荷蘭豆冷害的研究進展

荷蘭豆冷害的研究進展

栽培豆科又稱栽培豆科和寒豆科，也被稱為栽培豆科。荷蘭豆為一年生或兩年生蔬菜,莢果扁而長,分扁身和圓身,市場上多見扁身荷蘭豆,距今有6000年以上的栽培歷史。荷蘭豆是長日照植物,喜濕潤氣候,多數(shù)品種在我國南方的生育期長于北方,主要分布于中部和東北地區(qū)。荷蘭豆按徑的生長習性可分為蔓生、半蔓生、矮生;按品種的熟性可分為單熟、中熟、晚熟;按豆莢結(jié)構(gòu)可分為硬莢和軟莢;按予粒表皮形態(tài)分為圓粒和皺粒;按用途可分為糧用和菜用。荷蘭豆營養(yǎng)價值高、莢嫩質(zhì)脆、味道鮮美。每100g嫩莢含水分71.1g～78.3g,蛋白質(zhì)4.4g～10.3g,碳水化合物、脂肪等其他營養(yǎng)成分含量豐富,且富含人體必需的氨基酸和鈣、磷、鐵等多種微量元素胡蘿卜素等1營養(yǎng)損耗和腐敗變質(zhì)荷蘭豆食用部分為嫩莢,含水量高,采摘后由于代謝旺盛及微生物的繁殖,容易造成豆莢老化、豆粒失去甜度和嫩度從而導致營養(yǎng)損耗和腐爛變質(zhì)。實驗表明,荷蘭豆在貯藏溫度高于6℃的情況下,24小時內(nèi)豆粒內(nèi)的糖分會迅速轉(zhuǎn)化成淀粉,氨基酸的含量也顯著降低,導致籽粒硬化品質(zhì)變差1.1速冷卻保鮮技術(shù)預冷是指在果蔬采收后采取一定手段將其溫度迅速降到適宜溫度的過程,它是冷鏈中最重要的環(huán)節(jié)之一。預冷能夠使果蔬從內(nèi)部快速冷卻,全部或部分釋放出田間熱,使果蔬采摘后代謝活動迅速降低,從而有效控制果蔬代謝強度和微生物的生長,抑制組織內(nèi)糖、酶、蛋白質(zhì)等物質(zhì)的變化,延長保鮮時間。恰當?shù)念A冷處理,可以有效減少果蔬營養(yǎng)成分損失,最大限度地保持荷蘭豆品質(zhì),延長貯藏時間,降低腐爛率。目前常用的預冷方式主要包括水預冷(冰預冷)、冷庫預冷(強制通風預冷)、差壓預冷、真空預冷等。1.2生理過熟,膜透性冷害是指在高于細胞組織冰點的溫度條件下,果蔬因?qū)Φ蜏夭贿m而使其生物系統(tǒng)出現(xiàn)生理機能障礙,細胞膜透性增大,果蔬的生理代謝失調(diào),積累有毒物質(zhì)的一種現(xiàn)象。長時間處于不適宜的低溫環(huán)境下的果蔬容易發(fā)生冷害,荷蘭豆冷害表現(xiàn)為外表失去光澤,出現(xiàn)水浸、斑點等癥狀,逐漸發(fā)酵異味,最終導致豆莢變質(zhì)。1.3老化和腐敗荷蘭豆的老化表現(xiàn)為豆莢的外皮變黃、木質(zhì)化,失水萎蔫皺縮,鮮嫩程度降低。在不適宜條件下,微生物寄宿生長和繁殖最終導致荷蘭豆的腐爛變質(zhì)1.4溫度對荷蘭豆保鮮的影響除了荷蘭豆本身的品種以及成熟度,貯藏溫度、貯藏濕度、貯藏環(huán)境的氣體成分等,都會影響貯藏效果。貯藏溫度要控制在冷害臨界溫度之上,保證正常新陳代謝,又不遭受冷害。通過調(diào)控溫度可以有效地抑制荷蘭豆的呼吸強度,達到保鮮的目的。關(guān)于油豆角、桃子,梨等的試驗表明適當?shù)牡蜏赜欣诒ｕr荷蘭豆的貯藏濕度要求很高,需要相對濕度為95%～100%。高濕度可以改善荷蘭豆的失水萎蔫現(xiàn)象。