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鲜切果蔬保鲜技术的研究进展

2023-08-03赵海云李晓翔杨丽芬杨晓娜

农产品加工 2023年10期
关键词:褐变氧化酶果蔬

赵海云,邵 林,李 涛,李晓翔,杨丽芬,杨晓娜

(1. 大理州食品检验检测院,云南大理 671000;2. 保山学院资源环境学院,云南保山 678000)

鲜切果蔬产品也被称为“即食产品”“鲜切产品”“易使用产品”或“预切产品”,指的是未经进一步处理、只对新鲜果蔬进行分级、整理、清洗、切分、去心(核)、修整、保鲜、包装等程序处理后成为100%可食用的产品的生水果和蔬菜[1-3]。鲜切果蔬因其即食性、便利性,新鲜品质和丰富的营养深受消费者喜欢[4-5]。鲜切果蔬虽然加工简单,但因其营养丰富,活性成分高,即便是最小的机械性损伤也会对鲜切果蔬的品质造成严重影响,阻碍了鲜切果蔬加工业的发展[6-7]。机械损伤、生理生化特性的改变及微生物的腐败是造成鲜切果蔬品质恶变的主要因素[3,8]。针对造成鲜切果蔬品质恶化的几个方面因素,介绍了目前国内外主要的保鲜技术。以期为鲜切果蔬保鲜技术研究和推广提供一定的参考。

1 鲜切果蔬品质的变化

鲜切果蔬在加工中受到的机械损伤和其他最小的处理过程都会导致其品质的变化。包括乙烯的产生、呼吸速率的增加、细胞壁的破坏、水分的损失、叶绿素的损失、色素的形成、酸度的降低和甜味的增加、香味挥发性物质的形成、酶促褐变、脂质氧化、组织软化和易受微生物侵害等[9-10]。

1.1 生理生化特性的改变

改变鲜切果蔬品质最重要的酶类是过氧化物酶和多酚氧化酶,主要催化酚类物质使得新鲜果蔬的切割面发生褐变。在最小的加工后会释放乙烯,乙烯的参与能够促进细胞壁降解酶和膜脂氧化酶基因的表达,从而导致新鲜果蔬的软化[11]。新鲜果蔬切割后细胞壁的破坏和果胶的降解也进一步加速了果蔬的软化[12]。受机械伤的新鲜果蔬呼吸速率增加,加速了新鲜果蔬的成熟衰老[13]。

1.2 腐败微生物的污染

经过最小加工的果蔬,切口的暴露和组织的破坏都会使得有害微生物的大量滋生,并且因为鲜切果蔬营养物质丰富,当组织破坏营养物质流出时,会引入新的食源性致病菌。这些有害微生物的活动是导致鲜切果蔬品质败坏的主要原因。鲜切果蔬中的腐败微生物主要是酵母、霉菌、细菌[14]。腐败微生物容易引起鲜切果蔬发生霉变、酸败、发酵、软化、变色和腐臭,并且有的属于食源性致病菌,对人体危害更大[15]。

1.3 营养特性的改变

新鲜果蔬经过切割后,使得组织细胞破坏,汁液流失,造成大量营养物质的损失。并且当切割面接触到光照、空气等不适宜条件时,会加速营养物质的损失。同时,新鲜果蔬经过切割之后,呼吸作用加强,加速营养物质的消耗[16-17]。

2 物理保鲜技术

采用热处理、低温冷链技术、辐照、紫外光、超高压杀菌技术、超声波、脉冲技术、冷等离子体等物理保鲜方法,尽可能保持鲜切水果的原有品质和风味。

2.1 热处理

热处理是对鲜切果蔬进行短时高温的一种加热处理,能够降低食源性致病菌和有害微生物的数量,使得过氧化物酶、多酚氧化酶等酶的活性钝化,破坏新鲜果蔬中不需要的或有害的成分或因子。同时,可改善鲜切果蔬的品质与特性,如加热后能产生特别的香味,酸涩味减少[18]。热处理常用的方法有热空气法、热蒸汽法和热水法[19]。王斌等人[20]对鲜切芋头进行热处理,分别采用38,60,100 ℃的热水处理,结果表明3 个温度的处理下,均能降低鲜切芋头的失重率,延缓硬度下降,抑制酶促褐变的发生,能提高其贮藏品质。Koukounaras A 等人[21]对鲜切桃进行了短期加热处理,当热处理条件为温度50 ℃,时间10 min 时对鲜切桃的品质最为有益,能有效控制鲜切桃的褐变,并且在贮存期间保持硬度。但又因在热处理过程中,会造成新鲜果蔬中某些营养成分,特别是一些热敏成分的损失,会使得果蔬的色泽和口感等品质发生不良变化,并且热处理过程中需要消耗大量的热能。所以,在对鲜切果蔬进行热处理时,要严格把控温度和处理时间等参数,避免对果蔬的食用品质造成不良影响[22]。

