杜美軍，李喜宏，2，*，張博，葛永紅，3，任天祥

（1.天津科技大學(xué) 食品工程與生物技術(shù)學(xué)院，天津 300457；2.天津食品安全低碳制造協(xié)同創(chuàng)新中心，天津 300457；3.天津捷盛東輝保鮮科技有限公司，天津 300403；4.天津市利源捷能氣調(diào)保鮮設(shè)備有限公司，天津 300041）

鮮切果蔬（fresh-cut）又稱為半處理果蔬或輕度加工果蔬（minimally processed fruits and vegetables）[1]。近年來為滿足人們追求天然、營養(yǎng)、快節(jié)奏的生活需求，鮮切果蔬菜行業(yè)發(fā)展迅猛。但是由于切割加工過程中機(jī)械損傷和一系列的生理變化，果蔬極易發(fā)生氧化褐變[2-3]和失水萎蔫等問題，致使果蔬的感官性能和食用品質(zhì)嚴(yán)重下降[4]，縮短了果蔬貯藏期。因此，維持貨架保鮮品質(zhì)是鮮切果蔬加工難點和關(guān)鍵所在[5]。

上世紀(jì)90年代以來，西方發(fā)達(dá)國家的切割果蔬市場發(fā)展迅速，到了2000年在美國的市場份額已占零售市場總銷售額的1/4[6]。而國內(nèi)發(fā)展相對緩慢，近年來發(fā)展有所加快。目前國內(nèi)對于鮮切果蔬的保鮮研究集中在低溫，保鮮劑處理，低氧氣調(diào)等單因素條件的控制，貨架品質(zhì)差異較大，保鮮效果并不理想，且在冷鏈貯藏和運送實際應(yīng)用中很難達(dá)到理想的保鮮效果。關(guān)于各溫階經(jīng)處理鮮切蘋果貨架品質(zhì)差異規(guī)律的研究報道相對較少。

本項目以鮮切蘋果為研究對象，針對其極易褐變，不易貯藏等品質(zhì)問題，模擬冷鏈運輸及貯藏條件，研究其各溫階貨架保鮮期。實驗使用一種常規(guī)保鮮劑抗壞血酸和碳酸氫鈉復(fù)合保鮮劑[7]，包裝方式采用自發(fā)氣調(diào)包裝（modified atmosphere packaging，MAP）[8]，利用蘋果呼吸作用與包裝膜的透氣性形成平衡，營造一種低O2高CO2的微環(huán)境。置于各溫階條件貯藏，以確定不同溫度下維持鮮切蘋果較好保鮮效果的貨架期，從而為鮮切即食果品冷鏈貯藏和配送提供理論依據(jù)和實踐指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

試驗樣品：六月中下旬購自于天津濱海新區(qū)水果市場，挑選新鮮，大小、色澤和成熟度一致且無病蟲害的“紅富士”蘋果。

包裝材料：240 mm×170 mm 自封袋，國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津）。

抗壞血酸（食品級）：天津環(huán)宇紅星食品貿(mào)易有限公司；碳酸氫鈉（食品級）：廊坊市華辰化工有限公司；次氯酸鈉（分析級）：天津市瑞明威化工有限公司；冰乙酸（分析級）天津市大茂化學(xué)試劑廠；聚乙二醇-6000（Polyethylene glycol-6000，PEG 6000）：天津市天泰精細(xì)化學(xué)品有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpolypyrrolidone，PVPP）：天津市福晨化學(xué)試劑廠；聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）、鄰苯二酚（分析級）：天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；其他試劑均為AR 級。

1.1.2 儀器

GY-4 數(shù)顯果實硬度計：四川中浪科技有限公司；WY060T 型手持折光儀：日本愛宕（ATAGO）株式會社；DSS-307 電導(dǎo)率儀：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；HP-200 精密色差儀：上海漢譜光電科技有限公司；JJ-1000 精密型電子天平：常熟雙杰測試儀器廠；Centrifuge 5804R 型冷凍離心機(jī)：德國艾本德（Eppendorf）公司；Alpha-1506 分光光度計：上海譜元儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 操作流程

蘋果果品選擇→低溫預(yù)冷→清洗消毒→去皮去核→切片→保鮮劑浸泡→自然瀝干→MAP 包裝→溫度梯度箱貯藏

1.2.2 復(fù)合保鮮劑的配制

準(zhǔn)確稱量5 g 碳酸氫鈉和5 g 抗壞血酸，分別用去離子水定容至500 mL。然后混合于1 L 玻璃瓶，低溫避光保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.3 樣品處理

