鮮切蔬菜加工技術(shù)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

王 丹， 馬 越， 張 超， 王宇濱， 趙曉燕

(北京市農(nóng)林科學(xué)院 蔬菜研究中心/北京市果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部蔬菜采后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097)

鮮切蔬菜加工技術(shù)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響

王 丹， 馬 越， 張 超， 王宇濱， 趙曉燕*

(北京市農(nóng)林科學(xué)院 蔬菜研究中心/北京市果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/農(nóng)業(yè)部蔬菜采后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100097)

鮮切蔬菜因其新鮮、營(yíng)養(yǎng)、方便等特點(diǎn)，成為健康飲食的主要組成部分，越來越受到消費(fèi)者的關(guān)注與喜愛。我國(guó)鮮切蔬菜起步較發(fā)達(dá)國(guó)家晚，產(chǎn)業(yè)向原料產(chǎn)區(qū)、重點(diǎn)銷區(qū)和重要交通物流節(jié)點(diǎn)集聚，其他小規(guī)模的城市分布較少，產(chǎn)業(yè)發(fā)展有著巨大的市場(chǎng)空間。然而切分導(dǎo)致細(xì)胞損傷，致使產(chǎn)品的生理及理化性質(zhì)有很大改變，影響其貨架期。從國(guó)內(nèi)外鮮切蔬菜處理方式、加工裝備及關(guān)鍵技術(shù)等方面綜述了主要加工程序切分、清洗、脫水、包裝技術(shù)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響，并提出今后發(fā)展的主要方向，為鮮切蔬菜加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供理論及技術(shù)支撐。

鮮切蔬菜； 切分； 清洗； 脫水； 包裝

鮮切蔬菜是以新鮮蔬菜為原料，經(jīng)清洗、去皮、切割或切分、修整、包裝等加工過程而制成的即食或即用的新鮮蔬菜產(chǎn)品[1]。最早起源在美國(guó)，后繼在歐洲、日本等國(guó)家和地區(qū)快速發(fā)展。我國(guó)鮮切蔬菜起步較晚，近幾年來，鮮切蔬菜產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展。我國(guó)規(guī)模以上鮮切蔬菜加工企業(yè)有首農(nóng)集團(tuán)的北京裕農(nóng)優(yōu)質(zhì)農(nóng)產(chǎn)品種植公司等[2]。鮮切蔬菜產(chǎn)業(yè)最主要的加工區(qū)及消費(fèi)主流市場(chǎng)分布在北京、上海、廣州等超大規(guī)模的城市，而其他小規(guī)模的城市分布較少，因此，此產(chǎn)業(yè)有巨大的發(fā)展空間。然而，蔬菜經(jīng)切分工藝后，細(xì)胞膜破損，發(fā)生微生物增長(zhǎng)、愈傷呼吸、褐變等一系列生理生化問題，影響貨架期，制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展[3]。鮮切蔬菜主要加工程序切分、清洗、脫水、包裝技術(shù)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)有很大的影響[4]，本文結(jié)合前人的科研成果，論述了國(guó)內(nèi)外鮮切蔬菜主要加工關(guān)鍵技術(shù)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)影響的機(jī)理及工藝參數(shù)成果，為我國(guó)鮮切蔬菜加工產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供理論及技術(shù)支撐。

1 切分方式對(duì)鮮切蔬菜品質(zhì)的影響

1.1 切分工具對(duì)品質(zhì)的影響

國(guó)內(nèi)企業(yè)加工鮮切蔬菜多采用切片、切塊等專業(yè)的切分設(shè)備，對(duì)于特定蔬菜無合適設(shè)備的需手動(dòng)切分；切分刀具有鋼刀、陶瓷刀等不同類型，刀刃狀況與所切蔬菜的保存時(shí)間有很大的關(guān)系，刀具鋒利度影響組織細(xì)胞的破壞程度[4]，采用鋒利的刀具切分的蔬菜保存時(shí)間長(zhǎng)，鈍刀切分的果蔬由于切面受傷多，容易引起切面褐變。與鋼刀相比，陶瓷刀較鈍、易裂，增加了產(chǎn)品的變色和腐敗程度。Martinez等[5]研究了手撕與切割生菜對(duì)品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)刀切可以減小生菜組織損傷，降低呼吸消耗，有助于維持貨架期。

