竹笋是我国的传统食品,是人们喜爱的营养丰富的蔬菜。竹笋中含有18种氨基酸,其中部分氨基酸为人体所必需,在100 g鲜笋中含氨基酸总量约2 g,竹笋还含有人体必需的多种微量元素,如Se和Ge等。鉴于竹笋具有高蛋白、低脂肪和含Se等微量元素,加上其丰富的食用纤维,因此被人们誉为"保健食品"。
竹笋除作蔬菜鲜食外,主要用于加工清水笋罐头,或发酵后生产各种调味笋。但竹笋的利用和加工均面临着保鲜的问题,主要体现在如下几个方面:
(1)笋期集中,产笋季节短,造成笋加工厂旺季时来不及加工处理,淡季时无原料供应的局面,故必须通过保鲜处理,解决贮藏和运输的问题。
(2)优良品种的笋(如甜笋等)鲜笋风味好,必须通过保鲜处理保持风味。
(3)有的品种的笋体,经煮熟后风味很好,但作成清水罐头后,风味品质下降,故研究熟笋的保鲜技术很有必要。
1 竹笋保鲜贮藏技术研究回顾
1.1 传统的竹笋保鲜贮藏研究
传统的竹笋保鲜贮藏研究集中在熟笋的贮藏方面,这与严格意义上的保鲜有所差别,但适应了笋加工厂的需要,易被笋农操作和接受,而且能较好地保存竹笋的色泽、脆度、鲜度,主要的贮藏方法如下。
1.1.1 利用化学添加剂贮藏 利用化学添加剂(即防腐剂)进行熟笋保鲜,是目前应用*多的方法,主要的研究成果有: (1)80年代,中国林科院亚林所研制的保鲜剂(专利号86103152 0173 3840),其主要成份为山梨酸钾,但是经防腐剂处理后熟笋的酸度,脆度方面有缺陷。
(2)90年代初,云南思茅地区徐平,用苯甲酸钠,焦亚硫酸钠作化学添加剂保鲜竹笋,获国家发明奖(专利号90109091),但因该类添加剂有一定毒性,故推广受到限制。
(3)林业部竹子研究开发中心丁兴萃等的试验结果,以山梨酸钾800 mg/kg+乳酸3 500 mg/kg+柠檬酸1 750 mg/kg为保鲜剂,对熟笋保鲜效果很好。
1.1.2 熟笋清水贮藏 鲜笋通过高温加热煮熟后,笋体上的微生物即被杀死,也终止了酶的活性,降低了生理活动,然后将其置于流动的溪水中,可保存一段时间不变质。
1.1.3 熟笋食盐腌渍贮藏 使用食盐腌渍熟笋,使笋体周围形成高渗透压环境,从而抑制微生物活动,终止酶的活性,这种保鲜方法适应了调味加工厂的需要,但经食盐腌渍后形成的酸味,使笋的风味有所下降。
1.1.4 其它方法 传统的竹笋保鲜技术,还有如:硫制剂保鲜,低温保鲜,袋包装保鲜等。
1.2 严格意义上的竹笋保鲜贮藏技术研究
严格意义上的保鲜,即运用一切可行的手段和技术措施,推迟和延缓作物的品质向不良变化。同时,由于贮藏包装条件的不断改善,社会对生鲜产品的需求可望达到,所以与传统意义的保鲜方法比较,当前竹笋保鲜的研究体现在:(1)保鲜材料为鲜笋;(2)保鲜工作是一个系统的工程,包括采收过程的控制及各种保鲜措施的配套运用。近年来,对鲜笋的保鲜研究有如下成果。
(1)物理保鲜: 中科院亚林所刘耀荣等,通过抽气速冻冷藏,使带壳鲜笋可贮藏3个月以上。