先將購置的蘋果置4℃低溫預(yù)冷24 h，然后取出用體積分?jǐn)?shù)為0.1%的NaClO 溶液浸泡2 min 進(jìn)行表面消毒，再用去離子水沖洗干凈。經(jīng)去皮后，用不銹鋼刀均勻縱切成16 片，去核，每片厚度在15 mm～20 mm左右。將蘋果片放在復(fù)合保鮮劑溶液中浸泡5 min，撈出放在塑料框中自然瀝干后進(jìn)行MAP 包裝，做好標(biāo)記，每袋6 片。每5 袋為一組，共 5組。分別放在 2、4、8、12℃和常溫（25℃）的溫度梯度箱中，以常溫未經(jīng)處理的樣品為空白對照，每2 天取出一組測定各項指標(biāo)。

1.2.4 指標(biāo)測定

1.2.4.1 多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性測定

稱取10.0 g 鮮切蘋果果肉，置于研缽中，加入5.0 mL 提取緩沖液，在冰浴條件下研磨成勻漿，于4℃，10 000 r/min 離心30 min，收集上清液即為酶提取液，低溫保存?zhèn)溆?。其他步驟均參照曹建康的方法[9]測定。

1.2.4.2 褐變指數(shù)的測定

使用HP-200 精密色差計測定鮮切蘋果褐變度。參照王武等[10]方法進(jìn)行褐變度的計算：

1.2.4.3 失重率的測定

式中：W0表示果實最初的重量；W1表示每次測定時果實的實際重量。

1.2.4.4 果肉硬度的測定

使用GY-4 數(shù)顯果實硬度計測定。

1.2.4.5 相對電導(dǎo)率的測定

使用DSS-307 電導(dǎo)率儀測定電導(dǎo)率。

1.2.4.6 可溶性固形物（total soluble solid，TSS）

使用WY060T 型手持折光儀測定各溫階樣品的TSS 含量。

1.2.4.7 感官質(zhì)量評定

挑選10 名專業(yè)的食品品質(zhì)評價員，獨立評分。對各評價指標(biāo)取平均值，建立數(shù)學(xué)模型，采用多層次綜合評判法對產(chǎn)品的感官質(zhì)量進(jìn)行分析[11]，評定標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 鮮切蘋果的感官質(zhì)量鑒評標(biāo)準(zhǔn)Table 1 Evaluatiaon standards on sensory quality of fresh-cut apple

模糊關(guān)系數(shù)學(xué)模型[12]為式中：Y 為綜合評判結(jié)果集；X 為權(quán)重集；R 為評判矩陣；◎為模糊合成算子為各評定指標(biāo)平均值。評定論域為 U={色澤，風(fēng)味，質(zhì)感}；評語論域為 V={1，2，3，4，5，6，7，8，9}；規(guī)定對應(yīng)的權(quán)數(shù)值 X={0.3，0.4，0.3}。

1.3 數(shù)據(jù)分析

每組試驗結(jié)果重復(fù)3 次測定并取平均值及方差，采用Origin 9.0 作圖，以SPSS 24.0 對感官評分進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 各溫階對鮮切蘋果PPO活性的影響

多酚氧化酶PPO 是以銅為輔基的一種酶，是末端氧化酶的主要部分，果蔬組織在一些不利條件下造成傷害時，PPO 活性能顯著提高，以此來提高自身的抵抗能力，減緩被傷害的程度[13-14]，盡管起到了防御作用但是卻導(dǎo)致了果蔬的褐變[15]。各溫階對鮮切蘋果PPO活性的影響見圖1。

圖1 各溫階鮮切蘋果PPO 活性的變化Fig.1 Changes in PPO activity of fresh-cut apple at each temperature step

從圖1可知，不同溫度下的各組樣品PPO 活性變化基本上均呈現(xiàn)先降低再升高再降低波浪式的變化趨勢，各溫階差異性顯著（P〈0.05）。各溫階樣品起初都有一個明顯下降的趨勢，可能第0 天是對樣品前處理時間過長，在室溫下擱置太久，所以第0 天酶的活性偏高。經(jīng)過保鮮液處理的樣品PPO 活性均比常溫空白對照低，且明顯延遲了PPO 活性最高峰的出現(xiàn)時間，說明這種組合處理方式能較好的進(jìn)行鮮切蘋果品質(zhì)調(diào)控。2℃貯藏條件下PPO 活性在12 d 內(nèi)一直保持較低水平；4℃貯藏條件下PPO 活性在第10 天左右上升到最大值，可能是鮮切蘋果組織受到損傷，自我防衛(wèi)作用引起PPO 活性的升高；8℃和12℃貯藏條件下PPO活性均在第6 天達(dá)到峰值，且12℃一直保持較高的PPO 活性，可能是由于微生物的大量繁殖造成了細(xì)胞組織的破壞?？梢?，縱向?qū)Ρ?，低溫能明顯抑制PPO 活性；橫向?qū)Ρ龋煌瑴仉A第一個峰值出現(xiàn)前均能達(dá)到較好的保鮮效果。

