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        高氧處理對(duì)鮮切蘋果貯藏特性的影響

        2021-12-31 02:57:08孟一孟祥宇張玉華陳東杰孫崇德
        食品工業(yè) 2021年12期
        關(guān)鍵詞:高氧果蔬保鮮

        孟一,孟祥宇,張玉華*,陳東杰,孫崇德

        1. 國家農(nóng)產(chǎn)品現(xiàn)代物流工程技術(shù)研究中心(濟(jì)南 250103);2. 山東商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院山東省農(nóng)產(chǎn)品貯運(yùn)保鮮技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(濟(jì)南 250103);3. 山東省單縣市場(chǎng)監(jiān)督管理局(單縣 274300);4. 浙江大學(xué)園藝產(chǎn)品冷鏈物流工藝與裝備國家地方聯(lián)合工程實(shí)驗(yàn)室(杭州 310058)

        鮮切果蔬具有自然、新鮮、營養(yǎng)、方便等特點(diǎn),越來越受到消費(fèi)者青睞。隨著生活水平的提高和生活節(jié)奏的加快,鮮切果蔬的需求不斷增加,推動(dòng)鮮切產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展。然而,相較于完整的新鮮果蔬,鮮切產(chǎn)品因去皮、切分、清洗等加工處理,導(dǎo)致其代謝旺盛、衰老加速、營養(yǎng)損失、組織變色、風(fēng)味下降和微生物侵染等,因而感官品質(zhì)下降,貨架期縮短,安全性受到影響,這些問題在很大程度上限制了鮮切產(chǎn)品的推廣和鮮切產(chǎn)業(yè)發(fā)展。因此,研發(fā)安全、簡(jiǎn)便、有效的鮮切果蔬保鮮技術(shù)是迫切需要解決的重要課題。

        高氧處理(21%~100% O2)是近年來得到發(fā)展的新型果蔬保鮮技術(shù)。1996年Day[1]首次將高氧技術(shù)應(yīng)用于果蔬保鮮,此后開展的相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)經(jīng)高氧處理的果蔬,微生物生長(zhǎng)受到抑制[2],呼吸作用降低,乙烯合成減少[3-4],組織褐變減緩[5-6]。高氧處理還可一定程度上避免傳統(tǒng)氣調(diào)低O2、高CO2對(duì)果蔬的傷害,減少乙醛、乙醇等異味物質(zhì)生成[7]。果蔬高氧處理方法包括高氧氣調(diào)貯藏和高氧短時(shí)預(yù)處理,其中對(duì)高氧氣調(diào)貯藏的研究較為廣泛,在杏、草莓、桑葚、番茄、龍眼、去核長(zhǎng)棗等果蔬保鮮中取得較好效果。高氧短時(shí)預(yù)處理是先將果蔬進(jìn)行高濃度氧氣短時(shí)間處理,在非高氧環(huán)境中貯藏。與高氧氣調(diào)貯藏相比,高氧短時(shí)預(yù)處理操作更簡(jiǎn)便,實(shí)用性更強(qiáng)[8]。對(duì)鮮切果蔬而言,高氧短時(shí)預(yù)處理可以在切分前或切分后進(jìn)行,李琪[9]將蘋果切分后用100% O2分別處理2,4和6 h,真空包裝后于0 ℃下貯藏,結(jié)果表明100% O2處理4 h后可以顯著抑制鮮切蘋果褐變、VC下降、丙二醛(malondialdehyde,MDA)積累及菌落總數(shù)增加。Liu等[10]將完整馬鈴薯分別于21%,60%和80% O2中處理20 min,去皮、切塊后在4 ℃下保存8 d。結(jié)果表明,80% O2預(yù)處理20 min通過抑制多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)活性和MDA積累,維持細(xì)胞完整性,具有明顯的抗褐變作用。

        高氧短時(shí)預(yù)處理對(duì)鮮切果蔬貯藏品質(zhì)的影響缺少系統(tǒng)研究。試驗(yàn)分別在蘋果鮮切加工前后進(jìn)行短時(shí)高氧處理,貯藏期間定期測(cè)定生理指標(biāo)與品質(zhì)指標(biāo),旨在探索高氧處理在鮮切蘋果保鮮中應(yīng)用的可能性,為高氧處理技術(shù)提供理論依據(jù)。

