專利名稱：一種廣譜、有效抑制果蔬冷藏褐變的保鮮方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于果蔬保鮮領(lǐng)域，具體涉及一種利用真空滲透還原劑的果蔬保鮮技術(shù)。
技術(shù)背景果蔬多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)在生物界普遍存在。植物中，在有氧條 件下，它催化單酚(monophenol)為o-聯(lián)苯酚(o-diphenol)，各種聯(lián)苯酚之間進一歩被 氧化為有色的醌類物質(zhì)，與其他酚類、氨基酸之間聚合而形成黑褐色物質(zhì)，使得果蔬呈 現(xiàn)褐變現(xiàn)象。因此，褐變的發(fā)生主要依賴于三個條件PPO活性、底物(酚類物質(zhì))和 氧，只有三者同時存在，才會發(fā)生褐變。在健康果蔬細胞中，PPO與其底物被區(qū)域化分 隔開PPO主要存在于質(zhì)體中(葉綠體、有色體等)，而酚類物質(zhì)集中于液泡，由于兩者 無法直接接觸，因此整個果蔬產(chǎn)品不會呈現(xiàn)褐變狀態(tài)。當機體受到脅迫時，如高溫、冷 害、鹽脅迫等，細胞結(jié)構(gòu)遭到破壞，酚和酚酶的區(qū)域化分布有可能被打破，進而就可能 發(fā)生褐變。褐變在水果冷藏過程中較為普遍，特別像是在李子，杏，柿子，棗，蘋果這類富含酚 類物質(zhì)的水果中。以李子為例，李果實成熟于夏季高溫多雨季節(jié)，供應(yīng)期較短，因此有 貯藏需求。根據(jù)貯藏溫度， 一般分為常溫貯藏和低溫貯藏2種。李子在常溫貯藏條件下， 由于它屬于呼吸躍變型果實，加上皮薄汁多，水分含里高，因此呼吸峰產(chǎn)生后很快就會 軟化腐爛。低溫貯藏大大延長了李子的貯藏期，但是由于李子對低溫非常敏感，長期低 溫貯藏容易發(fā)生低溫傷害，果肉褐變就是一種普遍現(xiàn)象。褐變從近果核處開始發(fā)生，即 便已經(jīng)到了比較嚴重的程度，從外表上看與健康果實也無多大差異。因此果肉褐變大大 降低了果蔬的商品價值。國外對李子保鮮研究主要集中于涂膜保鮮、變溫貯藏和氣調(diào)貯 藏等技術(shù)措施和控制機理。國內(nèi)研究目前主要集中在李子品種耐藏性、貯藏條件、生物 學(xué)特性和保鮮劑應(yīng)用等方面。但是由于資金、設(shè)備、技術(shù)等種種原因，仍舊主要采用恒 定低溫貯藏的方法。于是，對李子冷藏方法的優(yōu)化和褐變等冷害現(xiàn)象的抑制，就顯得尤 為重要。為了抑制褐變現(xiàn)象，人們主要從褐變的三因素之一——PPO入手，通過抑制其活性降低褐變率的發(fā)生。通過對PPO的酶學(xué)特性的研究表明還原劑、酸化劑、螯合劑、絡(luò)合劑、酶抑制劑等在體外能有效抑制PPO活性。進而，將還原劑(抗壞血酸、檸檬酸、谷胱甘肽、半胱氨酸等)應(yīng)用于鮮切果蔬表面(主要運用浸蘸的方法)的研究進一歩驗 證了通過抑制PPO活性從而減少褐變的策略的可行性。不論是PPO酶學(xué)特性的研究還是 將鮮切果蔬浸泡于一定濃度的保鮮溶液，還原劑等PPO抑制劑都能直接與PPO本身或機 體細胞接觸，比較容易實現(xiàn)對PPO的快速、直接抑制。對于完整果實，特別是像李子這 樣表面有致密的蠟質(zhì)結(jié)構(gòu)的果實，浸泡技術(shù)就不能使PPO抑制劑有效進入果實內(nèi)部有機 體，更無法長時間維持抑制劑活性，從而也無法抑制貯藏后期起始于近果核處的褐變。 