葡萄流相防腐保鲜技术与装备

技术领域

本发明属于水果保鲜领域，涉及葡萄，尤其是一种葡萄流相防腐保鲜方法。

背景技术

葡萄是典型的鲜食品种，其果粒较大，果肉硬脆，营养丰富。但是每年由于采收、包装、贮藏等技术不当造成的腐烂损失占总产量的20％以上。主要原因有采收、运输过程易产生机械伤；果皮薄，表皮蜡质结构疏松，容易受到保鲜剂的伤害；味甜多汁，含水量80％以上，易干梗，萎蔫，褐变，失去食用价值和商品价值；易遭受霉菌侵染。自19世纪20年代以来，SO

CN103988894A公开了一种葡萄保鲜剂，其具体组成如下：β-氨基丁酸0.05～0.1g/L、维生素C3.0～6.0g/L、CaCl

该专利采用复合抑菌剂，具有一定抑菌效果。但是浸泡式保鲜工艺复杂，风干难，导致水分残留，贮藏期易滋生霉菌。

CN103947746A提供了一种葡萄保鲜或使葡萄抗灰霉病的方法，包括如下步骤：将采后的葡萄果实浸泡在肉桂酸溶液中，以实现葡萄保鲜或抗灰霉病。所述肉桂酸溶液包括肉桂酸和水，所述肉桂酸在所述肉桂酸溶液中的终浓度为1-10mM。本发明的实验证明，本发明利用肉桂酸溶液可以实现采后葡萄果实的保鲜，并达到抗灰霉病的效果。

该专利肉桂酸溶液具有一定的杀菌效果。但是浸泡式保鲜工艺复杂，风干难，导致水分残留，贮藏期易滋生霉菌。

CN104509585A公开了一种葡萄涂膜保鲜方法，解决了现有技术的葡萄保鲜方法会对人体产生危害，安全性差，贮藏后葡萄的品质较差的问题，其包括以下步骤：(1)制备改性纳米SiO

该专利采用纳米SiO

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种葡萄流相防腐保鲜方法，提高葡萄贮藏期和贮藏品质。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

一种葡萄流相防腐保鲜方法，包括如下步骤：

(1)采前品质调控；

(2)无伤采收；

(3)简易隧道高湿差压预冷；

(4)相温库流相防腐贮藏，贮藏期间SO

而且，所述的采前品质调控是在采收前15天内在叶面和果实表面喷施品质诱导剂，所述的品质诱导剂由组分A和组分B构成，A组份先喷施，隔天喷施B组份，均稀释300倍，各喷施1～3次；

A组份的制备方法为：按预定要求将L-Arg0.1～0.3g/L、亚油酸10～20mmol/L、MeSA3.0～8.0mg/L、CyS3.0～5.0mg/L溶解在水中，在35～55℃下搅拌15～20min，之后在上述获得的溶液中加入醋酸锌0.2～0.6g/L、氯化钙1～3g/L搅拌均匀，最后在上述溶液中加入SOD制剂0.5～1.0g/L定容至1L的混合溶液；

B组份的制备方法为：将BR0.1～0.5mg/L、吲哚乙酸0.2～0.4mg/L、赤霉酸10～30mg/L、油菜素内酯0.1～1.0mg/L、MeJA3～5mg/L、过氧化氢10～20mg/L用少量乙醇溶解后再加入水中，置于35～55℃下搅拌至均匀溶解形成混合插层剂溶液，之后加入硝普钠5～10mmol/L，经30～50kHz超声处理10～20min，定容至1L得到插层混合液B。

而且，所述的无伤采收是通过无伤周转箱转运，所述的无伤周转箱的收纳仓主体结构为圆弧形，且中间底部有排水孔，收纳仓内表面为五层复合的保鲜垫，包括依次设置的阻隔层、施药层、载药层、吸附层、防雾层，各层之间采用粘结的方式结合到一起。

