河 南农业科 学生 物 技 术 在 果 蔬 保 鲜 中 的 应 用 研 究 进 展王安建 ，侯传伟 ，魏书信 (河南省农业科学院 农副产品加工研究所 ，河南 郑州 450002)摘要 ： 概述 了 生 物保鲜技术 的 分 类 、 特点 及应 用 研 究进展 ， 同 时对 生物保 鲜技 术存在 的 问题和发展前 景进行 了探讨 。关键词 ： 生 物技术 ； 果蔬保 鲜 ； 分类中图分类号 ： S609 ． 3文献标识码 ： A文章编号 ： 1004-3268(2009)09-0171-03新鲜果蔬从采收 到被 人类 消费 ，竞技宝JJb 由于 自身呼 吸 作用及病原生物侵染 ，每年都有大量果蔬腐烂损失 。 国家农产 品保鲜工 程技术研究 中心 调 查研究 发 现 ， 我 国 目前每年生产的果蔬从 田 间到餐桌损失率高达25% ～30% ，年损失近 800 亿元人 民币 ；而发达 国家 果蔬损失率则 普遍 控 制在 5% 以 下 ，美 国果蔬 在保 鲜物流环节 的损耗率仅有 1% ～ 2% 。 因此 ，进一 步 发展果蔬保鲜技术 开 发研究 ， 以 保证果蔬 产 品 附加 值的实现和资源 的充分利用刻不容缓 。目前 ，控制果蔬采后病 害的最有效 手段是 冷藏 结合化学杀菌剂处理 ，但 由于化学 杀菌剂残 留危害 人类健康及植物病原菌对化学杀 菌剂 产 生 抗药性 ， 迫切需要研究无害高效 防腐保鲜剂产 品及 技 术 ， 以 取代化学杀菌剂 的大 量使用 。 因此 ，寻 找 安 全无 毒 的生物保鲜技术 ，用 于取代 化学保鲜 方法 已 成 为人 们关注 的热点 。 为此 ，重点 阐述 了生物技术 的分类 、 特点及其在保鲜 中的应用研究进 展 ， 为研究 开 发新 型果蔬生物保鲜技术提供借鉴 。 l生物保鲜技术的分类生物保鲜技术在果蔬保鲜 中的应用 主要包括微 生物菌体及其代谢产物 的保鲜 、 生 物 天 然 提取物 的 保鲜及利用遗传基 因进行保鲜三大方面 。1.1微生 物 菌体及其代谢产 物 的保 鲜 1.1.1直接用微生物 菌体保鲜该法是通 过微生物菌体的增 殖 和 菌体 自身 与有 害微 生 物 之 间 的竞 争 ，从而抑制有 害微 生 物 的生 长 ，达 到 防腐保 鲜 的 目的 。 1.1.2菌体次生代谢产物保鲜是从多种 微生 物菌种发酵液提取 的混合液产物 ， 即多种微 生 物 发 酵 时的次生代谢产物 。 利用这种生物保鲜液抑制有害 微生物 的生长 ，具有显著的防腐保鲜效果 。1.1.3利用抗菌肽保鲜乳链 菌肽能 有效抑 制芽孢杆菌 及 梭 菌 的生 长 、 繁殖 ，延 长 产 品保存期 4 ～ 6倍，有利于产 品 的贮存和 运输 。 因此乳链 菌肽 可作为一种高效 、无毒的天然食品防腐剂 。 1.2生物 天 然提取物 的保鲜 1.2.1多糖类物质保鲜细菌 、 真菌和蓝藻类产生的微生物多糖 ，经与菌体分离得到的微生物多糖 ，以 及从虾 、蟹 、 昆虫等节肢动物 的外壳及 真菌 、 藻类 等 低等植物细胞壁 中的 甲壳素 ，经 酸化所得 的含 氮多 糖类物质 即壳聚糖 ， 因这类 多糖类 物质 具有 良好 的 成膜性与抑菌作用而应用 于果蔬 的保鲜 。1.2.2生物酶保鲜生 物酶保鲜 主要 是制造 一种有利于果蔬保鲜 的环境 。 它根据不 同果蔬所含 的酶 的种类而选用不 同的生物 酶 ，使果蔬 自身所 含 的不 利于果蔬保鲜 的酶受 到抑制 ，最终达 到果蔬保鲜 的 作用 。当前用于保鲜的生物酶种类主要有葡萄糖氧化酶和细胞壁溶解酶 。 1.2.3生物体 自身 的天 然 成分提取物保鲜近 年来 的研究表明 ，一些 生 物提取物质具有 显著 的抗菌 活性 和 良好 的保鲜效果 。 天然生物保鲜物质 中含有 杀菌 、抑菌成分 ，如大蒜 中的蒜辣素和蒜氨酸有 良好 的杀菌 、抑菌作用 ，魔芋甘露聚糖对霉菌和酵母菌有 一定 的抑制作用 ，壳聚糖等具有 良好的被膜性 ，可 以 在果蔬表面形成一层保护薄膜 ， 防止微生 物 的感染 与侵入 、 水分蒸发 、 风味散失并可 隔绝氧气 。 另外 ， 薄膜的存在还可 间接防止果蔬 中某些成分的降解和收稿 日期 ：2009-06-10作者简介 ：王安建(1969 一) ．男 ，新疆阿克苏人 ，副研究员 ，主要从事农产品加工与贮藏保鲜研究 。 E-mail:nkyjgs@16

