鮮切翠冠梨去核方式和褐變控制技術(shù)研究

林旭東，夏 杰，朱 麟，俞靜芬，尚海濤

（1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院寧波市農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室國(guó)家蔬菜加工技術(shù)研發(fā)專(zhuān)業(yè)中心，浙江寧波 315040；2.寧波花果山果品有限公司，浙江 寧波 315100）

鮮切水果又稱(chēng)輕加工水果、最少加工水果，主要是為了滿(mǎn)足消費(fèi)者的即食需求，是指新鮮水果經(jīng)分級(jí)、清洗、去皮、修整、切分、包裝等處理后，供消費(fèi)者或餐飲業(yè)立即食用的水果加工產(chǎn)品[1]。鮮切水果具有新鮮、營(yíng)養(yǎng)、衛(wèi)生、方便、可食率達(dá)100%等特點(diǎn)。常見(jiàn)鮮切水果有甜瓜、西瓜、芒果、火龍果、菠蘿、獼猴桃等。隨著人們生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快，鮮切水果店、外賣(mài)配送、食堂配送的需求劇增。

翠冠梨（Pyrus pyrifolia Nakai cv.Cuiguan） 肉質(zhì)細(xì)嫩、柔軟多汁，也被稱(chēng)為“六月雪”，是盛夏解渴的時(shí)令佳品[2]，但鮮切后易發(fā)生褐變。鮮切果蔬抗褐變劑研究較多，如抗壞血酸、L -半胱氨酸、亞硫酸氫鈉、植酸[3]、D -異抗壞血酸、檸檬酸[4]、抗壞血酸鈣[5]、氯化鈉、氯化鈣[6]、殼聚糖、海藻酸鈉[7]、乙二胺四乙酸二鈉[8]、水楊酸[9]、茉莉酸甲酯[10]、褪黑素[11]、γ -氨基丁酸[12]和復(fù)合磷酸鹽[13]等。其中，抗壞血酸和抗壞血酸鈣為國(guó)標(biāo)允許在去皮或預(yù)切的鮮水果上使用的食品添加劑（GB 2760—2014）。食鹽、檸檬汁（檸檬酸） 等易被消費(fèi)者所接受，也是常用護(hù)色方法。雖然研究發(fā)現(xiàn)其他大多數(shù)的抗褐變劑也具有良好的護(hù)色效果，但在實(shí)際生產(chǎn)因不符合國(guó)標(biāo)規(guī)定是不允許使用的。

鮮切翠冠梨果核極易發(fā)生褐變。有關(guān)防褐變技術(shù)研究大多針對(duì)去核后的果肉，未去核[14]的較少。去核與否、如何去核，以及抗褐變劑處理對(duì)去核前后護(hù)色效果的差異鮮有研究報(bào)道。采用不同鮮切去核方法，并結(jié)合抗褐變劑處理，研究對(duì)翠冠梨果核果肉褐變的影響，探索褐變控制技術(shù)，以期為鮮切梨加工和配送過(guò)程中的褐變控制提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

翠冠梨，2019 年7 月21 日采摘于寧波市鄞州綠洲果業(yè)專(zhuān)業(yè)合作社果園，-1～-2 ℃下冷藏待用。

主要試劑：市售食鹽（未加碘）；食品級(jí)無(wú)水檸檬酸、L -抗壞血酸、抗壞血酸鈣，河南千志商貿(mào)有限公司提供；福林酚試劑，合肥博美生物科技有限公司提供；鄰苯二酚，上海展云化工有限公司提供。

1.2 儀器及設(shè)備

CR-5 型色差計(jì)，日本柯尼卡美能達(dá)（KONICA MINOLTA） 株式會(huì)社產(chǎn)品；UV1600 型紫外可見(jiàn)光分光光度計(jì)，上海赫爾普國(guó)際貿(mào)易有限公司產(chǎn)品；H1850R 型臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，湖南湘儀離心機(jī)儀器有限公司產(chǎn)品；PAL-BX/ACID F5 型糖酸度測(cè)定儀，日本愛(ài)拓（ATAGO） 公司產(chǎn)品；TA.XT Plus 型質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro System 公司產(chǎn)品。

