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鲜切果蔬贮藏保鲜技术的研究进展

2012-04-13陈厚荣

食品工业科技 2012年5期
关键词:货架果蔬保鲜

郑 优,陈厚荣

(西南大学食品科学学院,重庆400716)

鲜切果蔬贮藏保鲜技术的研究进展

郑 优,陈厚荣*

(西南大学食品科学学院,重庆400716)

鲜切果蔬因具有营养丰富和新鲜度高的优点,日益受到国内外消费者的喜爱。鲜切果蔬经清理、去皮、切分等处理后,组织结构受到损害,容易出现组织褐变、质地下降和微生物侵染等问题,货架期随之缩短。简述了影响鲜切果蔬品质的原因,并重点介绍了近年来国内外鲜切果蔬保鲜技术的新进展,其中包括物理、化学、生物及综合保鲜技术。

鲜切果蔬,品质,保鲜技术,货架期

鲜切果蔬(Fresh-cut)又名半处理果蔬或轻度加工果蔬(Minimally processed fruits and vegetables),是对新鲜果蔬进行分级、整理、清理、切分、去心(核)、修整、保鲜、包装等程序处理,使果蔬成为快捷方便食品[1-2]。随着人们生活方式的改变和对食品新鲜度要求的提高,鲜切果蔬越来越受到人们的欢迎,尤其是在大部分发达国家,鲜切果蔬的需求量日益增加,是近年来销售增长最快的零售食品之一[3-4]。鲜切果蔬经轻度加工之后,与完整的果蔬相比,由于其组织结构受到破坏、果蔬汁液外露,因此更容易出现组织褐变、质地下降和微生物侵染等问题,从而严重影响鲜切果蔬的品质和货架寿命。近年来,国内外科研人员在如何对鲜切果蔬进行保鲜及延长其货架期方面做了大量的研究,本文就影响鲜切果蔬品质的原因及近年来贮藏保鲜技术的研究进展进行概述。

1 影响鲜切果蔬品质的原因

1.1 生理生化反应的加剧

新鲜果蔬经过整理、清洗、去皮和切分等处理后,组织产生机械损伤,细胞的完整性及酶与底物的区域化结构被破坏,酶与底物直接接触,加之机械损伤产生的伤信号在很短的时间内(如几秒钟)迅速传递给邻近细胞,从而导致果蔬组织中伤乙烯的大量产生和发生错综复杂的生理生化反应,并扩散、影响远离伤害部位的细胞[5-6]。

诱使鲜切果蔬产生褐变的酶类主要是多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)。PPO和POD均可催化酚类物质的氧化,引起组织褐变,在果蔬切割前后两者的活性会发生变化。A.M.C.N.Rocha[7]等对新鲜莴苣和苹果在切割前后的PPO活性进行了研究,结果表明,两种果蔬在切割后PPO活性均增加,并且导致组织快速褐变。程双[8]等以鲜切茄子和鲜切甘薯为实验材料,研究了两种果蔬经鲜切处理前后相关酶活性的变化。结果表明,在贮藏期间两种果蔬的POD活性逐渐上升;鲜切甘薯的PPO活性逐渐上升,但鲜切茄子的PPO活性却呈下降趋势。

1.2 营养成分流失

新鲜果蔬在加工处理与贮藏过程中,由于切割造成机械损伤并使果蔬汁液直接暴露于空气中,不仅导致了部分营养成分流失(如水分和VC),而且促使果蔬组织的呼吸速率提高,自身代谢加快,进一步加快了营养物质的流失。杨巍[9]等对苹果果实鲜切加工后的各项营养指标进行测定,结果发现,苹果切分加工后失重率呈线性上升趋势,12h失重达2%~3.48%;鲜切后VC含量呈逐渐下降趋势;果实总酚含量呈逐渐下降趋势,其初始含量为732.85mg/kg,切分12h后降至491.90mg/kg,降幅达32.90%。另外,一些不利的贮藏环境条件,如不适宜的温度、光照、空气中的氧气及果蔬组织自身的代谢作用均会导致鲜切果蔬营养成分流失[10]。

1.3 微生物的侵染

新鲜果蔬经去皮、去核、切分等加工处理后,细胞组织结构受损,原来的完整性被破坏,致使果蔬汁液外溢,营养丰富的果蔬汁液为微生物提供了良好的营养基质,因而,鲜切果蔬极易受到外界微生物的侵染而腐败变质。

