全 文 ：农产品加工·学刊 2006年第11期
收稿日期:2006-09-08
作者简介:邵永华 (1950-) ,男,浙江人,教授级高工,研究方向:农机化管理与技术推广。
*为通讯作者:蒋益虹 (1972-) ,女,副教授,研究方向:果蔬加工与保鲜。
第11期(总第82期) 农产品加工·学刊 No.11
2006年11月 Academic Periodical ofFarmProducts Processing Nov.
文章编号:1671-9646(2006)11-0014-04
金柑 (Fortunella crassifolia Swingl) 属芸香科
(Rutaceae) 金柑属 (Fortunella) 植物,原产中国,
主要分布在浙江、福建、湖南和广西等地。宁波市北
仑区是国内金柑主要产地之一,产量、品质和栽培技
术居全国六大产区之首,主要品种有金弹金柑、罗浮
金柑和牛奶金柑3种,其中以金弹金柑为主栽。金弹
金柑品质上乘,以鲜食为主,年产量可达 3 000 t,
但由于其不易贮藏,且目前国内没有大规模的、经济
实用的金柑保鲜和加工技术,只能在收获季节低价鲜
售,而且腐烂损失严重,果农的收益一直得不到明显
提高[1]。
本研究采用湿冷和臭氧相结合的先进、安全和实
用的保鲜技术,解决了金柑保鲜难的问题,并进行大
规模的推广应用,具有很好的现实意义。
1 材料与方法
1.1试验材料
北仑区春晓镇慈东村产新鲜金柑,成熟度 60%
左右,品种为金弹金柑;市购聚乙烯薄膜袋;带网眼
的塑料框;山梨酸、高锰酸钾和碳酸氢钠等,均为分
析纯。
1.2试验设备
1.2.1湿冷库的组成及工作原理
湿冷库 (Humidicool Story) ,由机械制冷机组、
贮冷装置、供冷系统和臭氧 (O3) 发生器四部分组
成。其工作原理是,制冷机组将贮冷装置内的冷介质
(通常为水或食盐水) 冷却至0℃左右,再由供冷系
统强制把低温高湿度空气 (相对湿度为 90%~95%)
送到贮藏物处,使之快速降至所需的温度并由控制器
自动控制保持恒温。由于库内高湿,可减少果蔬水分
蒸发,使其保持良好的外观、风味及食用安全性,但
高湿条件也有利于霉菌和微生物生长繁殖,影响果蔬
的贮藏效果,因此配套安装了臭氧发生器,其主要作
用是产生臭氧灭菌,抑制霉菌和其他微生物的生长繁
殖[2, 3]。
本试验用湿冷库的库房结构为组合式,配用沈阳
谷轮冷冻有限公司生产的XD-CR33型制冷压缩机组
和浙江上虞兴茂公司生产的储冷箱、湿冷换热器和
SPC-142RIJL RPWA型温控箱;CY-3A型臭氧发生
器由浙江湖州飞英纯水设备有限公司生产。该发生器
邵永华 1,*蒋益虹 2
(1.宁波市北仑区农业机械管理总站,浙江 宁波 315800;2.浙江大学 生物系统工程与食品科学学院,杭州 310029)
湿冷与臭氧技术在金柑贮藏保鲜中的应用研究
摘要:将湿冷与臭氧技术应用于金柑的贮藏保鲜,根据保鲜效果筛选出最佳保鲜方法及工艺。结果表明,金柑采用
湿冷与臭氧技术保鲜,总体效果明显好于常温贮藏。其中采用聚乙烯薄膜袋开口保鲜的贮藏期为 123 d,失水率为
6%,好果率为74.2%,鲜食风味足、质地好,无污染,可为商业化生产提供较好的理论和实践依据。
关键词:金柑;湿冷;臭氧;保鲜
中图分类号:TS255.3 文献标志码:A
Application ofHumudicool Combined and Ozone Technologyfor
Fortunella KeepingFresh
ShaoYonghua1,*JiangYihong2
(1. Agricultural MachineryAdministration Bureau ofBeilun,Ningbo,Zhejiang315800,China;
2. College ofBiosystemEngineeringand Food Science,ZhejiangUniversity,Hangzh u 310029,Ch na)
Abstract:The paper studied the application of humudicool combined and ozone technology for the fortunella keeping fresh.
