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鮮切果蔬保鮮技術的研究進展

2023-08-03 22:54:53趙海云李曉翔楊麗芬楊曉娜
農產品加工 2023年10期
關鍵詞:褐變氧化酶果蔬

趙海云,邵 林,李 濤,李曉翔,楊麗芬,楊曉娜

(1. 大理州食品檢驗檢測院,云南大理 671000;2. 保山學院資源環(huán)境學院,云南保山 678000)

鮮切果蔬產品也被稱為“即食產品”“鮮切產品”“易使用產品”或“預切產品”,指的是未經進一步處理、只對新鮮果蔬進行分級、整理、清洗、切分、去心(核)、修整、保鮮、包裝等程序處理后成為100%可食用的產品的生水果和蔬菜[1-3]。鮮切果蔬因其即食性、便利性,新鮮品質和豐富的營養(yǎng)深受消費者喜歡[4-5]。鮮切果蔬雖然加工簡單,但因其營養(yǎng)豐富,活性成分高,即便是最小的機械性損傷也會對鮮切果蔬的品質造成嚴重影響,阻礙了鮮切果蔬加工業(yè)的發(fā)展[6-7]。機械損傷、生理生化特性的改變及微生物的腐敗是造成鮮切果蔬品質惡變的主要因素[3,8]。針對造成鮮切果蔬品質惡化的幾個方面因素,介紹了目前國內外主要的保鮮技術。以期為鮮切果蔬保鮮技術研究和推廣提供一定的參考。

1 鮮切果蔬品質的變化

鮮切果蔬在加工中受到的機械損傷和其他最小的處理過程都會導致其品質的變化。包括乙烯的產生、呼吸速率的增加、細胞壁的破壞、水分的損失、葉綠素的損失、色素的形成、酸度的降低和甜味的增加、香味揮發(fā)性物質的形成、酶促褐變、脂質氧化、組織軟化和易受微生物侵害等[9-10]。

1.1 生理生化特性的改變

改變鮮切果蔬品質最重要的酶類是過氧化物酶和多酚氧化酶,主要催化酚類物質使得新鮮果蔬的切割面發(fā)生褐變。在最小的加工后會釋放乙烯,乙烯的參與能夠促進細胞壁降解酶和膜脂氧化酶基因的表達,從而導致新鮮果蔬的軟化[11]。新鮮果蔬切割后細胞壁的破壞和果膠的降解也進一步加速了果蔬的軟化[12]。受機械傷的新鮮果蔬呼吸速率增加,加速了新鮮果蔬的成熟衰老[13]。

1.2 腐敗微生物的污染

經過最小加工的果蔬,切口的暴露和組織的破壞都會使得有害微生物的大量滋生,并且因為鮮切果蔬營養(yǎng)物質豐富,當組織破壞營養(yǎng)物質流出時,會引入新的食源性致病菌。這些有害微生物的活動是導致鮮切果蔬品質敗壞的主要原因。鮮切果蔬中的腐敗微生物主要是酵母、霉菌、細菌[14]。腐敗微生物容易引起鮮切果蔬發(fā)生霉變、酸敗、發(fā)酵、軟化、變色和腐臭,并且有的屬于食源性致病菌,對人體危害更大[15]。

1.3 營養(yǎng)特性的改變

新鮮果蔬經過切割后,使得組織細胞破壞,汁液流失,造成大量營養(yǎng)物質的損失。并且當切割面接觸到光照、空氣等不適宜條件時,會加速營養(yǎng)物質的損失。同時,新鮮果蔬經過切割之后,呼吸作用加強,加速營養(yǎng)物質的消耗[16-17]。