如何實現(xiàn)保鮮劑與PPO快速、直接地作用，是解決有效抑制褐變的關(guān)鍵技術(shù)。研究某種物質(zhì)的生理功能時，真空滲透技術(shù)被用于將該物質(zhì)有效地引入生物體內(nèi)。朱 本忠等依賴真空滲透將基因沉默技術(shù)為核心的保鮮方法應(yīng)用于番茄保鮮(專利申請?zhí)枮?00510102786.9)。真空滲透還應(yīng)用于圓白菜、擬南芥、水稻等的遺傳轉(zhuǎn)化中。番茄果實 果肉層較薄，體內(nèi)有空腔，果蒂處去柄后留有較為疏松的組織，這些特點都有利于真空 滲透快速將外源液體滲入的實現(xiàn)；而真空滲透在圓白菜等葉類組織的成功應(yīng)用也得益于 葉組織的不致密性。然而，對于果肉實心、果皮致密的水果，過低的真空度不能有效地 將保鮮溶液滲入；過高的真空度容易對果蔬本身造成比較大的傷害。此外，過低的還原 劑濃度不能長期抑制褐變現(xiàn)象的發(fā)生；過高的還原劑增加了應(yīng)用成本。因此要廣泛地、 有效地在保鮮領(lǐng)域應(yīng)用真空滲透技術(shù)，就要有簡便的篩選方法，優(yōu)化條件后，在不破壞 果實組織的前提下，有效地、快速地滲入特定保鮮劑，達到抑制褐變的保鮮效果。發(fā)明內(nèi)容針對上述褐變發(fā)生的機理、已有的研究基礎(chǔ)以及真空滲透的技術(shù)原理，我們在此提供 一種廣譜、有效抑制水果冷藏褐變的保鮮方法，涉及果蔬貯藏，能廣泛的應(yīng)用于各類果 蔬的防褐變貯藏。技術(shù)方案如下(1) 確定在某種果蔬中使用真空滲透的真空度參數(shù)。(2) 確定真空滲透中還原劑的使用濃度。(3) 選取合適貯藏的果蔬原料，保證不含病原菌、無機械傷害。(4) 用消毒劑浸泡，用蒸餾水沖洗，清除果蔬表面殘留的消毒劑。(5) 根據(jù)歩驟(2)中摸索出的有效抑制褐變的還原劑的濃度，將果蔬產(chǎn)品浸泡于一 定濃度的還原劑中，完全浸沒，于密閉容器中進行真空滲透，在步驟(1)中確定的真空 度下維持5-30min ，優(yōu)選10-15min。(6) 緩慢打開密閉容器的放氣閥，直到密閉容器中的氣壓恢復(fù)到標準大氣壓。(7) 常溫常壓晾干果蔬表面殘留的液體。(8) 果蔬套袋后貯藏于通常的低溫冷庫中。在大批量的保鮮處理前，如果能夠根據(jù)保鮮原理和滲透原理，大致確定有效的處理條 件的參數(shù)范圍，將會大大節(jié)約時間、提高保鮮效果。上述步驟(1)和歩驟(2)就為了 達到這樣的目的而進行的小試。為了確定合適的真空度這一參數(shù)，抽取若干完整的樣品， 浸沒于10%市售藍黑墨水中，置于密閉容器中，在不同真空度梯度下維持10min，緩慢 打開密閉容器的放氣閥，維持5-10min，直到密閉容器中的氣壓恢復(fù)到標準大氣壓。切丌 果蔬觀察內(nèi)部，選擇在內(nèi)部顯出藍色的最小真空度為大批處理時的真空度。為了確定還 原劑的使用濃度，將抽取的樣品切成0.5-1.5 cn^見方的小塊，放進不同濃度梯度的各種 還原劑中，靜置1 h后肉眼觀察樣品塊的褐變程度，確定能使樣品不褐變的最小還原劑濃 度。經(jīng)過我們的實驗，此濃度擴大50-100倍后的濃度作為大批處理時的還原劑濃度，能 夠取得較好的防褐變保鮮效果。在進行不同大小、品種的果蔬防褐變保鮮前，摸索適用 于相應(yīng)果蔬產(chǎn)品的特性的技術(shù)參數(shù)，將對后續(xù)的大量處理產(chǎn)生指導(dǎo)性意義。本發(fā)明中可 用的還原劑為本領(lǐng)域常用的還原劑，優(yōu)選抗壞血酸、檸檬酸、谷胱甘肽、半胱氨酸等。