处理水果和蔬菜的方法 |
|||||||
| 申请号 | CN201480059856.4 | 申请日 | 2014-10-28 | 公开(公告)号 | CN105705024A | 公开(公告)日 | 2016-06-22 |
| 申请人 | 琼安娜斯·阿德里安纳斯·玛利亚·霍夫安吉尔斯; | 发明人 | 琼安娜斯·阿德里安纳斯·玛利亚·霍夫安吉尔斯; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及处理 水 果和/或蔬菜的工艺，特别是梨果的涂覆工艺，所述梨果是例如苹果和梨。具体而言，使用物理处理对水果和/或蔬菜进行处理，所述物理处理特别是用冷 等离子体 处理，之后任选进行另一个处理。术语“水果”和“蔬菜”根据本发明以其广泛含义使用，包含所有种类的可食用的自然产物，包括 植物 学意义上的水果、梨果、假果(pseudo carps)、 块 茎、鳞茎、青菜、甘蓝等。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种处理水果或蔬菜的方法，其特征在于，在步骤(a)中使用表面介电阻挡放电等离子体单元对水果或蔬菜的外表面施加冷大气等离子体。 |
||||||
| 说明书全文 | 处理水果和蔬菜的方法[0001] 本发明涉及处理水果和/或蔬菜的方法，所述水果和/或蔬菜包括但不限于，蘑菇、花、马铃薯、洋葱、种子、鳞茎、块茎，本发明特别涉及涂覆梨果的方法，所述梨果是例如苹果和梨。具体而言，使用物理处理对水果和/或蔬菜进行处理，之后任选进行另一个处理。术语“水果”和“蔬菜”根据本发明以其广泛含义使用，包含所有种类的可食用的自然产物，包括植物学意义上的水果、梨果、假果(pseudo carps)、块茎、鳞茎、青菜、甘蓝等。 [0002] 在水果和/或蔬菜的贸易中，如梨果的贸易中，所述梨果包括例如并优选苹果和梨，贸易商持续面对着不断增加的要求。这些要求涉及以下内容或者与之相关：储存期限或保质期，残留物的量，特别是防腐剂、杀虫剂、杀真菌剂等的残留物；以及价格。 [0003] 例如，由NL-1031774、NL-2001567和EP-A-1 854 360可知，在水果和/或蔬菜(的表皮)上涂覆含有羧甲基纤维素、脂肪酸的蔗糖酯或果糖酯，以增加保质期和陈放保质期。特别地，保存在冷却单元(例如控制气氛冷却单元)中的水果和/或蔬菜，在任选地用水清洗后，可浸入所述涂层组合物或通过其他方式以所述涂层组合物涂覆。在具体的实施方式中，该涂覆工序之后进行干燥步骤。 [0004] 进一步，在生长中的水果和/或蔬菜上喷洒或以其他方式施加杀虫剂和杀真菌剂是广泛已知且相当常见的操作。使用这些化合物处理过的水果和/或蔬菜在收获之后可经水洗或不经水洗，或经过其他方式处理以减少或移除这些化合物和/或其残留物的量。 [0005] 进一步，众所周知，在收获前或收获后对水果和/或蔬菜进行物理和/或化学处理以避免或减少由微生物、昆虫或其他生物体导致的质量损失。这些物理或化学处理例如可以是在任选的控制气氛中冷却，例如在低氧气氛中冷却；使用杀虫剂、杀真菌剂或杀细菌剂进行处理。例如，已知收获前在水果上喷洒产品 (如巴斯夫公司，BASF)或(如先正达公司，Syngenta)，以在其储存期间防止其腐烂或产生微生物衰变。当然也能够将这些处理组合利用。 [0006] 本发明的目的在于提供对水果和/或蔬菜表面上的涂层材料的效果进行改善的方法。可通过如下方式实现该目的：例如提供赋予涂层材料在水果和/或蔬菜表面的更好粘附性的步骤，或在处理过的水果和蔬菜表面上实施更好且更完整的涂层材料的覆盖。这也能使杀虫剂、杀真菌剂、杀细菌剂或其他防腐剂(的残留物)最少化。该最少化可通过与清洁剂组合物的组合而实现，也可不与清洁剂组合物组合，所述清洁剂组合物包括例如基于蔗糖酯的清洁剂组合物；以及/或与机械装置组合/或不组合而实现，所述机械装置包括例如喷雾器、海绵辊和刷毛。 [0007] 进一步的或其他目的在于减少水果和/或蔬菜(的表面)上的微生物污染物。 [0008] 本发明的更进一步的或其他目的在于减少水果和/或蔬菜表面上杀虫剂、杀真菌剂、杀细菌剂或其他防腐剂(的残留物)的量。