最新國內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品保鮮新技術(shù)研究動態(tài)與發(fā)展趨勢

1、國內(nèi)外農(nóng)產(chǎn)品保鮮新技術(shù)研究動態(tài)與開展趨勢國內(nèi)外在農(nóng)產(chǎn)品保鮮理論、保鮮設(shè)施、保鮮材料和保鮮工程技術(shù) 的研究與創(chuàng)新， 以及在技術(shù)集成、 成果轉(zhuǎn)化等方面已經(jīng)取得了顯著的 成效。興旺國家非常重視農(nóng)產(chǎn)品保鮮加工業(yè)， 農(nóng)業(yè)總投資 70%用于采 后，以保證農(nóng)產(chǎn)品附加值的實現(xiàn)和資源的充分利用。 興旺國家因有雄 厚的資金和工業(yè)化手段的支撐， 農(nóng)產(chǎn)品已普遍進(jìn)入氣調(diào)、 冷鏈保鮮階 段；正進(jìn)一步研究、開展真空預(yù)冷、超低氧貯藏，還從分子水平來探 索作用物抗衰老、抑制成熟、培育耐貯藏新品種等，并已取得突破。一、農(nóng)產(chǎn)品保鮮新技術(shù)開展趨勢 產(chǎn)后農(nóng)產(chǎn)品保鮮技術(shù)正向著綜合控制的方向開展， 其中包括物理 控制、化學(xué)控制、農(nóng)業(yè)控制和

2、生物技術(shù)控制。標(biāo)準(zhǔn)化、自動化和配套 化以及有機綠色農(nóng)產(chǎn)品貯運保鮮技術(shù)正代表著一個時代的特征和 開展趨勢。 無污染保護(hù)環(huán)境的制冷和氣調(diào)技術(shù)； 與農(nóng)產(chǎn)品保鮮處理自 動化控制有關(guān)的光電子學(xué)技術(shù)和電腦控制技術(shù)； 與提高農(nóng)產(chǎn)品的耐貯 運性，提高抗病和抗冷性， 控制完熟和衰老，最終提高保鮮效果的轉(zhuǎn) 基因分子生物學(xué)技術(shù)； 與保護(hù)環(huán)境有關(guān)的空氣放電技術(shù)和真空減壓技 術(shù)；與利用原子能有關(guān)的輻射保鮮技術(shù)等都是正在開展而且需要進(jìn)一 步開展的高新技術(shù)。在保鮮包裝材料的研究開展趨勢看， 未來將注重包裝材料及其結(jié) 構(gòu)的多功能性。利用微孔制造工藝，結(jié)合防水材料、防腐材料、生理 調(diào)節(jié)材料、半導(dǎo)體、陶瓷材料以及利用不同材料的特

3、征進(jìn)行復(fù)合，以提高現(xiàn)有保鮮包裝材料的耐濕性、 透濕性、 防結(jié)露性以及防腐保鮮性 能。在結(jié)構(gòu)方面將注重提高使用強度、透濕性、防結(jié)露性、與防腐保 鮮劑的巧妙結(jié)合性以及適應(yīng)現(xiàn)代化搬運的托盤化包裝的連結(jié)性等。在可食涂被保鮮方面， 未來將注重與生物保鮮劑的結(jié)合， 注重脂 類、碳水化合物、蛋白質(zhì)類的復(fù)合。 天然涂被劑的 MA 氣調(diào)將更注重 分子調(diào)節(jié)、厚度調(diào)節(jié)、裂縫調(diào)節(jié)、濃度調(diào)節(jié)和親水與疏水性調(diào)節(jié)。在保鮮劑的研究方面， 未來將更注重微膠囊緩釋理論和技術(shù)的研 究，并強調(diào)環(huán)境啟動釋入、 添加劑控制、并兼用包裝調(diào)控釋放的三控 理論以及兩段釋放控制理論， 在應(yīng)用方面注得保鮮劑的組裝結(jié)合、 保 鮮劑的復(fù)配以及天然保鮮

