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        鮮切蘋果褐變機理及物理保鮮技術(shù)研究進展

        2019-01-06 11:05宋欣純管磬馨胡文忠孫小淵
        現(xiàn)代園藝 2019年3期
        關(guān)鍵詞:褐變氣調(diào)冷藏

        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、清洗、整修、去皮、切分、保鮮、包裝等處理,供消費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養(yǎng)物質(zhì),是餐飲業(yè)深受消費者喜愛的零食餐點之一,目前在歐美、日本等發(fā)達國家和地區(qū)已經(jīng)實現(xiàn)系統(tǒng)化、規(guī)范化生產(chǎn),在鮮切市場中占有重要地位[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)品的衰老進程,造成營養(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)方面的研究進展,以期為其的深入發(fā)展及生產(chǎn)中的進一步應(yīng)用奠定基礎(chǔ)[2]。

        1 褐變機理

        鮮切水果的酶促褐變是一個復(fù)雜的過程,在完整的果實中,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,切割帶來的機械損傷也會誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的ROS,例如·O2-和H2O2,過量的ROS會攻擊細(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輻照對鮮切蘋果的殺菌保鮮效果與蘋果品種、輻照劑量、輻照時間等均有關(guān)。有報道認(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繁殖,降低鮮切蘋果的褐變程度,從而明顯延長鮮切蘋果的貨架期[7]。因為UV輻照能促使鮮切蘋果表面形成干燥的可食保護性薄膜,有利于抑制微生物的生長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 高壓脈沖電場處理

        高壓脈沖電場處理是一種新式的非熱處理技術(shù),它是以較高的電場強度、較短的脈沖寬度和較高的脈沖頻率對食品進行處理[9]。Shayanfar等[10]研究表明,高壓脈沖電場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)下處理一段時間,從而抑制微生物的生長甚至殺死微生物,達到貯藏保鮮的目的。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PPO活性的抑制或激活會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,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)的報道認(rèn)為,高濃度CO2和低濃度O2的氣調(diào)貯藏能有效延長蘋果的貨架期,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特性。

        2.6 熱處理

        熱處理是指對果蔬在采后以高于果實成熟季節(jié)的溫度(10~15℃)進行處理[20]。其目的在于殺滅微生物,抑制有害微生物的生長,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、延長貨架壽命和無副產(chǎn)物生成等優(yōu)點,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程。

        3 結(jié)語

        隨著果蔬保鮮控制技術(shù)水平的提高以及對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)出對鮮切蘋果褐變方面的良好保鮮效果,且其有可操作性強,快速便捷等優(yōu)勢。綜上,未來應(yīng)以推進物理控制技術(shù)或者將不同物理技術(shù)進行聯(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)同作用條件及機制,實現(xiàn)優(yōu)勢互補。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。

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