　　2 ．探索了几种植物 天 然 防腐剂 ， 即大蒜 汁 、 姜 汁 、 洋葱 汁所含 的天然抗菌素的抗菌作用 。 试验表 明 ，抑 菌 效果 明显 ，尤其是大蒜汁 ，其抗真菌强度与化学防腐 剂苯 甲酸钠 和 山梨酸相 当 ；张志建‘ 41 研究 了将壳 聚 糖应用 于果蔬 的保鲜 ，对柑橘 、 草莓 、 苹果 、 猕猴桃 、 黄瓜 、青椒 、 番茄进 行保鲜 试验 可 知 ， 只 需 0.7% ～2% 的壳 聚糖的溶液 ，喷洒在 果蔬 的表 面 ， 即可 在 果 实表面形成一 层 薄膜 ， 可 阻 止 果 实 吸 收 02 与 C02 的排 出 ，从而延缓果 实 的熟化 ，达 到保鲜 的 目的 ；刘 尊英等‘ 53 研究表明 ，采后绿芦笋在装有 1- 甲基环丙 烯 (1 -MCP) 与空气体积 比为 1VL/L 的密闭玻璃缸内处理 24h 后 ，用 聚乙烯袋包装 ，常温下贮藏 3d ，绿 芦笋商品率仍达 88% 以 上 ， 比对照 高 12.8% 。 苏光 耀等‘ 61 研究表 明 ，2 ℃ 低温结合 1-MCP 处理方法 可 有效减少芦笋维生素 C 和 叶绿素 的损失 ，维持较理 想 的剪切力 ，其电导 率较低 ，具有 较好 的感官 品 质 ， 从而延长芦 笋 的贮 藏保鲜 期 ；王 继 芝 等‘ 73 应 用 2% 的羧 甲基壳聚糖为主剂 ， 0.02% 茶多酚为助剂 配成 的复合生物保鲜剂应用 于葡萄 的保鲜 ，将该保鲜剂 涂膜于葡萄表面 ，晾干 ， 置于 O ℃ 的冷库 内存放 。 经6个月 的储存 ， 葡萄梗仍 为绿 色 竞技宝JJb， 无霉 变 ， 基 本 上 保持 了原有 的色 、香 、 味 。 经测定 ：失水率 2.1% ， 脱 粒率 3.8% ； 可滴定酸含量可保持在 0.4% ～0.6% ， 维生 素 C 含 量 0.03 ～ 0.04mg/g ， 还 原 糖 含 量14% ～ 17% 。保鲜剂羧 甲基壳聚糖来源 于天然生物 ， 具有食 品 安 全 性 ， 无 污 染 ， 符 合 绿 色 食 用 葡 萄 标准 。利用遗传基 因进行生物技术保鲜方面 。 分子生 物学家发现 ， 乙 烯一产生 ， 果 实很快成熟 。 目前 日 本学者 已找到 了产生这种气体 的基 因 ， 一 旦科学 家 掌握控制 这 种 基 因 的技 术 ， 通 过 控 制 该 基 因 的 表 达即可延缓 乙烯合成 的速度 ， 达 到常温下 延 长货 架期 的 目的 。 一些学者培育 出一种 ACC 合成 酶 的 转基 因番茄 ， 其货架期延 长 了 30 — 40d 。 新 加坡 国 立大学 的研究人员 已 经成功修改 了植物体 内产生 乙 烯气体的基 因 。 该 大学 生 物 学 副 教 授 恩 格 研 究 表 明基 因被修改后 ， 果实只产生通常状态下 10% 的 乙 烯气体 。 延缓果蔬 的软化可 以通过抑制多聚半乳 糖醛酸酶 、果胶酶等降解组织 细胞 完整性 的酶基 因 来实现 。因此 ， 利用 DNA的重组技 术来修饰遗传信息 ， 或用反义 RNA 技 术 来抑制成熟基 因 ， 进 行 基 因改 良可 以 推迟果蔬成熟衰老 ，延长保鲜期‘ 8] 。我们对食用 菌 中的双孢菇进行 了生物技术保鲜 研究 ，结果表 明 ，应用 0.5g/l 。 