而且，所述的阻隔层为无纺布、施药层为微囊化植物精油保鲜剂，载药层为聚丙烯膜或聚乙烯膜中的一种，吸附层由5wt％～8wt％的1-甲基环丙烯、94wt％～91wt％的高锰酸钾和1wt％的聚丙烯酸酯组成，防雾层为淋膜纸。

而且，所述的微囊化植物精油保鲜剂的壁芯比4∶1，芯材为丁香精油：肉桂精油按体积比1:1组成，壁材由50wt％β-环糊精，40wt％壳聚糖，10wt％吐温80组成。

而且，所述的周转箱的箱壁为夹层结构，在侧壁制有可开启式通风孔，夹层内根据实际需要放置蓄冷剂。

而且，所述的简易隧道高湿差压预冷是在冷库内，将葡萄裸果装筐码放在托盘上，托盘放在静压箱开孔一侧，紧贴静压箱，依次对齐排放，用PVC布把货堆上面和侧面遮严，风机转动时，在静压箱内产生负压，抽吸冷库中的冷空气，冷空气从货堆尾部穿流进入静压箱，所述的静压箱顶部安装两个轴流风机，静压箱正面开孔，静压箱内安装有加湿器。

而且，预冷过程中同时使用1μL/L1-MCP处理，处理时间12h。

而且，所述的相温库流相防腐贮藏是将葡萄放入相温库内，所述相温库为子母夹套结构，蒸发器安装在母库上，蒸发器吹出的冷风通过子库的铝板将冷量传递到子库内，子库气密，在子库上安装流相防腐系统，采用流相风速处理。

而且，所述的SO

本发明的优点和积极效果是：

(1)采前品质调控，临采期分子共激发生理病理调节剂，提高果实硬度，抑止呼吸强度和乙烯催熟转红，延缓衰老酒化和失水软化，为提高果实耐藏性和货架期奠定基础。

(2)无伤采收，采用田间无伤包装周转箱，防止机械伤并且具有防腐和拮抗乙烯作用。

(3)使用简易隧道高湿差压预冷装备，快速脱除田间热，使果实采后5-6小时，果温降到5℃以下，高湿预冷协同1-MCP熏蒸处理，减少失水而同时完成防衰老处理。

(4)相温库流相防腐贮藏。首创子母相分控的传热不传质技术体系，突破了不加湿恒湿、蒸发器无霜、精准控温波动＜±0.1℃、恒温恒湿气调、脉冲式雾化防腐低残留、流相防腐零残留、原位隧道差压预冷、常闭与常开联动、充分利用自然冷源、充分利用生物能、生物膜零点相变、设备零腐蚀、基于保鲜芯智能控制和互联网+物联网+远程诊断等15大新技术。

(5)流相风速内循环处理可显著抑制灰霉病菌的菌丝生长而减小病变直径。经1.5m/s流相风速处理的葡萄VC含量高于对照，此外流相风速处理诱导了葡萄防御相关酶的活性，包括过CAT、TAL、POD、SOD、GIU和CHI。此外，流相风速处理能较好地保持葡萄果实的质量损失、果实硬度、可滴定酸(TA)和总可溶性固形物(TSS)等营养品质。风速主要通过损伤灰霉菌菌丝和孢子结构，提高葡萄果实的抗病性来提高葡萄的贮藏品质。

(6)针对鲜食葡萄防腐保鲜二氧化硫释放无法精准控制、易产生药害等问题，采用SO

附图说明

图1为无伤周转箱结构图；

图2为复合保鲜垫的结构示意图；

图3为静压箱结构示意图；

图4为双垛堆纵向无间隙差压预冷物摆放方式效果图；

图5为6米双堆垛纵向无间隙差压预冷降温曲线图；

图6为并联相温库平面图；

图7为图6的A-A向截面剖视图；

图8为图6的B-B向截面剖视图；

图9为相温库(A，B)和冷库(C，D)在0.5m和3.5m高度处的温度场分布图；

图10为风速对葡萄灰霉病损伤直径的影响；

图11为流相风速处理对葡萄灰霉病症状的影响；

图12为流相风速处理对灰霉菌结构的影响；

图13为流相风速处理对葡萄果实防御酶活性的影响，其中(A)CAT酶活性；(B)PAL酶活性；(C)POD酶活性；(D)SOD酶活性；(E)GLU酶活性；(F)CHI酶活性。