1.3 處理方法

1.3.1 鮮切處理

選擇大小一致、無(wú)病蟲(chóng)害翠冠梨，清洗后用自動(dòng)削皮器削皮，然后從中間一切為二，挑去果籽。于20 ℃下放置，每10 min 感官評(píng)定和測(cè)定果核果肉色澤變化。

1.3.2 未去核抗褐變劑處理

鮮切處理后的梨塊分別浸入清水（CK）、1%食鹽、1%抗壞血酸、1%抗壞血酸鈣、1%檸檬酸溶液中，浸泡5 min。撈出后于20 ℃下放置，5～55 min內(nèi)每 10 min 感官評(píng)定和測(cè)定果核色澤變化。

1.3.3 去核處理

清洗削皮后，采用以下3 種方式去核：①手工去核，V 字形切除果柄和果籽部分；②去核器去核，采用去核器去核，直徑2.3 cm；③去核器+ 修整，采用去核器去核后，再采用直徑3.3 cm 圓形挖核器切除弓高1 cm 的果實(shí)組織。然后置于20 ℃下，每10 min 感官評(píng)定和測(cè)定果核果肉色澤變化。

1.3.4 完全去核后護(hù)色處理

采用去核器+修整的方式完全去核后，每一半梨果實(shí)再一分為四。然后分別浸入清水（CK）、1%食鹽、1%抗壞血酸、1%抗壞血酸鈣或1%檸檬酸溶液中，浸泡5 min。撈出后于20 ℃下放置，每2 h感官評(píng)定和測(cè)定鮮切梨塊色澤變化。

1.4 測(cè)定方法

1.4.1 感官評(píng)定

5 人評(píng)分小組對(duì)不同處理的鮮切梨，根據(jù)色澤按10 分制進(jìn)行評(píng)分。先按評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)確定所屬色澤等級(jí)和得分范圍，再進(jìn)行增減得分。

鮮切梨褐變程度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 鮮切梨褐變程度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4.2 褐變面積的測(cè)定

參照苑克俊等人[15]的方法，拍照獲得梨切面和直尺的照片。利用Photoshop 8.0 軟件進(jìn)行圖像處理?！叭我饨嵌取闭{(diào)整畫(huà)布，使直尺與標(biāo)尺平行。選取“矩形選框工具”，畫(huà)出一個(gè)刻度直尺上為4 cm 的矩形，記錄信息欄中寬度值W 和高度值H，直方圖欄在“不使用高速緩存的刷新”下記錄像素值A(chǔ)1。然后采用“魔棒工具”或“磁性套索”選定褐變區(qū)域輪廓，得到褐變區(qū)域的像素值A(chǔ)2。按公式（1） 計(jì)算褐變面積，單位以cm2計(jì)。

式中：A1——初始像素值；

A2——褐變區(qū)的像素值；

H——高度值，cm；

W——寬度值，cm。

1.4.3 色澤

參照Rana S S 等人[16]的方法，采用色差計(jì)測(cè)定L*、a*、b*值，測(cè)定模式為反射。按公式（2） 計(jì)算色差值（ΔE）。

式中：L0*、a0*、b0*——初始值；

Lt*、at*、bt*——貨架期t 時(shí)的測(cè)量值。

1.4.4 PPO 活性的測(cè)定

參照曹建康等人[17]方法測(cè)定。準(zhǔn)確稱(chēng)量2.5 g 樣品，加入2.5 mL 蒸餾水，冰浴勻漿，于4 ℃下以轉(zhuǎn)速12 000 r/min 離心15 min，上清液即為酶液。采用蒸餾水配制50 mmol/L 鄰苯二酚溶液。3 mL 反應(yīng)體系中含1.9 mL 蒸餾水、50 mmol/L 鄰苯二酚溶液1 mL和酶液0.1 mL。測(cè)定4 min 內(nèi)A420nm變化，以每分鐘吸光度上升0.1 作為一個(gè)酶活力單位（U）。PPO 活性按公式（3） 計(jì)算。

