鮮切胡蘿卜的加工技術(shù)研究進(jìn)展

陳燕，畢秀芳*，焦文成，代雨杉，2，車振明

（1.西華大學(xué)食品與生物工程學(xué)院，四川 成都 610039；2.宜賓西華大學(xué)研究院，四川 宜賓 644000）

鮮切果蔬是果蔬經(jīng)過加工改變了形狀之后，仍能保持自身新鮮度和營養(yǎng)成分的一種果蔬加工品[1-2]。近年來，我國鮮切果蔬發(fā)展迅速，自然、新鮮、便利、環(huán)保、健康等特點使鮮切胡蘿卜廣受消費者的喜愛[3-4]。鮮切胡蘿卜在國外，主要用于沙拉[5]，而在國內(nèi)以炒菜的半成品為主，包括家用、餐廳和工業(yè)生產(chǎn)用，發(fā)展前景十分廣闊。在菜品工業(yè)化過程中，為了保障菜品的安全、營養(yǎng)物質(zhì)和風(fēng)味等，原料預(yù)處理后需要盡可能地保留其營養(yǎng)物質(zhì)，延長保質(zhì)期。然而，由于鮮切處理破壞了胡蘿卜的組織結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致胡蘿卜白度值上升、微生物繁殖速度加快、質(zhì)構(gòu)軟化、VC和類胡蘿卜素等營養(yǎng)物質(zhì)流失，從而降低了鮮切胡蘿卜品質(zhì)和商業(yè)價值[6]。因此，采用不同加工技術(shù)來提升鮮切胡蘿卜的品質(zhì)是近年來的研究熱點。本文綜述不同加工技術(shù)對鮮切胡蘿卜品質(zhì)的影響，通過分析不同加工技術(shù)在鮮切胡蘿卜加工中的優(yōu)缺點，提出未來鮮切胡蘿卜加工的研究方向，為進(jìn)一步研究鮮切胡蘿卜加工技術(shù)提供參考。

1 清洗

清洗是鮮切果蔬加工過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，正確的清洗技術(shù)可以抑制微生物生長、減少營養(yǎng)損失，減緩褐變反應(yīng)，從而延長產(chǎn)品貨架期[7-8]。目前，鮮切果蔬的清洗技術(shù)主要包括熱水和超聲波等物理清洗技術(shù)，臭氧水和酸性電解水等化學(xué)清洗技術(shù)以及天然提取物和抑菌素等生物清洗技術(shù)[8]，應(yīng)用于鮮切胡蘿卜的清洗技術(shù)主要為化學(xué)清洗技術(shù)。

研究發(fā)現(xiàn)，使用0.5 mg/L 臭氧水清洗胡蘿卜5 min，4 ℃貯藏10 d 后，胡蘿卜失重率降低1.84%，胡蘿卜素提高25.4%，抗壞血酸增加0.59 mg/100 g，菌落總數(shù)也低于使用自來水清洗的樣品[7]。Xylia 等[9]研究發(fā)現(xiàn)，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.25%的抗壞血酸處理溶液清洗胡蘿卜絲后，能保持胡蘿卜絲的香味和橙色。而用體積比為1∶1 500（馬郁蘭精油∶水）的馬郁蘭精油處理溶液清洗過的胡蘿卜顏色較深，呼吸速率較高。Pellegrini 等[10]研究發(fā)現(xiàn)，采用5 μL/mL 的香菜籽精油溶液清洗可減少鮮切胡蘿卜的微生物含量，較好地保持鮮切胡蘿卜的感官品質(zhì)。

目前，化學(xué)清洗技術(shù)對鮮切胡蘿卜的影響還缺乏深入研究，各清洗技術(shù)的作用機(jī)理不夠明確，生物清洗技術(shù)在鮮切胡蘿卜中的應(yīng)用較少，有待進(jìn)一步研究。

2 熱處理和非熱加工技術(shù)