图14为基于相温库的间歇熏脱流相防腐设备工作原理图；

图15为贮藏期不同处理组红提葡萄可滴定酸含量变化；

图16为贮藏期不同处理组红提葡萄相对电导率含量变化；

图17为贮藏期不同处理组红提葡萄PPO活性的变化；

图18为贮藏期不同处理组红提葡萄POD活性的变化；

图19为贮藏期不同处理组红提葡萄MDA含量的变化；

图20为红提葡萄贮藏期内SO

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种葡萄流相防腐保鲜方法，包括如下步骤：

1、采前品质调控

(1)使用方法。在葡萄采收前15天内在叶面和果实表面喷施品质诱导剂，诱导剂由品质提升剂A和品质诱导剂B，各组分协同作用，提高植物吸收效果，促进果实成熟、提高色泽、糖度、脆度等品质。A组份先喷施，隔天喷施B组份，均稀释300倍，各喷施1～3次。

(2)配方。包括组份A、B，其中A组份包括L-Arg(L-精氨酸)0.1～0.3g/L、醋酸锌0.2～0.6g/L、SOD制剂0.5～1.0g/L、氯化钙1～3g/L、亚油酸10～20mmol/L、MeSA(水杨酸甲酯)3.0～8.0mg/L、CyS(胱氨酸)3.0～5.0mg/L；B组份包括BR(油菜素内酯)0.1～0.5mg/L吲哚乙酸、赤霉酸10～30mg/L、油菜素内酯0.1～1.0mg/L、过氧化氢10～20mg/L、MeJA(茉莉酮酸甲酯)3～5mg/L、硝普钠5～10mmol/L：

(3)制备工艺

A组份：按预定要求将L-Arg(L-精氨酸)0.1～0.3g/L、亚油酸10～20mmol/L、MeSA(水杨酸甲酯)3.0～8.0mg/L、CyS(胱氨酸)3.0～5.0mg/L溶解在水中，在35～55℃下搅拌15～20min，之后在上述获得的溶液中加入醋酸锌0.2～0.6g/L、氯化钙1～3g/L搅拌均匀，最后在上述溶液中加入SOD制剂0.5～1.0g/L、定容至1L的混合溶液；

B组份：

将BR(油菜素内酯)0.1～0.5mg/L、吲哚乙酸0.2～0.4mg/L、赤霉酸10～30mg/L、油菜素内酯0.1～1.0mg/L、MeJA(茉莉酮酸甲酯)3～5mg/L、过氧化氢10～20mg/L用少量乙醇溶解后再加入水中，置于35～55℃下搅拌至均匀溶解形成混合插层剂溶液，之后加入硝普钠5～10mmol/L，经30～50kHz超声处理10～20min，定容至1L得到插层混合液B：

2、采收

采前10-15天，严禁灌水，如遇大雨须延迟8-10天采收。长期贮藏果实，采收成熟度7-8成熟为宜，一般着色50％-60％。长期贮藏果实必须手工采摘，轻拿轻放，采后直接放入采果袋，再装入无伤周转箱里。

无伤周转箱，箱体外观为方形，如图1，内部收纳仓2主体结构为圆弧形，减少葡萄在运输周转过程中的碰撞与挤压，可注塑一体成型，且中间底部有排水孔1，圆弧形表面为五层复合的保鲜垫，如图2，包括依次设置的阻隔层4、施药层5、载药层6、吸附层7、防雾层8。其中，阻隔层为无纺布。施药层为微囊化植物精油保鲜剂，壁芯比4∶1，芯材为丁香精油：肉桂精油＝1:1(体积比)，壁材由50wt％β-环糊精，40wt％壳聚糖，10wt％均相乳化剂(聚氧乙烯脱水山梨醇单油酸酯，简称聚山梨酯-80或者吐温80)组成。载药层为聚丙烯膜或聚乙烯膜中的一种。吸附层由5wt％～8wt％的1-甲基环丙烯、94wt％～91wt％的高锰酸钾和1wt％的聚丙烯酸酯组成，防雾层为淋膜纸。

