一種紫外-可見光照果蔬保鮮裝置及其應用的製作方法
2023-09-19 11:51:15
一種紫外-可見光照果蔬保鮮裝置及其應用的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種紫外-可見光照果蔬保鮮裝置及其應用，該裝置包括光照控制系統和光照內環境；其中的光照控制系統設置在箱體外部的控制平臺上，光照控制系統由控制鍵盤、高精度調光測控儀、照度測控儀、相對溼度測控儀、溫度測控儀組成；光照內環境由紫外燈光源、LED光源（紅、黃、藍和綠光）等單色光源以及配套的傳感器組成。該裝置利用紫外光的殺菌作用和特定可見光的生理調節作用，從病理和生理兩個方面控制果蔬的腐爛和老化進程，殺死果蔬表面攜帶的微生物，同時保持果蔬的品質和功能成分，從而達到比較理想的保鮮效果。
【專利說明】一種紫外-可見光照果蔬保鮮裝置及其應用
【技術領域】
[0001]本發明屬於果蔬保鮮設備【技術領域】，特別涉及一種紫外-可見光照果蔬保鮮裝置及其應用。
【背景技術】
[0002]作為綠色、安全的傳統熱力殺菌替代方法，近年來短波紫外線(υν-C，波長為240nm-260nm)照射在食品安全控制、誘導新鮮農產品抗病性、提高功能性成分以及延緩成熟衰老等方面受到了重視。近年來UV-C在果蔬保鮮與食品安全控制方面的研究日益增多，在誘導果蔬產生抗病性和功能性成分方面已經得到廣泛驗證。美國食品和藥物管理局(FDA)和美國農業部(USDA)認定UV是安全的。對果蔬進行UV-C照射能夠殺死表面微生物；同時還能夠誘導產生過敏自衛反應，刺激植物組織內產生一系列的生化反應，主要包括抗真菌的防禦酶合成與活性提高、抑制病原菌的植保素的產生、在誘導抗病基因表達等。
[0003]可見光是植物光合作用的主要吸收光譜區，其對植物及果實品質的影響顯著。可見光具有抑制採後果蔬葉綠素降解、延緩衰老、提高Vc含量的作用。隨著LED光源的誕生，使獲得光質純、效率高的單色光成為現實。國內外研究者在單色光對果蔬採前生理代謝、營養物質的影響方面進行了大量的研究。結果表明:不同光質對轉色期番茄果實和收穫期番茄果實、草莓果實、蘿蔔和芽苗菜、菠菜、豌豆苗等蔬菜的產品品質均有顯著的影響。研究也表明:不同波段的光質對農產品的品質的影響也有很大差異。但研究主要集中在對果蔬採前的研究上，對於單色光以及複合光對果蔬採後生理生化、營養成分研究的很少見。
[0004]新鮮果蔬在採收後貯藏及貨架銷售過程中，由於微生物引起的腐爛及生理變化引起的褐變、老化等問題導致的果蔬損耗率達到25-30%。而且，目前生產中化學防腐保鮮劑的濫用是對果蔬的「二次汙染」；同時，也會產生食品安全問題，從而影響消費者的身體健康。因此，急需一種能控制農產品生理和病理變化的安全、綠色的保鮮措施。
【發明內容】
[0005]本發明公開了一種紫外-可見光照果蔬保鮮裝置，其特徵在於該裝置包括光照控制系統和光照內環境系統；光照控制系統設置在箱體外的控制平臺I上，由鍵盤2、高精度調光測控儀3、照度測控儀4、相對溼度測控儀5和溫度測控儀6組成；光照內環境系統(12)由紫外燈光源11和LED單色光源組13，以及配套的照度傳感器15、溫度傳感器(M)和相對溼度傳感器(16)組成；所述的LED單色光源組13指的包括藍7、綠8、黃9和紅10四種單色光源，可以單獨使用或兩種光源組合使用。
[0006]所述的紫外燈光源11和LED單色光源組13安置在光照內環境系統12內部的上方，通過配套的照度傳感器15與箱體外部的控制平臺I相連。所述的光照內環境12是個完全避光的環境。光照強度通過照度控制儀4控制，通過照度傳感器15顯示；溫度通過溫度傳感器14顯示，溼度通過溼度傳感器16顯示。
[0007]所述的光照內環境12中的紫外燈光源11波長是240nm-260nm範圍內的特定波長，優選波長為254nm。LED單色光源組13是由紅光620_660nm、黃光570_600nm、藍光455-485nm、綠光490_525nm的範圍內的特定波長組成。優選紅光620nm、黃光585nm、藍光465nm、綠光520nm的特定波長組成。
