鮮切果品保鮮技術(shù)及其生物學(xué)原理研究進(jìn)展

1、第21卷第6期2005年6月農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)T ransacti ons of the CSA E V o l . 21N o. 6June 2005鮮切果品保鮮技術(shù)及其生物學(xué)原理研究進(jìn)展潘火斤, 茅林春, 闕斐, 方雪花(浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院, 杭州310029摘要:鮮切加工過(guò)程使果實(shí)組織嚴(yán)重受傷, 造成生理紊亂、切面變色、組織變軟和腐敗微生物侵染, 因此, 鮮切果品的快速變質(zhì)、貨架壽命短是阻礙其商品化的最大障礙。本文針對(duì)鮮切果品的生理和生化變化特點(diǎn), 總結(jié)出果品鮮切加工的關(guān)鍵生物技術(shù), 目的是為鮮切果品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)和理論依據(jù)。關(guān)鍵詞:水果; 鮮切加工; 保鮮中圖分類(lèi)號(hào):T

2、S 255. 3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):100226819(2005 0620172204潘火斤, 茅林春, 闕斐, 等. 鮮切果品保鮮技術(shù)及其生物學(xué)原理研究進(jìn)展J . 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2005, 21(6172-175.Pan X in , M ao L inchun , Q ue Pei , et al. R esearch advance in p reservati on techno logies and bi o p les fo r fresh cut fruits J . T ransacti ons of the CSA E , 2005, 21(6 :172-175. (

3、in inese ith 收稿日期:2004208217修訂日期:2005201206作者簡(jiǎn)介:潘火斤(1978- , 男, 江蘇南通人, 博士生, 主要從事食品鮮切加工方向的研究。杭州浙江大學(xué)生物系統(tǒng)工程與食品科學(xué)學(xué)院, 3100290前言、切分、包裝處理后, 稱(chēng)為低度加工, 、衛(wèi)生、新鮮、, 。鮮20世紀(jì)90年代, 并在萵苣、甘藍(lán)、胡蘿卜等蔬菜上首先運(yùn)用1。但在果品上卻未廣泛應(yīng)用, 主要是果品鮮切加工會(huì)引起嚴(yán)重的生理紊亂, 導(dǎo)致貨架壽命短。本文針對(duì)鮮切果品的生理和生化變化特點(diǎn), 總結(jié)了果品鮮切加工的關(guān)鍵技術(shù), 目的是為鮮切果品產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供技術(shù)參考和理論依據(jù)。1鮮切加工的保鮮工藝1. 1沖

4、洗和消毒果品進(jìn)行加工之前, 需進(jìn)行沖洗和消毒。其工作流程一般先用水沖洗, 以去除污物和殺蟲(chóng)劑等可能引起果品污染的物質(zhì), 再用氯水(含N aOC l 的清潔水 浸泡以控制果實(shí)表面微生物數(shù)量。一般果實(shí)所用的消毒水含氯濃度是50200L L 2, 而甜瓜濃度則需501000L L 3。氯水對(duì)生物的損害作用小, 對(duì)果實(shí)生理幾乎不產(chǎn)生影響4, 5。另外如果與鈣離子(乳酸鈣, 氯化鈣等 結(jié)合使用效果更佳6。最后用清水沖洗果實(shí)表面, 避免殘留?，F(xiàn)在替換方法很多, 如輻射、紫外線(xiàn)等。但最有希望的替換品是過(guò)氧化氫。研究表明過(guò)氧化氫處理可使西瓜貨架期比氯水處理延長(zhǎng)45d , 并在兩周內(nèi)微生物都被控制在安全的范圍內(nèi)

