文．圖／黃莉詠 財團法人農業科技研究院產業發展中心助理研究員
黃主諭 財團法人農業科技研究院產業發展中心研究專員
林恒生 財團法人農業科技研究院產業發展中心副主任
蔬果貯藏期的病蟲害防治當中，物理處理技術是生活中最常使用的，舉凡一般家裡的冰箱，到國際貿易檢疫處理，都可以看得到物理性採後處理技術的應用。常見的物理處理技術有低溫處理、熱處理、高週波處理、微波射線、壓力處理、輻射照射、氣調與氣變等，這些處理藉由延緩蔬果腐壞或減少病蟲害孳生，提升蔬果品質。
低溫貯藏是蔬果保存最普遍且最簡便的手法，主要目的是降低植物與微生物的生理代謝。低溫下蔬果的呼吸率下降，伴隨較少的水分散失、組織老化，同時減少果皮皺縮發生，降低被病蟲與病菌侵害的風險。低溫同樣可延緩病蟲與病菌的生理代謝，多數病蟲害在低溫時，體內生理酵素無法正常作用，而進入潛伏或休眠狀態甚至死亡。
不論是蔬果、病蟲或病菌，都有最適的保存和生存溫度區間，只要掌握蔬果最適溫度，搭配抑制病蟲害生存的溫度，就能達到防治的效果。
不只是低溫 高溫也可延長蔬果貯藏期
熱處理是利用病蟲或微生物和農產品對高溫耐受性的差異，以40～60℃短暫處理蔬果，抑制病蟲的採後處理技術。熱處理最大優點為無藥劑殘留問題，因此常用於果實貯藏病害防治。
除了抑制病蟲害，研究發現熱處理後可觸發蔬果內部多種生化機制，提升防禦力，如①促進苯丙氨酸裂解氨酶（L-phenylalanine ammonia-lyase,PAL）活性，促使木質素生成，形成物理阻隔防禦病原菌入侵，②合成毒性的酚類化合物，抵禦外源病原菌，提升防禦力，③抑制乙烯生合成的酵素活性，以延緩後熟、降低果實軟化。除此之外，部分農產品於貯藏前先處以熱處理，能夠改變細胞膜結構、提升抗氧化機制、促進熱休克蛋白生成，減少或延緩寒害發生。
常見的熱處理方法有溫湯、熱風、蒸熱、高週波與微波加熱等。其中溫湯處理以水為導熱媒介，具有最佳導熱效率、易於操作的優勢。
熱風是吹送38～46℃空氣於農產品表面，由於導熱較慢、處理時間較長，約需耗費12～96小時。蒸熱處理為進出口檢疫最常使用的方法，主要用於消滅藏於農產品中的蟲體與蟲卵，透過40～50℃熱空氣搭配90％以上的相對溼度，相較於熱風處理有更好的傳導速率。
高週波與微波加熱多用於農產品加工，其加熱速度快、效率高。根據研究顯示高週波比溫湯處理快30倍的時間達到目標果溫，將蔬果快速加熱後，搭配溫湯處理，大幅提升處理效率；微波處理是應用電磁場加熱，使病原菌與蟲體內物質快速震盪、加熱而死亡，更有研究人員成功以微波處理減少櫻桃貯藏期微生物含量，顯著延長保鮮期。
給病蟲害一點壓力吧！
壓力處理，依壓力大小與處理時間，可分長期低壓貯藏、短期高壓或短期低壓處理。低壓貯藏是透過延緩蔬果老化，來維持蔬果品質，其中幾項研究顯示，壓力處理可抑制病原菌生長，但抑制機制尚有待釐清。多數研究指出，植物組織於低壓下，呼吸作用與乙烯生合成降低，加上組織外部壓力較小，更利於乙烯氣體擴散出來，延緩組織老化；相對而言，低壓也加速了組織水分散失，因此需搭配加溼處理，避免蔬果失水。
短期低壓處理採用0到100kPa（華氏度千帕，氣壓單位）處理2～24小時；短期高壓則是採用高於大氣壓（標準1大氣壓為101.325kPa）的壓力進行處理。不論是高壓或低壓短期處理，都有研究證明可有效減低葡萄、櫻桃腐敗，然而短暫壓力處理作用機制尚未明朗，由於處理時間較短，科學家排除低壓直接抑制病原體，或直接影響組織中乙烯濃度的可能，並推測短時間的壓力處理可能引發逆境反應，影響蔬果生理特性，進而增強抗病性，詳細作用機制仍有待證明。
由於壓力處理設施成本高，操作上有安全疑慮，不論是高壓或低壓短期處理或貯藏，目前鮮食蔬果的商業應用仍較少。
動感光波殺死病蟲
輻射線是由物體釋放的電磁波，可分為游離輻射（α射線、β射線、γ射線、X射線等）與非游離輻射（紅外線、可見光、紫外線、電波等），常用於蔬果採後處理的包括鈷-60、銫-137、伽馬射線、X射線和紫外線（UVC）等照射處理，能夠造成生物分子DNA斷裂，使微生物與蟲體生存所需的蛋白質無法形成，導致死亡或喪失繁殖能力。
除了抑制病蟲害外，輻射線也常用於抑制發芽、延遲蔬果後熟與改善品質，更有研究指出，紫外光可以促進植物體二次代謝物及超氧化物生成，提升對抗病蟲害的防禦力。
雖然輻射處理具有簡便、快速的優點，但礙於成本高、國內消費者接受度低，並且相關設備受到管制等因素，國內使用較少。在國外有少數國家如美國、紐西蘭、澳洲等，接受他國依據安全標準採用輻射處理部分鮮果，甚至作為檢疫輸入條件。
