陳維寧，李 旋，王文月，畢金峰

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

桃（Amygdalus persicaLinn）原產(chǎn)于中國，是薔薇科（Rossaceae）李屬（Prunus）植物果實(shí)，迄今已有4 000 年的栽培歷史。桃果實(shí)果肉細(xì)膩，滋味鮮美，氣味芳香，富含VB1、VB2、VB3等多種維生素，鉀、磷、鎂、鐵等多種礦物質(zhì)元素，以及多種具有抗氧化活性的多酚類物質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2021年世界桃栽培總面積為150.5萬 hm2，總產(chǎn)量為2 499.4萬 t，為世界第三大落葉果樹樹種；中國桃栽培總面積為82.3萬 hm2，總產(chǎn)量為1 600.0萬 t。

桃為呼吸躍變型果實(shí)，采后依然存在較強(qiáng)的呼吸作用，在呼吸頂峰出現(xiàn)后快速成熟衰老。由于桃果實(shí)的采收時(shí)間多為盛夏，環(huán)境溫度與濕度較高，呼吸代謝作用旺盛，后熟迅速，貯運(yùn)過程中容易發(fā)生褐變，使果實(shí)的理化品質(zhì)與商品價(jià)值下降[1-3]。除此之外，在桃的不同加工方式中，褐變是其中的共性問題。桃制品褐變的發(fā)生以酶促褐變?yōu)橹鳎谔囟ōh(huán)境條件下，多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過氧化物酶（peroxidase，POD）等內(nèi)源酶催化果肉組織中的多酚氧化生成醌類，并進(jìn)一步聚合形成大分子褐色物質(zhì)，發(fā)生快速褐變，除此之外，酶促褐變產(chǎn)物及中間物也會(huì)促發(fā)包括美拉德反應(yīng)在內(nèi)的非酶褐變。褐變是桃在采后貯藏、運(yùn)輸及加工過程中極常見的現(xiàn)象，是桃果實(shí)及加工產(chǎn)品品質(zhì)劣變、營養(yǎng)損失最明顯的特征之一，嚴(yán)重影響桃果品的外觀、風(fēng)味及營養(yǎng)，已經(jīng)成為桃貯藏加工增值和銷售的主要障礙。不同品種的桃應(yīng)用于不同的加工方式，同時(shí)對(duì)桃制品褐變的影響不同[4-5]。近年來，國內(nèi)外對(duì)于果蔬褐變機(jī)理的相關(guān)研究從不同角度開展，提出了多種假說；同時(shí)，對(duì)于果蔬褐變的調(diào)節(jié)、控制工藝技術(shù)研究在不斷創(chuàng)新和提升[6-11]。但與蘋果、梨、龍眼等易褐變果蔬相比，桃的褐變速度快，褐變程度高，鮮切桃在切開后數(shù)秒至數(shù)分鐘就開始褐變，導(dǎo)致食用品質(zhì)快速降低；同時(shí)由于桃是一種冷敏感性果實(shí)，低溫下也會(huì)發(fā)生內(nèi)源性褐變[5,12]?，F(xiàn)階段，針對(duì)桃果實(shí)的特殊性，開展其加工褐變機(jī)理針對(duì)性調(diào)控技術(shù)研究還不夠深入和系統(tǒng)。因此，對(duì)桃的褐變機(jī)理進(jìn)行研究，確定褐變的關(guān)鍵因子，以進(jìn)行針對(duì)性的調(diào)控十分必要。

本文旨在圍繞桃果實(shí)采后及加工中褐變?yōu)橹鞯钠焚|(zhì)劣變問題，梳理近年來桃貯運(yùn)和加工中褐變理論、褐變相關(guān)因子、酶促褐變機(jī)制、影響因素及褐變控制技術(shù)手段，綜合論述和探討桃采后加工褐變的控制方法和技術(shù)，為桃貯藏及加工過程中褐變的調(diào)控提供一定的理論依據(jù)和技術(shù)參考，促進(jìn)桃及桃制品品質(zhì)提升。

1 桃酶促褐變機(jī)理研究現(xiàn)狀

1.1 桃酶促褐變理論研究

酶促褐變是在合適的條件下，以酚類化合物為主的多種底物在PPO的催化下被氧化成醌類化合物，醌類物質(zhì)進(jìn)一步經(jīng)過一系列的縮合反應(yīng)形成褐色聚合物的過程。

