物理保鮮技術(shù)在鮮切果蔬保鮮加工中應(yīng)用的研究進展

吳昌術(shù)，王凱杰

物理保鮮技術(shù)在鮮切果蔬保鮮加工中應(yīng)用的研究進展

吳昌術(shù)，王凱杰

（蕪湖職業(yè)技術(shù)學(xué)院生物工程學(xué)院，安徽蕪湖241000）

鮮切果蔬因其具有新鮮、營養(yǎng)、方便、衛(wèi)生、快捷等優(yōu)點日益受到人們的青睞，但鮮切果蔬處理時由于遭受機械損傷，易發(fā)生褐變、質(zhì)地軟爛和微生物侵染等品質(zhì)劣變現(xiàn)象，導(dǎo)致貨架期縮短。物理保鮮技術(shù)是目前應(yīng)用最廣泛的一種保鮮技術(shù)，具有生產(chǎn)成本低、受外界因素影響小、不改變原料營養(yǎng)成分和天然風(fēng)味等特點。在簡述鮮切果蔬品質(zhì)劣變的因素基礎(chǔ)上，綜述了物理保鮮技術(shù)在鮮切果蔬保鮮加工中的應(yīng)用進展。

鮮切果蔬；保鮮；品質(zhì)

鮮切果蔬（Fresh-cut fruits and vegetables）又名最低限度加工果蔬、切割果蔬等，是指新鮮果蔬原料經(jīng)分級、整理、挑選、清洗、修整、去皮、切分、保鮮、包裝等一系列工序制成的新型方便果蔬制品[1-2]。當今社會人們由于收入增加，更加注重自身健康和飲食安全。為了適應(yīng)快節(jié)奏生活，同時有更多時間用于休閑和娛樂，人們的消費模式將面臨重大變革，傳統(tǒng)果蔬加工品因缺乏原料新鮮度，逐漸被拋棄，人們更加喜愛新鮮、營養(yǎng)、方便、衛(wèi)生、快捷的鮮切果蔬產(chǎn)品。在西方等發(fā)達國家，鮮切果蔬市場呈現(xiàn)增長速度快、銷售量節(jié)節(jié)攀升態(tài)勢。但鮮切果蔬由于去皮、切分等加工處理造成機械傷害，出現(xiàn)變色、營養(yǎng)成分減少、風(fēng)味下降和微生物侵染等問題，嚴重影響鮮切果蔬的品質(zhì)，阻礙了鮮切果蔬加工業(yè)的發(fā)展。因此，鮮切果蔬加工關(guān)鍵技術(shù)是保持鮮切果蔬新鮮品質(zhì)和提高保鮮期。

1 影響鮮切果蔬品質(zhì)的因素

1.1 生理生化反應(yīng)

新鮮果蔬原料經(jīng)去皮、切分后，一方面激發(fā)果蔬組織內(nèi)源乙烯生成，造成果蔬呼吸強度大大增加，促進了有機物質(zhì)的大量消耗，從而加速鮮切果蔬產(chǎn)品的品質(zhì)劣變；另一方面改變了果蔬原有組織結(jié)構(gòu)，增大了酶與底物直接接觸機會，同時切分后果蔬表面積加大，獲得氧氣機會增加，加快果蔬組織內(nèi)酚類物質(zhì)和果膠物質(zhì)等物質(zhì)氧化與水解反應(yīng)，導(dǎo)致出現(xiàn)組織褐變、質(zhì)地軟化及異味物質(zhì)產(chǎn)生[3-4]。

1.2 營養(yǎng)成分變化

鮮切果蔬由于去皮、切分等處理破壞了果蔬組織細胞的完整性，直接造成部分營養(yǎng)成分的損失；同時自身呼吸強度增加，各種生理生化反應(yīng)速度加快，進一步加快營養(yǎng)成分的消耗損失。另外，貯藏條件（如溫度、光照、氧氣）不適宜也會加大營養(yǎng)成分流失[5]。

