板栗(Castanea mollissimaBlume),又称栗、魁栗、毛栗、风栗、锥栗,壳斗科(Fagaceae)栗属(CastaneaMiller)植物[1],原产自中国,是我国驯化利用最早的果树之一。中国作为世界上板栗第一生产大国[2],其2018年板栗种植面积已扩大至34.1万hm2,产量高达196.5万t。与板栗第二生产大国玻利维亚相比,我国板栗种植面积是玻利维亚种植面积的6倍之多,板栗产量是其23倍。板栗果实富含淀粉[3]、膳食纤维[4]、维生素C[5-6]且不含麸质[1,5],还具有很好的预防高血压、高血糖、动脉硬化、冠心病以及延缓衰老等功效[6],因此备受消费者喜爱。但板栗采收期短、收获后的板栗果实水分含量高、新陈代谢快[7],且又被致密的内皮、果壳紧密包裹[8],贮藏条件稍有变化就容易引发果实变小、重量减轻、颜色发黑、质地松软等品质劣变,品质和风味迅速下降的同时,真菌等腐败细菌的生长还会导致板栗果实腐败、霉变,甚至发芽[9],严重浪费板栗资源的同时,还可能会对人体健康造成急性、亚急性或者慢性危害,这对我国板栗行业的健康长远发展具有极大损伤。因此,优化现有的板栗贮藏保鲜技术迫在眉睫。
常见的板栗贮藏方法包括沙藏法、冷库贮藏法和气调贮藏法等。贮藏保鲜方法与影响贮藏效果的因素息息相关,如冷库贮藏法和气调贮藏法就是通过调节环境温度、湿度和气体成分等贮藏影响因素来抑制呼吸作用,延长贮藏期。本文就影响板栗贮藏效果的因素及近十来年来国内外关于采后板栗贮藏保鲜效果的方法进行综述,并提出相应的建议与展望,旨在为板栗产业持续健康绿色发展提供技术支撑。
1 板栗贮藏效果的影响因素
1.1 产地及品种
我国板栗种植面积辽阔,北起辽宁、吉林,南至广东、广西均能种植,如邵店板栗、宽城板栗、河北青龙板栗、丹东板栗、信阳板栗、镇安板栗、郯城板栗等,但其主要种植在河北、山东、河南、江苏、安徽、湖北、浙江、广西、贵州等省份。产地的差异导致板栗的耐贮性、抗逆性差异较大,一般北方的板栗比南方板栗更耐贮藏。与南方的邵阳板栗相比,北方的燕山板栗、迁西板栗在贮藏期间发芽率和霉烂率更低。此外,相关研究表明海拔高于1 900 m以上种植的板栗,其果实病虫害较少,更耐贮藏[10]。除了产地差异影响贮藏效果,板栗品种也是影响贮藏效果的重要因素。安徽省农科院姚自鸣等[11]对大别山舒城县河棚镇的大红袍、二水早、洋辣蒲、浅刺二水早、毛虎头、粘底板、叶里藏、六月暴和油栗9个板栗品种开展贮藏测试,结果发现来自病虫防治试验区的大红袍和叶里藏贮藏性能最优。此外,降雨量和土壤含钙量等因素也对板栗贮藏效果有所影响[12]。实际贮藏时,可依据不同区域长期种植及贮藏经验筛选出适合本地且耐贮藏的板栗品种。
1.2 采收成熟度