式中：A0——初始吸光度；

A1——測(cè)定吸光度。

1.4.5 總酚含量的測(cè)定

采用福林酚法測(cè)定[18]。稱(chēng)量1 g 樣品，加入4 mL蒸餾水，冰浴勻漿。于4 ℃下以轉(zhuǎn)速12 000 r/min 離心15 min，取1 mL 上清液，加1 mL 福林酚試劑，3 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%無(wú)水碳酸鈉。于50 ℃下保溫30 min，測(cè)定波長(zhǎng)765 nm 處吸光度。以鄰苯二酚為底物繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。結(jié)果以mmol/kg 表示。

1.4.6 糖度和酸度的測(cè)定

使用糖酸度測(cè)定儀測(cè)定。擠壓取汁，滴入1～2 滴，讀取糖度值。先擠壓取汁，再稱(chēng)取汁液1 g，稀釋50 倍，滴入1～2 滴，讀取酸度值。

1.4.7 硬度

使用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，選用Φ2 mm 圓形探頭。測(cè)試速度為0.5 mm/s，測(cè)試距離為5 mm。

1.5 數(shù)據(jù)分析

各指標(biāo)至少平行測(cè)定3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 18.0 統(tǒng)計(jì)軟件，差異顯著性檢驗(yàn)采用鄧肯多重比較法，差異顯著性水平為0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 鮮切翠冠梨果核和果肉褐變變化

翠冠梨鮮切后果核果肉褐變?cè)u(píng)分和褐變面積變化見(jiàn)圖1。

褐變直接影響鮮切梨的外觀和商品價(jià)值。由圖1可知，翠冠梨鮮切后極易發(fā)生褐變，其發(fā)生部位主要為果核，10 min 內(nèi)褐變?cè)u(píng)分從10 分急速下降至2.870 分，切面可見(jiàn)明顯褐變（紅-深紅），之后褐變速度趨于緩慢，但其程度和面積仍會(huì)逐漸上升。果肉不易褐變，60 min 也未見(jiàn)褐變現(xiàn)象發(fā)生。

翠冠梨鮮切后果核果肉L*、a*、b*、色差值（△E） 的變化見(jiàn)圖2。

由圖2 可知，翠冠梨鮮切后，果核L*值（明亮度） 快速下降，a*值（紅綠色） 和b*值（黃藍(lán)色）快速上升，色差值（△E） 也快速上升，表明其色澤逐漸變暗、變紅和變黃，這一變化趨勢(shì)與褐變的發(fā)生相一致。雖然果肉的L*、a*、b*、色差值（△E） 變化較為緩慢，但變化趨勢(shì)與果核一致。鮮切后60 min果肉色差值僅上升至1.08，小于人肉眼可識(shí)別的色差值（1.5），而鮮切后10 min 果核色差值已上升到4.2，遠(yuǎn)大于可識(shí)別色差值。采用色差儀法在褐變度的檢測(cè)上與肉眼感官檢測(cè)的褐變一致性較強(qiáng)，具有可重復(fù)性和規(guī)范性，避免感官評(píng)價(jià)的主觀偏差[19]。色差儀法對(duì)未明顯褐變的區(qū)域（△E＜1.5） 的色澤識(shí)別能力更有利于褐變控制技術(shù)的研究。