Results showed that the general storing effect in the humudicool and ozone condition was better than in normal temperature
condition. With the application of unsealed PE packaging,the rates of fruit weight loss and good fruit were 6% and 74.2%
respectively,the f avour and texture offruit were still good after 123 days.
Keywords:fortunella;humudicool;ozone;keepingfresh
2006年第11期
以瓶装氧气作为原料,经高频高压电场电离而产生臭
氧,生产率为5g/h。
1.2.2 通风贮藏
本试验设简易通风贮藏室1间。
1.2.3 其他设备仪器
马关牌架盘式 BP-Ⅱ型 1000g药物天平 1架,
上海医用激光仪器厂生产;FRD型系列多功能薄膜
封口机1台,上海申原包装机械厂监制;精密温湿度
计2只等。
1.3 试验方法
1.3.1 原料选择
选择当天采摘的、成熟度 60%左右,带柄无机
械损伤、无疤痕和无病害的金柑作试材,在常温下堆
放通风处理2d。
1.3.2 原料预处理
设计 5种预处理方案,并分别以湿冷库 (下标
A) 和简易贮藏室 (下标 B) 2种方式贮藏,每隔
10d再取样,每种方案随机取 3袋,测定失水率、
霉变或腐烂率,并进行感官评定。
(1) 方案 1:将金柑用体积分数为 0.2%的山梨
酸、质量分数为 0.1%的高锰酸钾和 2%的碳酸氢钠
混合药液浸果1~2min,沥干,常温堆放于简易贮藏
室贮藏2d后,分装于厚度为0.04mm的聚乙烯薄膜
袋中,每袋500g,封口编号后装入塑料筐中,堆高
为5~6袋。
(2) 方案2:将金柑分装在厚度为0.04mm的聚
乙烯薄膜袋中,每袋 500g,封口编号后在袋两侧用
大头针各扎 4个小孔,装入塑料筐中,堆高为 5~
6袋。
(3) 方案3:将金柑分装在厚度为0.04mm的聚
乙烯薄膜袋中,每袋 500g,封口编号后装入塑料筐
中,堆高为5~6袋。
(4) 方案4:将金柑分装在厚度为0.04mm的聚
乙烯薄膜袋中,每袋 500g,编号后呈开口状装入塑
料筐中,堆高为1袋 (不重叠,开口向上)。
(5) 方案 5:将金柑直接装入塑料筐,每筐
5kg,筐外四周包上厚0.04mm的聚乙烯薄膜,扎紧
袋口并编号,上方和四周分别间隔用大头针扎5个小
孔。
1.3.3 湿冷库和臭氧保鲜技术
湿冷库温度控制在 5~7℃,相对湿度为 80%
~90%,实行臭氧消毒灭菌。简易贮藏室为常温,通
风条件良好,但无加湿装置,湿度不能控制。
臭氧消毒灭菌的浓度按臭氧发生器说明书确定:
臭氧消毒杀灭空气中的细菌,以 10mg/m3为好。例
如,本湿冷库为 33m3,需臭氧 330mg,按 5g/h计
算,约需4min即可达到灭菌要求。也有的资料要求
臭氧杀菌浓度为12~15mg/kg,抑制细菌生长的浓度为
2mg/kg,且长时期作用。因臭氧密度为 2144g/m3,
则达到上述要求,臭氧发生器所需工作按下式计算:
T=ρ×V×ε/G
式中:T——臭氧发生器工作时间,h;
G——臭氧发生器产臭氧量,g/h;
V——湿冷库容积,m3;
ρ——臭氧密度,2144g/m3;
ε——所需的臭氧浓度,mg/kg。
本湿冷库实际容积为 33m3,臭氧发生器产气量
为 5g/h,根据消毒灭菌需要,选 ε=12mg/kg,代入
上式得:T=2144×33×12×10-6/5=0.17h=10min。湿冷
库密封性好,相对湿度高,消毒效果更佳,时间可缩
短到8min。
本研究实际臭氧消毒灭菌分两个阶段进行。第1
阶段为 2005年 11月 28日至 2006年 2月 20日,首
次于2005年 11月 28日对湿冷库消毒灭菌, (臭氧
发生器工作 25min,浓度达到 25g臭氧 /m3,密封
12h),以后每隔 10~11d对方案 1A~方案 5A和方
