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【专家论坛】张倩:甜樱桃采后处理研究现状及对中国甜樱桃产业的启示

文章来源《落叶果树》

采后处理

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甜樱桃作为种植业中的作物,在高速发展的同时,也遇到许多挑战。采后方面,主要有主栽品种果实硬度低,果肉软,为了安全贮运过早采收,果实糖度低、品质差;采后多不经预冷,人工分级效率低、采收运输分级包装中碰压伤严重,多数没有冷链或发生断链,果实贮运和货架期间腐烂损耗大、货架期短等问题,制约了中国甜樱桃产业的健康发展。因此,对樱桃贮运过程中存在的问题、国外甜樱桃采后研究和管理现状进行综述,对中国甜樱桃采后商品化处理提出了建议。

张倩 副研究员

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张倩,博士,山东省果树研究所果品贮藏与加工创新团队行政助理、山东省果品产业技术体系贮藏加工岗位专家,中国园艺学会樱桃分会常务理事,山东农业大学兼职硕士导师,山东省农业科学院“3237”工程青年拔尖培养计划人选。主要从事果品贮藏保鲜和加工利用技术研究及采后商品化处理设备的研发与推广。主持山东省自然科学基金面上项目等课题6项,参与承担国家重点研发计划、中科院STS计划区域重点项目、山东省重大科技创新工程等科技项目20余项,获山东省技术发明二等奖等科技成果奖励10余项,发表论文30余篇,授权专利20余项。

贮运过程中的品质劣变

甜樱桃贮运过程中常见的质量问题包括:采后腐烂、风味劣变、失水、果柄褐变、采后生理病害如凹陷、瘀伤和“橘皮症”等,此外还有果实变软和失水等。

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采后腐烂

采后腐烂通常是由于病原体采前侵染,多与果皮开裂和果皮微细裂纹有关。果实因采收时遇雨裂果或伤口受到病原菌的侵染,包装内湿度过高也可引起或加剧包装和贮藏期间病原微生物的侵染。包装中的内衬膜可导致包装内环境水分饱和,虽然内衬膜的使用减少了果实失水,但也易于形成冷凝水,增加侵染导致腐烂。

风味劣变

随着运输时间的延长,樱桃易出现风味寡淡、苦味和厌氧发酵的气味等风味劣变,通常伴随着果肉褐变。当贮藏温度高于2.2 ℃,会加速果实品质和风味的损失。研究表明,果实风味与可滴定酸(TA)含量呈正相关。消费者满意度还取决于果实采后适宜的固酸比(SSC/TA)、风味感知和特定的挥发性香气成分。

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贮藏期间,甜樱桃的抗氧化能力迅速降低,丙二醛(MDA)和褐变产物(o-醌类)增加,诱导果肉褐变和产生苦味。具有适宜透气性的气调包装膜(MAP)已实现商业化应用,即使是在商业化贮运和远途海运环境中存在常见的温度波动,MAP包装膜也可保持果实风味而不会产酵异味。

凹陷(Pitting)

凹陷是樱桃贮藏过程中产生的严重瑕疵缺陷。凹陷的症状是在果实表面出现不规则变硬的凹坑,凹陷发生在果实受到机械损伤后,主要在果实肩部。在运输前樱桃的表面凹陷症状通常不明显,但在0 ℃贮藏10 d左右症状开始显现。表面凹陷不仅会影响果实外观,还会加剧果实呼吸速率,引发果实变软和衰老腐烂,缩短货架期。甜樱桃果实在采收、从田间运输到包装场以及在线分拣和加工过程中会受到碰压和冲击,这两种损伤都会导致表面凹陷。

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樱桃表面凹陷

瘀伤(Bruising)

瘀伤是樱桃果肉的物理损伤(压伤),发生瘀伤的果实在外观上不如健全完好的果实美观,并且更容易发生采后腐烂。在人工或机器采收过程中的过度挤压,及采收、运输和包装过程中的撞击都可能导致果实严重的瘀伤。此外,瘀伤还取决于许多其他因素,如果实成熟度、收获时间,以及从果实采收开始至进行采后处理之间的间隔时间长短。因此,采取适宜的采收操作包括使用训练有素的采收工人和合适的采收装备,对于减少瘀伤的发生率和严重程度至关重要。此外,采后处理温度和其他防腐保鲜处理也可以提高鲜果的抗机械损伤能力。

橘皮症(Pebbling)