2.2 低温冷链技术

低温保鲜是利用低温技术将果蔬温度降低并维持在低温状态以阻止果蔬腐败变质。在低温条件下,一方面果蔬中的酶活性受到抑制,使得新鲜果蔬的呼吸强度降低,生理生化反应速率得到延缓;另一方面,低温也抑制了微生物的活性,从而抑制微生物的生长繁殖[23-25]。Lamikanra O 等人[26]研究了贮藏温度和时间对鲜切哈密瓜酯酶活性的影响,结果表明,在 4 ℃和15 ℃条件下贮藏24 h 后,鲜切哈密瓜酯酶的活性均显著降低。低温冷链技术是目前鲜切果蔬保鲜的重要手段,成本低、贮藏时间长,但由于温度过低会对新鲜果蔬造成冷害,所以应严格把控处理的时间和温度等参数。

2.3 辐照

辐照是利用γ 射线或低于10 MeV 电子束照射食品,对其进行消毒、杀菌、杀虫、防霉等加工处理,并能延迟新鲜果蔬生理后熟过程来延长货架寿命。辐照不会在果蔬中留下任何残留物,不会提高果蔬的温度,能较好地保护果蔬中的热敏性成分[3]。低剂量的γ 射线照射对于减少鲜切果蔬中的微生物、降低酶活性是非常有效的。在一些情况下,果蔬的产品质量得到扩展;而在另一些情况下,会导致产品品质的损失。陈召亮等人[27]通过电子束辐照鲜切西洋芹,结果表明1 000 Gy 处理的西洋芹能较好地控制微生物的生长,呼吸作用显著降低,多酚氧化酶活性受到抑制,延缓总糖含量的增加,并且感官良好。刘芯钥等人[28]通过γ 射线辐照对鲜切胡萝卜,其结果表明,1.5 kGy 的辐照剂量处理时,能较好地保持鲜切胡萝卜的还原糖含量、类胡萝卜素含量、维C 含量,抑制多酚氧化酶活性和过氧化物酶活性。

2.4 紫外光

紫外线照射引起微生物中遗传信息核酸和蛋白质发生变性,最终使得微生物突变或死亡[29]。长时间暴露在紫外线下,也会诱导合成促进健康的化合物,如花青素、黄酮类化合物[3]。紫外光处理的另一个优点是所使用的设备相对便宜且设备易于使用。但高强度的紫外线照射会对组织造成损伤,增加新鲜果蔬的呼吸速率,降低抗氧化剂含量(总黄酮和维C),引起类似于创伤的过程,导致果蔬外观品质的变化。高梵等人[30]使用UV-C 处理鲜切红心萝卜,结果表明,1.0 kJ/m2UV-C 处理能促进鲜切红心萝卜中花青素和黄酮类物质含量的增加、延缓抗坏血酸含量的下降,并提高抗氧化酶活性。燕平梅等人[31]使用UV-C 处理鲜切芹菜,结果表明,当使用UV-C 照射40 min 时,可有效控制微生物的繁殖,无机械损伤,营养指标良好,维C 的保存率高,失水率较小,亚硝酸盐的含量较低,感官评价优良。

2.5 高新技术

2.5.1 超高压杀菌技术

超高压杀菌技术是当前备受关注和研究广泛的一项食品高新技术。在高压100~1 000 MPa 下对鲜切果蔬进行加压处理,高压导致微生物和酶的活性丧失,从而延长贮存期。超高压杀菌技术相比较传统保鲜技术,能最大程度保留果蔬中的生鲜风味和营养成分,无异味产生,有效抑制微生物的生长和果蔬褐变的发生[32]。超高压杀菌技术提供了高质量的产品,具有更高的安全性和更长的货架寿命,同时保持了与新鲜产品相似的特性。但超高压杀菌技术对设备要求较高,价格贵,普适性较低。孙海燕等人[33]对鲜切天麻的保鲜进行了研究,结果表明,在30 ℃,300 MPa 超高压处理10 min 鲜切天麻,其呼吸强度和失重率得到了较好抑制,同时减缓了其总糖和维C 含量的下降,延缓了天麻的成熟衰老,延长天麻保鲜期至20 d。边昊等人[34]使用超高压处理保鲜鲜切芋头,结果表明,15.6 ℃,200 MPa 压力下处理10 min 鲜切芋头,其多酚氧化酶、过氧化物酶、褐变及菌落总数得到抑制,且维C 含量和感官品质较高。