2.2 各溫階對鮮切蘋果褐變度的影響

L*a*b*色空間是當(dāng)前最通用的測量物體顏色的色空間之一，可廣泛用于所有領(lǐng)域[1]。其中以△E*a*b*標(biāo)示褐變度，△E*a*b*值越小，表示護(hù)色效果越好[10]。各溫階對鮮切蘋果褐變度的影響見圖2。

圖2 各溫階鮮切蘋果褐變度的變化Fig.2 Changes in browning degree of fresh-cut apple at each temperature step

從圖2可知，貯藏時間越長各樣品的△E*a*b*值越高，表示抗褐變效果在不斷的降低。與空白對照組相比，經(jīng)過保鮮液處理的樣品的褐變程度均有所下降（P〈0.05），說明在此處理條件下能夠有效的抑制褐變。2℃貯藏條件下12 d 內(nèi)鮮切蘋果能夠保持良好的色澤度；4℃條件下10 d 后褐變程度成倍加?。?℃貯藏條件下第6 天以后褐變現(xiàn)象明顯加重，6 d～8 d 褐變指數(shù)提高了83%；12℃貯藏條件下在第2 天以后，褐變度極具上升，2 d～4 d 褐變指數(shù)比第2 天提升4 倍。綜上所述，2℃ 12 d 以上，4℃ 10 d，8℃ 6 d 和 12℃ 2 d 內(nèi)鮮切蘋果能夠保持較好的色澤度。

2.3 各溫階對鮮切蘋果失重率的影響

失重率是衡量果實蒸騰失水和呼吸損耗程度的重要指標(biāo)，由于試驗采用了MAP 包裝貯藏方法，呼吸損耗成為影響失重的主要因素。各溫階對鮮切蘋果失重率的影響見圖3。

圖3 各溫階鮮切蘋果失重率的變化Fig.3 Changes in weight loss rate of fresh-cut apple at each temperature step

從圖3可知，各樣品失重率先上升后趨于平緩，這是由于自我氣調(diào)作用成為主導(dǎo)，果實呼吸產(chǎn)生的CO2在包裝袋內(nèi)積累，從內(nèi)抑制了果實的進(jìn)一步呼吸的損耗。不同溫度下的失重率變化差異較大（P〈0.05），但均低于常溫空白對照組。2℃條件下12 d 內(nèi)失重0.113%；4℃條件下6 d 內(nèi)失重0.137%后趨于平緩；8℃條件下6 d 內(nèi)失重0.161%后趨于平緩；12℃條件下在2 d 內(nèi)失重就達(dá)到了0.138%。由此可見，經(jīng)常規(guī)保鮮劑處理并低溫MAP 包裝貯藏能夠明顯的抑制果實的呼吸作用，減少水分的散失和營養(yǎng)物質(zhì)的損耗，且溫度越低抑制效果越明顯。

2.4 各溫階對鮮切蘋果硬度的影響

一定程度上，果實的硬度能夠反映果實的新鮮程度，是衡量果蔬貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，鮮切蘋果只有保持較高的硬度，才不會影響其正常的商業(yè)價值。各溫階對鮮切蘋果硬度的影響見圖4。

圖4 各溫階鮮切蘋果硬度的變化Fig.4 Changes in hardness of fresh-cut apple at each temperature step

從圖4可知，鮮切蘋果的硬度均隨著的貯藏時間的延長而降低。經(jīng)處理的鮮切蘋果硬度均比對照組下降緩慢，而且對照組6 d 內(nèi)硬度下降了38.2%發(fā)生腐爛。12 d 內(nèi)2℃和4℃條件硬度維持相對較高水平且下降趨勢較為接近；8℃和12℃貯藏條件下的鮮切蘋果硬度下降相對較快，12℃條件下鮮切蘋果硬度在第6 天～第10 天比8℃條件的大，可能是失水過多產(chǎn)生干硬現(xiàn)象。說明經(jīng)處理的鮮切蘋果貯藏溫度越低，時間越短，越容易保持果實最佳的硬度水平。

2.5 各溫階對鮮切蘋果相對電導(dǎo)率的影響

果蔬采摘以后細(xì)胞膜的功能活性會不斷下降，通透性提高，細(xì)胞內(nèi)的電解質(zhì)會向外滲透[9]。再加上外界不良環(huán)境的影響，細(xì)胞組織會受到不同程度的損傷。相對電導(dǎo)率的大小是衡量細(xì)胞膜受損程度的重要指標(biāo)，電導(dǎo)率越大，電解質(zhì)滲透量越多，說明細(xì)胞膜的受損程度越大，反之越小[16]。各溫階對鮮切蘋果相對電導(dǎo)率的影響見圖5。