鮮切胡蘿卜的保質(zhì)期和微生物生長、品質(zhì)的變化有重要關(guān)系[11]。目前，為了提高鮮切胡蘿卜的保鮮效果，延長其貨架期，主要采用熱處理、輻照、超高壓、涂膜等加工技術(shù)，不同技術(shù)在鮮切胡蘿卜加工中的相關(guān)研究如表1 所示。

表1 不同技術(shù)在鮮切胡蘿卜加工中的相關(guān)研究Table 1 Studies of different techniques in fresh-cut carrot processing

2.1 熱處理

熱處理是一種傳統(tǒng)的物理處理方法，利用熱力殺死或鈍化果實上的病原菌，可達(dá)到保持鮮切果蔬品質(zhì)的目的[21]。有研究表明，熱處理可以降低鮮切胡蘿卜的呼吸強(qiáng)度[22]，抑制微生物的生長和繁殖[23]，抑制多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）[24-25]、過氧化物酶（peroxidase，POD）[26]、降低丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量，延緩其衰老變質(zhì)，進(jìn)而延長貨架期。雖然熱處理可有效降低鮮切胡蘿卜的呼吸強(qiáng)度，抑制微生物生長和繁殖，但會破壞其細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)。張?zhí)鹛鸬萚12]研究表明，熱處理后鮮切胡蘿卜的電導(dǎo)率達(dá)15.46%以上，遠(yuǎn)高于未處理組的2.99%。此外，熱處理會降低鮮切胡蘿卜的某些營養(yǎng)物質(zhì)，如VC含量、β-胡蘿卜素含量等[12]。因此，需要結(jié)合其他保鮮方法來提高熱處理的保鮮效果，如氣調(diào)包裝、可食性膜等保鮮技術(shù)。

2.2 非熱加工技術(shù)

食品非熱加工技術(shù)是指在食品行業(yè)中通過非傳統(tǒng)加熱的方法來進(jìn)行殺菌與鈍酶的技術(shù)，相比傳統(tǒng)的熱加工技術(shù)，這種技術(shù)能更好地保持食品的營養(yǎng)成分和風(fēng)味成分[27]。

2.2.1 輻照技術(shù)

輻照技術(shù)具有殺菌效果明顯、實施劑量可調(diào)、低消耗、無污染、無殘留、安全可靠等優(yōu)點，輻照技術(shù)作為一種安全、高效、非熱食品加工技術(shù)，已經(jīng)在鮮切果蔬上得到了廣泛應(yīng)用[23]。有研究表明，60Coγ 射線、電子束輻照均能提高鮮切胡蘿卜的保鮮效果。劉芯鑰等[13]研究發(fā)現(xiàn)，60Coγ 射線輻照抑菌效果顯著（P＜0.05），對鮮切胡蘿卜的色澤、細(xì)胞膜通透性和感官特性沒有顯著影響（P＞0.05）。雖然輻照處理滅菌效果明顯，可以提高鮮切胡蘿卜的保鮮效果，但是不能有效地改善鮮切胡蘿卜的白變現(xiàn)象，電子束輻照處理會導(dǎo)致鮮切胡蘿卜的VC含量降低[12]，因此，單一的輻照不能從各方面提高鮮切胡蘿卜的品質(zhì)。

2.2.2 紫外線技術(shù)

紫外線（ultraviolet，UV）是電磁波譜中波長從10 ～400 nm 輻射的總稱。目前，中波紫外線[28-29]、短波紫外線[30]對鮮切胡蘿卜品質(zhì)影響的研究較多。Formica-Oliveira 等[28]研究發(fā)現(xiàn)，鮮切胡蘿卜經(jīng)中波紫外線處理后，酚類化合物的積累量提高120%，苯丙氨酸酶（phenylalanine ammonia lyase，PAL）活性增加約760%。鮮切胡蘿卜經(jīng)2 kJ/m2短波紫外線處理，貯藏15 d 后，與未處理相比呼吸強(qiáng)度減少28 mg/kg·h，亞硝酸鹽含量減少30 mg/kg，失重率減少44.44%，而類胡蘿卜素、抗壞血酸等營養(yǎng)成分均高于未處理組，有效地延緩鮮切胡蘿卜衰老進(jìn)程，延長產(chǎn)品貨架期[30]。Lee 等[31]研究發(fā)現(xiàn)，酸性電解水+超聲波+短波紫外線結(jié)合處理可抑制鮮切胡蘿卜在儲存期間的水分損失、顏色和外觀變化。

