化学硬水软化的方法范例(3篇)
化学硬水软化的方法范文
一、选择题:
1.
下列关于自然界中水的说法错误的是(
)
A
.
化肥、农药的不合理施用,会造成天然水体的污染
B
.
天然水中硬水属于混合物,软水属于纯净物
C
.
自来水厂通过沉降、过滤、吸附、X菌消毒不能将海水淡化
D
.
自然界的水经过蒸馏得到的水,氢气燃烧生成的水都是纯净物
2.
下列关于自然界中的水的说法正确的是(
)
A
.
水蒸气遇冷凝结成水,说明水分子体积变小
B
.
水通电分解时产生的氢气和氧气质量比为2:1
C
.
通过电解水实验说明水是由氢氧两种元素组成的
D
.
天然水经过自来水厂净化后得到的是纯净物
3.
我国开展“中国水周”活动的宣传主题是“加强河湖管理,建设生态文明”,下列关于自然界中水的说法错误的是(
)
A
.
水的天然循环主要是通过物理变化完成的
B
.
化肥、农药的不合理施用,会造成天然水体的污染
C
.
天然水中加入明矾净化后可直接饮用
D
.
天然水净化成自来水过程中,既有物理变化,也有化学变化
4.
超轻水,又称“低氘水”,它是采用高科技制造技术,降低自然界水中的氘含量而生产的高端饮用水,日前超轻水在欧美、日本已经广泛地用于癌症防治、保健养生、美容护理等领域。下列关于超轻水的说法中正确的是(
)
A
.
超轻水不属于氧化物
B
.
超轻水和普通水的化学性质相同
C
.
超轻水中水分子不运动
D
.
饮用超轻水对身体没有益处
5.
下列关于自然界中水的说法不正确的是(
)
A
.
将井水煮沸腾既能使其硬度降低,又能消毒
B
.
软水是指不含Ca2+、Mg2+的水
C
.
可用肥皂水区别硬水和软水
D
.
我省人均淡水资源量匮乏
6.
自然界的水都不是纯水,日常生活用水需经自来水厂净化处理.下列净水过程中,发生了化学变化的是()
A
.
从水库中取水
B
.
将含有泥沙的水静置分层
C
.
过滤水
D
.
将氯气通入水中X菌消毒
二、填空题:
7.
生活离不开水,自然界的水需要经过净化后进行使用。
(1)
明矾可用于净水,是因为明矾溶于水生成的胶状物可以________悬浮于水中的杂质,使之从水中沉降出来。
(2)
对于静置沉淀、吸附沉淀、过滤、蒸馏等净化水的操作,只能去除不溶性杂质的是________;单一操作相对净化程度较高的是________。
(3)
硬水给生活和生产带来很多麻烦,因此使用水时,常需要检验水的硬度。生活中检验饮用水是硬水还是软水通常用________。
(4)
饮用水硬度达到一定程度对人体有害,因此在饮用前降低水的硬度至关重要。生活中降低水的硬度通常采用的方法是________。
(5)
实验室常用过滤的方法分离可溶物和不溶物。用到的仪器有带铁圈的铁架台、玻璃棒、烧杯和________,其中玻璃棒的作用是________。
8.
如图是水的电解实验装置图,请回答下列问题:
(1)
①该反应是将电能转化为________能;与a管相连的是电源的________极(填正或负)
②检验b管内气体的方法是________
③若a管收集到8mL气体,则在相同条件下b管应收集到的气体是________mL。
(2)
从微观上分析:下列说法正确的是________(填字母)。
A水是由氢气和氧气组成的
B水是由氢原子和氧原子构成的
C每个水分子是由2个氢原子和l个氧原子构成的
(3)
写出电解水的符号表达式为________。
(4)
水对于人类的生产和生命活动有重大的意义。生活中可以用________区分硬水和软水,通过________的方法将硬水软化
9.
水是生命之源,人类的日常生活与工农业生产都离不开水。自然界中的水含有许多可溶性和不溶性杂质,通过多种途径可以使水得到不同程度的净化。
(1)
用如图的简易净水器处理河水,下面对该净水器分析正确的是(_______________)
A
.
能X菌消毒
B
.
①是石英砂
C
.
能得到纯净水
D
.
③主要起吸附杂质的作用
(2)
硬水中含有较多可溶性钙、镁化合物,长期饮用硬水可能会引起体内结石。如图的简易净水器________(填“能”或“否”)将硬水软化。生活中用________法软化硬水,实验室中常用________法软化硬水。
(3)
从化学视角来看水:在电解水的实验中,
正极端和负极端产生气体的体积比约为________,由此可知水是由________组成的;写出此反应的符号表达式________。该反应所属的基本反应类型为________反应。
(4)
某学生取一定量的湖水进行过滤实验,在过滤操作后发现液体仍有浑浊现象,请你帮他找出造成此现象的一种可能的原因________。
10.