板栗成熟度与其贮藏品质及耐贮性密切相关。一般来说,随着板栗果实成熟度的增加,其水分含量、呼吸强度、失水程度等均逐渐降低,霉变程度降低的同时,贮藏后好果率也随之提高。鲁周民等[13]发现:充分成熟的板栗,其呼吸强度和水分含量分别比成熟前10 d收获的板栗低3.76%和10.01%。此外,充分成熟板栗的失水率和霉变率相应也较低。优良的果实品质和充足的营养使得充分成熟的板栗具有更好的抵抗外界恶劣环境的能力,因此充分成熟的板栗耐贮性更佳。唐时俊等[14]对未熟、完熟和过熟这3种成熟度的栗苞进行贮藏试验,贮藏120 d后,未熟、完熟和过熟的好果率分别是88.60%、95.82%和90.46%,说明完熟板栗的耐贮性最佳。此外,林雄等[15]、蓝英杰等[16]的研究结果也表明:充分成熟的果实采收后贮藏效果最好,品质最佳。由此可知:实际贮藏时,最好选择充分成熟的板栗进行贮藏。
1.3 采收、堆制方式
采收方式与板栗果实成熟度相关。常见的自然脱落拾果法是等板栗栗苞充分成熟开裂,落地后捡拾板栗。此法虽然能保证板栗充分成熟,但采收期长、效率低。打落法则是竹竿一次性打落板栗,但此法不能保证板栗充分成熟。由于采收方式与成熟度息息相关,因此采收方式对板栗贮藏效果也具有重要意义。郭维华等[17]对不同采收方式收获的板栗耐贮性进行了测试,测试结果表明:最佳的板栗采收方式是拾果法和打落法相结合,即采收前期捡拾掉落到地上的果实,后期等板栗开裂率达到50%时一次性打落板栗,以此来确保板栗的成熟度,进而提高其耐贮性。针对常规的打落法,宗望远等[18]设计了一种新型板栗收获拍打式落果装置,该装置拍打材料为低密度聚乙烯,拍打条程度为350 mm、拍打角度为20°,平均落果率为90.5%。该装置在保障落果率的同时,还能提高采收效率、降低人工成本和减少对板栗树枝的损伤,间接提高板栗果实产量。实际采收过程中,前期可采用拾果法,后期等板栗开裂率达到50%时利用拍打式落果装置,既能提高板栗采收效率、减少对板栗树枝的损伤,还能保证板栗果实成熟度,提高其耐贮性。
堆制方式则是通过降低贮藏前板栗的腐败变质率来延长其贮藏期。收获后的新鲜板栗水分含量高,新陈代谢快,采后温度又高,因此应堆放在地势较高的阴凉通风处,堆放高度以0.4～1.0 m为佳。堆放期间,为防止太阳直射栗苞导致温度升高、板栗炭化,应在板栗上覆盖杂草等物且在清晨傍晚时分适量洒水。定期翻动板栗散放热量的同时,还能防止板栗腐烂变质,延长其贮藏期。
1.4 贮前处理
收获后的板栗果实水分含量高、新陈代谢快[7],因此很容易发生色泽、质地的变化以及脱水导致的重量减轻[4,9]。此外,较高的糖分使板栗果实非常容易发生腐败变质以及发芽、生虫[19]。因此,失水、腐烂、生虫和发芽是影响板栗贮藏效果的关键因素,板栗果实收获后贮藏前应高度关注这四方面的防治[20]。实际贮藏过程中,常使用浸水法、药物处理法等来保湿以及预防板栗腐败、生虫,如利用丁酰肼或青鲜素或萘乙酸浸果来防止果实发芽生虫。此外,张永兵[21]利用2%～3%焦亚硫酸钠+3%～5%的NaCl溶液浸泡板栗30～40 min,去除浮果并晾干表面水分后,将1～2 mmol/L的水杨酸溶液搅和黏土成泥,至黏土含水率在11%～13%包覆在板栗上,此法也能实现杀灭害虫、防止腐败变质的目的。
1.5 贮藏环境
收获后的板栗仍需要消耗营养物质进行呼吸作用来维持其生命活动,因此抑制板栗呼吸作用至关重要。贮藏期间可以通过控制环境温度、环境湿度以及环境中气体成分来抑制板栗果实的呼吸作用。
