食品保鲜技术

浙江工商大学研究生课程论文论文题目：食品保鲜新技术课程名称：现代食品工程技术专业名称：食品科学与工程学号：1020000443姓名：刘金鹏指导教师：励建荣、石玉刚成绩：日期：食品保鲜新技术食品科学与工程刘金鹏1020000443摘要：随着科技的发展，食品保鲜技术越来越发达，但随着人们生活水平的日益提高，对食品保鲜质量的要求也随之增高。本文从食品保鲜的涵义、国内外食品保鲜技术的发展现状及趋势进行较为浅层的探讨。关键词：食品保鲜；发展现状；发展趋势TheNewFresh-keepingTechnologyforFoodAbstract:Withthedevelopmentoftechnology,foodpreservationtechnologybecomemoreadvanced.However,aspeoplelivingstandardrisingincreasingly,requirementsoffoodpreservativesqualityrequirementssubsequentlyheighten.Thisarticlemostlydiscussionsfoodpreservativesconnotation,foodfresh-keepingtechnologydevelopmentstatusandtrendsathomeandabroad.keywords:Foodpreservation;DevelopmentStatus;trends1.前言人们的日常生活与保鲜技术息息相关。远古时代人类已懂得贮存食品以备不时之需，以应对恶劣的生存环境。后来随着生产力的发展，农耕时代对食品保质保鲜的要求更为提高。唐人曾有诗曰：“一骑红尘妃子笑，无人知是荔枝来”，但是对于寻常百姓，如此代价的消费是无法想象的[1]。食品问题是一个与人类生活息息相关的重要话题，而食品的保鲜问题更是食品问题中的重中之重，食品保鲜技术也是一门高新技术。长期以来，广大科技工作者在食品保鲜技术领域里进行了艰苦的探索和研究。随着现代科学技术的进步和发展，为食品保鲜技术的研究和开发提供了更加有力的技术条件和设备保障，使得这门高新技术获得了更加快速的发展，许多国家都在该领域内研究和开发出了大量的新产品和新技术。由于气候在一年当中有四季轮回的特点，作为果蔬都有特定的季节性。在旺季，产品丰富，价格较低；在淡季，供应稀少，价格较高，存在着明显的季节性和差价比。虽然随着农业技术的提高，反季种植的蔬菜有很大发展，但对于冬季长、气温低的的广大北方地区来说，反季种植耗能大，成本高，而且对于大部分水果主要还是靠贮藏调节淡季供应[2]。因此，研究开发效果理想、成本低廉、操作方便的果蔬保鲜技术，不仅可以改善人们的生活水平，而且还能收到显著的经济效益和社会效益。食品保鲜是一项既实用又迫切需要解决的难题，致力于研究该技术的外国科学家，不断推出新的食品保鲜方法。与传统保鲜方法相比较，现代保鲜正朝着处理简便、保鲜期长且不改变食品原有韵风味、低能耗、无毒无害方向发展。2.保鲜技术的历史和现状对于耳熟能详的“食品保鲜”一词，其实涵盖着众多学科的知识，仅就影响食品新鲜度的因素和各种保鲜方法的机理而言，尚在逐步深入的研究和揭示之中。从宏观上表述，给“保鲜”以下定义：运用化学、物理、生物等方法，为保持食品在生产、储存、运输和销售使用环节中的新鲜度，延缓其质量要素衰退，从而有利于人类食用消费所采用的工艺过程的总称。由此采用的手段即为保鲜技术和工艺；相应的以保质保鲜为主要功能的包装称为保鲜包装。从食品的质量要素出发，食品保鲜的要求为：一是保鲜期内食品品质的衰减处在某一容许的范围。这包括其外观、质构、风味等；二是食品在保鲜期间的营养、卫生等指标必须符合有关标准[3]。目前，国内外在水果保鲜领域采用的技术手段主要有物理和化学两大类，每一类衍生的新技术很多，各自依托不同的保鲜原理。