青花椒保鮮技術研究現(xiàn)狀

劉慧娟 蔡思進 謝 姣

(1.貴州醫(yī)科大學環(huán)境污染與疾病監(jiān)控教育部重點實驗室，貴州 貴陽 550025；2.貴州醫(yī)科大學公共衛(wèi)生與健康學院，貴州 貴陽 550025)

中國花椒種植面積居于世界首位，其品種多達45種，其中種植面積和產(chǎn)量最大的均在西南地區(qū)[1-3]。青花椒(ZanthoxylumSchmjfoliumSieb.et Zucc)，因純正濃烈的麻味、清香四溢的氣味、青綠色的成熟后果皮等特點廣為聞名。新鮮青花椒晾干后即可直接食用，這也是其最為傳統(tǒng)和普遍的食用方法，但由于晾干過程存在著果實風味變化如麻味不均、果皮色澤變暗等缺陷[4]，極不利于青花椒產(chǎn)業(yè)的長期發(fā)展。

采后果蔬仍是有生命的活體。青花椒采后先經(jīng)歷花椒果實的后熟作用然后進入衰老階段，氧氣、溫度、水分、酶及光照等均是導致貯藏過程中青花椒鮮果發(fā)生質(zhì)變的因素[5-8]，質(zhì)變的后果包括不限于色澤的黑變或褐變[9-13]，還有麻味的損失。青花椒所含麻味物質(zhì)主要是不飽和脂肪酸酰胺化合物，而這類化合物的氧化是其麻味物質(zhì)損失的關鍵因素[14]。同時青花椒油胞破裂除了加深褐變程度及麻味物質(zhì)損失外，還會引起揮發(fā)油即青花椒香味品質(zhì)的全面下降[15-16]。相關報道[8]指出，對于青花椒而言，果實的衰老與其褐變的發(fā)生相關聯(lián)，與采摘后隨著貯藏時間的延長其褐變程度不斷加深相比，褐變現(xiàn)象并不會出現(xiàn)在采摘前；被真空包裝處理的青花椒其褐變現(xiàn)象明顯減弱，且多酚氧化酶(PPO)活性與其采后貯藏過程中的褐變度之間呈較為顯著的相關性。因此，研究擬從青花椒品質(zhì)相關的主要成分和保鮮技術兩個方面，綜述青花椒保鮮技術的研究進展，以期為高品質(zhì)鮮青花椒的研究以及延長其貨架期提供依據(jù)。

1 貯藏過程中與鮮青花椒品質(zhì)劣變相關的主要成分的變化

1.1 葉綠素

具有鮮綠色澤的鮮青花椒不僅能夠在菜肴制作中發(fā)揮調(diào)味作用，更能提高人們對菜肴的食欲，故而對鮮青花椒關鍵品質(zhì)指標——鮮綠色澤的保持變得極為重要。鮮青花椒呈色色素為葉綠素，而葉綠素的降解和脫鎂葉綠素的產(chǎn)生可能是導致青花椒色澤指標發(fā)生劣變的原因[17]。陳科偉等[18]研究表明，干燥對青花椒葉綠素的影響主要包括：① 快速干燥(50 ℃)能在短時間內(nèi)抑制葉綠素降解相關的酶活性，有效地對青花椒進行了護色；② 油胞破損的青花椒在干燥過程中則很快出現(xiàn)變色，即使采用快速干燥其干青花椒顏色也會變?yōu)楹诤稚?，究其原因是破損油胞在一定程度上影響了脫鎂葉綠素a氧化酶降解途徑中脫鎂葉綠素a之后的降解反應，使呈黑褐色的脫鎂葉綠酸a和焦脫鎂葉綠酸a在青花椒中累積。綜上，保鮮青花椒在貯藏過程中因非酶褐變而引起的色澤劣變主要與青花椒油胞破裂后引起的葉綠素降解有關。