4、劑的應(yīng)用。二、農(nóng)產(chǎn)品保鮮新技術(shù)研究動態(tài)一新型物理保鮮技術(shù)的研究1、輻照及靜電保鮮輻照及靜電保鮮局部將進(jìn)行電離輻射、 等離子體、負(fù)離子和臭氧、 低能和高能電子輻照、 短波紫外線和高負(fù)電位等保鮮技術(shù)及設(shè)施的研 究和開發(fā)。 1電離輻射保鮮：電離輻射保鮮主要利用 CO60、Cs137 發(fā)出的 丫射線，以及加速電子、X-射線穿透有機體時，會使其中的水和其他 物質(zhì)發(fā)生電離， 生成游離基或離子， 對被保鮮農(nóng)產(chǎn)品起到殺蟲、 殺菌、 防霉、調(diào)節(jié)生理生化等效應(yīng)，從而起到保鮮的作用。2等離子體保鮮：等離子體是物質(zhì)的第四態(tài)。通過特定電場 實現(xiàn)無聲放電，可以產(chǎn)生低溫等離子體。在此過程中，高能電子與工 作氣體分子碰撞，發(fā)

5、生一系列物理、化學(xué)反響并將氣體激活，產(chǎn)生多 種活性基。 低溫等離子體對果蔬保鮮和降解農(nóng)藥殘毒有明顯效果， 表 現(xiàn)為去除乙烯、 乙醇等有害于果蔬貯藏保鮮的代謝物， 誘導(dǎo)果蔬氣孔 縮小，降低果蔬呼吸強度等作用；對于真菌、細(xì)菌類病害有較強的防 除作用，對病毒也有一定的抑制作用。 這些均說明等離子體既對作物 有一定的生理調(diào)控作用，又對病害有一定的抑制和防治作用。 3負(fù)離子和臭氧保鮮：臭氧是一種強氧化劑，又是一種良好 的消毒劑和殺菌劑， 既可殺滅消除果蔬致病微生物及其分泌毒素， 又 能抑制并延緩果蔬有機物的水解， 從而延長果蔬保鮮期。 負(fù)離子與臭 氧共存，可以起到保鮮的增效作用。 4低能和高能電子輻照保

6、鮮： 利用高能電子束來保鮮和滅菌， 它用高能脈沖破壞 DNA 和細(xì)胞分裂，從而消滅食品中的微生物。這 樣可延長農(nóng)產(chǎn)品的保鮮期，減少防腐劑的使用，使農(nóng)產(chǎn)品更平安，并 能延緩果蔬成熟，抑制蔬菜發(fā)芽。用一種裝置產(chǎn)生名為“軟電子的 微弱電子輻射農(nóng)產(chǎn)品外表， 可有效抑制和殺滅微生物。 這種電子波最 深只能深入農(nóng)產(chǎn)品外表50150卩m處，因此它能殺掉農(nóng)產(chǎn)品外表附 著的細(xì)菌同時，不致使農(nóng)產(chǎn)品的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和營養(yǎng)成分遭到破壞。 5短波紫外線照射保鮮：紫外線照射既可起到殺菌作用，又 可起到誘導(dǎo)農(nóng)產(chǎn)品的抗病作用。 紫外光毒物興奮效應(yīng)是一個較新的概 念，它說明在果蔬中能誘導(dǎo)對采后貯藏的腐爛抵抗能力， 并通過推遲 完熟過

7、程而延長貨架壽命。 “毒物興奮效應(yīng)指的是由低劑量試劑，如 化學(xué)抑制劑或物理脅迫因子刺激得到的植物有益反響 。短時暴露在 UV 光下可減少采后由病原菌引起的腐爛。在柑桔里，這種現(xiàn)象伴隨 著皮內(nèi)誘導(dǎo)的拮抗能力出現(xiàn)， 而不是 UV 光的殺菌效應(yīng)。 盡管這種技 術(shù)還沒有開發(fā)用于商業(yè)， 但 UV 的殺菌和拮抗誘導(dǎo)的雙重效應(yīng)作為對 某些產(chǎn)品的采后處理方法而找到了它的用途。 6高負(fù)電位處理保鮮： 通過 1000020000伏的高負(fù)電位處理， 可降低農(nóng)產(chǎn)品的冰點， 從而起到降低貯藏溫度的作用， 到達(dá)較好的保 鮮效果。2、空氣壓力控制保鮮 空氣壓力控制保鮮局部將進(jìn)行減壓和高壓貯藏保鮮技術(shù)及差壓 和真空預(yù)冷保鮮技

8、術(shù)及設(shè)施的研究與開發(fā)。 1減壓保鮮：減壓保鮮技術(shù)被國際上稱為 21 世紀(jì)的保鮮技術(shù)， 由于其原理和技術(shù)上的先進(jìn)性， 使果蔬保鮮效果比單純冷藏和氣調(diào)貯 藏有了很大提高， 這一技術(shù)將在易腐難貯果蔬保鮮方面發(fā)揮巨大的作 用，因而被稱為保鮮史上的第三次革命。 減壓保鮮可快速形成一個低 氧和超低氧的環(huán)境， 快速脫除揮發(fā)性催熟氣體， 有利于氣態(tài)保鮮劑進(jìn) 入果蔬組織內(nèi)部， 有利于顯著減少空氣中細(xì)菌的基數(shù)， 具有得好的貯 藏效果。 2高壓保鮮：高壓保鮮其作用原理主要是在貯存物上方施加 一個由外向內(nèi)的壓力， 使貯存物外部大氣壓高于其內(nèi)部蒸汽壓， 形成 一個足夠的從外向內(nèi)的正壓差。 這樣的正壓可以阻止果蔬水分和營