将花菜按食用大小(2cm)切分并用塑料保鲜袋包装,20℃下贮藏4d后微生物达到了3.42×108cfu/g。将甘蓝置于10℃下贮藏一周后,微生物从104cfu/g上升到108cfu/g,增加了4个数量级[11]。

2 鲜切果蔬贮藏保鲜技术

为了保持鲜切果蔬的新鲜品质和延长其货架期,需要对加工后的果蔬采取一定的保鲜措施。国内外科研人员进行了大量的研究,并提出了许多保鲜技术,大体上可分为物理保鲜技术、化学保鲜技术、生物保鲜技术及综合保鲜技术。

2.1 物理保鲜技术

2.1.1 低温贮藏保鲜 低温能抑制切割果蔬的呼吸强度,降低体内的各种生理生化反应速度,延缓衰老和抑制褐变,延长果蔬的保鲜期。低温也能抑制微生物的生理代谢,从而抑制微生物的生长与繁殖[12]。在鲜切果蔬的加工、运输及销售过程中,保持一个高度配合的冷链系统,使果蔬组织和微生物的代谢处于最低水平,对鲜切果蔬优良品质的维持极为重要。Antonio Marrero[13]等对鲜切菠萝货架期的研究指出,温度是影响其货架期的主要因素,其货架期在10℃时仅为4d,但在0℃或2.2℃时可贮藏14d以上。王静[14]等研究了鲜切牛蒡在20、10、1℃下贮藏时的褐变情况和酶活性,结果表明,1℃冷藏可抑制PPO和POD的活性而延缓鲜切牛蒡的褐变。

低温有利于鲜切果蔬的保鲜,但大部分的果蔬在低于10℃时都会发生不同程度的冷害,然而这种损失远比常温下组织褐变带来的损失小,不过仍需要合理地控制冷藏温度,将冷害引起的损失降至最低。

2.1.2 热处理保鲜 热处理是近年来发展起来的一种物理保鲜技术。在新鲜果蔬加工前对其进行短时间的热处理,可以降低果蔬表面微生物的数量,减少病原菌的侵染,减轻冷害发生,延迟果蔬组织的物理化学变化和感官品质的降低,从而提高鲜切果蔬的品质。陈莉[15]等对砀山梨采用35、40、45℃热水中分别浸泡4、90、140min的9个条件处理后,在2℃条件下冷藏24h,之后对鲜切梨的品质分析测定的结果表明,40℃,90min和40℃,140min处理组对抑制切面褐变和维持或增加鲜切梨的硬度很有效。Athanasios Koukounaras[16]等研究发现,桃在加工前4h进行50℃、10min的热处理,之后在5℃条件下贮藏6d,其切面褐变和切片硬度下降得到有效抑制。Irene Luna-Guzmán[17]等将鲜切哈密瓜分别在20、40、60℃,浓度为2.5%的CaCl2溶液浸泡1min,结果表明,随着温度的升高其硬度保持不变甚至略有增加。

2.1.3 气调保鲜 传统气调贮藏一般采用低O2(1%~5%)和高CO2(5%~10%)来抑制果蔬的生理代谢活动,从而延缓果蔬成熟和衰老过程,达到贮藏保鲜的目的[18]。鲜切莲藕在2%O2+6%CO2、5℃及相对湿度为85%环境下贮藏20d,能明显降低呼吸效率,减少水分损失和抑制褐变的发生[19]。G.A.González-Aguilar[20]等研究表明,气调包装可以改善鲜切甜椒的感官品质,其外渗的汁液更少,硬度更高,于5℃贮藏条件下货架期达21d。

当CO2含量过高或O2过低时,会导致无氧呼吸,并产生不利的代谢反应和生理紊乱。过低的O2还会导致鲜切果品的发酵[12]。近年来,国内外的研究人员研究了高氧气调包装对鲜切果蔬的保鲜效果,并取得了很好的效果。鲜切球生菜在80kPa O2+(10~20kPa)CO2、5℃环境下贮藏2~4d,能明显降低呼吸速率[21]。吴绪敏[22]等研究表明,采用80%O2+20%CO2气调包装并用1.5%柠檬酸溶液浸泡处理,对鲜切洋葱的保鲜效果较好,在4℃下贮藏17d仍能保持较好的品质。Andres Conesa[23]等研究表明,鲜切灯笼椒在50~80kPa O2+20kPa CO2气调包装下,可明显抑制有害微生物的生长和代谢。