桃的酶促褐變涉及復(fù)雜的生理過程，盡管關(guān)于酶促褐變已經(jīng)開展了大量研究，但目前其機(jī)制仍不清楚。酶促褐變的過程涉及多個(gè)理論，其中酚-酶區(qū)域分布假說、自由基傷害假說和保護(hù)酶系統(tǒng)假說為目前果蔬酶促褐變普遍認(rèn)可和接受的褐變理論[13]。酚-酶區(qū)域分布假說認(rèn)為果蔬中的酚類物質(zhì)與PPO分別存在于細(xì)胞中不同區(qū)域，其中游離酚類物質(zhì)主要存在于液泡中，而PPO主要集中于細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器質(zhì)膜中，二者被質(zhì)膜所分隔。當(dāng)酚類物質(zhì)與PPO之間的區(qū)域阻隔被打破時(shí)，二者接觸后快速發(fā)生反應(yīng)使果肉發(fā)生褐變[14-15]。自由基傷害假說認(rèn)為在一般情況下，植物果實(shí)內(nèi)存在多酶防御系統(tǒng)，使植物體內(nèi)的自由基與活性氧保持動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)；當(dāng)受到環(huán)境影響或傷害時(shí)，果實(shí)組織內(nèi)部自由基含量快速上升，并對(duì)糖、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)、核苷酸等物質(zhì)進(jìn)行攻擊，使其分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，破壞膜的穩(wěn)定性與完整性，從而引起果實(shí)褐變的發(fā)生[15-16]。保護(hù)酶系統(tǒng)假說認(rèn)為POD、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、過氧化氫酶（catalase，CAT）等多種類酶及抗氧化物質(zhì)等共同構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)完整的抗氧化防御系統(tǒng)，使果實(shí)組織內(nèi)部的自由基處于動(dòng)態(tài)平衡的狀態(tài)。當(dāng)果實(shí)受到環(huán)境脅迫傷害時(shí)，酶系統(tǒng)平衡失調(diào)，SOD及CAT的活性下降，保護(hù)能力下降；自由基的含量上升，同時(shí)膜脂過氧化產(chǎn)物丙二醛（malondialdehyde，MDA）和H2O2含量上升，果實(shí)組織內(nèi)部會(huì)發(fā)生包括褐變在內(nèi)的一系列生理生化反應(yīng)[16-18]?，F(xiàn)階段，桃的酶促褐變機(jī)理研究依然以酚-酶區(qū)域分布假說為基礎(chǔ)理論，但由于生物體處在動(dòng)態(tài)變化的過程中，模擬體系無法完整反映真實(shí)體系的全部生理生化活動(dòng)，桃果實(shí)褐變的機(jī)制仍然有待于闡明。

Jiang Yuqian等[19]研究發(fā)現(xiàn)采用1-甲基環(huán)丙烯（1-methylcyclopropene，1-MCP）和植酸對(duì)鮮切桃進(jìn)行單獨(dú)或聯(lián)合處理后，鮮切桃中的PPO與POD活性均有所下降，果實(shí)的褐變程度也被抑制。但是，果實(shí)褐變的被抑制程度與內(nèi)源酶活性的下降程度并不呈直接線性關(guān)系。除此之外，1-MCP和植酸能夠提高細(xì)胞壁與細(xì)胞膜的完整性，并且細(xì)胞壁與細(xì)胞膜完整性更高的桃褐變程度更低。這項(xiàng)研究結(jié)果表明，與PPO及POD的活性相比，細(xì)胞膜與細(xì)胞壁的完整性可能對(duì)桃果實(shí)褐變的影響更大，這是解析桃酶促褐變機(jī)制的重要方向。

1.2 桃酶促褐變內(nèi)部因素

不同品種桃在貯藏加工中褐變發(fā)生存在顯著不同，這與其內(nèi)在種質(zhì)基因密切相關(guān)。我國桃種質(zhì)資源豐富，涉及油桃、毛桃、粘核桃、離核桃、白肉桃或黃肉桃。不同品種、不同成熟度、不同貯運(yùn)條件的鮮食桃果實(shí)褐變的速度與程度有顯著差異。加工用桃在果汁、果干、果粉、果醬等產(chǎn)品加工中存在不同程度褐變。我國部分代表桃品種及其普遍加工方式與褐變狀況如表1所示。

表1 我國部分代表食用桃品種Table 1 Some representative edible peach varieties in China

不同桃品種基于其品質(zhì)特性在貯運(yùn)和不同加工方式中褐變的發(fā)生和控制存在很大差異，研究發(fā)現(xiàn)，在鮮切桃的貯藏過程中，4 個(gè)品種桃的褐變程度由強(qiáng)到弱為‘新川中島’＞‘艷紅’＞‘夏之夢’＞‘美香’，且隨著貯藏時(shí)間的延長，褐變程度和速度的差異逐漸增大[4]。

酶促褐變發(fā)生的關(guān)鍵因素是多酚、酶、氧，其中多酚與酶為桃褐變的內(nèi)部因素。不同品種桃酚類底物的種類與含量不同，褐變催化酶的含量和活力也不相同，因此會(huì)出現(xiàn)不同的褐變狀況。

1.2.1 桃酶促褐變的關(guān)鍵酶

目前國內(nèi)外的研究大多數(shù)認(rèn)為PPO在桃的酶促褐變反應(yīng)中起到最主要作用。除此之外，SOD、POD、苯丙氨酸解氨酶（L-phenylalanine ammonia-lyase，PAL）、CAT等多種酶也與氧化褐變密切相關(guān)。

1.2.1.1 PPO

PPO是一種含銅離子的氧化還原酶，廣泛存在于動(dòng)物、植物、真菌及細(xì)菌中[20]（圖1）。PPO分子主要由銅離子輔酶區(qū)與主酶區(qū)構(gòu)成，其中銅離子輔酶區(qū)為主要活性功能區(qū)域?；钚詤^(qū)域中有2 個(gè)銅離子活性位點(diǎn)CuA區(qū)域和CuB區(qū)域，其中CuA區(qū)域含3 個(gè)保守組氨酸殘基和1 個(gè)半胱氨酸殘基，CuB區(qū)域含3 個(gè)或4 個(gè)保守組氨酸殘基[21]。根據(jù)其催化反應(yīng)類型的不同，可以將PPO分為單酚氧化酶、雙酚氧化酶與漆酶[22]。桃果實(shí)中的PPO會(huì)隨著桃的品種、成熟度的不同而表現(xiàn)出不同的結(jié)構(gòu)特性和催化活性[23]。

圖1 桃果實(shí)PPO的三維輪廓圖（來源于UniProt數(shù)據(jù)庫）Fig.1 3D profile of peach fruit PPO (source: UniProt library)

