎng)停止而進(jìn)入相對(duì)靜止的狀態(tài),這就是休眠。植物在休眠期間新陳代謝、物質(zhì)消耗和水分蒸發(fā)都降低到最低限度,暫停發(fā)芽生長(zhǎng),所以對(duì)貯藏來(lái)說(shuō)是個(gè)有利的生理階段。有些果蔬由于某一環(huán)境因素不適,如溫度不適或空氣中氧氣濃度太低,會(huì)停止生長(zhǎng),但經(jīng)過(guò)發(fā)送環(huán)境便能恢復(fù)生長(zhǎng),這種休眠稱(chēng)強(qiáng)制休眠或他發(fā)性休眠。有的果蔬雖然各種環(huán)境因素都適于生長(zhǎng),但仍然要休眠一段時(shí)間,暫不萌發(fā),這就是生理休眠或稱(chēng)自發(fā)性休眠。馬鈴薯、洋蔥、大蒜、姜等是具有典型生理休眠的蔬菜;大白菜、蘿卜、菜花、萵苣及其他兩年生蔬菜,常處于強(qiáng)制休眠狀態(tài)。

休眠的長(zhǎng)短,因種類(lèi)、品種、栽培條件和貯藏條件不同而有變化。一般早熟和中早熟品種休眠期短,晚熟和中晚熟品種休眠期長(zhǎng)。對(duì)很多休眠器官來(lái)說(shuō),短日照是誘導(dǎo)休眠的重要因素之一,但洋蔥的休眠則是在長(zhǎng)日照條件下形成的。冷藏是最有效、方便、安全的抑制發(fā)芽的措施,對(duì)強(qiáng)制休眠效應(yīng)尤其明顯。

休眠對(duì)貯藏有利,因此希望盡可能延長(zhǎng)產(chǎn)品的休眠期,并且在生理休眠解除后,繼續(xù)保持強(qiáng)制休眠狀態(tài)。采用低溫、低氧、低濕和適當(dāng)提高CO2濃度等改變環(huán)境條件抑制呼吸的措施,都能延長(zhǎng)休眠期,抑制萌發(fā)。利用外源抑制生長(zhǎng)的激素,來(lái)改變內(nèi)源植物激素的平衡,從而延長(zhǎng)休眠。采用輻射處理塊莖、鱗莖類(lèi)果蔬,防止貯藏期間發(fā)芽,已在世界范圍內(nèi)得到公認(rèn)和推廣。用60~150Gy(戈瑞)γ射線處理后,可以使果蔬長(zhǎng)期不發(fā)芽,并在貯藏期中保持良好品質(zhì)。

四、果蔬防護(hù)要求

果蔬營(yíng)養(yǎng)豐富,是人們生活中必不可少的食品,也是人們獲取各種營(yíng)養(yǎng)元素的來(lái)源之一,由于其生產(chǎn)存在著較強(qiáng)的季節(jié)性、地域性和自身的易腐性等條件的制約,再加上我國(guó)長(zhǎng)期重視前期工作(栽培、病蟲(chóng)害防治等),忽視了采后處理(如預(yù)冷、分級(jí)、儲(chǔ)藏、包裝、運(yùn)輸?shù)龋?,?dǎo)致果蔬的腐爛率較高,每年損失率為20%~30%。不但難以滿(mǎn)足人民對(duì)消費(fèi)果蔬產(chǎn)品花色品種多樣性、新鮮干凈、營(yíng)養(yǎng)好等方面的消費(fèi)需求,而且還造成了我國(guó)果蔬產(chǎn)品在國(guó)際市場(chǎng)上缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,無(wú)法實(shí)現(xiàn)果蔬的真正價(jià)值。

目前,減少果蔬采后損耗是全世界農(nóng)產(chǎn)品業(yè)主要關(guān)心的問(wèn)題之一。研究并大力推廣和普及新鮮果蔬保鮮包裝與貯運(yùn)技術(shù),確保果蔬產(chǎn)品品質(zhì),季產(chǎn)年銷(xiāo),豐產(chǎn)豐收,以適應(yīng)國(guó)內(nèi)外日益增長(zhǎng)的需求,已成為我國(guó)果蔬生產(chǎn)發(fā)展的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié),也是今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)需要深入研究、解決的問(wèn)題。