2.2 抗褐變劑處理對(duì)鮮切翠冠梨果核褐變的影響

抗褐變劑處理對(duì)鮮切翠冠梨果核褐變的影響見(jiàn)圖3。

鮮切翠冠梨果核極易褐變，對(duì)于未去核的果核護(hù)色最為關(guān)鍵。由圖3 可知，不同的抗褐變劑處理對(duì)果核L*值和a*值的影響存在著顯著性差異（p＜0.05）。食鹽、抗壞血酸、抗壞血酸鈣處理都可以顯著抑制褐變，延緩L*值的下降和a*值的上升。其中，抗壞血酸鈣的效果最為明顯，抗壞血酸次之，食鹽最后。但是，檸檬酸處理不僅未能延緩L*值和a*值的變化，反而還顯著加快了其變化（p＜0.05），加重了褐變發(fā)生。雖然適宜的抗褐變劑可有效延長(zhǎng)褐變的發(fā)生時(shí)間，如抗壞血酸鈣處理可使褐變發(fā)生時(shí)間從10 min 延長(zhǎng)至40 min（△E 2.1），能維持鮮切翠冠梨30 min 不褐變。但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到鮮切水果加工、貨架和配送的時(shí)間需求，意味著這一加工方式并不適用于生產(chǎn)應(yīng)用。

2.3 翠冠梨果核果肉品質(zhì)及褐變相關(guān)指標(biāo)

翠冠梨果核和果肉品質(zhì)及褐變相關(guān)指標(biāo)對(duì)照見(jiàn)表2。

表2 翠冠梨果核和果肉品質(zhì)及褐變相關(guān)指標(biāo)對(duì)照表

由表2 可知，果核糖度、糖酸比、pH 值顯著低于果肉，而酸度、硬度顯著高于果肉（p＜0.05）。果核由石細(xì)胞組成，因甜度低、酸度高、質(zhì)地偏硬而不適宜食用，整果鮮食一般也被丟棄。同時(shí)可知，翠冠梨果核總酚含量和PPO 活性都顯著高于果肉，這也是為什么果核更易于發(fā)生褐變的原因所在。酶、酚類(lèi)底物和氧氣是酶促褐變的3 個(gè)重要必要條件。酶、酚類(lèi)底物在植物細(xì)胞內(nèi)通過(guò)一系列膜系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)區(qū)域化分布。鮮切處理破壞梨組織結(jié)構(gòu)，并使其暴露于空氣中。細(xì)胞膜被破壞，區(qū)域化分布被破壞，酚類(lèi)底物滲出與PPO 相接觸，在氧氣的作用下，PPO 催化酚類(lèi)物質(zhì)形成醌類(lèi)物質(zhì)，繼而聚合形成褐色物質(zhì)[20]。因此，去除易于褐變且不宜食用的果核更具有應(yīng)用價(jià)值。

2.4 鮮切去核方式對(duì)果核褐變的影響

鮮切去核方式對(duì)鮮切梨褐變的影響見(jiàn)圖4。

翠冠梨果核和果肉之間并沒(méi)有嚴(yán)格的分界線，且果核呈現(xiàn)為兩頭小、中間大的特殊形狀，這加大了去核的難度。由圖4 可知，除了去核器+修整完全去核外，去核方式更多地影響褐變面積，而對(duì)于褐變程度影響不大，仍然會(huì)在鮮切后10 min 發(fā)生明顯褐變。手工去核和去核器去核都存在去除不完全的情況。去核器去核主要?dú)埩糇钔鈱拥墓耍止とズ藲埩粑恢枚嘧?，殘留面積差異也較大。這也間接說(shuō)明了翠冠梨整個(gè)果核，也就是整個(gè)石細(xì)胞組織都極易發(fā)生褐變。如何完全去除果核為鮮切翠冠梨加工的關(guān)鍵步驟。先將去核器插入果實(shí)中部進(jìn)行去核，去除部分為圓柱形的包含有果籽的果肉組織，再進(jìn)行修整處理，可完全去除果核組織，可有效控制鮮切梨的褐變。