案3B~方案5B共8种方案进行消毒杀菌 (臭氧发生
器工作 8min),12h排风 1次,排风时间 20min。
第 2阶段 (2006年 2月 21日至 3月 31日),每隔
3~5d对湿冷库内方案 1~5消毒杀菌处理 8min,排
风间隔时间12d不变。
1.3.4 保鲜效果评价指标
(1) 失水率计算:失水率 =〔(贮前质量 -贮后
质量)/贮前质量〕×100%。
(2) 霉变或腐烂率计算:霉变或腐烂率=(霉变
或腐烂个数/总个数)×100%。
(3) 感官评定:主要评定可食用果实的色泽 (颜
色和光泽)、香气、口味 (酸甜口感) 以及质地等。
2 结果与分析
2.1 失水率的测定结果
2.1.1 方案1~方案4处理金柑的失水率的变化
方案1~方案4处理金柑的失水率变化趋势图分
别见图1~图4。
2.1.2 方案5处理金柑的失水率的变化
方案5处理为每次称质量后挑去烂果,故失水率
未测。
2.2 霉变或腐烂率测定结果
方案1~方案4处理金柑的腐烂率变化趋势图分
别见图5~图9。
2.3 感官评定结果
2.3.1 色泽
金柑成熟度由 60%至逐渐成熟,其颜色由绿色
依次变为黄绿、棕黄色 (比橘黄色深)。保鲜贮藏
30d后,观察到贮藏室常温贮藏的棕黄色金柑的比
例高于湿冷库贮藏的,保鲜贮藏 90d后,贮藏室常
邵永华,等:湿冷与臭氧技术在金柑贮藏保鲜中的应用研究 ·15·
农产品加工·学刊 2006年第11期
温贮藏的棕黄色金柑的比例达 95%,而湿冷库贮藏
的仅为 65%。另外,经药液处理的金柑颜色不如未
经处理的金柑光亮。
2.3.2 口味
(1) 金柑的口味与其颜色相关。随着金柑趋熟,
其颜色由黄绿变为棕黄,酸味和苦涩味逐渐降低,甜
度和香气缓慢增加,但湿冷库贮藏的金柑棕黄色的比
例低,口味却好于贮藏室常温贮藏的金柑。
(2) 未经药液处理的金柑好于药液处理的金柑。
(3) 在贮藏室常温贮藏的金柑中,密封贮藏的金
柑好于开口贮藏的金柑。
2.3.3 质地
湿冷库贮藏的金柑未发现果肉变软、皮变皱的现
象,贮藏室常温开口贮藏的金柑在保鲜 50d时发现
皱皮,保鲜 90d的失水率高于 10%时,果肉变软、
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图1 方案1处理金柑的失水率变化趋势图
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图2 方案2处理金柑的失水率变化趋势图
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图3 方案3处理金柑的失水率变化趋势图
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图4 方案4处理金柑的失水率变化趋势图
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图6 方案2处理金柑的腐烂率变化趋势图
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图5 方案1处理金柑的腐烂率变化趋势图
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图7 方案3处理金柑的腐烂率变化趋势图
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皮变皱的比例高达12.5%。
2.4 分析与讨论
2.4.1 初检合格率低的原因
造成初检合格率低的原因为:①部分采摘人员技
术不熟练,采摘的两批金柑中,一批无柄率仅占其总
量的2.7%,而另一批为7.4%,相差4.7%;②金柑的
包装、运输和堆放不当,大多数农户采用塑料袋等软
包装,由机动车将金柑从果园运到家中,倒地堆放造
成机械损伤;③采摘前防病治虫不及时,带疤痕的病
果增多。
造成初检合格率低的根本原因是:①农户思想上
对金柑的采摘不重视;②金柑采摘工资成本高,无柄
果率与采摘技术有关,要先旋后拉,而改为剪刀剪摘
金柑的速度又太慢,不可行;③机械损伤与运输相