9、養(yǎng) 物質(zhì)向外擴散，減緩呼吸速度和成熟度， 故能有效地延長果蔬的貯期。3差壓預(yù)冷保鮮：在果蔬預(yù)冷的貨堆內(nèi)外形成一定的壓力差 異，使冷空氣易于穿過產(chǎn)品，而到達(dá)快速預(yù)冷的目的，到達(dá)快速降溫 保持鮮度的目的。4真空預(yù)冷保鮮：在預(yù)冷容器內(nèi)形成真空，使產(chǎn)品的沸點降 低，到達(dá)大量蒸發(fā)水分快速降溫的目的，以保持果蔬的鮮度。3、溫濕度和氣體特殊控制保鮮 溫濕度和氣體特殊控制保鮮局部， 將進(jìn)行臨界低溫高濕 冰溫高 濕、變動氣調(diào)、細(xì)胞間水結(jié)構(gòu)氙氣處理和細(xì)胞膨壓調(diào)控溫濕 度、比外表和氣流控制技術(shù)及設(shè)施的研究與開發(fā)。1臨界低溫高濕冰溫高濕保鮮：臨界點低溫高濕保鮮表 達(dá)在：果蔬在不發(fā)生冷害和凍害的前提下， 采用盡可能低的

10、溫度來有 效控制果蔬在保鮮期內(nèi)的呼吸強度， 使易腐難貯果蔬到達(dá)緩慢而正常 的代謝；采用高相對濕度的環(huán)境可有效降低果蔬水分蒸發(fā)， 減少失重。 因而，臨界低溫高濕保鮮既可以防止果蔬在保鮮期內(nèi)的腐爛變質(zhì)， 又 可抑制果蔬的衰老，是一種較為理想的保鮮手段。2變動氣調(diào)保鮮：變動氣調(diào)保鮮是根據(jù)農(nóng)產(chǎn)品在不同貯期以 適應(yīng)不同生理狀況而對貯藏氣體指標(biāo)加以修改， 是一種新型的氣調(diào)保 鮮手段。 3細(xì)胞間水結(jié)構(gòu)控制氙氣處理保鮮：水結(jié)構(gòu)控制技術(shù)是 指利用一些非極性分子如氙氣處理在一定的溫度和壓力條件下， 與游離水結(jié)合而形成籠形水合物結(jié)構(gòu)的技術(shù)。 通過水結(jié)構(gòu)控制技術(shù)可 使果蔬組織細(xì)胞間水分參與形成結(jié)構(gòu)化水， 使整個體系中

11、的溶液粘度 升高，從而產(chǎn)生下面兩種效應(yīng)：酶促反響速率將會減慢，可望實現(xiàn)對 有機體生理活動的控制； 果蔬水分蒸發(fā)過程受到抑制。 這為植物貯藏 保鮮提供了一種全新的原理和方法。4細(xì)胞膨壓調(diào)控保鮮：通過溫度、相對濕度、外表控制程度、 通風(fēng)氣流速度等有關(guān)的熱動力學(xué)特性調(diào)控技術(shù)以及相應(yīng)的組織膨壓 變化的測試技術(shù)， 可維持果蔬細(xì)胞膨壓的完好， 實現(xiàn)其質(zhì)構(gòu)的調(diào)控保 鮮。5果蔬熱激處理保鮮：果蔬采后熱激處理是一種正在廣泛研 究而且較新的貯前預(yù)處理方法， 它可以減少果蔬腐爛， 改善果蔬品質(zhì)， 并且無毒、無污染，是一種頗具前景的貯前處理手段。二新型材料保鮮研究1、多功能聚烯烴基保鮮膜保鮮多功能聚烯烴基保鮮膜保鮮局

