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1.呼吸作用
呼吸是植物吸收氧氣,而將體內貯存的有機物氧化產生二氧化碳、水和能量的作用,採收後的蔬菜為維持生命,必須進行此作用以維持正常的代謝作用及能量的來源。
但採收後的部分已被切離母體,得不到養份的供應,或來不及重新合成,必須仰賴採收前所貯藏的養份供應維持生命所需,所以當某種蔬菜的代謝反應愈旺盛,則對能量的需求就愈大,所表現的呼吸作用就愈強盛,亦即產品整體的呼吸作用強度可反映產品內部生理活動的強弱,因此測定蔬菜的呼吸作用強度可作為採後處理的指標。
如小白菜的呼吸率遠大於甘藍,故保鮮期限較甘藍短。
另呼吸作用而釋放出來的熱稱為呼吸熱,產品如果堆積太多,或包裝後通風不良,將會因呼吸熱累積造成產品中心發熱而嚴重損耗產品品質。
2.蒸散作用
植物組織內的水份以水蒸氣的狀態由葉片及莖的氣孔蒸散掉稱蒸散作用,採後的蔬果會因蒸散作用使得重量損失、萎凋、質地軟化、失去脆度及加速老化,降低營養價值。
由於葉菜類的表面積大,表皮的角質層較薄,蒸散面積大,故失水較快,若以降低溫度及增加濕度的方法則可以減少蒸散,例如小白菜等葉菜,可以忍受澆水,所以採用冰水預冷或販賣時經常噴水,均有減少蒸散失水的效果。
3.乙烯的生成及作用
乙烯是一種氣體狀態的植物荷爾蒙,只要極微量就會影響植物的生理變化,少量的乙烯會促使具後熟性水果提早後熟,即催熟作用,具後熟性水果後熟時會產生大量的乙烯。
在蔬菜亦會生乙烯,一般產生量都很低,但有些更年性果菜類如苦瓜、洋香瓜及番茄等則在後熟時期則會大量釋效乙烯。
乙烯對植物的不良影響有:
促進呼吸作用,促進後進老化,破壞葉綠素使綠色蔬菜黃化,促進離層產生使葉片脫落,促進組織纖維化,有的引起生理障礙,如結球萵苣的銹斑病,使葉柄上出現紅褐色的斑點,如同生銹斑影響商品價值。
4.成份變化
葉菜類採收後許多成份仍不斷變化,如水份含量降低使脆度降低。
綠色蔬菜因葉綠素分解使其含量降低,顏色轉黃,紅色蔬菜有的顏色變淡,有的則因失水而變成褐色。
糖份含量因呼吸作用消耗而降低。
維生素及有機酸含量降低,葉菜類含有許多膳食纖維,採後因素會影響組織細胞壁的成份變化,失水及乙烯均會促進木質化及纖維化而降低品質、口感及食味。
香氣是揮發性物質,各種葉菜類有其特有的香氣,採收成熟度及貯存的環境會影響香氣的產生與釋放,堆積在缺氣的環境中會產生異味。
5.生長
多數蔬菜含有頂芽生長點,採收後生長點繼續長新芽而消耗植體的養份,如蘆筍莖彎曲,蒜頭馬鈴薯發芽等生長現象將使產品品質降低,溫度愈高生長現愈明顯,溫度低則生長較緩慢。
三、影響產品品質劣變的因素
蔬果的品質除了受上述本身的生理變化影響外,外界環境性、機械性及病理的傷害均會使得品質降低,甚至腐爛而完全失去商品價值。
就環境性因素有下列幾項:
1.溫度
蔬果的品質受溫度的影響極大,通常在適當溫度範圍內,每增加10℃,產品敗壞速率加速2~3倍,並加速產生生理劣變及由病菌引起的腐爛,所以產品採收後若能立即做預冷降溫,則可以迅速降低呼吸、蒸散作用及許多生理活動與病原菌的繁殖,對產品的保鮮有很大的效用。
2.濕度
蒸散速率與周圍大氣中的相對濕度有負相關關係,即相對度愈高蒸散速率愈低,葉菜類本身含水量高,其組織細胞間隙充滿的大氣通常接近100%的相對濕度,故外界相對濕度低則快速蒸散,因此貯藏時需泣意冷藏庫維持高濕度,或以包裝袋包裝,使維持其週圍高濕度,減少蒸散失水,保持高鮮度。
3.大氣組成份
空氣中含氧約21%,二氧化碳約0.03%,貯藏環境中降低氧氣濃度,提高二氧化碳濃度,可使產品降低生理活性及延長貯藏壽命。