1.2 切分方向及切分大小對(duì)品質(zhì)的影響

切分方向影響產(chǎn)品的品質(zhì)。結(jié)球萵苣采用橫切豎切兩種切分方式處理，垂直葉脈橫切的方式增強(qiáng)了脂肪氧合酶代謝途徑形成的揮發(fā)性物質(zhì)的變化，縱切增強(qiáng)了其他代謝途徑形成的揮發(fā)性物質(zhì)的變化，綜合兩種方式對(duì)品質(zhì)和風(fēng)味的比較，縱切對(duì)于鮮切結(jié)球生菜更有利于風(fēng)味的維持[6]。近期筆者課題組研究表明紫甘藍(lán)進(jìn)行橫切豎切不同處理，縱切時(shí)平行于莖，對(duì)組織破壞程度較小，而橫切對(duì)組織細(xì)胞破壞嚴(yán)重，易使醇、醛、硫化物等揮發(fā)性物質(zhì)形成，產(chǎn)生不愉快風(fēng)味，影響感官品質(zhì)。此外，橫切的紫甘藍(lán)橫切面褐變程度更大。切分大小亦是影響鮮切果蔬品質(zhì)的重要因素之一，切分越小，切分面積越大，保存性就越差。火龍果進(jìn)行整片、半片、四分之一片不同切分方式后，在貯藏初期對(duì)產(chǎn)品色澤、維生素C、可溶性固形物等感官品質(zhì)沒有顯著影響，然而密集切分提高了多酚含量、抗氧化性及苯丙氨酸解氨酶的活性，并增強(qiáng)了活性氧的產(chǎn)生及過氧化氫酶、超氧化物歧化酶及谷胱甘肽還原酶等活性氧清除酶的活性[7]。

2 清洗工藝對(duì)鮮切蔬菜品質(zhì)的影響

2.1 國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)清洗劑次氯酸鈉對(duì)品質(zhì)的影響

鮮切蔬菜表面主要為歐氏桿菌、假單胞桿菌等類型的腐敗菌，但在特殊環(huán)境條件下，會(huì)導(dǎo)致致病菌的生長(zhǎng)。清洗過程可以減少微生物數(shù)量，防止氧化。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)常用的清洗劑是100 mg/kg次氯酸鈉，其在水中形成次氯酸可以穿透細(xì)菌的細(xì)胞膜，與胞內(nèi)蛋白質(zhì)產(chǎn)生氯化反應(yīng)，細(xì)胞液凝固，從而有效殺菌。然而次氯酸鈉易與食品中的有機(jī)物反應(yīng)生成氯化物，對(duì)人體有致癌效果，且能夠破壞產(chǎn)品的風(fēng)味及品質(zhì)[8-9]。目前歐洲國(guó)家如德國(guó)、荷蘭等國(guó)禁止在鮮切果蔬中使用含氯消毒劑。為減少氯殘留量，目前工廠中主要采用次氯酸鈉梯度清洗方式進(jìn)行鮮切蔬菜的清洗，達(dá)到既殺菌又減少氯殘留的效果，提高了鮮切蔬菜的品質(zhì)。

2.2 其他清洗劑對(duì)品質(zhì)的影響

除了次氯酸鈉，過氧化氫、二氧化氯、過氧乙酸、亞氯酸鈉也用于鮮切蔬菜的清洗[10-11]，然而處理成本高、殺菌效果差異大，多會(huì)造成蔬菜品質(zhì)的劣化。臭氧水也是典型的殺菌劑，但是水中臭氧的溶解度很難增大，高濃度的臭氧影響蔬菜色澤、風(fēng)味[12]；近年研究了新型的中草藥提取液殺菌劑[13]，會(huì)對(duì)新鮮果蔬造成苦澀等異味，有待研究。電解水處理展現(xiàn)很好的殺菌作用，且無污染殘留[14-15]。相比單一處理，清洗劑聯(lián)合使用在降低總菌數(shù)和清洗水的循環(huán)利用方面有明顯的效果，也將成為未來工業(yè)化鮮切蔬菜清洗發(fā)展的主要方向。

3 脫水工藝對(duì)鮮切蔬菜品質(zhì)的影響

3.1 國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)離心脫水對(duì)品質(zhì)的影響

蔬菜清洗后表面水分很多，脫水后進(jìn)入包裝環(huán)節(jié)，可以延長(zhǎng)貨架期。目前國(guó)內(nèi)主要采用離心脫水的方法，主要是滾筒式蔬菜離心脫水機(jī)，跟洗衣機(jī)原理類似，具有占地空間小、操作簡(jiǎn)單、效率高、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，已得到了廣泛應(yīng)用。然而由于離心過程中菜體相互碰撞，加重了機(jī)械損傷，對(duì)于韌性較好的蔬菜，如生菜、甘藍(lán)、胡蘿卜等進(jìn)行離心脫水時(shí)損傷較小，而對(duì)于較脆弱的蔬菜，如雞毛菜、芽苗菜及西餐中要求菜葉完整性高的紫蘇葉、薄荷葉等，高速的甩動(dòng)造成菜葉、莖干相互之間摩擦、擠壓，會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞菜葉、莖干的組織，從而影響外觀質(zhì)量，并縮短貨架期，縮短了銷售半徑。此外，離心脫水設(shè)備是一罐一罐進(jìn)行處理，操作過程不連續(xù)性，中間需要人工進(jìn)行傾倒，需要大量勞動(dòng)力，隨著勞動(dòng)力成本上升，急需研發(fā)能連續(xù)、自動(dòng)化脫水的設(shè)備。