(一)包裝的作用

果蔬的含水量很高,表皮保護(hù)組織卻很差,在采收、貯藏和運(yùn)輸中容易受機(jī)械損傷和微生物侵染。果蔬采收后仍然是一個(gè)活體,有呼吸和蒸騰作用,會(huì)產(chǎn)生大量的呼吸熱,使周?chē)h(huán)境溫度升高、產(chǎn)品失水,因此,果蔬容易腐爛變質(zhì)、喪失商品和食用價(jià)值。包裝可以緩沖過(guò)高和過(guò)低環(huán)境溫度對(duì)產(chǎn)品的不良影響,防止產(chǎn)品受到塵土和微生物的污染,減少病蟲(chóng)害的蔓延和失水萎焉。在貯藏、運(yùn)輸和銷(xiāo)售過(guò)程中,包裝可減少產(chǎn)品間的摩擦、碰撞和擠壓造成的損傷,使產(chǎn)品在流通中保持良好的穩(wěn)定性,提高商品率。包裝也是一種貿(mào)易輔助手段,可為市場(chǎng)交易提供標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格單位。包裝的標(biāo)準(zhǔn)化有利于倉(cāng)儲(chǔ)工作的機(jī)械化操作,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,設(shè)計(jì)合理的包裝還有利于充分利用倉(cāng)儲(chǔ)空間。

(二)新鮮果蔬保鮮包裝的基本要求

一般地講,新鮮果蔬產(chǎn)品劣化的主要原因是:呼吸作用、蒸騰作用、微生物作用和機(jī)械損傷。呼吸作用將造成果蔬產(chǎn)品品質(zhì)劣化。當(dāng)果蔬收獲后,其細(xì)胞依然在不斷地進(jìn)行著呼吸作用,結(jié)果:

①不斷消耗碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)成分,使果蔬發(fā)生過(guò)熟、發(fā)軟、風(fēng)味變化,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值減少,商品價(jià)值降低;

②產(chǎn)生CO2氣體和乙烯氣體,產(chǎn)生的乙烯氣體即使量極少,但作為植物的生長(zhǎng)激素,它又能促使呼吸作用加劇,加快果實(shí)的過(guò)熟速度,為了保持蔬菜和水果的鮮度,包裝體內(nèi)乙烯的含量應(yīng)越少越好,這樣可延遲過(guò)熟;

③生成水分,一方面,由于新鮮果蔬產(chǎn)品水分的喪失,會(huì)引起發(fā)軟、枯萎;另一方面,從生鮮果蔬中出來(lái)的水分會(huì)使包裝體內(nèi)濕度提高,在包裝材料上產(chǎn)生結(jié)露,促使各種細(xì)菌的繁殖;

④呼吸產(chǎn)生熱,促進(jìn)腐敗。

蒸騰作用將引起農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的劣化。果蔬產(chǎn)品的含水量很高,通常如有5%的水分喪失,果蔬產(chǎn)品的品質(zhì)就明顯劣化。微生物的生長(zhǎng)繁殖以及碰傷都易使果蔬產(chǎn)品發(fā)生品質(zhì)的劣化。果蔬產(chǎn)品采后分選、加工處理、包裝、裝卸、運(yùn)輸過(guò)程中,都會(huì)產(chǎn)生果品與作業(yè)件、果品與果品之間的碰撞,不可避免地對(duì)新鮮果蔬產(chǎn)品造成機(jī)械損傷,使果品組織受到破壞,引起呼吸加強(qiáng)、膜透性增加、品質(zhì)下降,并可導(dǎo)致有關(guān)代謝物質(zhì)的改變,縮短采后壽命。機(jī)械損傷也是病源微生物的入侵之門(mén),是導(dǎo)致果蔬霉?fàn)€的主要原因之一。

合理的包裝應(yīng)著重抑制果蔬產(chǎn)品的呼吸作用、蒸騰作用、微生物影響,減少貯運(yùn)中的機(jī)械損傷,減少病害的蔓延,避免果蔬發(fā)熱和溫度劇烈變化所引起的損失。此外果蔬保鮮包裝是標(biāo)準(zhǔn)化、商品化、保證安全運(yùn)輸和貯藏的重要措施。在現(xiàn)代商品運(yùn)輸中,包裝不僅起著保護(hù)果蔬品質(zhì)的作用,而且是降低費(fèi)用,擴(kuò)大銷(xiāo)售的重要因素之一。

因此新鮮果蔬保鮮包裝的基本要求如下。

(1)保護(hù)產(chǎn)品。包裝可減少果蔬產(chǎn)品貯運(yùn)、銷(xiāo)售環(huán)節(jié)中的損傷,對(duì)被包裝物具有保護(hù)作用。應(yīng)根據(jù)果蔬產(chǎn)品的品質(zhì)、價(jià)值、貨架期等選用相應(yīng)的包裝形式與包裝容器,容器內(nèi)根據(jù)需要可加設(shè)適當(dāng)?shù)木彌_襯墊、隔檔件等。

