一种叶菜褐变抑制采收方法及装置与流程

本发明属于农产品保藏技术领域，具体涉及一种叶菜褐变抑制采收方法和专属的使用装置。

背景技术

叶类蔬菜是以鲜嫩叶片及叶柄为产品的蔬菜，常见的有小白菜、油菜、油麦菜、生菜、芹菜等。其生长期短、成熟快、富含维生素，“三天不沾青，两眼冒火星”，叶类蔬菜是南方一年四季的餐桌佳品。叶菜采摘后不能保证马上卖出，如何保持其采摘前的新鲜状态是叶菜采后商品化处理要解决的主要问题。目前常用的保藏方法有低温储藏、保鲜袋包装、气调、化学保鲜剂浸泡和涂膜等，这些方法一般是在叶菜采收后于贮藏室或包装车间内完成。

尽管如此，上述保鲜技术处理的叶菜，与刚刚采摘的叶菜相比，仍然存在叶片萎蔫、叶边缘发黄、柄部发暗、切割点褐变等采后变质变色问题。况且，化学合成的保鲜剂还有致癌、致畸变等影响人体健康及公众的接受性问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有叶菜保鲜保质中存在的萎蔫、黄化及褐变现象和化学合成保鲜剂的公众接受性障碍问题，提供了一种叶菜褐变抑制采收方法。该方法在叶菜采收的过程中即时施用抗氧化快速吸收液和保鲜覆盖液，实现从田间采收阶段开始施行对叶菜褐变的控制，有效提高了叶菜新鲜度，延长了叶菜货架期。

本发明的另一目是提供一种智能采收刀。

本发明的技术方案如下：

一种叶菜褐变抑制采收方法：采用智能采收刀采收叶菜；当智能采收刀切割叶菜柄部时，从智能采收刀的刀口部释放抗氧化快速吸收液至叶菜柄部切口处以阻止叶菜愈伤流出；切割的同时从智能采收刀的刀体中部或刀背处快速释放保鲜覆盖液至菜体中下部，并立即成膜以覆盖菜柄和/或菜柄分支；

其中，智能采收刀包括刀体、抗氧化快速吸收液释放装置和保鲜覆盖液快速释放装置，抗氧化快速吸收液释放装置设于刀体的刀口部，保鲜覆盖液快速释放装置设于刀体的刀体中部或刀背处。

本发明的抗氧化快速吸收液(又称抗氧化快速吸收液a)，可采用现有的各种对叶菜具有抗氧化作用的液体。当实施叶菜采收作业时，抗氧化快速吸收液a由智能采收刀口部即时释放至叶菜柄部切口，阻止叶菜愈伤流出，这种操作方式可最大程度地保证叶菜的新鲜。在一种优选方案中，该抗氧化快速吸收液主要由活性组分、悬浮助剂和水组成。抗氧化快速吸收液可以只由活性组分、悬浮助剂和水组成，也可以进一步加入其他有利于抗氧化、液体分散等功能的其他组分，如ph调节剂等。这里所指的活性组分包括但不限于竹叶或竹叶提取物、荷叶或荷叶提取物以及茶叶或茶多酚。

在一种方案中，抗氧化快速吸收液中，竹叶或竹叶提取物的质量含量为1-5％，优选2-3％。

在一种方案中，荷叶或荷叶提取物的质量含量为1-5％，优选2.5-3.5％。

在一种方案中，茶叶或茶多酚的质量含量为1-5％，优选2.5-3.5％，悬浮助剂的质量含量小于5％。

本发明中的活性组分竹叶、荷叶或茶叶在使用前，先经辐照处理，再粉碎成粉末；优选的，辐照处理采用15-25kgy，更优选为20kgy。辐照处理后采用球磨制成干粉或纳米级的干粉。

在一种方案中，将各活性组分、悬浮助剂按比例加入水中配置成均一水溶液，并调节其ph值至3-4。

一种叶菜褐变抑制剂的制备方法，它包括以下步骤：

一种制备抗氧化快速吸收液a：将竹叶或竹叶提取物、荷叶或荷叶提取物以及茶叶或茶多酚辐照处理后球磨成纳米级干粉，再与水混合、加入助剂，搅拌均匀后，将混合液的ph值调至3-4，得到抗氧化快速吸收液a。

本发明的保鲜覆盖液(又称保鲜覆盖液b)可采用现有的各种对叶菜具有保鲜或覆盖功能的液体即可。切割叶菜柄部时保鲜覆盖液b在限定时间内由智能采收刀背部喷洒到叶菜柄部成膜，进一步封堵愈伤并对叶菜柄部全覆膜。在一种优选方案中，该保鲜覆盖液主要由活性组分、助剂和水组成。保鲜覆盖液可以只由活性组分、助剂和水组成，也可以进一步加入其他有助于保鲜、稳定等功能的其他组分，如ph调节剂、可食用聚合物、可抑制叶菜腐烂变质的抗菌剂等。