[0008]本發明進一步公開了紫外-可見光照果蔬保鮮裝置在抑制西蘭花黃化開花、延長貯藏期方面的應用。以及在減少雙孢菇表面褐斑病的發生，抑制或減緩菇體褐變方面的應用。作為典型的例子，本發明選擇的光源及光源組合如下:
對於玫瑰香葡萄，選擇的LED單色光源是紅光；
對於冬棗，選擇的LED光源組合是紅光和藍光；
對於雙孢菇，選擇的LED光源組合是藍光和綠光；
對於西蘭花，選擇的LED單色光源組是綠光。
[0009]所述的光照內環境12中的光照強度是通過照度控制儀4控制，照射範圍在lOO-lOOOlux 範圍內。優選 200-6001ux,再優選 2601ux。
[0010]溫度是通過溫度傳感器14顯示的，溫度控制在(T25°C範圍內。
[0011]溼度是可以通過溼度傳感器16顯示的溼度控制在75%_90%範圍內。
[0012]所述的光照內環境12中的紫外燈光源11和LED單色光源組13是可以單獨使用。單獨打開紫外燈光源11至需要的光照強度，如:採用劑量為IOOlux的紫外光源照射能夠有效地減少雙孢菇表面微生物的數量，防治雙孢菇表面褐斑病。
[0013]同時打開紫外燈光源11和LED單色光源組13的紅光和藍光至需要的光照強度，如:採用劑量為260Lux的照射強度能夠有效地減少雙孢菇表面微生物的數量，防治雙孢菇表面褐斑病。同時，能夠抑制雙孢菇抗氧化活性、總酚含量、Vc含量的降低。
[0014]新鮮果蔬採收後，由於離開了母體，水分、礦物質及各種營養成分的輸入已經停止，果蔬需維持正常的生命活動，體內的生理代謝發生了變化，呼吸作用代替光合作用佔主導地位。在這個過程中，光對果蔬光合作用的影響也與採收前的影響有很大不同。本發明關於LED單色光源組特定波長組成是基於對新鮮果蔬採後品質和生理活性的影響而確定的。為了證明本發明的積極效果，本發明先後作了如下的對比實驗:
1、本保鮮裝置處理玫瑰香葡萄，比單獨利用UV-C光照保鮮效果更好，能夠明顯改善玫瑰香葡萄貯藏品質，減少褐變度，保持PPO和POD酶活性，在0°C貯藏條件下，延長貯藏期15-20 天。
[0015]2、本保鮮裝置處理雙孢菇，比單獨利用UV-C照射顯著降低接種於雙孢菇表面的微生物數量0.5-llogcfu.g_l，並減少雙孢菇表面褐斑病的發生，抑制或減緩菇體褐變，(TC條件下延長貯藏6-9天。
[0016]3、本保鮮裝置處理冬棗，比單獨利用UV-C照射降低了冬棗細胞膜透性和丙二醛含量，抑制了呼吸強度；提高冬棗果實中PAL酶活性，加快果實中酚類物質的積累，降低果實的腐爛指數，有助於冬棗果實抗病性的提高，(TC條件下延長貯藏5-10天。
[0017]4、本保鮮裝置處理西蘭花，比單獨利用UV-C照射加大了西蘭花總酚與類黃酮含量，增高西蘭花的葉綠素、類胡蘿蔔素和花青素的含量，延緩其降解，較好地保持西蘭花的感官品質，減慢黃化過程，4°C條件下延長貯藏5-7天。
[0018]本發明裝置的特點:
本裝置就是利用自然光源中的特定波動的光質，具有綠色、安全和節能的特點。[0019]本裝置的特徵是利用特定波長的UV-C微生物的殺滅作用(特定波長的υν-C, 254nm)和特定波長LED單色光的生理代謝調節作用，形成良好的互補，對果蔬保鮮起到積極的作用。
[0020]本發明在選擇LED單色光時主要考慮到:
(1)LED為冷光源，不會造成照射內環境溫度大幅度波動；
(2)LED單色光的光質純、效率高；
(3)LED單色光的波長範圍波動小於10nm。
[0021]【專利附圖】
【附圖說明】:
圖1為紫外-可見光照果蔬保鮮裝置結構示意圖；其中各數字所代表的內容如下:
1、控制平臺2、鍵盤3、高精度調光測控儀
4、照度測控儀5、相對溼度測控儀6、溫度測控儀
7、LED藍光源8、LED綠光源9、LED黃光源
10、LED紅光源11、紫外光源12、光照內環境