1.3 微生物侵染

新鮮果蔬經(jīng)去皮、切分等加工處理后，其組織結(jié)構(gòu)受到損害，造成汁液流出，汁液中含有豐富營養(yǎng)成分為微生物生長與繁殖提供了良好條件，因此鮮切果蔬極易受到空氣中微生物侵染而導(dǎo)致腐敗變質(zhì)。

2 鮮切果蔬物理保鮮技術(shù)

2.1 熱處理保鮮

果蔬在加工之前進行短時間熱處理，能降低酶的活性，減小呼吸強度，抑制乙烯生成，防止褐變造成的產(chǎn)品變色。鮮切果蔬采用一定溫度熱處理，起到減少表面微生物種類和數(shù)量、防止病菌污染和避免冷害現(xiàn)象。常用處理方法有熱蒸汽法、熱水法和熱空氣法[6]。Rico D等人[7]研究發(fā)現(xiàn)，蒸汽短時間處理鮮切生菜后，其質(zhì)地和色澤明顯好于對照組。Koukounaras A等人[8]研究發(fā)現(xiàn)，桃經(jīng)50℃，10 min的熱處理后貯藏，能有效控制切面褐變和切片硬度降低。因此，熱處理時要嚴格控制處理溫度和時間等參數(shù)，避免過度造成食用品質(zhì)下降[9]。

2.2 低溫保鮮

低溫能抑制酶的活性、降低果蔬的呼吸強度、減小酶促褐變反應(yīng)速度，具有推遲組織衰老和變色作用；低溫還能降低微生物的代謝速度，達到有效抑制微生物生長和繁殖的目的[10-11]。當溫度低于某一種微生物最低生長溫度時，會導(dǎo)致該種微生物生長中止，嚴重時甚至死亡。此外，加工貯藏時溫度越低，果蔬的生理代謝速度就越小，營養(yǎng)成分損失越少，保鮮期就會相應(yīng)延長。王靜等人[12]研究結(jié)果表明，1℃下冷藏大大推遲了鮮切牛蒡的褐變。Martina Romere D等人[13]研究了鮮切萵苣在1，3，5，7℃貯藏溫度品質(zhì)情況，結(jié)果表明在5℃下貯藏萵苣，呼吸強度、纖維素含量、VC含量保持最高；鮮切甘藍在4℃下貯藏比7℃下貯藏時間延長了3～5 d[14]。低溫有利于鮮切果蔬的保鮮，但溫度一定要適宜，否則會產(chǎn)生冷害現(xiàn)象。如大部分果蔬在10℃下會發(fā)生不同程度的冷害，造成果蔬代謝失調(diào)等一系列副作用，反而縮短保鮮期。多數(shù)人認為，鮮切果蔬適宜貯藏溫度為0～5℃[15]。但一些嗜冷菌在低溫下仍能生存，因此需將低溫保鮮與其他保鮮技術(shù)結(jié)合起來，效果更好。

2.3 氣調(diào)保鮮

氣調(diào)保鮮是一種無公害保鮮技術(shù)，通過改變貯藏環(huán)境中氣體組分比例，即減小O2體積分數(shù)或增大CO2體積分數(shù)，能顯著降低鮮切果蔬呼吸速率和乙烯的形成量，控制好氣性微生物生長繁殖，達到延長保鮮期的目的。但實踐中O2體積分數(shù)不能過低或CO2體積分數(shù)不能過高，否則鮮切果蔬會產(chǎn)生無氧呼吸，加速衰老縮短保鮮期。一般鮮切果蔬包裝內(nèi)部保持在2%～5%O2和5%～10%CO2，有利于品質(zhì)保持[16-17]。鮮切蓮藕在2%O2，6%CO2，5℃及相對濕度85%環(huán)境下貯藏20 d，能明顯降低呼吸速率，減少水分損失和抑制褐變的發(fā)生[18]。張平等人[19]研究發(fā)現(xiàn)，藍莓在10%～12%CO2，6%～9%O2環(huán)境下貯藏保鮮期達30～40 d。Annese等人[20]研究發(fā)現(xiàn)，鮮切果蔬在O2低于1 kPa環(huán)境下貯藏能減輕褐變，不足之處是造成香氣物質(zhì)損失。