从该角度讲，应当注意的是消费者、消费者组织、政府机构、超市连锁和其他实体对水果和蔬菜上的残留物一直有着越来越严格的要求。种植户在种植作物的过程中可选择不使用杀生物剂等，但是这会立刻对产量和价格带来负面影响。在实际情况中，大多数种植户仍然使用化学品来增加每公顷的产品产量。这使得存在降低或以其他方式减少用于水果和蔬菜的化学品残留物的需求。 [0009] 本发明进一步的或其他目的在于减少使用常用于水果和/或蔬菜的杀虫剂、杀微生物剂和杀真菌剂。这能带来可观的成本节约，原因在于当前为这些功能而使用的化学品价格昂贵或使用量大。进一步，如果不需要使用这种材料，或使用频率更低，则能够减少可观的劳动量。 [0010] 本发明的进一步的目的在于提供不会造成分类、清洗和/或涂覆水果的操作成本不必要上升的方法。 [0011] 现在已发现可通过使水果和/或蔬菜经过特定的称作“冷大气等离子体”的处理来实现一个或多个概述的目的，较好是实现所有的概述目的。冷大气等离子体表示在大致为环境条件下产生的等离子体，其中“冷”通常不包括高于60℃的温度，优选不高于40℃。 [0012] 在第一方面中，本发明涉及一种方法，其中在步骤(a)中对水果或蔬菜的外表面在特定条件下施加冷大气等离子体。 [0013] 顺带一提，在题为“ afbraak residuen op fruit；Nieuwe Technieken 2011；Eindrapportage”(译文：水果上的诱导降解残留物；新技术2011；最终报告(Induced degradation residues on fruit；New techniques 2011；Final Report))，S.Bastiaan-Net和D.Somhorst；瓦赫宁恩UR食品&和生物基研究(Wageningen UR Food&Biobased Research)；ISBN No.978-94-6173-257-6；2012年1月15日的报告中，作者总结出“冷等离子体技术似乎不适于有效降低梨果上植物保护产品的水平”。该报告中，除了使用冷等离子体处理苹果外，并未详细描述使用了何种技术，其中所述冷等离子体是一种紫色的火焰(≈40℃)(当经受电脉冲时，氮气释放氮自由基)。具体地，每个苹果与冷等离子体“接触”6次：茎部、冠部、分为四段的主体部，分别接触40秒。认为所用的技术是费力的，且不适合处理批量产品。根据本发明的假定，认为这些作者使用或研究的技术中使用的是不均匀的等离子体。 [0014] 根据本发明，可使用表面介电阻挡放电(surface dielectric barrier discharge,SDBD)等离子体单元来实施冷大气等离子体处理。这种单元在通常气压下产生冷等离子体，其将等离子体自由基输送至将要处理的表面。 [0015] WO 2008/082297对一种合适的表面介电阻挡放电等离子体单元进行了详细的描述。该文件教授了一种表面介电阻挡放电等离子体单元，其包含具有内部空间的固体介电结构，所述内部空间中安放有内部电极；还包含另一个与内部电极相呼应的产生表面介电阻挡放电等离子体的电极，其中等离子体单元还具有沿着该结构表面的气流通路。 [0016] 另外在EP-A-2 105 042中描述了一种合适的表面介电阻挡放电等离子体单元。 [0017] 但是，也可使用其他能够产生均匀等离子体的等离子体单元。例如，可使用如下装置：其使用等离子体喷射器，或者具有板状形状或其他与特定目的相适应或专用于特定目的的特定形式。等离子体单元可置于将要处理的物品周围、置于该物体之上或之下，或相对于该物体的所有其他的位置。进一步，可开发所述单元，从而同时将多个物体或包装体暴露在等离子体流中。另外，可同时使用多个单元。 [0019] 为克服等离子体处理不均匀的问题，特别是当处理结构具有低透气性或非透气性材料时，根据本发明而将要使用的表面介电阻挡放电等离子体具有相对于固体介电结构的处理表面基本横向取向的气流通路。 [0020] 通过使气流通路相对于结构的处理表面基本横向取向，例如贯穿或沿着固体介电结构的侧表面取向，气流能够直接到达结构的处理表面附近的期望的等离子体处理表面。据此，在期望区域的上游但位于等离子体区域中的气流通路部分减少，且能够在整个等离子体区域中更均匀地提供气体，从而能够实现更均匀的等离子体工艺。