13、LED單色光源組 14、溫度傳感器 15、照度傳感器16、相對溼度傳感器。
【具體實施方式】
`[0022]下面結合附圖和具體實施例對本發明的紫外-可見光照果蔬保鮮裝置做進一步說明。下述各實施例僅用於說明本發明而並非對本發明的限制。
[0023]實施例1
一種紫外-可見光照果蔬保鮮裝置，其特徵在於該裝置包括光照控制系統和光照內環境系統；光照控制系統設置在箱體外的控制平臺I上，由鍵盤2、高精度調光測控儀3、照度測控儀4、相對溼度測控儀5和溫度測控儀6組成；光照內環境系統(12)由紫外燈光源11和LED單色光源組13，以及配套的照度傳感器15、溫度傳感器(M)和相對溼度傳感器(16)組成；所述的LED單色光源組13指的包括藍7、綠8、黃9和紅10四種單色光源，可以單獨使用或兩種光源組合使用。
[0024]所述的紫外燈光源11和LED單色光源組13安置在光照內環境系統12內部的上方，通過配套的照度傳感器15與箱體外的控制平臺I相連。所述的光照內環境12是個完全避光的環境。光照強度通過照度控制儀4控制，通過照度傳感器15顯示；溫度通過溫度傳感器14顯示，溼度通過溼度傳感器16顯示。
[0025]所述的光照內環境12中的紫外燈光源11波長是240nm-260nm範圍內的特定波長。LED單色光源組13是由紅光620nm、黃光585nm、藍光465nm、綠光520nm的特定波長組成。
[0026]結合圖1，使用時，首先，打開控制平臺上的鍵盤2中開關按鈕，單獨打開紫外燈光源11，或者LED單色光源組13中綠光8或者其他單色光源，預熱10分鐘左右。其次，將需要處理的果蔬放入光照內環境12，根據實驗需要，調節高精度調光控制儀3至所需的光照強度，記錄光照時間。在照射的同時，可以實時在線檢測果蔬光照內環境12中光照強度(150Lux)、照射時的相對溼度(85%)和溫度(20°C )。第三，光照結束後，關閉控制平臺上的鍵盤2中開關、照度控制儀4、相對溼度控制儀5、溫度測控儀6等按鈕。取出處理過的果蔬，進行包裝、運輸或者銷售。
[0027]實施例2
一種紫外-可見光照果蔬保鮮裝置，包括光照控制系統和光照內環境系統；光照控制系統設置在箱體外的控制平臺I上，由鍵盤2、高精度調光測控儀3、照度測控儀4、相對溼度測控儀5和溫度測控儀6組成；光照內環境系統(12)由紫外燈光源11和LED單色光源組13，以及配套的照度傳感器15組成；所述的LED單色光源組13指的包括藍7、綠8、黃9和紅10四種單色光源，可以單獨使用或兩種光源組合使用。所述的紫外燈光源11和LED單色光源組13安置在光照內環境系統12內部的上方，通過配套的照度傳感器15與箱體外的控制平臺I相連。所述的光照內環境12是個完全避光的環境。光照強度通過照度控制儀4控制，通過照度傳感器15顯示；溫度通過溫度傳感器14顯示，溼度通過溼度傳感器16顯示。
[0028]所述的果蔬光照內環境12中的紫外燈光源11波長是240nm-260nm中的特定波長。光照內環境12中的LED單色光源組13是由綠色節能、且具有特定波長的發光二極體組成。本裝置中的各種單色光分別是波段在紅光620_660nm、黃光570_600nm、藍光455-485nm、綠光490_525nm範圍內的特定波長。
[0029]實施例3
結合圖1，使用時，首先，打開控制平臺上的鍵盤2中開關按鈕，根據實驗需要，同時打開紫外燈光源11、LED單色光源組13中的藍光7和紅光10，預熱10分鐘左右。其次，將需要處理的果蔬放入光照內環境12，調節高精度調光控制儀3至所需的光照強度，關閉箱門。照射60秒後，關閉紫外燈光源11，而保持LED單色光源組13中的藍光7和紅光10持續照射12小時。可以實時在線檢測果蔬光照內環境12中光照強度(2201ux)、照射時的相對溼度(85%)和溫度(25°C)。第三，光照結束後，關閉控制平臺上的鍵盤2中開關、照度控制儀
4、相對溼度控制儀5、溫度測控儀6等按鈕。取出處理過的果蔬，進行包裝、運輸或者銷售。
[0030]實施例4