(2)化学保鲜: 厦门大学徐金森研制的固体保鲜剂(含量为:Na2SO3 25%+NaHCO3 30%+CaO 10%+35%大蒜抽出液),应用于带箨毛竹笋,常温下(10~15℃)可贮藏5周。液体保鲜剂(含量为2,4?D 1 500 mg/kg+BHT 700 mg/kg+NaHCO3 10%及苯甲酸钠700 mg/kg),常温下贮藏带箨毛竹冬笋可达7周。
(3)化学保鲜剂结合保水贮藏: 福建古田的苏云中等,选择用于防腐和吸收乙烯的保鲜剂,及经充分捣碎,含水量55%~65%,无混杂腐殖质和有机物,无污染的心土层下的黄泥土或灰泥土作缓冲土贮藏鲜笋,同时调节贮藏环境的水分和温度,此种方法于(1±0.5)℃恒温冷库内,贮藏时间可达50~80天,好笋率98.9%。
2 影响竹笋保鲜贮藏的基本问题
对竹笋保鲜贮藏技术进行系统研究,影响其保鲜贮藏效果的基本问题可归纳如下。
2.1 竹笋的产笋特性
我国500种左右的竹种中, 大多数的笋可食用,如分布于中亚热带的毛竹,南亚热带的麻竹。其中出笋季节有冬天及春天(如毛竹笋),也有夏天及秋天(如麻竹笋),竹种的产笋特性对鲜笋的保鲜贮藏影响*大。
2.2 生理活性
从严格意义上说,竹笋是可食用的芽,作为植物器官中生理活动*旺盛的部分,对其保鲜贮藏的措施要求较高。竹笋采收后,带壳笋离体2 h,呼吸强度为47.38 CO2 mg/(kg·h),离体5 h后,达到呼吸高峰277.84 CO2 mg/(kg·h),剥壳笋离体2 h,呼吸强度为399.96 CO2 mg/(kg·h),离体5 h达1 178.08 CO2 mg/(kg·h),在外观上可看到从创伤面开始软化腐烂。同时,冬笋在10~15℃下,2周内自然失水率达20%,而南亚热带麻竹笋,产笋季为夏季,失水更快。
2.3 栽培采收特性
竹笋经营粗放,使得其保鲜贮藏有自己的特点,表现在:(1)采收创面大小不一,尤其是创伤面大,导致强烈的创伤呼吸;(2)笋体自身纤维化程度不一;(3) 笋体大小不一;(4)收购的竹笋良病混杂,这些都给竹笋保鲜带来一定的难度。
2.4 微生物侵染
导致竹笋保鲜贮藏困难的原因除生理活性强外,微生物侵染导致腐败变质也是主要原因之一,与水果类可控制精细采收不同,竹笋与土壤接触,存在着微生物的二次侵染。此外,其它采收措施,如刀具,堆放物均可使笋体受到微生物侵染。
2.5 切分特点
保鲜贮藏中,特别是进入超市前,必须把笋体定量切分,在切分中,影响贮藏的因素有:①若创面光滑,受损细胞少,创伤呼吸就低;②切面选择不同,也会影响呼吸。
3 竹笋保鲜贮藏关键技术
对竹笋保鲜贮藏的过程就是一个系统的工程,采取有控制的采收技术是其前提,在此基础上须重点解决两个问题:一是防止细菌微生物侵染而导致腐烂变质;二是降低其生理活性,推迟呼吸高峰,避免因生理活动导致失水、组织结构老化,以达到保持竹笋的色、香、味、脆的保鲜贮藏目的。
3.1 有控制的采收技术研究
在采收竹笋时,*易感染微生物,这是造成其在保鲜贮藏过程中腐败变质的主要原因。同时,因其创伤面较大,于采后约5 h内即达到呼吸高峰,因而造成品质下降,应从以下几个方面进行研究,并制定出技术标准。
(1) 笋纤维化程度:掌握适合的笋纤维化程度,既保证其鲜味,也利于贮藏。
