一種鮮筍及制品的快速預冷與凈化脫殘系統(tǒng)及其應用
【專利說明】
[0001 ] 技術(shù)領域:
本發(fā)明涉及一種鮮筍及制品的快速預冷與凈化脫殘系統(tǒng)及其應用，尤其涉及一種利用低溫密閉環(huán)境和采用手動或半自動或自動控制方式，達到有效控制和延緩冰水臨界狀態(tài)或低于常溫的臭氧水溶液中或臭氧冰中含有的臭氧成分的分解、揮發(fā)的技術(shù)方法;通過應用呈冰水臨界狀態(tài)或低于常溫的低溫臭氧水溶液中含有的臭氧成分，實現(xiàn)對鮮筍及制品快速預冷、殺菌滅菌、凈化脫殘、抑制木質(zhì)化和酶的存活、快速脫水的設計目的，以及應用本發(fā)明技術(shù)方法開發(fā)的裝置設備的密閉或非密閉功能。本發(fā)明廣泛應用于鮮筍及制品類;茶青及制品類;果蔬及制品類;食用菌及制品類；山野菜及制品類;活水產(chǎn)品及制品類;鮮藕、芋頭、蓮子、百合及制品類;鮮玉米、毛豆等糧食類;植物種子類;核桃、板栗、花生、松子、榛子、杏仁、白果等堅果及制品類;人參、枸杞等中草藥及制品類產(chǎn)品的快速預冷，抑制酶的活性，殺菌滅菌，凈化脫殘，分解重金屬、激素、抗生素、食源性藥物殘留等對人體有害物質(zhì)和快速脫水等技術(shù)領域。
[0002]【背景技術(shù)】:
日本主要采用的冷庫超低溫(_40°C)竹筍貯藏保鮮工藝，其主要措施包括:一是減少采收、運輸和加工環(huán)節(jié)的機械損傷；二是減弱呼吸作用和延緩木質(zhì)化速度;三是減少菌株侵染；四是防止失水過多。
[0003]目前，國內(nèi)圍繞鮮筍及制品的采收、加工、貯存、物流和消費方式等環(huán)節(jié)的工藝技術(shù)主要包括:
竹筍采收技術(shù):在采收竹筍時，極易感染微生物，這是造成其在保鮮貯藏過程中腐敗變質(zhì)的主要原因。同時，因其創(chuàng)傷面較大，于采后約5 h內(nèi)即達到呼吸高峰，因而造成品質(zhì)下降；
抑菌防霉技術(shù):影響竹筍保鮮貯藏的主要微生物分別來自土壤、筍體本身的病蟲害和空氣中，其首先侵染的部分是創(chuàng)傷面，所以主要的抑菌防霉措施，應針對創(chuàng)傷面而制定，同時，在保鮮貯藏前對筍體進行消毒非常重要，因筍體可直接食用，所選擇的試劑要求安全無毒，故必須十分慎重；
被膜技術(shù):被膜技術(shù)就是在筍體的創(chuàng)傷面上涂上一層高分子的液態(tài)膜，干燥后形成一層薄而均勻的膜，可以降低筍體的創(chuàng)傷呼吸，減少營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，延長筍體的貯藏壽命；另外，還能減少筍體水分的蒸發(fā)失水，保持其新鮮飽滿；同時可減少微生物的侵染所造成的腐爛。但是被膜技術(shù)如應用不當，會對保鮮貯藏起相反的作用，如對環(huán)境消毒力度不夠，或筍體帶菌，由于蔗糖、殼聚糖、淀粉等均為微生物良好的培養(yǎng)基，往往造成涂膜材料首先污染，繼而引至筍體腐爛變質(zhì)；
殺菌劑保鮮技術(shù):世界范圍內(nèi)，果蔬采收后都普遍使用殺菌劑處理，以控制其腐爛。因竹筍的采收作業(yè)粗放，微生物侵染的機會比其它果蔬更多，所以使用殺菌劑在竹筍的保鮮貯運過程中是必不可少的。防腐防霉試劑的選擇原則，首先必須針對某種采后發(fā)生的特定病害種類，所以對采后筍腐敗的主要病菌進行分離鑒定的研究是必須的；其次，所選擇的試劑其使用殘留量必須符合食品衛(wèi)生的要求。此外，還要注意病原菌迅速產(chǎn)生抗藥性的問題。