常见的冷库贮藏法就是通过控制环境温度和湿度抑制板栗呼吸作用实现延长板栗贮藏期的目的。如赵玉华等[22]就是将采收后的板栗放入冷库逐级降温预冷,保持冷库相对湿度在90%以上;板栗降至冷库温度后继续预冷至-3～-1 ℃;预冷结束后,继续维持-3～-1 ℃和90%的湿度贮藏30～40 d,之后将相对湿度调整至75%～85%维持整个贮藏期。板栗贮藏12个月后,好果率仍>98%。邱跃俊[23]则是通过温度差来抑制板栗呼吸作用,采收后的板栗分2次预冷,第1次4～5 ℃预冷24 h,第2次是0～1 ℃预冷24 h,预冷结束后控制冷库温度为-0.5～1 ℃长期贮藏。此贮藏方法1年时间内板栗好果率在98%左右。综上可知:贮藏环境中温度和湿度的变化不仅可以抑制板栗呼吸作用,降低其营养物质消耗,还能延长其贮藏期、提高好果率。实际贮藏时,可将收获后的板栗果实经过贮前处理后放入冷库逐级降温预冷,预冷结束后可控制冷库温度为-3～-1 ℃、冷库湿度为75%～85%并维持整个贮藏期。
贮藏环境中气体成分的比例对板栗贮藏效果也有影响。当贮藏环境中O2含量充足时,板栗呼吸作用强烈,营养物质消耗快,不利于板栗贮藏。当贮藏环境中CO2含量充足时,板栗将进行无氧呼吸,不仅消耗营养物质,还会产生乙醇和乙醛,降低板栗品质。因此,贮藏期间,应协调好贮藏环境中气体成分的比例。如梁丽松[24]发现4%的O2和12%的CO2协同气调处理时,板栗贮藏效果最好。CRISTIANA等[25]将环境温度和相对湿度控制在(1±1) ℃和90%～95%,并结合80%的CO2气调技术时可使新鲜板栗贮藏90余天。实际贮藏期间,可综合控制环境温度、环境湿度以及气体成分的比例,不仅可以抑制呼吸作用,还能延缓营养物质的消耗,延长板栗贮藏期。
综上可知:板栗产地及品种、采收成熟度、采收及堆制方式、贮前处理和贮藏环境是影响板栗贮藏效果的5大关键因素,板栗果实贮藏时应高度关注这5方面的防治。实际贮藏过程中,可依据当地种植及贮藏经验筛选出适合本地且耐贮藏的板栗品种。采收过程中,前期可采用拾果法,后期等板栗开裂率达到50%时利用拍打式落果装置采收板栗,确保板栗能充分成熟。收获后的新鲜板栗应堆放在地势较高的阴凉通风处,堆放高度为0.4～1.0 m。堆放期间,应在板栗上覆盖杂草等物且在清晨傍晚时分适量洒水。板栗果实收获后贮藏前,可以使用丁酰肼或青鲜素或萘乙酸等药物处理或浸水来抑制果实发芽生虫,也可以用2%～3%焦亚硫酸钠+3%～5%的NaCl溶液浸泡板栗30～40 min。经药物杀菌抑虫后完全成熟的板栗,可先放入冷库逐级降温预冷,待预冷结束后控制冷库环境温度为-3～-1 ℃、冷库湿度为75%～85%、冷库气体成分为4%的O2和12%的CO2,最后维持整个贮藏期。通过控制这5个关键因素,不仅可以抑制板栗呼吸作用,还能延缓营养物质的消耗,提高其耐贮性。
2 板栗贮藏保鲜的控制方法
2.1 物理方法
2.1.1 沙藏法