在本方法中一定要使用消毒劑，因為在真空滲透過程中，溶液中的各種物質(zhì)都有可能 進入果蔬體內(nèi)，包括一些病原菌。如果滲入了這些病原菌，那么相當于引入了不利于貯 藏的物質(zhì)，在長期貯藏過程中很可能因為病原菌的爆發(fā)而加速果蔬衰老、變質(zhì)。因此在 使用消毒劑后， 一定要用蒸餾水沖洗2-3次，以清除果蔬表面殘留的消毒劑。按照上述步驟，還可以使用還原劑、保鮮劑復(fù)配的方法，以提高防褐變的保鮮效果。 在此舉例說明本發(fā)明技術(shù)的有效性。水果材料為玉皇李果實，還原劑為維生素C (Vc)。首先大致確定關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)為 真空度0.02Mpa， Vc濃度為0.01。/。時，能有效抑制鮮切果肉粒的褐變，因此選擇滲透時 的Vc濃度為0.5Q/。 (50倍)。為了作對比，做了以下對照實驗(1)真空滲透0.1% Vc 溶液，用以確定真空滲透整果的還原劑濃度與能抑制鮮切果實褐變的還原劑濃度之間的 關(guān)系；(2)真空滲透蒸餾水，用以觀察真空滲透技術(shù)本身對果蔬產(chǎn)品的影響；(3)0.5%Vc 浸泡處理，用以比較真空滲透操作的有效性(4)完全不處理組。處理后在2下貯藏98 天，得到以下結(jié)果(1)按照本發(fā)明方法摸索出的真空滲透條件，真空滲透處理能有效將還原劑(本實 驗中為Vc)滲入果實體內(nèi)，并能維持體內(nèi)Vc在較高水平，比浸泡處理明顯很多(圖1)。(2) 本技術(shù)能有效抑制褐變的發(fā)生(圖2)，可能是通過抑制PPO活性得以實現(xiàn)(圖 3)，效果比浸泡處理明顯很多。
(3) 真空滲透Vc時，不管Vc的濃度是0.1% (是能抑制鮮切果實褐變的還原劑濃 度的10倍)還是0.5% (是能抑制鮮切果實褐變的還原劑濃度的50倍)，都能有效提高 過是內(nèi)部Vc含量(圖1)。但是只有0.5。/。Vc真空滲透處理才能有效、長期抑制褐變。說 明兩個濃度之間的關(guān)系以50倍較好。
(4) 真空滲透技術(shù)本身會破壞果實組織，縮短貯藏壽命(浸泡組以及對照組的果實 能貯藏84天，真空滲透Vc組果實能C藏98天，而真空滲透水的過時只能貯藏70天)， 但是同時使用還原劑作為保鮮劑，就能有效延長果實保質(zhì)期，同時抑制褐變。本發(fā)明與以往的抑制褐變保鮮方法相比，具有以下優(yōu)點-
(1) 適用范圍廣
以往使用液體保鮮劑的的保鮮方法主要是浸蘸處理，對于表皮有致密蠟質(zhì)組織或者果 型較大的果蔬效果不佳。而采用真空滲透的方法，只要條件合適，就能在不破壞果實組 織的前提下有效滲入保鮮劑，起到保鮮效果。
(2) 針對性強，效率高
在大批量的處理前，先通過兩個步驟初歩確定適用于某種果蔬真空滲透的真空度參數(shù) 和還原劑濃度參數(shù)，對后續(xù)的大量處理產(chǎn)生指導(dǎo)性意義。免除了大批量梯度處理來確定 最適條件的巨大工作量，節(jié)約了時間和陳本，提高了效率。


圖1 Vc真空滲透處理或浸泡處理后李果實體內(nèi)Vc含量的變化。 圖2 Vc真空滲透處理或浸泡處理后李果實褐變率的變化。 圖3 Vc真空滲透處理或浸泡處理后李果實PPO活性的變化
具體實施方式
實施例1:
果實材料玉皇李；還原劑Vc。