壳聚糖 0.02% 中药2009年第9期酸败 ，并且具有 良好 的阻湿性 、 阻 氧性 、 耐 热性及 耐脂性 ，还具有一定 的抵抗微生物入侵 的作用 。 利用天然动植物提取物进行果蔬保鲜 ，具有无毒 、无副作用利 用遗传基 因生物保鲜技术进行果蔬贮藏保鲜该技术是利用 果蔬 的遗传基 因特性 的改 变 竞技宝JJb，改善贮藏特性 ，延缓果蔬衰老 ，进行保鲜 。 目前 ，基 因工程主要通过调节 乙烯生物合成相关酶的含量或活性来阻断或减少果蔬 中乙 烯 的产 生 ，最终达 到 延 缓果蔬成熟与衰老 的 目的 。 乙烯生物合成 的基 因工程调控主要包括 2 个策 略 ，一是抑 制 乙 烯合成关键 酶（如ACC合成 酶 和 ACC氧化 酶 ） 的基 因表 达 。 二生物保鲜技术在果蔬保鲜 中的应 用研究在微生 物菌体及其代谢产物 的保鲜方 面 ，将病原菌的非致病菌株喷洒到果蔬上 ， 可 以 降低病 害发生所引起的腐烂 。 如草莓采前喷洒木霉菌 ， 可 大大降低采后草莓灰霉病 的发 生率 ；南运 北 调 的 马铃薯腐烂率较高 ， 采后用假单孢 菌浸 渍 ， 可使软腐病发生率降低 so% ；将抗 菌 素类 如链 霉 素 、 软霉素喷洒在大 白菜上 ，可 明显 地减 少 细菌病 害发生 。 近 年来国外发现 了一种特异 的菌株——枯草杆菌的一个变种 ，它可产生效力很强 的抗菌素 ， 几乎 等于 现在 广泛使用 的杀 菌剂——苯 菌灵 ；美 国科学 家从 酵母 和细菌中分离出一种能防止蔬菜腐烂 的菌株 ， 对 已经产生烂斑的苹果和梨进行试验 ， 未喷菌剂 的果 面大面积腐烂 ， 而 经 过 处 理 的果 面 其 斑 点 则 无 明 显 发展效果十分显著 。 赖健等Ⅲ 研究 了木霉发 酵液对茄子 的保鲜作用 。 经哈茨木霉发酵液处理的茄子果实 ，在贮藏温度 为 20 ～ 25 ℃ 的条 件 下 贮 藏 20d 后 ，果实仍新鲜如初 ；陈安 和 等‘ 21 将一些微生 物 菌种 发酵提取液稀释后用 于保鲜革莓 ， 可较好地保持草莓果实硬 度 、 色泽 、 香 味 ， 延 缓 失 水 速 度 和 pH 值 上升 。如几丁质能抑 制微生 物对草莓 的侵染 ， 可 在草莓表面形成半透膜 ， 阻止 C02 散失 ， 提高草莓表面 C02 浓度 ， 抑制草莓呼吸作用 ， 减缓物质分解 速度 。 1% ～2% 几丁质衍生物水溶液可使草莓贮藏时间在常温条 件 下 延 长 2d 左 右 ， 在 4 ～ 8 ℃ 条 件 下 延 长 15～20d 。 172．探索了几种植物 天 然 防腐剂 ， 即大蒜 汁 、 姜 汁 、 洋葱汁所含 的天然抗菌素的抗菌作用 。 试验表 明 ，抑 菌效果 明显 ，尤其是大蒜汁 ，其抗真菌强度与化学防腐剂苯 甲酸钠 和 山梨酸相 当 ；张志建‘ 41 研究 了将壳 聚糖应用 于果蔬 的保鲜 ，对柑橘 、 草莓 、 苹果 、 猕猴桃 、黄瓜 、青椒 、 番茄进 行保鲜 试验 可 知 ， 只 需 0.7% ～ 2% 的壳 聚糖的溶液 ，喷洒在 果蔬 的表 面 ， 即可 在 果实表面形成一 层 薄膜 ， 可 阻 止 果 实 吸 收 02 与 C02的排 出 ，从而延缓果 实 的熟化 ，达 到保鲜 的 目的 ；刘尊英等

　　生物天然提取物的保鲜12121多糖类物质保鲜细菌真菌和蓝藻类产生的微生物多糖经与菌体分离得到的微生物多糖以及从虾蟹昆虫等节肢动物的外壳及真菌藻类等低等植物细胞壁中的甲壳素经酸化所得的含氮多糖类物质即壳聚糖因这类多糖类物质具有良好的成膜性与抑菌作用而应用于果蔬的保鲜

　　【摘 要】概述Fra Baidu bibliotek生物保鲜技术的分类、特点及应用研究进展,同时对生物保鲜技术存在的问题和发展前景进行了探讨.