沙藏法是板栗产区常用的暂时保存的方法,将采收后的板栗集中聚集后,立即按照板栗∶湿沙=1∶2的比例搅拌后埋起来。沙藏法成本低且简单易操作,但极易受当地环境气候的影响,尤其是贮藏后期,板栗极易发生腐败变质和发芽生虫,造成巨大经济损失。实际贮藏时,蒋世云等[26]在传统沙藏法的基础上,用1%双氧水处理沙子、3%双氧水处理板栗、以袋装打孔贮藏,常温贮藏100 d后好果率为75.2%。贮藏保鲜前后,板栗果实水分含量、甜度、色泽等营养品质变化不大,感官品质处也无明显差异。在板栗沙藏保鲜法中,栗果处理极差最大,然后是沙藏方式,最后是沙子处理,这表明如何处理栗果是影响板栗贮藏保鲜的关键因素。因此,采收后贮藏前对板栗开展杀灭害虫、防止腐败变质和生虫发芽等贮前处理很重要。此外,低温的沙藏法比简单的常温沙藏法贮藏保鲜效果更佳。
2.1.2 冷库贮藏法
冷库贮藏法又称冷藏法,是我国板栗出口贮藏保鲜的重要方法,其主要是通过控制贮藏环境温度、湿度等来抑制板栗呼吸作用,降低其营养消耗,实现延长贮藏期和保鲜的目的。目前关于板栗冷藏保鲜的研究较多,如邱跃俊[23]利用植物呼吸作用确定温度差,先将板栗4～5 ℃预冷,然后0～1 ℃预冷,2次预冷结束后在-0.5～1 ℃长期贮存,此种冷藏法不仅可以保障贮存1年后板栗好果率在98%,还能保持板栗的原汁原味,不破坏板栗含有的所有营养物质。赵玉华等[22]则是通过调节冷库温度和湿度,将收获后的板栗先在相对湿度为90%的冷库预冷,降至冷库温度后装袋继续预冷至-3～-1 ℃,贮藏30～40 d后,调整相对湿度为75%～85%,并维持整个贮藏期。经此法贮藏的板栗,1年后好果率大于98%,有效避免板栗果肉严重失水,保证营养品质的同时,还能抑制板栗呼吸作用和微生物、虫害等活动,保证板栗长时间贮藏新鲜不干瘪、不易腐烂和生虫。张永兵[21]却是先对板栗开展去虫、防腐处理,将板栗浸泡在2%～3%焦亚硫酸钠+3%～5%NaCl溶液中30～40 min,随后将含有水杨酸溶液的黏土覆盖板栗,进而装入保鲜袋。去虫防腐处理后的板栗先在4～6 ℃保存,然后在0～2 ℃保存,最后调节冷库温度为-4～2 ℃,相对湿度为93%～95%进行贮藏。贮藏1年后,板栗好果率可达98%,失重率为3%～4%。保持良好外观的同时,板栗既新鲜,口感也良好。综上可知:通过调节环境温度和湿度等贮藏环境可以实现延长板栗贮藏期和保鲜期,保证好果率98%和营养品质的同时,还能抑制呼吸作用和微生物病虫害等活动,降低失重率。此外,对板栗果实进行去虫防腐等贮前处理后的冷库贮藏法,贮藏保鲜效果更佳。
冷库贮藏法不仅操作便捷、经济适用,还能冷藏其他水果蔬菜,缓解贮藏压力。但冷库多集中在城市,而果蔬产地——农村却十分罕见,因此不利于就地贮藏,运输过程中也会造成较大的板栗资源浪费。
2.1.3 气调贮藏法
气调贮藏法是在冷库贮藏法的基础上,通过调节贮藏环境中CO2和O2浓度来抑制果蔬呼吸作用,延缓营养物质消耗,达到长期贮藏和保鲜的目的[27]。气调贮藏法不仅能降低脱水失重率,减少品质损失,还能抑制褐变,更好地维持水果蔬菜商品性的同时,还能大幅度提升果蔬的保鲜效果。张文江等[28]研究静态气调(始终处于5% O2+15% CO2)对果实乙醇含量、品质及腐烂率的影响时发现:静态气调不仅能有效抑制果实维生素C含量、果实硬度、可滴定酸含量和可溶性固形物含量的降低,还能抑制乙醇含量的升高,明显减少贮藏后期果实腐烂的发生,较好地保持果实原有风味。蔡继业等[29]发现:当贮藏环境温度为0～2 ℃、相对湿度为80%～90%、气体组分(4%～6% O2+14%～16% CO2)时,果实贮藏25 d后,贮藏品质最佳。