5、7。過(guò)氧化氫殘留在一定時(shí)間內(nèi)可被水果中存在的過(guò)氧化氫酶降解, 也可通過(guò)沖洗去除。1. 2切割切割包括去皮、去核、切分等處理, 這些操作對(duì)鮮切。因損傷脅迫會(huì)造呼吸強(qiáng)度增加, 有時(shí)還會(huì)刺激乙烯鮮切果品的損傷脅迫程度與果實(shí)的成熟度關(guān)系很大。成熟度高的果實(shí)對(duì)機(jī)械損傷敏感度也高4。如成熟蘋(píng)果切片在第一個(gè)星期中釋放的乙烯量是未成熟蘋(píng)果片的兩倍8。對(duì)于不同種和品種的水果, 其最適宜鮮切加工的生理階段有一定的差異9。切割方式對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)也有明顯影響。用鈍刀切割甜瓜的呼吸強(qiáng)度和乙烯生成量明顯高于用鋒利刀切割的甜瓜, 且風(fēng)味和電解質(zhì)損耗也更大10。細(xì)胞膨壓可激發(fā)組織對(duì)鮮切加工的愈傷反應(yīng), 當(dāng)細(xì)胞膨壓為0. 29M

6、Pa 時(shí)即激發(fā)細(xì)胞愈傷反應(yīng)11。不同切割厚度對(duì)鮮切品生理影響亦有差異, 如切片厚度為1c m 的香蕉呼吸強(qiáng)度和乙烯生成量比其它厚度都低12。12甲基環(huán)丙烯(12M CP 對(duì)果品保鮮有很好效果, 12M CP 對(duì)于“D elici ou s ”蘋(píng)果鮮切前或鮮切后處理都是非常有效的。其原理是通過(guò)干擾乙烯的信號(hào)傳導(dǎo)而起作用。乙烯欲發(fā)揮其生理功能必先與細(xì)胞膜結(jié)合, 12M CP 與乙烯化學(xué)結(jié)構(gòu)相似可干擾乙烯與受體的結(jié)合, 進(jìn)而干擾由乙烯所誘導(dǎo)的果實(shí)成熟和呼吸躍變。目前12M CP 主要應(yīng)用于蘋(píng)果, 且12M CP 并不對(duì)所有品種的蘋(píng)果都有效13。對(duì)于仁果類(lèi)果實(shí)在切割中需注意, 切開(kāi)果實(shí)后果核周?chē)M織極

7、易褐變1, 需將該部分組織去凈。另一個(gè)值得注意的是鮮切果品的去皮, 去皮的鮮切獼猴桃在貯藏的前三天比未去皮的失重率增加30%, 但未去皮的乙烯和CO 2生成量則比去皮的高14。1. 3漂洗切割后漂洗對(duì)減緩果實(shí)組織生理衰敗, 防止果實(shí)軟化和品質(zhì)退化等都非常有效。漂洗有利于傷組織釋放底物和酶。漂洗通常為15m in 15。溫度對(duì)漂洗效果影響較大1, 高溫漂洗效果較好。但高溫有利于提高多酚氧化酶(PPO 的酶活, 一般漂洗溫度不高于20。漂洗效果還取決于漂洗液的pH 值, 因酸性具有抗菌特性, 所271 以一般用較低pH 值。有時(shí)則需調(diào)高pH 值以接近中性,如使用半胱氨酸護(hù)色處理, 否則將使果實(shí)組織

8、變?yōu)樘壹t色5。漂洗后要嚴(yán)格干燥, 避免腐敗, 至少采用瀝水法去除果實(shí)表面的水分, 也可用棉布或吹風(fēng)排除產(chǎn)品表面的水分。1. 4氣調(diào)包裝(M A P 氣調(diào)包裝的基本原理是通過(guò)包裝袋內(nèi)外氣體交換和袋內(nèi)產(chǎn)品的呼吸作用被動(dòng)地形成一個(gè)袋內(nèi)的氣調(diào)環(huán)境, 或用某一特殊的混合氣體充入特定的包裝袋, 其最終目標(biāo)是在包裝袋內(nèi)形成一個(gè)理想的氣體條件, 盡可能地減低產(chǎn)品的呼吸強(qiáng)度, 同時(shí)不對(duì)產(chǎn)品產(chǎn)生不良影響1。M A P 中適宜的低O 2和高CO 2可降低果品的呼吸強(qiáng)度和乙烯生物合成量, 阻礙和延緩酶的活性, 減輕生理紊亂, 減緩產(chǎn)品的品質(zhì)敗壞14。但CO 2含量過(guò)高或O 2過(guò)低, 會(huì)導(dǎo)致無(wú)氧呼吸, 理紊亂。過(guò)低的O