首先確定使用真空滲透的真空度為0.02 MPa，有效抑制鮮切李果實褐變的Vc濃度是 0.01%。選取不含病原菌、無機械傷害的、七成熟的李果實，用1%次氯酸鈉浸泡3min，用蒸 餾水沖洗2-3次，清除果蔬表面殘留的消毒劑。將整果李浸泡于0.5% Vc溶液中，完全 浸沒，于密閉容器中進行真空滲透，在0.02MPa下維持10-15min。緩慢打開密閉容器的 放氣閥，維持5-10min，直到密閉容器中的氣壓恢復(fù)到標準大氣壓。常溫常壓晾干果蔬表 面殘留的液體。果蔬套袋后貯藏于通常的低溫冷庫中。結(jié)果和無處理組相比，貯藏期延長了14天，褐變率是對照組的33%，有效抑制了 褐變。實施例2:果實材料玉皇李；還原劑擰檬酸。首先確定使用真空滲透的真空度為0.02MPa，有效抑制鮮切李果實褐變的檸檬酸濃度是0.01%。選取不含病原菌、無機械傷害的、七成熟的李果實，用1%次氯酸鈉浸泡3min，用蒸 餾水沖洗2-3次，清除果蔬表面殘留的消毒劑。將整果李浸泡于0.5%檸檬酸溶液中，完 全浸沒，于密閉容器中進行真空滲透，在0.02MPa下維持10-15min。緩慢打開密閉容器 的放氣閥，維持5-10min，直到密閉容器中的氣壓恢復(fù)到標準大氣壓。常溫常壓晾干果蔬 表面殘留的液體。果蔬套袋后貯藏于通常的低溫冷庫中。結(jié)果和無處理組相比，貯藏期延長了7天，褐變率是對照組的52%，有效抑制了褐變。
權(quán)利要求
1.一種廣譜、有效抑制果蔬冷藏褐變的保鮮方法，其主要過程包括確定真空度參數(shù)、確定還原劑濃度、消毒劑浸泡、沖洗、真空滲透、放氣、晾干、包裝入庫；具體如下(1)確定真空度參數(shù)設(shè)定真空度梯度，完整果蔬分別真空滲透市售藍墨水，打開密閉容器放氣閥緩慢放氣，直到密閉容器中的氣壓恢復(fù)正常大氣壓；切開果蔬觀察，選擇在內(nèi)部顯出藍色的最小真空度為大批處理時的真空度；(2)確定還原劑濃度浸泡鮮切果蔬塊，在梯度濃度還原劑中，保持0.5-3h，肉眼觀察樣品塊的褐變程度，確定能使鮮切樣品不褐變的最小還原劑濃度；(3)消毒劑浸泡選擇本領(lǐng)域常用的消毒劑，進行浸泡消毒；(4)沖洗蒸餾水沖洗2-3遍，保證去除消毒劑殘留；(5)真空滲透將果蔬在步驟1選擇出的真空度下維持5-30min，真空滲透的還原劑溶液濃度為步驟2所確定的還原劑濃度的50-100倍。(6)放氣打開放氣閥緩慢放氣，維持5-30min至密閉容器中的氣壓恢復(fù)到標準大氣壓。
2.根據(jù)權(quán)利耍求1所述的廣譜、有效抑制果蔬冷藏褐變的保鮮方法，其中所述的果蔬為果肉密實、果 皮致密包有蠟質(zhì)層的果蔬原料。
全文摘要
一種廣譜、有效抑制水果冷藏褐變的保鮮方法，屬于果蔬保鮮貯藏的技術(shù)領(lǐng)域。該方法可以廣泛地用以解決各種果蔬貯藏過程中容易出現(xiàn)的內(nèi)部褐變問題。本方法的主要過程包括(1)確定在某種果蔬中使用真空滲透的真空度參數(shù)。(2)確定真空滲透中還原劑的使用濃度。(3)選取果蔬原料。(4)消毒劑浸泡消毒，蒸餾水沖洗清除果蔬表面殘留的消毒劑。(5)將果蔬產(chǎn)品浸泡于一定濃度[根據(jù)步驟(2)中摸索出的濃度]的還原劑中，于密閉容器中進行真空滲透，在步驟(1)中確定的真空度下維持10-15min。(6)恢復(fù)密閉容器中的氣壓到標準大氣壓。(7)常溫常壓晾干果蔬表面殘留的液體。(8)果蔬套袋后貯藏于通常的低溫冷庫中。
文檔編號A23B7/00GK101331896SQ200810135258
公開日2008年12月31日 申請日期2008年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月7日
發(fā)明者毅 朱, 朱本忠, 羅云波, 毅 邵, 陳安均 申請人:朱本忠;羅云波;邵 毅;陳安均;朱 毅