在酶促褐變中，PPO主要催化內(nèi)源性酚類物質(zhì)，在有氧的條件下催化單羥基酚氧化羥基化生成鄰位二羥基酚，再催化鄰位酚脫水氧化為醌類物質(zhì)。醌類物質(zhì)具有很高活性，會(huì)進(jìn)一步聚合或與氨基酸、蛋白質(zhì)等物質(zhì)發(fā)生氧化聚合生成更高相對(duì)分子質(zhì)量的黑色素或褐色素[24-25]。酚-酶區(qū)域假說認(rèn)為，在果蔬組織受到傷害，如破損、切割，或果蔬自然成熟衰老的過程中，組織細(xì)胞中的質(zhì)膜受到損傷，多酚物質(zhì)從液泡中大量釋放，同時(shí)PPO被釋放至細(xì)胞質(zhì)中，催化活性增強(qiáng)，在有氧條件下與細(xì)胞內(nèi)源酚類物質(zhì)接觸，發(fā)生快速反應(yīng)，引起褐變。

PPO存在多種不同的狀態(tài)，其中分子質(zhì)量為64 kDa的PPO是最重要的一種[26]。PPO具有大量的同工酶且性質(zhì)差別較大，因此不同環(huán)境條件下PPO之間的活性差異較大。有研究發(fā)現(xiàn)，PPO在酸性條件下的活性最高[27-28]，另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，在中性條件下PPO的活性最高[29-30]，這一差異與其來源不同密切相關(guān)[31-34]。溫度對(duì)PPO活性的影響表明其在20～60 ℃有較好的熱穩(wěn)定性，在溫度高于80 ℃時(shí)，PPO失活[35-36]。

1.2.1.2 POD

POD是以鐵卟啉為輔基，存在于過氧化物酶體中的標(biāo)志酶[37]。POD是參與酶促褐變的重要酶之一，催化H2O2還原為H2O，并以酚類物質(zhì)作為POD催化反應(yīng)的間接底物，催化其氧化聚合，導(dǎo)致組織褐變[38-39]。Christine等[40]發(fā)現(xiàn)，梨中的POD本身并不參與多酚物質(zhì)的氧化過程，但是在PPO存在的時(shí)候，POD會(huì)加劇多酚的氧化。這主要與PPO催化多酚物質(zhì)氧化生成H2O2，以及醌類物質(zhì)可作為POD的催化底物有關(guān)。

作為褐變過程中最重要的2 種酶，POD與PPO之間關(guān)系十分密切，Grison等[41]研究發(fā)現(xiàn)，玉米根系POD也具有PPO活性，銅離子螯合劑在抑制PPO活性的同時(shí)也對(duì)POD活性有抑制作用。林琳[42]發(fā)現(xiàn)，POD與PPO的同工酶電泳圖譜一致，同時(shí)分離得到的純POD用PPO的酶染方法能夠顯示PPO的同工酶譜。

1.2.1.3 SOD

SOD是一類金屬酶，根據(jù)輔酶結(jié)構(gòu)中金屬離子的不同，主要可以分為銅鋅超氧化物歧化酶、錳超氧化物歧化酶及鐵超氧化物歧化酶。SOD是生物體內(nèi)一種重要的抗氧化酶，3 種類型的酶均具有催化超氧陰離子自由基（O2-·）發(fā)生歧化反應(yīng)的作用[43]。氧自由基在SOD的作用下生成H2O2，并在CAT或POD的作用下催化轉(zhuǎn)換為H2O，進(jìn)而使體內(nèi)的氧自由基處于較低水平，氧化還原處于平衡狀態(tài)。

與PPO和POD不同，SOD并不直接參與多酚底物的氧化褐變形成深色物質(zhì)，而是起到系統(tǒng)平衡作用。當(dāng)SOD的活性受到影響時(shí)，組織內(nèi)部的平衡被打破，褐變就會(huì)快速發(fā)生。桃果實(shí)受到環(huán)境脅迫或物理損傷時(shí)，果實(shí)組織內(nèi)氧自由基的含量快速上升，SOD也隨之激活，其活性呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢[44]。當(dāng)SOD的活性上升時(shí)，大量的氧自由基被歧化生成H2O2，并在POD的催化下產(chǎn)生H2O和O2；而當(dāng)SOD的活性下降時(shí)，大量氧自由基積累，形成高氧化還原勢能，從而攻擊膜脂，對(duì)質(zhì)膜穩(wěn)定性造成影響，區(qū)域分隔被打破，酚類物質(zhì)與PPO快速接觸，發(fā)生褐變。

1.2.2 桃酶促褐變的底物

桃果實(shí)中酚類物質(zhì)是重要的酶促褐變底物，目前，從桃果實(shí)中已經(jīng)分離鑒定出30余種酚類化合物，多屬于酚酸類、黃烷醇類、黃酮醇類和花色苷類化合物。其中，桃果肉中的主要酚類有綠原酸、新綠原酸、兒茶素和表兒茶素，其次為蘆丁、槲皮素和根皮苷，另外還存在微量的沒食子酸、阿魏酸和根皮素[45-52]。酚類物質(zhì)作為酶促褐變反應(yīng)的底物，不同種類與含量的多酚參與氧化產(chǎn)生深色物質(zhì)的種類與速率不同，最終桃果實(shí)的褐變程度也會(huì)有所不同。因此，對(duì)桃果實(shí)中的酚類物質(zhì)進(jìn)行研究十分必要。

不同成熟度的桃果實(shí)中酚類物質(zhì)的含量有所不同。闞娟等[23]測定不同溶質(zhì)型桃‘加納巖’和‘雨花三號(hào)’在成熟過程中的多酚含量，發(fā)現(xiàn)2 種桃果實(shí)的多酚含量在成熟過程中整體呈現(xiàn)下降的趨勢，在成熟中期含量最低。