包裝能抑制新鮮果蔬產(chǎn)品的呼吸作用,減少水分損失,最大限度地保存產(chǎn)品的品質(zhì),延長(zhǎng)貨架壽命,使產(chǎn)品在流通中保持良好的穩(wěn)定性,提高商品率。另外,減少新鮮果蔬萎蔫對(duì)延緩維生素C和胡蘿卜素的損失和保持產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)也非常重要。包裝還應(yīng)減少產(chǎn)品污染,減輕微生物的影響。

(2)方便貯存,降低運(yùn)銷(xiāo)成本。果蔬包裝應(yīng)有足夠的強(qiáng)度承受堆疊壓力。包裝件結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)注重運(yùn)輸工具的裝載率,最大限度地利用裝載空間。同時(shí),包裝材料還應(yīng)具有耐貯藏庫(kù)高濕的特性。大包裝一般為塑料箱或高強(qiáng)度的瓦楞紙箱。小的消費(fèi)包裝則以塑料薄膜袋或泡沫托盤(pán)加保鮮膜,既便于銷(xiāo)售和貯藏在家庭冰箱的貨架上,又能保護(hù)產(chǎn)品品質(zhì)。

(3)宣傳產(chǎn)品和方便銷(xiāo)售。包裝還具有宣傳產(chǎn)品和方便銷(xiāo)售的作用。包裝上印刷有產(chǎn)品介紹等內(nèi)容,以宣傳產(chǎn)品,增加吸引力。特別是一些地方的名、特、優(yōu)產(chǎn)品,可以通過(guò)特定的包裝設(shè)計(jì)進(jìn)行宣傳,引導(dǎo)和鼓勵(lì)顧客購(gòu)買(mǎi)。裝載適量的紙箱、塑料薄膜袋和托盤(pán)包裝,都有利于銷(xiāo)售及方便攜帶。

(三)果蔬包裝新趨向

(1)小型化。目前,城鄉(xiāng)水果消費(fèi)已出現(xiàn)買(mǎi)新吃鮮、少量多次的特點(diǎn),因此10kg以上箱裝的水果已不能適應(yīng)大多數(shù)消費(fèi)者的需求,取而代之的是3~5kg甚至更少含量的小包裝水果。

(2)精品化。精美、新穎的包裝能促進(jìn)人們的消費(fèi)欲望。目前進(jìn)口水果頻頻沖擊國(guó)內(nèi)市場(chǎng),往往就是在包裝上找突破口。其實(shí),國(guó)產(chǎn)精品水果無(wú)論是表面色澤還是內(nèi)在品質(zhì),都完全可以與進(jìn)口水果抗衡,但多是由于包裝跟不上而失去了部分市場(chǎng)。因此,對(duì)國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)水果包裝精品化將是占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng),走出國(guó)門(mén),參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)的必然選擇。

(3)透明化。據(jù)抽樣調(diào)查顯示,95%以上的消費(fèi)者在購(gòu)買(mǎi)箱裝水果時(shí)都要開(kāi)箱查看。所以在包裝時(shí)采用部分透明材料,設(shè)計(jì)出一些可透視的鏤空,既增加了美感,又方便選購(gòu),可大大提高消費(fèi)者的購(gòu)買(mǎi)欲和信任度。

(4)組合化。鑒于當(dāng)前人們口味多樣化的消費(fèi)需求,一些經(jīng)銷(xiāo)商開(kāi)始嘗試將果品按某種規(guī)格進(jìn)行組合包裝。如把不同形狀的圓蘋(píng)果、長(zhǎng)香蕉、串葡萄包裝在一起;還可按不同顏色、不同性質(zhì)、不同產(chǎn)地進(jìn)行組合;以及把同一種水果按多種品種進(jìn)行組合。

(5)多樣化。現(xiàn)在水果包裝材料已突破了紙箱包裝的單一格局,向木箱、塑料箱、金屬箱等多種材料發(fā)展。在包裝形狀上突破單一的方形,向圓形、筒形、連體形等多形狀發(fā)展。在制作工藝上,除去傳統(tǒng)的機(jī)制包裝物外,將采用手工藝包裝物代替部分機(jī)制包裝物。此外,還有一些善于應(yīng)變的經(jīng)銷(xiāo)商,從用途上著眼,推出自用廉價(jià)型、饋贈(zèng)祝福型、旅行方便型、產(chǎn)地紀(jì)念型等多種包裝。

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