12、部將進(jìn)行納米防霉、 微孔透氣、 防 霧和脫除乙烯等多功能保鮮膜的研制開發(fā)以及 MA 保鮮技術(shù)及設(shè)備 的研究與開發(fā)。1納米防霉保鮮膜保鮮：使用銀納米材料，由于銀離子的毒 性很小，抗菌能力強，而且在人體內(nèi)難于積累，所以早在古代人們就 利用其平安性和抗菌性來制成餐具和抗菌藥物。 目前已商品化的納米 無機抗菌劑大多是銀系抗菌劑。 2微孔保鮮膜保鮮：當(dāng)普通保鮮膜的透氣性達(dá)不到貯藏要求 時，往往經(jīng)過特殊工藝生產(chǎn)微孔保鮮膜。 根據(jù)微孔薄膜的性能要求適中選擇添加劑母粒類型和過濾器的細(xì)度。 3防霉保鮮膜保鮮：貯藏過程中，致使 MAP 保鮮經(jīng)常處于 溫度、濕度劇烈變化狀態(tài)，袋內(nèi)常發(fā)生結(jié)霧、結(jié)露、積水現(xiàn)象，促使 病

13、原菌生產(chǎn)繁殖，導(dǎo)致果蔬大量腐爛。 由此可見，通過參加防霧材料， 研制防霧保鮮膜十分重要。4脫乙烯保鮮膜保鮮：通常果蔬成熟時會釋入出乙烯氣體， 這種氣體具有催熟功能， 如果將乙烯及時吸收，那么果蔬腐爛的速 度會大大降低。通過在保鮮膜的生產(chǎn)過程中參加能吸收乙烯的物質(zhì)， 生產(chǎn)出的保鮮袋用于果蔬保鮮， 袋內(nèi)乙烯被吸收， 保鮮效果明顯提高。2、多功能可食性涂被保鮮劑保鮮 多功能涂被保鮮劑及保鮮技術(shù)研發(fā)基地將進(jìn)行防腐型、防褐型、 護(hù)綠型和增光型可食性保鮮劑及保鮮技術(shù)及的研究與開發(fā)。1防腐型果蔬涂被保鮮劑保鮮：研制含有天然多糖類物質(zhì)及 其他有效活性因子， 能在果蔬外表形成一層透明的保護(hù)膜， 具有廣譜 抗菌、

14、防霉、保濕的功能，可有效防止果蔬腐爛，提高保鮮性能。2防褐型果蔬涂被保鮮劑保鮮：研制含有天然生物保鮮因子 殼聚糖和食品級護(hù)色添加劑， 能在果蔬外表形成一層透明的保護(hù) 膜，可通過調(diào)節(jié)環(huán)境氧氣， 抑制氧化酶的活性，有效防止果蔬被變和 白化，到達(dá)保持商品質(zhì)量的目的。3護(hù)綠型果蔬涂被保鮮劑保鮮：研制含有天然多糖類物質(zhì)及 其他食品級成分復(fù)配而成， 可在果蔬外表形成一層透明薄膜， 以此實 現(xiàn)分子調(diào)節(jié)，裂縫調(diào)節(jié)及厚度調(diào)節(jié)的統(tǒng)一，到達(dá)適宜的氣調(diào)效果，可明顯保持果蔬原有綠色，防止水分蒸發(fā)，抑制微生物的侵染與繁殖4增亮型果蔬涂被保鮮劑保鮮：研制含有蠟制劑、助溶劑、 乳化劑及其他有效活性因子， 能迅速在水果外表形成

15、一層透明光亮的 薄膜，使水果光亮誘人，并能抑制水分蒸發(fā)和微生物的侵染與繁殖， 顯著延長貨架期。3、環(huán)保型生理保鮮劑保鮮 環(huán)保型生理保鮮劑保鮮局部將進(jìn)行礦物型保鮮和新型代謝抑制 劑1-MCP及保鮮技術(shù)與設(shè)備的研究與開發(fā)。 1 礦物型保鮮劑：采用帶微孔的礦石，經(jīng)粉碎后生產(chǎn)出吸附 乙烯的材料，提高果蔬的保鮮性能。2新型代謝抑制劑 1-MCP： MCP 是最新研制出的一種 乙烯競爭性抑制劑，它的成功研制是以乙烯受體研究為理論根底的。 MCP 的應(yīng)用可局部取代氣調(diào)庫的應(yīng)用，大大降低投資本錢，是特別 適合我國國情的一種保鮮劑。MCP加水后即釋放出MCP氣體，MCP 接觸植物細(xì)胞中的乙烯受體， 產(chǎn)生不可逆反