不同品種桃之間的多酚物質(zhì)含量有所不同（表2）。嚴(yán)娟等[52]對(duì)不同肉色桃果肉的多酚物質(zhì)進(jìn)行比較，總酚含量由高到低分別為紅肉桃、黃肉桃和白肉桃。幾種多酚物質(zhì)中，新綠原酸和阿魏酸的含量無顯著差異；綠原酸與蘆丁含量表現(xiàn)為紅肉桃顯著高于黃肉桃和白肉桃，同時(shí)其含量在黃肉桃中顯著高于白肉桃；兒茶素、表兒茶素含量表現(xiàn)為紅肉桃顯著高于白肉桃和黃肉桃，而黃肉桃、白肉桃之間無顯著差異?？傊宇惤M分在紅肉桃、黃肉桃及白肉桃中的含量依次下降，酚類組分是重要的次級(jí)代謝產(chǎn)物，黃酮類色素物質(zhì)的形成建立在苯丙素代謝基礎(chǔ)上，引起中間代謝物如綠原酸、兒茶素、蘆丁含量的積累。此外，研究表明，有色桃品種對(duì)褐變的敏感度降低，其中大量的黃酮類多酚具有更高的抗氧化性，可維持果實(shí)體系的氧化還原平衡。蔡志翔等[51]比較不同種質(zhì)和肉質(zhì)桃的總酚含量，發(fā)現(xiàn)總體表現(xiàn)為硬肉類型和不溶質(zhì)類型大于溶質(zhì)類型和軟肉類型，且硬肉類型顯著大于溶質(zhì)類型和硬質(zhì)類型。不同肉質(zhì)間綠原酸、兒茶素、表兒茶素、蘆丁含量高低趨勢均與總酚含量類似；不同肉質(zhì)桃之間新綠原酸、阿魏酸含量差異不顯著。多酚以游離態(tài)和結(jié)合態(tài)存在于果肉組織中，硬肉質(zhì)桃、軟肉質(zhì)桃及溶質(zhì)桃多酚總量沒有顯著差異，但存在形式不同，因此不同肉質(zhì)桃對(duì)褐變的敏感度存在差異，溶質(zhì)桃和軟質(zhì)桃易褐變，甚至在貯運(yùn)中遇到機(jī)械碰撞迅速褐變，而硬質(zhì)桃耐貯運(yùn)，且褐變敏感度相對(duì)較低，這是基于褐變控制考慮，針對(duì)鮮食及加工桃品種選擇和育種的重要方向。

表2 多種桃中酚類物質(zhì)種類與含量研究Table 2 Studies on the types and contents of phenolics in different varieties of peach

1.3 桃酶促褐變外部因素

酶促褐變本質(zhì)上是由相關(guān)酶系統(tǒng)催化多酚底物發(fā)生的一系列氧化還原反應(yīng)，氧濃度、環(huán)境溫度、pH值等，都會(huì)影響酶的催化活性和整體的反應(yīng)速度，因此外部因素對(duì)褐變反應(yīng)有顯著影響。

氧是桃果實(shí)酶促褐變的必須條件，PPO催化多酚物質(zhì)氧化的過程需要有氧參與，同時(shí)，氧分子會(huì)進(jìn)一步影響激活PPO的活性[53]。氧可以直接參與酶和多酚底物之間的反應(yīng)；同時(shí)，細(xì)胞組織中存在的活性氧也可以參與褐變。正常情況下，果肉細(xì)胞中的活性氧在多酶系統(tǒng)的影響下處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，這種平衡一旦被打破，氧自由基大量累積，攻擊膜系統(tǒng)使酶和酚類底物接觸，或直接參與多酚氧化，導(dǎo)致褐變的快速發(fā)生。

溫度是影響桃果實(shí)酶促褐變的一個(gè)關(guān)鍵因素。PPO、POD等酶促褐變關(guān)鍵酶的活性隨著溫度的變化而改變。當(dāng)溫度為20～60 ℃時(shí)，PPO與POD均能夠保持較高的活性；溫度為30～50 ℃時(shí)，2 種酶的活性出現(xiàn)峰值。桃果實(shí)品種不同，褐變關(guān)鍵酶的最適溫度也有所不同。此外，當(dāng)貯藏溫度過低時(shí)，桃果實(shí)會(huì)發(fā)生冷害，組織細(xì)胞膜體系發(fā)生相變，完整性受到損傷，使酶系統(tǒng)與多酚底物接觸而發(fā)生褐變。

酸堿度也會(huì)對(duì)桃果實(shí)酶促褐變產(chǎn)生影響。不同品種桃中褐變關(guān)鍵酶的最適pH值不同，當(dāng)體系pH值與酶的適宜pH值差距過大時(shí)，酶的活性會(huì)受到影響，導(dǎo)致氧化多酚物質(zhì)的能力下降。

針對(duì)桃貯運(yùn)過程中的褐變控制，適當(dāng)?shù)臏囟群蜌庹{(diào)是目前普遍使用的手段，而對(duì)桃加工中酶促褐變，低溫、隔氧、調(diào)酸、加抗氧化劑是目前加工褐變中通過外部因素進(jìn)行控制的主要途徑。與酶促褐變密切相關(guān)的外部因素之間是相互影響、協(xié)同作用的，因此不同品種桃在貯運(yùn)加工中褐變的控制一般綜合幾方面因素參數(shù)的優(yōu)化。