水是生命之源,人类是自然之子,水则如同孕育生命的母亲。
(1)
图1:“诗画瘦西湖,人文古扬州”。清澈的瘦西湖水是________(填“混合物”或“纯净物”)。经检测,湖水为轻度富营养化,是由________(填元素符号)元素引起的。
(2)
图2:在水蒸发的过程中,下列说法正确的是________(填字母)。
a.水分子大小改变
b.水分子之间间隔不变
c.氢、氧原子不变
地下水中的颗粒和细菌等杂质比湖水、河水等地表水中的少,请写出一个原因________。
(3)
图3:通电一段时间后,若A管中收集2L的气体,则B管内收集的气体体积约为________L。电解时,加入少量NaOH能增强导电性,是因为其溶于水能产生自由移动的________和________(填离子符号)。电解水的化学方程式为________。
化学硬水软化的方法范文篇2
建筑工程是经济发展中不可缺少的重要组成,经济越是发达的地区,对建筑质量的要求就越高,我国经济一体化,推进了城镇化进程,建筑工程的需要量不断攀升。建筑市场竞争越来越激烈,要想在竞争中赢得市场,核心能力就是技术问题,只有施工单位掌握了技术,才能抢占市场先机。对软地基处理是一项基本技术,影响着企业发展是否顺利,只有掌握技术,才能最终形成市场核心竞争力,满足企业健康持续发展。
1软弱地基形成的原因
软弱地基是经常遇到的问题,其成因较多,通常情况下,是在地基形成过程中,受到不同材质影响导致的,不同材质有不同的质地和质量,如果材质是软弱的那么很容易就会形成软地基,多数情况下,淤泥、杂土等容易出现软地基,对地基建设不利,这些材质的地基不受地质变化影响,或者影响较小,不能形成稳定结构。通过总结,我们看到软地基有如下几个特点:一是稳定性不够,软地基是自然的产物,地质变化对其影响不大,地表风化作用也影响不到,只有通过外部改变才能改变,特别是环境的变动对其影响较大,稳定性较差。二是强度不足,软地基没有一定的抗压能力,其自身硬度不够,地基较软,不能承载更多的压力,如果施工中遇到软地基,就需要利用大量人力财力物力进行补救,达到使用程度才能进行下一步施工;三是压缩空间大,正由于没有受到外界影响,软地基才具备可压缩空间,这种空间由后期施工决定的,往往影响着整体工程进度;四是沉降量大,施工中产生的压迫,导致软地基沉降发生,影响到施工质量。
2软弱地基的处理方法
软弱地基是需要正确方法来处理的,只有方法得当,才能处理好不同成因的软弱地基,确保工程稳定性。那么,在长期发展中,建筑软地基处理已经有了许多成型的经验,分析成因,按方法进行处理,就会建设出精品工程,如果处理不得当,就会导致建筑物质量不合格,给人民生命财产安全带来隐患,只有施工单位加强重视,提升技术能力,才能保证不出问题,以下介绍几种常用的软地基处理方法,仅供参考。
2.1预压法
预压法是一种常用的方式,在实践中主要有两种方式,一是堆载预压,二是砂井预压。主要用来解决软土排水固结问题,通过这种方式处理的软地基,能够达到增强抗剪强度和能力的目的。这就需要在实际工程中,根据不同的情况进行选择使用,预压目的不同,结果就不一样,利用预先荷载加压,可以有效地降低建筑物沉降量几率;利用建筑物本身的荷载分级加荷进行预压,可以有效解决地基强度问题,进一步提升地基承载力,保证地基稳固。砂井预压法主要就是在土层中按一定距离设置砂井,解决排水边界问题,能够快速解决软土固结和预压时间。
2.2挤密法
主要针对自然条件不具备的地质条件,能够通过挤密,使原有软地基密度加大,可以利用打孔的形式,把砾石填进去,这种坚硬材料能够有效提升地基坚硬程度,保证密度较低的松散地基达到施工使用标准。
2.3换填垫层法
选择使用符合工程标准的材料,把原来的替代掉,进一步稳固地基,强化其外应承压力。
2.4深层搅拌法
测算地质化学属性,利用固化剂,使软变形态,然后使用高转速搅拌机进行快速搅拌,使固化物和软土基混合,饱和度高的软土地基多采取这种方式,其效果较为明显。
2.5高压喷射注浆法
利用高速度的强压,注入水泥浆液,强大的喷射,使软土地基改变固有结构形态,产生另一种全新的材质,形成另外的地质固化物,最终达到施工目标。
2.6灌浆法
通过大型钻机打孔,向孔内灌浆,提高软地基密度。
3软弱地基局部处理
土木工程建筑会遇到不同的地基形态,在充分考虑安全和质量的前提下,需要正确处理软地基,大面积的软地基影响工程稳定性,但是局部软地基则不会影响到工程质量和稳定,也就是说,要根据不同的情况,具体问题具体对待,在对软地基处理中,多数情况下都是局部处理,要想正确地处理好软地基,就需要进行前期科学的全面调研,掌握当地地质情况,通过对建筑工程的分析,找到软地基处理方式,做好局部处理,只有有针对性的处理,才能既节省资金,又符合实际,确保工程进度统一协调推进。