(2) 伐面控制:选择减少伤呼吸的伐面进行竹笋采收作业。 (3) 采收方法:选择锋利的刀具,减少笋体细胞拉伤。
(4) 保水措施:采收后堆放的方法应能保证笋体水分散失得*少。
(5) 笋体分级: 研究不同竹笋种类的分级标准,按各自的标准进行分级收购,统一保鲜管理。
3.2 抑菌防霉技术
影响竹笋保鲜贮藏的主要微生物分别来自土壤、笋体本身的病虫害和空气中,其**侵染的部分是创伤面,所以主要的抑菌防霉措施,应针对创伤面而制定,同时,在保鲜贮藏前对笋体进行消毒非常重要,因笋体可直接食用,所选择的试剂要求安全无毒,故必须十分慎重。
3.2.1 被膜技术 被膜技术就是在笋体的创伤面上涂上一层高分子的液态膜,干燥后形成一层薄而均匀的膜,可以降低笋体的创伤呼吸,减少营养物质的消耗,延长笋体的贮藏寿命;另外,还能减少笋体水分的蒸发失水,保持其新鲜饱满;同时可减少微生物的侵染所造成的腐烂。目前,被膜技术已广泛应用于果蔬的保鲜贮藏,如柑桔、苹果、番茄、甜椒等,徐金森在保鲜贮藏竹笋的研究中,以石蜡涂布伤口,结合其它方法,效果很好。
被膜材料很多,主要由疏水性物质、水、表面活性物质和水溶性高分子物质组成,经乳化分散加热灭菌制得。理想的被膜材料应具有如下特点:有一定粘度,易于成膜;形成膜均匀,连续,具有良好的保鲜作用;无毒,可食,无异味。如英国的森柏尔涂膜保鲜剂,其三种基本成分为蔗糖酯、羧甲基纤维素钠、脂肪酸单甘和双甘油脂,它们都是天然物质,安全无毒。日本用淀粉、蛋白质等高分子溶液加上植物油做成混合涂料,在柑桔、苹果上应用效果良好。袁毅桦、樊明涛等用壳聚糖分别对番茄和甜椒、黄瓜进行保鲜涂膜研究,结果表明保鲜效果良好。但被膜技术如应用不当,会对保鲜贮藏起相反的作用,如对环境消毒力度不够,或笋体带菌,由于蔗糖、壳聚糖、淀粉等均为微生物良好的培养基,往往造成涂膜材料**污染,继而引至笋体腐烂变质。
3.2.2 杀菌剂保鲜 在世界范围内,果蔬采收后都普遍使用杀菌剂处理,以控制其腐烂。因竹笋的采收作业粗放,微生物侵染的机会比其它果蔬更多,所以使用杀菌剂在竹笋的保鲜贮运过程中是必不可少的。防腐防霉试剂的选择原则,**必须针对某种采后发生的特定病害种类,所以对采后笋腐败的主要病菌进行分离鉴定的研究是必须的;其次,所选择的试剂其使用残留量必须符合食品卫生的要求。此外,还要注意病原菌迅速产生抗药性的问题。现介绍几种主要的防腐防霉试剂。
(1) 有机酸类:包括山梨酸类、乳酸、柠檬酸等,其溶液在一定的pH下,能较好地遏制细菌繁殖,专利号86103152 0173 3840保鲜剂即为此类。
(2) 氯和次氯酸盐:此类杀菌剂主要用于水的消毒,降低水中的细菌微生物含量,在日本采用100 mg/kg次氯酸钠溶液对结球生菜消毒后直接上超市出售。
(3) 二氧化硫及亚硫酸盐:主要应用SO2控制采后作物不易腐烂,其应用已有很长历史,如在葡萄贮运过程中大量使用;周云等利用S处理对龙眼贮藏有较好的效果;徐金森利用Na2SO3进行竹笋保鲜也有较好的效果。
(4) 其它杀菌剂:目前用于果蔬保鲜可选用的商品杀菌剂很多,如邻苯酚、仲丁胺、特克多、抑霉唑、乙磷铝、扑海因等。关键在于有选择性地应用,一方面要针对引起腐败的病原菌,另一方面,要求安全低毒低残留。