2 桃酶促褐變調(diào)控技術(shù)研究現(xiàn)狀

目前，在桃果實(shí)的褐變調(diào)控中，常用的手段有熱處理滅酶、添加抗氧化劑、高壓處理技術(shù)、氣調(diào)貯藏技術(shù)等，通過抑制多種催化褐變反應(yīng)酶的活性、加入褐變底物取代物、采用褐變產(chǎn)物降解物及調(diào)節(jié)果實(shí)采后呼吸作用以對(duì)褐變進(jìn)行控制。針對(duì)桃加工中酶促褐變常采用熱處理、高壓處理等物理手段；針對(duì)鮮食桃褐變一般采用氣調(diào)、抗氧化劑等制劑處理等方法進(jìn)行控制。

2.1 物理處理技術(shù)

2.1.1 超高壓加工技術(shù)

超高壓加工技術(shù)是指在室溫條件下，利用100～1 000 MPa甚至更高的壓力處理食品，使蛋白質(zhì)變性，褐變相關(guān)酶失活，從而可以對(duì)褐變起到一定的抑制效果。

趙光遠(yuǎn)等[54]采用超高壓技術(shù)處理鮮榨桃汁，發(fā)現(xiàn)壓力到達(dá)400 MPa之前，PPO活性隨著壓力升高而增加；超過400 MPa時(shí)，PPO活性快速下降。同時(shí)，隨著保壓時(shí)間的延長或處理溫度的上升，PPO活性也呈下降趨勢?？梢酝ㄟ^提高處理壓力和處理溫度、延長保壓時(shí)間的方法抑制PPO的活性。Chukwan等[55]對(duì)粘核桃和離核桃在100～500 MPa的壓力下處理10 min后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)壓力達(dá)到100 MPa后PPO活性受到一定影響；但壓力從100 MPa升高至400 MPa，PPO的活性沒有顯著差異；但當(dāng)壓力升高至500 MPa時(shí)，PPO活性快速下降。主要原因是當(dāng)壓力達(dá)到200 MPa時(shí)，PPO被一定程度激活，細(xì)胞膜完整性受到影響，酚類物質(zhì)與酶充分接觸發(fā)生褐變，因此需要足夠高的壓力以抑制酶的活性，這與趙光遠(yuǎn)等[54]的研究結(jié)論基本一致。Dermesonlouoglou等[56]采用滲透脫水聯(lián)合高壓加工技術(shù)對(duì)鮮切桃進(jìn)行處理，以提高其冷藏期間的穩(wěn)定性。發(fā)現(xiàn)滲透脫水聯(lián)合高壓加工技術(shù)能顯著抑制褐變，經(jīng)冷藏較長時(shí)間后鮮切桃的顏色也能保持穩(wěn)定。

超高壓處理技術(shù)能夠較為有效抑制PPO的活性，以此抑制桃加工過程中的褐變。其中處理壓力是非常重要的指標(biāo)，直接影響到處理結(jié)果。通常，壓力超過400 MPa才能抑制PPO活性。但隨著壓力的升高，果實(shí)膜系統(tǒng)完整性會(huì)受到影響，反而會(huì)加劇酶與酚類物質(zhì)接觸促進(jìn)褐變生成。因此將超高壓技術(shù)與其他技術(shù)聯(lián)合使用，以在保持膜穩(wěn)定性同時(shí)抑制酶的活性，可以作為未來探索研究的方向之一。

2.1.2 高壓靜電場加工前處理技術(shù)

高壓靜電場是重要的物理場處理技術(shù)之一，具有高效低耗、無毒無害、無污染等優(yōu)點(diǎn)。果蔬組織內(nèi)的電荷性物質(zhì)在高壓靜電場處理情況下發(fā)生定向移動(dòng)，影響果蔬細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)流動(dòng)和能量分布，從而抑制果蔬采后各類生物化學(xué)反應(yīng)進(jìn)程，對(duì)果蔬保鮮具有積極作用。已有研究表明，高壓靜電保鮮技術(shù)結(jié)合低溫能夠抑制水蜜桃PPO活性。

戴瀚鋮[57]通過對(duì)貯藏前桃進(jìn)行不同強(qiáng)度的高壓靜電場處理，并將桃置于不同溫度下貯藏，發(fā)現(xiàn)不同強(qiáng)度靜電場處理的桃在10 ℃貯藏時(shí)褐變無顯著差異。貯藏溫度5 ℃和7.5 ℃時(shí)，電場強(qiáng)度越高，褐變程度越低。對(duì)其中的相關(guān)酶進(jìn)行活力測定，發(fā)現(xiàn)高壓靜電場增加了鮮切桃PAL、肉桂酸-4-羥化酶、4-香豆酸、輔酶A連接酶等多酚代謝積累關(guān)鍵酶的活性，降低了PPO、POD等褐變關(guān)鍵酶的活性，延緩原兒茶酸、兒茶素、綠原酸等含量的下降，延緩了褐變的發(fā)生。

高壓靜電場作為一種低消耗、無污染的物理保鮮加工處理方法，能夠有效抑制褐變相關(guān)關(guān)鍵酶的活性，延緩貯藏及加工過程中桃果實(shí)的褐變。但現(xiàn)階段高壓靜電場應(yīng)用于桃果實(shí)加工處理依然較少，有較大的研究開發(fā)空間。

2.1.3 微波加工前處理技術(shù)

微波通常是指頻率為300 MHz～300 GHz的電磁波，其能量傳遞無需經(jīng)歷由表及里的過程，而是通過電磁場直接到達(dá)物料中心，通過分子振動(dòng)實(shí)現(xiàn)褐變等品質(zhì)改變反應(yīng)的發(fā)生，高效率、低流失。通常，微波的頻率越低，穿透性越強(qiáng)。微波可以通過熱效應(yīng)升溫使PPO發(fā)生不可逆變性，導(dǎo)致酶的失活；也可以通過非熱效應(yīng)破壞酶的空間結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使酶的活力下降。因此，微波處理可以基于對(duì)酶促褐變關(guān)鍵酶的干預(yù)應(yīng)用于桃果實(shí)加工褐變調(diào)控中。

