鮮切蘋果褐變機(jī)理及物理保鮮技術(shù)研究進(jìn)展

宋欣純，管磬馨，陳 晨*，胡文忠，孫小淵

（大連民族大學(xué)，遼寧大連 116600）

鮮切蘋果是指新鮮蘋果經(jīng)分級(jí)、清洗、整修、去皮、切分、保鮮、包裝等處理，供消費(fèi)者直接食用或餐飲業(yè)使用的一種新型蘋果加工產(chǎn)品，其清脆多汁，且富含抗氧化成分等多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，是餐飲業(yè)深受消費(fèi)者喜愛的零食餐點(diǎn)之一，目前在歐美、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、規(guī)范化生產(chǎn)，在鮮切市場(chǎng)中占有重要地位[1]。然而新鮮果蔬在去皮、切分等加工過程中，細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)會(huì)受到損傷，使細(xì)胞組織與空氣直接接觸，呼吸速率升高，蒸騰作用加快，加速了產(chǎn)品的衰老進(jìn)程，造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失，尤其是切割操作傷害引起酶促褐變反應(yīng)的迅速發(fā)生，造成品質(zhì)下降，貨架期縮短，這些是包括鮮切蘋果在內(nèi)的許多鮮切果蔬產(chǎn)品加工與貯藏保鮮過程中面臨的主要問題，本文綜述了鮮切蘋果褐變機(jī)理及物理保鮮技術(shù)在提高鮮切蘋果貯藏品質(zhì)方面的研究進(jìn)展，以期為其的深入發(fā)展及生產(chǎn)中的進(jìn)一步應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[2]。

1 褐變機(jī)理

鮮切水果的酶促褐變是一個(gè)復(fù)雜的過程，在完整的果實(shí)中，多酚氧化酶（PPO）主要存在于細(xì)胞質(zhì)、細(xì)胞膜和細(xì)胞壁上，而酚類物質(zhì)通常貯存和積累在液泡中，鮮切操作使水果組織結(jié)構(gòu)和細(xì)胞空間區(qū)域化喪失，使原來PPO與底物多酚的分區(qū)定位遭到破壞，導(dǎo)致酶與底物接觸，誘發(fā)了酶促褐變反應(yīng)[3,4]，同時(shí)切割傷害誘導(dǎo)PPO活性逐漸上升，在貯藏過程中PPO不斷催化多酚類物質(zhì)氧化成醌類，使多酚類物質(zhì)含量逐漸降低，從而加劇鮮切果蔬組織褐變[5]。此外，切割帶來的機(jī)械損傷也會(huì)誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的ROS，例如·O2-和H2O2，過量的ROS會(huì)攻擊細(xì)胞膜脂，導(dǎo)致膜脂過氧化加劇，使膜透性增大，破壞酚-酚酶的區(qū)域性結(jié)構(gòu)，進(jìn)而加劇酶促反應(yīng)的發(fā)生[6]。

2 鮮切蘋果褐變的物理控制技術(shù)

2.1 UV輻照

UV輻照對(duì)鮮切蘋果的殺菌保鮮效果與蘋果品種、輻照劑量、輻照時(shí)間等均有關(guān)。有報(bào)道認(rèn)為適量UV輻照，能有效抑制鮮切蘋果中霉菌、酵母菌等腐敗菌的生長(zhǎng)繁殖，降低鮮切蘋果的褐變程度，從而明顯延長(zhǎng)鮮切蘋果的貨架期[7]。因?yàn)閁V輻照能促使鮮切蘋果表面形成干燥的可食保護(hù)性薄膜，有利于抑制微生物的生長(zhǎng)繁殖和防止離子滲漏，并有助于清除不良異味；尤其是在抑制褐變方面。例如，經(jīng)過UV處理的鮮切富士蘋果，褐變程度明顯改善[8]。

2.2 高壓脈沖電場(chǎng)處理

高壓脈沖電場(chǎng)處理是一種新式的非熱處理技術(shù)，它是以較高的電場(chǎng)強(qiáng)度、較短的脈沖寬度和較高的脈沖頻率對(duì)食品進(jìn)行處理[9]。Shayanfar等[10]研究表明，高壓脈沖電場(chǎng)處理能在貯藏過程中殺滅微生物，并有效控制微生物的生長(zhǎng)繁殖，保持鮮切蘋果的固有顏色，降低褐變程度。