1.2 揮發(fā)油

對于青花椒而言，其香氣的關鍵來源是揮發(fā)油，亦可稱為精油，它們是具有較小分子量、特定氣味、能夠隨著水蒸汽蒸出的一類揮發(fā)性油狀液體物質(zhì)，屬植物源次生代謝物。程志敏等[19]研究了重慶、貴州、四川、云南4個產(chǎn)地的青花椒果皮中提取的青花椒精油，發(fā)現(xiàn)芳樟醇(18.86%～22.00%)、檸檬烯(9.56%～14.84%)、β-月桂烯(5.79%～12.70%)、檜烯(5.49%～8.93%)和β-蒎烯(3.33%～6.41%)含量均普遍較高。趙馳等[20]研究表明，青花椒揮發(fā)油中主要成分為芳樟醇、D-檸檬烯、偽檸檬烯、4-松油烯醇、β-月桂烯等，其含量分別占總峰面積的30.69%，14.55%，9.08%，3.95%，3.88%。說明鮮青花椒揮發(fā)油中含量較高的成分主要為萜烯類和醇類。此外，張國琳[21]研究發(fā)現(xiàn)，4 ℃下冷藏的保鮮青花椒中揮發(fā)油的成分為烯、醇、酮類等，其中主要化學成分為芳樟醇、D-檸檬烯和β-水芹烯，其相對含量分別為47.59%，21.79%，14.99%，共占總含量的84.37%。張藝[16]研究表明，油胞是否破損是影響青花椒香味品質(zhì)的關鍵所在，對于青花椒而言，與油胞完整相比，油胞破損的青花椒在貯藏過程中揮發(fā)油受損嚴重。綜上，青花椒在冷藏后含量相對較高的揮發(fā)油組分仍然為萜烯類和醇類，但其相對含量的排序發(fā)生了變化，如冷藏后揮發(fā)油組分相對含量排名第3的為β-水芹烯，而鮮青花椒則為偽檸檬烯；此外，青花椒表面的油胞破損，會在其貯藏過程中引起香氣成分即揮發(fā)性成分(揮發(fā)油)的變化。

1.3 酰胺類物質(zhì)

麻味屬于花椒重要的風味特征，同時也是評價其品質(zhì)的重要指標[22]。對于麻味而言，酰胺類物質(zhì)是青花椒的主要呈味成分，主要存在于青花椒果皮中[23]。青花椒來源的酰胺類物質(zhì)主要為鏈狀不飽和脂肪酸酰胺化合物，以山椒素類(主要為α-山椒素、β-山椒素和γ-山椒素)為代表，具有強烈的刺激性[16,24]。有關青花椒麻味物質(zhì)的差異報道[22]表明，不同產(chǎn)地和品種的青花椒之間麻味物質(zhì)呈明顯差異。此外，青花椒麻味物質(zhì)在貯藏過程中也極易被氧化進而造成麻味物質(zhì)的損失[14]，分析其原因可能是麻味物質(zhì)結構中存在對氧氣較為敏感的共軛三烯結構[25]。與破碎青花椒相比，整粒青花椒在貯藏過程中其麻味物質(zhì)含量顯著增加，貯藏過程中真空包裝青花椒中的麻味物質(zhì)也較非真空包裝的顯著增加[26]。Yang等[27]分析了羥基-α-山椒素室溫條件下在乙醇溶液中的降解情況以及紫外條件的施加對其降解情況的影響，發(fā)現(xiàn)70%的羥基-α-山椒素室溫條件下可在24 h內(nèi)消失，而紫外暴露可使其在4 h內(nèi)全部消失。以上結果提示青花椒麻味物質(zhì)即酰胺類物質(zhì)在貯藏過程中容易發(fā)生氧化等反應，繼而其麻味受到較大程度的影響。