3.2 發(fā)達(dá)國(guó)家脫水工藝對(duì)品質(zhì)的影響

發(fā)達(dá)國(guó)家脫水裝備的技術(shù)比較完善，以高投入、大型化、專業(yè)化為特點(diǎn)。脫水設(shè)備主要有離心型及冷風(fēng)震動(dòng)型。其中離心脫水型主要采用筐式離心機(jī)，具有變頻控制技術(shù)，可根據(jù)原料蔬菜特性調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速及脫水時(shí)間[16]。具有50和300 kg等不同處理規(guī)格，直式斜式等不同樣式，然而同樣具有樣品處理不均一，損傷較大、操作不連續(xù)等問題。美國(guó)已在全球率先研發(fā)出蔬菜表面水冷風(fēng)脫除設(shè)備，采用傳送帶上下冷風(fēng)處理，通過控制冷風(fēng)的壓力、風(fēng)速、風(fēng)量等參數(shù)，將蔬菜吹起來懸浮在空中，在動(dòng)態(tài)振動(dòng)行進(jìn)的過程中，脫除葉片表面的水分。由于將蔬菜分散鋪開在傳動(dòng)帶上，承受的氣壓較小，損傷小且操作連續(xù)，同時(shí)具備水滴回收篩板，較離心脫水處理的鮮切菜貨架期延長(zhǎng)2～3 d。發(fā)達(dá)國(guó)家的冷風(fēng)震動(dòng)脫水設(shè)備雖然處理效果好，但其加工產(chǎn)品多為菜品性質(zhì)較堅(jiān)韌的生菜、胡蘿卜、馬鈴薯等，原料蔬菜品種較少且處理量大。我國(guó)的蔬菜加工的特點(diǎn)是量少而豐富，對(duì)于雞毛菜等脆弱菜及西餐中要求菜葉完整性高的香料，更易于損傷，對(duì)設(shè)備要求更高?；谖覈?guó)國(guó)情，以發(fā)達(dá)國(guó)家冷風(fēng)脫水設(shè)備為借鑒研發(fā)適用于我國(guó)蔬菜特點(diǎn)的脫水設(shè)備迫在眉睫。

4 包裝工藝對(duì)鮮切蔬菜品質(zhì)的影響

4.1 包裝膜材料特性對(duì)品質(zhì)的影響

鮮切蔬菜屬于生鮮農(nóng)產(chǎn)品，仍進(jìn)行呼吸作用，使環(huán)境中O2濃度下降，CO2濃度升高，合適的O2、CO2濃度可抑制呼吸，減輕由產(chǎn)品衰老引起的品質(zhì)下降，然而氧氣濃度過低產(chǎn)生無氧呼吸致使異味產(chǎn)生，合適的氣體環(huán)境有利于鮮切蔬菜貨架期的維持。因此采用氣調(diào)包裝，能有效延遲鮮切蔬菜衰老，抑制微生物的生長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)貨架期[17]。此外，包裝材料的特性(氧氣透過率、二氧化碳透過率、水透過率)對(duì)鮮切蔬菜的品質(zhì)有較大的影響，不同的鮮切蔬菜具有不同的呼吸特性，因此適用的膜材料也不同。經(jīng)研究表明鮮切馬鈴薯的最佳包裝材料的O2透過率為414 cm3/(m2·d·0.1 MPa)， CO2透過率為905 cm3/(m2·d·0.1 MPa)[1]。而透氧率、透二氧化碳率和水蒸氣透過系數(shù)分別為6 198 cm3/(m2·d·0.1 MPa)，24 458 cm3/(m2·d·0.1 MPa)，4.8 g·m/(m2·d·0.1 MPa)的包裝膜可以很好地維持鮮切大蔥的品質(zhì)[18]。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，國(guó)內(nèi)鮮切蔬菜都選用同一種薄膜材料包裝，而在選擇材料時(shí)，大多只考慮到包裝的強(qiáng)度和美觀度，忽視了包裝的氣體阻隔滲透性能，對(duì)鮮切蔬菜的品種無針對(duì)性。