9、 214M A P 還衍生出平衡氣調(diào)包裝(E 同產(chǎn)品, 、苣、萵苣上應(yīng)用16(P 式, 40kPa 左右17。其O 2分壓低, 有助于抑制產(chǎn)品新陳代謝, 腐敗微生物生長(zhǎng), 使產(chǎn)品品質(zhì)保持穩(wěn)定。2綜合保鮮措施2. 1控制微生物果實(shí)原料的營(yíng)養(yǎng)成分、理化特性、微生物數(shù)量在很大程度上影響鮮切產(chǎn)品的貯藏性。原料所帶微生物主要是真菌, 其次是細(xì)菌。大多數(shù)果實(shí)含有較多的有機(jī)酸, 因而pH 值較低。西瓜、番木瓜、鱷梨和大多數(shù)蔬菜的pH值較高9。低pH 值可控制微生物, 因而常用檸蒙酸降低果實(shí)表面pH 值18, 19。另外許多天然物如苯酚、乙醛、有機(jī)酸以及從薄荷、香蘭草、歐芹、柑橘果皮中提取的精油也具有抗菌作用

10、5, 但強(qiáng)烈的氣味影響其應(yīng)用范圍。酸性電解水和臭氧水對(duì)微生物的控制也非常有效20。適宜的M A P 亦可抑制微生物生長(zhǎng), 如M A P (4kPa O 2+10kPaCO 2 , 并結(jié)合5貯藏溫度可減低甜瓜的細(xì)菌、酵母菌和霉菌的數(shù)量4, 并可使芒果貨架期延長(zhǎng)12d 21。另有研究表明30d 內(nèi)無(wú)氧M A P , 可有效控制蘋(píng)果微生物數(shù)量, 并對(duì)糖和酸的影響較小22, 23。2. 2防止變色與軟化PPO 催化的酚類(lèi)物質(zhì)氧化是果實(shí)組織變色的主要原因, 褐變的程度受PPO 活性和酚類(lèi)含量的影響。果實(shí)中酚類(lèi)含量受品種、成熟度和生長(zhǎng)環(huán)境等多因素調(diào)控。選用適度成熟的果實(shí), 結(jié)合抗褐變處理和M A P 的鮮

11、切梨在4下可保鮮14d 24。另外一些果實(shí)如西瓜、甜瓜和柑桔的褐變主要是由過(guò)氧化物酶(POD 引起。POD 活性可以導(dǎo)致食物中包括氫供體的氧化還原反應(yīng)25。果實(shí)品種間褐變差異很大, 如“D elici ou s ”和“Jonago ld ”蘋(píng)果顏色的變化較慢, “M on roe ”和“B raebu rn ”顏色變化較快26?！癇 arlett ”和“A n jou ”梨果顏色變化較小。品種和成熟度對(duì)于鮮切產(chǎn)品的變色都有重要的影響27。維生素C (AA 抗褐變效果較好, 且AA 適用的濃度范圍較廣, 一般用濃度為0. 5%4. 0%1。AA 抗褐變主要是它能夠?qū) -苯醌還原成酚類(lèi)。通過(guò)研究

12、發(fā)現(xiàn)用1%AA +2%檸蒙酸的混合液處理蘋(píng)果切塊可以使蘋(píng)果PPO 活性抑制90%100%28。另外還發(fā)現(xiàn), 用1%AA +0. 5%CaC l 2浸泡液處理, 在3個(gè)月貯藏期內(nèi)PPO 活性降低31%62%29。除此之外檸檬酸和異抗壞血酸(I AA 還可分別抑制荸薺30和“Cayena ”菠蘿的PPO 酶活31。42乙基間苯二酚(42HR 也很好。324的作用機(jī)理還不太, , 因此通過(guò)PPO 酶而達(dá)到抑制褐變的效果。進(jìn)一1%乳酸鈣+2%抗壞血酸+0. 5%半胱氨酸并用N aOH 調(diào)節(jié)pH 值于7. 0的混合液浸泡“B artlett ”梨可以顯著抑制其在貯藏期間的軟化與褐變5。另外用臭氧水處理芹

