[发明专利]一种柑橘防腐保鲜和杀菌的热处理装置及热处理方法

说明书

本发明涉及农产品采后加工及贮藏技术领域，具体涉及一种柑橘防腐保鲜和杀菌的热处理装置及热处理方法，装置主要由温度控制系统、保温箱体系统、给排水系统和温度检测系统组成；进行热处理时先将柑橘放入保温容器内，启动该热处理装置，加热器在电热作用下将水加热逐渐升温，在保温容器设置多个温度采集点，检测柑橘外区平均温度与内区平均温差小于±0.5℃，计算机检测保温容器内各温度采集点的温度，要得到所有测点最大温差小于±0.5℃；30分钟后，关闭所有工作系统，取出处理后的柑橘，待水温冷却至室温，启动排水泵将水排至水池内，热处理过程结束；此方法能使柑橘防腐保鲜、杀菌，可以延长柑橘贮藏期，提高柑橘抗病性，解决果实热处理产量调节问题。

技术领域

本发明涉及农产品采后加工及贮藏技术领域，具体涉及一种柑橘防腐保鲜和杀菌的热处理装置及热处理方法。

背景技术

果实采后腐烂给世界水果生产带来了极大的损失。据不完全统计，水果的采后腐烂一般达20％－30％。热带地区由于环境因素更有利于采后病害的发生，水果采后腐烂率高达50％，热处理是近年来颇受关注的水果采后保鲜方法之一，特别是随着农药残留问题的日益严重，学者们开始注重这种无毒、无农残的水果保鲜方法，相关领域的研究变得相当活跃。