4.2 鮮切蔬菜包裝優(yōu)化及模型建立

薄膜具有一定的透氣性，包裝薄膜的透性決定鮮切蔬菜呼吸速率的特性，二者存在一定的數(shù)量關(guān)系[19]?？梢酝ㄟ^鮮切蔬菜的呼吸特性、包裝量及薄膜材料的擴(kuò)散系數(shù)進(jìn)行不同品種鮮切蔬菜的最佳透性模型的預(yù)測(cè)。鮮切蔬菜包裝優(yōu)化及模型的建立流程為：1)針對(duì)給定的鮮切蔬菜品種，確定并建立適宜的袋內(nèi)環(huán)境、包括存儲(chǔ)溫度、濕度以及O2和CO2比例。2)確定果蔬貯藏過程中呼吸速率的變化并建立相關(guān)的呼吸速率模型。3)將實(shí)驗(yàn)獲得的適宜氣體組分、呼吸模型運(yùn)用到氣體滲透模型中得到指定果蔬產(chǎn)品最佳的包裝材料透過性。4)根據(jù)公式計(jì)算獲得的包裝材料透性，選擇最匹配的目標(biāo)包裝材料。5)完成參數(shù)的理論設(shè)計(jì)后，需對(duì)優(yōu)選的包裝膜進(jìn)行貯藏實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過驗(yàn)證試驗(yàn)后，方能在工程中得到應(yīng)用并推廣[20]。

5 其他處理對(duì)鮮切蔬菜品質(zhì)的影響

除了以上鮮切蔬菜生產(chǎn)過程中主要加工程序，一些特定蔬菜有其他一些處理能夠提高品質(zhì)。漂燙處理主要是鈍酶作用，漂燙工藝中最關(guān)鍵的是漂燙溫度和漂燙時(shí)間。西蘭花切分后極易衰老黃化，腐爛褐變，45 ℃、15 s熱燙處理可顯著抑制西蘭花褪綠黃化，延緩抗壞血酸與總酚含量降低，保持鮮切西蘭花較好的外觀品質(zhì)，貨架期達(dá)8 d[21]。

馬鈴薯、山藥、蓮藕等易褐變的蔬菜，在鮮切處理后可采用化學(xué)或物理手段抑制褐變。例如，一氧化碳、硫化氫熏蒸，半胱氨酸、二氧化氯、檸檬酸、乙醇等抗氧化劑、酶抑制劑處理，殼聚糖涂抹處理等均能抑制鮮切蓮藕的褐變[22]。此外，UV-C輻照處理除具有殺菌作用外，亦對(duì)褐變相關(guān)酶類具有抑制作用，因而可用于防護(hù)鮮切蔬菜的褐變反應(yīng)。

6 結(jié)論與展望

隨著生活節(jié)奏的加快及對(duì)健康飲食的重視，鮮切蔬菜的安全及品質(zhì)受到更密切的關(guān)注,鮮切蔬菜的關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備的研發(fā)迫在眉睫，不同食物熱量分類的鮮切組合蔬菜的研發(fā)是今后發(fā)展的主要方向。

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EffectsofProcessingTechnologiesonQualityofFresh-CutVegetables

WANG Dan, MA Yue, ZHANG Chao, WANG Yubin, ZHAO Xiaoyan*

(BeijingVegetableResearchCenter/BeijingKeyLaboratoryofAgriculturalProductsofFruitsandVegetablesPreservationandProcessing/KeyLaboratoryofVegetablePostharvestProcessingofMinistryofAgriculture,BeijingAcademyofAgricultureandForestryScience,Beijing100097，China)

Fresh-cut vegetables have obtained more and more attentions due to the qualities of freshness, nutrition, and convenience. Development of fresh cut vegetables in China is later than developed countries. Fresh cut vegetables’ industries were concentrated in the aera of raw materials production, key sales area, and the aera with convenient transportation while there is less in other small cities. Therefore, it has a huge market space. However, cutting processing led to cellular damage in tissues which caused microbial growth and a series of complex physiological and biochemical reactions, thus seriously affecting the shelf life of fresh-cut vegetables. Discussed with the aspects of treatment methods, processing equipment and key technologies of fresh cut vegetables in China and abroad, the effects of main processing procedures of fresh cut vegetables, such as segmentation, cleaning, dehydration, and packaging technology on quality were reviewed in this paper. Furthermore, the main developing direction was put forward which will provide theoretical and technical supports for fresh-cut vegetables industry.

fresh-cut vegetables; segmentation; cleaning; dehydration; packaging

李 寧)

10.3969/j.issn.2095-6002.2017.06.003

2095-6002(2017)06-0017-04

王丹，馬越，張超，等. 鮮切蔬菜加工技術(shù)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)的影響[J]. 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)報(bào)，2017,35(6):17-20.

WANG Dan, MA Yue, ZHANG Chao, et al. Effects of processing technologies on quality of fresh-cut vegetables[J]. Journal of Food Science and Technology, 2017,35(6):17-20.

TS255.36

A

2017-09-29

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系建設(shè)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(CARS-25)； 北京市農(nóng)林科學(xué)院科技創(chuàng)新能力建設(shè)專項(xiàng)(KJCX20170205)。

王 丹，女，副研究員，博士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工方面的研究；*趙曉燕，女，研究員，博士，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工方面的研究，通信作者。