果蔬保鲜膜保鲜机理及研究进展
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番茄CMC涂膜保鲜效果的研究说明:番茄是深受我国人民喜爱、营养丰富的大众化蔬菜。
番茄生产季节性较强,上市集中,储藏保鲜比较困难,每年生产旺季都有大量产品因腐烂变质而损失掉。
番茄果实采后仍有呼吸代谢,使水分散失,有机物分饵,营养成分破坏,且果实易受到微生物侵染。
因此,对番茄保鲜要从抑制其呼吸作用和防止微生物腐败两方面人手。
对常温条件下番茄涂膜保鲜进行了研究,经涂膜处理的番茄总酸度、总糖与新鲜番茄进行比较有所下降,果实硬度良好,失水率小,番茄涂膜具有良好的保鲜效果。
一.实验目的通过实验,了解CMC(羧甲基纤维素钠)对番茄涂膜保鲜的效果,了解番茄中总糖度、呼吸强度的测定方法。
二.实验原理1、涂膜保鲜的机理:涂膜有一定阻隔性,可阻止果蔬失水。
果蔬呼吸作用使膜内O2 浓度下降,CO2 浓度上升。
适宜气体条件起到自发气调作用,抑制果蔬呼吸延缓衰老。
涂膜对气体的通透性是影响涂膜保鲜效果的主要因素之一。
涂膜保鲜的特点:①发挥气调作用。
②保水防蔫,改善食品的外观品质,提高食品的商品价值。
③具有一定的抑菌性。
④能够在一定程度上减轻表皮的机械损伤。
⑤可发挥保鲜增效作用2、理想的涂膜剂有以下要求:①有一定的粘度,易于成膜②形成的膜均匀、连续,具有良好的保质保鲜作用,并能提高果蔬的外观水平③无毒、无异味,与食品接触不产生对人体有害的物质3、本实验选用5%CMC(羧甲基纤维素钠)作为涂膜剂羧甲基纤维素(CMC)溶于水并具有良好的成膜性。
使用时用不同浓度的蔗糖酯加5%CMC的复合涂膜剂对番茄进行涂膜处理。
通过蔗糖酯(分1%、2%、3%三种浓度)加5%CMC的复合涂膜剂对番茄进行涂膜处理,其失重率、糖度的变化、呼吸强弱的变化,可以对比出涂膜的保鲜效果。
4、感官指标:色泽、亮度、腐烂率等用肉眼观察。
失重率用称量法。
营养指标:可溶性固形物含量测定用折光仪法。
生理指标:呼吸强度的测定用静置法。
三.材料与仪器新鲜番茄、蔗糖酯、5%CMC(羧甲基纤维素钠);手持糖度计(可溶性固形物含量测定)、滴定管夹,酸式滴定管,250mL三角瓶,250mL烧杯,移液管,吸耳球,100mL容量瓶,电子天平(呼吸强度的测定);2%草酸溶液;1%草酸溶液;标准抗坏血酸溶液(1mg/ml);0.1%2,6-二氯酚靛酚溶液(Vc的测定)。
论保鲜膜对水果的保鲜作用研究分析果蔬这些维持人体所需维生素的自然产物也进行着复杂的生命活动,在有氧环境中经过各种酶的催化作用,果蔬内的糖类物质能够被彻底氧化分解,分解的产物就是二氧化碳和水,在此过程中会释放大量的能量,这一过程将导致果蔬的口味、品质、色泽、形态以及营养价值等发生一系列的变化,腐烂变质。
一般来说果蔬中含有90%~95%的水分,其内部水分散失将直接导致其内部酶的活性增强,加速了果蔬的腐烂速度,要想延长果蔬的保存时间,就必须在贮藏果蔬时做好防止微生物破坏果蔬的工作。
综合考虑上述因素,目前已经研制出既具有保鲜效果,又不污染果蔬的保鲜膜,它可实现黄瓜、茄子、胡萝卜等蔬菜的保鲜,也可以实现葡萄、杨梅、梨等水果的保鲜。
实验选用胡萝卜来验证保鲜膜的保鲜作用,并对所得结论做出了总结。
1 实验部分1.1 实验过程将实验分为2组,每组分配等量的胡萝卜块,将其中一组的胡萝卜用保鲜膜将其封装好,另一组的胡萝卜不需封装,并用电子称称出其原始重量做下记录,此后间隔1 d称1次,15 d后计算2组胡萝卜的失水情况,并对该现象做出总结。
1.2 实验结果从胡萝卜的外形和色泽来看,有保鲜膜封装的胡萝卜比无保鲜膜封装的胡萝卜新鲜程度高很多,无保鲜膜封装的胡萝卜萎蔫,失去了其使用价值。
