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采后热处理对园艺产品生理生化及微生物的影响付雪莲(四川农业大学园艺学院)摘要:采后热处理是近年来快速发展的园艺产品采后处理技术,广泛应用于园艺产品的贮藏保鲜。

本文就采后热处理与园艺产品生理生化的影响及减少微生物侵染的机理进行介绍,并对热处理在园艺产品采后储藏保鲜的应用前景作了展望。

关键词:热处理、园艺产品、生理生化、微生物Effect of heat treatment on postharvest physiology and biochemistry and microbial gardening productsFu Xue Lian(Sichuan Agricultural Uniersity College of Horticulture)Abstract:Postharvest Heat treatment is a horticultural products in recent years the rapid development of postharvest processing technology, storage is widely used inhorticultural products. In this paper,heat treatment of Postharvest Horticultural Products and physiological and biochemical effects and the mechanism of reducing microbial infection were introduced,and the heat treatment on postharvest Horticultural Products Storage and preservation of the application foreground is prospected.Key word:Heat treatment,Horticultural products,physiological and biochemical,microbe 园艺产品采后热处理一般是指用高于果实成熟季节(10-15℃)的温度来处理园艺产品,以杀死病原微生物,减少微生物的浸染,降低果实的呼吸作用,减少乙烯的释放量,延缓果实衰老,减少果实冷害,从而改善果实品质,延长果实保鲜期。

果实采后热处理技术具有无菌、无残留与无污染等特点。

这项技术已广泛应用于园艺产品如芒果、番木瓜、柑橘、荔枝等的贮藏保鲜[1-3]。

1 采后热处理的方法目前采后园艺产品热处理的方法有:热水浸泡、热蒸汽、热水冲刷、干热空气、强力湿热空气、热灰掩埋、红外辐射、微波辐射等[4]。

但实际常用的热处理方法一般是以水、水蒸气或空气为介质,即热水处理、热蒸汽处理和热空气处理。

如袁莉等采后53℃热水浸泡处理甜瓜果实3min可有效延长其贮藏期,并使果实的储藏品质较好[5]。

杜正顺等采用储前热蒸汽处理10s可延长草莓果实储藏时间[6]。

邱松山等人研究表明贮前热空气处理可以延长芒果的采后储藏保鲜期[7]。

2 热处理对园艺产品采后生理生化的影响园艺产品采后生理的变化是一个复杂的过程。

热处理通过影响生理生化的变化而达到改善采后品质。

2.1 热处理对园艺产品呼吸作用的影响呼吸作用直接或间接地关系着果实组织内的各种生理生化过程,与成熟衰老密切相关。

常用呼吸强度来衡量果实的生理状态。

不同园艺产品经热处理,其呼吸强度的变化不同。

大多数园艺产品经适宜的热处理后,其呼吸强度减弱或延迟了呼吸高峰的到来。

Djioua等人研究表明热处理可有效地抑制采后芒果果实呼吸强度的上升[8]。

赵云峰等人用50℃热水处理10 min 龙眼果实,果实呼吸强度显著降低[9]。

Eaks用不同温度处理Hass鳄梨,发现在2 5 -3 5 ℃处理下呈现典型的呼吸跃变模式,在40℃处理下虽起始时呼吸强度增大,而随着时间的延长呼吸强度持续下降[10]。

Lara I等研究发现经45℃15 min 热水处理的“Pajaro”草莓果实呼吸强度显著低于对照组[11]。

表明适宜的热处理可以降低园艺产品的呼吸作用。

2.2 热处理对园艺产品乙烯释放的影响根据果实成熟过程中有无明显的呼吸高峰,可以将果实分为跃变型果实和非跃变型果实两类。

跃变型果实成熟过程中呼吸强度出现上升成峰形的现象, 如香蕉、梨、番茄等;非跃变型果实成熟过程中没有明显的呼吸高峰出现,如柑桔、草莓、葡萄等。

但无论在跃变型果实还是非跃变型果实中, 成熟发生时乙烯合成量的增加对许多果实的正常成熟都是必需的。

对果实而言,乙烯是一把双刃剑, 既能促进高品质果实的产生,也能在果实成熟后期刺激果实过度成熟和腐烂。

采后储藏期乙烯产生量较多,会加速果实成熟与腐败,不利于果实的储藏保鲜,这给世界上许多国家特别是运输和储存条件较差的发展中国家,造成巨大的经济损失[12]。

热处理对果实乙烯的变化有很大的影响,大多数果实经35 ℃以上热处理,乙烯的形成会受到抑制。

Eaks发现鳄梨在20-40℃热处理之间乙烯峰最大值出现在25℃ ,且25-30℃之间乙烯峰随温度上升而下降,35℃下只有微量的乙烯,40℃下无乙烯生成[10]。

延长绿熟番茄热处理时间,乙烯的形成将受到抑制,置于常温后乙烯形成恢复,乙烯峰值与热处理时间成反比[13]。

以上研究表明适宜的热处理可以抑制乙烯的合成。

Yu等研究还发现,苹果在25-40℃热处理下,ACC含量随着温度的上升而逐渐增加,但在30℃以上,乙烯的释放量却在大量减少,这表明乙烯的产量下降不是因为ACC的缺乏,而是ACC转化为乙烯受到了高温的影响的结果[14]。

2.3 热处理对园艺产品酶活性的影响褐变是果实衰老的生理特征之一,主要是由于 PPO 、 POD 催化酚类物质氧化引起的,常用皮褐变指数表示[15],赵云峰等用 50℃热水浸泡龙眼果实10 min,取出后用冷水快速冷却至室温,在整个贮藏期间,经热处理的龙眼果皮褐变指数都低于对照,表明热处理抑制了PPO 、 POD 活性[16]。