在一种方案中，活性组分主要包括壳聚糖和抗菌肽。

在一种方案中，保鲜覆盖液中的壳聚糖的质量含量为1-10％，优选2.5-4.5％。壳聚糖在使用前，可先将壳聚糖干粉经过辐照处理，优选的，辐照处理采用90-110kgy，进一步优选为100kgy。

在一种方案中，抗菌肽的质量含量为0.1-5％，优选0.5-1.5％。

在一种方案中，助剂的质量含量小于2％。

进一步优选方案中，本发明的助剂不局限于植酸、钙粉或混合物，其他任何不影响本发明的助剂都包括在本发明的技术方案中。本发明采用的壳聚糖的纯度大于90％。

一种制备保鲜覆盖液b的方法：将壳聚糖辐照处理后与水混合，再加入抗菌肽搅拌均匀，得到保鲜覆盖液b。

在本发明的特别优选方案中，抗氧化快速吸收液a和保鲜覆盖液b现配现用，储藏时间不超过6小时。

本发明中保鲜覆盖液的快速释放过程的时间为0.1-5秒，优选0.5-1.0秒。本发明中通过在采摘叶菜时即快速地释用保鲜覆盖液，可最大程度地实现叶菜的保鲜。本发明中保鲜覆盖液的快速释放过程时间包括从切割叶菜柄部开始、完全切开，直至柄部被覆盖液完全覆盖的全部时间。

本发明的方法中需要使用到智能采收刀，该智能采收刀包括刀体、抗氧化快速吸收液释放装置和保鲜覆盖液快速释放装置，抗氧化快速吸收液释放装置设于刀体的刀口部，保鲜覆盖液快速释放装置设于刀体的刀体中部或刀背处。

进一步的，本智能采收刀包括刀体、抗氧化快速吸收液释放装置、保鲜覆盖液快速释放装置、控制器和刀口触点，其中控制器设在刀体上，刀口触点设在刀体的刀口处，刀口触点与控制器相连接。

本智能采收刀可进一步包括储存抗氧化快速吸收液的储液罐a、以及储存保鲜覆盖液的储液罐b，储液罐a和储液罐b设置于刀体的刀背上、或者通过管道连接于采收者腰间或者安装在其他采收设备上；储液罐a通过管路与抗氧化快速吸收液释放装置相连接，在该管路上或在储液罐a内设有第一微型泵；储液罐b通过管路与保鲜覆盖液快速释放装置相连接，在储液罐b与保鲜覆盖液快速释放装置之间的管路上或在储液罐b内设有第二微型泵。

在第一微型泵上或储液罐a与第一微型泵之间的管路上可设有第一控制阀，在第二微型泵上或储液罐a与第二微型泵之间的管路上可设有第二控制阀。

在一种方案中，抗氧化快速吸收液释放装置和保鲜覆盖液快速释放装置分别包括一个或多个喷液嘴，其中刀口触点和刀口的喷液嘴交叉地排列在刀口上。

在另一种方案中，抗氧化快速吸收液释放装置包括4-8个喷液嘴，它们间隔地设于刀体的刀口部。

在另一种方案中，鲜覆盖液快速释放装置包括4-8个喷液嘴，它们间隔地设于刀体的刀背部。

在一种方案中，控制器通过线路分别与第一控制阀和第二控制阀相连接。

本发明的智能采收刀为手持式或固定式。手持式的储液罐a和储液罐b可固定设在刀体的刀背上、或者可通过管道连接于采收者腰间，优选的，手持式的储液罐设置于刀背上；固定式的智能采收刀可固定安装在其他采收设备上，固定式智能采收刀的储液罐a和储液罐b可固定设在刀体的刀背上、或者可安装在其他采收设备(如采收机)上。

本发明提供的叶菜褐变抑制剂的使用装置即智能采收刀，通过刀口触点、第一微型泵、第二微型泵和控制器控制施液时间。

进一步的，智能采收刀可以通过控制器和刀口触点的轻触微动开关来调节抗氧化快速吸收液a和保鲜覆盖液b的释放过程时间，或加快或减慢。

更进一步的，本发明的刀体中储液罐a、储液罐b、第一微型泵、第二微型泵和控制器对称设置于刀体上。

刀背、刀面可以为金属材料、塑料材料、木质等等，在一种方案中可采用塑料材料以减轻手持式刀体的重量。

本发明的有益效果

叶菜颜色的变化可能是由于酶促褐变和非酶促褐变引起的，既影响产品外观同时也影响营养成分及风味。叶菜采后酶促褐变反应非常迅速，在很短时间内便可发生。当叶菜在损伤、受热或处于不良环境下，叶菜内的多酚类物质在多酚氧化酶的催化下氧化而呈现褐色。