若氧氣與二氧化碳濃度有嚴格精確的控制在最適濃度範圍,達到保鮮的目的,稱為氣調貯藏(CAstorage),若使用適當包裝材料使產品在包裝袋內自發性的降低低氧與升高二氧化碳,稱氣變貯藏(MAstorage)。
但各種產品對低氧及高二氧化碳的忍受不同,氣變貯藏沒有精確的控制,有時容易造成氧氣過低或二氧化碳累積過高而遭受生理障礙。
乙烯會促進蔬菜老化,不同產品對乙烯的敏感度不同,對乙烯敏感的作物使用乙烯吸收劑能有效減輕乙烯的不良影響。
4.光線
葉菜類在田間,葉片組織進行光合作用,葉色呈濃綠色或呈其特有的淺綠色,採收後在沒有光線的環境下,葉綠素漸漸分解,葉片綠色逐漸減退轉黃,降低商品價值。
而馬鈴薯在照光情況下會綠化影響品質。
5.其他因素
採收後表面擦傷、折傷、壓傷等物理傷害會加速腐敗。
使用殺菌劑、植物生長調節物質有的會延緩產品內在因素所引起的變敗,但要注意使用合法的種類及合理的濃度。
四、採後處理技術
1.採收
採收時須注意適當的成熟度,成熟度太低品質不良,太高容易老化。
儘量維持產品完整,減少機械傷害.受傷產品不僅影響外觀品質,同時容易使微生物入侵而導至高腐爛率。
採收時期儘可能利用氣溫低的時候,或儘早放至陰涼的地方,減少田間熱的累積。
2.預冷
預冷之目的乃是在蔬果運輸、貯藏或加工前迅速移去田間熱,使產品溫度降低而保持產品之新鮮品質。
凡易腐之蔬菜,預冷可顯著減少其損耗。
預冷是使大量產品在短時間內降溫的技術,是優良溫度管理之第一步,。
正確預冷可抑制腐敗微生物生長、酵素作用、呼吸率及減少水份散失。
預冷方法有:
加碎冰(topicing)水冷(hydrocooling)、室冷(roomcooling)、強風或差壓預冷(forcedaircoolingorpressurecooling)、真空預冷(vacuumcooling)。
可因產品種類、處理現況及經濟條件而選用不同之方法。
以下就目前國內外常用的預冷方法逐一介紹。
(1).冰水預冷(Hydrocooling)
冰水預冷是以冰水為冷卻介質的預冷方法,操作方式可分為(I)連續式(II)分批式兩種,連續式設有鏈條輸送帶,將產品放在輸送帶上慢慢通過冷卻室。
分批式一般設有吊車或利於起重車操作的滾輪。
冷卻室處理方式有沖淋式如甜玉米,及流水浸泡式如竹筍,一台商業用的沖淋式預冷機其冰水沖淋的水量應達400~600公升/分鐘/平方公尺作業面積。
水的降溫處理一般有(I)直接應用冷凍系統的蒸發器(II)儲冰系統(冰水槽可蓄冰用)(III)利用外來冰塊(可節省設備費)。
冰水是吸熱效果最好的介質,所以冰水預冷如產品能忍受冰水處理且依照正確的方法來操作是一種迅速且有效的預冷方法。
要使預冷能順利進行,必須使冰水溫度維持在1℃左右,因此預冷設備必須有足夠的冷凍容量才行。
使用冰水預冷常發生的毛病:
(I)水的溫度不夠低(II)水的流速或沖淋的水量不夠大(III)產品在預冷機中停留時間不夠長,因此使的預冷效果大打折扣,另外由於冰水是循環使用,經常會累積大量有機質及腐敗微生物而污染產品,因此須隨時注意冰水槽中之水質,並不時加入殺菌劑如100ppm氯水消毒。
適合選用冰水預冷的蔬菜有竹筍、蘆筍、芹菜、莧菜、空心菜、網紋洋香瓜、毛豆、豌豆莢、敏豆、甜玉米等。
(2).室內風冷(Roomcooling):
在美國以冷空氣作為預冷介質常廣泛應用於水果的預冷,但不常用於蔬菜,但在日本大都應於蔬菜。
使用冷藏庫中的冷空氣預冷須有下列條件才行:
(I)冷風循環須充分使庫房溫度平均。
(II)產品周圍風速應有1~2公尺/秒,待冷卻作業完畢,貯藏作業開始時,風速可降至0.05~0.1公尺/秒。
(III)堆積方式需使冷風流暢。
(IV)包裝箱本身需透氣性良好。
室內風冷的優點是操作簡單.只要具備一般的機械冷藏庫即可進行。
但由於冷空氣本身的吸熱效果差,冷卻效率低,預冷時間通常需要4~24小時以上,因此通常只應用於貯藏前預冷,較少應用於運輸前短時間預冷。