2.3 超高壓處理

超高壓處理就是將食品密封于彈性容器或置于無(wú)菌壓力系統(tǒng)中，在高靜壓條件（一般100 MPa以上）下處理一段時(shí)間，從而抑制微生物的生長(zhǎng)甚至殺死微生物，達(dá)到貯藏保鮮的目的。PPO被認(rèn)為是導(dǎo)致鮮切蘋果褐變的主要作用酶，超高壓處理對(duì)PPO活性的抑制或激活會(huì)影響蘋果切片的褐變程度[11]。如Weemaes等[12]研究發(fā)現(xiàn)，室溫下，600MPa處理會(huì)鈍化PPO活性。林怡等[13]研究表明，鮮切蘋果在400MPa壓力處理10min時(shí)，可以顯著減緩色變速率。

2.4 氣調(diào)貯藏

氣調(diào)貯藏是通過調(diào)節(jié)和控制氣體比例的方式來達(dá)到貯藏保鮮的目的，是目前常使用的一種保鮮技術(shù)[14]。鮮切蘋果的保鮮效果取決于蘋果品種、溫度、濕度和氣體成分等。其中，氣體成分為最主要的影響因素。絕大多數(shù)的報(bào)道認(rèn)為，高濃度CO2和低濃度O2的氣調(diào)貯藏能有效延長(zhǎng)蘋果的貨架期，姜愛麗等[15]認(rèn)為體積分?jǐn)?shù)5%O2＋5%CO2更有利于控制褐變。Toivonen等[16]研究發(fā)現(xiàn)，從氣調(diào)庫(kù)移出并在低溫下放置14d的蘋果，其切片在貯藏過程中顏色更穩(wěn)定，二次褐變明顯減弱。

2.5 低溫貯藏

低溫貯藏就是利用相關(guān)技術(shù)將食品溫度降低，并維持在恒定低溫狀態(tài)。低溫貯藏可以有效地抑制鮮切蘋果表面褐變的發(fā)生，鈍化酶的生物活性，減弱鮮切蘋果的呼吸作用[17]。魏敏等[18,19]報(bào)道認(rèn)為，低溫能有效抑制PPO、POD、PAL的活性，提高了鮮切富士蘋果的耐儲(chǔ)特性。

2.6 熱處理

熱處理是指對(duì)果蔬在采后以高于果實(shí)成熟季節(jié)的溫度（10～15℃）進(jìn)行處理[20]。其目的在于殺滅微生物，抑制有害微生物的生長(zhǎng)，降低PPO、POD等活性，范林林等[21]研究發(fā)現(xiàn)，50℃的熱水浸泡2min能更好地維持鮮切蘋果的外觀，抑制微生物繁殖，具有很好的護(hù)色能力。

2.7 減壓冷藏

減壓冷藏是在普通冷藏的基礎(chǔ)上進(jìn)行減壓處理，并在冷藏期間保持恒定的低壓、低溫，是集真空冷卻、氣調(diào)貯藏、低溫貯藏和減壓技術(shù)于一體的食品貯藏方法[22]。胡欣等[23]研究表明，蘋果切片經(jīng)減壓冷藏處理比對(duì)照組更能有效減緩切片表面的褐變。雖然減壓冷藏具有速率快、方便環(huán)保、延長(zhǎng)貨架壽命和無(wú)副產(chǎn)物生成等優(yōu)點(diǎn)，但也存在成本高等問題。

2.8 超聲波處理

超聲波處理主要是利用高頻高能量超聲波的空穴效應(yīng)產(chǎn)生瞬間高溫、高壓，使某些細(xì)菌致死、病毒失活的方法[24,25]。楊明冠[26]等研究表明，超聲波處理可以顯著鈍化PPO的活性，在一定的處理時(shí)間范圍內(nèi)，隨超聲功率的增大，酶活力迅速降低，從而降低鮮切蘋果褐變進(jìn)程。

3 結(jié)語(yǔ)

隨著果蔬保鮮控制技術(shù)水平的提高以及對(duì)鮮切蘋果貯藏期間生理生化變化的深入研究，物理方法越發(fā)表現(xiàn)出對(duì)鮮切蘋果褐變方面的良好保鮮效果，且其有可操作性強(qiáng)，快速便捷等優(yōu)勢(shì)。綜上，未來應(yīng)以推進(jìn)物理控制技術(shù)或者將不同物理技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用于鮮切蘋果褐變控制的工廠化生產(chǎn)，深入研究協(xié)同作用條件及機(jī)制，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。相信物理控制技術(shù)必將在鮮切蘋果的保鮮方面發(fā)揮越來越大的作用。