鲜切果蔬生理特性及保鲜技术研究_李舒

鲜切果蔬生理特性及保鲜技术研究

李　舒1

,胡亚军

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(1.西北农林科技大学园艺学院,陕西杨凌　712100;2.西北农林科技大学农学院,陕西杨凌　712100)

提　要:简述鲜切果蔬生理特性变化及其控制,就鲜切果蔬因机械损伤而发生的一系列生理生化反应,如呼吸加快、乙烯产生加快、酶促褐变加快、微生物污染和保鲜技术等研究进展进行综述。关键词:鲜切果蔬;生理特性;保鲜技术

鲜切果蔬(fresh-cut fruits and v eg etables)是指对新鲜蔬菜、水果原料经清洗、修整、切分等工序,最后用塑料薄膜袋或以塑料托盘盛装外覆塑料膜包装,供消费者立即食用或餐饮业使用的一种新型果蔬加工产品,也可称之为M P 果蔬(minimally processed fruits and v eg etables )。

1　鲜切果蔬的特点

随着现代人们生活水平的提高和保健知识的

进步,人们对新鲜水果、蔬菜的消费需求量越来越大,品质要求也越来越高。鲜切果蔬具有品质新鲜、使用方便、营养卫生等特点,符合食品发展的趋势。但是水果和蔬菜由于切分处理后所造成的机械损伤会引发一系列生理生化反应,如呼吸加快、乙烯产生加快、酶促褐变和非酶促褐变加快等,同时由于切割使营养物质流失,易受微生物侵染而腐烂变质,所以比未加工的果蔬更易变质。

2　鲜切果蔬生理特性研究现状

2.1　鲜切果蔬的褐变2.1.1　鲜切果蔬褐变的原因及影响因素　鲜切果蔬发生的褐变主要是酶促褐变。酶促褐变是指果蔬等产品受到机械损伤或处于异常环境(受冻、受热)下,在氧化酶作用下将酚类物质氧化形成醌,醌类物质再自我聚合形成类黑色素,从而导致产品变色的现象。酶促褐变反应的发生需要三个条件:酚类物质、多酚氧化酶和氧。

酶促褐变过程中参与酚类物质氧化的酶主要是多酚氧化酶(PPO ),过氧化物酶(POD)参与褐变的能力与接受供氢体(酚类等)的敏感性有关。此外,苯丙氨酸解氨酶(PAL )与酚的生成有关,因而与褐变也较为密切。PPO 催化的酶促褐变反应

分两步进行:单酚羟化为二酚,然后二酚氧化为二醌。PPO 以铜离子为辅基,其活性的最适p H 值范围为5-7,有一定的耐热性,其活性可以被有机酸、硫化物、金属离子螯合剂、酚类底物类似物质所抑制。2.1.2　酶促褐变控制途径　一般酶促褐变的抑制可从三方面入手:①减少酚类物质含量。通过培育抗褐变的新品种,改善栽培管理技术,减少采收、贮运、加工过程中的机械损伤,降低对苯丙氨酸解氨酶(PAL )活性的诱导,从而控制可被氧化的酚类底物形成,延缓鲜切产品的褐变;②控制PPO 、POD 活性。利用PPO 活性可被热、有机酸、酚类物质、硫、螯合剂、醌偶连剂等物质抑制的特性;③降低氧浓度。由于褐变是在氧存在下发生,可利用抽气、被膜、气调等方法降低环境中的氧浓度,从而控制褐变的发生。

常用控制褐变的方法:①化学方法,如用抗坏血酸及其衍生物,有机羧酸,含SH 化合物,酚类物质,络合剂等均可抑制褐变,此外钙处理能够保持细胞膜结构的完整性,阻止底物与酶的接触,延缓褐变的发生;②物理方法,如低温,热处理,气调包装,高压处理等均可抑制或延缓褐变的发生,而由于低温处理是抑制褐变的必要条件,因此与其它手段配合处理效果更好;③生物方法,用某些植物提取液,蜂蜜,乳酸菌代谢产物也可有效抑制褐变;④其它方法,已经发现蛋白酶是苹果和土豆的有效褐变抑制剂,而运用基因工程改良法,如反义RN A 或正义共抑制的手段控制PPO 的表达,从而培育出抗褐变品种。

2.2　鲜切果蔬易受微生物污染2.2.1　鲜切果蔬易受微生物污染的原因　水果、蔬菜进行切分加工过程中,微生物对产品的污

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78·陕　西　农　业　科　学2008(1)

⒇收稿日期:2007—08—27

作者简介:李舒(1985—),西北农林科技大学2004级园艺专业学生。通讯作者:胡亚军(1984—),西北农林科技大学2004级农学专业学生。

染被认为是微生物污染的主要阶段。第一,加工过程易对果蔬造成大量的机械损伤,致使营养物质外流,给微生物的生长提供了有利的生长条件,从而促进微生物的繁殖;第二,果蔬在去皮、切分过程中,由于产品表面积增大并暴露在空气中,易受到各类细菌、霉菌、酵母菌等微生物的污染;第三,水果、蔬菜经切分加工后,内部组织受到微生物的污染。