3.2.3 物理灭菌方法 辐照保鲜目前多用同位素,以60Co作为辐射源,其适当剂量的辐射既能对笋体表面杀菌,又能在一定程度上延缓笋体的生理活性。但由于采用这种办法基本建设投资太大,故应用在竹笋保鲜贮藏上是有限的。其它还有微波保鲜处理和臭氧保鲜处理。
3.3 延缓生理活性的技术
在竹笋的保鲜贮藏过程中,若能延缓鲜笋的生理活性,可推迟其呼吸高峰的形成,减少促进呼吸的乙烯形成,避免过度的高强度的创伤呼吸所造成的笋体纤维化,避免因呼吸热导致贮藏环境温度升高,而使微生物滋生。延缓生理活性的主要措施有:低温处理、激素处理、气调处理及热处理。
3.3.1 低温处理 植物正常生活所需的温度范围为15~35℃,温度越高,植物体内酶活性越强,呼吸作用越大,温度每升高10℃,呼吸强度增大1倍~1.5倍。降低温度,可降低其呼吸强度,延缓其呼吸高峰的到来,同时低温可减少蔬果的乙烯产生量,而且在低温条件下,乙烯促进衰老的生理作用受到强烈的抑制,所以在果蔬的保鲜贮藏中,每种果蔬均有其适宜贮藏温度,即贮藏适温。对竹笋而言,贮藏适温是指采后笋体的生理活性降低到*低限度而又不致引起生理失调的温度。对其它果蔬的贮藏适温都有很多研究,竹笋还没有系统的研究,苏云中在(1±0.5)℃温度并结合其它方法,贮藏竹笋平均达50~80天,刘耀荣于1℃恒温库中结合速冻(-18℃)使竹笋的贮藏期可达3个月。
3.3.2 激素处理 笋体的生理活动均受内源激素所调节,内源激素在植物体内含量很低,但生理活性很强,于植物体外施用适量浓度的激素,也能取得延缓生理活动的作用。
(1) 生长素类:如用500 mg/kg NAA溶液浸泡菠萝果品,可延缓果实成熟,延长鲜果销售时间。其它生长素类还有2,4?D等,如徐金森的液体保鲜剂中即含有2,4?D(500 mg/kg)。
(2) 赤霉素类:采用赤霉素(商品名为"九二O")处理,可显著地延迟香蕉、芒果等的成熟,其作用在于降低呼吸强度,推迟呼吸高峰出现。
(3) 细胞分裂素类:常用的有BA(6?苄基腺嘌呤),应用于龙眼、荔枝的贮藏保鲜有一定的效果,但价格昂贵,在生产上尚未普遍应用。
(4) 生长抑制剂:包括天然生长抑制剂如脱落酸、水杨酸;人工合成抑制剂如三碘苯甲酸、整形素、矮壮素、比久、青鲜素。如用青鲜素10~20 ml/L处理芒果,可延迟其后熟。
对笋体外部施用激素用于竹笋保鲜方面无更多报道,鉴于激素类产品用量低,安全性较好,可进行试验,并与其它方法结合,应用于竹笋的保鲜。
3.3.3 气调处理 笋体采收后的气调处理,即通过改变笋体贮藏环境内的O2/CO2比例,以减少促进衰老的乙烯的含量,从而降低笋体有氧呼吸强度,避免无氧呼吸的出现。目前,这种处理在果蔬的商业保鲜贮藏上应用很广泛。
(1) 环境气调:在密闭的贮藏空间(如冷藏库或高密度不透气包装薄膜)内,提高CO2的浓度,降低O2的浓度,在设备方面,通过两个气泵分别将CO2和O2泵入库内。如在日本,结球生菜贮藏于0~5℃冷库,控制O2浓度为5~30 ml/L,CO2浓度为60~100 ml/L。此外N2的贮藏环境亦已被商业应用。