贮藏期间,果实腐烂率是9%,有效减缓可滴定酸、可溶性固形物、维生素C、总酚和花色苷含量下降的同时,还能抑制丙二醛含量的上升,并维持较高的过氧化物酶和过氧化氢酶活性。高名月等[30]评估冷藏[(0±0.5) ℃,湿度90%～95%]和气调贮藏[2%～3% O2+1%～1.5% CO2, (0±0.5) ℃,湿度90%～95%]对果实品质的影响时发现:整个贮藏期间,气调贮藏后果实的硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、总酚含量、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性等均显著高于冷藏,同时气调贮藏的果实失重率显著低于冷藏。相比于冷藏,气调贮藏能显著提升果实的贮藏品质,提高其保鲜效果。综上可知:与单一的气调贮藏法相比,复合温度和湿度的气调贮藏法可以更好地降低果实腐烂率,提高其贮藏品质和保鲜效果。虽然气调贮藏法广泛应用于水果蔬菜等产品的贮运,但其设备一次性投资大、工艺复杂,且相关技术配套和管理程度低,加上国内认知水平不足,应用前景狭窄。
臭氧是一种强氧化剂,其不仅可以直接接触食品,还具有很强的抑菌杀菌能力。臭氧不仅能够降低乙烯的释放量,抑制呼吸作用,还能清除环境中的有害气体,抑制或杀灭多种微生物[31],目前已广泛应用于果蔬制品、水产品和乳制品等,贮藏保鲜效果良好。张倍宁等[32]探究不同质量浓度臭氧水水浴处理及套袋处理对板栗贮藏保鲜效果的影响时发现:当贮藏环境温度和湿度分别是(0±1) ℃、90%～95%时,用1.0 mg/mL臭氧水水浴处理结合套袋处理能有效地抑制板栗果实贮藏期间呼吸强度和淀粉酶的活性,延缓淀粉和糖的变化,降低板栗果实的质量损失率和腐烂率,提高过氧化氢酶的活性。贮藏180 d后烂果率为3%,质量损失为1.1%,并且板栗果实具有较好的品质。臭氧水水浴处理不仅能抑制和杀死板栗表面细菌,还能有效降低板栗呼吸作用和腐败变质率,是一种安全、环保、高效的杀菌剂,但其在常温下稳定性差、溶解度不高且过量吸入会刺激呼吸道。
2.1.4 辐照处理法
辐照保鲜处理是将高速度、高能量的电子照射到食品表面,使其内部发生一系列物理化学反应和生物效应,有效杀灭病原微生物和其他致腐细菌的同时,还能抑制新鲜果蔬的生理生化反应,实现贮藏保鲜的目的[33]。目前应用于食品上的辐照保鲜处理主要是60 Co和137 Cs作为辐照源产生的γ射线和高能电子加速器产生的电子束这两类。王彦祥[34]探究不同剂量的γ射线对板栗贮藏期生理生化指标的影响时发现:常温贮藏时,0.5 kGy的辐照处理贮藏20 d后好果率可达92.10%,含水率为47.21%;-2～-1 ℃冷藏条件下,0.5 kGy的辐照处理贮藏180 d后好果率可达95.00%,含水率为36.08%。由此可见:适宜的辐照处理对维持板栗的含水率可以起到明显的作用。张玥等[35]探讨不同剂量电子束辐照处理对新鲜板栗保鲜效果的影响时发现:辐照处理可以达到-18 ℃未辐照处理条件下的含水效果。辐照处理后的板栗淀粉含量较低,还原糖含量较高,粗蛋白含量变化不大,其中150 Gy辐照处理后的板栗菌落总数较低,在5 ℃条件下可以保鲜9个月以上。由此可见:无论是γ射线,还是电子束辐照处理,辐照保鲜处理法均能产生较好的杀菌、抑菌效果,延长板栗贮藏期和实现保鲜的同时,还能保证安全无污染。