周转箱的箱壁为夹层结构，且侧壁设计有可开启式通风孔3，夹层内可根据实际需要放置蓄冷剂(此时箱壁通风孔关闭)，也可用于果蔬通风(不放置蓄冷剂，此时箱壁通风孔打开)。

3、简易隧道高湿差压预冷

简易隧道差压高湿预冷系统，包括塑料帐、静压箱、轴流式排风机、熏蒸加湿装置构成。系统主体为一静压箱9，静压箱顶部安装两个轴流风机10，静压箱正面开长方形孔11，静压箱内安装有加湿器，可定时定量控制加湿过程中的环境湿度，保证预冷过程库内湿度保持在90-95％。静压箱长、宽、高分别为3500mm、400mm、2100mm，静压箱正面中间位置开600mm×1600mm的长方形进气孔，孔底边距地面100mm，静压箱顶部装两个风量为11000m

使用方式：果蔬裸果装筐13码放在托盘14上，托盘放在静压箱开孔一侧，紧贴静压箱，依次对齐排放，用PVC布12把货堆上面和侧面遮严。风机转动时，在静压箱内产生负压，抽吸冷库中的冷空气，冷空气从货堆尾部穿流进入静压箱，如此，达到对果蔬预冷的目的。预冷过程中同时使用1μL/L1-MCP处理，拮抗乙烯，处理时间12h。果实放入筐内，单个筐的尺寸为：长×宽×高＝500mm×500mm×170mm，每筐包装量约为15kg，托盘尺寸为：长×宽＝1500mm×1000mm，托盘每层放6筐葡萄，共放11层，如此，单个托盘货物尺寸为：长×宽×高＝1500mm×1000mm×2100mm，货物重量约1000kg。差压预冷摆货方式：6米纵向无间隙摆放：双垛堆、纵向、无间隙、平行排列，共8个托盘。即长龙垛堆宽度2000mm、高度2100mm，两垛堆间距为零(靠紧)，龙长度6000mm，可摆放8t货物，如图4。

在货物摆放之前，将无线测温系统温度传感器插入果心，以监测果实温度。温度探头共19个，其中一个放在冷库内，监测冷库温度，其余分别放入货堆不同部位：将货堆长度方向平均分为前(靠近静压箱)、中、后(长龙尾部)；高度方向平均分为：上层、中层、下层；宽度方向分为内侧和外侧。在前中后、上中下和内外交叉的各点布置温度探头，共18个探头，监测果心温度变化。设置冷库风机停机温度-2℃，回温差1℃。以普通静止预冷为对照，将8个整托盘果实散放在普通冷库中，托盘之间间隔1米，以便于果实接触更多的冷风。从图5中可以看出，平均5-6h降至0℃。

4、相温库贮藏

相温贮藏，精准控温±0.1℃，不加湿恒湿。相温库结构主要包括母库17、相温库地面20、子库16、子库内循环通风系统19。

(1)相温库为子母夹套结构，母库库体保温材料为150mm厚高密度聚氨酯双面彩钢板(容重40kg/m

(2)子库板使用1mm厚铝板，子库气密不保温，子母库间距500mm，顶间距1000mm，子库临门两侧各安装1个子母库通风与作业窗18，联合进行子母库大幅度热量交换，也可用作维修作业窗，流相防腐系统安装在子库上，如图7、图8。