13、菜, 不但可以殺菌, 還可以抑制PPO 活性和呼吸強(qiáng)度33。殼聚糖包被荸薺也可以有效控制PPO 和POD 活性34。適當(dāng)降低O 2和提高CO 2含量也可延緩果皮表面的褐變, 低含量O 2和高含量CO 2的氣體抑制褐變主要是影響果品生理活動(dòng), 這些生理活動(dòng)包括減低呼吸強(qiáng)度, 延緩呼吸躍變及減少乙烯生成量和延緩果實(shí)的成熟35。果實(shí)的軟化主要是由果膠酶和蛋白水解酶引起的, 其次是物理和化學(xué)的變化。切割加工會(huì)使果實(shí)硬度大幅度降低。破傷的細(xì)胞釋放果膠酶和蛋白水解酶, 這些酶通過(guò)組織擴(kuò)散的速度非常高36。此外, 原果膠變?yōu)樗苄怨z, 細(xì)胞內(nèi)多糖的降解、細(xì)胞膨壓的喪失、纖維素結(jié)晶的減少、細(xì)胞壁的變薄等,

14、都會(huì)引起果實(shí)的軟化37, 38。鈣及其鹽類(lèi)可以用來(lái)防止多種果實(shí)軟化, 一般用0. 1%1. 0%的CaC l 2處理, 也有用丙酸鈣、乳酸鈣、酒石酸鈣來(lái)代替CaC l 25。另外熱處理也可防止軟化, 如適度預(yù)熱處理(3545, 40150m in 可使鮮切“Rocha ”梨在2貯藏7d 后無(wú)明顯顏色和硬度的變化39。2. 3維持感官和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)感官品質(zhì)是判斷鮮切產(chǎn)品貨架期的主要標(biāo)準(zhǔn)。鮮切果品的顏色和光澤在加工以后會(huì)明顯變劣。目前鮮切果品風(fēng)味變化的研究很少, 對(duì)維生素、氨基酸、糖以及其它成分的研究也不多。研究獼猴桃切片在不同的氣調(diào)環(huán)境下對(duì)抗壞血酸的影響, 發(fā)現(xiàn)在0. 5、2、4kPa O 2條件下

15、貯藏12d , 維生素C 的減少分別為7%、12%、18%14。高CO 2的環(huán)境則刺激抗壞血酸的氧化, 并抑制脫氫抗壞血酸還原成抗壞血酸1。371第6期潘火斤等:鮮切果品保鮮技術(shù)及其生物學(xué)原理研究進(jìn)展 酚類(lèi)物質(zhì)對(duì)于鮮切果品的品質(zhì)有極大的影響, 因?yàn)樗粌H參于酶褐變反應(yīng), 同時(shí)它也是營(yíng)養(yǎng)成分。研究發(fā)現(xiàn), 在空氣中和無(wú)氧氣調(diào)中蘋(píng)果切片的酚類(lèi)含量并沒(méi)有很大差異, 維生素C 可有效減少甜瓜中酚類(lèi)的氧化40。貯藏的氣體狀況對(duì)于鮮切品中的糖分含量影響不大。但對(duì)于果品中有機(jī)酸含量影響較大。鮮切果品中有機(jī)酸主要是檸蒙酸和蘋(píng)果酸, 在香瓜中它們的含量分別達(dá)到3. 22和6. 22m o l(100g 鮮切品,

16、在20貯藏5d 則分別降至2. 7和0. 48m o l(100g 。但在冷藏條件下檸檬酸和蘋(píng)果酸含量無(wú)明顯變化。研究還發(fā)現(xiàn)鮮切西瓜貯藏中氨基酸變化與溫度相關(guān)。在4下其氨基酸含量只有輕微變化, 而在20只需2d 氨基酸則減少大約40%1。3結(jié)語(yǔ)水果鮮切加工的主要目的是方便食用, 主要問(wèn)題是更易變質(zhì), 關(guān)鍵技術(shù)是保鮮措施。要實(shí)現(xiàn)鮮切果品的商研究。特別是M A P , 1?；瘜W(xué)處理方法已, 但應(yīng)該從自然資源中找到既有益于消費(fèi)者健康又能更好保持鮮切產(chǎn)品質(zhì)量的天然化合物。改進(jìn)鮮切加工的工藝, 防止?fàn)I養(yǎng)流失也是今后重要的研究?jī)?nèi)容。參考文獻(xiàn)1Robert C So liva 2Fo rtuny , O l

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