2.5.2 超声波技术

超声波技术作为一种非热加工保鲜技术,该技术提供低频高能量超声波产生瞬间高温高压,使得微生物和酶的灭活以到达果蔬保鲜的目的[35]。然而如果单独使用,超声波技术在新鲜农产品净化方面的实际应用非常有限,一般都采用一种或多种技术协同使用,以达到更好的杀菌、灭酶效果。吴咏等人[36]使用紫外线和超声波协同作用对香菇中过氧化物酶和多酚氧化酶的钝化进行研究,结果表明,超声波处理和超声波协同紫外线处理能有效钝化过氧化物酶和多酚氧化酶的活性。Birmpa A 等人[37]使用紫外超声波协同对新鲜生菜和草莓中微生物的灭活进行研究,结果表明,紫外线超声波协同作用对生菜和草莓的颜色影响不明显,但有效降低了大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、李斯特菌和沙门氏菌。

2.5.3 脉冲光技术

脉冲光又称为脉冲紫外光,也称作高强度脉冲光[38]。脉冲光方法是使用短时间、高频率、强光谱、丰富的紫外光脉冲杀灭微生物。Vicente A R 等人[39]认为,脉冲光杀灭微生物的主要作用机制是脉冲强光破坏了微生物DNA 的结构。Palgan I 等人[38]使用脉冲光对苹果汁、橙汁和牛奶中大肠杆菌和李斯特菌的控制,结果表明,最透明的果汁中(苹果汁) 暴露在脉冲光下2 s 和4 s 时,大肠杆菌数分别下降了2.65 和4.50 个单位;当苹果汁暴露在脉冲光下8 s时,大肠杆菌数量无显著变化,而总酚含量、抗氧化能力和风味评分都显著下降。Vicente A R 等人[39]使用脉冲光对辣椒进行保鲜,结果表明,经过脉冲光处理的辣椒果实更硬,类胡萝卜素含量和表面颜色更低,并且果实中糖含量无变化。经过短时间脉冲光处理的新鲜果蔬,能有效延长保鲜期,但脉冲光的作用效果也依赖于作用时间、使用剂量、微生物对光的吸收性。

2.5.4 脉冲电场杀菌技术

脉冲电场杀菌技术是一种全新的非热杀菌技术,利用高强度脉冲电场瞬时杀灭微生物,具有杀菌时间短、效率高、能耗低等特点。脉冲电场导致微生物的形态结构、生物化学反应,以及细胞膜和细胞壁发生多方面的变化,从而影响微生物的生理活动机能,使其发生不可逆的破坏[40]。王婷玉等人[41]利用脉冲电场对苹果中大肠杆菌进行研究,结果表明,随着脉冲电场强度的增强和作用时间的增加,大肠杆菌的数量随之显著降低。Shayanfar S 等人[42]利用脉冲电场对苹果进行研究,结果表明,经脉冲电场处理之后,微生物得到很好的抑制,且苹果的颜色和质地保持较好。陈永丽等人[43]利用脉冲电场技术对鲜切苹果的感官指标进行研究,结果表明,随着电场强度的增加,感官评价的风味和口感逐渐降低。

2.5.5 冷等离子技术

冷等离子技术是一种新兴的表面杀菌消毒技术,能有效降解果蔬表面残留的农药成分,清除对新鲜果蔬保存不利的代谢产物,对微生物有较强的杀灭抑制作用[44]。该技术在常温常压下进行,杀菌时间短,使用安全无污染[45]。王照琪等人[44]使用冷等离子技术对鲜切猕猴桃保鲜进行研究,结果表明,经过冷等离子处理的鲜切猕猴桃有较好的保鲜效果。Tappi S 等人[46]使用冷等离子技术对鲜切苹果进行保鲜,结果表明,经冷等离子技术处理之后,显著降低了苹果中多酚氧化酶的含量,减轻了褐变的颜色,并且减缓了组织的代谢活动。Critzer F J 等人[47]使用冷等离子体对苹果、哈密瓜中大肠杆菌、李斯特菌和沙门氏菌进行处理,所有种类菌株数量均减少。然而,由于来自等离子体的带电物种与食品成分的相互作用,冷等离子体处理后产品可能发生的物理化学变化信息仍然非常稀少,需进一步深入研究[48-49]。