　　3 ． com·171 ·河南农业科 学文章编号 ： 1004-3268(2009)09-0171-03新鲜果蔬从采收 到被 人类 消费 ， 由于 自身呼 吸作用及病原生物侵染 ，每年都有大量果蔬腐烂损失 。国家农产 品保鲜工 程技术研究 中心 调 查研究 发 现 ，我 国 目前每年生产的果蔬从 田 间到餐桌损失率高达 25% ～30% ，年损失近 800 亿元人 民币 ；而发达 国家果蔬损失率则 普遍 控 制在 5% 以 下 ，美 国果蔬 在保鲜物流环节 的损耗率仅有 1% ～ 2% 。 因此 ，进一 步发展果蔬保鲜技术 开 发研究 ， 以 保证果蔬 产 品 附加值的实现和资源 的充分利用刻不容缓 。目前 ，控制果蔬采后病 害的最有效 手段是 冷藏结合化学杀菌剂处理 ，但 由于化学 杀菌剂残 留危害人类健康及植物病原菌对化学杀 菌剂 产 生 抗药性 ，迫切需要研究无害高效 防腐保鲜剂产 品及 技 术 ， 以取代化学杀菌剂 的大 量使用 。 因此 ，寻 找 安 全无 毒的生物保鲜技术 ，用 于取代 化学保鲜 方法 已 成 为人们关注 的热点 。 为此 ，重点 阐述 了生物技术 的分类 、特点及其在保鲜 中的应用研究进 展 ， 为研究 开 发新型果蔬生物保鲜技术提供借鉴 。生物保鲜技术在果蔬保鲜 中的应用 主要包括微生物菌体及其代谢产物 的保鲜 、 生 物 天 然 提取物 的保鲜及利用遗传基 因进行保鲜三大方面 。 1.1物菌体的增 殖 和 菌体 自身 与有 害微 生 物 之 间 的竞争 ，从而抑制有 害微 生 物 的生 长 ，达 到 防腐保 鲜 的目的 。菌种发酵液提取 的混合液产物 ， 即多种微 生 物 发 酵时的次生代谢产物 。 利用这种生物保鲜液抑制有害微生物 的生长 ，具有显著的防腐保鲜效果 。 1.1.3的微生物多糖 ，经与菌体分离得到的微生物多糖 ，以及从虾 、蟹 、 昆虫等节肢动物 的外壳及 真菌 、 藻类 等低等植物细胞壁 中的 甲壳素 ，经 酸化所得 的含 氮多糖类物质 即壳聚糖 ， 因这类 多糖类 物质 具有 良好 的成膜性与抑菌作用而应用 于果蔬 的保鲜 。 1.2.2有利于果蔬保鲜 的环境 。 它根据不 同果蔬所含 的酶的种类而选用不 同的生物 酶 ，使果蔬 自身所 含 的不利于果蔬保鲜 的酶受 到抑制 ，最终达 到果蔬保鲜 的作用 。来 的研究表明 ，一些 生 物提取物质具有 显著 的抗菌活性 和 良好 的保鲜效果 。 天然生物保鲜物质 中含有杀菌 、抑菌成分 ，如大蒜 中的蒜辣素和蒜氨酸有 良好的杀菌 、抑菌作用 ，魔芋甘露聚糖对霉菌和酵母菌有一定 的抑制作用 ，壳聚糖等具有 良好的被膜性 ，可 以在果蔬表面形成一层保护薄膜 ， 防止微生 物 的感染与侵入 、 水分蒸发 、 风味散失并可 隔绝氧气 。竞技宝JJb 另外 ，薄膜的存在还可 间接防止果蔬 中某些成分的降解和收稿 日期 ：2009-06-10作者简介 ：王安建(1969 一) ．男 ，新疆阿克苏人 ，副研究员 ，主要从事农产品加工与贮藏保鲜研究 。 