近年來，人們提出高氧氣包裝保鮮，已取得了不錯的成績。高氧氣調(diào)保鮮克服了低氧氣調(diào)保鮮的弊端，在保持水分及香氣物質(zhì)、抑制酶促褐變反應(yīng)和厭氧菌發(fā)酵及微生物生長方面效果明顯[21]。例如，鮮切辣椒在50%O2，15%CO2，5℃環(huán)境下貯藏，感官品質(zhì)優(yōu)良，保鮮期達9～10 d[22]；鮮切球生菜在80 kPa O2，10～20 kPa CO2，5℃環(huán)境下貯藏2～4 d[23]；鮮切馬鈴薯在80 kPa O2，10～20 kPa CO2，4℃環(huán)境下貯藏14 d[24]。吳緒敏等人[25]鮮切洋蔥采用80%O2，20% CO2氣調(diào)包裝并用檸檬酸溶液浸泡處理，在4℃下貯藏17 d品質(zhì)無明顯變化。

2.4 超高壓保鮮

高壓處理是一種采用50～1 000 MPa壓力處理純物理過程。通常采用100 MPa以上超高壓，溫度控制在常溫或低溫下處理，最大程度保存了產(chǎn)品營養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)，鈍化了酶的活性，控制鮮切果蔬酶褐變反應(yīng)，有效防止產(chǎn)品變色。Zong W等人[26]分別用0.1，200，400，600 MPa不同壓力處理鮮切獼猴桃10 min對照試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)用超高壓處理獼猴桃品質(zhì)良好，微生物被殺死，酶活性受到抑制?？v偉等人[27]通過試驗發(fā)現(xiàn)，鮮切哈密瓜片用600 MPa超壓力處理10 min，有效地控制了多酚氧化酶活性及微生物生長繁殖速度。但過高的壓力（＞200 MPa）會影響鮮切果蔬產(chǎn)品感官品質(zhì)；＜300 MPa壓力處理又不能使鮮切果蔬污染的微生物徹底死亡，因而存在安全隱患[28]。為了確保鮮切果蔬產(chǎn)品品質(zhì)和安全，除了采用合適原料品種外，實際生產(chǎn)中將高壓處理技術(shù)與HACCP管理體系結(jié)合起來效果更好[28]。

2.5 輻射保鮮

輻射保鮮原理是利用60Co和137Cs產(chǎn)生的γ-射線照射食品，利用輻射線強的穿透能力，引起微生物生理代謝功能紊亂，阻礙其正常生長繁殖，進而殺滅微生物，提高食品的保藏期[29-30]。Zhang L K等人[31]用1.0 kGy劑量的γ-射線輻射鮮切萵苣，細菌總數(shù)下降2.35個數(shù)量級，大腸桿菌低于30個/100 g，抑制了多酚氧化酶活性，減少了VC損失。陳召亮等人[32]研究表明，采用1 kGy劑量γ-射線處理鮮切西洋芹，控制了各種微生物生長繁殖速度，明顯降低自身呼吸強度，多酚氧化酶的活性受到抑制，在4℃條件下可貯藏12 d。Lu Z X等人[33]用1.0 kGy劑量γ-射線處理鮮切芹菜對照試驗發(fā)現(xiàn)，細菌總數(shù)減少了2個數(shù)量級，真菌總數(shù)減少了1個數(shù)量級，多酚氧化酶活性和呼吸強度均受到抑制，感官指標大于對照組。