分别测定了传统冷库和相温库的温度波动，温度波动的随机变化会导致冷冻农产品的中心温度暂时降低到阈值水平以下，超过这个阈值，冷损伤就可能发生。此外，温度波动可能加剧水分凝结，导致微生物生长和果实腐烂。分别测量了冷库和相温库中0.5和3.5m高平面的温度分布。在温度设置为0℃时，与冷库图9中(C，D)的±0.5～±1.0℃相比，相温库的温度波动很小图9中(A，B)，只有±0.1～±0.2℃。冷库由制冷设备控制温度，采用直接冷却的方式，蒸发器15吹出的冷风直接与库内产品接触。而相温库的子库的冷量是通过空气流经内库的墙壁、地板和天花板周围的封闭空间或夹套进行冷却的，而不是通过房间内空气的直接循环进行冷却的。通过增加内部结构，避免了产品与蒸发器的直接接触，保持了内部房间的低温度波动。

5、贮藏期流相防腐

主要利用流相风速内循环具有显著的防腐作用，同时协同SO

5.1利用流相风速内循环对葡萄灰霉病具有显著的抑制作用

流相风速内循环依托相温库子库上的流相防腐系统(图7)实现，实验得出，1.5m/s流相风速处理可抑制灰霉病菌的菌丝生长而显著减小病变直径。经1.5m/s流相风速处理的葡萄VC含量高于对照，此外流相风速处理诱导了葡萄防御相关酶的活性，包括CAT、TAL、POD、SOD、GIU和CHI。此外，流相风速处理能较好地保持葡萄果实的质量损失、果实硬度、可滴定酸(TA)和总可溶性固形物(TSS)等营养品质。风速主要通过损伤灰霉菌菌丝和孢子结构，提高葡萄果实的抗病性来提高葡萄的贮藏品质，虽然流相风速处理不能杀菌致病真菌，但是其可抑制真菌活性和提高果蔬抗病性的特性。

(1)流相风速处理对葡萄灰霉病菌斑直径的影响

如图10所示，CK组(对照组，0m/s风速处理组)和AFIC组(1.5m/s流相风速处理)在贮藏期间，接种后果实的损伤直径增大。AFIC治疗的病灶直径明显小于CK。CK在20d、30d和40d时的病径分别为0.23cm、0.62cm和1.02cm。流相风速处理组的病变直径分别为0.02、0.32、0.55cm，明显低于对照组(P<0.05)。与对照相比，葡萄的损伤直径分别下降了91.3％、48.4％和46.1％。这说明，流相风速处理能有效抑制鲜食葡萄灰霉病菌在0℃下的生长，减小病变直径。这可能是由于空气流速阻力使分生孢子弯曲，导致孢子释放减少所致。

(2)流相风速处理对葡萄灰霉病症状的影响

CK组和AFIC组的病情严重程度均随贮藏时间的增加而增加(图11)。但是，风速处理对葡萄灰霉病的控制是有效的，接种灰霉病菌30d后，0℃条件下CK组明显扩大。AFIC组病斑直径在第30d和第40d的明显低于CK组。结果表明流相风速处理对灰霉病菌有抑制作用，这可能与它对灰霉病菌的直接抗真菌能力有关，而且根据风速体外抗真菌活性的结果能够推测风速潜在的抗真菌活性可能与其能够导致灰霉菌的菌丝和孢子的损伤有关，为了证实这一假设，我们用扫描电镜观察了灰霉病菌菌丝的形态。

(3)流相风速对灰霉病菌形态的影响

流相风速处理组和CK组灰霉病菌贮藏40d后的菌丝形态见图12。CK组菌丝大小均匀，表面光滑、致密、完整。与此相反，经风速处理后的灰霉病菌细胞萎缩、孢子脱落，塌陷，菌丝扭曲，萎缩、稀疏，菌丝减少，部分菌丝断裂成小块。流相风速处理对组菌丝和孢子造成损伤。结果表明，AFIC处理可破坏灰霉病菌的完整性，改变细胞表面形态。风速处理损害了灰霉菌细胞膜完整性，同时，菌丝形态的变形会导致细胞内渗透压的失衡和细胞内容泄漏，造成细胞损伤。孢子的生存能力容易受到空气流动、氧气等外部压力因素的影响，菌丝形态的改变可能与细胞膜损伤和细胞物质泄漏有关，细胞膜的损伤导致酶反应阻滞和细胞质渗漏，这些可能会进一步导致真菌细胞坏死。