从数据分析来看有保鲜膜封装的胡萝卜只散失了少量的水分。
1.3 实验分析果蔬保鲜膜的原材料是由蛋白质构成的,是一种新型的选择透过性膜,使用保鲜膜对果蔬进行保鲜,使果蔬与氧气隔绝,使水果细胞中的内外渗透达到平衡,能有效控制果蔬细胞的新陈代谢和呼吸速度,使水果在长期贮藏的过程中组织不被破坏掉,从而有效防止了细胞失水,并达到防止果蔬腐烂的效果。
2 果蔬保鲜膜的保险机理采摘后的果蔬虽然离开了植物体,但它仍是一个鲜活的有机体,其内部也在不停的进行着正常的生理活动,水果蔬菜的在进行呼吸作用的过程中会释放大量的能量,产生呼吸热,呼吸热在果蔬中逐渐积累会导致果蔬温度增高,其内部物质消耗速度也会加快。
果蔬保鲜膜保鲜机理及研究进展近年来,随着消费者对新鲜水果和蔬菜的需求量不断增加,以及对果蔬新鲜度和安全性的日益重视,市场对果蔬的品质提出了更高的要求。
目前果蔬保鲜方法主要有低温冷藏、气调贮藏、辐照、化学方法和保鲜膜包装等。
与其他方法相比,保鲜膜包装具有成本低、操作简便、应用广泛、效果明显的优点,因此果蔬保鲜膜的研究与应用必将得到充分的重视。
一、果蔬采后特点及保鲜膜的保鲜机理采收后的果蔬仍是一个活的有机体,依旧在进行着旺盛的生理活动。
首先果蔬通过呼吸作用会产生大量的呼吸热,若呼吸热不及时除去而在果蔬内部或贮藏环境中积累,就会提高果蔬的温度,从而加速物质消耗而导致衰老;其次新鲜果蔬含水量较高,但在贮藏过程中由于果蔬自身以及外部环境的影响,果蔬就会逐渐失水而出现萎蔫,表面失去鲜嫩状态,从而导致果蔬品质降低;再次乙烯伴随着果蔬的成熟而产生,可促进新鲜果蔬的进一步成熟与衰老。
所以,把呼吸作用控制在最低水平,减少水分损失和减少环境中的乙烯含量可以延缓果蔬在贮藏过程中的成熟与衰老,达到延长贮藏时间的目的。
保鲜膜就是针对果蔬采后的这些生理特点和贮藏要求设计的。
将采后的果蔬以特定性能的薄膜进行包裹,尽可能使包装内达到适于果蔬最低代谢水平的微环境并加以维持,从而达到防止病虫侵染、损伤和腐败发生的目的。
1.果蔬包装后,由于呼吸作用,其生活环境中的O2减少,CO2增加,此时果蔬的呼吸强度下降,产生保鲜作用。
但如果O2的减少和CO2的增加分别超过组织所能忍受的程度时就会导致无氧呼吸及CO2中毒。
如发生这种情况,不仅养分消耗过快,而且会积累有毒代谢产物,使很多重要的酶系活性受抑,生理活动反常,品质迅速劣变。
因此,控制好环境中的氧气和二氧化碳的浓度非常关键。
一般来讲,适宜果蔬保鲜的氧气最佳浓度约为2%~4%,在这一浓度范围内,果蔬产品呼吸速率降低,保藏效果较好。
2.及时排除果蔬贮藏过程中产生的乙烯、乙醇等气体,以减少这些气体对果蔬的催熟作用,减少衰老。
一、实验目的1. 探究不同保鲜方法对果蔬保鲜效果的影响;2. 分析果蔬保鲜过程中影响因素及保鲜机理;3. 为果蔬保鲜技术的实际应用提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 实验材料:新鲜苹果、新鲜黄瓜、保鲜膜、保鲜剂、低温冷藏设备等。
2. 实验方法:(1)将新鲜苹果和黄瓜分别分为四组,每组10个;(2)第一组:用保鲜膜包裹,室温下保存;(3)第二组:用保鲜膜包裹,低温冷藏保存;(4)第三组:涂抹保鲜剂,室温下保存;(5)第四组:涂抹保鲜剂,低温冷藏保存;(6)每隔一定时间,分别对各组果蔬进行感官评价和重量测量,以观察保鲜效果。