橘皮症表现为均匀的表皮粗糙,可以覆盖果实的大部分表面。橘皮症是一种生理性贮藏病害,发生在0 ℃下长时间(45 d)贮藏的樱桃果实上,但它并不是只发生在采后贮藏中,在采收时也可以从树上观察到。导致橘皮症的原因主要是表皮失水,在低温和高湿环境下进行果实采后处理,会降低橘皮症的发生率,但这并不能消除橘皮症的发生,减少橘皮症的策略之一是尽量缩短贮藏期,并种植不易发生橘皮症的品种。有些品种如雷杰娜、桑提娜、拉宾斯和甜心采收成熟度高的果实橘皮症的发生率更高一些。

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樱桃瘀伤

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      樱桃橘皮症

果柄失水褐变

果实表皮有一层厚厚的蜡状角质层以阻止水分散失,果柄的表皮和角质层较薄,对采后处理和贮运环境中的水分更加敏感。果柄的水蒸气移动阻力远低于果实,无论果柄与果实是否连接,樱桃果柄的失水速度是果实的8倍。采前施用硅酸盐化合物,可在一定程度上增加甜樱桃收获时的果柄拉脱力和果实大小。采后以阿拉伯树胶涂膜处理可减少斯尼高(Senegal)樱桃贮期果柄褐变和果实裂果率。

国外甜樱桃采后处理研究现状

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采收处理成熟度的判定

对于深色的甜樱桃品种,果实的成熟度通常根据果皮的颜色深浅来判断,深红色的果皮颜色代表理想的成熟度,鲜红色或浅红色果实对消费者没有吸引力。同一棵树上果实的成熟度可能差别较大,尤其是在暖冬或花期温度不利于开花整齐和授粉一致的情况下。采收期的判定需综合考虑果实风味、消费者喜好和果实硬度。

人工采收

人工采收成本是甜樱桃种植者的支出,占总生产成本的50%~60%。在美国、加拿大和澳大利亚主产区,采摘樱桃多使用采摘桶,然后倾倒到塑料大箱中,如12 FV型樱桃专用塑料大箱。采摘倾倒过程可以是一次倾倒,也可以是二次倾倒:一次倾倒是采摘工人将采摘桶采满,然后直接倾倒到大箱中,再运送到包装场;二次倾倒是采摘工人将采摘桶采满,先将采摘桶的樱桃倾倒到较大的果桶(Bucket)或果箱(Lug)中,等这些果桶或果箱装满后,再第2次倾倒到大箱中。二次倾倒会对樱桃造成两次冲击,增加了果实碰压伤和果面凹陷。

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12 FV型樱桃专用大箱(图片来源于网络)


针对这一问题,宏塑(Macroplastics)公司开发了一种 9 FV型采摘箱,这种采摘箱可以与工人身上的传统采摘背带挂扣,用于替代之前的采摘桶,采摘工人将9 FV型采摘箱采满后,从背带上取下,将采摘箱直接码堆在地面上,之后再将这些采摘箱直接装入12 FV型塑料大箱中冷藏运输。这样采摘后的一次果实倾倒是在包装场倾倒到分级线的投料水箱中。

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9 FV型樱桃采摘箱(图片来源于网络)

机械采收

虽然大多数坚果和柑橘、酸樱桃等水果都实现了机械化采收,但仅适用于加工用果实,不适用于鲜销水果。目前酸樱桃的机械采收方式多为连续式振动采收,相比人工采收效率可提高5~10倍,适用于规模化种植果园。法国Pellenc公司的Bache expand R5090重型采收机械,在采摘时会先自动铺设大片防水油布,然后由震动器抵住树干,这样在震动的同时,树上的果实就会快速掉入油布内,并能实现对油布内果实的自动分拣。客户还可根据水果类型选择不同型号的防水油布。

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法国Bache expand R5090型采收机械(图片来源于网络)

华盛顿州立大学对全机械采收和机械辅助采收技术应用于鲜食甜樱桃进行了调研,发现树冠结构、果柄拉脱力和机械采摘水果的适销性等因素影响了机械采收技术的商业化应用。西班牙碧高达(Picota)品牌的甜樱桃作为无柄樱桃已得到消费者的认可,进入了一些国家的消费市场。

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Picota甜樱桃(图片来源于网络)

果实分选和分级

樱桃分级设备有许多类型,分级准确、处理量大、分级效率高,减少了人工投入。主要分级设备生产商包括:GP Graders、Unitec、Compac、Maf Roda和Ellips等,中国的樱桃分级设备厂商有山东龙口凯祥和江西绿萌科技。