(4)流相风速对葡萄果实防御酶活性的影响

防御酶参与植物组织多种信号分子的生物合成。与对照处理相比，经风速处理的葡萄CAT酶活性均有显著提高，风速处理组的CAT活性在贮藏10d后显著升高(P<0.05)，在第20d达到峰值，为5.12Ug-1，然后下降趋势，但是其活性均显著高于对照组(图13中A)。对照组和风速处理组的PAL活性均先升高后降低(图13中B)，风速处理能有效提高PAL在贮藏期的活性，在10d、20d和40d时，风速处理的果实PAL活性显著高于CK，分别是CK的2倍、2.3倍和1.5倍，风速组的PAL峰值比CK组高14％。风速处理组和对照果实的POD活性在贮藏期间均呈上升趋势(图13中C)，0～20d时，CK和风速处理组的POD活性无显著差异，贮藏20d后，风速处理组的POD活性显著高于CK组(p<0.05)。风速处理组和对照果实的SOD活性均在贮藏20d内急剧上升，随后逐渐下降。与对照组相比，风速处理在整个贮藏过程中均显著保持较高的SOD活性(P<0.05)(图13中D)。GLU活性与PAL活性呈现出相同的趋势，在40天的贮藏期间内，各处理GLU活性均有增加的趋势(图13中E)。与对照处理相比，贮藏10d后风速处理组CHI酶活性显著提高(P<0.05)，风速处理组的CHI值最高达35.82％，是对照组的1.74倍在第20d(图13中F)。

各种非生物技术和生物制剂诱导果蔬产生防御抗性是常见的控制果蔬采后病害的方法。SOD、POD、CAT和PAL是与植物采后抗病性密切相关的防御酶。超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶在清除活性氧、降低膜脂过氧化水平、提高植物抗逆性等方面发挥重要作用。SOD是生物体内天然的自由基清除剂，它可以催化O

5.2葡萄SO

子库内循环通风系统，如图7，由上下通风口组成，背向采用铝箔蛇形管或PVC管(FT)由法兰盘连结而成，上孔安装轴流风机，风量是库容积的30-40倍(7000-8000m

相温库配套的气体间歇熏脱设备的工作原理和应用效果如图14。气体间歇熏脱设备21的SO

葡萄保鲜的技术瓶颈是霉菌侵染腐烂，主要是灰霉病和霜霉病，传统技术使用亚硫酸盐粉剂或片剂，潮解释放SO

(1)不同SO

SO

(2)不同SO

相对电导率可以反映葡萄果蔬遭受外界SO

(3)不同SO

失重、腐烂、落粒、漂白是葡萄保鲜的主要难题。如表1，红提葡萄贮藏180天，对照组保鲜剂缓释长时间SO

表1不同处理组红提葡萄贮藏180天时的失重率、腐烂率、脱粒率和漂白指数

数据表示为平均值±标准偏差，各行处理间字母相同表示无显著性差异(P＜0.05)。

(4)不同SO

亚硫酸盐类保鲜剂可导致荔枝PPO活性增大。由图17，贮藏过程中红提葡萄PPO活性呈现先上升后下降趋势，1000ppm循环熏蒸120min处理组，变化程度最大，贮藏至90天，PPO活性为13.2U/g，且下降最快，可能是由于SO

(5)不同SO

葡萄耐受SO

(6)不同SO

由图19，贮藏过程中CK组和TR1处理组的丙二醛含量上升速度高于TR2和TR3处理组，脉冲式循环熏蒸30min，然后快速脱除SO

(7)不同SO

由图20，随着贮藏时间的延长，果肉中SO

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。