一種鮮筍及制品的快速預冷與凈化脫殘系統及其應用
【專利說明】
[0001 ] 技術領域:
本發明涉及一種鮮筍及制品的快速預冷與凈化脫殘系統及其應用，尤其涉及一種利用低溫密閉環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、揮發的技術方法;通過應用呈冰水臨界狀態或低于常溫的低溫臭氧水溶液中含有的臭氧成分，實現對鮮筍及制品快速預冷、殺菌滅菌、凈化脫殘、抑制木質化和酶的存活、快速脫水的設計目的，以及應用本發明技術方法開發的裝置設備的密閉或非密閉功能。本發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和快速脫水等技術領域。
[0002]【背景技術】:
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、運輸和加工環節的機械損傷；二是減弱呼吸作用和延緩木質化速度;三是減少菌株侵染；四是防止失水過多。
[0003]目前，國內圍繞鮮筍及制品的采收、加工、貯存、物流和消費方式等環節的工藝技術主要包括:
竹筍采收技術: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的主要原因。同時，因其創傷面較大，于采后約5 h內即達到呼吸高峰，因而造成品質下降；
抑菌防霉技術: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傷面，所以主要的抑菌防霉措施，應針對創傷面而制定，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:被膜技術就是在筍體的創傷面上涂上一層高分子的液態膜，干燥后形成一層薄而均勻的膜，可以降低筍體的創傷呼吸，減少營養物質的消耗，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。但是被膜技術如應用不當，會對保鮮貯藏起相反的作用，如對環境消毒力度不夠，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基，往往造成涂膜材料首先污染，繼而引至筍體腐爛變質；
殺菌劑保鮮技術:世界范圍內，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生的要求。此外，還要注意病原菌迅速產生抗藥性的問題。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，關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: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傷呼吸所造成的筍體纖維化，避免因呼吸熱導致貯藏環境溫度升高，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，竹筍還沒有系統的研究，蘇云中在(I ±0.5) °C溫度并結合其它方法，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源激素所調節，內源激素在植物體內含量很低，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;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，鑒于激素類產品用量低，安全性較好，可進行試驗，并與其它方法結合，應用于竹筍的保鮮；
氣調處理方法:筍體采收后的氣調處理，即通過改變筍體貯藏環境內的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。目前，這種處理在果蔬的保鮮貯藏領域應用很廣泛。其中，環境氣調:在密閉的貯藏空間(如冷藏庫或高密度不透氣包裝薄膜)內，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。如在日本，結球生菜貯藏于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的貯藏環境亦已被商業應用。在環境氣體調節中，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處理結球生菜12?48 h，然后置于冷庫內貯藏，在蔬菜貯藏上效果頗佳；(b)減壓貯藏，將貯藏庫(袋)內氣壓減至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，環境氣體調節在我國剛剛起步，在國外如日本已形成較好的商業應用，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)氣體調節劑:氣體調節劑指能夠吸收02、C2H4、⑶2或產生⑶2的一類物質，把這類物質施放于竹筍堆中，使形成低02、高C02、低C2H4的小環境，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，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。經熱空氣處理的果實，其呼吸及乙烯釋放高峰出現較遲且峰值較小，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的研究，應突破過去只針對某一環節而進行單一技術研究的局限，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，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，由于竹筍的產筍季節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