而超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)是抗氧化酶系统中控制植物体内活性氧积累的最主要的酶,抗氧化酶含量对园艺产品储藏品质影响较大。

研究表明在园艺产品贮藏保鲜中 ,凡是能提高植物组织超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性的处理方法 ,均能提高植物组织清除活性氧自由基的能力,从而减轻活性氧自由基损伤 ,减缓园艺产品衰老,达到改善园艺产品贮藏性的目的[17,18]。

周开兵等对海南本地黄皮果实用热水温度45℃、50℃、55℃和 60℃均浸泡10s后冰箱冷藏室 ( 4℃) 进行低温自发气调贮藏,发现不同温度热处理果肉和果皮的SOD和CAT活性表现高于对照[19]。

多聚半乳糖醛酸酶(PGase )和果胶甲酯酶( PE )可水解果胶酸和含有少量甲氧基的果胶分子的糖苷键,从而引起分子降解,对果实硬度有很大的影响。

研究表明随着热处理时间的延长,PGase和PE活性均降低,有利于保持果实硬度[20-22]。

2.4 对园艺产品蛋白质合成的影响蛋白质的合成存在于果蔬的生长、成熟、衰老的所有过程中。

Lurie等研究发现“Granny Smith”苹果在38℃热处理,蛋白质的合成大幅度下降,4天内蛋白质合成的总量约有50%~80%受到抑制,且失去20℃下的许多多肽谱带。

表明热处理导致细胞代谢发生变化与蛋白质的合成的变化有关[23]。

Picton等在番茄研究中发现,35℃热处理可诱导HSP(热激蛋白)的合成[24]。

经热处理的芒果在冷藏期间,同样抑制了正常蛋白质的合成,同时也产生了新的蛋白质谱带。

植物体中热激反应最适诱导温度随品种而异,一般认为高于其生长最适温度的10~15℃时,此种HSP即迅速合成,并具有保护细胞的功能。

2.5 热处理对园艺产品色泽和风味的影响果实表皮色泽及叶绿素含量是果实成熟和衰老的重要标志之一。

热处理可防止西兰花黄化[25];抑制甜樱桃果实褐变[26],陈金印等认为高等植物中有两种不同的叶绿素缓和机制,其中一种是被高温催化的,即热处理可保持果实绿色,如香蕉在热处理期间,因缺少叶绿素氧化酶,而保留叶绿素;另一方面热处理可抑制果实乙烯释放,从而减慢果实后熟进程,保持果实感官品质[27]。

在一些果实中,热处理对糖分的保持有利,降低了果实贮藏过程中的酸度,保持或提高了果实中可溶性固形物( TSS)的含量,使果蔬在贮藏期间能保持较好的品质[28]。

如甜香瓜在冷藏前用45℃热水处理3 h,可防止其贮藏过程中的蔗糖损失。

热处理使苹果的可滴定酸明显下降,增了蔗糖的含量,使苹果的脆度和甜度增加[29]。

热处理可使其体内的一些香味成分( 如部分醇类、酯类物质)增加[30]。

3 热处理在对采后园艺产品微生物的影响热处理园艺产品是一种物理杀菌技术,由于其无毒,无残留,因此被广泛应用于园艺产品保鲜储存上。

采用热水或蒸汽处理新鲜水果以控制病害发生、延长水果保鲜期的方法已实现商业化应用。

3.1 园艺产品热处理减少微生物的侵染。

腐烂性病害是影响采后园艺产品贮藏寿命的主要原因,热处理可以有效法防止水果腐烂,延长水果的保鲜期。

热处理对果蔬表面的病原微生物有一定的作用,其处理温度常在40℃以上,时间为3~5min。

由于处理中热的作用仅局限于园艺产品的表面或表皮以下的数层细胞,故可杀死、钝化多数病原物,而对园艺产品的影响不大。

现在采后杀菌剂的使用在减少,热处理在果蔬的防腐保鲜中发挥了巨大的作用。

Pennock 等用51℃热水浸芒果15m in , 能有效控制炭疽病的为害, 延缓果实衰老[31]。

张春云等研究发现热处理可以抑制红富士苹果虎皮病的发生[32]。

刘瑶瑶等发现用53℃的热水对厚皮甜瓜进行处理抑制果实病斑直径的扩展效果最好[33]。

覃海元等用75℃、85℃、95℃热水对鲜切哈密瓜烫漂30、60s,发现热处理均可有效杀灭鲜切哈密瓜中的细菌和霉菌,减少贮存期内鲜切哈密瓜的微生物含量,其中采用95℃热水对鲜切哈密瓜热烫处理30s,降低微生物残留量效果最好[34]。

以上研究表明,热处理可以有效杀死园艺产品的病原微生物,减少病原微生物的含量。

因此,热处理在园艺产品储藏期间有很好的防腐效果,可延长园艺产品对保鲜期。

3.2 园艺产品采后热处理减少生理病害采后热处理对水果贮藏期间出现的冷害等生理病害也有明显的抑制效果。

周春华等的研究表明,对锦橙、哈姆林甜橙用40℃热空气处理4~6h,贮藏5个月后使得褐腐病率明显低于对照[35]。

Porat等发现葡萄柚在53℃热水浸泡2min,60℃热水冲刷2s,或36℃热空气处理3d 可降低70~90% 的冷害指数[36]。