3.1松土处理
松土是经常遇到的情况之一,对松土的处理需要根据实际情况而定,松土范围不大时,应该进行挖掘,把小面积松土及时挖掉,通过换材质的方法,改变松土结构,可以使用砾石等硬度强的材料进行回填,在过程中需要洒水处置,进一步提升土层厚度,确保实压实,要合理控制好每层的厚度,保持到20cm左右为最佳,有些地基需要利用添加钢筋的方法,全面保证地基硬度,这就需要根据工程情况而临时设定了。
3.2砖井和土井处理
砖井在基槽的中央位置处于密实状态时,一定要确定槽底位置,把井的转圈全面放低,保持在其下1m处左右,利用灰土夯实,直至槽底;井直径1.5m以上的情况,要保证上部硬度和刚度,需要利用钢筋做墙内地基,这样地基梁跨越砖井才能稳固;井在基础转角处要进行全面加固,拆除回填做好前期准备,方法正确才能有效控制进度,保证质量。
3.3局部范围内硬土处理
为了保证建筑物不均匀沉降,需要对不同区域的地质进行测算,有的软有的硬,就会产生不规则沉降,那么当遇到硬度面积不大的时候,就需要对硬度部分进行处理,可以挖掉硬度部分,使各个区域的地质保持一致,保证建筑的水平。
3.4管道的处理
地基施工中一定会有管道施工,那么如何处理好地基中的管道,则是一个技术问题。管道因为是上水或者下水,长年处在受侵蚀状态,如果处理不好,就会浸泡地基,有些管道材料不好,容易出现地下漏水的情况,所以说,在进行管道预设时需要考虑周全,各种情况均可能发生,只有处理好管道问题,才能从根本上避免出现漏水、渗水的情况,这样就能保证地基干燥,不受水浸影响。在安装时,不能破坏管道走向,更不能破坏地基基础,正确处理管道和地基的关系,能够有效降低沉降的产生。
3.5橡皮土的处理
橡皮土是术语,主要就是指粘土的加工土,所谓粘土的加工土就是含水量比较多的土在进行排水以后所形成的,这就是技术上说的橡皮土。只有能过反复的晾晒,降低水分,或者使用白灰沫降低土层含水量,才能进一步强化土层强度。
4建筑设计处理措施
有些软弱地基还能通过预先设计进行缓解,只要运用得当的方法,才能有效避免软弱地基对建筑物的影响,保证建筑物不发生不规则、不均匀沉降,这种方式应用较为普遍。首先设计时要保证建筑使用功能,简单化处理设计图纸,不能过于复杂,通过划分分割使建筑物各个单元形成统一形式工,不断强化建筑物自我调节能力。挖基槽施工时,如果发现淤泥或淤泥质土时,可以先不考虑其形态,待重点建筑完工后,如果确实需要动再进行扰动,既降低成本,又节省时间。
5结束语
化学硬水软化的方法范文
关键词:柿(DiospyroskakiL.);单宁;脱涩;硬度;贮藏;保鲜
中图分类号:S665.2;TS255.3文献标识码:A文章编号:0439-8114(2012)07-1297-06
ResearchAdvancesonDe-astringentandStorageMethodsofPersimmonFruit
CHAIXiong1,JIANGXi-bing2,GONGBang-chu2
(1.ForestFarmofKaihuaCounty,Kaihua324300,Zhejiang,China;2.ResearchInstituteofSubtropicalForestry,
ChineseAcademyofForestry,Fuyang311400,Zhejiang,China)
Abstract:Thedemandofpersimmon(DiospyroskakiL.),agreenandhealthyfruit,isincreasingwiththedevelopmentofdomesticandforeignmarketeconomyandtheimprovementoflivingstandard.Therefore,itisvitaltounderstandthede-astringentmechanismandcharacteristicsofsofteneasilyandhardtostorageforthetechnologiesdevelopmentonde-astringent,storageandfresh-keepingofpersimmonfruit.theresearchaboutmechanismsandmethodsofde-astringent,storageandfresh-keepingtechnologyofpersimmonwassummarized;andputforwardfuturedevelopmenttrendwasputforwardbasedoncurrentresearchfindings.