圖5 各溫階鮮切蘋果相對電導(dǎo)率的變化Fig.5 Changes in relative conductivity of fresh-cut apple at each temperature step

從圖5可知，經(jīng)處理的樣品在不同溫階下的相對電導(dǎo)率均低于空白對照組，說明在此貯藏條件下能夠減小細(xì)胞膜的損傷程度。2℃條件下鮮切蘋果相對電導(dǎo)率高于其他3個處理組，可能是溫度過低樣品發(fā)生冷害現(xiàn)象，從而導(dǎo)致鮮切蘋果細(xì)胞膜發(fā)生損害，細(xì)胞內(nèi)電解質(zhì)滲漏導(dǎo)致電導(dǎo)率升高。4、8、12℃相對電導(dǎo)率變化趨勢差異性顯著（P〈0.05），且溫度越高相對電導(dǎo)率越大。由此可見，4℃～12℃條件下溫度越低，貯藏時間越短，對果實細(xì)胞膜的破壞作用越小，越容易維持鮮切蘋果的新鮮度。

2.6 各溫階對鮮切蘋果TSS的影響

果蔬在成熟過程中可溶固形物含量會上升，衰老過程中可溶固形物含量可能會下降，因此可溶固形物含量是判斷果蔬耐貯性的重要指標(biāo)[9]。各溫階對鮮切蘋果TSS 的影響見圖6。

從圖6可知，總體上所有樣品的可溶性固形物含量均隨著儲藏時間的延長而下降，且不同溫階變化趨勢差異性顯著（P〈0.05）。與對照組相比，經(jīng)處理的鮮切蘋果TSS 含量的下降明顯減緩，有延緩果實衰老的功效。2℃條件降低最少，12 d 內(nèi)僅下降了9.8%；4℃與2℃條件趨勢較為接近，10 d 內(nèi)下降了10.6%，之后下降加??；8℃條件前6 d 下降趨勢平緩，6 d 內(nèi)下降了12.7%；12℃條件4 d 就下降了19.5%；常溫條件下2 d～4 dTSS 含量有所上升，可能是由于溫度較高果實出現(xiàn)了后熟現(xiàn)象。綜上所述，在此組合處理條件下，2℃12 d，4℃ 10 d，8℃ 6 d 及 12℃ 4 d 內(nèi)能夠較好的抑制果實的衰老并阻止蘋果營養(yǎng)物質(zhì)的流失。

圖6 各溫階鮮切蘋果TSS 的變化Fig.6 Changes of TSS value of fresh-cut apple at each temperature step

2.7 各溫階對鮮切蘋果感官質(zhì)量的影響

利用建立的數(shù)學(xué)模型對評價數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，然后將計算結(jié)果利用SPASS Statistics 24.0 進(jìn)行顯著性分析，分析結(jié)果如表2。

從表2中可看出各處理樣品的感官質(zhì)量評價值均明顯高于對照組。2℃條件下的評分12 d 內(nèi)一直處于各組最高值；4℃條件下10 d 后感官質(zhì)量下降幅度明顯加快；8℃條件下6 d 內(nèi)評分處于相對較高的穩(wěn)定水平；12℃條件只能維持兩天的最佳感官質(zhì)量。由此可見，經(jīng)過組合處理的鮮切蘋果能夠保持較高感官質(zhì)量和食用品質(zhì)的條件是：2℃ 12 d、4℃ 8 d、8℃ 6 d 及12℃ 2 d。

表2 各溫階鮮切蘋果感官質(zhì)量分析Table 2 Analysis of sensory quality of fresh-cut apple at each temperature step

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果表明，鮮切蘋果片經(jīng)過常規(guī)復(fù)合保鮮劑浸泡處理，MAP 氣體自調(diào)包裝后置于各溫階條件下貯藏，能夠不同程度的實現(xiàn)保鮮效果。2℃條件下各項指標(biāo)最好，但是果實細(xì)胞膜的受損程度較大，所以冷鏈貯運過程中不推薦采用該溫度；4℃條件下10 d 內(nèi)，鮮切蘋果PPO 酶活性較低，營養(yǎng)物質(zhì)流失較少，且能夠保持較好硬度和感官質(zhì)量，最適合鮮切蘋果的長時間保存；8℃條件下6 d 和12℃條件2 d 內(nèi)，鮮切蘋果的PPO 活性、褐變度、硬度、失重率、相對電導(dǎo)率、TSS 含量及感官質(zhì)量各項指標(biāo)綜合評分較好，適合短期的冷鏈貯運。

此外，2℃條件下鮮切蘋果由于失去了原有的商品價值，所以并未研究其具體的保鮮周期。此次實驗只是研究了保鮮劑、MAP 包裝及溫度三重組合因素的保鮮效果，并未研究各因素對保鮮效果的實際貢獻(xiàn)率，具體有待進(jìn)一步探索。