2 青花椒活體保鮮技術

2.1 高溫蒸汽瞬時處理

青花椒因其獨特的生理生化與形態(tài)結構特征而適用于熱處理方法達到其保鮮效果，如熱處理不僅可有效抑制青花椒的酶促褐變、殺死青花椒表面存在的微生物而起到殺菌效果，還可抑制其香氣和麻味的損失[8]。曾劍超等[28]研究指出，護綠及燙漂等相關處理能夠明顯減緩青花椒的色澤劣變，一般情況下，處理后的青花椒可于常溫條件下8～10 d不變色，而4 ℃低溫貯藏更是能夠顯著延長其不變色時間，一般可達1個月。然而熱水燙漂因時間過長容易引起花椒表面的油胞在此過程中發(fā)生破裂而使揮發(fā)油及麻味物質(zhì)損失，而高溫蒸汽短時處理青花椒則在很大程度上減少了以上物質(zhì)的損失。姚佳[8]發(fā)現(xiàn)，高溫蒸汽瞬時處理可顯著降低過氧化物酶(POD)活性，而載料量、蒸汽壓力及處理時間是影響青花椒高溫蒸汽瞬時處理后揮發(fā)油含量的顯著性因素，最佳的熱處理條件為載料量2 720.00 g/m2、蒸汽壓力0.35 MPa、處理時間13.00 s，此條件下?lián)]發(fā)油含量為0.39 mL/20 g(為預測值的95.24%)。綜上，高溫蒸汽瞬時處理可有效抑制青花椒中的POD酶活性及其相關營養(yǎng)物質(zhì)如揮發(fā)油等的損失。

2.2 氣調(diào)冷藏

氣調(diào)冷藏包括氣調(diào)和冷藏兩種效果，能夠同時借助環(huán)境氣體介質(zhì)成分和低溫兩種條件來達到對包括呼吸作用在內(nèi)的果蔬生理活動進行抑制的效果。目前，氣調(diào)包裝由于具有可減少貯藏損失(呼吸作用的減弱、蒸騰作用的減緩以及營養(yǎng)成分的損耗關鍵在于對O2和CO2濃度的調(diào)節(jié))、延長貨架期等優(yōu)點而被應用于果蔬貯藏保鮮等方面[24,29]。對于采摘后的花椒而言，呼吸作用是對其生命活動進行描述的一個關鍵指標，而無氧呼吸由于會產(chǎn)生乙醛、乙醇及乳酸等物質(zhì)會毒害花椒生理組織容易使花椒品質(zhì)發(fā)生劣變(如腐爛現(xiàn)象的發(fā)生、異味的產(chǎn)生等)，故而能否采取有力的措施將花椒貯藏環(huán)境中的氧氣控制在合理水平以同時達到抑制有氧呼吸和無氧呼吸的目的是決定保鮮效果的關鍵所在[29]。蔣云華[29]研究發(fā)現(xiàn)，韓城大紅袍花椒中小環(huán)境的最優(yōu)氣調(diào)保鮮組合為經(jīng)NaCl溶液(質(zhì)量分數(shù)為1.0%)浸泡30 min，晾干10 min，4 ℃下，5% O2、8% CO2和87% N2的氣調(diào)比例下，其保鮮效果最佳。李一卓[24]研究指出，青花椒氣調(diào)冷藏的最佳工藝為臭氧消毒30 min，隨后以1%殼聚糖涂膜，且氣調(diào)包裝中的最適氣體比例為5% O2、15% CO2和80% N2，該條件不僅能較好地延緩青花椒的色澤劣變，還能夠有效地降低其腐爛率和失重率，使貨架期長達1個月。