適宜室內風冷的蔬菜有胡蘿蔔、甘藍、結球白菜、花椰菜等,大宗貯藏的產品。
(3).壓差預冷(Forced-aircooling)
壓差預冷是室內風冷的改良方法,其與室內風冷不同在於使用抽風扇使包裝箱兩側造成壓差,使冷風由包裝箱之一側經過包裝箱通風孔進入箱內與產品直接接觸,將熱帶走,在短時間內使產品的溫度迅速降低。
依產品的堆疊、排列方式可分為隧道式(中央吸引式)、冷牆式(壁面吸引式)等,抽風扇風靜壓須在50㎜水柱以上,每公斤產品須要.有0.05CMM以上的風量(CMM,立方公尺/分鐘),抽風扇風壓(或風量)愈大,冷卻效率愈高,但相對耗能也愈大。
一般而言壓差預冷效率較室內風冷快4~10倍,例如草苺在0.5℃冷風中壓差預冷,可在1小時15分鐘內由24℃降至4℃,對於許多不適冰水等其他預冷方法的產品,壓差預冷是一種很理想的預冷方式。
壓差預冷的唯一缺點是操作較繁雜,產品須依一定的方式排列,若排列不良造成抽風時壓差無法形成,則使預冷效率大打折扣。
(4).真空預冷:
真空預冷是將產品放在一個耐壓倉中,然後抽氣降低倉內壓力,在正常大氣壓力下(760毫米水柱),水的沸點是100℃,隨著氣壓力的降低,水的沸點降低,當壓力降為4.6毫米水銀柱時,水的沸點降低為0℃,水由液態變為氣態帶走大量的熱,產品溫度亦迅速降低。
由於真空預冷是靠水的蒸發帶走熱,故產品每降溫5℃,約失重1%,通常真空預冷時產品約須失重1.5%~5%不等。
由於真空預冷所失去的水份是自產品表面均勻蒸散,只要失水率在5%以下,產品因真空預冷所造成的萎凋情況不明顯。
較新型的設備則在壓力倉頂部加裝灑水製置預先加濕。
真空預冷快速,通常在10~30分鐘內完成,表面積與容積比大的產品降溫速度更快,如結球萵苣等,且適合己使用具通氣孔塑膠膜包裝的產品,在日本部份根菜類及果菜類如胡蘿蔔、甜椒等亦採用真空預冷。
(5).碎冰預冷:
碎冰預冷是在包裝箱內加上碎冰,當冰溶化時以相當快的速度使產品降溫,碎冰預冷的優良是可以維持產品在低溫高濕下一段相當長的時間,尤其在沒有冷藏或保溫的運輸設備情況下,另外不需精良的設備,是最容易做到的預冷方式。
而其缺點是冰水增加重量增加運輸成本,若使用紙箱包裝內部須襯塑膠袋防止紙箱吸水軟化,或須使用耐水性的包裝箱,則將增加包裝成本。
適用碎冰預冷的產品有芹菜、小包裝蔬菜、菜豆、青蔥、青花菜等。
3.低溫貯藏
低溫貯藏是維持蔬菜品質最常用之方法,因為低溫對蔬果可以:
(1)延遲代謝之進行及降低呼吸熱之產生
(2)減少失水及萎凋。
(3)減少病原菌之侵入。
(4)延遲不良之生長(如發芽、長根等)。
冷藏庫內溫度上下起伏之差距,會影響蔬菜儲存期限。
溫度起伏越大,對蔬菜長期儲存之不良影響越大。
它會造成失水及表面凝結水,並易引微生物侵入。
維持冷藏庫內溫度均一相當重要,否則蔬果溫度較高部份會提早後熟而溫度較低部份後熟較緩,於是後熟及未後熟之蔬果裝一室,產生之問題較多。
許多蔬果在非凍結之溫度下,會受到傷害,此即寒害。
這些蔬果在該溫度下,組織脆弱,無法正常進行代謝作用,於是生理、生化發生不正常反應。
往往產品從低溫移出後,才表現異常症狀,如:
表面凹陷、表皮白皙、內部變色或不正常後熟等。
4.癒傷處理
有些蔬菜在採收後儲存前,必須經過癒傷處理,使傷口癒合,再予以貯藏,以減少腐爛率,如:
馬鈴薯、甘藷、洋蔥等。
5.照射處理
有些蔬菜儲存後會發芽,影響儲存期。
照射處理可抑制發芽,延長儲存期。
如:
馬鈴薯、洋蔥、大蒜等。
6.化學處理
有些蔬菜可於採收前或儲存時,噴灑發芽抑制劑以抑制發芽,而有助儲存。
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