2.6 臭氧處理保鮮

臭氧處理是一種理想廣譜、快速、高效、無殘留冷殺菌技術(shù)[34]。它能夠改變微生物細胞膜通透性，造成菌體蛋白質(zhì)變性，破壞菌體酶系統(tǒng)，使微生物失去生存能力，能有效殺滅或抑制細菌、霉菌、酵母菌、寄生物和病毒。此外，臭氧水殺菌消毒作用比臭氧氣體更強、更快，臭氧除了具有強烈殺菌作用外，還能夠氧化乙烯、降低果蔬呼吸強度，延緩果蔬后熟和衰老，有效控制營養(yǎng)物質(zhì)消耗，提高果蔬貯藏期。徐斐燕[35]用臭氧水處理鮮切西蘭花，發(fā)現(xiàn)其表面微生物種類和數(shù)量明顯減少，多酚氧化酶等酶活性遭到不同程度破壞。高翔等人[36]用0.3 mg/L的臭氧水處理鮮切西洋芹10 min，貯藏9 d后菌落總數(shù)在1×105CFU/g左右，低對照組2個數(shù)量級，大腸菌群幾乎檢不出。張立奎等人[37]采用0.18 mg/L臭氧水處理鮮切生菜后，細菌總數(shù)下降1.5個數(shù)量級，大腸菌群數(shù)低于0.3 CFU/g。但臭氧保鮮處理果蔬時，要控制臭氧質(zhì)量濃度避免濃度過高否則損傷果蔬表面質(zhì)膜，造成品質(zhì)降低。

2.7 紫外線處理保鮮

紫外線保鮮利用波長在190～350 nm的紫外線照射，通過抑制DNA復(fù)制導(dǎo)致微生物突變或死亡，它對細菌、霉菌、酵母等微生物殺滅作用顯著。但由于紫外線穿透能力弱，只能殺滅鮮切果蔬表面污染微生物，對其他部位均無效，且照射強度等因素影響殺菌效果，此外對鮮切果蔬生理作用有一定程度影響，因此實際應(yīng)用有一定局限性。Jorgem F等人[38]研究發(fā)現(xiàn)，切割西瓜經(jīng)紫外線照射后，通過檢測細菌總數(shù)減少，而食用品質(zhì)幾乎沒有任何變化。Allende A等人[39]研究發(fā)現(xiàn)，鮮切萵苣用短波紫外線（UV-C）處理后，其呼吸強度比未處理強。但Vicente R等人[40]研究發(fā)現(xiàn)，辣椒用一定強度紫外線照射后，其呼吸強度明顯低于對照組。

2.8 超聲波處理保鮮

超聲波是一種低頻高能量物質(zhì)，頻率為20～100 kHz，利用它在液體中產(chǎn)生瞬間高溫、高壓作用，造成某些細菌死亡、病毒失活，微生物細胞壁遭到破壞，從而達到減少微生物數(shù)量、提高果蔬的保鮮期目的，但常用于加工前的清洗[41]。高翔等人[42]研究發(fā)現(xiàn)，在溫度25℃下，用功率50 kHz超聲波氣泡清洗鮮切西洋芹10 min，微生物菌落減少了八成，呼吸強度明顯下降，多酚氧化酶活性降低了五成。