2.2.2　鲜切果蔬微生物的控制　在加工前的控制中用于加工成鲜切果蔬的原料,生产时应避免使用含菌多的污水灌溉,原料产地应远离生畜圈。在加工后控制中,修整和切分时要采用锋利的切分刀具在低温下(生产车间温度应<12℃)进行机械或手工操作,而切分越小,切分面积越大,越容易侵染微生物,保存性越差,因此切分大小既要有利保存,还要符合现代饮食需求;同时还应该在清洗水中加入一些化学物质,如柠檬酸、次氯酸钠等以减少微生物数量及阻止酶反应。

鲜切果蔬防止微生物的生长主要是控制水分活度(aw)和酸度(p H),应用防腐剂(pres)及低温冷藏(t)等因子。另外,不同的鲜切水果蔬菜上的微生物种类、数量及生长状况不同,控制方法也不同,要选择适合产品特性的方法,例如:蔬菜组织中含酸量低,易遭受土壤细菌侵染,而鲜切水果含酸量高,因此有利于真菌生长,又如:低温能抑制大部分微生物的生长,但有些微生物如大肠杆菌等在低温下仍能存活甚至繁殖,比须采取其他的措施进行控制。

2.3　鲜切果蔬的呼吸加快

采后的园艺产品,光合作用基本停止,但还进行着呼吸作用:有氧呼吸——在O2的参与和酶的催化作用下,将糖、酸等有机物经复杂的生物氧化过程,最后分解为CO2和H2O,同时释放出能量;无氧呼吸——在缺氧的情况下,经糖酵解,形成丙酮酸,丙酮酸脱羧为乙醛,再被还原为乙醇,或者丙酮酸直接还原为乳糖

鲜切果蔬由于组织受到机械损伤,所以呼吸速率显著增高,称愈伤呼吸或创伤呼吸,机械损伤使酶与底物的间隔破坏,这样酶就与底物直接接触,因而令氧化作用加强,从而呼吸作用加强。2.4　鲜切果蔬的乙烯释放量增多

鲜切果蔬由于自身的组织结构被破坏,乙烯加快合成,其合成途径与正常乙烯相同。有人认为,伤乙烯时因为伤害刺激了ACC合成酶的生成或活性,而使ACC积累,而在受伤时也有部分乙烯来自膜破坏的产物直接氧化生成。

由于机械损伤产生的乙烯受外源乙烯的抑制,据研究,在外源乙烯作用下这种伤乙烯生成量较对照大20倍。

2.5　pH值变化

切分后的果蔬比未切分的更容易受到微生物的侵染,微生物的活性导致p H值发生变化。欧燕等(2005)对切分胡萝卜生理变化的研究中显示,胡萝卜在贮藏期间pH值呈下降的趋势。

3　鲜切果蔬的保鲜方法

3.1　低温保鲜

温度能显著地影响鲜切果蔬的呼吸强度、酶活性和各种生化或化学反应速度,是影响鲜切果蔬品质劣变的主要因素,大多数研究认为0-5℃条件下冷藏较好。目前鲜切果蔬生产上在国外主要采用低温冷藏销售系统,从开始的挑选、洗涤、包装、贮藏、运输到销售均在一个低温条件下进行,取得了较好的保鲜效果。

3.2　保鲜剂保鲜

很长一段时间,人们采用亚硫酸盐来控制果蔬褐变,但对人体有副作用,而且还会对环境造成污染,越来越受到严格限制,美国FDA已禁止亚硫酸盐类在某些食品生产中使用。现在常常采用安全的食品保鲜剂处理,如利用抗氧化剂V C来消耗氧气、利用酸、螯合剂等抑制或钝化酶活性,从而有效地抑制果蔬组织的褐变。

3.3　W AP保鲜

W AP保鲜的基本原理是通过使用适宜的透气性的包装材料被动地产生一个调节气体环境,或者采用特定的气体混合物及结合透气性的包装材料主动地产生一个包装气体环境。其目的是在包装中建立一个最适宜的气体平衡,使产品的的呼吸活性维持在尽可能低的水平上,且氧气和二氧化碳的浓度不能对产品造成危害。在生产中控制贮藏环境气体指标为2%-5%的氧气和2%-5%的二氧化碳,如果结合使用乙烯吸收剂则阻止果蔬品质劣变和组织软化的效果更好,通常使用的乙烯吸收剂有高锰酸钾、活性碳加氯化钾催化剂等。

3.4　辐射保鲜

辐射在新鲜果蔬上的应用可以推迟成熟,抑制生长和萌芽并可对产品进行消毒。但辐射引起的质地变化是限制其在果蔬上应用的主要因素,辐射导致的组织软化程度取决于辐射剂量的水平、果蔬品质和贮藏期限。然而对许多果蔬来说,高达2K Gy剂量的γ-射线辐射不会降低其感官

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李　舒等:鲜切果蔬生理特性及保鲜技术研究