Zhou Linyan等[58]對(duì)不同功率微波處理的桃泥品質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)經(jīng)微波處理的桃泥中PPO活性均顯著下降，PPO活性降低速率隨著處理時(shí)間的延長而減緩。同時(shí)，微波處理的桃泥總多酚含量、總黃酮含量和抗氧化能力均有所上升。Zhang Shaoying等[59]應(yīng)用不同功率與時(shí)間的微波對(duì)桃進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)不同功率處理桃中PPO的活性均有所下降，處理時(shí)間達(dá)到120 s時(shí)PPO活性無顯著差異，微波功率越高，PPO活性降低的速率越快。除此之外，微波處理提高了桃樣品的酸度，同時(shí)提高了氨基氮的含量，有效抑制了褐變。微波270 W處理90 s或450 W處理30 s桃汁的褐變能夠得到有效抑制。

微波處理所需的時(shí)間較短，能夠較快速地對(duì)酶產(chǎn)生不可逆影響，抑制酶的活性，從而減少褐變的發(fā)生。其中，微波功率是微波處理的一個(gè)關(guān)鍵因素，能夠直接影響處理的時(shí)間與處理結(jié)果。

2.1.4 氣調(diào)貯藏技術(shù)

氣調(diào)貯藏是通過調(diào)控果實(shí)貯藏庫中氣體組成，如CO2、O2，以及濕度、溫度等條件，抑制相關(guān)酶的活性和相關(guān)生理活動(dòng)的進(jìn)行，進(jìn)而有效控制果實(shí)貯藏期間的呼吸速率和衰老進(jìn)程，抑制褐變，從而保證果實(shí)及其加工制品的品質(zhì)和價(jià)值。除此之外，目前還有通過調(diào)節(jié)N2等氣體、添加1-MCP等乙烯抑制劑的方法，達(dá)到調(diào)控果蔬貯藏褐變的效果。

Zhou Huijuan等[60]通過調(diào)節(jié)桃果實(shí)貯藏空間中多種氣體的含量和組成，提高N2和CO2的濃度，降低O2的濃度，以對(duì)桃果實(shí)褐變進(jìn)行控制。結(jié)果表明，氣調(diào)貯藏方法抑制了果實(shí)ATP亞甲基酶的蛋白質(zhì)表達(dá)，降低了其他代謝相關(guān)酶的活性，抑制了果實(shí)的呼吸作用，維持了較高的組織內(nèi)糖水平，抑制了果實(shí)的褐變。經(jīng)過氣調(diào)貯藏的桃果實(shí)褐變程度約為未經(jīng)處理桃果實(shí)的30%。何雙等[61]通過調(diào)節(jié)O2與CO2，并加入1-MCP的方法控制黃桃貯藏過程中的褐變。結(jié)果表明，在處理初期PPO、POD的活性呈下降趨勢，對(duì)褐變起到了有效抑制作用。但在中后期，黃桃中的自由基含量上升，從而誘導(dǎo)了2 種酶活性的上升。

氣調(diào)貯藏技術(shù)能夠有效抑制貯藏過程中桃果實(shí)發(fā)生的冷害與褐變，在較長時(shí)間內(nèi)維持果實(shí)品質(zhì)。但經(jīng)過長時(shí)間貯藏后再取出進(jìn)行處理時(shí)，是否能在短時(shí)或長時(shí)加工中延續(xù)對(duì)褐變的抑制，仍需要進(jìn)一步的研究。

2.2 化學(xué)處理技術(shù)

2.2.1 酶抑制型護(hù)色劑保鮮技術(shù)

酶抑制型護(hù)色劑通過螯合酶的活性輔基或是替代酶活性位點(diǎn)的氨基酸殘基，抑制相關(guān)酶的活性，從而控制鮮切果蔬褐變的發(fā)生。最常用的酶抑制型護(hù)色劑主要有抗壞血酸及其鹽類、4-己基間苯二酚、檸檬酸、含巰基（—SH）化合物等[62]。

Gohari等[63]使用外源脯氨酸和L-半胱氨酸對(duì)冷藏桃褐變進(jìn)行控制，發(fā)現(xiàn)這種處理方法抑制了PPO的活性，同時(shí)提高了SOD、CAT和抗壞血酸過氧化物酶（aseorbateperoxidase，APX）的活性，提高了低溫環(huán)境下果實(shí)的抗氧化能力；同時(shí)，桃果實(shí)PAL/PPO活性比值升高，導(dǎo)致酚類化合物含量升高，褐變水平降低。Gao Hui等[64]研究0.1 mmol/L褪黑素（melatonin，MT）在1 ℃貯藏28 d期間對(duì)桃果實(shí)冷害、膜脂肪酸含量和酚類代謝的影響。結(jié)果表明，MT處理防止了膜脂質(zhì)過氧化，并有助于保持桃果實(shí)中不飽和脂肪酸與飽和脂肪酸的較高比例。MT處理還刺激了葡萄糖-6-磷酸脫氫酶、莽草酸脫氫酶和苯丙氨酸解氨酶的活性，同時(shí)還抑制了PPO和POD的活性，有效抑制了桃貯藏過程中的褐變。Zhao Yaoyao等[65]通過使用天然植物激素茉莉酸對(duì)桃果實(shí)進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)茉莉酸處理增加了乙烯產(chǎn)量并且可以防止桃果實(shí)可溶性糖含量下降?？扇苄蕴呛吭诘挚沟蜏孛{迫、清除活性氧和穩(wěn)定膜方面起到了多重正向效應(yīng)，避免了活性氧攻擊膜體系，導(dǎo)致區(qū)域效應(yīng)被打破，有效抑制了褐變的發(fā)生。