Keywords:persimmon(DiospyroskakiL.);tannin;de-astringent;hardiness;storage;freshkeeping
柿(DiospyroskakiL.)属于柿树科(Ebenaceae)柿属(DiospyrosL.)植物,原产于我国长江流域及其以南地区,在我国已有3000余年的栽培历史,是我国特色果树之一。柿果实味甜汁多、营养丰富,除用作水果食用外,还具有较高的药用价值,属于极具特色的功能保健型果品。根据柿果实脱涩特性将其分为甜柿和涩柿两大类,在我国栽培的柿除罗田甜柿外其余均为涩柿,涩柿中单宁含量较高,涩味强烈,必须经过脱涩处理才能食用。然而,柿果实经过脱涩处理后极易软化,发生褐变,不耐贮藏和运输,直接影响了柿果实的商品价值,严重阻碍了我国柿业的可持续发展。因此,解决脱涩柿果实贮运过程中以保硬为中心的保鲜问题,寻找适合不同品种的脱涩及贮藏方法,是发展我国柿业的当务之急。本文对柿果实脱涩机理及不同脱涩方法、采后硬度变化机理及贮藏保鲜方法研究进行了综述,旨在为今后深入研究柿果实脱涩、贮藏、保鲜技术等提供相关参考。
1柿果实脱涩机理及方法
柿果实的涩味来自于其中的单宁物质,是诸多水果果实中单宁含量最高的水果,相当于其他水果10多倍甚至几十倍。关于柿果实脱涩的机理,研究者们普遍认为是由有涩味的可溶性单宁缩合、凝聚变成不溶性单宁所致。目前,有关涩柿果实脱涩单宁聚合的研究可归结为两种假说。其中一类即缩合学说,认为柿果实在脱涩过程中处在缺氧或无氧状态下,激活乙醇脱氢酶,产生大量的乙醛,促使具有涩味的可溶性、低分子单宁缩合,形成不溶的高分子缩合类单宁,使涩味消失[1,2]。另一类是凝胶学说,即柿果实在脱涩过程中与果肉中的果胶、多糖发生凝胶反应,形成凝胶,使涩味消失。目前,柿果实脱涩方法较多,最常见的归纳有如下几种。
1.1清水脱涩法
清水脱涩法分为温水脱涩和冷水脱涩。温水脱涩的原理是基于乙醇脱氢酶和丙酮酸脱羧酶在40℃左右活性最高,柿果实此时产生的乙醛最多,能缩短脱涩时间。温水脱涩法的关键是要控制适宜的水温。冷水脱涩则是由于柿果实在冷水中进行无氧呼吸产生乙醇、丙酮后转变为乙醛而脱涩。冷水脱涩柿果实酶活性较低,脱涩时间较长,但无需加温设备,果实比温水脱涩的脆。清水脱涩法方法简单,成本低,但脱涩后柿果味稍淡,不耐久贮,几天后颜色发褐变软,不适合大规模处理。
1.2气体脱涩法
1.2.1CO2脱涩法利用高浓度CO2产生缺氧的环境,诱导产生乙醇,乙醇在乙醇脱氢酶的作用下变成乙醛,乙醛与可溶性单宁发生反应使其变成不溶性树脂状物质而使柿果实脱涩。CO2脱涩分诱导期和自动脱涩期,诱导期需要CO2的存在,当诱导过程进行到一定程度后柿果实进入自动脱涩期,此时可在空气中自动脱涩,不需要CO2的诱导。CO2脱涩法能够很好地保持果实的硬度,但脱涩后柿果肉质一般,不能体现优质品种柔嫩的口感,易产生褐变。
1.2.2N2脱涩法高浓度的N2制造了厌氧的环境,使柿果实产生大量乙醛和乙醇,与可溶性单宁结合产生不溶性单宁而脱涩。采用N2脱涩法脱涩后的柿果实硬脆,无褐斑,然而不同品种对此法的敏感性、脱涩处理的时间长短存在很大差异,需要研究人员在脱涩时进行摸索验证。
1.2.3混合气体脱涩法混合气体脱涩即利用80%(体积分数)CO2和20%(体积分数)N2对柿果实进行脱涩。高浓度的CO2制造了无氧的环境,从而诱导产生乙醛使得柿果实脱涩,充入N2能克服由高浓度CO2引起的柿果实软化与褐变。混合气体脱涩法既能使柿果实快速脱涩,又能延长其货架寿命,然而此法操作成本高,只适合大规模生产。
1.3离子溶液脱涩法
离子溶液脱涩法的原理即利用溶液封闭产生无氧环境,离子渗入柿果实单宁细胞中促使可溶性单宁形成沉淀或与可溶性单宁结合产生沉淀,从而使柿果实脱涩。较为常用的离子溶液有石灰水、食盐和明矾溶液,其中的钙离子、钠离子、铝离子等均可渗入柿果实单宁细胞中,使得可溶性单宁形成沉淀而脱涩。采用离子溶液脱涩法脱涩后柿果实硬脆、味甜,且能够长时间贮藏,适合长距离运输。
1.4保鲜剂处理脱涩法
主要利用保鲜剂吸收果实的乙烯和降低O2含量来抑制成熟并脱涩。Matsuo等[3]报道,用呼吸抑制剂0.1%(质量分数)二硝基苯酚和1.0%(质量分数)的As2O3处理柿果实,均能使柿果实积累乙醇和乙醛而脱涩。此法虽能达到较好的效果,保持柿果实鲜脆的质地,但费用较高,食用安全性不是很高,并非绿色食品。