微波技术因其能显著减少烹饪时间和能源消耗,已经广泛应用在如食品的干燥、加热或烹饪、巴氏杀菌和保存等食品加工领域,备受好评[35]。微波通常是指电磁波,其频率是300 MHz～300 GHz。张淑媛[20]探究低功率微波处理对板栗贮藏效果的影响时发现:当微波是195 W 3 min、1-甲基环丙烯质量浓度为0.3 μg/L、ClO2质量浓度为150 mg/L时,贮藏180 d后板栗贮藏保鲜效果最佳。195 W 3 min的微波处理和0.3 μg/L的1-甲基环丙烯不仅可以抑制呼吸强度,还可以控制还原糖的上升和维生素C的下降;150 mg/L的ClO2更是对板栗腐烂率和蛀虫率效果显著,由此可见:微波技术与其他技术组合处理能更好地提高板栗的贮藏保鲜效果。此外,对板栗进行二次微波处理后,其贮藏保鲜效果均好于对应的第一次微波处理。其中195 W微波二次处理后,其呼吸强度降低至25.00 CO2mg/(kg·h),还原糖只有3.46%,腐烂率为4.07%。但稍高的微波功率处理会加速板栗衰老变质,所以利用微波技术时需重点关注微波功率。
2.1.5 超高压技术
超高压技术作为传统食品加工和保鲜的有效替代方案,近年来受到了广泛的关注。由于其对共价键的影响有限,因此经超高压处理后的果蔬营养价值、感官品质和质地均无明显变化[36]。PINO-HERN
NDEZ等[37]探究超高压处理(high-pressure processing, HPP)和常规热处理(hydrothermal, HT)对板栗贮藏保鲜效果的影响时发现:经HPP处理后的板栗更柔软,更能保持板栗果实中的营养物质和抗坏血酸含量。与HT相比,经600 MPa处理后的板栗保质期可延长至40 d,且当贮藏环境温度为5 ℃,相对湿度为70%时,没有观察到可检测水平的霉菌和昆虫幼虫。顾仁勇等[38]则发现350 MPa/10 min超高压处理可以显著降低板栗的呼吸强度和腐烂率,减缓淀粉降解,有效杀灭昆虫幼虫和虫卵,减少因生虫导致的板栗损失。此外,超高压处理还可以通过破坏有关酶类降低呼吸强度来抑制呼吸高峰,减缓营养物质的消耗,但超高压处理对控制板栗脱水率效果不佳。350 MPa/10 min的超高压处理结合2.0%壳聚糖涂膜处理则能有效抑制板栗脱水率,常温(2～10 ℃)贮藏120 d后,好果率可达94.79%,由此可见:超高压技术可以与涂膜保鲜技术、冷藏法和气调贮藏法等结合使用,抑制呼吸作用延缓营养物质消耗的同时,还能有效降低脱水率,保证板栗果实品质。
除了超高压贮藏保鲜板栗外,欧姆加热(ohmic heating, OH)这种温和电场处理也被用于板栗的保鲜处理。PINO-HERNNDEZ等[39]通过对比欧姆加热技术、传统水热技术和不处理这3种技术发现:55 ℃的欧姆加热技术比其他技术能更有效地控制霉菌和昆虫幼虫的生长。当环境温度和相对湿度为5 ℃和70%时,经55 ℃欧姆加热处理后的板栗保质期可延长60 d,且板栗果实的颜色和质地变化微弱,营养素和维生素C的损失也较小。因此,欧姆加热技术未来也可能被广泛用于板栗果实的贮藏保鲜。