此外，減壓貯藏也是一種常見的氣調(diào)冷藏方法，其原理相對特殊，首先，將果蔬提前放置在密閉容器或庫內(nèi)，隨后空氣被真空泵部分抽除以達到將容器或庫內(nèi)氣壓維持在一定水平的目的，與此同時借助壓力調(diào)節(jié)器將相對濕度為80%～100%的新鮮空氣輸送至容器或庫內(nèi)以保證氣體的不斷交換、環(huán)境濕度的相對恒定以及壓力的動態(tài)平衡[8,30]。由此看來，即使是這種特殊的低壓條件下的氣調(diào)冷藏方法，同樣需要借助降低環(huán)境氧含量來達到降低或抑制果蔬呼吸作用的目的，以此來降低如乙烯、乙醇等有害氣體在果蔬貯藏過程中的累積，進而達到延長貨架期的目的[8]。曾建超等[28]研究發(fā)現(xiàn)，青花椒最優(yōu)的護綠處理方案和真空包裝條件為先以0.2%檸檬酸、0.3%抗壞血酸溶液浸泡45 min隨后于90 ℃燙染1 min，再加以25 s的真空處理，200 ℃熱封處理3 s，處理后的樣品能夠保證常溫條件下8～10 d不變色，而4 ℃低溫貯藏的施加可以進一步延長貨架期，使其保持1個月不變色。宋瑩瑩[26]研究表明，鋁箔材料因具有較好的隔水、隔氧、遮光功能，故利用鋁箔袋密封及真空包裝青花椒后，能更好地防止其麻味物質(zhì)等成分發(fā)生氧化和分解等反應(相對于僅鋁箔袋密封的青花椒而言)，較大程度地延緩青花椒的品質(zhì)變化，有利于鮮青花椒的長期貯藏。綜上，氣調(diào)保鮮應用于青花椒活體保鮮方面，不僅可延緩其品質(zhì)劣變?nèi)缃档颓嗷ń犯癄€率、失重率及延緩色澤的變化，還可延長其貨架期。

2.3 化學保鮮

青花椒含麻味物質(zhì)即不飽和脂肪酸酰胺化合物，這類物質(zhì)極易被氧化，對青花椒的風味損失較大且外觀顏色也受其影響[14,22]，故通常使用抗氧化劑處理防止其酸敗變質(zhì)、減緩色素在貯藏期的褐變程度。此外，青花椒的保鮮研究中除了以常用的麻味物質(zhì)、揮發(fā)油等成分作為指標外，顏色也是衡量青花椒保鮮質(zhì)量的一種關鍵的感官指標[31]。目前，化學試劑主要作為護綠劑(如醋酸鋅等)、抗氧化劑(如抗壞血酸)等應用于青花椒活體保鮮方面[8,24]，如姚佳[8]研究表明，以0.70%檸檬酸、0.80%抗壞血酸、0.05%醋酸鋅對青花椒進行60 min的浸泡，不僅能夠達到最佳的護色目的，還能夠延長青花椒的貨架期。李一卓[24]研究表明，采用400 mg/L的醋酸鋅溶液護綠，20 mL質(zhì)量濃度為5 g/L的抗壞血酸溶液灌注并真空包裝，100 ℃殺菌8 min，可較好地鈍化相關酶的活性達到護綠效果，并能使青花椒在室溫下的貨架期延長至2個月。綜上，研究護綠劑、抗氧化劑等化學試劑的組合方案有利于青花椒保鮮最佳工藝條件的開發(fā)。

3 結論與展望

針對鮮青花椒貯藏過程中的品質(zhì)劣變的變化，利用高溫蒸汽瞬時進行青花椒的殺菌及鈍化酶的活性處理、氣調(diào)冷藏技術調(diào)控氧氣的含量抑制無氧呼吸帶來的損害以及化學試劑(如護綠劑、抗氧化劑延緩因氧氣)等因素均對青花椒具有較好的活體保鮮效果。但以上單一的保鮮技術也不可避免地有各自的缺陷，且不同的保鮮方法都有各自更適用的范圍，這些都在一定程度上影響了其對青花椒的保鮮效果。目前，存在于市面上的青花椒多為傳統(tǒng)方法制備的干制品，雖然也有經(jīng)真空包裝的低溫凍藏的鮮青花椒，但成本較高、能耗較大，既不利于長時貯運，也未被消費者廣為接受。因此，采用多種保鮮方法相結合的綜合保鮮技術(如高溫蒸汽瞬時前處理鮮青花椒后進行化學試劑中護綠及抗氧化處理，再結合氣調(diào)冷藏等)將是有效提升青花椒在保鮮過程中的品質(zhì)，優(yōu)化保鮮工藝的有效方法。