        1 材料與方法

        1.1 材料與試劑

        富士蘋果(購于山東省煙臺(tái)市,于0~1 ℃下預(yù)冷,選取大小、成熟度一致,無腐爛、擠壓傷和病蟲害的蘋果備用)。

        鄰苯二酚、三氯乙酸、愈創(chuàng)木酚、硫代巴比妥酸、聚乙烯吡咯烷酮(均為分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠)。

        所用的樂扣盒、果蔬保鮮盒、保鮮膜均為食品級(jí)聚乙烯材料。

        1.2 儀器與設(shè)備

        T9型紫外可見分光光度計(jì)(北京普析通用儀器有限責(zé)任公司);D-78532型高速冷凍離心機(jī)(德國Hettich科學(xué)儀器公司);DK-4100型便攜式頂空氣體分析儀(丹麥PBI公司);ATAGO型糖度計(jì)(日本ATAGO株式會(huì)社)。

        1.3 試驗(yàn)方法

        1.3.1 切分前高氧處理方法

        將完整蘋果置于樂扣盒中,盒內(nèi)充入O2,用氣體分析儀測(cè)定盒內(nèi)O2體積分?jǐn)?shù),每天補(bǔ)充O2,使其保持較為恒定的體積分?jǐn)?shù),于0~1 ℃下處理一定時(shí)間,對(duì)照組用空氣代替(表1)。高氧處理后,將蘋果清洗、去皮,切分為均勻的塊狀。置于果蔬保鮮盒內(nèi),用保鮮膜封口,于0~1 ℃,90%~95%相對(duì)濕度下貯藏,每3 d取樣檢測(cè)。

        表1 切分前高氧處理分組

        1.3.2 切分后高氧處理方法

        將蘋果清洗、去皮,切分為均勻的塊狀。置于果蔬保鮮盒內(nèi),將保鮮盒置于樂扣盒中,樂扣盒封蓋、充氧。用氣體分析儀測(cè)定盒內(nèi)O2體積分?jǐn)?shù),使O2體積分?jǐn)?shù)始終保持在95%~100%(V/V),于0~1 ℃下分別處理12,24和36 h,以空氣處理組為對(duì)照。處理結(jié)束后,取出保鮮盒,用保鮮膜封口,于0~1 ℃,90%~95%相對(duì)濕度下貯藏,每3 d取樣檢測(cè)。

        1.3.3 呼吸速率測(cè)定方法

        稱取500 g鮮切蘋果,置于5 L磨口試劑瓶中,密封1 h后,用氣體分析儀測(cè)定瓶中的CO2濃度[20],以單位時(shí)間單位質(zhì)量鮮切蘋果釋放CO2的量表示呼吸速率,單位為mg/(g·h)。

        1.3.4 褐變度測(cè)定方法

        取10 g樣品,加入90 mL冷卻蒸餾水,混合勻漿,于0 ℃、5 000 r/min下離心20 min,取上清液于室溫下測(cè)定410 nm處的吸光度(A410nm)[11],結(jié)果以10A410nm表示。

        1.3.5 PPO活性測(cè)定方法

        采用鄰苯二酚法,參考曹健康等[12]的方法測(cè)定。

        1.3.6 POD活性測(cè)定方法

        采用愈創(chuàng)木酚法,參考曹健康等[12]的方法測(cè)定。

        1.3.7 MDA含量測(cè)定方法

        采用硫代巴比妥酸法,參考曹健康等[12]的方法測(cè)定。

        1.3.8 感官評(píng)價(jià)方法

        由10名品評(píng)員分別對(duì)鮮切蘋果的外觀形態(tài)、色澤、滋氣味和腐爛程度進(jìn)行打分,評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。結(jié)果用4個(gè)指標(biāo)的平均值之和表示。

        表2 鮮切蘋果感官評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)