关,要用筐,不能用编织袋。
2.4.2 失水率
湿冷库相对湿度保持在 80%~95%,可使金柑水
分的蒸发作用减弱,在密封或密封扎孔 (方案 1A~
方案 3A和方案 1B~方案 3B) 情况下,失水率降低
50%左右,包装为开口和裸露 (方案4A~方案5A和
方案 1B~方案 3B) 时,失水率从 27%降低到 6%。
金柑的口味、质地与失水率相关,失水率高于 10%
以上时,果肉变软皮变皱,色泽变暗,外观变劣,口
味变差,因此应将失水率控制在 10%以内。在常温
下或普通机械冷库贮藏室保鲜,会降低失水率,必须
用塑料保鲜袋密封或密封后扎孔包装,然而会使袋内
有害气体不能及时挥发,有利于霉菌繁殖,使金柑衰
老腐烂加快,严重影响贮藏效果;湿冷库保鲜能将金
柑的失水率较方便地控制在8%以内,口味和质地都
较好。
2.4.3 霉变和腐烂率
药液处理能减轻霉菌感染,防止腐烂。方案 1A
的好果率达 86.7%,居第一,但药液处理不仅较麻
烦,而且使成本增高,金柑质地和口味变差;方案
4A(未经药液处理不封口的湿冷库贮藏) 的好果率
为 74.2%,居第二,其原因是袋内的空气能适当流
通,降低了塑料袋内乙烯等气体的含量,减少了乙烯
的催熟作用,使金柑的失水率略高,再加用臭氧定期
消毒灭菌,可抑制霉菌的生长繁殖。方案4A包装方
便,成本较低,是最具推广应用价值的保鲜贮藏方
案。在湿冷库贮藏的金柑,如果经药液处理且不封
口,好果率可超过90%。
湿冷库贮藏的各种处理方案的霉变和腐烂率都低
于简易贮藏室常温贮藏保鲜,可见温度对霉菌有一定
的抑制作用。但是冬季气温低,湿冷库内出现4℃以
下低温时间达10d,其中2006年1月9日出现1.8℃
最低气温,影响了保鲜效果。主要原因是贮冷装置的
温度设置 (1~3℃) 太低。反之 2005年 11月底到
2006年 2月上旬,贮藏室气温都在 8~12℃,只有
2月 13日至 17日 (4d) 的气温达到 13.4~17.6℃,
同时贮藏室相对湿度较低 (35%~70%),因此金柑的
腐烂率并不比湿冷库的高,只是失水较严重。笔者认
为,对传统的简易贮藏室加装加湿装置和臭氧发生
图8 方案4处理金柑的腐烂率变化趋势图
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贮藏时间 t/d
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▲ -湿冷库贮藏 (A); ◆ -简易贮藏 (B)
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图9 方案5处理金柑的腐烂率变化趋势图
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贮藏时间 t/d
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(下转第20页)
邵永华,等:湿冷与臭氧技术在金柑贮藏保鲜中的应用研究 ·17·
农产品加工·学刊 2006年第11期
器,并注意适时通风,冬季 (75d左右) 贮藏金柑仍
有成功的可能,值得试验研究。每年3月下旬起,气
温升高,贮藏室贮藏的金柑腐烂加快,若要长时期贮
藏保鲜,必须采用湿冷库或机械冷库降温冷藏。
3 结论
(1) 湿冷库贮藏保鲜金柑的失水率符合要求。金
柑在湿冷库相对湿度为 80%~90%的条件下,不封口
贮藏可保鲜 123d,失水率可控制在 6%以内。而常
温简易贮藏室不封口贮藏金柑的失水率高达 27.6%,
前者商品价值高。
(2) 湿冷库贮藏保鲜金柑的好果率接近要求。金
柑在湿冷系统开口或裸露贮藏保鲜 123d,库内温度
控制在5~7℃,相对湿度控制在 80%~90%,并用臭
氧定期消毒杀菌处理,好果率达到74.2%。
(3) 经研究试验确定最佳臭氧浓度、排气间隔时
间、最适宜湿度等参数,改进贮藏保鲜工艺,贮藏金
柑的好果率能达到商业化的贮藏要求。
参考文献:
陈金印,徐晓彪,李凡.我国金柑资源开发利用现状及
改进对策 [J].中国柑橘,1995,24(4):16-18.