1.5其他脱涩法
1.5.1乙醇脱涩法乙醇能从果面渗入果肉,在乙醇脱氢酶的作用下变成乙醛与可溶性单宁结合而脱涩。
1.5.2乙烯利脱涩法脱涩速度快慢因品种、成熟度、乙烯利浓度、浸渍时间及气温高低不同,此法适于大量生产,但柿果实易变软,不利于运输。
1.5.3乙醇+CO2脱涩法采用乙醇+CO2处理比单独采用其中一种处理时柿果实中乙醇和乙醛累积多,因而脱涩快,果肉硬度下降较明显,其中CO2起主要作用。
1.5.4控释气体熏蒸剂脱涩法控释气体熏蒸剂是目前研究的最新果品催熟剂,用其催熟的柿果实具有色泽红艳、脱涩均匀、不易腐烂和口感新鲜香甜等特点。
1.5.5其他方法其他一些传统的脱涩方法如冷冻脱涩法、熏烟脱涩法、刺伤脱涩法、真空薄膜包装脱涩法等均被广泛应用于柿果实脱涩。
2柿果实贮藏保鲜技术研究
2.1柿果实采收后硬度变化及其机理研究
柿果实成熟期集中,采收后极易软化。其中果肉硬度是判断果实成熟衰老的一个重要指标,也是限制柿果实贮藏期限的重要因素。柿果实自采收之后硬度持续下降,且在呼吸峰到来之前果实已迅速软化(硬度小于2kg/cm2)[4]。柿果实在后熟过程中,随着硬度的下降,粗纤维、原果胶含量逐渐下降,并在接近软化时下降速率较快,果实软化后可检测到较高的可溶性果胶含量,表明果肉软化与果胶和粗纤维含量有着密切的关系。田建文等[5]通过生物统计学的方法,将与柿果实采后相关的多个理化指标与硬度之间进行了相关分析,发现硬度与可溶性固形物、粗纤维、单宁、原果胶、GA、CTK之间呈线性正相关,而与乙烯、ABA、细胞膜相对透性呈线性负相关。童斌等[6]研究发现,火柿及水柿果实采收后原果胶含量均下降,可溶性果胶不断增加,细胞膜透性与柿果实硬度呈明显的负相关,且水柿果实硬度下降及细胞膜透性增大速率均比火柿快。
当果实硬度下降时,细胞壁水解酶活性也在发生变化,在呼吸峰、乙烯峰到来之前,多聚半乳糖醛酸酶(PG)与纤维素酶(CX)均有高峰出现[4],PG、CX均为柿果实软化的重要酶,但其活性变化与柿果实硬度并不呈现线性关系,认为PG、CX等对硬度的影响可能决定于某一时期,而不是在整个过程中起作用。果胶甲酯酶(PME)对柿果实软化的作用研究存在一定的争议,张子德等[7]发现PME先于PG出现峰值,认为果实衰老软化与PME活性升高有关。钱永华[8]研究认为,柿果实在成熟过程中,随着乙烯含量的上升,首先启动PME活性,随后PG和CX活性增强,表现出PME、PG和CX在柿果实软化过程中的协同作用。但田建文[4]发现PME在后熟的早期活性高,此时果肉未软化、硬度高,但随着果实的成熟软化,PME活性逐渐降低,认为PME活性与硬度变化无必然的相关性。此外,研究发现,木葡聚糖内糖基转移酶、β-半乳糖苷酶等也对柿果实的软化有一定作用。
2.2柿果实贮藏保鲜方法研究
柿果实的硬度下降和极易软化给贮藏和运输等带来很大困难,使得其无法实现大范围的商品化销售和加工,严重影响了其商品价值。因此,对柿果实贮藏保鲜技术进行研究显得尤为必要。
近年来,已有不少关于柿果实的贮藏保鲜报道,其中物理方法贮藏、低温贮藏、气调贮藏、保鲜剂贮藏、综合贮藏等技术经过70多年的发展,正在成为有效的现代贮藏辅助技术,受到越来越多的关注。
2.2.1物理方法贮藏①热处理。热处理是目前柿果实贮藏前最主要的一种物理处理方法。热处理(包括热水、热蒸气、热空气和强热力风处理)在减轻果实冷害、降低呼吸作用、减少乙烯释放量、延缓成熟衰老以及延长贮藏期等方面有着显著的效果,并对采后果实病虫害的防治也有一定的作用。罗自生[9]用48℃热空气处理3h、44℃处理4h的方法减轻了扁花柿果实的冷害,抑制了呼吸速率和乙烯释放量的异常增加,减缓了膜透性的上升、增加了内源多胺含量,使果实能正常成熟软化。殷晓军等[10]的研究结果显示,35℃热处理抑制了脱涩火柿果实可溶性单宁含量的下降速率,使乙烯生成量降低和乙烯峰出现时间推迟,刺激了早期的呼吸速率,抑制了后期的呼吸速率,降低了PE、PG和纤维素酶的活性,从而达到了延缓脱涩柿果实软化及延长贮藏期的目的。②辐射处理。近年来,有些高科技正逐步应用于贮藏领域,主要有辐射保藏和电离处理技术。低剂量的辐射能延长果实贮藏期,推测其可能与辐射灭菌有关;同时,辐射处理还能辅助柿果实脱涩。