在环境气体调节中,还有几种处理手段也能达到保鲜贮藏的目的:(a)高浓度短时间CO2处理,日本用20%~60%的高浓度CO2处理结球生菜12~48 h,然后置于冷库内贮藏,在蔬菜贮藏上效果颇佳;(b)减压贮藏,将贮藏库(袋)内气压减至1/5~1/10气压(1 atm=101 325×105 Pa);(c)真空包装贮藏;(d)气体置换(空气抽空以CO等填充)。
限于设备等方面的原因,环境气体调节在我国刚刚起步,但在国外如日本已形成较好的商业应用,这个领域的研究,对大量竹笋的保鲜贮藏应有较好的前景。
(2) 气体调节剂: 气体调节剂指能够吸收O2、C2H4、CO2或产生CO2的一类物质,把这类物质施放于竹笋堆中,使形成低O2、高CO2、低C2H4的小环境,从而延缓笋体呼吸,达到保鲜贮藏的目的。具体有:
(a) 乙烯吸收剂: 包括物理吸附型吸收剂和氧化吸附型吸收剂。物理吸附型吸收剂主要有:沸石、硅酸钙、活性碳;氧化型吸附剂主要利用乙烯易氧化的特点,多采用氧化剂,如KMnO4,过氧化物如过氧化钙、过氧化钠等。在生产上应用多为两种吸附剂的混合物,如:硅酸钙20%+KMnO4 80%(重量比),混合后,能吸附分解贮藏环境中百万分之一低浓度乙烯。
(b) 脱氧剂: 脱氧剂主要利用还原性物质如Fe粉、Zn粉、连二亚硫酸盐、亚硫酸盐等为主剂,配以增效剂而制得,主要作用在于降低贮藏环境中O2含量,从而延缓笋体呼吸,如铁粉78 g+NaCl 1 g+Ca(OH)2 6 g+活性碳 15 g充分混合后,与水果一起装入容器密封,置于1 000 ml容器内,4天后O2全部脱除,保鲜效果良好。
3.3.4 热处理
果蔬保鲜贮藏中,经过短暂的高温处理,杀死或钝化果实上害虫或病原菌,以减少腐烂,同时改变果蔬采后某些代谢过程,达到保鲜贮藏的目的,称为热处理。热处理原为一种检疫手段,近年来,因其能抑菌防霉,延缓生理活性,同时无化学药剂残留等特点,被应用于保鲜贮藏中。热处理的方法有:热水浸泡、热的饱和水蒸气及热空气处理等,也可尝试红外线或微波技术进行热处理。如高愿军等,采用30~35℃、24~36 h的条件处理山楂,常温贮藏200 d,好果率达91.7%~94.6%;欧利叶等应用热空气处理香蕉,45℃、12 min条件下可延缓香蕉成熟与衰老。经热空气处理的果实,其呼吸及乙烯释放高峰出现较迟且峰值较小,果皮细胞膜完整性保持良好。
对竹笋保鲜贮藏技术研究,应突破过去只针对某一环节而进行单一技术研究的局限,应从有控制的采收措施研究开始,综合进行抑菌防霉和延缓生理活动等多项研究,形成配套技术,以利推广应用。
竹笋产地分散,且多分布于一些边远山区,难以进行有控制的统一收购。针对这些特点,将竹笋保鲜中需技术处理的各环节划分和研究的问题归纳如下:
(1) 采收期:从采收后到收购前,研究侧重于竹笋的防腐保水短期贮藏技术。
(2) 收购期:统一收购时的处理技术。
(3) 运输期:合理的运输条件。
(4) 工厂贮藏:大量竹笋的贮藏条件。
(5) 超市处理:竹笋作为蔬菜进入超市前的处理及贮藏条件