3 化学保鲜技术

为了减少微生物污染的风险,有助于预防采后病害和食源性疾病,可以在果蔬清洗中使用若干种化学消毒剂,进一步减少了微生物的腐败,延缓了酶的活性,从而提高了产品的保质期和感官品质,延长货架期。

3.1 过氧化氢

过氧化氢是一种活泼的氧化剂,能产生一系列对细胞有毒性的活性氧,如羟基自由基、单线态氧,这些物质具有强烈的杀菌作用。使用过氧化氢之后不会产生残留物质,主要是通过分解后产生的活性氧损伤DNA 和膜呼吸链酶的活性,达到杀菌作用[3]。陈双颖等人[50]使用过氧化氢处理鲜切青花菜,经过过氧化氢处理之后,能改善抗氧化性酶的活性,减轻活性氧含量,能有效延缓鲜切青花菜的衰老和保持感官品质。秦宗权[51]使用过氧化氢处理哈密瓜,经处理之后有效降低了哈密瓜上的微生物,延缓其新陈代谢作用,延长了货架保鲜期。然而,过氧化氢可能会对一些新鲜果蔬和鲜切果蔬产品有植物毒性,可能导致广泛的褐变或漂白[3]。

3.2 臭氧

臭氧具有较强的氧化性,对微生物有较强的杀灭能力,能分解水中微生物有机质[52]。Alwi N A 等人[53]使用臭氧熏蒸鲜切甜椒,发现大肠杆菌O157、鼠伤寒沙门氏菌和单增李斯特菌群均减少。富新华[54]使用臭氧水处理鲜切南瓜,其表面的细菌总数、霉菌和酵母菌总数均降低。通过臭氧的作用,能加速新鲜果蔬中农药残留的降解[55]。臭氧能氧化果蔬产生的乙烯[56],降低其呼吸作用,使其新陈代谢速率减慢,延缓其衰老,减少营养成分的损失[57-58]。臭氧可破坏与酶促褐变相关的酶活性,降低其代谢速率,延缓新鲜果蔬的褐变,且能提高与抗氧化相关的酶活性,减少自由基含量,增强果蔬自身的抗氧化性[3]。董成虎等人[59]使用臭氧水处理鲜切马铃薯,发现经过处理后,马铃薯中的多酚氧化酶和过氧化物酶含量均降低。Chen J 等人[60]使用臭氧处理鲜切辣椒,结果表明,经过臭氧处理之后,增强了超氧化物歧化酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶的活性,抑制了多酚氧化酶的活性,增强了抗氧化防御系统。然而,基于目前臭氧对鲜切果蔬的研究发现仍然存在一些问题,经过臭氧水处理的鲜切果蔬中一些营养成分发生了变化,Aguayo E 等人[61]发现,经臭氧处理后的西红柿切片虽然保持了良好的外观和整体质量,但是香味减少了。并且臭氧不稳定,容易分解,对人体有刺激作用,具有潜在的腐蚀性[52]。

3.3 氯及相关化合物

目前,氯及其相关化合物仍然是最广泛使用的杀菌剂,通过水清洗、气体的接触来减少鲜切果蔬中的微生物。

3.3.1 含氯杀菌剂

含氯杀菌剂主要有氯气、漂白粉、漂白精等,在鲜切果蔬产业中,最常使用的是次氯酸钠。其杀菌作用主要是利用氯在水中生成次氯酸,次氯酸盐水解生成次氯酸,因次氯酸的强氧化性导致微生物蛋白质变性,进而杀灭微生物[62-63]。虽然次氯酸清洗之后会产生余氯,会对人体健康造成伤害,但因其杀菌能力强、价格低廉、适用范围广等对农产品工业的益处远远高于其可能造成的副作用,所以目前含氯杀菌剂还在广泛应用[64]。Allende A 等人[65]使用次氯酸钠溶液清洗鲜切香菜,发现经过清洗后鲜切香菜上的大肠杆菌O157∶H7 和好氧嗜中温细菌数量显著降低。郑月[66]使用次氯酸钠溶液处理鲜切生菜,发现经0.1 g/kg 的次氯酸钠溶液处理后效果最好,菌落总数降低,且保持感官品质6 d,未见腐烂。