热处理和辐射处理等技术在果实保鲜上的有效性虽然得到肯定,但迄今为止,这些技术的单独应用尚很难获得令人满意的效果。
2.2.2低温贮藏柿果实采后自身的呼吸与新陈代谢仍在进行。温度是影响果实呼吸的主要因素,低温贮藏能有效地抑制果实的呼吸作用,降低乙烯生成量与释放量,并且能够抑制病原微生物的生长,减轻褐变腐烂。然而,低温贮藏并不能长期保持柿果实的硬度,随着贮藏时间的延长,柿果实极易发生褐变及软化。杨绍艳等[11]对磨盘柿果实进行了冷藏保鲜效果试验,结果是低温(0±0.5)℃条件下贮藏90d的柿果实硬果率降低到35.0%,且有8.3%的软烂,说明低温条件下磨盘柿果实的保脆完好贮藏期较短。
DeSouza等[12]认为柿果实冷藏后软化的主要原因是由于其果肉结构遭受破坏,使其变成凝胶果。导致这种破坏的原因可能与细胞骨架组织及内质网膜系统遭受破坏而改变柿果内蛋白与其他代谢物的合成与转运有关,致使其不完全成熟。为验证这种假设,DeSouza等[12]对采后的富有甜柿果实进行了3种贮藏处理:①对照处理,即将采后的柿果实保持在室温(23±3)℃的温度条件下存放;②将采后的柿果实置于低温(1±1)℃的条件下冷藏30d后放入室温保存2d;③将采后的柿果实在常温下放置(驯化)2d,然后置于低温(1±1)℃的温度下冷藏30d。试验结果表明,在①对照及③处理下,柿果实硬度降低,而可溶性固形物及抗坏血酸含量增加,且果实中内源-1,4-β-葡聚糖酶、PME、PG以及β-半乳糖苷酶活性增强;②处理下柿果实变成凝胶果,果实硬度降低,而各种酶活性未发生改变,推测可能是由于其细胞骨架遭受物理损伤所致。此外,在①对照及③处理下,与苹果菌素相关的蛋白质含量持续增加,表明这些条件确实有利于与细胞壁溶解相关蛋白质的合成与转运。柿果内质网膜细胞器中与热激蛋白(HSPs)相关基因转录产物富集,表明这些基因参与保护柿果实在低温条件下免受冻害。该试验验证了低温贮藏前常温驯化有利于热激蛋白的表达及细胞壁溶解相关蛋白质的合成与转运,这些基因的表达和作用使得柿果实正常成熟,延缓了低温冷藏条件下柿果实的软化时间,同样证实了乙烯产生的发展过程。
低温贮藏能在一定程度上延缓果实的成熟及软化,但若要进一步延长柿果实贮藏期还需要在低温的基础上配合采用气调或其他贮藏措施。
2.2.3气调贮藏柿果实能忍受较高浓度的CO2,适合气调贮藏。气调贮藏可延缓或抑制果实呼吸速率,减少乙烯释放量,抑制果实衰老的代谢进程,能很好地保持果实硬度、可溶性固形物及可滴定酸含量。气调贮藏主要分为调节气体贮藏和自发气调贮藏。
调节气体贮藏是一种人工改变贮藏环境中气体成分的贮藏方法。柿果实硬度的变化与气体成分组合有关,氧气浓度越高,硬度下降越快,但当气体中含有3%(体积分数)CO2时,O2浓度的高低对硬度变化无影响[13]。多数研究表明,柿果实长期贮藏最佳O2浓度为3%~5%(体积分数),CO2为3%~8%(体积分数)。气调贮藏可贮藏3~4个月,柿果实保持脆、硬而不变褐。减压贮藏也是气调贮藏的一种形式,就是通过降低气压,排除柿果实的内源乙烯及其他挥发性物质,从而抑制果实的后熟衰老。黄森等[14]利用减压贮藏的原理,提出了减压处理低乙烯MA贮藏技术,对陕西优良柿品种火罐柿进行了室温条件下的贮藏研究,结果表明这种技术能显著抑制火罐柿果实硬度的下降,延长果实贮藏期。目前我国大规模调节气调贮藏较少,主要是由于气调投资大、成本高,不适合我国目前的国情。
自发气调贮藏是指采用薄膜包装或覆被等方法,利用柿果实装袋密封后自身呼吸要消耗O2和放出CO2的特性,减少袋内O2含量和增加CO2含量,达到自发性气调的作用。李丽萍等[15]研究认为,真空包装处理能够明显抑制贮藏期间果实硬度下降、果实褐变率以及过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性。真空包装的柿果实通过自身呼吸作用,可降低袋内含氧量,抑制霉菌、好气性菌生长发育,控制柿果实变质[16]。此外,低氧、高CO2环境还能有效地减少柿果实呼吸作用,既脱涩又保鲜。常用于气调贮藏的薄膜包装主要有以下3种:不同密度的聚乙烯薄膜袋(PE)、有微孔的高密度薄膜袋(P-PLUS)和聚氯乙烯薄膜袋(PVC)。
2.2.4保鲜剂贮藏传统的果蔬贮藏保鲜措施如物理方法处理、低温贮藏等,只能给果蔬提供一个良好的贮藏环境,减缓乙烯的生物合成速度,减少贮藏环境中乙烯的存在,但难以从根本上解决果蔬的采后软化问题。