萎蔫不僅會造成荷蘭豆豆莢表面的皺縮,重量減輕,商品價值降低;而且破壞荷蘭豆的呼吸作用,加速組織衰老,降低耐貯性。在保持高濕度的同時要注意微生物的生長和繁殖,應采取殺菌和消毒處理。抑制荷蘭豆的呼吸作用和微生物的生長繁殖還要保證其處于合適范圍內(nèi)的低O2國外保鮮技術(shù)的研究要保持果蔬的新鮮度以及品質(zhì),需抑制果蔬自身的生理活動和微生物的繁殖,果蔬保鮮技術(shù)應運而生,世界各地對此均做了大量的實驗研究,開發(fā)了許多保鮮方法及設施。保鮮,顧名思義,即為保持新鮮。其根本是利用各種先進的物理、化學、生物等方法,如調(diào)控溫度、濕度、氣體成分和添加防腐劑,在不產(chǎn)生冷害、藥害、低O2.1物理包裝和貯藏技術(shù)物理保鮮又可分為控制環(huán)境條件和抑制微生物兩種方法2.1.1保鮮期長、效果好的方法低溫冷藏技術(shù)是應用最為廣泛的貯藏方法。低溫保鮮技術(shù)主要是通過低溫貯藏,減弱果蔬的呼吸強度和抑制微生物的繁殖,延緩代謝和果蔬的氧化和腐敗速度,達到保鮮的目的。低溫保鮮是目前食品保鮮方式中成本最低、保鮮期較長、效果較好的一種方法。與其他方法相比,低溫冷藏法更能使果蔬保持鮮度、營養(yǎng)價值和原有風味。低溫貯藏包括機械貯藏和冰溫貯藏。機械貯藏是一種現(xiàn)代化的冷藏手段,也是我國新鮮果蔬主要采取的方法。其原理就是利用機械制冷機組將貯藏庫內(nèi)的熱量帶出庫外以維持低溫。機械貯藏對溫度的控制很精確,可以降低季節(jié)對果蔬的影響,因此是目前經(jīng)濟性能較好的現(xiàn)代貯藏技術(shù)之一冰溫貯藏為果蔬貯藏溫度保持在在0℃以下至各自的凍結(jié)點以上溫度的范圍內(nèi)。冰溫對設備和貯工藝的要求較高,因此成本也高荷蘭豆的貯藏最佳溫度在0℃～5℃,因此機械貯藏更適用于荷蘭豆的貯藏,但是不能保證荷蘭豆對適度的要求,需要進一步的試驗和探索。2.1.2壓氣調(diào)的制備調(diào)節(jié)氣體貯藏簡稱氣調(diào)貯藏,也可稱為常壓貯藏。貯藏原理為在適宜的低溫條件下,以人工調(diào)控的方式營造低O氣調(diào)貯藏(CA)主要利用氣調(diào)庫,包括測量系統(tǒng)、制冷系統(tǒng)、氣調(diào)系統(tǒng)、加濕系統(tǒng),控制溫度、氣體成分、相對濕度在一定范圍內(nèi)。具體方法主要包括充氮降氧氣調(diào)、最適濃度指標氣體置換以及減壓氣調(diào)等形式。自發(fā)氣調(diào)貯藏(MA)是利用果蔬自身的呼吸代謝來降低環(huán)境中的氧氣濃度,提高二氧化碳的濃度,主要包括氣調(diào)包裝(modifiedatmorphemepackaging,簡稱MAP)和塑料薄膜帳硅窗氣調(diào)。這種方法有保水作用、成本低、易于操作,但達到氣調(diào)環(huán)境所需時間較長,氣體濃度不易控制。多用于短期貯藏或運輸?，F(xiàn)代貯藏技術(shù)源于機械貯藏,1881年美國建立了第一個機械冷藏設施,1916年英國Kidd和West創(chuàng)立蘋果氣調(diào)貯存法研究結(jié)果顯示,氣調(diào)貯藏能有效地控制荷蘭豆貯藏過程中氣體組成成分,抑制呼吸作用和纖維素的增加,減緩糖代謝過程,降低失水率,延緩荷蘭豆的衰老,保證荷蘭豆的食用品質(zhì)。