3.3.2 稳定态二氧化氯

二氧化氯是一种强氧化剂,具有高效的杀菌性能。与氯相比,二氧化氯反应后产生的致癌化合物更少,能够去除水中的气味,不会在水中水解,不受pH 值变化的影响,腐蚀性小,扩散快,与有机物反应低[3]。二氧化氯能抑制腐败菌的生长[67]。李自强等人[68]使用90 mg/L 的二氧化氯处理切分沙窝萝卜,发现对微生物有明显的抑制作用。破坏乙烯,延缓果蔬的成熟、衰老[69],抑制果蔬的呼吸作用,减缓营养物质的消耗[70]。钟梅等人[71]使用二氧化氯处理巨峰及红提葡萄,发现经二氧化氯气体处理过的葡萄,其呼吸速率下降,可滴定酸损耗降低,采后腐烂率较低,有效延长巨峰及红提葡萄的货架期,保持其品质。抑制多酚氧化酶和过氧化物酶的活性[72]。Saengnil K 等人[73]使用10 mg/L 和25 mg/L 的二氧化氯分别熏蒸龙眼,发现经处理后龙眼中的多酚氧化酶和过氧化物酶活性均降低,龙眼表皮褐变得以减缓,延长了货架保鲜期。这使得它在鲜切果蔬的保鲜产业中的应用比氯更有意义。但是,由于二氧化氯的强氧化性,当浓度过高时,会造成鲜切果蔬叶绿素降低,颜色发黄和褪色。高佳等人[74]使用二氧化氯处理鲜切西蓝花,发现二氧化氯浓度越高杀菌效果越好,但是浓度过高会造成维C 和叶绿素含量的损失,造成切割部位的褐变。因此,鲜切果蔬适宜于低浓度,短时间的二氧化氯处理,以保持其货架品质。

3.4 钙盐溶液

目前,在更多的研究中使用钙盐溶液来延长鲜切果蔬的保质期。由于钙离子的作用,坚固了细胞壁和果胶,有助于保持果蔬细胞壁的完整性和硬度。钙的应用能帮助新鲜果蔬降低呼吸速率和乙烯的产生,抑制微生物的生长繁殖,减少营养物质的损失和果蔬自身的衰败。经钙盐处理之后能有效地减少叶绿素和蛋白质的损失和抑制植物组织衰老,还可帮助保持鲜切果蔬新鲜的外观,防止褐变的发生[75]。Rico D 等人[76]使用乳酸钙处理鲜切胡萝卜,发现经处理的鲜切胡萝卜片的水分活度降低,硬度高于氯处理的。Saftner R A 等人[77]使用丙酸钙、氯化钙和氨基酸螯合钙处理蜜瓜,发现经处理后的蜜瓜与对照组相比呼吸速率和乙烯产生量均降低,蜜瓜组织中钙含量增加,并且抑制了贮藏过程中瓜体硬度、表面颜色和组织透明化的变化,抑制了蜜瓜表面微生物的生长。Silveira A C 等人[78]使用钙盐处理鲜切西班牙甜瓜,发现在货架期结束时,经抗坏血钙、乳酸钙和氯化钙处理的甜瓜果实呼吸速率低,组织中钙含量增加,硬度较好,且抑制了微生物的生长,感官品质优于市场需求的水平。在食品工业中使用的钙盐有乳酸钙、氯化钙、磷酸钙、丙酸钙和葡萄糖酸钙,其中利用最多的化合物之一是乳酸钙。

3.5 有机酸

常见的一些有机酸,如乳酸、柠檬酸、L -抗坏血酸、乙酸、苹果酸、酒石酸、山梨酸、乙酸、草酸等常被用作鲜切果蔬中嗜冷菌和嗜中温菌的抗菌剂。有机酸作为抗菌剂或抗氧化剂,以防止细菌和真菌的污染,减缓或防止颜色、味道、质地的变化,并延缓酸败的发生[3]。由于有机酸的干预使得环境中的pH 值降低,膜运输和/或渗透性的破坏,以及酸中氢离子的解离使得细胞内部的pH 值降低而具有强抑菌性[79]。Akbas M Y 等人[80]使用乳酸和柠檬酸处理鲜切卷心莴苣,发现经处理后的鲜切卷心莴苣中的嗜冷菌和嗜中温菌均降低,有效延长了其货架保鲜期。Siroli L 等人[81]使用柠檬酸和抗坏血酸处理鲜切苹果,发现经处理后有效抑制了微生物的生长,且在贮存期内保持硬度。抗环血酸也可以作为氧的清除剂,在多酚氧化酶参与的反应中清除氧分子,从而抑制多酚氧化酶的活性来抑制鲜切果蔬的褐变[82]。