进一步，气体粒子被更高效地处理。 [0021] 换言之，通过将气流等离子体自由基喷射于水果或蔬菜的表面而产生了等离子体，其中这些自由基将会具有以下更具体描述的均匀的、局部消毒或活化效果。 [0022] 在优选的实施方式中，本发明涉及用于改善涂层的粘附性和/或完整性的方法，其中，在步骤(a)之后于水果或蔬菜上施加涂层。该涂覆步骤是常规涂覆步骤，并可以是例如以上引用的NL-1031774,NL-2001567和EP A-1 854360中描述的方法。 [0023] 该方法是优选方法，原因在于，发现本发明中水果和蔬菜的保质期能通过下述方法延长：先用本发明的步骤(a)处理水果或蔬菜，然后施加已知的涂层。这些涂层通常是氧阻隔涂层，且发现其能更好地粘附于表面(通常具有低表面张力)，或至少更均匀地覆盖用冷等离子体步骤处理过的水果和蔬菜的表面。 [0024] 实施例1和以下详述的图3.1-3.4对此进行了说明，其中表明当水果或蔬菜先由本发明的冷等离子体处理时，涂层组合物更好、更完整且更均匀地将其涂覆。不希望受限于理论，假设认为冷等离子体处理增加水果或蔬菜表皮的表面张力。甚至在粗糙的区域或经受机械损伤的区域也实现了该效果。 [0025] 在进一步的方面中，本发明的方法减少微生物、杀细菌或杀真菌污染物。 [0026] 注意到在该方面中，水果和蔬菜的表面上呈现了所有类型的微生物。基于测试，以下示于实施例2中的结果，使用测试生物体大肠杆菌(Escherichia coli)代表细菌，特别是革兰氏阴性细菌，使用扩展青霉菌(Penicillium expansum)代表真菌，其表明能够大量减少细菌和真菌的数量。即，本发明的方法能够将水果和蔬菜消毒至一个重要的程度。 [0027] 发现通过使用不多于20秒的等离子体处理，例如0.1-15秒、优选1-14秒、更优选2-12秒，该等离子体处理能够将微生物(细菌和真菌)的数量降低至初始污染物的1-2％。 [0028] 另外，通过本发明的方法，发现杀虫剂、杀真菌剂、杀细菌剂和其他杀生物剂的残留物量被显著降低。 [0029] 在优选的实施方式中，将要处理的水果和蔬菜是湿润的或略微湿润的。然后，发现冷等离子体的效率增加至某一程度。另外，可通过使用合适的气体或其混合物(例如使用H2O2或含有H2O2的溶液或混合物)来放大等离子体的效果。 [0030] 在一些实施方式中，水果和蔬菜可以在包装于(一层)包装材料中的同时进行处理。 [0031] 最好是在水果或蔬菜旋转时实施等离子体单元中的处理。然而，并不总是能够进行旋转。可使用等离子体处理的一个区域以分步的方式进行旋转，但也可持续使用更长的等离子体处理区域。优选等离子体单元被整合至专业的水果或蔬菜输送线，其中具有常规的辊带。 [0033] 图1显示了表面介电阻挡放电等离子体单元的示意性侧视图；且 [0034] 图2显示了处理装置的示意性透视图。 [0035] 图1显示了适于实施冷大气等离子体处理的表面介电阻挡放电等离子体单元1的侧视图。单元1包括一个外部接地电极2和一个固体介电结构4。固体介电结构4包括一个由电解质形成的内部电极6，从而除了有助于电功能之外，还有利于温度调节装置。固体介电结构元件4可被冷却。电解质可通过液体和/或气体形成。在固体介电结构4之上的区域8中引发了气流。在图1中，气流由箭头P1和P2表示，且相对于处理表面T基本是横向的。 [0036] 空间10中，在接地电极2和固体介电结构4之间形成了表面介电阻挡放电等离子体12。等离子体12排出单元1时，其形成由标记编号14表示的冷大气等离子体的等离子体喷射流。可使用该等离子体喷射流、以冷大气等离子体处理水果或蔬菜。 [0037] 图2描绘了处理装置15的示意性透视图。所述处理装置包括用于使水果或蔬菜绕着延伸穿过水果或蔬菜的轴S旋转的旋转单元16，和表面介电阻挡放电等离子体单元1。选取水果或蔬菜的中央轴作为轴是很方便的。通常，中央轴沿着水果或蔬菜的干部分延伸并穿过蔬菜或水果的中心。 [0038] 在该实施例中，旋转单元包括一个第一辊20和一个第二辊22，其各自具有柔软的外表面以防止损伤水果或蔬菜，例如被旋转的梨18。旋转单元16进一步包括齿轮传动元件24，例如带或链。提供并安装了驱动组件26并用于旋转第一辊20和第二辊22中的至少一个。 