新鲜叶菜组织受伤后，氧大量浸入，酶原被激活，邻苯酚类物质经酶的催化作用氧化为邻苯醌类化合物，再进一步形成复杂黑素类物质。

1、在采摘阶段即时释放保鲜液，控制多酚氧化酶的活性，从而使叶菜柄茎褐变发生程度相对减少40％以上。而目前叶菜保鲜都是在采后阶段处理，即在田间采割叶菜1-2小时后，才进行清洗、预冷、分割、灭菌、包装等，失去了细胞的完整性及酶与底物的区域化结构破坏的最佳修复时间。

2、保鲜吸收液为纳米化小分子物质，便于组织快速吸收。保鲜吸收液中加入抗氧化剂可以降低叶菜氧化变质。

3、保鲜液释放后再施用大分子成膜剂，利用膜对氧气通透性使叶菜表面的氧气浓度维持在较低水平，进一步阻隔叶菜褐变酶的作用。成膜剂中加入抗菌剂还可以抑制叶菜腐烂变质。

4、专用智能采割刀，可以实现采收过程中即时处理菜体。释放嘴设置在刀口处，保证点对点的释放保鲜液到愈伤处；可控制施液量、施液时间，释放吸收液、快速喷施覆盖液，在0.5-1秒内自动完成。

5、吸收液和覆盖液皆为天然植物提取物，无毒无害，确保食用安全。

附图说明

图1是本发明的智能采收刀的结构示意图；

图中1是刀体，101是刀口，102是刀背，2是储液罐a，3是储液罐b，4是刀口触点，5是刀口喷嘴，6是刀背喷嘴，701是第一微型泵，702是第一微型泵，8是控制器，901是第一控制阀，902是第二控制阀；

图2是青菜采收过程中即施保鲜液处理与对照的叶绿素含量变化图。

具体实施方式

通过以下实施例及其附图对本发明作进一步的说明，但这些实施例不对本发明构成任何限制。

本发明的智能采收刀为手持式或固定式。手持式的储液罐可通过管道连接于采收者腰间，另外手持式的储液罐可以设置于刀背上，见图1；固定式的刀体和储液罐可安装在采收机上。

本发明的一种智能采收刀，它包括刀体1、储液罐a和储液罐b，如图1所示，刀背上102设置有储液罐a2、储液罐b3和刀背喷嘴6，刀口101上设置有刀口触点4和刀口喷嘴5，刀体1的刀面上设置有控制器8，储液罐a2的出口通过管道与刀口喷嘴5的入口连接，储液罐b3的出口通过管道与刀背喷嘴6的入口连接，控制器8的两端通过线路分别与第一控制阀901和第二控制阀902相连接，控制器8一端通过线路与刀口触点4连接，储液罐a2与刀口喷嘴5的管道中设有第一控制阀901和第一微型泵701，储液罐b3与刀背喷嘴6的管道中设有第二控制阀902和第二微型泵702。

图1中在刀背102上设有4个刀背喷嘴6；刀口101上分别设有6个刀口触点4和刀口喷嘴5，刀口触点4和刀口喷嘴5交叉排列在刀口101上。

本装置的刀体中储液罐a2、储液罐b3、第一微型泵701、第二微型泵702、控制器8、第一控制阀901和第二控制阀902对称设置于刀体上。

本发明的智能采收刀的使用过程如下：将制备好的抗氧化快速吸收液a和保鲜覆盖液b分别装入智能采收刀的储液罐a2和储液罐b3中，当智能采收刀施行切割作业时，刀口触及到叶菜柄部，刀口触点4启动控制器8发出信号，第一控制阀901和第二控制阀902得到信号后打开阀门，第一微型泵701立即从储液罐a2中抽取抗氧化快速吸收液a经过管路由刀口101上的刀口喷嘴5释放至叶菜柄部切口处，阻止愈伤流出，与其同时，第二微型泵702从储液罐b3中自动抽取保鲜覆盖液b经过管路由刀背102上的刀背喷嘴6喷洒至菜体中下部，并立即成膜、覆盖菜柄及分支，进一步封堵愈伤并对叶菜柄部全覆膜，切割、释液放a、b液整个过程限定在0.5-1.0秒内完成。采收者收集采割后叶菜包装即可。因此，本发明可以实现从田间采收阶段开始施行对叶菜褐变的控制，有效提高了叶菜新鲜度，延长了叶菜货架期。

实施例1

青菜

1.先制备抗氧化快速吸收液a：将竹叶、荷叶、茶多酚辐照20kgy，球磨成纳米级干粉，充氮包装，按比例2％、2.5％、2.5％顺序加入水中，另加钙粉2％，搅拌均匀，ph调至4；再制备保鲜覆盖液b：将纯度大于90％壳聚糖干粉辐照处理100kgy，按比例2.5％加入水中，另加抗菌肽0.5％，搅拌均匀。