3.6 天然提取物

近年来,越来越多的消费者意识到使用天然提取物的安全性,研究者们也在致力于找到健康、安全、高效的天然提取物来代替化学防腐剂对鲜切果蔬进行保鲜。植物中的天然提取物包括生物碱、挥发油、酚类、凝集素和肽等。目前应用最多的是植物精油,但其在鲜切果蔬保鲜产业中的应用还处于研究阶段[83]。天然提取物能有效抑制微生物的生长,提高鲜切果蔬的抗氧化能力,延缓果蔬的腐败变质,减少营养物质的损失,延缓果蔬的褐变[84]。徐双双等人[85]使用丁香精油处理杭白菜,发现经过1 mL/L 浓度丁香精油处理后的杭白菜货架期延长了6 d,并且有效抑制微生物的滋生,菌落数增长最为缓慢,各营养成分损失最低,没有异味残留。Vázquez-Armenta F J 等人[86]使用葡萄茎提取物处理新鲜叶菜,发现经处理之后菠菜和生菜上致病菌的生长得到抑制,抗氧能力增强。陈林林[87]利用柑橘皮精油处理鲜切马铃薯,发现经处理后的马铃薯中多酚氧化酶和过氧化物酶活性降低,有效地延缓了马铃薯的褐变。

4 包装

包装是鲜切果蔬进行保存的最后一步,但并不是最不重要的。由于鲜切果蔬经过切分之后易受微生物污染,并且会加速营养物质和水分的损失。因此,在选择包装上要能隔绝微生物,减少或抑制营养物质和水分的损失。以保持鲜切果蔬的品质和感官属性来延长其货架寿命。

4.1 气调包装

气调包装的基本原则是将产品储存在经改良的空气包装条件下,通过调节O2,CO2,N2的比例来实现低氧高二氧化碳的贮藏环境,从而降低鲜切果蔬的呼吸速率和乙烯的生成,延缓鲜切果蔬的成熟老化,最大限度保持其营养价值。这2 项原则的最终目的是在包装薄膜中找到最佳的气体平衡,只要鲜切果蔬产品的呼吸速率尽可能低,并且氧气和二氧化碳的浓度不影响产品质量,因为过低的氧气浓度有利于厌氧微生物的作用,发生发酵和(或) 腐败,会产生乙醛或其他异味物质[3]。气调包装通常需要保持鲜切果蔬内部含2%~5% O2和5%~10% CO2[17],以利于维持鲜切果蔬的品质。冯岩岩等人[88]使用自发气调包装处理鲜切白菜,发现当O2体积分数为3.63%~5.10%,CO2为7.77%~8.07%时可使鲜切白菜处于最适宜的气体状态下,可以很好地解决包装袋内由于无氧呼吸产生的异味问题,并保留鲜切白菜原有的气味,延长其货架保鲜期。车东等人[89]使用气调包装处理鲜切莲藕,发现气调组分为2%氧气+ 6%二氧化碳时,能延缓鲜切莲藕的褐变,降低失重率,木质素合成增加,硬度增加,酸度和维C 损失较小,总体上,该气体组分对鲜切莲藕有较好的保鲜作用。