多数光电樱桃分级设备能够对樱桃的内部和外部质量进行分选,这些质量性状包括大小、颜色、内部缺陷、外部缺陷、软果、有无果柄、可溶性固形物含量,外部质量性状通过高清摄像机完成。例如GP Graders樱桃分级设备(AirJet),使用黑白、彩色和近红外(NIR)相机,相机直接安装在樱桃移动线路的上方位置,获取果实的同步图像,并确保没有视差影响图像分析。高强度脉冲LED灯对摄像机下的果实提供强光照明,并消除“光闪”。在该系统中,每颗樱桃的全表面共拍摄30张图像用于分析,单道分级处理能力可高达每小时650 kg,同时保持较高的分级准确度。

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冷链管理

甜樱桃采收后应尽快进入冷链。通过预冷去除果实田间热,使果实温度降至5 ℃以下。预冷后,需采用冷藏车运输,0 ℃为运输温度。甜樱桃应在5 ℃以下的低温环境中进行冷藏销售,以保证在流通环节始终处于冷链中。

目前,樱桃适宜的预冷方式为水预冷、强制风冷和冷库静置降温。甜樱桃运输前冷藏车温度需预冷到0 ℃,国内流通时间较短,可根据距离和销售情况,采用5~10 ℃预冷和运输。

包装

由于樱桃的易腐性,要求樱桃的包装材料具备:保湿透气、快速散热、安全、坚固抗压、易于打开和重新封闭、可重复使用等特性。自发气调包装(MAP)可自发调节包装内CO2和O2浓度,降低果实的呼吸速率。智利、美国、土耳其等国家出口樱桃海运采取这种方式。

近年来,已开发出许多新型包装材料和技术并进行了商业应用,如智能包装、活性包装系统、生物基可降解绿色薄膜、纳米技术、生物传感器、射频识别(RFID)和DNA Trax®可追溯技术等。

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腐烂控制

在各种采后处理环节中,樱桃与水直接接触,例如水预冷、水槽输送、清洗处理等。因此,需要对采后处理用水进行以减少病原微生物的种类和数量。常见的氯基剂包括次氯酸钠(NaOCl)、次氯酸钙和二氧化氯。过氧乙酸(PAA)溶液对减少病原体的污染非常有效,并能延长樱桃的货架期。

在澳大利亚,有两种剂登记用于采后使用:咯菌腈和异菌脲。2021年40%咯菌腈悬浮剂在国内登记用于采后防治樱桃灰霉病。中国对咯菌腈在核果类产品上的残留限量(MRL)为5 mg/kg,异菌脲在樱桃上的残留限量为10 mg/kg。其他一些物理、化学和生物防控方法也表现出良好的潜力,如紫外辐照、热水和乙醇处理、短时减压处理、天然化合物如水杨酸和茉莉酸甲酯浸果处理、壳聚糖等可食性涂料的涂膜处理、拮抗酵母和的生物防治、施用天然抗化合物等一般认为安全的物质(Generally Recognized as Safe,GRAS)等。

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对中国甜樱桃产业的启示

一是加强技术应用研究与技术推广。采前方面,选育适合采后处理和贮运的樱桃品种,研究适宜的栽培技术以提高果实硬度、减少裂果、增加果个和果实可溶性固形物含量。采后方面,包括开展设施樱桃的采后处理和贮运销技术研究,研发延长樱桃贮运期的活性包装材料和采后腐烂控制技术等。

二是重视采后预冷,加强产地冷藏设施建设。加强采后预冷、分级和冷链运输设备及配套技术的研发和推广应用,建立标准化操作规程和技术指南,完善甜樱桃流通骨干网络,改造提升集散地、销地批发市场,支持分级分类建设产地冷链集配,完善强化中国甜樱桃冷链物流技术体系建设。

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三是规范包装,开发和优化绿色、智能、活性包装解决方案。建议提高包装水平,改善产品的包装卫生,优化包装设计和材料,建立绿色智能包装体系,过度包装,提高产品质量的同时减少浪费。

四是实施生态品牌战略。开展“三品一标”认证,建立健全产品质量安全追溯体系,着力打造区域公用品牌与企业产品品牌,拓展产业生态文化功能,丰富品牌内涵。

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五是提升樱桃深加工产业质量。开展樱桃产地初加工技术和小型装备研发,研制甜樱桃果汁、果酱、果酒、果醋、果冻、果脯、染色罐头等产品,研创樱桃速溶果粉、樱桃酵素粉、樱桃提取物口含片等精深加工技术,引导樱桃加工企业向产地下沉、向园区集中,打造乡村振兴中国样板。

【专家论坛】张倩:甜樱桃采后处理研究现状及对中国甜樱桃产业的启示 2023-6-20 本文被阅读 194 次
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