三、实验结果与分析1. 感官评价结果在实验过程中,每隔一定时间对各组果蔬进行感官评价,结果如下:(1)第一组:苹果和黄瓜在保鲜膜包裹下,外观、口感均有所下降,且容易变质;(2)第二组:苹果和黄瓜在保鲜膜包裹、低温冷藏下,外观、口感相对较好,但容易产生冷害;(3)第三组:苹果和黄瓜涂抹保鲜剂后,外观、口感均有所改善,且不易变质;(4)第四组:苹果和黄瓜涂抹保鲜剂、低温冷藏下,外观、口感最佳,保鲜效果最好。
2. 重量测量结果在实验过程中,每隔一定时间对各组果蔬进行重量测量,结果如下:(1)第一组:苹果和黄瓜在保鲜膜包裹下,重量有所下降,且下降速度较快;(2)第二组:苹果和黄瓜在保鲜膜包裹、低温冷藏下,重量有所下降,但下降速度较慢;(3)第三组:苹果和黄瓜涂抹保鲜剂后,重量下降速度明显减缓;(4)第四组:苹果和黄瓜涂抹保鲜剂、低温冷藏下,重量下降速度最慢。
综合感官评价和重量测量结果,第四组果蔬保鲜效果最佳。
3. 保鲜机理分析(1)保鲜膜包裹:通过隔绝空气,降低果蔬水分蒸发,减缓呼吸作用,延长保鲜期;(2)低温冷藏:降低果蔬呼吸作用,抑制微生物生长,延长保鲜期;(3)保鲜剂:通过调节果蔬内部环境,抑制微生物生长,延长保鲜期。
四、结论1. 保鲜膜包裹、低温冷藏、保鲜剂涂抹等方法均能延长果蔬保鲜期;2. 涂抹保鲜剂、低温冷藏相结合的保鲜效果最佳;3. 保鲜机理主要为降低果蔬呼吸作用、抑制微生物生长。
果蔬涂膜保鲜实验小结涂膜法保鲜果蔬,关键在于所用的涂膜剂。
涂膜剂必须无毒、无异味,与果蔬接触后不产生对人体有害的物质。
果蔬涂膜后,表面被一层极薄的涂层包裹着,所以有人也把这种处理称为“液体包装”。
涂膜保鲜,抑制了果蔬的气体交换,降低了呼吸强度,减少了水分的蒸发,阻止了曝露于空气时的氧化作用,防止了微生物的大量生长繁殖,更好地保持了果蔬的营养成分和色、香、味,是一种行之有效的方法。
涂膜剂的种类较多,归纳起来主要有以下3大类:1.蛋白质沉淀溶液涂膜剂:蛋白质沉淀溶液的制备方法是:将谷粒、大豆、干酪、小麦等含蛋白质丰富的物质碾成粉末状,然后制成相应的溶液,再向溶液中加入阴离子表面活性剂,使蛋白质产生沉淀,通过过滤或离心作用,将蛋白质沉淀提取出来,再将其溶解于氢氧化钠溶液中。
用此溶液浸渍果蔬,在空气中自然晾干后,果蔬表面形成一层很薄的膜,这样便可进行贮存。
多次试验证明,这种方法对果蔬保鲜效果显著。
2.食用脂肪涂膜剂:这种涂膜剂以可食用的脂肪为基础原料,由低级脂肪、猪油、乳化剂3部分组成。
低级脂肪占涂膜剂的50%~70%,它可以从某些动物脂肪中获得,如牛的脂肪;乳化剂用量不超过涂膜剂量的1%,其作用是提高脂肪化合物与水分子之间的结合力,常使用对人体无副作用的卵磷脂,卵磷脂还可起抗氧化的作用。
3.化学涂膜剂:这种涂膜剂以海藻酸钠、蔗糖脂肪酸酷、硬脂酸单甘醋、植酸等化学物质按一定比例与水混合均匀而制成,是目前应用较多,使用方便的一类涂膜剂。
从研究和应用的情况看,它们对柑桔、苹果、香蕉、黄瓜、辣椒、樱桃等果蔬均有较好的保鲜效果。
为了更好地提高涂膜剂的贮藏保鲜作用,人们已开始尝试往涂膜剂中加入某些防腐剂如山梨酸、富马酸二甲酷、对羟基苯甲酸乙醋,制成复合涂膜剂。
试验表明,以复合涂膜剂处理新鲜果蔬,即使在室温下常规储藏,也具有明显的防止水分散失和抑制霉腐变质的作用。
实验一果蔬保鲜实验-------葡萄的涂膜保鲜一.实验目的1.了解葡萄的特性与保鲜机理;2.了解葡萄的几种保鲜方法及特点。
二.实验原理果蔬保鲜的方法很多,有物理保鲜法、化学保鲜法与生物保鲜法。
其原理就是减缓果实对氧气的吸收,降低果实呼吸与膜脂过氧化程度,同时减少果实花青素的积累,延缓果实的衰老。
涂膜保鲜法就是利用涂膜剂在水果表面形成一层极薄的高分子膜包裹,从而抑制水果的气体交换与代谢过程,降低其呼吸强度,同时减少水分的蒸发,阻止空气的氧化作用,保护水果免受外来微生物的侵害,也即创造了一个半封闭的小环境,类似于单果的自然降氧法( MA 处理)。