實驗發(fā)現(xiàn)3%O2.1.3壓力檢測保鮮減壓貯藏(HypobaricStorage)是氣調(diào)貯藏的發(fā)展,又稱低壓貯藏或真空貯藏。原理是用真空泵抽出貯藏果蔬容器中的部分空氣,使容器內(nèi)壓力降到一定程度,同時不斷通過壓力調(diào)節(jié)器和加濕器輸送的新鮮空氣,以保持貯藏期間低壓動態(tài)的恒定和一定的濕度環(huán)境目前有將預冷技術(shù)和減壓貯藏技術(shù)相結(jié)合,保鮮效果進一步提升。真空預冷及減壓貯藏對果蔬原料無污染及殘留,是一種理想的安全保鮮手段。國內(nèi)已研制成功真空冷卻氣調(diào)保鮮設備,其保鮮技術(shù)裝備在楊梅、黃桃、龍眼、荔枝、河北鴨梨、山東大櫻桃、遼西冬棗等特色果品保鮮中,取得了理想效果2.1.4抑制微生物生長經(jīng)過紫外線處理的果蔬可以提高其抗藥性,延緩衰老,抑制病原微生物的生長和繁殖。與輻射保鮮相比,紫外線更容易獲得,安全性更高,且便于管理,投資小。紫外線保鮮貯藏能夠顯著提高果蔬品質(zhì)延長保存期限2.1.5高壓靜電場隨著科技的發(fā)展,靜電技術(shù)被越來越多的應用于果蔬保鮮貯藏。這種新型的方法對產(chǎn)品沒有污染。高壓靜電場主要由兩塊平行電極產(chǎn)生,再經(jīng)過變壓器得到更高的靜電場,將新鮮果蔬置于其中進行處理,影響其代謝過程等。這種方法能夠顯著抑制草莓、蘋果、鴨梨、冬棗、番茄的衰老速度,能較好的保證采后果實品質(zhì)2.1.6輻射保藏輻照保鮮多采2.1.7返回和儲存熱處理保鮮法是近年來新興無污染的果蔬保鮮新方法。熱處理利用果蔬的熱學和其他物理化學特性對其進行處理2.1.8超聲波保鮮貯藏超聲波保鮮一般用于清洗鮮切的果蔬,利用頻率低于20KHz的低頻高能超聲波,引起一系列物理和化學反應,改變溫度和壓力從而導致細菌致死和病毒失活,延長果蔬的保鮮期超聲波保鮮具有消毒快、對果蔬及人體無害的優(yōu)點,缺點是消毒不徹底。因此常?？紤]將其與其它冷殺菌技術(shù)聯(lián)合使用,如超聲波-紫外線聯(lián)合殺菌、超聲波-巴氏殺菌等2.2保鮮貯藏方法化學保鮮貯藏指的是利用某些化學制劑對果蔬進行處理以達到保鮮的目的。目前這種方法在國內(nèi)應用比較廣泛。主要采用將化學藥劑涂在果蔬表面、置于果蔬貯藏室熏蒸等手段,殺死或抑制微生物,降低腐爛率實現(xiàn)果蔬保鮮2.2.1化學制劑殺菌化學保鮮劑又稱為防腐保鮮劑,主要有溶液浸泡型、吸附型、熏蒸型和涂膜型幾種保鮮劑。通過化學制劑對果蔬進行消毒殺菌,延長貯藏時間。溶液浸泡型保鮮劑使用時先制成水溶液,將果蔬浸泡于其中來殺死果蔬表面或內(nèi)部的微生物,調(diào)節(jié)果蔬代謝。吸附型保鮮劑主要針對貯藏環(huán)境中的某種氣體含量進行調(diào)節(jié),主要有乙烯吸附劑、吸氧劑、CO2.2.2-mcp保鮮劑植物生理調(diào)節(jié)劑主要包括植物激素、植物激素類似物和植物營養(yǎng)因子等目前生長素類、赤霉素類和細胞分裂素類的植物激素被應用得較多。生長素類能夠降低果實的腐爛率,而赤霉素類能夠降低衰老速率,細胞分裂素類能夠保護葉綠素,抑制果蔬衰老。