酶抑制型護(hù)色劑通過抑制褐變中催化多酚氧化的關(guān)鍵酶，能夠顯著阻止或延緩褐變的發(fā)生。但在使用抑制劑的同時(shí)，也會(huì)向產(chǎn)品中引入新的化學(xué)物質(zhì)，這些化學(xué)物質(zhì)本身或與果實(shí)組分的反應(yīng)產(chǎn)物可能存在一定的負(fù)面作用，因此尋找高效、無害的護(hù)色劑將會(huì)成為未來研究重點(diǎn)。

2.2.2 生理調(diào)節(jié)型護(hù)色劑保鮮技術(shù)

鈣是植物生長過程中一種必需的營養(yǎng)元素，在植物正常生理代謝活動(dòng)中發(fā)揮重要作用。鈣離子是構(gòu)成細(xì)胞壁的重要元素，可以與細(xì)胞壁中的果膠類物質(zhì)結(jié)合，形成果膠鈣，提高細(xì)胞壁物質(zhì)穩(wěn)定性，提高膜的抗氧化能力，降低自由基對(duì)膜系統(tǒng)的傷害。除此之外，鈣能抑制果蔬的呼吸強(qiáng)度，減緩呼吸進(jìn)程，通過減弱果實(shí)內(nèi)源代謝活動(dòng)，抑制褐變的進(jìn)行。

Lo’ay等[66]采用納米鈣離子與抗壞血酸共同對(duì)‘佛羅里達(dá)王子’桃進(jìn)行處理，發(fā)現(xiàn)桃果實(shí)中的APX、CAT、SOD和谷胱甘肽還原酶等抗氧化酶的活性均有所上升；H2O2和氧自由基的含量有所下降，桃果實(shí)的褐變得到了一定的抑制。Zhi Huanhuan等[67]采用鈣離子的微酸性電解水（slightly acidic electrolyzed water，SAEW）對(duì)桃果實(shí)進(jìn)行處理。結(jié)果表明，SAEW抑制了桃果實(shí)中PPO活性的增加和酚類化合物的積累，同時(shí)添加鈣離子的SAEW對(duì)PPO的活性有更為顯著的抑制效果。除此之外，在貯藏期間，SOD、CAT和POD等酶的活性有所上升。與對(duì)照組相比，在SAEW中添加或不添加Ca2+的處理顯著減少了貯藏期間的組織褐變。

生理調(diào)節(jié)型護(hù)色劑通過調(diào)控桃果實(shí)中抗氧化酶的活性或加強(qiáng)細(xì)胞膜系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低氧自由基攻擊的影響以抑制褐變。與酶抑制型護(hù)色劑類似，部分生理調(diào)節(jié)型護(hù)色劑需要后續(xù)處理，以避免對(duì)人體健康的危害。

2.3 聯(lián)合處理保鮮技術(shù)

采用多種物理或化學(xué)手段共同對(duì)桃果實(shí)進(jìn)行處理，以抑制其褐變的處理方法稱為聯(lián)合方法。聯(lián)合多種手段同時(shí)針對(duì)酶、多酚底物、細(xì)胞膜系統(tǒng)、活性氧等褐變形成因子進(jìn)行處理，以抑制酶活性或者保護(hù)細(xì)胞膜系統(tǒng)，從而更加高效地抑制桃果實(shí)的褐變。

在桃貯藏和運(yùn)輸過程中褐變的控制方面，Li Yali等[68]采用紫外線B（UV-B）輻照聯(lián)合1-MCP熏蒸的方法對(duì)桃果實(shí)進(jìn)行處理。結(jié)果表明，1.46 kJ/m2UV-B照射結(jié)合1 μL/L 1-MCP熏蒸有效提高了總酚含量，抑制了PPO和POD的活性，增強(qiáng)了膜的穩(wěn)定性，減緩了呼吸代謝，對(duì)桃果實(shí)的褐變起到了有效的抑制作用。Huang Dandan等[69]采用海藻酸鈉（sodium alginate，SA）與NO聯(lián)合方法對(duì)桃果實(shí)進(jìn)行處理。結(jié)果表明，10 mg/g SA聯(lián)合10 μmol/L NO能夠延緩硬度、果實(shí)亮度和可溶性固形物含量的降低，同時(shí)抑制PPO、PAL、POD、脂肪氧化酶等褐變關(guān)鍵酶的活性；除此之外，還降低了氧自由基、H2O2的積累量，增加了CAT和SOD的活性，SA與NO聯(lián)合方法能夠有效抑制桃的褐變。王美紅等[70]研究采用CaCl2和1-MCP單獨(dú)或復(fù)合處理對(duì)桃果實(shí)采后貯藏期間品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，經(jīng)過處理后的桃果實(shí)在貯藏過程中呼吸強(qiáng)度與乙烯釋放強(qiáng)度顯著下降，褐變出現(xiàn)時(shí)間推遲，褐變程度顯著下降。其中，CaCl2和1-MCP復(fù)合處理效果優(yōu)于單獨(dú)處理。謝小燕等[71]研究程序降溫分別與1-MCP和保鮮紙協(xié)同處理對(duì)蟠桃貯藏品質(zhì)和果皮褐變的影響，發(fā)現(xiàn)程序降溫協(xié)同保鮮紙?zhí)幚砟軌蛴行Ы档蚆DA含量和相對(duì)電導(dǎo)率，抑制PPO和POD活性，進(jìn)而有效控制褐變。