该方法要求涂膜剂稳定、无毒、无明显异味,在食用前容易除去,同时有良好的附着力与一定的机械强度。
三、实验原辅材料及仪器设备1.原辅材料:鲜葡萄、甘油、普鲁兰多糖、海藻酸钠、无水亚硫酸钠、可溶性淀粉、抗坏血酸、柠檬酸、谷氨酸、酒石酸、琥珀酸、纤维素等。
2.仪器设备:电热恒温干燥箱、恒温培养箱、电子分析天平、恒温磁力搅拌器、pH计、手持糖量计、冰箱、冰柜、真空包装袋、不锈钢锅、不锈钢笊篱、电炉、烧杯、量筒、玻璃棒、温度计、湿度计、架盘天平等。
四、实验步骤(一)原料的选择:1.选择成熟度为八、九成,无病、无机械损伤的健康果实;2.选择成熟度为八、九成,无病、但有机械损伤的果实备用。
(二)涂膜剂的制备:按照所需保鲜涂膜剂用量称取适量的普鲁兰多糖、海藻酸钠与卡拉胶粉末置于装有100mL水的烧杯中,搅拌加热使所加试剂完全溶解,冷却至室温,再加入抗坏血酸制成涂膜保鲜液。
保鲜涂膜剂组成如下:一组二组三组四组对照普鲁兰多糖 0、1 0、1 0 0 0海藻酸钠 0 0 0、1 0、1 0抗坏血酸 0 0、02 0 0、02 0水 100 100 100 100 100(三)样品涂膜处理将待保鲜的水果样品装于镂空的小塑料盆中,取涂膜保鲜液均匀喷洒在水果的表面,然后置阴凉处晾干,装入半封闭的观察柜中,在室温下贮藏。
涂膜保鲜的研究进展之涂膜保鲜的特点果蔬是人们日常生活中最重要的食品,它含有许多对人体有利的营养物质,但是由于果蔬采集后易腐烂、不易储藏,这与人们对果蔬供应的四季多样性及淡旺季调节性要求相违背,所以果蔬保鲜成为食品领域中一个重要的研究课题。
目前,国内外广泛采用和正在研究的贮藏保鲜方法主要有:简易贮藏保鲜、通风贮藏保鲜、气调贮藏保鲜、冷藏保鲜、涂膜保鲜、热处理保鲜、辐射保鲜与保鲜剂保鲜等。
其中涂膜保鲜因其简单、方便、造价低等优点而广泛应用于水分含量较高的果蔬中。
涂膜保鲜的特点果蔬收摘后其新陈代谢货活动还没有停止,当失重超过5%时就会出现枯萎现象。
涂膜保鲜是指将大分子物质作为成膜物质制成适当浓度的水溶液或乳液,采用浸渍、涂抹、喷涂等方法涂布于果蔬表面,形成一层不易察觉、无色透明的半透膜。
果蔬经涂膜保鲜后,一方面,保护膜可抑制果蔬的蒸腾作用,另一方面保护膜的吸水保湿性能,降低干耗使果蔬处于一个良好稳定的适度环境,以保持果蔬的新鲜度。
有研究表面,采用浸渍、涂抹、喷涂等涂布法对果蔬保鲜作用无太大差别,但涂膜保鲜剂、成膜材料等涂膜组分将大大影响保鲜效果。
因此,涂膜材料必须具有如下特点:(1)具有一定的物理相容性,易于混合,有一定的黏度,易于成膜,可以和产品紧密结合;(2)形成的薄膜均匀、连续,具有良好的透明度并能提高果蔬的外观水平;(3)无毒无异味,与食品接触不产生对人体有害的物质;(4)具有一定的透气性,适当提高二氧化碳的浓度,降低氧气的浓度,可延缓果蔬的完熟;(5)具有杀菌功能,能有抑制微生物的滋生;(6)保水防蔫,具有良好的保质保鲜作用。
与其它果蔬保鲜技术相比,涂膜保鲜技术的优点更加鲜明:(1)可常温进行,无需昂贵设备,只要洁净容器或闲置房屋即可;(2)工艺简单,适于各种水果、蔬菜保鲜贮藏的批量生产;(3)保鲜期长,保鲜膜可改善果蔬的光泽和抗机械伤,增加果蔬附加值;(4)保鲜涂膜成分均为可食用的食品添加剂,保鲜膜既可直接食用也可用水洗掉,与单果包装费用相比,成本更低廉。
新型保鲜膜在蔬菜保鲜中的应用研究近年来,随着科技的不断进步和人们对健康的关注度增加,食品保鲜技术也得到了极大的发展。
其中,新型保鲜膜在蔬菜保鲜中的应用备受瞩目。
本文将对新型保鲜膜在蔬菜保鲜中的应用进行研究。