在该实施例中，驱动组件26在使用过程中旋转，第二辊22和第一辊22通过齿轮传动元件24旋转。 [0039] 当第二辊22以方向A旋转时，第一辊20也以方向A旋转。这使得梨18以相反方向B绕着延伸穿过梨18的中央轴S旋转。辊20、22的柔软表面帮助夹持和旋转梨18。应注意的是在该实施例中，齿轮传动元件24使得第一辊20旋转。但是，能够设想仅有一个辊旋转，另一个辊可自由旋转。这种方式中，另一个辊被梨18带动而旋转。 [0040] 表面介电阻挡放电等离子体单元1和旋转单元被安装于框体，其未图示但为常规的，从而在使用过程中，水果或蔬菜、梨18在旋转时被暴露于表面介电阻挡放电等离子体单元1产生的冷大气等离子体。在该实施例中，单元1在离梨18大约1.5cm的距离提供10秒的等离子体喷射流。在施加冷大气等离子体的过程中，梨18旋转从而使所有的面均暴露于表面等离子体。已发现这使得梨18被均匀处理。应理解处理装置15可包括于处理和操作水果和蔬菜的输送系统。 [0041] 图3在图3.1和3.2的照片(无UV照亮和有UV照亮)中示出了由涂层组合物涂覆的梨；在图3.3的照片中示出了由本发明的冷等离子体和之后的涂覆步骤处理的梨；在图3.4中示出了与图3.3类似的照片，但是对有机械损伤的梨进行处理。 [0043] 实施例1 [0044] 在图2所示的线上对梨(荷兰绿啤梨，Conference)进行处理，使用如下等离子体条件：气氛：空气；等离子体功率：250W；每个梨的总处理时间：50秒；等离子体喷射器离梨表面的距离：1.5-4cm(根据梨的形状)。 [0045] 在该等离子体处理之后，将梨浸泡于含有1.5％Bio-FreshTM(如De Leye Agro B.V.公司,鹿特丹港市,荷兰)和UV荧光物质(如Tuhamij公司‘，s-Gravenzande,荷兰)的含水组合物中对梨进行了涂覆。干燥后，在UV灯下检查了涂层的均匀性。 [0046] 结果示于图3.1-3.4，其中图3.1示出了未处理的梨，图3.2中仅使用Bio-Fresh组合物对梨进行涂覆，图3.3和3.4中的梨由本发明的冷等离子体处理和涂覆步骤进行处理。由图3.1和3.2可知，未使用冷等离子处理的梨上涂层未完全覆盖。由图3.2可知，甚至梨的未预料到的部分也未被涂覆。 [0047] 图3.3和3.4表明由本发明处理的梨具有均匀的涂层，即便在由机械损伤导致的位点也具有均匀的涂层。 [0048] 实施例2 [0049] 为了调查本发明的冷等离子处理的效果，与自然状态相比，在梨的表面使用更大量的微生物(大肠杆菌(E.coli)和扩展青霉(P.expansum))对其进行人工污染。在每毫升蛋7 白胨生理盐水中具有10微生物或霉菌孢子的细菌或霉菌孢子悬液中浸渍梨；作为对照，在不含微生物/孢子的蛋白胨生理盐水溶液中浸渍梨。浸渍之后，在环境条件下将梨干燥1小时；半小时后将梨旋转。该人工污染使得能够进行更好的对比，且能够测定更高的对数降低。 [0050] 在冷等离子体单元(330W)中对一个批次的60个梨进行了处理。处理长度为30cm；等离子体单元与梨的最大直径部分的距离约为10cm。等离子体条件、处理时间、以及与水或过氧化氢水溶液浴(等离子体处理之后)的组合与结果在表1中示出。 [0051] 等离子体处理之后，梨被切为两部分并使用无菌均浆袋(sterile stomacher bag)混入100ml的蛋白胨生理盐水，其中含有0.1％的吐温。使用脉冲式样品前处理器(pulsifier)将混合物摇晃1分钟，以使细菌存在于悬液中。将该悬液用于制备稀释系列。来自大肠杆菌实施方式的稀释液与紫红胆盐乳糖琼脂(Violet Red Bile Lactose agar)混合，并于30℃下培养2天；来自扩展青霉的稀释液与土霉素葡萄糖酵母琼脂(Oxitetracyclin Glucose Yeast agar)混合并于25℃下培养3-5天或直至菌落可见。对菌落进行计数。 [0052] 表1 [0053] [0054] 可知等离子体处理对大肠杆菌和扩展青霉产生了1.5-5.6的对数降低。 |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