2.将吸收液a和覆盖液b分别装入专用采割装置即智能采收刀的附属储液罐中，2小时内备用。手持智能采收刀对准青菜茎部，于离地1cm下胚轴处，轻轻切割，此时茎部触碰到刀口触点，启动了第一微型泵，吸收液a由智能采收刀口部的4个喷嘴即时释放至青菜柄部切口，同时启动了第二微型泵，覆盖液b由采收刀背部的4个喷嘴喷洒到青菜柄部成膜，并在0.5秒内完成。

对比例1：

按照常规采收方法，直接采割置于框内。

检测、记录青菜的保鲜效果。见表1。

实施例2

芹菜

1.先制备抗氧化快速吸收液a：将竹叶、荷叶、茶多酚辐照20kgy，球磨成纳米级干粉，充氮包装，按比例2.5％、3.0％、3.0％顺序加入水中，另加植酸1％、钙粉3％，搅拌均匀，ph调至3；再制备保鲜覆盖液b：将纯度大于90％壳聚糖干粉辐照处理100kgy，按比例3.5％加入水中，另加抗菌肽1.0％，搅拌均匀。

2.将吸收液a和覆盖液b分别装入专用采割装置即智能采收刀的附属储液罐中，4小时内备用。手持智能采收刀对准芹菜茎部，于离地2cm根部，轻轻切割，此时茎部触碰到刀口触点，启动了第一微型泵，吸收液a由智能采收刀口部的6个喷嘴即时释放至芹菜柄部切口，同时启动了第二微型泵，覆盖液b由采收刀背部的6个喷嘴喷洒到芹菜柄部成膜，并在0.8秒内完成。

对比例2：

按照常规采收方法，直接采割置于框内。

检测、记录芹菜的保鲜效果。见表1。

实施例3

生菜

1.先制备抗氧化快速吸收液a：将竹叶、荷叶、茶多酚辐照20kgy，球磨成纳米级干粉，充氮包装，按比例3％、3.5％、3.5％顺序加入水中，另加植酸2％、钙粉1％，搅拌均匀，ph调至3；再制备保鲜覆盖液b：将纯度大于90％壳聚糖干粉辐照处理100kgy，按比例4.5％加入水中，另加抗菌肽1.5％，搅拌均匀。

2.将吸收液a和覆盖液b分别装入专用采割装置即智能采收刀的附属储液罐中，6小时内备用。手持智能采收刀对准生菜茎部，于离地1cm根部，轻轻切割，此时茎部触碰到刀口触点，启动了第一微型泵，吸收液a由智能采收刀口部的8个喷嘴即时释放至生菜柄部切口，同时同时启动了第二微型泵，覆盖液b由采收刀背部的8个喷嘴喷洒到生菜柄部成膜，并在1秒内完成。

对比例3：

按照常规采收方法，直接采割置于框内。

检测、记录生菜的保鲜效果。见表1。

表1叶菜样品的保鲜实验数据

注：表中的黄化程度、失重率皆以新鲜青菜或芹菜或生菜为参照，分别设定为0％、0％。

由表1可见，与对照相比，按本发明方法采收的青菜、芹菜、生菜的柄茎褐变程度、失重率分别相对减少49.3％、52.7％以上，保鲜期相对延长30％以上。

实施例4

1.材料与方法：选择无病害、叶片色泽鲜绿、无褐斑、叶柄无损伤的小青菜，共24株，对照和处理各12株。试验前2天无雨、不洒水。

先按实施例1的方法配置好抗氧化快速吸收液a、保鲜覆盖液b，并装入储液罐a和储液罐b中。

当采收作业开始时，智能采收刀口触及到叶菜柄部时，刀口触点启动控制器发出信号，第一微型泵立即从储液罐a中抽取吸收液a由刀口的5个喷液嘴释放至青菜下胚轴裂口处，同时第二微型泵从储液罐b中抽取覆盖液b，由刀背的5个喷液嘴喷洒至菜体中下部，并立即成膜、覆盖菜柄及分支，0.8秒内完成。对照直接采收，不做任何处理。

采收后青菜贮存于室温下，分别于0、5、30、60、240、1440分钟测定叶绿色水平。

2.结果与分析：

由图2可见，青菜采收后，在开始的240分钟内，叶绿色水平急剧下降，随后(240-1140分钟)趋于平缓；在采收过程中即施保鲜液处理与不经任何处理的对照相比，明显提高了青菜的叶绿素水平。青菜采割后离开了营养供应，引发一系列的生理生化变化，进而出现黄化、褐变现象。叶绿素含量降低是导致青菜黄化、褐变的重要原因。本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。