热处理在果实上的应用最早是从防治水果腐烂开始。1922年Fawcett首次报道了用热处理方法控制柑桔因炭疽病造成的腐烂。后来，由于各种化学药剂的问世，相比之下热处理因实施难度大，效果不够显著，而被弃置了近30年；随着许多化学保鲜方法相继在各个国家禁用或限用，热处理才又重新引起人们的重视。1953年Akamine等报道了用44－49℃的热水处理番木瓜20分钟，可防治番木瓜炭疽病。1980年以后，我国开始对芒果、香蕉等热带、亚热带水果进行果实采后热处理的试验研究，用热处理方法对芒果的不同品种进行采后处理，一般52－55℃的温水浸泡5－10分钟，均获得有效的防腐保鲜效果，使芒果采后保鲜期达到15天以上，且色香味无明显变化。1955年，出现了用热水处理来控制芒果采后因炭疽病造成的腐烂，具体方法是：15℃温水浸果15分钟，或54℃浸果5分钟，也可用500×10－6的苯来特、敌克松、1000×10－6多菌灵的52℃热药液浸果5－10分钟。在近半个世纪的研究中，国内外科学家相继用同样的方法在柑桔、苹果、桃、甜瓜、草莓、香蕉等众多水果上实现了采后防腐保鲜。1999年用热处理对香蕉和芒果上的炭疽病菌进行了致病性测定，结果表明：当热处理温度55℃、时间30分钟以上，对炭疽病的菌丝体有明显的杀伤作用，而当热处理温度达60℃、时间30分钟以上，对炭疽菌的孢子有极显著的杀伤作用。水果热处理保鲜研究正逐渐向更深层次的热处理的病理和生理机制领域拓展。果实热处理保鲜的生理作用：1、降低采后果实的呼吸强度，许多果实的采后腐烂是由于呼吸峰的到来，使果实进入生理衰老期，大量有毒代谢物的积累使果实的抗病能力逐渐减弱，组织解体腐烂。由于热带水果如芒果、香蕉等，大多属呼吸跃变型，在保鲜技术上如何延缓呼吸峰的到来是至关重要的问题。在高温下，番茄等许多果实表现出呼吸强度降低。据此，日本学者小仓长雄等早在20多年前就提出了番茄的高温贮藏方法。韩涛等发现35℃下处理大久果桃果实2天就可明显降低贮藏前期果实的呼吸强度。2、对果实内源乙烯合成的影响。果实成熟几乎与乙烯释放高峰同时出现。呼吸峰到来以前，影响乙烯正常释放的因素除采摘形成的伤口外，最主要的就是温度。当温度高于35℃时，乙烯合成途径中的ACC(氨基环丙烷基羧酸)氧化酥酶活性受到显著抑制。韩涛则报道了高温对乙烯产生的抑制主要是通过抑制乙烯形成酶(EFE)来阻止ACC向C2H4转化。科学家们证实了尽管不同形式的EFE具有不同的热阻，但都易受热失活，不论怎么说，热处理的作用很大程度上就是通过降低果实的乙烯释放水平来推迟果实成熟进程的，对延长果实的贮藏期有积极的作用。3、对PG(多聚半乳糖醛酸酶)等各种酶活性的影响。适宜的热带处理能抑制某些果实表面生理失调，使果实在贮藏期保持较高的硬度。首先，果胶分解酶和PG的酶活性水平直接与果实采后的软化进程有关。经适当的热处理，果实的PG酶活性非常低，甚至观察不到。尽管恢复常温后，果实的PG酶活性也有所恢复，但其活性水平相当低。有综述报道，半成熟番木瓜在46℃热水中处理90分钟，然后在24℃下3天，PG酶活性降低了48％，6天后尽管又净增了25％，但仍是未经热处理果实活性的10％。用同样的方法，有效延缓了苹果的软化，保持较高硬度。其次，热处理可以抑制果胶分解酶等多种细胞壁降解酶活性，减轻后续处理(如低温、辐射等)产生的胁迫所导致的伤害。如对葡萄柚进行热处理可以减轻甚至消除低温诱导的果皮陷点；在热水中加入TBZ(噻苯唑)能有效降低果实的低温伤害，减少低剂量辐射处理诱导的果实陷点的发生。最后，热处理可显著降低酸性磷酸酶的活性。据王殿九报道，香蕉在40℃下热处理，其酸性磷酸酶活性逐渐降低，若处理3天，转回20℃时活性可以恢复，若处理5天以上则不能恢复。4、对蛋白质合成的影响。一些实验表明，果实在热处理期间，其蛋白质的合成发生了改变。Picton等在番茄中发现在35℃下处理期间，标记蛋白质的谱带与25℃下观察到的不同，虽然蛋白质不断合成，但却失去了25℃以下的正常成熟的几种蛋白。对此，他认为果实在热处理期间，蛋白质合成的变化抑制或加速了某些需要合成蛋白质才能得以进行的过程，如PG酶和乙烯的合成依靠蛋白质的合成，它们都受到热处理的抑制，进而使果实热处理后的成熟进程受到抑制，热处理还可以诱发芒果等果实产生热激蛋白，这可能与抗菌作用有关。果实热处理保鲜的病理作用：1、减轻采后果实的生理病害。虎皮病是苹果贮藏期发生的一种严重的生理病害。据报道，苹果在0℃常规气调贮藏前于38℃条件下热处理4天，虎皮病得到抑制。其主要机制是抑制了贮藏期苹果表皮中α－法呢烯和共轭三烯的积累。另外，热带、亚热带水果用冷藏方法保鲜容易发生生理冷害，如多数芒果在低于10℃时就有冷害发生。有实验指出，在冷处理前贮藏于27℃下热处理7天，可以将柠檬的采后冷害程度减到最低。2、杀菌作用：大量的研究表明，热处理不仅可以杀灭附着在果实表面的病原菌，而且对潜伏侵染菌也有明显的杀伤和抑制作用。刘秀娟等1999年报道了热处理对2种潜伏侵染性的炭疽菌生长和致病性的影响。结果表明，同属不同种的病原菌对热处理的反应不同：当热处理温度55℃、时间30分钟以上，对炭疽菌的菌丝体有明显的杀伤作用；当热处理温度达60℃、时间30分钟以上，对炭疽菌的孢子有极显著的杀伤作用；55℃以下处理10－20分钟，则明显降低了这2种潜伏菌的致病性。因此，应用热处理控制采后病害，应根据不同果实和病菌种类采用不同的温度范围和处理时间。另据Barkai－Golan等报道，真菌的干孢子耐热，休眠结构也比活动的结构耐热。如70℃以下、1分钟可杀死90％的指状青霉的湿孢子，但相同处理仅杀死10％的干孢子。