首先,新型保鲜膜能有效延长蔬菜的保鲜期。
随着人们生活水平的提高,对蔬菜保鲜期的要求也越来越高。
传统的保鲜膜往往只能延长蔬菜的保鲜期数天,而新型保鲜膜则能将其延长至数周甚至更久。
这得益于新型保鲜膜的高氧透性和水蒸气透性,能更好地控制蔬菜周围的温度和湿度,有效防止细菌和霉菌的滋生,从而延缓蔬菜的腐败。
其次,新型保鲜膜对蔬菜的质感和口感保持更好。
传统保鲜膜在保鲜期内往往会造成蔬菜的水分流失,使得蔬菜变得干燥,丧失原有的口感和质感。
而新型保鲜膜则通过微孔结构和特殊的覆膜技术,既能保持蔬菜的水分,又能让蔬菜得到充分的氧气供应,使得蔬菜在保鲜期内依旧保持着鲜嫩的质感和口感。
此外,新型保鲜膜还具有环保与经济的特点。
传统保鲜膜往往是一次性使用的,使用后会产生大量的塑料垃圾,对环境造成不可忽视的危害。
而新型保鲜膜则采用可降解材料制造,不仅降低了对环境的负担,还为蔬菜保鲜提供了更为可持续的解决方案。
同时,由于新型保鲜膜的保鲜效果更好,在减少蔬菜损耗的同时,也能为农民带来更为可观的经济效益。
然而,新型保鲜膜在蔬菜保鲜中的应用还存在一些问题和挑战。
首先,新型保鲜膜的制造成本较高,导致其价格较传统保鲜膜更高。
这使得一些农民在使用时可能会因为经济压力而退回到传统的保鲜膜上。
其次,新型保鲜膜的使用和处理要求更加复杂,需要加强对农民的培训和指导,以确保其正确地使用和处理新型保鲜膜,进一步减少对环境的不利影响。
针对上述问题和挑战,需要继续进行相关的研究和探索。
一方面,科技界应该不断探索新材料和新技术,降低新型保鲜膜的制造成本,使其能够更广泛地应用于蔬菜保鲜领域。
另一方面,政府和相关部门应该加大对新型保鲜膜的推广力度,通过提供补贴和支持,鼓励农民使用新型保鲜膜,进一步促进蔬菜产业的可持续发展。
2008年11月第29卷第11期食品研究与开发果蔬保鲜是一种以果蔬生理活动为基础的调理采摘后果蔬的实用技术。
保鲜即是果蔬提供适宜的贮藏环境,适度维持果蔬的生命活动,延缓衰老过程,保持果蔬鲜度、香味和外观,达到果蔬产品淡季不淡、旺季不烂。
目前贮存和保鲜的方法主要低温冷藏、气调、辐照、化学杀菌和保鲜膜包装等[1],但因前3种投资大而不适合中国国情,尚不能普及。
而化学制剂多少会给果蔬造成污染,对人体带来毒害,相比较而言,保鲜膜包装方法具有成本低、操作简单、适用面广、效果明显等优点,已被广泛使用。
保鲜膜目前存在有透气性、透湿性差,杀菌不理想的问题,针对上述问题,人们展开了对保鲜膜的研究,并取得了一定的成果。
1果蔬的保鲜机理1)尽量减缓果蔬的呼吸强度使其处于“冬眠”状态,必须控制好贮藏环境中二氧化碳和氧气的浓度,使其既能够保证果蔬进行呼吸,维持其生命的延续,又要控制和减缓其呼吸强度。
一般二氧化碳的浓度控制在10%以下时能抑制呼吸强度,过高会造成呼吸障碍,甚至中毒。
氧气浓度在1%以下为缺氧,一般控制在2%~10%时可减缓果蔬的呼吸[2]。
2)及时排除果蔬贮藏过程中产生的乙烯、乙醇、乙醛等气体。
防止它们增强果蔬的呼吸作用,加速果蔬的衰老和腐烂[2]。
3)减少水分的蒸发,使果蔬处于水饱和气体环境中。
一般果蔬采摘后贮藏的相对适宜湿度为70%~95%,相对湿度小于70%时果蔬会大量失水、皱皮萎蔫并易受真菌浸染而腐烂,相对湿度大于95%时,基金项目:湖南省教育厅基金项目(07C288)作者简介:周晓媛(1969-),女(汉),副教授,硕士,主要从事食品科学与食品包装科技的教学与研究工作。
周晓媛,蔡佑星,邓靖,龚慧芳,赵德坚,唐文评(湖南工业大学包装与印刷学院,湖南株洲412008)果蔬保鲜膜的保鲜机理与研究进展摘要:综述果蔬保鲜膜的保鲜机理,介绍果蔬保鲜膜先后出现的硅窗调气薄膜、微孔果蔬保鲜膜、可食性果蔬保鲜膜、抗菌保鲜膜的主要性能、特点及其应用现状,并简要分析果蔬保鲜膜今后的发展趋势。