各种保鲜手段的侧重点不同，但都是通过对保鲜品质起关键作用的三大要素进行调控：首先，是控制其衰老进程，一般通过对呼吸作用的控制来实现；其次，控制微生物，主要通过对腐败菌的控制来实现；第三，为控制内部水分蒸发，主要通过对环境相对湿度的控制和细胞间水分的结构化来实现[4]。其中，较先进的保鲜技术主要有临界低温高湿保鲜、细胞间水结构化气调保鲜、臭氧气调保鲜、低剂量辐射预处理保鲜、高压保鲜、基因工程保鲜、细胞膨压调控保鲜、涂膜保鲜、气调保鲜等。物理法主要是根据果蔬采后生理特征，降低环境温度和果蔬体温，控制贮藏库中CO2和O2的浓度，从而达到抑制果蔬呼吸、延缓衰老的目的，包括窖藏、冷库贮藏、气调贮藏、调压贮藏、辐射处理等方法，该方法虽然保鲜效果较好，但需要大型的机械设备，一次性投资大，资金回收期长，能耗费用高，技术要求严格，不易被果农掌握。化学法是指利用化学涂层、熏蒸剂、防腐剂等化学试剂，对果蔬进行涂抹、熏蒸、浸泡等处理，以达到防腐保鲜的目的，此法虽然操作简便、成本低，但对果蔬产生二次污染，可能有一定的毒害作用[5]。因此，目前我国大多数地区的农民在果蔬贮藏上，仍然是采用传统的窖藏加化学处理的方法，而这些方法受环境条件等多种因素的制约，贮藏期损耗较大。3.国内外保鲜新技术3.1生物技术保鲜生物技术保鲜是以生物科学为基础，融合多学科技术发展起来的一个新兴研究领域。其定义虽然目前未有确切的提法，但其主要是指以生物有机体或其组分为材料，按照预先的设计，对食品在贮运历程中的质量变化施加控制，从而实现保质保鲜的目的。现代食品生物保鲜技术可有效抑制或杀灭有害细菌，无毒物残留污染，能很好地保持食品原有风味和营养成分。这种技术节约能耗，利于环保，在保鲜的同时，还有可能改善食品的品质和档次，提高产品附加值[6]。3.2纳米保鲜[6,7]纳米技术研究材料在1-100nm尺度内发生性能变化的规律。纳米粒子因其独特的表面效应、尺寸效应、体积效应、量子隧道效应，被广泛应用于电子、材料、化工、国防、日用品等领域。纳米材料科学的进步催生了这种新型的保鲜技术。将纳米无机抗菌材料通过特殊工艺添加到包装材料中，用该材料制作的容器具备长效的杀菌性能。由于纳米保鲜包装材料具有高阻渗性、多功能保鲜性、选择透过性、耐热性、无菌（抗菌）性以及除锈、除臭、能再封、易开封等特别性能，它能显著改善材料的渗透性能，抑制霉菌的生长。将它用于保鲜包装中，可提高新鲜果蔬等食品的保鲜效果和延长货架寿命，在食品保鲜领域具有广泛的应用前景。3.3塑料透湿性保鲜膜日本生产了一种专用于水果储存保鲜的透湿性保鲜塑料膜。这种保鲜膜是由两层水透性极好的半透明膜组成，两层之间压合了一层渗透压很高的多糖糖浆，用这种膜包装的水果，既能保鲜，又能使水分平衡，保鲜效果更好。3.4低压保鲜储存法[8]这种方法是采用真空泵将储藏室或仓库里的大部分空气抽掉。控制在750千帕以下(最好在75～150千帕)的低压环境里，用增湿器调节相对湿度在90％左右。由于在这种低压环境中，水果的催化过程维持在最低水平上，因而有利于水果的长期保鲜储存，一般储存200天的损失率只有3％-5％。是目前国际上大批量储存和运输水果时采用的方法。3.5熏蒸和热处理保鲜[9]用熏蒸法对果蔬处理能够控制腐烂病的发生。目前应用的有二氧化硫熏蒸法、丁胺熏蒸法。例如，河南安阳蔬菜研究所用丁肿、丁胺熏蒸法处理青花菜等，对防止贮藏期产生霉斑效果很好。日本农林水产省果树研究站与日本三菱公司最近发展并改进了用于贮藏不耐贮存水果的冷藏系统。这个系统利用臭氧及负离子对冷藏室进行熏蒸，有效地防止了真菌及细菌对水果的侵染。同时保持冷藏系统的温度在0-2℃之间，保持湿度在95％，这个新系统能对樱桃及桃果进行1个月的保鲜，是通常保鲜时间的4倍，对梨的保鲜时间为5个月，是通常保鲜时间的10倍，对葡萄的保鲜时间为4个月，是通常保鲜时间的5倍。对于有些果蔬不仅可以利用冷藏提高果蔬的保鲜期，近年来人们研究发现，利用热处理同样也可以提高保鲜效果。例如，用热水处理青花菜后贮藏，能够延长叶绿素降解，减少乙烯产生。