2.2.3 超高壓技術(shù)

超高壓技術(shù)是一種環(huán)保技術(shù)，它利用強(qiáng)烈的靜水壓力通過破壞細(xì)菌的細(xì)胞膜、細(xì)胞壁、改變其原本正常的遺傳機(jī)制等達(dá)到殺菌的目的，對食品的感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值產(chǎn)生較小影響，最終延長貨架期[32]。

目前，超高壓對鮮切胡蘿卜的影響研究主要集中在對胡蘿卜質(zhì)地的影響上。100、200 MPa 的超高壓處理能較好地保持胡蘿卜的質(zhì)地，而300～600 MPa 能導(dǎo)致鮮切胡蘿卜硬度顯著下降，最大質(zhì)地?fù)p失在30%左右[14]，可能是細(xì)胞膜透性和細(xì)胞壁果膠組分發(fā)生了改變[15]。馬濤等[16]研究發(fā)現(xiàn)，不同高靜壓處理導(dǎo)致胡蘿卜切片的膠黏性和回彈力明顯下降。張紅敏[14]研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)超高壓處理后，鮮切胡蘿卜的顏色未出現(xiàn)明顯的變化，表明超高壓技術(shù)對鮮切胡蘿卜的顏色影響不明顯。

目前，單一超高壓處理對鮮切胡蘿卜質(zhì)地的影響較大，可結(jié)合其他技術(shù)減少此影響，有研究表明，經(jīng)鈣鹽溶液預(yù)處理后，熱處理結(jié)合超高壓處理可將鮮切胡蘿卜的質(zhì)地維持在90%以上[14]。

2.2.4 高壓二氧化碳技術(shù)

高壓二氧化碳（high-pressure carbon dioxidetechnology，HPCD）是一種新型非熱殺菌技術(shù)，有殺菌鈍酶的作用，能夠最大限度地保持果蔬功能成分、營養(yǎng)成分和色澤[33]。

HPCD 處理對鮮切胡蘿卜有明顯的抑菌作用，可以抑制POD 和PPO 的活性。Spilimbergo 等[17]和Ferrentino 等[34]研究發(fā)現(xiàn)，12 MPa、40 ℃、15 min 的HPCD處理鮮切胡蘿卜后，硬度顯著降低（P＜0.05），但HPCD 對鮮切胡蘿卜硬度的影響機(jī)制還有待進(jìn)一步研究。此外，HPCD 對鮮切胡蘿卜貯藏期品質(zhì)影響的研究還未見報道。

2.2.5 等離子體技術(shù)

等離子體（coldplasma，CP）是一種新興的綠色滅菌技術(shù)，在抑菌、防止褐變和維持果蔬品質(zhì)等方面具有明顯的效果[35]。Bermúdez 等[18]研究發(fā)現(xiàn)，鮮切胡蘿卜經(jīng)大氣壓冷等離子體處理后，其表面的大腸桿菌數(shù)量明顯減少。張志偉[3]研究發(fā)現(xiàn)，常壓低溫等離子體對鮮切胡蘿卜表面的殺菌率高達(dá)92.35%，同時對鮮切胡蘿卜的水分含量、色澤和VC含量的影響不顯著（P＞0.05），且能使其保持較好的抗氧化能力。Kumar Mahnot 等[36]研究發(fā)現(xiàn)，冷等離子體處理的胡蘿卜的酸堿度、顏色、質(zhì)地和總類胡蘿卜素的變化很小。

等離子體對鮮切胡蘿卜有一定的殺菌和保持感官品質(zhì)的作用，但是對處理后的鮮切胡蘿卜在貯藏期的影響研究未見報道。除此之外，等離子體在鮮切果蔬中的應(yīng)用存在效率與自動化程度低、成本高等問題。