采用保鲜剂处理贮藏果蔬效果显著。目前在柿果实上应用的保鲜剂有赤霉素、水杨酸、石灰水、乙烯抑制剂、乙烯吸收剂、脱氧剂以及CO2释放剂等。然而,各种保鲜剂处理的方法及效果不尽相同。周筱玲等[17]在柿果实贮藏期采用乙烯抑制剂、乙烯吸收剂、涂膜剂、CO2释放剂、脱氧剂等对无核甜柿果实进行处理,用不同方式进行保鲜贮藏,研究各种保鲜因素对柿果实硬度的影响。结果表明,影响硬度指数的因素顺序为:贮藏方式>乙烯抑制剂>乙烯吸收剂>涂膜剂>CO2释放剂>脱氧剂。其中贮藏方式的差异达极显著水平,乙烯抑制剂、乙烯吸收剂、涂膜剂三者之间的差异均达到显著水平,而CO2释放剂与脱氧剂无显著差异。并根据以上结果得出最有效柿果实综合保鲜技术工艺。
乙烯与柿果实的软化有着密切的关系。抑制内源乙烯的生成对柿果实的贮藏保鲜具有重要的意义。
1-甲基环丙烯(1-MCP)为近年来研究报道较多的一种新剂型,是对人体无害、对环境无污染的高效乙烯受体抑制剂,其作用机理是1-MCP与乙烯受体结合,抑制了乙烯-受体复合物的形成,从而阻断了乙烯所诱导的信号转导及其催熟作用[18]。用1-MCP处理番茄、苹果、李、鳄梨、香蕉等多种果实均有抑制成熟、延长贮期的作用。朱东兴等[19]研究1-MCP处理对火柿果实在常温下贮藏效果及其生理变化的影响,结果表明,1-MCP明显降低了柿果实采后贮藏前期果实呼吸强度的上升,并延缓了呼吸峰出现的时间及可溶性固形物含量的变化进程,一定程度上降低了膜相对透性,提高了硬果率。
1-MCP对柿果实具有明显的保硬、保脆作用,却无脱涩效果。研究表明,采用1-MCP处理并结合薄膜真空包装可同时达到柿果实保硬保脆并脱涩保鲜的效果,真空包装通过去除柿果实贮藏小环境中的氧气,增加果实无氧呼吸来达到既脱涩又保鲜的目的。张鹏等[20]对不同浓度1-MCP处理的磨盘柿果实采用PVC袋自发气调包装和真空包装两种方式,在室温条件下果实的生理变化规律及脱涩保脆效果进行了研究。结果表明,1-MCP结合单果真空包装处理有效抑制了柿果实硬度的下降、乙烯生成量和呼吸强度的增强、果实丙二醛(MDA)和果皮组织相对电导率的升高,可防止贮藏期间果实水分的散失,促进果实可溶性单宁向不可溶性单宁的转化,并使得磨盘柿常温货架寿命延长14d。
消除环境中的乙烯,抑制乙烯的生成也是延长柿果实贮藏寿命的重要措施。黄森等[21]的试验结果表明,乙烯吸收剂能有效地消除贮藏环境中的乙烯,抑制柿果实乙烯释放速率的增加,降低果实呼吸速率,延缓果实硬度的下降。
植物生长调节剂调节果实内激素的平衡,可减少其乙烯释放和呼吸强度、延缓后熟软化。常用于柿果实的为赤霉素,赤霉素对乙烯有拮抗作用,并可抑制叶绿素的分解,可有效地保持果蒂的绿色。俞秀玲等[22]研究表明,0.02%(质量分数)赤霉素处理柿果实有较好的保鲜效果,周筱玲等[17]的研究结果同样验证了这一结论。陆胜民等[23]研究了不同处理的吊红柿子常温贮藏下的生理和品质变化,结果表明,乙烯吸收处理和赤霉素浸果处理对柿果实的保鲜均有较好的效果,二者结合对柿果实的保鲜起增效作用,可大大减少柿果实的完熟率和腐烂率,延长果实脱涩时间,降低呼吸强度,维持较高的糖、酸、单宁含量。
钙处理也能增加柿果实的硬度和减缓软化。惠伟等[24]认为钙推迟衰老的作用机理主要是因为抑制了膜的崩溃,减少胞内呼吸酶与液泡内底物的接触以及过氧化过程中自由基对乙烯形成的催化,另外,钙可与果胶结合形成多聚体,抑制PG的作用。火柿采后通过减压方式渗透4.0%(质量分数)CaCl2,明显提高了柿果实的贮藏品质,显著降低了呼吸强度和细胞膜透性,抑制了PG等水解酶活性,延缓了硬度下降[24]。周瑞金等[25]以延津牛心柿为试材,对采后的果实采用不同浓度的CaCl2处理,结果表明,采后的柿果实用6.0%(质量分数)CaCl2处理能有效抑制其软化进程和单宁含量的降低,有效地延缓了果实后熟和衰老进程。
近年来发现水杨酸对采后果蔬的成熟也有调节作用,李丽萍等[26]研究发现,用0.1%~0.3%(质量分数)水杨酸处理磨盘柿,可以延缓果实硬度的降低。
2.2.5综合贮藏柿果实采收后生理变化过程极其复杂,这给其贮藏保鲜带来极大的不便。在贮藏实践中,往往采用多种保鲜措施相结合的方法对柿果实进行贮藏保鲜。
