物理处理
出处：按学科分类—农业科学 中国轻工业出版社《果蔬保鲜手册》第83页（7148字）
(一)辐射处理
电离辐射可抑制水果的成熟、衰老和蔬菜的发芽，抑制微生物导致的腐烂及减少害虫滋生，从而延长产品的贮藏寿命。目前各国主要是应用60Co或137Cs作为γ射线源，60Co的能量比137Cs的大，所用剂量低，照射时间也较短，所以常用的是60Co发射的γ射线。γ射线是一种穿透能力很强的射线，当其透过生物机体时，会使机体中的水和其他物质发生电离作用，产生游离基或离子，从而影响机体的新陈代谢，但照射剂量过大时会杀死细胞。一般用于水果和蔬菜的是低辐射剂量处理，对产品感官特性和风味的影响不大。辐射剂量不同时所起的作用也不相同。
低剂量：1kGy以下，影响植物代谢，抑制块茎、鳞茎类蔬菜发芽，杀死寄生虫。
中剂量：1～10kGy，抑制植物代谢，延长水果和蔬菜的贮藏期，控制真菌活动，杀死沙门氏菌。
高剂量：10kGy以上，彻底杀菌。
1．电离辐射对水果和蔬菜的影响
(1)干扰基础代谢过程，延缓成熟和衰老。Akamine等报道，1000Gy左右的剂量可以推迟番木瓜呼吸高峰的出现，延缓成熟和延长贮藏寿命，750Gy以下的剂量对推迟呼吸高峰的影响不大。当番木瓜25%的表皮呈现黄色时，辐射处理则不能延缓呼吸高峰的出现。绿熟至1／4成熟的番木瓜用1000Gy以上的剂量照射时，会导致表皮烫伤和延迟着色。Sreenivasan等对5个品种香蕉的辐射进行了研究，发现γ射线的剂量超过500Gy会使香蕉受到不良的影响。
Sreenivasan等报道，γ射线照射过的番石榴，在常温下可延迟3～5d成熟，人心果辐射后在26．6℃左右贮藏，可以延迟3～5d成熟，在10℃下贮藏可延迟15d成熟。Upadhya等报道，鲜菠萝可以忍受500Gy的剂量，并有显着延长贮藏寿命的效果。
内蒙古农牧学院同位素室报道，应用420Gy剂量的γ射线照射青香蕉和红香蕉苹果，可起到一定的保鲜效果。
(2)对水果和蔬菜品质产生影响。①芒果：用600Gy照射Carabao芒果，在26．6℃保存13d后，β－胡萝卜素的含量没有明显的变化。用600Gy照射Okrong和Carabao芒果，分别于17．7℃和27．7℃下贮藏，其维生素C损失不大。经过辐射的芒果在贮藏过程中可溶性固形物和蔗糖的增加都比对照要慢，不溶于酒精的固形物、可滴定酸和转化糖的减少也较慢。当辐射剂量从1000Gy增加到2000Gy时，会增加芒果中多酚氧化酶的活性，使芒果的组织变黑。②番木瓜：用750～1000Gy的γ射线照射番木瓜，对其感官品质没有不良影响，但经过照射的番木瓜长期贮藏后会产生一种花的芳香；用330～1000Gy剂量照射的番木瓜，在12．7～26．6℃温度下贮藏都会产生芳香味；用250～1000Gy剂量照射时，对番木瓜的维生素C含量没有明显的影响，当辐射剂量达到5000Gy时，对维生素A原、隐黄质也没有明显的影响。辐射加速了果胶的水解，导致果胶酸的增加，因此照射后的番木瓜立即轻度软化，但是3～4d后果胶质又会恢复到原来的水平，番木瓜的硬度又会恢复。③其他水果：用400Gy以下的剂量辐射香蕉，其外观品质比对照要好，辐射番石榴和人心果不会引起维生素C的损失。用500Gy剂量的γ射线照射菠萝对其品质及外观都无不良影响。滁县用1680Gy和3780Gy剂量γ射线照射砀山梨和黄梨，使其果肉发绵发甜，黄梨的酸味明显下降。
(3)可减少害虫的滋生。用1200Gy剂量的γ射线照射芒果，在8．8℃下贮藏3周后，芒果种子内的象鼻虫全部死亡。用600Gy和900Gy剂量照射芒果，在8．8℃下贮藏5周后象鼻虫才全部死亡。210Gy剂量的γ射线照射可以消灭番木瓜中的果蝇。滁县地区农科所(1977)观察到，1680Gy的剂量对砀山梨钻心虫不能致死，但可使其处于休眠状态，不再危害果实。广西、陕西、河南等地报道，用504～672Gyγ射线照射板栗可杀死害虫。