E-mail:nkyjgs@163 ． com· 1712009 年 第 9 期酸败 ，并且具有 良好 的阻湿性 、 阻 氧性 、 耐 热性及 耐 脂性 ，还具有一定 的抵抗微生物入侵 的作用 。 利用 天然动植物提取物进行果蔬保鲜 ，具有无毒 、无副作 用、可降解 、 无有害残 留等特点 。 1.3利 用遗传基 因生物保鲜技术进行果蔬贮藏保鲜 该技术是利用 果蔬 的遗传基 因特性 的改 变 ，改 善贮藏特性 ，延缓果蔬衰老 ，进行保鲜 。 目前 ，基 因 工程主要通过调节 乙烯生物合成相关酶的含量或活 性来阻断或减少果蔬 中乙 烯 的产 生 ，最终达 到 延 缓 果蔬成熟与衰老 的 目的 。 乙烯生物合成 的基 因工程 调控主要包括 2 个策 略 ，一是抑 制 乙 烯合成关键 酶 （如 ACC 合成 酶 和 ACC 氧化 酶 ） 的基 因表 达 。 二是过量表达 降解 乙 烯合成前体 的 酶 （ 如 ACC 脱 氨酶和 SAM水解 酶） 基 因 。 乙 烯 生 物合 成基 因 工 程在果蔬保鲜 中具有 良好 的应用 前 景 ，少 数耐贮 藏转基 因果蔬 已 经实现商品化生产 。 2生物保鲜技术在果蔬保鲜 中的应 用研究 在微生 物菌体及其代谢产物 的保鲜方 面 ，将病 原菌的非致病菌株喷洒到果蔬上 ， 可 以 降低病 害发 生所引起的腐烂 。 如草莓采前喷洒木霉菌 ， 可 大大 降低采后草莓灰霉病 的发 生率 ；南运 北 调 的 马铃薯 腐烂率较高 ， 采后用假单孢 菌浸 渍 ， 可使软腐病发 生率降低 so% ；将抗 菌 素类 如链 霉 素 、 软霉素喷洒 在大 白菜上 竞技宝JJb，可 明显 地减 少 细菌病 害发生 。 近 年来 国外发现 了一种特异 的菌株——枯草杆菌的一个变 种 ，它可产生效力很强 的抗菌素 ， 几乎 等于 现在 广 泛使用 的杀 菌剂——苯 菌灵 ；美 国科学 家从 酵母 和 细菌中分离出一种能防止蔬菜腐烂 的菌株 ， 对 已经 产生烂斑的苹果和梨进行试验 ， 未喷菌剂 的果 面大 面积腐烂 ， 而 经 过 处 理 的果 面 其 斑 点 则 无 明 显 发 展，效果十分显著 。 赖健等Ⅲ 研究 了木霉发 酵液对 茄子 的保鲜作用 。 经哈茨木霉发酵液处理的茄子果 实 ，在贮藏温度 为 20 ～ 25 ℃ 的条 件 下 贮 藏 20d 后 ， 果实仍新鲜如初 ；陈安 和 等‘ 21 将一些微生 物 菌种 发 酵提取液稀释后用 于保鲜革莓 ， 可较好地保持草莓 果实硬 度 、 色泽 、 香 味 ， 延 缓 失 水 速 度 和 pH 值 上 升 。如几丁质能抑 制微生 物对草莓 的侵染 ， 可 在草 莓表面形成半透膜 ， 阻止 C02 散失 ， 提高草莓表面C02 浓度 ， 抑制草莓呼吸作用 ， 减缓物质分解 速度 。1% ～2% 几丁质衍生物水溶液可使草莓贮藏时间在 常温条 件 下 延 长 2d 左 右 ， 在 4 ～ 8 ℃ 条 件 下 延 长15～20d 。在生物天然成分提取物保鲜 方 面 ，林桂 芸 等‘ 33·17