采用真空包装结合低温进行柿脱涩保鲜能较好地保持柿果实的硬度。日本是世界上柿果实贮藏研究较发达的国家,用瓦楞纸或聚乙烯薄膜单果包装+冷藏是日本科学家在对甜柿果实采后生理及贮藏特点的深入研究、对比后得出的结论,现已在实践中广泛应用,并形成生产规模。华中农业大学的研究结果表明,采用0.1mm低密度聚乙烯膜真空包装单果,于室温下保存50d不软化,于4~6℃下可贮藏4个月而无软化、褐变及腐烂现象,营养成分损失小于1%。曹永庆等[27]采用温度、保鲜膜、真空包装等不同处理相结合的方式,对磨盘柿果实进行保鲜试验研究,结果表明,0℃条件下真空包装冷藏能明显地延长磨盘柿保鲜期,在贮藏3个月后硬度仍能维持在1.97kg/cm2。
利用保鲜剂处理柿果实后低温贮藏也是一种较好的贮藏方法。柿果实采后常温下贮藏极易软化,冷藏虽能有效抑制软化,但果实对低温(0~4℃)敏感,易受冷害,表现为果实内部凝胶化[28],失去商品价值。研究发现1-MCP在减轻果实冷害方面具有明显的效果,张宇等[29]研究了不同浓度1-MCP对4℃冷藏条件下阳丰甜柿果实成熟生理和冷害发生的影响,结果表明1-MCP处理降低了果实细胞膜透性和丙二醛(MDA)含量,提高了超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性,推迟了冷害症状的出现;一定程度上抑制了多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性,延缓了乙烯释放高峰出现的时间并降低了峰值,从而延缓了果实褐变并延长了果实贮藏时间。
低温+MA结合保鲜剂的长期保鲜措施是近年来国内外研究较多的柿果实贮藏保鲜方法,也称为“冷库+MA”法,就是把柿果实放入薄膜包装袋中,加入脱涩保鲜剂、氧吸收剂、二氧化碳释放剂和乙烯吸收剂等,利用柿的呼吸和包装材料的透气性,在低温(0±1)℃的条件下,使柿果实在低O2高CO2的环境中延长贮藏期并达到低温脱涩的效果。Fumuro等[30]将日本柿果实品种Heratanenashi先用95%(体积分数)CO2脱涩,再于0℃贮藏,保鲜期达6个月。赵淑艳等[31]采用低温、保鲜袋包装,配合乙烯吸收剂、吸氧剂贮藏能有效提高磨盘柿的保鲜期,柿果实可保鲜4个月以上,基本上保持了柿果实的风味和品质,并保持了较高的硬度。占习娟等[32]的研究结果表明,鲜柿采用0.1%(质量分数)亚硫酸钠+0.3%(质量分数)植酸处理后,用冷藏+气藏方法贮藏效果最好,能有效抑制柿果实的呼吸作用,推迟呼吸跃变,延缓柿果实的生长,从而减缓柿果实的新陈代谢,保持柿果实的原有品质和色泽,不仅能使其脱涩,还能很好地保持柿果实的硬度,便于加工和运输;此外,该方法还能够有效地抑制PPO的活性,从而抑制柿果实在贮藏过程中褐变的发生。
3展望
我国柿产量位于世界第一。目前,柿果实采后脱涩以及如何保鲜保硬且长时间贮藏方面有一些研究,但尚未形成完整的技术体系,且距产业化发展的要求还有非常大的差距。具体表现在:尚未系统地对主栽柿品种适宜的脱涩处理及贮藏保鲜技术进行比较研究,对具体的脱涩方法、脱涩过程中的果实特征研究以及适合柿果实生理特性的保鲜剂及保鲜技术的研究较少;未形成系统的技术体系,其产业化推进的能力还比较差。
因此,应该借鉴并结合国外相关研究成果及先进技术,大力开展中国传统主栽涩柿品种的采后脱涩以及贮藏保鲜方面的基础研究,并不断推广到实践应用中以寻求柿果实生产规模与经济效益的最大化。总结归纳可以从如下几点着手:①加强现有涩柿主栽品种脱涩技术指标的研究。对脱涩过程中功能成分(多酚等)的变化特点进行分析,以利于今后的果实营养评价;②加强传统的简易贮藏技术改造的研究。传统的简易贮藏技术操作方便,在满足国内鲜果市场、柿果实加工方面起着重要的作用,但传统的简易贮藏方法贮藏期短、软烂严重的问题非常突出,因此开发传统的简易贮藏技术改造研究具有迫切的生产需求性,如薄膜的选择、柿果实的处理等;③增强大规模的工业化贮藏、保鲜研究及技术开发。随着柿种植面积的扩大,柿果实加工、销售体系将逐渐形成,个体少量的贮藏、保鲜品将无法满足市场的需求。因此,应用果品贮藏的最新研究成果开展工业化柿果实贮藏、保鲜技术开发是必然的趋势。
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