但是有些植物生理劑對自然環(huán)境造成一定的危害和對威脅人類身體健康,因此使用時需要謹慎選擇,同時需要尋找天然無毒的制劑保鮮果蔬隨著科學的進步和研究的深入,植物酸、鈣處理、1-MCP保鮮劑等在果蔬貯藏方面的應用也越來越多。1-MCP保鮮劑是一種新型的乙烯抑制劑,無毒、高效。通過與細胞膜上乙烯受體優(yōu)先發(fā)生不可逆的結(jié)合,乙烯傳導受到阻礙,延緩成熟2.2.3納米保鮮技術(shù)的應用納米材料是具有特殊性能的材料,幾何尺寸在1nm～100nm。納米保鮮技術(shù)主要應用在果蔬的包裝材料和涂膜保鮮劑等方面。納米材料具有抗菌殺毒、阻隔性好等特點有研究顯示,納米物質(zhì)能夠通過多種途徑進入自然環(huán)境從而產(chǎn)生一系列的影響和危害2.3化學保鮮技術(shù)生物保鮮技術(shù)是近年來新興的一種保鮮技術(shù),與物理保鮮技術(shù)和化學保鮮技術(shù)相比,具有貯藏環(huán)境小、貯藏條件易控制、費用低、綠色環(huán)保、無污染、節(jié)能等優(yōu)點。隨著人們對食品品質(zhì)和安全的要求越來越高,這種方法越來越受到重視。2.3.1抑制酶的活性基因工程保鮮技術(shù),主要利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)通過抑制酶的活性以減少果蔬生理成熟期內(nèi)源乙烯的生成、控制細胞壁降解酶的活性以及延緩水果在后期成熟過程中的軟化,來達到保鮮的目的2.3.2微生物保鮮技術(shù)采用現(xiàn)代微生物技術(shù),利用菌體次生代謝產(chǎn)物或直接利用微生物菌體和抗菌肽對食品進行保鮮,稱為微生物保鮮技術(shù)目前在荷蘭豆的保鮮貯藏中,氣調(diào)貯藏技術(shù)應用最廣,另外,新興的化學保鮮技術(shù)和生物保鮮技術(shù)越來越多的受到關(guān)注和研究應用。3機械氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù)的研究荷蘭豆色澤嫩綠、味道鮮美、營養(yǎng)價值高但愿采后不易貯藏。研究荷蘭豆的氣調(diào)保鮮技術(shù),研究各項調(diào)控對象在荷蘭豆貯藏過程中的變化,能夠豐富荷蘭豆貯藏的理論和內(nèi)容,提高貯藏品質(zhì)和貯藏時間,具有重要的理論和實踐指導意義,創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益和社會效益。荷蘭豆貯藏保鮮技術(shù)的發(fā)展應從常見問題入手,研究貯藏中荷蘭豆成熟衰老過程中主要變化規(guī)律,預冷對貯藏時間和貯藏品質(zhì)的影響,冷害、老化等問題與貯藏條件之間的關(guān)系等。機械氣調(diào)能夠調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境中的氣體,并通過測控裝置進行連續(xù)監(jiān)測使氣體成分達到最佳濃度,延長荷蘭豆的貯藏期。通過機械氣調(diào)貯藏與預冷結(jié)合可以使貯藏效果更好。自發(fā)氣調(diào)貯藏越來越受到重視,果蔬自身的呼