果蔬保鲜膜保鲜机理及研究进展近年来,随着消费者对新鲜水果和蔬菜的需求量不断增加,以及对果蔬新鲜度和安全性的日益重视,市场对果蔬的品质提出了更高的要求。
目前果蔬保鲜方法主要有低温冷藏、气调贮藏、辐照、化学方法和保鲜膜包装等。
与其他方法相比,保鲜膜包装具有成本低、操作简便、应用广泛、效果明显的优点,因此果蔬保鲜膜的研究与应用必将得到充分的重视。
一、果蔬采后特点及保鲜膜的保鲜机理采收后的果蔬仍是一个活的有机体,依旧在进行着旺盛的生理活动。
首先果蔬通过呼吸作用会产生大量的呼吸热,若呼吸热不及时除去而在果蔬内部或贮藏环境中积累,就会提高果蔬的温度,从而加速物质消耗而导致衰老;其次新鲜果蔬含水量较高,但在贮藏过程中由于果蔬自身以及外部环境的影响,果蔬就会逐渐失水而出现萎蔫,表面失去鲜嫩状态,从而导致果蔬品质降低;再次乙烯伴随着果蔬的成熟而产生,可促进新鲜果蔬的进一步成熟与衰老。
所以,把呼吸作用控制在最低水平,减少水分损失和减少环境中的乙烯含量可以延缓果蔬在贮藏过程中的成熟与衰老,达到延长贮藏时间的目的。
保鲜膜就是针对果蔬采后的这些生理特点和贮藏要求设计的。
将采后的果蔬以特定性能的薄膜进行包裹,尽可能使包装内达到适于果蔬最低代谢水平的微环境并加以维持,从而达到防止病虫侵染、损伤和腐败发生的目的。
1.果蔬包装后,由于呼吸作用,其生活环境中的O2减少,CO2增加,此时果蔬的呼吸强度下降,产生保鲜作用。
但如果O2的减少和CO2的增加分别超过组织所能忍受的程度时就会导致无氧呼吸及CO2中毒。
如发生这种情况,不仅养分消耗过快,而且会积累有毒代谢产物,使很多重要的酶系活性受抑,生理活动反常,品质迅速劣变。
因此,控制好环境中的氧气和二氧化碳的浓度非常关键。
一般来讲,适宜果蔬保鲜的氧气最佳浓度约为2%~4%,在这一浓度范围内,果蔬产品呼吸速率降低,保藏效果较好。
2.及时排除果蔬贮藏过程中产生的乙烯、乙醇等气体,以减少这些气体对果蔬的催熟作用,减少衰老。
3.保持环境中适宜的相对湿度(70%~90%),减少水分的蒸发,防止萎蔫。
但湿度不宜过大,否则会导致病菌侵染。
果蔬的包装膜必须具有下列基本性能:(1)选择透气性:使过高的二氧化碳和乙烯透出,需要的氧气透入;对二氧化碳的渗透能力应大于对氧气的渗透能力。
(2)透湿性:不能过高,依品种而异。
(3)其他:无毒、卫生性;加工性能(印刷、分切、热封、机械性能、易开口性、抗静电性);经济性等。
二、多功能保鲜膜的研究进展随着科学技术水平的不断提高,各种果蔬保鲜膜得以不断研究开发和应用。
水果、蔬菜保鲜膜是一种功能性薄膜,依靠薄膜的透气性,可以最大限度地利用果蔬呼吸消耗来降低氧气并提高二氧化碳的浓度,抑制呼吸消耗,延缓衰老,达到长期保鲜的目的。
目前国内外研究和通常采取的方法主要有:(1)加入一些能吸收或抑制果蔬自身产生的各种气体的物质,防止催熟和老化作用的产生。
(2)在薄膜中加入一些抗菌剂和防腐剂,抑制细菌和霉菌等微生物的生长繁殖。
(3)改善薄膜的透气性。
1.吸乙烯功能膜保鲜膜中加入方英石、天然沸石、大谷石等多孔矿物填料,均能对乙烯有一定的吸附作用。
也可将高锰酸钾吸附在沸石载体上,同时加入吸湿剂氯化钙(加入硫酸钠),然后加入到薄膜中。
2.防结露功能保鲜膜果蔬生命中产生的水汽在温度波动时会结露,添加防雾剂就可以避免结露现象的产生。
防雾剂是带有亲水基团的表面活性剂,如聚乙二醇、多元醇、蔗糖酯、硬脂酸酯等。