2.1.4 臭氧处理保鲜 臭氧杀死病原菌范围广、效率高、速度快、无残留,是一种理想的杀菌技术。臭氧对各类微生物都有强烈的杀菌作用,而且能使乙烯氧化分解,延缓果蔬后熟及衰老,调节果蔬的生理代谢,降低果蔬的呼吸作用和代谢水平,延长贮藏保鲜期[1]。王瑾[24]等研究表明,高浓度臭氧水采用不同浓度和不同浸泡时间两种处理方法对鲜切花椰菜表面微生物的杀灭作用均有很明显的效果,臭氧水浓度越高,杀灭效果越好。高翔[25]等研究表明,用0.3mg/L的臭氧水处理鲜切西洋芹10min可以使鲜切菜表面的微生物降低两个数量级,酶的活性降低50%,呼吸强度降低80%,对VC无破坏作用,感官品质优良,在4℃条件下最长可保持20d。但臭氧水的浓度过高会引起果蔬表面质膜的损害而品质下降,因而要使用合适的浓度进行果蔬浸泡处理。

2.1.5 其他保鲜技术 此外,采用辐照、超高压、超声波等冷杀菌处理技术,对于鲜切果蔬的保鲜也具有很好的效果。陈召亮[26]等研究表明,1000Gy为最佳的电子束处理剂量,能较好地控制各种微生物的生长,可显著降低呼吸作用,明显抑制PPO的活性,对VC及可溶性固形物无破坏作用,可在4℃条件下贮藏12d。纵伟[27]等研究表明,600MPa压力处理鲜切山药片10min后,可抑制PPO的活性和微生物生长,在4℃条件下贮藏9d仍可具有较好的理化指标。陈育彦[28]等研究表明,4℃冷藏条件下,采用超声波和臭氧处理鲜切韭薹可以有效抑制韭薹的呼吸强度和表面细菌的增殖,也可减少鲜重的损失,货架期可延长至11d。

2.2 化学保鲜技术

2.2.1 可食性涂膜剂保鲜 可食性涂膜可以减少果蔬表面的水分散失,隔离果蔬与外界气体,减少微生物侵染,抑制呼吸,延缓乙烯生成,降低果蔬生理生化反应速度,防止芳香成分的挥发,从而延缓鲜切果蔬组织的衰老和腐败变质,维持产品的品质和稳定性。邱松山[29]等研究表明,壳聚糖/纳米TiO2复合涂膜可有效降低果实的水分、VC等成分的损失,延缓荸荠褐变的发生,从而延长鲜切荸荠的货架保藏期。M.B. Perez-Gago[30]等以乳清蛋白和蜂蜡为可食膜的基材,结合1%的抗坏血酸或0.5%的半胱氨酸涂膜处理鲜切苹果,可明显抑制切面褐变发生,保鲜效果良好。

2.2.2 保鲜剂保鲜 目前,在实际生产中鲜切果蔬主要应用化学保鲜剂进行防腐,但为了保证食品的安全性,所使用的化学保鲜剂浓度必须符合FDA规定的标准。使用异抗坏血酸钠和柠檬酸处理鲜切果蔬,可明显抑制变色。覃海元[31]等研究表明,异抗坏血酸钠显著地减缓色泽参数L*、a*、b*、失重和硬度的变化,但对包装内O2和CO2含量没有影响。张明科[32]研究发现贮藏期间采用5g/L柠檬酸+5g/L CaCl2+2g/L抗坏血酸保鲜剂组合护色的豇豆褐变度最小,护色效果最好,而且不会对营养成分造成大的破坏。

2.2.3 天然提取物保鲜 目前,鲜切果蔬贮藏保鲜最有效的手段是冷藏结合化学杀菌剂处理,但由于人们对食品安全的重视,迫切需要加大研究无公害天然防腐保鲜剂产品及技术的力度,以取代化学杀菌剂。天然提取物如蜂蜜、菠萝汁、食用大黄汁是鲜切果蔬的有效抗褐变剂,可显著提高鲜切果蔬的货架寿命和安全性[33]。钱昆[34]等研究表明,鲜切莴笋经复配香辛料提取液处理后,保鲜期可达7d,莴笋的食用品质、色泽和水分保持良好。王展华[35]等研究发现,鲜切马铃薯经洋葱的磷酸缓冲溶液提取液处理后,PPO酶活性的抑制率达到了59.3%,洋葱提取液具有一定的防褐变效果。王建清[36]等研究发现,体积分数为0.5%的保鲜液组(小茴香187.5μL,柠檬草62.5μL)对鲜切网纹瓜的保鲜效果最好,可以有效抑制交连孢生长,减缓营养物质的流失,其保鲜周期是空白组的1.5倍。