本發明紫外-可見光照果蔬保鮮裝置的實際使用情況:
I)先打開控制平臺I上的鍵盤2中開關按鈕，然後打開紫外燈光源11，預熱10分鐘左右。快速將削平莖部的西蘭花放入光照內環境12，直立，花骨朵朝上接受光照。調節高精度調光控制儀3，使光照強度達到lOOLux，照射60秒，關閉紫外燈光源11。打開LED單色光源組13中綠光(520nm)，對西蘭花持續照射，調節高精度調光控制儀3，使光照強度達到160LuX，溫度為15°C，相對溼度為90%。以黑暗處理(無任何光)為對照，10天後觀察實驗結果O
[0031]2)結果表明，與對照相比，採用本發明裝置明顯抑制了西蘭花的葉綠素的分解、Vc含量的下降，保持了西蘭花原有色澤和品質，減少了黴爛率(30%)和開花率(68%)，使西蘭花的保鮮期延長了 4天。
[0032]3)本發明裝置能夠有效將紫外燈源(UV-C)的微生物殺滅作用和LED單色光的生理代謝調節作用有機組合，對果蔬保鮮起到積極的作用。
[0033]實施例5
I)先打開控制平臺I上的鍵盤2中開關按鈕，然後同時打開紫外燈光源11和LED單色光源組的紅光和藍光(紅光620nm、藍光465nm)，預熱10分鐘左右。快速將削平菇腿的雙孢蘑菇放入光照內環境12，直立，菌蓋朝上接受光照。調節高精度調光控制儀3，使光照強度達到260Lux，照射90秒，關閉紫外燈光源11，LED單色光源組的紅光和藍光對西蘭花持續照射。照射內環境12內溫度為2°C，相對溼度為90%。以單獨使用紫外燈為對照，28天後觀
察實驗結果。
[0034]2)結果表明如下表:
處理效果對比表
【權利要求】
1.一種紫外-可見光照果蔬保鮮裝置，其特徵在於該裝置包括光照控制系統和光照內環境系統；光照控制系統設置在箱體外部的控制平臺⑴上，由鍵盤⑵、高精度調光測控儀⑶、照度測控儀⑷、相對溼度測控儀(5)和溫度測控儀(6)組成；光照內環境系統(12)由紫外燈光源(11)和LED單色光源組(13)，以及配套的照度傳感器(15)、溫度傳感器(M)和相對溼度傳感器(16)組成；所述的LED單色光源組(13)指的包括藍(7)、綠(8)、黃(9)和紅(10)四種單色光源，可以單獨使用或兩種光源組合使用。
2.根據權利要求1所述的紫外-可見光照果蔬保鮮裝置，其特徵在於紫外燈光源(11)和LED單色光源組(13)安置在光照內環境系統(12)內部的上方，通過配套的照度傳感器(15)與箱體外的控制平臺⑴相連。
3.根據權利要求1所述的紫外-可見光照果蔬保鮮裝置，其特徵在於所述的光照內環境(12)是個完全避光的環境。
4.根據權利要求2所述的紫外-可見光照果蔬保鮮裝置，其特徵在於所述的光照內環境(12)中的光照強度通過照度控制儀⑷控制，通過照度傳感器(15)顯示；溫度通過溫度傳感器(M)顯示，溼度通過溼度傳感器(16)顯示。
5.根據權利要求2所述的紫外-可見光照果蔬保鮮裝置，其特徵在於所述的光照內環境(12)中的紫外燈光源(11)波長是240nm-260nm範圍內的特定波長。
6.根據權利要求2所述的紫外-可見光照果蔬保鮮裝置，其特徵在於所述的光照內環境(12)中的LED單色光源組(13)是由紅光620-660nm、黃光570_600nm、藍光455_485nm、綠光490-525nm的範圍內的特定波長組成。
7.權利要求1所述紫外-可見光照果蔬保鮮裝置在抑制西蘭花黃化開花、延長貯藏期方面的應用。
8.權利要求1所述紫外-可見光照果蔬保鮮裝置在減少雙孢菇表面褐斑病的發生，抑制或減緩菇體褐變方面的應用。
【文檔編號】A23B7/015GK103859007SQ201410133788
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年4月4日 優先權日:2014年4月4日
【發明者】閻瑞香, 張鶴, 於晉澤, 張娜, 李崑崙 申請人:國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津）