16、響， 阻礙該受體與乙烯氣 體的結(jié)合，從而延緩植物成熟的生理反響。三生物保鮮技術(shù)的研究1 、微生物拮抗保鮮菌保鮮 微生物拮抗保鮮菌及保鮮局部將進(jìn)行多種酵母菌、 絲狀真菌與細(xì) 菌作為果蔬上的多種真菌病原微生物的競爭性抑制劑及保鮮技術(shù)的 研究與開發(fā)。研究發(fā)現(xiàn)，多種酵母菌、絲狀真菌與細(xì)菌是蘋果、梨與柑桔等果 實上的多種真菌病原微生物的競爭性抑制劑。 通過提高采收時拮抗性 微生物的濃度，可以很好地控制貯藏期間蘋果的青霉與灰霉病以及柑 桔的青霉病。 而且，拮抗性微生物也只有直接接觸到了潛伏侵染占據(jù) 的空間才能起到真正的抑菌作用。天然微生物拮抗劑可以控制導(dǎo)致嚴(yán)重果實采后病害的傷害病原 菌。目前，已經(jīng)篩選出兩

17、種對果實采后傷害病原菌微生物具有廣譜活 性的、不產(chǎn)生抗生素的酵母菌。 基于拮抗劑對普通殺菌劑敏感性的研 究結(jié)果，未來微生物拮抗劑研究的目標(biāo)應(yīng)是采用綜合途徑即拮抗劑與 低劑量選擇性殺菌劑配合貯藏條件的調(diào)控， 這將比單一應(yīng)用拮抗劑更 能有效控制采后腐爛。2、天然提取物質(zhì)、防生保鮮劑保鮮天然提取物質(zhì)、防生保鮮劑保鮮局部將對從天然物質(zhì)提取、 確定、 篩選出抑菌效果好且具有互補效應(yīng)的活性物質(zhì)研究及保鮮技術(shù)的研 究與開發(fā)。從天然物質(zhì)提取生物活性物質(zhì)來抑制微生物， 到達(dá)純綠色保鮮效 果。3、基因工程技術(shù)保鮮基因工程技術(shù)保鮮將進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品完熟、 衰老調(diào)控基因以及抗病基 因、抗褐變基因和抗冷基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)研究， 從基

18、因工程角度解決產(chǎn)品的 保鮮問題。研究認(rèn)為， 果實的軟化及貨架壽命與細(xì)胞壁降解酶的活性， 尤其 與多聚半乳糖醛酸酶和纖維素酶的活性密切相關(guān)， 也受果膠降解酶活 性的影響。目前，已經(jīng)說明編碼細(xì)胞壁水解酶如 PG 酶與纖維素酶的 基因表達(dá)，這些酶在調(diào)節(jié)細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)方面發(fā)揮重要的作用。通過對果實細(xì)胞壁軟化機理及抗軟化基因轉(zhuǎn)導(dǎo)研究， 在提高果實 耐藏性方面， 美國的科學(xué)家找到了一條遺傳操作的新路子。 番茄果實 成熟時，自身即開始合成多聚半乳糖醛酸酶簡稱PG酶PG酶分解細(xì)胞壁的有效成分， 使番茄軟化， 從而給番茄的運輸和貯藏帶來極 大損失。為了解決這個問題，美國的科學(xué)家將 PG基因的反義基因?qū)?入番茄，使

19、 PG 酶基因產(chǎn)生的 mRNA 與反義 RNA 結(jié)合而不能編碼正 常的PG酶，番茄成熟變軟的問題也就迎刃而解了。 Calgene公司1989 年獲得了 PG 基因及其使用的專利，自 1988 年起，開始進(jìn)行轉(zhuǎn)基因 番茄大田試驗。定名為“ Flaur Saur的反義番茄果實成熟時可正常 轉(zhuǎn)紅，但不變軟。為了“反義番茄商品化，該公司于 1991 年成立 了子公司：“Galgene Fresh'。美國聯(lián)邦食品和藥物管理局于 1994年5 月18日正式批準(zhǔn)“ Flaur Saur可以上市，從此，在美國的蔬菜市場 上，人們便可買到“轉(zhuǎn)基因番茄 。提高果實耐藏性的另一條途徑是 抑制乙烯的生物合成。美國科學(xué)家將氨基環(huán)丙烷羧酶ACC氧化酶 的反義基因?qū)敕眩?抑制了該酶的活性， 從而延長了果實的貯藏壽 命。 ACC 氧化酶催化 ACC 形成乙烯。在純合的轉(zhuǎn)基因番茄中，乙烯 的形成被抑制了 97%。另一些美國科學(xué)家還開創(chuàng)了另一種抑制番茄果 實乙烯積累的方法。 他們將假單胞菌的 ACC 脫氨酶可降解 ACC 形 成a酮丁酸基