2.2 化学方法
2.2.1 涂膜保鲜处理
涂膜保鲜法作为水果蔬菜等食品常用的保鲜方法,其是将壳聚糖涂膜、乳清分离蛋白涂膜、果蜡涂膜等单独涂膜材料或复合涂膜材料涂抹在水果蔬菜表面,从而形成一种选择性透过薄膜。该薄膜不仅可以抑制呼吸作用和蒸腾作用,降低失水率和控制品质劣变,还可以减少机械损伤和外界昆虫和细菌的侵染,降低果实腐败变质率[40]。板栗经壳聚糖、乳清分离蛋白等膜液涂抹浸泡贮藏后,不仅能有效降低脱水失重率、腐败霉变率、丙二醛含量、“石灰化”指数及呼吸强度,延缓维生素C的消耗和降低超氧阴离子产生速率的峰值,还能显著提高板栗的可溶性蛋白含量及苯丙氨酸解氨酶、几丁质酶和多酚氧化酶的活性[41]。
目前国内外关于涂膜法贮藏保鲜板栗的应用研究较多,如黄煜凯[42]探究不同复合涂膜材料对板栗贮藏保鲜效果的影响时发现:两种复合膜均对板栗霉菌、大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有抑制作用,两种膜液通过破坏板栗霉菌菌丝结构,并使大肠杆菌和金黄色葡萄球菌发生变形,进而影响菌体细胞壁的通透性,使胞内物质流失,从而达到抑菌效果。其中,壳聚糖-乳清蛋白复合膜在降低板栗“石灰化”指数、减少维生素C损耗以及提高苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶上效果更好,而壳聚糖-玉米醇溶蛋白复合膜则在降低板栗脱水失重率、腐败霉变率、丙二醛含量和提高可溶性蛋白含量,诱导超氧化物歧化酶应答和提高几丁质酶活性上更具优势。综合而言:壳聚糖-玉米醇溶蛋白复合膜在板栗贮藏保鲜应用中效果更佳。而龚晟兰等[41]则是利用植物精油和壳聚糖结合处理生成植物精油-壳聚糖这类多糖类和植物源保鲜剂复合涂膜材料,这类复合涂膜保鲜效果明显好于单独的壳聚糖涂膜或植物精油涂膜,贮藏150 d后好果率仍高达93%。初丽君[43]则是利用百里香酚和壳聚糖制成的纳米级保鲜材料对板栗进行了贮藏保鲜。GUO等[44]对未涂膜、涂有壳聚糖纳米颗粒和涂有百里香酚的壳聚糖纳米颗粒这3种板栗进行180 d贮藏保鲜效果评估,结果发现:与未涂膜的板栗相比,涂有百里香酚的壳聚糖纳米颗粒的板栗显著减少了可溶性糖和淀粉等营养损失,还有效抑制了霉菌和酵母菌的生长并保持了最低的衰减率,这归因于百里香酚的壳聚糖纳米颗粒涂膜可以降低板栗代谢活性。
除了单独使用涂膜材料对板栗进行贮藏保鲜外,还可以与超高压、食品防腐剂、弱酸性电位水等结合使用。如徐鑫等[6]利用弱酸性电位水结合涂膜处理贮藏保鲜板栗,将板栗浸泡在弱酸性电位水4 min后,利用1.0 g/100 mL壳聚糖+1.5 g/100 mL艾叶提取物+1.2 g/100 mL石榴皮提取物涂膜,板栗可在相对湿度为(90±2)%、温度为(0±1) ℃的环境冷藏180 d以上。王大红等[45]、顾仁勇等[46]利用纳他霉素这种能有效抑制真菌生长和多烯类抗生素的食品防腐剂与涂膜材料结合使用,用于板栗的贮藏保鲜。