(4)可抑制微生物引起的产品腐烂。用热水浸洗芒果后，用1050Gy剂量照射果实，可减少炭疽病对芒果的危害。番木瓜热水处理后，用750～1000Gy剂量照射，对减轻炭疽病的发病也有较好的效果。用2000Gy或2000Gy以上的剂量照射草莓，可以减少腐烂。法国的各种梨用1500～2000Gy的剂量照射，可消灭大部分病原微生物。但也有相反的报道，鲜板栗辐射后有增加腐烂的趋势，而且剂量越高，腐烂越严重。
2．电离辐射的应用
用γ射线照射可抑制块茎、鳞茎类蔬菜发芽。有研究结果表明，20Gy照射姜抑芽效果很好，但剂量过高反而会引起腐烂。用500～700Gy的γ射线可以抑制蘑菇5d不破膜开伞。低剂量的γ射线抑制了组织中核酸的代谢，因而抑制发芽。辐照过的洋葱内芽中，RNA和DNA比对照低；内芽中的可溶性RNA的合成受到抑制，因此生长受到抑制。
用70～100Gy剂量照射番茄有防腐作用，延长贮藏期4～12d，2～4kGy的剂量可延迟番茄成熟，但会导致不良气味。目前国外对蔬菜使用的最大辐射剂量为5kGy。国内的试验结果表明，50～500Gy的辐射可使青椒的果梗保持绿色，并有一定的抑制完熟的效果。用30～300Gy和100Gy的剂量率辐照黄瓜，有抑制瓜条完熟老化和种子膨大的作用。1900～3800Gy的γ射线照射蒜薹，致使组织死亡、薹条黄化。用950Gy剂量辐照蒜薹，可抑制薹苞膨大，薹条略退色；而对照薹苞膨大，薹条退色。
常用的水果照射剂量见表2－6。
表2－6 常用水果辐照剂量
美国加利福尼亚大学对水果的辐射处理进行了大量研究，发现杨梅、甜樱桃、无花果、橘子、番木瓜、菠萝、梨和油桃用2000～2500Gy照射后，贮藏效果很好。广西植物研究所用252Gy的γ射线照射板栗，在常温下7个月不发芽。内蒙古农牧学院用420Gyγ射线照射青香蕉和红香蕉苹果，滁县地区农科所用1680Gyγ射线照射砀山梨都获得一定的效果。
目前国内外正积极研究水果和蔬菜的辐射保鲜，表2－7列举了研究概况。
表2－7 辐射保藏果蔬产品研究结果
(二)电磁处理
电磁处理对果蔬的保鲜机理目前研究得还不深入，多处于试验阶段，但它是一条有前途的果蔬贮藏保鲜新途径。
生物体都是天然的生物蓄电池，虽然在整体上处于电荷平衡状态，但各个局部则带有不同质和量的电荷。因此，在电磁力的作用下，必然要发生种种理化变化，进而改变组织器官的生理功能和代谢机制。已有报道，一些果蔬电磁处理后有抑制呼吸、推迟后熟、减少腐烂等作用。电磁处理主要有以下3种类型。
1．高压电场处理
将果蔬放入或通过由两块平行金属极板组成的高压电场中，调节夹在极板上的电压，使极板间产生所需剂量的场强，这种综合作用主要包括以下两个方面：一是电场的直接作用；二是高压放电形成的离子空气和臭氧(O3)的作用。对于后者下文有详细介绍，这里主要概括介绍高压电场对果蔬所产生的直接作用。
高压电场包括高压交流和高压直流两种，研究认为两者都可以降低果蔬生理活性，延长保鲜期，但就保鲜效果而言，直流处理比交流处理好得多，所以现在研究者大部分以高压直流静电场研究为主。山西农业大学的程文林等(1992)用静电场处理红星苹果，结果表明静电场能有效地保持苹果贮藏期的硬度和可溶性固形物含量，明显抑制呼吸强度，各处理中以电场强度800～1200V／cm、处理时间30～60min效果为好。山东农业大学的毕世春等(1992)对金帅苹果进行高压电场处理常温保鲜发现，高压直流处理果比对照果叶绿素含量高，果内淀粉分解变慢、失水率降低、呼吸强度变小、峰值降低，研究还发现处理时的电场强度以150kV／m为宜，处理时间10min为佳。中国农业大学食品学院的方胜、李里特(1997)对番茄进行静电场处理，结果表明以电场强度150kV／m、时间60min／d或60min／4d处理番茄，比对照呼吸高峰推迟14d出现，且有效地保持了番茄的硬度，延长了贮藏期。
