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,是目前应用最多的方法,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86103151),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极大。
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最旺盛的部分,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,极易感染微生物,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最少。
(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,其首先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,往往造成涂膜材料首先污染,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,首先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86103151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最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。