这些物质都含有疏水基团和亲水基团(如-OH,-COOH),当防雾剂逐渐从薄膜基体中渗析出来时,就会在薄膜表面形成防雾的单分子层,疏水基团向内,亲水基团向外,凝集在薄膜表面的水不会形成水滴,这种水膜不会滴落在果蔬上。
将蔗糖酯、聚乙二醇、单甘酯等表面活性剂适当配比后加入膜材中或涂于膜内侧,使膜表面均匀湿润形成水膜,不再结露。
3.抗菌功能保鲜膜将安全有效的抗菌成分聚合入膜或涂布于膜内,使其在包装后缓慢释放,产生抑菌作用。
这些抗菌物质包括载银无机抗菌粉、果蔬防腐剂如抑霉唑等、香料提取物(百里酚、百里香素)、异硫氰酸酯(异硫氰酸烯丙酯)、杀真菌剂(苯菌灵)等,壳聚糖、日柏醇等也可加入膜的内侧。
另外,二氧化氯作为一种高活性、广谱抗微生物生长剂,也可以用于果蔬包装。
4.气体透过调节膜由于高聚物材料的化学结构不同,其薄膜的透气性各有差异。
如果选用能使适当氧气、二氧化碳透过的塑料薄膜进行包装,使外界氧气进入包装内部,而内部积存的二氧化碳和水汽又能往外排出,就能使包装内部的二氧化碳浓度维持在规定的合适范围,实现气调贮藏保鲜的要求。
因此气调包装的关键是要选择具有适宜透气性的塑料薄膜。
聚合物材料的结构和组成决定了气体组分在材料中的溶解性能和扩散性能,气体组分在聚合物材料中的渗透系数决定了用这种材料制成的膜所能达到的最大气体分离速度和极限选择性能。
因此膜材料的制备是研究气体分离膜的具有决定性的基础工作。
聚酰亚胺类材料,由于同时具备良好的透气性和透气选择性,是最有潜力的气体膜材料。
另外,在薄膜中添加多孔矿物可调节氧气、二氧化碳、水蒸汽、乙烯等气体的透过能力。
当包装薄膜内水分过剩时,多孔矿物可吸收水蒸汽,并向袋外释放;当包装袋内水分太少时,多孔矿物又可将吸收的水分,向袋内释放,较好地达到贮藏湿度的要求。
例如,LDPE 透气性和透湿性较好,可以做果蔬保鲜膜的基材,但由于它的柔软性、弹性、透明度、低温韧性和粘接性等性能还不甚理想,应通过与EVA等材料共混的方法进一步加以改善。
有研究表明,添加硅胶、沸石、白炭黑的LDPE/EVA复合膜,贮藏菜花、青椒、西红柿、桃,保鲜时间分别延长了3d、9d、7d和3d。
5.可降解果蔬保鲜膜可降解保鲜膜主要有可生物降解和可光降解两类。
前者的研究较多,成效较显著。
生物降解塑料指的是在土壤中微生物和酶的作用下能降解的塑料。
具体地讲,就是指在一定条件下,能在细菌、霉菌、藻类等自然界的微生物作用下导致生物降解的高分子材料。
理想的生物降解塑料在微生物作用下能完全分解为CO2和H2O。
聚乳酸是一种脂肪族酯类化合物,属于最容易生物降解的热塑性材料。
利用植物中多糖类的纤维素、木质素、淀粉以及动物中的壳聚糖、聚氨基葡萄糖、动物胶和海洋生物的藻类等,可制成有价值的生物降解塑料。
美国的Warner1,ambert公司开发了以玉米、山芋等淀粉类农产品为主要原料,同时加入生物降解性添加剂制成了完全生物降解性塑料。
6.微孔薄膜所谓微孔薄膜就是在薄膜上制作规定大小和规定数量的微孔,微孔孔径一般在0.01~10μm之间,以此来增强薄膜的渗透性能,避免形成厌氧环境。
微孔薄膜具有优良的透气性能和透湿防水性能。
目前,在果蔬气调包装保鲜领域中,已有部分商品成功使用了微孔薄膜进行包装。
在日本,用微细孔PP薄膜包装韭菜,在20℃的条件下可以保鲜5d。
法国的Renlaut等研究表明,采用微孔薄膜可以有效解决草莓气调包装的问题,穿孔的微孔硅胶薄膜能满足甘蓝的气调包装要求,延长其货架寿命。
微孔膜的应用在国内还属于起步阶段,尤其在食品保鲜领域应用极少。
据报道,国家农产品保鲜工程技术研究中心新近研制出了冬枣保鲜用的微孔薄膜,有效延长了冬枣的货架寿命。
7.温度补偿薄膜这种温度补偿膜可允许果蔬在一定温度波动范围下贮藏。