在桃加工中，目前的超高壓等物理處理和抗氧化劑聯(lián)合作用，但是在能效和成本方面還存在一定限制，同時(shí)聯(lián)合2 種或多種處理手段，并通過優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù)，以加強(qiáng)對(duì)褐變的控制，將是桃加工中控制褐變形成積累的重要方向。

3 結(jié)語

桃采后貯藏及加工過程中發(fā)生的酶促褐變是影響果實(shí)和制品品質(zhì)的重要因素，不但會(huì)引起加工后產(chǎn)品的色澤品質(zhì)劣變進(jìn)而導(dǎo)致商品價(jià)值的降低，同時(shí)褐變中產(chǎn)生的醌類物質(zhì)及其聚合色素大分子對(duì)人體健康會(huì)產(chǎn)生影響。因此，對(duì)桃酶促褐變及其調(diào)控手段進(jìn)行深入探索十分必要。長期以來，國內(nèi)外研究一直在持續(xù)進(jìn)行并取得了一些成果，但其中仍然存在一些問題尚待深入探討。

1）桃酶促褐變機(jī)理深入研究：酶促褐變機(jī)理研究對(duì)于控制桃的保鮮和加工品質(zhì)具有重大意義。現(xiàn)階段，包括酚-酶區(qū)域假說在內(nèi)的多種理論研究仍停留在假說層面，與桃貯藏和加工中褐變形成的實(shí)際情況存在一定的差距。桃酶促褐變是果實(shí)應(yīng)對(duì)外界不良刺激的應(yīng)激性生理活動(dòng)，參與物質(zhì)的種類繁多而復(fù)雜，單一層面的假說難以完全概括。除此之外，多數(shù)對(duì)桃酶促褐變機(jī)理的研究多以模擬體系為基礎(chǔ)，在真實(shí)食品體系中的研究不足。后續(xù)應(yīng)繼續(xù)對(duì)酶促褐變的理論進(jìn)行更深入的研究，為褐變調(diào)控提供理論基礎(chǔ)。2）桃褐變機(jī)理分子生物學(xué)層面的深入研究：桃在受到外界刺激后，正常生理代謝發(fā)生很大變化，多種褐變相關(guān)酶基因表達(dá)量上升，導(dǎo)致褐變快速發(fā)生。與此同時(shí)果實(shí)內(nèi)部代謝發(fā)生變化，褐變前后代謝組分差異顯著。轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)作為新一代技術(shù)，可以深入研究桃果實(shí)褐變的關(guān)鍵基因與代謝通路，從分子層面對(duì)桃酶促褐變作出解釋。除此之外，PPO對(duì)多酚物質(zhì)催化方式、二者結(jié)合方式、結(jié)合位點(diǎn)等問題還需要進(jìn)一步明確。對(duì)此，分子動(dòng)力學(xué)模擬作為新的研究方法，可以對(duì)酶的作用方式作出預(yù)測，進(jìn)行針對(duì)性調(diào)控。3）桃貯藏期間酶促褐變因子控制：桃貯藏期間會(huì)產(chǎn)生2 次呼吸高峰和1 次乙烯釋放高峰。乙烯釋放高峰先于呼吸高峰出現(xiàn)，且出現(xiàn)時(shí)間受到乙烯調(diào)節(jié)劑、外界溫度等多種因素影響，但由于桃冷敏感性強(qiáng)，在低溫下會(huì)發(fā)生冷害，導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)的下降并引發(fā)內(nèi)源性褐變，因此無法單一地通過降低溫度控制褐變。在后續(xù)的研究中應(yīng)更多地考慮通過延后乙烯釋放高峰和呼吸高峰的時(shí)間，避免果實(shí)的過度成熟，及提高果實(shí)的抗氧化能力，以控制褐變。4）桃加工酶促褐變關(guān)鍵因素研究：多酚、酶、氧氣、溫度、pH值等因素共同影響桃果實(shí)的酶促褐變，但不同品種的桃果實(shí)中酚類物質(zhì)與酶的種類和含量不同，因此褐變的速度和程度也不同。最新的研究表明，細(xì)胞壁、細(xì)胞膜與質(zhì)膜的完整性也可能對(duì)酶促褐變產(chǎn)生顯著影響且影響作用可能超過酶活性。同時(shí)，桃果膠的降解、果膠酸與多酚反應(yīng)、褐變中間物與氨基酸反應(yīng)等都會(huì)加速桃加工中褐變程度，而相關(guān)研究對(duì)桃加工制品褐變的調(diào)控仍有重要意義。因此，加工體系的多種影響因素對(duì)褐變的影響機(jī)制仍需要進(jìn)一步系統(tǒng)地進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，尋找其中的關(guān)鍵物質(zhì)，為不同品種桃加工的酶促褐變調(diào)控提供理論依據(jù)與研究方向。5）提高桃加工褐變控制單元的產(chǎn)業(yè)化程度：現(xiàn)階段大部分桃褐變調(diào)控技術(shù)僅停留在實(shí)驗(yàn)研究階段，未能投入工業(yè)生產(chǎn)中。除此之外，桃皮、核、渣等副產(chǎn)品的精深加工中可能出現(xiàn)的褐變問題尚無針對(duì)性研究方案與解決方法。面對(duì)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中原料數(shù)量、貯藏條件、產(chǎn)品需求等狀況，如何開發(fā)出安全、可靠、成本合理、易于應(yīng)用的褐變控制設(shè)備并加速推進(jìn)產(chǎn)品生產(chǎn)，是桃加工褐變控制研究滿足市場需求非常重要的一環(huán)，也是未來高品質(zhì)桃制品加工生產(chǎn)的必然方向。