2 物理保鮮技術

采用熱處理、低溫冷鏈技術、輻照、紫外光、超高壓殺菌技術、超聲波、脈沖技術、冷等離子體等物理保鮮方法,盡可能保持鮮切水果的原有品質和風味。

2.1 熱處理

熱處理是對鮮切果蔬進行短時高溫的一種加熱處理,能夠降低食源性致病菌和有害微生物的數量,使得過氧化物酶、多酚氧化酶等酶的活性鈍化,破壞新鮮果蔬中不需要的或有害的成分或因子。同時,可改善鮮切果蔬的品質與特性,如加熱后能產生特別的香味,酸澀味減少[18]。熱處理常用的方法有熱空氣法、熱蒸汽法和熱水法[19]。王斌等人[20]對鮮切芋頭進行熱處理,分別采用38,60,100 ℃的熱水處理,結果表明3 個溫度的處理下,均能降低鮮切芋頭的失重率,延緩硬度下降,抑制酶促褐變的發(fā)生,能提高其貯藏品質。Koukounaras A 等人[21]對鮮切桃進行了短期加熱處理,當熱處理條件為溫度50 ℃,時間10 min 時對鮮切桃的品質最為有益,能有效控制鮮切桃的褐變,并且在貯存期間保持硬度。但又因在熱處理過程中,會造成新鮮果蔬中某些營養(yǎng)成分,特別是一些熱敏成分的損失,會使得果蔬的色澤和口感等品質發(fā)生不良變化,并且熱處理過程中需要消耗大量的熱能。所以,在對鮮切果蔬進行熱處理時,要嚴格把控溫度和處理時間等參數,避免對果蔬的食用品質造成不良影響[22]。

2.2 低溫冷鏈技術

低溫保鮮是利用低溫技術將果蔬溫度降低并維持在低溫狀態(tài)以阻止果蔬腐敗變質。在低溫條件下,一方面果蔬中的酶活性受到抑制,使得新鮮果蔬的呼吸強度降低,生理生化反應速率得到延緩;另一方面,低溫也抑制了微生物的活性,從而抑制微生物的生長繁殖[23-25]。Lamikanra O 等人[26]研究了貯藏溫度和時間對鮮切哈密瓜酯酶活性的影響,結果表明,在 4 ℃和15 ℃條件下貯藏24 h 后,鮮切哈密瓜酯酶的活性均顯著降低。低溫冷鏈技術是目前鮮切果蔬保鮮的重要手段,成本低、貯藏時間長,但由于溫度過低會對新鮮果蔬造成冷害,所以應嚴格把控處理的時間和溫度等參數。

2.3 輻照

輻照是利用γ 射線或低于10 MeV 電子束照射食品,對其進行消毒、殺菌、殺蟲、防霉等加工處理,并能延遲新鮮果蔬生理后熟過程來延長貨架壽命。輻照不會在果蔬中留下任何殘留物,不會提高果蔬的溫度,能較好地保護果蔬中的熱敏性成分[3]。低劑量的γ 射線照射對于減少鮮切果蔬中的微生物、降低酶活性是非常有效的。在一些情況下,果蔬的產品質量得到擴展;而在另一些情況下,會導致產品品質的損失。陳召亮等人[27]通過電子束輻照鮮切西洋芹,結果表明1 000 Gy 處理的西洋芹能較好地控制微生物的生長,呼吸作用顯著降低,多酚氧化酶活性受到抑制,延緩總糖含量的增加,并且感官良好。劉芯鑰等人[28]通過γ 射線輻照對鮮切胡蘿卜,其結果表明,1.5 kGy 的輻照劑量處理時,能較好地保持鮮切胡蘿卜的還原糖含量、類胡蘿卜素含量、維C 含量,抑制多酚氧化酶活性和過氧化物酶活性。

2.4 紫外光

紫外線照射引起微生物中遺傳信息核酸和蛋白質發(fā)生變性,最終使得微生物突變或死亡[29]。長時間暴露在紫外線下,也會誘導合成促進健康的化合物,如花青素、黃酮類化合物[3]。紫外光處理的另一個優(yōu)點是所使用的設備相對便宜且設備易于使用。但高強度的紫外線照射會對組織造成損傷,增加新鮮果蔬的呼吸速率,降低抗氧化劑含量(總黃酮和維C),引起類似于創(chuàng)傷的過程,導致果蔬外觀品質的變化。高梵等人[30]使用UV-C 處理鮮切紅心蘿卜,結果表明,1.0 kJ/m2UV-C 處理能促進鮮切紅心蘿卜中花青素和黃酮類物質含量的增加、延緩抗壞血酸含量的下降,并提高抗氧化酶活性。燕平梅等人[31]使用UV-C 處理鮮切芹菜,結果表明,當使用UV-C 照射40 min 時,可有效控制微生物的繁殖,無機械損傷,營養(yǎng)指標良好,維C 的保存率高,失水率較小,亞硝酸鹽的含量較低,感官評價優(yōu)良。