4.2 真空包装

真空包装是通过抽真空将包装袋和鲜切果蔬中的氧气去除,从而减缓代谢活动和腐败微生物的生长来稳定产品的品质。在这个真空系统中,鲜切果蔬在40 kPa 的气压下被包装在一个坚固的、密闭的容器中,且在4~7 ℃条件下贮藏[3]。真空包装能阻碍外界微生物的干扰,延缓包装内微生物的生长和果蔬自身的呼吸作用,抑制乙烯的生成,延缓果蔬的成熟衰老,减少营养物质的损失,降低多酚氧化酶和过氧化物酶的活性,延缓果蔬的褐变。冯向阳等人[90]使用真空包装调节鲜切莲藕的酶活性,发现在4 ℃的保存条件下,真空包装能抑制多酚氧化酶和过氧化物酶活性的活性,进而延缓莲藕的褐变。方宗壮等人[91]采用真空包装结合低温处理保藏鲜切菠萝,发现在3 ℃的低温条件下结合真空包装的使用,整个贮藏期间鲜切菠萝的失重率降低,果实硬度提高,多酚氧化酶和过氧化物酶活性降低,延缓了果实褐变和维C的氧化,鲜切菠萝的保存期从4 d 延长到了11 d。真空包装操作简单,保鲜效果好,但由于抽真空过程会产生较大的压力,不利于组质地构松软的果蔬,如香蕉、菠菜、生菜[92]。并且,抽真空后不能很好地隔绝厌氧微生物繁殖,还需要结合其他辅助手段来对鲜切果蔬进行保鲜贮藏,如低温、臭氧水、辐照等[93]。

4.3 活性和智能包装

在过去的几十年里,食品包装领域最具有创新性的发展之一就是活性和智能包装,这种包装是基于食物和其环境间的相互作用[94]。活性包装是指在包装系统中加入一定的物质来改变食品的贮藏环境,以提高食品的质量和安全,从而延长其保质期。添加的活性物质是多种多样的,如有机酸、酶、细菌素、杀菌剂、天然提取物、例子、乙醇等[95]。按照活性材料的功能分类,活性包装能适用于鲜切果蔬的有以下几个类型:氧气去除型、乙烯去除型、二氧化碳去除和生成型、温湿度控制型、异味去除型及抗菌型[96-97]。Terry L A 等人[98]在包装材料中加入1%的钯粉末后能吸附乙烯,有效抑制了由乙烯诱导的成熟。周玲[99]使用PE/Ag2O 纳米包装袋储存鲜切苹果,发现与PE 保鲜袋相比,PE/Ag2O 纳米包装袋更能延缓果实的颜色变化,降低失重率,抑制果实的呼吸强度,抑制微生物生长,从而提高鲜切苹果的保鲜品质。

智能包装是指对环境有“识别”“控制”和“判断”功能的包装[100]。智能包装根据其感知、检测或记录环境中的外部或内部变化的能力,向制造商、零售商和消费者提供信息,以达到对食品的新鲜度进行指示和监测,进而有效延长鲜切果蔬的货架寿命,最大限度保持其营养物质[101]。负责智能功能的物质可以装在单独的容器中,如装在一个小纸袋中,或作为直接纳入包装材料的物质[102]。按照工作原理,智能包装可分为功能材料型智能包装、功能结构型智能包装及信息型智能包装[103]。

4.4 纳米复合材料包装

纳米复合材料包装主要是指使用纳米技术,对包装进行纳米添加、纳米改性、纳米合成,使其具有某种特性或功能的一类食品包装材料的总和[104]。近年来,纳米复合材料的应用改善了食品包装材料的强度、阻隔性、抗菌性和冷热稳定性等基本特性[105]。纳米复合材料包装能对O2,CO2、挥发性物质、香气成分等起到阻隔作用,此外纳米颗粒还可以作为抗菌剂和添加剂的载体[106]。纳米包装材料能够抑制鲜切果蔬的生理代谢、减少腐烂变质、防止微生物的入侵,起到延缓果蔬成熟衰败和延长其保鲜贮藏期的作用[104]。马宁[107]使用纳米材料包装生菜,在4 ℃下贮藏14 d 后经纳米材料包装的生菜失重率、丙二醛含量、多酚氧化酶活性均低于普通包装的生菜,且维C 和叶绿素含量高于对照组,纳米材料包装在贮藏过程中较好地保持了生菜的感官品质和营养成分,延长了货架期。Yang F M 等人[108]使用纳米材料包装保存草莓,在4 ℃下贮藏12 d 后经纳米材料包装的草莓果实的感官、理化和生理品质保持在比普通包装更高的水平。经纳米材料包装后,提高了草莓果实的质量和延长了其货架期。