2.5 完全去核+抗褐變劑處理對(duì)鮮切翠冠梨褐變的影響

完全去核+抗褐變劑處理對(duì)鮮切翠冠梨褐變的影響見(jiàn)圖5。

由圖5 所示，抗褐變劑處理對(duì)完全去核的鮮切梨L*值和a*值的影響與對(duì)果核的近似（見(jiàn)圖3）。不同的抗褐變劑處理對(duì)果核L*值和a*值的影響存在著顯著性差異（p＜0.05）。其抑制效果依次為抗壞血酸鈣、抗壞血酸、食鹽。不同的是完全去核后，不管是否抗褐變劑處理都可明顯延緩褐變發(fā)生的時(shí)間。由圖5（b） 所示，完全去核后對(duì)照組鮮切翠冠梨，8 h色差值才上升至1.8，12 h 色差值上升至2.1。表明完全去核后，即使不做任何處理也可保持6 h 不褐變，很大程度上滿(mǎn)足了鮮切加工配送的時(shí)間需求。即使8～12 h 發(fā)生褐變，褐變程度也較輕，主要表現(xiàn)為纖維絲處褐變。結(jié)合抗褐變劑處理，可顯著延緩褐變發(fā)生的時(shí)間。如抗壞血酸鈣可以延緩至12 h，抗壞血酸和食鹽可以延緩至10 h。

然而，檸檬酸處理不僅無(wú)法抑制褐變，反而加重了褐變發(fā)生，2 h 時(shí)其色差值已上升至1.8，12 h時(shí)上升至4.8，是對(duì)照組的2 倍，而且不同于對(duì)照組僅纖維絲處褐變，切面整體也可見(jiàn)輕微褐變（淺紅-紅）。這一結(jié)果與大多數(shù)鮮切水果護(hù)色研究有所不同，認(rèn)為檸檬酸具有抑制褐變的作用。但也有認(rèn)為檸檬酸并非越多越好，濃度過(guò)高會(huì)使組織中pH 值降低，pH 值可能降至多酚氧化酶最適pH 值。胡明等人[21]研究表明，1%檸檬酸對(duì)錦豐梨的護(hù)色效果較佳。尚海濤等人[22]研究表明，1.0%檸檬酸處理鮮切錦豐梨貯藏12 d 褐變度低于對(duì)照和其他3 處理組，說(shuō)明1.0%檸檬酸處理抑制鮮切梨褐變效果較佳。檸檬酸會(huì)加速褐變，在鮮榨翠冠梨汁中也發(fā)現(xiàn)類(lèi)似現(xiàn)象，并分析認(rèn)為添加檸檬酸使其pH 值更接近于PPO 的最適pH 值，提高了PPO 活性，從而加速了褐變。同理，果核較果肉易于褐變，抗壞血酸的褐變抑制效果不及抗壞血酸鈣，也或許都與其酸度相對(duì)較高有關(guān)。

抗壞血酸、抗壞血酸鈣為國(guó)標(biāo)允許使用的鮮切水果抗褐變劑，其護(hù)色效果已得到廣泛的認(rèn)可[23-24]。抗壞血酸、抗壞血酸鈣為還原劑，能將氧化的醌還原為酚類(lèi)物質(zhì)，阻止醌類(lèi)物質(zhì)進(jìn)一步自發(fā)聚合形成色素物質(zhì)。為提高護(hù)色效果也有廠家將其復(fù)配使用。食鹽（氯化鈉） 也被普遍應(yīng)用在果蔬防氧化褐變上。宿志健等人[25]認(rèn)為，氯化鈉能抑制和破壞酶活性，氧氣在氯化鈉溶液中的溶解度遠(yuǎn)小于空氣中的溶解度，從而具有護(hù)色作用。宋康華等人[26]研究表明，氯化鈉處理可同時(shí)推遲多酚氧化酶（PPO） 活性高峰出現(xiàn)和抑制過(guò)氧化物酶POD 活性，從而延緩鮮切粉葛褐變。

綜上所述，鮮切翠冠梨果核遠(yuǎn)比果肉易褐變，直接護(hù)色難度大，去核是鮮切加工的關(guān)鍵步驟；梨果核呈兩頭小、中間大的特殊結(jié)構(gòu)，采用去核器+修整的方式可完全去核，可有效延緩褐變發(fā)生；去核后結(jié)合抗壞血酸、抗壞血酸鈣或食鹽等抗褐變劑處理可進(jìn)一步延緩褐變發(fā)生。