目前，关于高压电场处理保鲜作用的机理还不清楚，比较一致的观点认为，生物的生命活动中，总伴随着一定的生物电势的变化，而且不同生理代谢水平表现出来的电势变化也不同，这种电势变化能影响生物体内电子的分布、排列和运动，从而影响与电子传递有关的生命过程。外加高压电场势必要改变生物体内的电势，使果蔬体内的生物大分子产生位移极化和诱导极化，增加了生物大分子的极性，使束缚水增加、自由水减少，或使水分子结构发生改变，降低了果蔬的失水速率，较好地保持了果蔬的水分和鲜度；同时，在高压电场作用下，果蔬体内的酶蛋白产生形变，致使酶活性降低，对果蔬的新陈代谢起到抑制作用，从而延长果蔬后熟过程，达到保鲜效果。
2．磁场处理
产品在一个电磁线圈内通过，通过控制磁场强度和产品移动速度，使产品受到一定剂量的磁力线切割作用。或者采用相反流程，即产品静止不动，而磁场不断改变方向(S、N极交替变换)。据日本公开特许公报介绍，水分含量较多的水果如蜜柑、苹果等，经磁场处理可以提高生物活力，增强抗病能力。水果在磁力线中运动，在组织生理上总会产生变化，这与导体在磁场中运动要产生电流相类似。虽然这种磁化效应很小，但应用电磁测量的方法，可以在果蔬组织内测量出电磁场的现象。
3．离子空气和臭氧处理
产品不直接处在电场中，而是使高压放电形成的离子空气和臭氧处理产品。通过不同方式高压放电(空气放电)可得到不同组分的放电生成气，有臭氧(O3)、I－(空气负离子)、I+(空气正离子)、
(臭氧+空气负离子)、
(臭氧+空气正离子)等。研究表明I+对贮藏保鲜作用甚微，有时甚至起促进成熟衰老的作用，所以应用很少，目前国内生产的放电保鲜机，如山东太平臭氧发生器厂生产的CYF－7型保鲜机、辽宁双龙保鲜设备厂生产的BXDH－150型水果蔬菜电子化学综合保鲜机都是以产生O3和
为主的机型。
(1)负离子的保鲜作用。果蔬离开生产领域后所发生的一系列生理生化变化，从生物蓄电池角度看，可以认为是电荷不断积累和工作的过程。在贮藏中要减少和避免有机物质的消耗，就必须减少或中止这个过程。负离子的作用在于中和果蔬内积累的正电荷，降低植物电势，抑制代谢酶的活性和电子传递系统，减缓营养物质的转化，从而降低果蔬的呼吸强度。
(2)臭氧的防腐保鲜作用。臭氧的电极电位是2．07eV，是仅次于氧的强氧化剂，很不稳定，易分解产生新生态的单原子氧(［O］)，这种单原子氧的氧化能力比氧大1．65倍，具有很强烈的杀菌防腐作用，它能强烈地破坏微生物的细胞膜，使微生物休克死亡，对细菌和病毒杀伤力更强，对霉菌高浓度具有杀死作用，低浓度能抑制其生理活性，特别是对青绿霉菌和交链孢霉抑制力较强。臭氧除具有较强的防腐作用外，还能够氧化许多饱和及不饱和的有机物质，对果蔬贮藏保鲜来讲，它能氧化破坏贮藏环境中的乙烯。一定浓度的臭氧可以部分或完全消除乙烯，达到无乙烯或低乙烯贮藏的效果。当然，臭氧除消毒防腐等作用之外，可能还有其他生理效应。
许多研究单位对多种果蔬进行了臭氧处理防腐保鲜的试验研究。浙江农科院柑橘研究所薛振洪(1987)对四个柑橘品种进行臭氧处理(每天一次，每次40min)，发现各品种经处理后，好果率均大于对照组，且失水减少，呼吸强度降低，如本地早柑橘贮藏110d，处理果失水率4%，呼吸强度为3．65mgCO2／(kg·h)，而对照组分别为19%和10．08mgCO2／(kg·h)。经刻伤接种青绿霉孢子试验表明，处理果感染2%，而未处理果感染91%且腐烂。