2.5 高新技術

2.5.1 超高壓殺菌技術

超高壓殺菌技術是當前備受關注和研究廣泛的一項食品高新技術。在高壓100~1 000 MPa 下對鮮切果蔬進行加壓處理,高壓導致微生物和酶的活性喪失,從而延長貯存期。超高壓殺菌技術相比較傳統(tǒng)保鮮技術,能最大程度保留果蔬中的生鮮風味和營養(yǎng)成分,無異味產生,有效抑制微生物的生長和果蔬褐變的發(fā)生[32]。超高壓殺菌技術提供了高質量的產品,具有更高的安全性和更長的貨架壽命,同時保持了與新鮮產品相似的特性。但超高壓殺菌技術對設備要求較高,價格貴,普適性較低。孫海燕等人[33]對鮮切天麻的保鮮進行了研究,結果表明,在30 ℃,300 MPa 超高壓處理10 min 鮮切天麻,其呼吸強度和失重率得到了較好抑制,同時減緩了其總糖和維C 含量的下降,延緩了天麻的成熟衰老,延長天麻保鮮期至20 d。邊昊等人[34]使用超高壓處理保鮮鮮切芋頭,結果表明,15.6 ℃,200 MPa 壓力下處理10 min 鮮切芋頭,其多酚氧化酶、過氧化物酶、褐變及菌落總數得到抑制,且維C 含量和感官品質較高。

2.5.2 超聲波技術

超聲波技術作為一種非熱加工保鮮技術,該技術提供低頻高能量超聲波產生瞬間高溫高壓,使得微生物和酶的滅活以到達果蔬保鮮的目的[35]。然而如果單獨使用,超聲波技術在新鮮農產品凈化方面的實際應用非常有限,一般都采用一種或多種技術協(xié)同使用,以達到更好的殺菌、滅酶效果。吳詠等人[36]使用紫外線和超聲波協(xié)同作用對香菇中過氧化物酶和多酚氧化酶的鈍化進行研究,結果表明,超聲波處理和超聲波協(xié)同紫外線處理能有效鈍化過氧化物酶和多酚氧化酶的活性。Birmpa A 等人[37]使用紫外超聲波協(xié)同對新鮮生菜和草莓中微生物的滅活進行研究,結果表明,紫外線超聲波協(xié)同作用對生菜和草莓的顏色影響不明顯,但有效降低了大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、李斯特菌和沙門氏菌。

2.5.3 脈沖光技術

脈沖光又稱為脈沖紫外光,也稱作高強度脈沖光[38]。脈沖光方法是使用短時間、高頻率、強光譜、豐富的紫外光脈沖殺滅微生物。Vicente A R 等人[39]認為,脈沖光殺滅微生物的主要作用機制是脈沖強光破壞了微生物DNA 的結構。Palgan I 等人[38]使用脈沖光對蘋果汁、橙汁和牛奶中大腸桿菌和李斯特菌的控制,結果表明,最透明的果汁中(蘋果汁) 暴露在脈沖光下2 s 和4 s 時,大腸桿菌數分別下降了2.65 和4.50 個單位;當蘋果汁暴露在脈沖光下8 s時,大腸桿菌數量無顯著變化,而總酚含量、抗氧化能力和風味評分都顯著下降。Vicente A R 等人[39]使用脈沖光對辣椒進行保鮮,結果表明,經過脈沖光處理的辣椒果實更硬,類胡蘿卜素含量和表面顏色更低,并且果實中糖含量無變化。經過短時間脈沖光處理的新鮮果蔬,能有效延長保鮮期,但脈沖光的作用效果也依賴于作用時間、使用劑量、微生物對光的吸收性。

2.5.4 脈沖電場殺菌技術

脈沖電場殺菌技術是一種全新的非熱殺菌技術,利用高強度脈沖電場瞬時殺滅微生物,具有殺菌時間短、效率高、能耗低等特點。脈沖電場導致微生物的形態(tài)結構、生物化學反應,以及細胞膜和細胞壁發(fā)生多方面的變化,從而影響微生物的生理活動機能,使其發(fā)生不可逆的破壞[40]。王婷玉等人[41]利用脈沖電場對蘋果中大腸桿菌進行研究,結果表明,隨著脈沖電場強度的增強和作用時間的增加,大腸桿菌的數量隨之顯著降低。Shayanfar S 等人[42]利用脈沖電場對蘋果進行研究,結果表明,經脈沖電場處理之后,微生物得到很好的抑制,且蘋果的顏色和質地保持較好。陳永麗等人[43]利用脈沖電場技術對鮮切蘋果的感官指標進行研究,結果表明,隨著電場強度的增加,感官評價的風味和口感逐漸降低。