刘晓军,王群,张云川.湿冷保鲜新技术研究与发展前
景 [J].粮油加工与食品机械,2001(3):7-8.
王庆森.臭氧技术在食品领域绿色保鲜的应用前景 [J].
冷藏技术,2003(4):5-7.
[1]
[2]
[3]
(上接第17页)
复合氮源,当蛋白胨添加量为 0.5%时,酶活力为
25.1U/mL,酶活提高为25.5%。因此,选择添加量为
0.5%的酵母膏与 0.5%的蛋白胨组成的复合氮源作为
发酵培养基中的氮源。
2.5 发酵培养基中表面活性剂对菌株产酶的影响
表面活性剂对菌株产酶的影响见表5。
由表 5可知,适量的表面活性剂 SDS对菌体产
酶具有一定的促进作用,说明表面活性剂 SDS可以
改变菌体细胞膜的通透性,从而提高菌体代谢产物的
分泌,因而SDS也可以提高菌体的产酶能力。
2.6 发酵培养基最佳配方的选择
发酵培养基L9(34)正交试验结果分析见表6。
由 表 6可 知 , 最 佳 的 发 酵 培 养 基 组 成 为
A3B3C2D1,即橘皮粉添加量为2.0%,酵母膏添加量为
0.5%,SDS添加量为 0.4%,发酵培养基初始 pH值
为5.6时的菌体产酶效果最好,酶活力为37.8U/mL。
而从R值来看,发酵培养基初始pH值对产酶影响最
显著,其次是酵母膏和橘皮粉的添加量,最后是表面
活性剂SDS的添加量。
3 结论
(1) 通过单因素试验得出,以 2%的橘皮粉与
1.5%的葡萄糖组合作为碳源时的菌株产酶效果最好;
0.5%的酵母膏与 0.5%的蛋白胨组合作为氮源时的菌
株产酶效果最好;表面活性剂 SDS对菌株产低温果
胶酶有促进作用。
(2) 通过正交试验优化得出,该菌株产酶的最佳
发酵培养基组成为:橘皮粉 2.0g,葡萄糖 1.5g,蛋
白胨 0.5g,酵母膏 0.5g,CaCl20.1g,SDS0.4g,
K2HPO40.2g,KH2PO40.05g,蒸馏水 100mL,pH
值为5.6。
参考文献:
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活性的影响 [J].西北轻工业学院学报,2001,19(1):
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江洁,刘晓兰,等.果胶酶活性分光光度测定方法的研
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1998,33:21-28.
陈静,杨从发,等.果胶酶产生菌的筛选 [J].淮海工学
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表5 表面活性剂对菌株产酶的影响
表面活性剂
相对酶活
%
Tween-20
Tween-60
Tween-80
SDS
对照样
104.6
076.0
097.2
134.8
100.0
表6 发酵培养基L9(34)正交试验结果分析
试验号
因素
酶活力
U/mL
A橘皮粉
%
B酶母膏
%
C初始pH值
DSDS
%
1
2
3
4
5
6
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8
9
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1(1.0)
1(1.0)
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2(1.0)
2(1.0)
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3(1.0)
3(1.0)
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2(0.4)
3(0.5)
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22.6
26.4
20.8
14.0
15.8
16.2
18.6
37.8
K1
K2
K3
63.8
50.6
72.6
51.8
55.2
80.0
49.2
81.2
56.6
66.6
54.6
65.8
K1
K2
K3
21.3
16.9
24.2
17.3
18.4
26.7
16.4
27.1
18.9
22.2
18.2
21.9
R 07.3 09.4 10.7 04.0
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