济南果品研究所杜永茹(1988)将小国光苹果、慈梨、山楂、杏等装于塑料袋中，用臭氧间隙处理，试验表明，处理后对山楂的防腐保鲜效果不明显，而对其他三种果品的防腐保鲜效果较明显。沈阳农业大学高瑞霞等(1993)把被处理的果蔬连同臭氧发生器放在塑料大帐中做O3处理试验，结果表明，山楂效果不明显，苹果、葡萄、柑橘等经O3处理后，好果率、商品率均有不同程度的提高，腐烂率降低，果实可溶性固形物变化不大，维生素C和总酸含量均高于对照，同时还发现，如果处理时间太长，柑橘虽未染霉菌，但果皮变褐，异味增大，丧失食用价值。北京农学院李丽萍等(1993)在京白梨常温贮藏期间，定期进行了高压放电处理，发现所有处理均不同程度地提高了可溶性固形物的含量，减少了失重，保持了硬度，而以每隔2d一次，每次5min为最佳。但同时发现各处理的呼吸强度均持续高于对照。
综上所述，不同种类、品种的果蔬可能对O3和
处理的反应不同，就供试的绝大多数果蔬而言，研究报道均有一定的防腐保鲜效果。但O3和
的适宜浓度的选择，受多种因素的影响，并且对果蔬的防腐保鲜效果至关重要，而目前的试验报道多数是按处理时间而讲的，由于不同厂家生产的空气放电保鲜机技术参数不同，所以在相同处理时间内产生的O3和
就不一定相同，因此今后的研究重点应放在各种果蔬种类、品种的适宜处理剂量、处理效果主要受哪些因素的影响、伤害阈值浓度大小等方面。
(三)热激处理
果实采后热激处理是一种正在广泛研究而且较新的贮前预处理方法。它可以减少果实腐烂，改善果实品质，并且无毒，无污染，是一种颇具前景的贮前处理手段。目前，国内外在热激处理对果实生理及品质的影响方面有许多研究，如：①热激处理对果实呼吸强度及乙烯释放率的影响。许多果实在高温下都表现出呼吸强度的降低。水果通过35～40℃的高温处理，再放回到室温以下时，呼吸强度往往比不加热果更低。多数果实在35℃或更高的温度下，乙烯的产生近乎停止，从而推迟果实的成熟，对延长果实的贮藏期起积极作用。②热激处理对果实软化的影响。试验表明，当李子、梨、鳄梨、番茄经30～40℃的温度热激后，其软化速度比持续放置在20℃的果慢。③热激处理对果实风味的影响。热处理对一些果实可滴定酸、糖和芳香物质产生有利影响。④热激处理对果实色泽的影响。不同的果对温度所做出的反应是不同的，这可能标志着必须有新的酶合成来影响色泽是否改变。⑤热激处理对果实温度耐受力的影响。在高温处理期间，果中会积累热激蛋白。热激蛋白的合成是所有有机体对热压力的反应，从人到细菌，许多有机体的研究已表明，当有机体暴露在不发生致死作用的温度下，可提高其对高温的耐受力，这对其再次暴露在致死温度下可起到保护作用。⑥热激处理对果实冷害耐受力的影响。番茄于38℃的热空气中放置2～3d，可以降低它们对低温的敏感性，它们能在2℃的低温下贮藏一个月而不发生冷害，这种对冷害的抵抗性可能与热激蛋白的合成有关。⑦热激处理对果实病害防治作用。霉菌和细菌是两种主要的采后病害，采后热激处理可有效地控制采后病害和腐烂的发生。
(四)紫外线照射处理
紫外线毒物兴奋效应是一个较新的概念，它表明在果蔬中能诱导对采后贮藏的腐烂抵抗能力，并通过推迟完熟过程而延长货架寿命。毒物兴奋效应指的是由低剂量试剂，如化学抑制剂或物理胁迫因子刺激得到的植物有益反应。短时暴露在紫外线下可减少采后由病原菌引起的腐烂。在柑橘里，这种现象伴随着皮内诱导的拮抗能力出现，而不是紫外线的杀菌效应。尽管这种技术还没有开发用于商业，但紫外线的杀菌和拮抗诱导的双重效应作为对某些产品的采后处理方法而找到了它的用途。