我的空氣我做主 調整氣體讓蔬果安心入眠
氣調與氣變處理，是透過調節空氣中二氧化碳與氧氣組成，降低植物代謝並抑制病蟲生存的方法。氣調（Controlled Atmosphere）處理通常是在大型貯藏設備中，精準的調控貯藏環境氣體；氣變（Modified Atmosphere）通常是在小包裝中進行，以農產品本身產生的氣體與包材透氣性，於袋中自動調節氣體組成，直到平衡。
氣調貯藏仰賴有良好氣密性的低溫貯藏室，降低庫內氧氣濃度，並提高二氧化碳濃度，以維持蔬果適當貯存環境，最新的氣調庫更是導入監控系統，量測蔬果呼吸商（Respiratory Quotient,RQ，呼吸速率的表示法）、葉綠素螢光指標（Chlorophyll Fluorescence）以及環境的乙醇濃度（Ethanol Concentration）隨時掌握蔬果新鮮度；此外，氣調處理也廣泛應用於運輸貨櫃，尤其是長期海運上。近期臺灣大學吳俊達副教授所開發的鳳梨釋迦海運技術，亦是透過氣調貨櫃進行外銷。
看不見、聽不到 讓你措手不及的超音波處理
超音波是高於人類可聽見的聲波或震動，高於20kHz（千赫茲，音波每秒鐘振動次數的頻率單位）的音頻可稱為超音波，常應用在採收後果實清洗，可以有效去除農藥殘留，並具有殺菌的效果。超音波清洗原理是透過機械於清洗液中製造超音波，壓力驅使許多微小真空氣泡產生，即所謂空穴效應，利用這些小氣泡受到震盪而破裂後產生巨大衝擊力，促使髒汙自蔬果表面剝離，甚至破壞微生物生理構造而達到殺菌效果，搭配一般消毒液使用更是事半功倍。
除了物理性的清潔，研究指出，超音波處理可以抑制細胞壁降解酶活性、增加細胞壁穩定性，使蔬果的質地、風味及營養等維持得更久。
蔬果貯藏物理防治方法 開發趨勢關注新技術
物理性防治蔬果貯藏期病蟲害，不外乎是利用蔬果、病蟲、病原菌對於環境因子的適應性與耐受性的差異進行防治，為追求更有效的防治效果，以達到延長貯藏期的效果，各種研究仍持續進行著，像是資材與技術的精進，或是不同技術的組合搭配，都是許多廠商所關注的新技術。
為配合現代人繁忙的生活節奏，越來越多主打方便、不須清洗、快速食用的截切蔬果商品出現。蔬果經過去皮、截切後產生的傷口，不僅提高蔬果生理化學反應，更提供病原菌生長所需的營養，加速商品腐敗的速率，為了維持截切蔬果的保鮮期，截切處理廠便會結合不同技術防止蔬果敗壞，國內外常用的技術包含了全程低溫處理、超音波清洗、紫外光殺菌、臭氧處理、滲透壓調節、可食用資材的披衣處理等，並且採用特殊的氣變資材進行包裝販售。
氣變包裝（Modified Atmosphere Packaging）是氣調處理的延伸技術，利用包裝、披覆或薄膜處理等方法，被動調控蔬果周圍的氣體組成，並搭配低溫提供蔬果最佳的貯藏環境。氣變技術開發，首先須針對蔬果呼吸速率進行調查，以了解不同蔬果的最適二氧化碳與氧氣組成比例，再將建立的數據應用在包裝資材開發上，調整包材透氣度、透水率及密封性，利用蔬果呼吸代謝所產生的氧氣與二氧化碳，以及包材通透性，使蔬果周圍氣體組成達到最佳平衡。
外銷實戰應用 複合式物理防治方法
各種物理性採後處理技術都有其特性，但僅採用單一技術未必能達到最好效果，愈來愈多的研究與商業手法採用多種採後技術互相搭配，不但可延長蔬果壽命，更保障消費者購買到高品質的蔬果。
以2021年行政院農業委員會農業試驗所出版的番石榴外銷美國技術手冊為例，外銷主力「珍珠拔」番石榴運送至集貨場後，以水冷或壓差預冷迅速降溫至果心溫度12℃，預冷後採用氣變包裝，相較於現行包裝，實驗證實可增加可售率及維持較佳的品質。
「珍珠拔」以船運外銷至美國，航行時間約22天，因應美國檢疫要求，其中17天進行低溫（1℃）檢疫，確實殺死東方果實蠅、瓜實蠅等害蟲，也確保不因低溫使果實凍傷。運至美國後開櫃檢查，確認無害蟲，即可運至通路上架販售，與販售業者談妥以低溫上架，透過低溫維持番石榴的品質，達到延長櫥架壽命的目標，若於常溫下販售則不超過1日為原則，透過控管櫥架溫度與時間，以確保美國消費者買到高品質的臺灣番石榴。
蔬果自採收後到消費者手裡，過程中根據不同農產品，設計一系列的採後技術處理流程，透過各種採後技術相輔相成，確保消費者可以選購美觀、無毒、高品質的農產品，以守護消費者的健康及權益，此外，依照不同農產品及目標市場組合出效果更優異的採後處理組合，是未來研發努力的方向。
（參考文獻請洽作者）
更多文章請見《豐年雜誌》2022年8月號