        1.3.9 SSC測(cè)定方法

        采用折光法,利用手持式糖度計(jì)進(jìn)行測(cè)定。

        1.3.10 數(shù)據(jù)處理

        2 結(jié)果與分析

        2.1 高氧處理對(duì)鮮切蘋果呼吸作用的影響

        切分前、后高氧處理鮮切蘋果呼吸速率的變化分別如圖1所示。2種方法處理的鮮切蘋果在貯藏過程中呼吸速率變化趨勢(shì)一致,開始時(shí)呼吸速率不斷升高,對(duì)照組第9天時(shí)達(dá)最高值,高氧處理組第12天達(dá)最高值,且呼吸峰值低于對(duì)照組,而后呼吸速率逐漸降低,高氧處理組間呼吸速率無顯著差異,表明高氧處理使鮮切蘋果的呼吸高峰延遲,呼吸速率降低。Lu等[13]采用純氧短期前處理蘋果,加工成的蘋果片在低氧貯藏期間,呼吸速率顯著低于對(duì)照,表明高氧短期前處理對(duì)呼吸速率產(chǎn)生后續(xù)抑制作用。關(guān)于高氧對(duì)呼吸作用的抑制機(jī)理,學(xué)者們有不同觀點(diǎn),有認(rèn)為高氧抑制三羧酸循環(huán)中檸檬酸向酮戊二酸的轉(zhuǎn)化[14];有認(rèn)為高氧抑制琥珀酸向延胡索酸的轉(zhuǎn)化[15];還有認(rèn)為O2濃度超過呼吸鏈末端氧化酶飽和濃度時(shí),O2對(duì)呼吸速率起負(fù)反饋抑制[16]??傊?,高氧對(duì)果蔬呼吸作用的抑制是由于其抑制三羧酸循環(huán)中某些酶的活性。

        圖1 經(jīng)高氧處理的鮮切蘋果在貯藏期間呼吸速率變化

        2.2 高氧處理對(duì)鮮切蘋果褐變度的影響

        鮮切加工過程破壞果蔬細(xì)胞膜,打破酶與底物區(qū)域化分布的平衡狀態(tài),使得酶被釋放并聚集在切片表面[17],同時(shí)切分使得植物體產(chǎn)生較多次生代謝物[18]和活性氧[19]。因此,鮮切果蔬極易發(fā)生酶促褐變。高氧處理鮮切蘋果貯藏過程中褐變度變化如圖2所示。各處理組褐變度隨貯藏時(shí)間延長(zhǎng)而增加,貯藏后期增幅較前期大。貯藏后期高氧處理組褐變度明顯低于對(duì)照組(p<0.05),切分前95%~100% O2處理14 d與切分后95%~100% O2處理組24 h抑制褐變效果較顯著。

        圖2 經(jīng)高氧處理的鮮切蘋果在貯藏期間褐變度變化

        2.3 高氧處理對(duì)鮮切蘋果PPO活性的影響

        貯藏期間,鮮切蘋果PPO活性呈先上升后下降趨勢(shì)。貯藏前期,高氧處理組與對(duì)照組PPO活性差異不顯著。貯藏至第6天后,切分前高氧處理組PPO活性顯著低于對(duì)照組(p<0.05),氧氣體積分?jǐn)?shù)與處理時(shí)間對(duì)PPO活性影響不顯著。第9天后,切分后高氧處理組PPO活性顯著低于對(duì)照組(p<0.05),且高氧處理組間無顯著差異。正常情況下PPO和酚類底物在果蔬體內(nèi)呈區(qū)域性分布,兩者不會(huì)接觸,果蔬組織被切分后,細(xì)胞膜破裂,兩者接觸發(fā)生相互作用,導(dǎo)致酶促褐變的發(fā)生[16]。Deng等[20]認(rèn)為,高氧處理較好地保持果蔬組織膜的完整性,減少PPO和酚類底物的接觸機(jī)會(huì),因而降低褐變程度。