LandecCorporation公司(美)开发的“Intelimer”温度补偿薄膜上有一种温度开关点,可使透气率发生显著变化。
在预定温度时透气率即可发生变化,使之匹配或超过果蔬的呼吸强度。
薄膜上的温度开关用Landec’s专利的长链脂肪乙醇基聚合物支链。
当贮藏温度低于预定温度时,此支链为对气体阻隔的晶态,当贮藏温度高于预定温度时,支链逆向转变为非晶态,透气率增加1000倍以上。
支链的晶态或非晶态的转变可随着温度变化发生可逆性变化。
适于5℃时呼吸速度会很快变化的果蔬,但还未实现商业使用。
蔬菜水果保鲜包装的新方法随经济的发展及生活水平的提高,人们的饮食生活已由过去的单一化温饱型过渡到现在的多样化营养型。
蔬菜水果的需求量越来越大,而且对其鲜度的要求也越来越高。
蔬菜水果在采摘后并没有死亡,依然保持生命活性。
传统的果蔬包装,无论是瓦楞纸箱还是网眼袋、编织袋和保鲜膜等,都不能达到保鲜的作用。
目前已经开发出了多种功能型的保鲜膜、新型瓦楞纸箱和功能型保鲜剂等,部分技术和材料已经获得应用。
功能型保鲜膜传统的薄膜虽然能起到包装的作用,具有一定的保鲜效果,但已明显不能满足现代市场的保鲜需要,因此,大量的新型保鲜膜被研制出来。
这些功能型保鲜膜不仅具有以往薄膜防止水分蒸发、简易控制气体的效应,而且进一步提高了蔬菜水果的鲜度。
乙烯吸附薄膜乙烯吸附薄膜是为了除去有害的乙烯气体,在塑料薄膜(尤其是LDPE)中混入气体吸附性多孔物质,如凝灰石和沸石、粘上矿物、石粉等微粉末。
其能吸附乙烯或隔断远红外线辐射。
吸附乙烯的机理在于多孔无机物表面的孔能捕捉乙烯,而且即使在高水分的情况下,在孔内存在的水分子能与乙烯置换。
但气体吸附剂的添加量为3%—5%,因为乙烯气体的吸附能力是有限度的。
防露薄膜蔬菜水果用的保鲜膜,一般为气体透过性高的低密度聚乙烯、聚丙烯、聚丁二烯、聚苯乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物及聚氯乙烯等树脂制成的薄膜。
但用这些薄膜包装的蔬菜水果产生的水蒸气在薄膜内表面结露时:不仅使其透明性变差,而且水滴聚集,使微生物增殖快,造成蔬菜水果腐败。
能解决这个问题的是防露薄膜。
防露薄膜是使用表面活性剂处理上述的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料的内表面,可吸收过剩的水分,能适度维持包装内湿度,以达到保鲜的目的。
抗菌性薄膜抗菌性薄膜是将具有抗菌性的银沸石混入膜內,主要用PE、PP和PS作为基材。
这种薄膜能够在一定程度上抑制微生物的增殖,起到保鲜作用。
银沸石为具有抗菌性的银与沸石结晶结构中的钠离子置换或银离子与用铝、硅为原料合成而得的疏松沸石的混合物。
选择性透过薄膜如果包装中完全没有氧气,水果蔬菜的呼吸作用停止,果蔬会腐烂变质;氧气过多,果蔬的呼吸速度加快,也会加速果蔬的枯萎。
因此,控制包装中的氧气和二氧化碳透过率是一项十分有效的技术,可以配合气调技术使用。
以往的选择性透过薄膜大多采用在普通包装袋上加入硅窗来达到目的,目前较为先进的方式是在合成树脂中加入有机硅材料,直接生产透过性的薄膜制品。
保鲜瓦楞纸箱瓦楞纸箱是目前主要用于消费与生产之间的商品运输包装容器。
一些功能性瓦楞纸箱可用于蔬菜水果的保鲜方面,已引起人们极大的重视。
具有隔热功能的瓦楞纸箱在低温下,不仅蔬菜水果的呼吸作用减弱,而且微生物的活性也大大降低,因此,低温储藏是最有效的手段,是保持食品鲜度的发展方向。
具有隔热功能的瓦楞纸箱有很好的保鲜功能。
这种瓦楞纸箱是在传统纸箱内、外包装衬上复合树脂和铝蒸镀膜,或在纸芯中加入发泡树脂。