2.3 其他加工技術(shù)

涂膜處理可以減少水分蒸騰，抑制呼吸作用，降低生理生化反應(yīng)速度，防止化學(xué)保鮮劑在食物上的殘留，延緩鮮切果蔬的變質(zhì)、變色，抑制微生物生長，延長貨架期[37]。研究發(fā)現(xiàn)，涂膜可以有效抑制鮮切胡蘿卜的失重率、呼吸速率和白化現(xiàn)象，抑制VC的降解和木質(zhì)素、纖維素的合成，抑制微生物的生長，提高抗氧化能力，延長貨架期[38-42]。董紅兵等[19]和董文麗等[43]研究發(fā)現(xiàn)，鮮切胡蘿卜經(jīng)1%殼聚糖涂膜處理后，硬度、抗壞血酸濃度和抗氧化值均有提高。

涂膜可以延緩鮮切胡蘿卜營養(yǎng)物質(zhì)的損失，但是抑制白化現(xiàn)象和抑菌效果較差，需要結(jié)合其他技術(shù)來提高抑菌效果，王新偉等[44]研究發(fā)現(xiàn)，含肉桂醛的復(fù)合膜對細(xì)菌、霉菌和酵母菌有較強(qiáng)的抑制作用。

外源一氧化氮可延緩果實硬度下降、可溶性固形物含量升高和顏色的變化，較好地保持果實品質(zhì)[45]。趙蕾等[20]將一氧化氮應(yīng)用于鮮切胡蘿卜片的保鮮中，結(jié)果表明一氧化氮可以減緩白化現(xiàn)象，提高過氧化氫酶（catalase，CAT）的活性。但是，目前一氧化氮對鮮切胡蘿卜的影響研究以白變和酶活性為主，對其硬度、營養(yǎng)物質(zhì)含量和微生物生長情況等的影響研究未見報道。

綜上所述，單一的處理條件可以提高鮮切胡蘿卜的品質(zhì)，但是存在熱處理會減少VC和胡蘿卜素的含量，超高壓對質(zhì)地影響較大，涂膜技術(shù)抑菌效果不明顯等問題。因此，應(yīng)用多種技術(shù)的柵欄技術(shù)來提高鮮切胡蘿卜的品質(zhì)可能會成為主要研究方向之一。

3 包裝

包裝可以有效降低鮮切果蔬水分和營養(yǎng)物質(zhì)的流失，防止鮮切果蔬褐變，減緩鮮切果蔬的生理代謝，提升產(chǎn)品的商業(yè)價值[46]。目前，包裝方式主要有氣調(diào)包裝、減壓包裝和活性包裝等[46]。氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP）是通過調(diào)節(jié)和控制氣體比例，抑制果蔬的呼吸作用和細(xì)菌繁殖，在不影響食材口感、品質(zhì)、色澤等前提下，使鮮切果蔬得以延長貨架期[47]。Cozzolino 等[48]、Pace 等[49]和Abadias 等[50]研究發(fā)現(xiàn)，氣調(diào)包裝降低了鮮切胡蘿卜的呼吸速率，能較好地保持抗氧化性和總酚含量。此外，活性包裝技術(shù)也逐步應(yīng)用于鮮切胡蘿卜的保鮮研究中。Becaro 等[51]研究發(fā)現(xiàn)，含有銀納米粒子和二氧化硅的低密度聚乙烯活性包裝，較好地保持了鮮切胡蘿卜的可溶性固形物含量，延緩了微生物的生長。