2.3 生物保鲜技术

生物保鲜是指利用具有拮抗作用的微生物菌如乳酸菌、酵母菌和霉菌等进行保鲜,它们可以产生抗生素、细菌素、溶菌酶、蛋白酶等次生代谢产物,能抑制或杀死鲜切果蔬中的有害微生物,阻止储存期间果蔬VC、糖含量和SOD活力的下降,从而达到防腐保鲜的目的[37]。辛松林[38]等研究发现,浓度为0.04mg/g的Nisin可以降低鲜切生菜表面一些微小创口被微生物侵染的机会,延长生菜的货架期,使其品质得到提升。Ana Allende[39]等研究发现,Nisin对鲜切生菜中的李斯特氏菌有抑制作用,且处理组的菌数比对照组降低了1.2~1.6lg(cfu/g)。

2.4 综合保鲜技术

鲜切果蔬品质的保持是建立在综合保鲜技术基础上的,它包括了加工前适宜原料种类、品种的选择和田间的栽培管理以及加工过程中和加工后系列配套处理技术。实验表明,综合保鲜技术可大大改善鲜切果蔬的品质,延长其货架寿命[5]。S.L.S.Bico[40]等研究发现,鲜切香蕉经1%CaCl2+0.75%抗坏血酸+0.75%半胱氨酸3min浸泡处理,结合卡拉胶涂膜处理,然后于5℃、3%O2+10%CO2环境下贮藏5d,可保持较好的感官品质。G.Oms-Oliu[41]等研究发现,鲜切梨经2%海藻酸盐+2%果胶+0.5%结冷胶+0.75%N-乙酰半胱氨酸+0.75%谷胱甘肽涂膜处理后,于4℃环境下贮藏,可延长鲜切梨的货架期至14d。

3 展望

随着人们生活水平和对健康生活要求的提高,营养品质和新鲜度高的鲜切果蔬日益受到人们的喜爱,因而如何良好地保持鲜切果蔬的品质和延长其货架期便成为了近些年来国内外研究人员研究的热点。上述的各种保鲜技术均有其优缺点,应用时应视不同产品的保鲜需求合理地选择保鲜技术。

目前,物理保鲜技术由于具有成本低、处理条件易于控制、受外界环境影响小、不破坏食品营养结构和自然风味等诸多优点,仍是今后研究的主要方向;化学保鲜技术虽然具有较好的保鲜效果,但存在化学试剂残留的缺陷,可食性涂膜保鲜和天然提取物保鲜因安全性好和无残留的优点将是今后研究的重点;生物保鲜技术是最近几年才发展起来的一项技术,应用并不是十分广泛,有一些技术问题还有待解决。

加大物理保鲜技术、化学保鲜技术、生物保鲜技术及综合保鲜技术的研究力度,将更好地保持鲜切果蔬的营养品质、新鲜度及风味,对加快鲜切果蔬行业的发展有重要的意义。

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Research progress in storage and preservation technologies of fresh-cut fruits and vegetables

ZHENG You,CHEN Hou-rong*
(College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400716,China)

Fresh-cut fruits and vegetables are increasingly favored by domestic and foreign consumers,because of their rich nutrition and great freshness.However,cleaning,peeling and cutting processes can result in structure damage,tissue browning,texture decreasing,microbial infection and shorter shelf-life.The reasons for the decline of quality of fresh-cut fruits and vegetables were described,and current advances in preservation technologies such as physical,chemical,biological and combinatorial preservation technologies for fresh-cut fruits and vegetables were reviewed.

fresh-cut fruits and vegetables;quality;preservation technology;shelf-life

TS255.3

A

1002-0306(2012)05-0372-04

2011-04-21 *通讯联系人

郑优(1989-),女,在读硕士,研究方向:现代食品科学理论与技术。

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