其中，幾種主要的防腐防霉試劑包括:有機酸類(包括山梨酸類、乳酸、檸檬酸等，其溶液在一定的PH下，能較好地遏制細菌繁殖，專利號86103151保鮮劑即為此類)；氯和次氯酸鹽(此類殺菌劑主要用于水的消毒，降低水中的細菌微生物含量，在日本采用100 mg/kg次氯酸鈉溶液對結(jié)球生菜消毒后直接上超市出售)；二氧化硫及亞硫酸鹽(主要應用S02控制采后作物不易腐爛，其應用已有很長歷史，如在葡萄貯運過程中大量使用，周云等利用S處理對龍眼貯藏有較好的效果，徐金森利用Na2S03進行竹筍保鮮也有較好的效果)；其它殺菌劑(目前用于果蔬保鮮可選用的商品殺菌劑很多，如鄰苯酚、仲丁胺、特克多、抑霉唑、乙磷鋁、撲海因等)。綜上所述的殺菌劑保鮮技術(shù)，關(guān)鍵在于有選擇性地應用，一方面要針對引起腐敗的病原菌;另一方面，要求安全低毒低殘留；
物理滅菌方法:輻照保鮮目前多用同位素，以60Co作為輻射源，其適當劑量的輻射既能對筍體表面殺菌，又能在一定程度上延緩筍體的生理活性。但是由于采用這種辦法基本建設投資太大，故應用在竹筍保鮮貯藏上是有限的。
[0004]延緩生理活性的技術(shù):在竹筍的保鮮貯藏過程中，若能延緩鮮筍的生理活性，可推遲其呼吸高峰的形成，減少促進呼吸的乙烯形成，避免過度的高強度的創(chuàng)傷呼吸所造成的筍體纖維化，避免因呼吸熱導致貯藏環(huán)境溫度升高，使微生物滋生。延緩生理活性的主要措施有:低溫處理、激素處理、氣調(diào)處理及熱處理。其中，低溫處理方法:植物正常生活所需的溫度范圍為15?35 °C，溫度越高，植物體內(nèi)酶活性越強，呼吸作用越大，溫度每升高1 °C，呼吸強度增大I倍?1.5倍。降低溫度，可降低其呼吸強度，延緩其呼吸高峰的到來，同時低溫可減少蔬果的乙烯產(chǎn)生量，而且在低溫條件下，乙烯促進衰老的生理作用受到強烈的抑制，所以在果蔬的保鮮貯藏中，每種果蔬均有其適宜貯藏溫度，即貯藏適溫。對鮮筍而言，貯藏適溫，是指采后筍體的生理活性降低到最低限度而又不致引起生理失調(diào)的溫度。對其它果蔬的貯藏適溫都有很多研究，竹筍還沒有系統(tǒng)的研究，蘇云中在(I ±0.5) °C溫度并結(jié)合其它方法，貯藏鮮筍平均達50?80天，劉耀榮于10C恒溫庫中結(jié)合速凍(-18 °C)使竹筍貯藏期可達3個月；
激素處理方法:筍體的生理活動均受內(nèi)源激素所調(diào)節(jié)，內(nèi)源激素在植物體內(nèi)含量很低，但生理活性很強，于植物體外施用適量濃度的激素，也能取得延緩生理活動的作用。其中，生長素類:如用500 mg/kg NAA溶液浸泡菠蘿果品，可延緩果實成熟，延長鮮果銷售時間。其它生長素類還有2，4-D等，如徐金森的液體保鮮劑中即含有2，4-D(500 mg/kg);赤霉素類:采用赤霉素(商品名為〃九二O")處理，可顯著地延遲香蕉、芒果等的成熟，其作用在于降低呼吸強度，推遲呼吸高峰出現(xiàn);細胞分裂素類:常用的有BA(6-芐基腺嘌呤)，應用于龍眼、荔枝的貯藏保鮮有一定的效果，但價格昂貴，在生產(chǎn)上尚未普遍應用；生長抑制劑:包括天然生長抑制劑如脫落酸、水楊酸;人工合成抑制劑如三碘苯甲酸、整形素、矮壯素、比久、青鮮素。如用青鮮素10?20 ml/L處理芒果，可延遲其后熟。對筍體外部施用激素用于竹筍保鮮方面無更多報道，鑒于激素類產(chǎn)品用量低，安全性較好，可進行試驗，并與其它方法結(jié)合，應用于竹筍的保鮮；