目前有學(xué)者通過氣調(diào)包裝與其他技術(shù)相結(jié)合的方式來提高鮮切果蔬的品質(zhì)。Li 等[52]研究發(fā)現(xiàn)，短波紫外線結(jié)合氣調(diào)包裝在保持生理品質(zhì)方面表現(xiàn)出協(xié)同效應(yīng)，短波紫外線結(jié)合氣調(diào)包裝通過抑制相關(guān)酶的活性來延緩木質(zhì)素的合成和抑制酚類代謝相關(guān)酶的基因表達(dá)。100% CO2氣調(diào)包裝能夠保持鮮切胡蘿卜的外觀，但不能保證微生物的穩(wěn)定性。鮮切胡蘿卜經(jīng)100% CO2氣調(diào)包裝，在6 MPa、40 ℃下處理15 min 后，能較好地保持外觀，而且微生物能維持14 d 的穩(wěn)定性[53]。氣調(diào)包裝在鮮切果蔬中的應(yīng)用較多，但氣調(diào)包裝結(jié)合其他技術(shù)對鮮切胡蘿卜品質(zhì)影響的研究較少，活性包裝應(yīng)用于鮮切胡蘿卜的研究較少，需要進(jìn)一步探索。

4 不同加工技術(shù)對鮮切胡蘿卜品質(zhì)的影響

鮮切胡蘿卜的營養(yǎng)物質(zhì)、酶活性在貯藏期的變化呈現(xiàn)一定的規(guī)律。隨著貯藏時間的延長，白度值、木質(zhì)素含量、失重率、POD 活性逐漸上升；呼吸強(qiáng)度和PAL活性呈先上升后下降趨勢，總胡蘿卜素含量逐漸下降。溫度是影響鮮切果蔬貯藏期品質(zhì)劣變的重要因素，貯藏溫度對保持鮮切胡蘿卜品質(zhì)有明顯影響[54]。蘭璞等[55]研究發(fā)現(xiàn)，在較低溫度（4 ℃）下貯藏，鮮切胡蘿卜VC、胡蘿卜素含量能更好地保持。目前，氣調(diào)包裝與冷藏溫度相結(jié)合，作為一種溫和的保鮮技術(shù)廣泛用于鮮切果蔬的保鮮[56]。李麗等[57]研究發(fā)現(xiàn)，低溫結(jié)合5%O2+10% CO2+85% N2氣調(diào)包裝處理，抑制了微生物生長繁殖，降低了失重率，延緩了營養(yǎng)物質(zhì)胡蘿卜素和抗壞血酸含量的下降，提高了抗氧化酶活性。不同加工技術(shù)對鮮切胡蘿卜品質(zhì)影響的相關(guān)研究見表2。

表2 不同加工技術(shù)對鮮切胡蘿卜品質(zhì)的影響Table 2 Effect of different processing techniques on the storage period of fresh-cut carrots

5 結(jié)論與展望

目前，在清洗過程中，酸性電解水的抑菌效果明顯，臭氧水清洗的保鮮效果最佳。熱處理、超高壓、輻照、涂膜等技術(shù)在鮮切胡蘿卜的加工中應(yīng)用較多，經(jīng)超高壓處理后鮮切胡蘿卜質(zhì)地發(fā)生劣變；輻照技術(shù)抑菌效果明顯，但是不能有效改善白變現(xiàn)象；涂膜技術(shù)能較好地延緩營養(yǎng)物質(zhì)的損失，但是抑菌效果不明顯；利用柵欄技術(shù)對鮮切胡蘿卜進(jìn)行加工的效果較好，但相關(guān)的研究較少；此外，一氧化氮、等離子體等技術(shù)也應(yīng)用于鮮切胡蘿卜的加工研究中，對鮮切胡蘿卜的影響機(jī)理需要進(jìn)一步探究。低溫結(jié)合氣調(diào)包裝能較好地維持鮮切胡蘿卜的感官品質(zhì)，從而延長保質(zhì)期?？傮w來看，目前單一的技術(shù)處理并不能使鮮切胡蘿卜達(dá)到商業(yè)加工的要求，應(yīng)用多種加工技術(shù)的柵欄技術(shù)可能是解決該問題的途徑之一。在今后的研究方向中，可主要以探究不同加工技術(shù)作用機(jī)理，多種加工技術(shù)相結(jié)合，達(dá)到協(xié)同作用的復(fù)合保鮮技術(shù)為研究方向。