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番茄常温可食涂膜保鲜的理论与方法

王昕  
【摘要】:由于果品贮藏能力有限,常温保鲜技术的落后,我国每年产出的水果 直接浪费和损失率高达 38%,因此解决在常温下果蔬保鲜的问题越来越 迫切。可食涂膜是一种有效的常温保鲜方法,目前对涂膜保鲜的研究大都 集中在应用技术的开发上,对可食涂膜的保鲜机理的研究还很薄弱,制约 了这项技术的开发和推广。本文从仿生学角度出发,通过表面形貌的分析, 对可食涂膜保鲜的机理进行了研究,提供了研究可食涂膜保鲜的理论与方 法,进行了以可食涂膜方法对果蔬常温保鲜的实验研究。论文工作对常温 保鲜理论和技术具有十分重要的意义。 在对国内外有关可食膜和可食涂膜保鲜进行了广泛调研的基础上,本 文深入研究了淀粉基可食涂膜保鲜的方法。选择番茄为研究对象,分析番 茄表皮形貌和表面上覆盖的蜡质形成的非光滑特性,并对在贮藏期间番茄 品质测定和分析的方法进行了探讨,同时从仿生学理论出发,研究了以淀 粉为成膜剂的不同可食涂膜溶液的性质,在可食涂膜溶液中加入常温下为 固态的脂类,并以天然的表皮形貌为模仿对象,确定可食涂膜的主要成分、 可食涂膜的配制工艺、涂膜工艺等,对较优的可食涂膜溶液进行番茄的涂 膜保鲜试验。 通过科学选择方法和测试手段,研究减少可食涂膜保鲜中材料选择的 盲目性和保鲜效果不稳定等问题,为可食涂膜保鲜方法的生产性技术推广 和实际应用提供了理论依据,无论在机理研究,还是在研究方法和试验手 段上都具有一定的开拓性。 探讨了一种由通用视频设备进行图像采集及分析的方法,这种方法有 成本低、使用方便、具有较高的灵敏性和可靠性等特点。经过分析发现, 在颜色变化过程中,以灰度、色相 H 和饱和度 S 的差值等指标可以灵敏和 准确的评价番茄果实颜色变化,从而获得果实内在质量的可靠信息。  107 WP=115 吉林大学博士学位论文 在微机电控万能试验机上,带皮测定番茄果实的硬度,完全利用试验 过程中的各项信息,得到外部硬度 Fa、内部硬度 Fb、番茄在产生最大硬度 时的变形量△X。定义 Fa/△X 为综合硬度,该硬度值在量纲上具有体积性 质,能更客观地描述番茄果实在贮藏和运输中表现出的机械性质,为果实 的硬度测定和品质评价中提供了新的方法。  分析了各种评价番茄质量的单项指标在贮藏过程中的变化规律,包括 番茄果实中还原糖含量、总酸含量、VC含量、果实在贮藏过程中的失重率 等常用理化指标,及颜色的灰度值、色相 H、饱和度 S 差和果实的硬度等 感官指标,每种方法都有其特点及片面性。考虑到各项品质变化指标的试 验方法可靠性和稳定性、对果实品质变化的敏感程度、数据采集所需设备 及耗材成本等因素,以多层次分析法,得到各种因素的权重。综合分析后 认为,在各种评价番茄质量的单项指标中,色相 H 值是最佳的选择,其次 为果实颜色的饱和度 S 差和灰度值,评价番茄果实品质的变化时具有客观 性、人为误差小、敏感性、科学性等特点。对不同贮藏阶段、不同研究目 的和不同场合,可灵活合理地选取分析测试指标,如果实硬度、贮藏期间 的失重率、还原糖含量和总酸含量可用于评价果实的某些品质变化,但一 般不推荐使用 VC含量作为评价指标。  番茄表皮上存在着由常温下为固态的蜡质颗粒产生的非光滑特征,在 贮藏过程中存着明显的形貌变化,尤其是番茄果实经过呼吸高峰后,表面 的蜡质覆盖率和非光滑特征逐渐减少并消失,果实的表面能增加,伴随果 实阶段失重率的增加,说明果蔬表皮蜡质结构与贮藏特性表非常密切的关 系,并且蜡质颗粒所形成的非光滑程度越高,表面结构越是不规则,越有 利于果实的保鲜。同时,由于番茄果实表面存在的蜡质结构使番茄的表面 能很低,降低了可食涂膜溶液在番茄表面的润湿效果。 在以淀粉为成膜基质、单甘酯作为乳化剂、棕榈酸作为阻湿剂、甘油 为增塑剂的可食涂膜溶液中,研究了不同添加成分对可食膜的阻气性、阻 湿性的影响规律,其中棕榈酸加入量增加时,可以降低淀粉基可食膜的表 面能,可食膜的阻气性降低、阻湿性增加。以特定果蔬在维持其最低的正 常代谢所需要的氧气量为依据,可以根据可食膜的氧气透过率来选择合适 的可食涂膜溶液,因此,本研究为果蔬进行涂膜保鲜选择涂膜液组成时提 供了研究方法和一定的试验依据。  常温下为固态的脂质颗粒对可食膜成膜后所形成的表面形貌有重要 的影响,进一步影响到果实的贮藏性质,研究表明,均质可以减小棕榈酸 和单甘酯的颗粒直径,增加脂质颗粒的均匀程度,从而增加了可食涂膜溶 108 WP=116 摘 要 液的稳定性,同时增加了可食涂膜溶液的乳化效果,降低了可食涂膜溶液 的表面张力,改善了涂膜溶液在番茄的涂膜效果。在可食膜溶液中添加植 酸可以增加可食膜溶液的微生物稳定性,常温下的保藏期延长,使可食涂 膜溶液可作为商品出售,为可食涂膜保鲜的推广使用提供了实验依据。  根据仿生学分析,果蔬在形成非光滑形貌时具有最佳的保藏效果。以 添加固态棕榈酸的可食涂膜溶液对番茄果实采用浸涂方式涂膜,用 50℃ 热风吹 10min 后,在室温下自然干燥


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