4.5 可食用涂膜保鲜包装技术

另一种延长鲜切果蔬货架寿命的方法是在包装中使用可食用的保护膜和涂层,这些保护膜和涂层作为鲜切果蔬的一部分,消费者可以直接食用。利用可食用涂膜的优点,一些活性天然成分可以添加到聚合物基底中,与食品一起食用,提高食品的安全性、营养特性和感官属性。可食用涂膜必须允许并控制O2、CO2、水蒸气、油和脂肪、溶质的迁移,以及能够保留挥发性风味化合物。因食用涂料薄膜的机械性和阻隔性可以提高鲜切果蔬结构的完整性和机械搬运性[3]。使用在鲜切果蔬上的可食用涂膜必须满足合法性、安全性和食品高性能的许多要求。其次,在保质期内不能发酵、凝结、分离、产生异味和变质。第三,需要具备涂布均匀、干燥快、不起泡、易从设备上除去等涂布性能。第四,在搬运和贮存过程中不得开裂、脱落,一经使用不得脱色。最后,它必须表现出对氧气、二氧化碳和水蒸气的选择性渗透性,且不能完全停止渗透性,防止厌氧微生物的活动。此外,涂层对鲜切果蔬的颜色、气味、味道和质地等方面的影响应该是微不足道的[109]。可食用涂膜包装技术中常用的涂膜材料有由纤维素、淀粉、壳聚糖、果胶、瓜尔胶、海藻酸盐、卡拉胶和普鲁兰组成的多糖基食用涂料;以蛋白质为基础的可食用的动物涂料(如乳清蛋白、肌原纤维蛋白、酪蛋白、胶原蛋白、明胶和卵清蛋白) 或植物来源(如玉米玉米蛋白、小麦面筋、大豆蛋白、花生蛋白、棉籽蛋白、花生、大米、豌豆、开心果和高粱);油脂基可食性涂料(油、脂、蜡、树脂) 等[93]。通过可食用涂膜包装后能有效隔绝氧气和微生物,减缓鲜切果蔬的新陈代谢和腐败,降低果蔬褐变的程度,保持产品的品质和稳定性。范林林[110]使用壳聚糖涂膜处理鲜切苹果,发现经1%壳聚糖处理后的苹果感官品质和营养物质下降得以延缓,抑制了微生物的生长,抑制了多酚氧化酶活性,有较好的护色作用,在4 ℃下贮存12 d 维持鲜切苹果较好的品质。李桂峰[111]使用可食用涂膜处理鲜切红地球葡萄粒,经处理后能抑制鲜切葡萄粒的呼吸代谢,延缓可溶性固形物和滴定酸的降解,保持硬度,减少褐变,降低腐烂。

5 联合保存技术

联合保存技术是指将上述不同的保存技术相结合,相辅相成,相互促进。通常使用的处理方法是基于保存的温度、水分活度、pH 值、氧化还原电位、改性气体和防腐剂的添加[112-113]。联合保存技术,包括一系列温和的处理方法来抑制或灭活导致鲜切果蔬腐败变质的因素。这种组合使每一种处理方法都能以较低较低的强度实施,尽量减少质量的损失,这样既保持了鲜切果蔬的新鲜度和结构,同时又能延长其货架寿命[3]。在鲜切果蔬的保存过程中对微生物的生理反应和自身生理代谢,是应用处理方法的基础。由于不同的处理方法有不同的抗菌作用范围和对果蔬生理代谢不同程度的影响,它们的结合可以通过不同的方式影响微生物和果蔬的生理代谢,这样协同作用增加了保存的有效性。王娟等人[114]使用复合涂膜结合紫外线处理鲜切木瓜,经结合处理后可较好地保持鲜切木瓜的色泽,抑制褐变,保持较高的可溶性固形物含量,减少贮藏过程中的水分损失,抑制霉菌、酵母菌和细菌的增长,货架期延长至6 d。尹晓婷等人[115]使用超声波处理结合纳米包装对鲜切生菜进行保鲜,发现经过结合处理后能够降低质量损失,较好地保持叶绿素和还原糖的含量,抑制微生物的生长,抑制多酚氧化酶和过氧化物酶的活性,从而延缓鲜切生菜的衰老和褐变,使其货架保存期延长至15 d。

6 结语

随着人们对健康饮食的追求,鲜切果蔬产品市场迅速增长。但因鲜切果蔬产品的特性,在给消费者带来方便的同时安全性也存在一定的风险。鲜切果蔬的保鲜技术刚好可以弥补这一缺陷。在过去的30 年里,科学家们测试了更多的保鲜技术方案,以提高鲜切果蔬的保质期和质量。这些技术方法的正确使用将提高鲜切果蔬产品的安全性,然而没有任何一种方法能够单独控制鲜切果蔬产品的所有参数并且不影响其感官品质,因此利用联合保存技术来延长和提高这类产品的安全性是至关重要的。

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