2.9 脈沖強光處理保鮮

脈沖強光殺菌是利用連續(xù)的寬帶（多在紫外和可見區(qū)）光譜短而強的脈沖來殺滅微生物，其光譜波長在17～2 600 nm，能量密度為0.01～50 J/cm2，脈沖持續(xù)時間為10-5～10-1s，有一定穿透性[43]。閃照時，脈沖強光作用于微生物蛋白質(zhì)和核酸活性結(jié)構(gòu)上，使其變性，細胞失去生物活性，抑制其生長繁殖，達到殺菌目的，它具有殺菌快速、高效、節(jié)能、環(huán)保和無殘留等特點[44-45]。Dunn J E等人[46]用3 J/cm2的脈沖光處理鮮切馬鈴薯2～5次后，避免馬鈴薯表面褐變的發(fā)生，而對照組褐變嚴重。Gómez P L等人[47]發(fā)現(xiàn)，鮮切蘋果表面褐變程度隨著脈沖光強度的增大而加深。Oms OG等人[48]認為，適當強度（4.8 J/cm2）的脈沖光既可以延長鮮切蘑菇貨架期，也能較好保持其品質(zhì)與抗氧化能力，過高強度處理（12和28 J/cm2）則會對蘑菇質(zhì)構(gòu)產(chǎn)生副作用。江天寶[49]應(yīng)用距離為15 cm的脈沖強光照射鮮切雪蓮薯片，15 s后使初始污染濃度為5.6×105CFU/g的大腸桿菌徹底殺滅。同時，有研究表明新鮮西紅柿經(jīng)脈沖光處理，再放入冰箱中存放30 d后，西紅柿無不良變化；而未經(jīng)過脈沖光處理的西紅柿已發(fā)生霉爛[50]。目前，脈沖強光用于鮮切果蔬保鮮還處于研究階段，在實際應(yīng)用中考慮結(jié)合超聲波和低溫等其他方式，通過協(xié)同作用擴大其使用范圍，提高殺菌效果，進而達到保鮮目的。

3 展望

物理保鮮技術(shù)具有生產(chǎn)成本低、受外界因素影響小、不改變原料營養(yǎng)成分和天然風(fēng)味等特點成為鮮切果蔬保鮮的研究熱點。由于鮮切果蔬在我國起步較晚，今后主要研究各種物理保鮮技術(shù)對鮮切果蔬產(chǎn)品的品質(zhì)、營養(yǎng)及生理生化等指標的影響，以探索適合不同品種鮮切果蔬保鮮的最佳技術(shù)方法。如高壓保鮮重視果蔬原料品種對高壓加工的適宜性，高壓處理對鮮切果蔬品質(zhì)與安全影響。脈沖強光保鮮要關(guān)注其對致病細菌和致腐真菌的殺滅效果、鮮切果蔬營養(yǎng)成分變化、處理后可能產(chǎn)生的副產(chǎn)物安全性評價等。同時不斷創(chuàng)新保鮮技術(shù)，將物理保鮮各種技術(shù)聯(lián)合起來發(fā)揮協(xié)同作用，拓展鮮切果蔬加工范圍，提高鮮切果蔬的品質(zhì)和安全性，延長鮮切果蔬的保鮮期，推動鮮切果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

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Research Progress of the Physical Preservation Technology in Fresh-cut Fruits and Vegetables

WU Changshu，WANG Kaijie
（Institute of Biological Engineering，Wuhu Vocational Technical College，Wuhu，Anhui 241000，China）

The advantages of fresh-cut fruits and vegetables are fresh，nutritive，convenient，healthy and fast，make them become more and more popular with people all over the world.However，due to mechanical damage in processing，it is easy for fresh-cut fruits and vegetables to brown，soften and be infected by microorganism and shorter shelf-life.Physical preservation technology possesses the following characteristics，low cost of production，less likely to be affected by external factors，and it will not change the nutrition ingredient and natural flavor of the raw materials，which contribute it to be the most widely-used preservation technology.Through the analysis of the causes of quality degradation of fresh-cut fruits and vegetables，the present paper tries to review the research progress of the physical preservation technology in fresh-cut fruits and vegetables.

fresh-cut fruits and vegetables；preservation；quality

TS255.3

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.07.019

1671-9646（2017）07a-0055-04

2017-05-21

安徽省教育廳項目（2015ZY086）；安徽省自然科學(xué)研究重點項目（KJ2016A765）。

吳昌術(shù)（1965—），男，本科，研究方向為食品加工與安全。