        圖3 經(jīng)高氧處理的鮮切蘋果在貯藏期間PPO活性變化

        2.4 高氧處理對(duì)鮮切蘋果POD活性的影響

        經(jīng)高氧處理的鮮切蘋果貯藏期間POD活性變化如圖4所示,呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。切分前高氧處理組POD活性明顯低于對(duì)照組(p<0.05),O2體積分?jǐn)?shù)與處理時(shí)間對(duì)酶活性的影響不大。切分后高氧處理組貯藏9 d后POD活性低于對(duì)照組(p<0.05),高氧處理組間無顯著差異。董玉瑋等[21]研究氣調(diào)包裝綠蘆筍POD的變化,采用80% O2+20% CO2包裝的綠蘆筍POD活性低于空氣包裝組,且POD基因相對(duì)表達(dá)水平始終低于空氣包裝組。Li等[22]認(rèn)為高氧有助于降低果蔬氧化應(yīng)激作用,進(jìn)而降低POD活性。

        圖4 經(jīng)高氧處理的鮮切蘋果在貯藏期間POD活性變化

        2.5 高氧處理對(duì)鮮切蘋果MDA含量的影響

        MDA是細(xì)胞膜脂過氧化的產(chǎn)物,其含量與果蔬細(xì)胞膜損害和組織衰老程度有關(guān)[23]。MDA含量越高,說明細(xì)胞膜遭受的破壞越嚴(yán)重,果蔬的衰敗程度越高。由圖5可知:各處理組MDA含量隨鮮切蘋果貯藏期延長(zhǎng)而增加,高氧處理組MDA含量較對(duì)照組低(p<0.05),說明高氧處理可以抑制鮮切蘋果膜脂過氧化,降低膜的損傷和破壞,起到延緩鮮切蘋果衰老的作用。其中,切分前高氧處理中,95%~100%O2處理14 d組MDA含量最低;切分后高氧處理中,95%~100% O2處理24 h組MDA含量最低。

        圖5 經(jīng)高氧處理的鮮切蘋果在貯藏期間MDA含量的變化

        2.6 高氧處理對(duì)鮮切蘋果感官評(píng)價(jià)的影響

        鮮切蘋果貯藏期間其感官評(píng)分結(jié)果如圖6所示。試驗(yàn)各組感官評(píng)分逐漸下降,高氧處理使感官評(píng)分下降緩慢(p<0.05)。切分前高氧處理組中,95%~100% O2預(yù)處理14 d組評(píng)分最高。切分后高氧處理組中,前6 d各處理組無顯著差異,此后95%~100% O2預(yù)處理24 h組感官評(píng)分下降最慢。

        圖6 經(jīng)高氧處理的鮮切蘋果在貯藏期間感官評(píng)分變化

        2.7 高氧處理對(duì)鮮切蘋果SSC的影響

        鮮切蘋果在貯藏期間SSC呈先上升后下降的變化趨勢(shì),如圖7所示。切分前和切分后高氧處理組與對(duì)照組間均無顯著差異(p>0.05),表明高氧處理對(duì)鮮切蘋果貯藏期間SSC無顯著影響。

        圖7 經(jīng)高氧處理的鮮切蘋果在貯藏期間SSC變化

        3 結(jié)論

        高氧處理推遲鮮切蘋果的呼吸高峰,降低呼吸速率,抑制褐變,降低PPO與POD活性,抑制膜脂過氧化物MDA積累,減緩感官品質(zhì)下降。其中,切分前95%~100% O2處理14 d與切分后95%~100% O2處理24 h作用效果最顯著。高氧處理對(duì)SSC無顯著影響。高氧處理方法簡(jiǎn)單、成本低廉,避免化學(xué)保鮮法帶來的安全隱患,是一種綠色、安全、高效的保鮮方法,應(yīng)用前景廣,試驗(yàn)結(jié)果為高氧處理在鮮切果蔬保鮮中應(yīng)用提供理論支持。然而,高氧處理的作用機(jī)制尚不清楚,適合高氧處理的果蔬品種,氧氣適用濃度范圍及高氧處理的影響因素等相關(guān)研究較少。深入探究上述問題,有利于推動(dòng)高氧處理在鮮切果蔬中的應(yīng)用。

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