虽然复合涂膜保鲜板栗的研究很多,但涂膜保鲜机理及涂膜间协同增效作用的研究较浅,植物精油等保鲜剂的释放规律与模型的研究匮乏。此外,我国涂膜保鲜技术的研究尚浅,需加强涂膜保鲜技术的后续转化及实际应用。
2.2.2 杀菌防腐剂
ClO2是国际公认的A1级消毒物质,具有杀菌效果强、氯化有机物能力强以及适用pH值范围广等优势。张义国等[47]将采收后的板栗用100 mg/L的有效氯——ClO2溶液水浴处理至“冒泡”,继续浸泡12 h后,再放入冷库贮藏180 d后保鲜率可达96.97%,室温贮藏50 d后保鲜率可达92.45%,贮藏期间板栗的可溶性糖、蛋白质含量变化最小。顾仁勇等[48]则探究ClO2质量浓度、处理温度和处理时间对板栗保鲜效果的影响,结果表明:用167 mg/L的ClO2在57 ℃处理板栗22 min后,可使其在5～15 ℃的环境温度条件下贮藏60 d,保鲜率可达93.61%。由此可见:ClO2可以作为板栗贮前处理起到灭菌杀虫作用,结合冷库贮藏法可使贮藏效果更佳。
综上可知:板栗主要通过物理方法和化学方法这两大类来控制贮藏保鲜,常见的物理方法包括沙藏法、冷库贮藏法、气调贮藏法、辐照处理法和超高压技术等,化学方法则是利用涂膜保鲜处理、杀菌防腐剂等来贮藏保鲜。板栗贮藏保鲜控制方法与贮藏效果的影响因素息息相关,如冷库贮藏法和气调贮藏法是通过调节温度、湿度和气体成分等贮藏环境来抑制板栗呼吸作用,辐照处理和杀菌防腐剂则是通过射线或ClO2等贮前处理来预防板栗腐败生虫。实际贮藏时,应将影响因素和控制方法结合使用,如完全成熟的板栗经过药物或射线或ClO2等贮前处理后,利用环境温度、湿度和气体成分的差异,超高压技术,涂膜保鲜技术等单独或结合使用,抑制板栗呼吸作用的同时,延缓其营养物质消耗,延长保质期。
3 展望
板栗采收期短,收获后的果实水分含量高、新陈代谢快,且又被致密的内皮和果壳紧密包裹,很容易发生腐败变质,因此迫切需要一种经济实用的板栗贮藏保鲜方法。优质的贮藏保鲜技术不仅能最大限度地保持板栗的优良品质和丰富营养,还能降低资源浪费、减少食品安全问题发生率。此外,随着人们食品安全意识的提高,绿色、环保、安全且高效的板栗贮藏保鲜新技术迫在眉睫。
目前板栗常见的贮藏保鲜方法有沙藏法、冷库贮藏法和气调贮藏法,随着科学技术的快速发展和对板栗贮藏保鲜技术的深入研究,出现了可食性涂膜处理、ClO2处理、超高压、电子束、微波处理等新型方法,为板栗贮藏保鲜技术的发展提供了新思路。但以下几方面有待进一步加强研究:(1)产地及品种,环境温度、湿度及气体成分等贮藏环境对板栗贮藏效果的影响机制尚不清晰,采收、堆制方式及贮前处理工艺仍不成熟;(2)板栗贮藏保鲜的物理方法和化学方法协同联用尚待强化,协同联用作用机理尚不清晰;(3)板栗贮藏保鲜期间微生物菌群及化合物劣变规律尚不明确;(4)深入研究涂膜保鲜技术,加大天然提取物和复合涂膜材料(如植物源保鲜剂的开发,多糖和蛋白质类涂膜材料)的开发利用,促进涂膜技术的后续转化及实际应用;(5)积极开发如欧姆加热处理等新型板栗保鲜方法。
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