氣調(diào)處理方法:筍體采收后的氣調(diào)處理，即通過改變筍體貯藏環(huán)境內(nèi)的02/C02比例，以減少促進衰老的乙烯的含量，從而降低筍體有氧呼吸強度，避免無氧呼吸的出現(xiàn)。目前，這種處理在果蔬的保鮮貯藏領域應用很廣泛。其中，環(huán)境氣調(diào):在密閉的貯藏空間(如冷藏庫或高密度不透氣包裝薄膜)內(nèi)，提高C02的濃度，降低02的濃度，在設備方面，通過兩個氣栗分別將C02和02栗入庫內(nèi)。如在日本，結(jié)球生菜貯藏于O?5°C冷庫，控制02濃度為5?30 ml/L，C02濃度為60?100 ml/L。此外，N2的貯藏環(huán)境亦已被商業(yè)應用。在環(huán)境氣體調(diào)節(jié)中，還有幾種處理手段也能達到保鮮貯藏的目的:(a)高濃度短時間C02處理，日本用20%?60%的高濃度C02處理結(jié)球生菜12?48 h，然后置于冷庫內(nèi)貯藏，在蔬菜貯藏上效果頗佳；(b)減壓貯藏，將貯藏庫(袋)內(nèi)氣壓減至1/5?1/10氣壓(I atm=101 325X 105 Pa); (c)真空包裝貯藏；(d)氣體置換(空氣抽空以CO等填充)。限于設備等方面的原因，環(huán)境氣體調(diào)節(jié)在我國剛剛起步，在國外如日本已形成較好的商業(yè)應用，這個領域的研究，對大量竹筍的保鮮貯藏應有較好的前景。(2)氣體調(diào)節(jié)劑:氣體調(diào)節(jié)劑指能夠吸收02、C2H4、⑶2或產(chǎn)生⑶2的一類物質(zhì)，把這類物質(zhì)施放于竹筍堆中，使形成低02、高C02、低C2H4的小環(huán)境，從而延緩筍體呼吸，達到保鮮貯藏的目的。具體有:(a)乙烯吸收劑:包括物理吸附型吸收劑和氧化吸附型吸收劑。物理吸附型吸收劑主要有:沸石、硅酸鈣、活性碳;氧化型吸附劑主要利用乙烯易氧化的特點，多采用氧化劑，如KMn04，過氧化物如過氧化鈣、過氧化鈉等。在生產(chǎn)上應用多為兩種吸附劑的混合物，如:硅酸鈣20%+KMn04 80%(重量比)，混合后，能吸附分解貯藏環(huán)境中百萬分之一低濃度乙烯。(b)脫氧劑:脫氧劑主要利用還原性物質(zhì)如Fe粉、Zn粉、連二亞硫酸鹽、亞硫酸鹽等為主劑，配以增效劑而制得，主要作用在于降低貯藏環(huán)境中02含量，從而延緩筍體呼吸，如鐵粉78 g+NaCl I g+Ca(0H)2 6 g+活性碳15 g充分混合后，與水果一起裝入容器密封，置于I 000 ml容器內(nèi)，4天后02全部脫除，保鮮效果良好；
熱處理方法:果蔬保鮮貯藏中，經(jīng)過短暫的高溫處理，殺死或鈍化果實上害蟲或病原菌，以減少腐爛，同時改變果蔬采后某些代謝過程，達到保鮮貯藏的目的，稱為熱處理。熱處理原為一種檢疫手段，近年來，因其能抑菌防霉，延緩生理活性，同時無化學藥劑殘留等特點，被應用于保鮮貯藏中。熱處理的方法有:熱水浸泡、熱的飽和水蒸氣及熱空氣處理等，也可嘗試紅外線或微波技術(shù)進行熱處理。如高愿軍等，采用30?35°C、24?36 h的條件處理山楂，常溫貯藏200 d，好果率達91.7%?94.6%;歐利葉等應用熱空氣處理香蕉，45°C、12 min條件下可延緩香蕉成熟與衰老。經(jīng)熱空氣處理的果實，其呼吸及乙烯釋放高峰出現(xiàn)較遲且峰值較小，果皮細胞膜完整性保持良好。
[0005]綜上，對鮮筍及制品保鮮貯藏技術(shù)的研究，應突破過去只針對某一環(huán)節(jié)而進行單一技術(shù)研究的局限，應從有控制的采收措施研究開始，綜合進行抑菌防霉和延緩生理活動等多項研究，形成配套技術(shù)，以利推廣應用。
[0006]從竹筍的生理活性的嚴格意義上說，竹筍是可食用的芽，作為植物器官中的生理活動最旺盛的部分，由于竹筍的產(chǎn)筍季節(jié)特性對鮮筍的保鮮貯藏影響極大，對其保鮮貯藏的措施要求較高。竹筍采收后，帶殼筍離體2 h，呼吸強度為47.38 C02 mg/(kg.h)，離體5h后，達到呼吸高峰277.84 C02 mg/(kg.h)，剝殼筍離體2 h，呼吸強度為399.96 C02 mg/(kg*h)，離體5 h達I 178.08 C02 mg/(kg