有试验表明，用47℃热水浸5min，可使青花菜在20℃时保鲜5天。热处理的关键是要控制好温度和时间。3.6利用臭氧及负氧离子气体保鲜臭氧的电极电位是2．07eV，是仅次于氟的强氧化剂，因此具有强烈的杀菌防腐功能。臭氧能够彻底杀灭细菌和病毒，尤其是对大肠杆菌、赤痢菌、流感病毒等特别有效，1min后去除率可达99％。高浓度的臭氧(体积分数为10×10-6-15×10-6)能杀死霉菌，低浓度臭氧有抑制霉菌生长的作用。臭氧除了防腐效果外，还能够氧化许多饱和与非饱和的有机物质。因此，库内空气臭氧处理可以消除果蔬呼吸所释放出的乙醇、乙醛等有害气体，延缓果实衰老。而负氧离子的作用则是进入果蔬细胞内，中和正电荷，分解内源乙烯，钝化酶活性，降低呼吸强渡，从而减缓了营养物质在贮藏期问的转化[10]。臭氧可刺激果实，使其进入休眠状态。当用一定浓度的臭氧处理果实时，可使果蔬表皮气孔关闭，从而减少蒸腾水分和养分消耗，改变果蔬的采后生理状态。研究表明，蘑菇的过氧化酶(POD)活性受臭氧处理浓度的影响，刚好与蘑菇的后熟作用受臭氧抑制程度相符合，表明蘑菇POD活性上升钝化了代谢活动，这些研究从贮藏生理的角度，证实利用臭氧保鲜比目前其他保鲜方法具有更大的优越性[11]。利用臭氧及负氧离子保鲜可以避免在冷藏和气调贮藏中常常发生的一些生理性病害，如褐变、组织中毒、水渍状、烂心及蛰伏耐低温细菌等，此外还具有降解果蔬表面的有机氯、有机磷等农药残留，以及清除库内异味、臭味的优点[12]。3.7烃类混合物保鲜法[13]这是英国塞姆培生物工艺公司研制出的一种能使番茄、辣椒、梨、葡萄等蔬果储藏寿命可延长一倍的“天然可食保鲜剂”。它采用一种复杂的烃类混合物，在使用时，将其溶于水中成溶液状态，然后将需保鲜的蔬果浸泡在溶液中，使蔬果表面很均匀地涂上一层液剂。这样就大大降低了氧的吸收量，使蔬果所产生的C02几乎全部排出。因此，保鲜剂的作用，酷似给蔬果施了“麻醉药”，使其处于休眠状态。3.8电子技术保鲜法[13]它是利用高压负静电场所产生的负氧离子和臭氧来达到目的的。负氧离子可以使蔬果进行代谢的酶钝化，从而降低蔬果的呼吸强度，减弱果实催熟剂乙烯的生成。臭氧是一种强氧化剂、消毒剂和杀菌剂，既可杀灭消除蔬果上的微生物及其分泌毒素，又能抑制并延缓蔬果有机物的水解，从而延长蔬果储藏期。最近国外研制成功一种保鲜机。将这种机器放在果蔬贮藏室，可使里面存放的水果和蔬菜15天内保持鲜嫩，好果率达95％以上，该保鲜机是利用高压负静电场所产生的负氧离子和臭氧来达到保鲜目的。负氧离子可使果蔬内进行代谢过程的酶钝化，从而降低果蔬的呼吸程度，减少果实催熟剂乙烯的生成。臭氧则是—种强氧化剂，又是良好的消毒杀菌剂，能杀灭和消除果蔬上的微生物及其分泌的毒素，抑制并延续有机物的分解，从而延长果蔬贮藏期。3.9用静电场处理保鲜果蔬随着微波能技术的研究与应用，在果蔬保鲜领域，可利用诸如电磁波、电磁场等微弱能源对生产对象进行节能、高效及高品质的处理。到目前，虽然对利用静电场实现果蔬保鲜的机理尚不完全清楚，但目前出现了三种值得重视的观点：①外加电场能改变果蔬细胞膜的跨膜电位，影响生理代谢；②果蔬内部生物电场对呼吸系统的电子传递体产生影响，减缓了生物体内的氧化还原反应；③外加能量场可使水产生共鸣现象，引起水结构及水与酶的结合状态发生变化，最终导致酶失活[14]。根据目前的分析和掌握的资料，水是生物化学反应的介质，并且水本身是具有一定分子团结构的液体，水分子与水分子之间总是处于一种不停地缔合为大分子团和解缔为小分子团的动态平衡之中。外加静电场极有可能打破原有的平衡状态，使水分子结构发生改变。高压静电场处理能有效地延长番茄贮藏时间，与对照组相比，特别是在电场强度为150kV/m、60min/d的处理中能使番茄的呼吸高峰推迟14d出现，并且发现电场处理也有效地保持了番茄的硬度，这表明电场处理用于保鲜贮藏有其潜在的优势[15]。利用空气放电保鲜机，对甜辣椒进行10、20、30min