2.5.5 冷等離子技術

冷等離子技術是一種新興的表面殺菌消毒技術,能有效降解果蔬表面殘留的農藥成分,清除對新鮮果蔬保存不利的代謝產物,對微生物有較強的殺滅抑制作用[44]。該技術在常溫常壓下進行,殺菌時間短,使用安全無污染[45]。王照琪等人[44]使用冷等離子技術對鮮切獼猴桃保鮮進行研究,結果表明,經過冷等離子處理的鮮切獼猴桃有較好的保鮮效果。Tappi S 等人[46]使用冷等離子技術對鮮切蘋果進行保鮮,結果表明,經冷等離子技術處理之后,顯著降低了蘋果中多酚氧化酶的含量,減輕了褐變的顏色,并且減緩了組織的代謝活動。Critzer F J 等人[47]使用冷等離子體對蘋果、哈密瓜中大腸桿菌、李斯特菌和沙門氏菌進行處理,所有種類菌株數量均減少。然而,由于來自等離子體的帶電物種與食品成分的相互作用,冷等離子體處理后產品可能發(fā)生的物理化學變化信息仍然非常稀少,需進一步深入研究[48-49]。

3 化學保鮮技術

為了減少微生物污染的風險,有助于預防采后病害和食源性疾病,可以在果蔬清洗中使用若干種化學消毒劑,進一步減少了微生物的腐敗,延緩了酶的活性,從而提高了產品的保質期和感官品質,延長貨架期。

3.1 過氧化氫

過氧化氫是一種活潑的氧化劑,能產生一系列對細胞有毒性的活性氧,如羥基自由基、單線態(tài)氧,這些物質具有強烈的殺菌作用。使用過氧化氫之后不會產生殘留物質,主要是通過分解后產生的活性氧損傷DNA 和膜呼吸鏈酶的活性,達到殺菌作用[3]。陳雙穎等人[50]使用過氧化氫處理鮮切青花菜,經過過氧化氫處理之后,能改善抗氧化性酶的活性,減輕活性氧含量,能有效延緩鮮切青花菜的衰老和保持感官品質。秦宗權[51]使用過氧化氫處理哈密瓜,經處理之后有效降低了哈密瓜上的微生物,延緩其新陳代謝作用,延長了貨架保鮮期。然而,過氧化氫可能會對一些新鮮果蔬和鮮切果蔬產品有植物毒性,可能導致廣泛的褐變或漂白[3]。

3.2 臭氧

臭氧具有較強的氧化性,對微生物有較強的殺滅能力,能分解水中微生物有機質[52]。Alwi N A 等人[53]使用臭氧熏蒸鮮切甜椒,發(fā)現大腸桿菌O157、鼠傷寒沙門氏菌和單增李斯特菌群均減少。富新華[54]使用臭氧水處理鮮切南瓜,其表面的細菌總數、霉菌和酵母菌總數均降低。通過臭氧的作用,能加速新鮮果蔬中農藥殘留的降解[55]。臭氧能氧化果蔬產生的乙烯[56],降低其呼吸作用,使其新陳代謝速率減慢,延緩其衰老,減少營養(yǎng)成分的損失[57-58]。臭氧可破壞與酶促褐變相關的酶活性,降低其代謝速率,延緩新鮮果蔬的褐變,且能提高與抗氧化相關的酶活性,減少自由基含量,增強果蔬自身的抗氧化性[3]。董成虎等人[59]使用臭氧水處理鮮切馬鈴薯,發(fā)現經過處理后,馬鈴薯中的多酚氧化酶和過氧化物酶含量均降低。Chen J 等人[60]使用臭氧處理鮮切辣椒,結果表明,經過臭氧處理之后,增強了超氧化物歧化酶、過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶的活性,抑制了多酚氧化酶的活性,增強了抗氧化防御系統(tǒng)。然而,基于目前臭氧對鮮切果蔬的研究發(fā)現仍然存在一些問題,經過臭氧水處理的鮮切果蔬中一些營養(yǎng)成分發(fā)生了變化,Aguayo E 等人[61]發(fā)現,經臭氧處理后的西紅柿切片雖然保持了良好的外觀和整體質量,但是香味減少了。并且臭氧不穩(wěn)定,容易分解,對人體有刺激作用,具有潛在的腐蝕性[52]。

3.3 氯及相關化合物

目前,氯及其相關化合物仍然是最廣泛使用的殺菌劑,通過水清洗、氣體的接觸來減少鮮切果蔬中的微生物。

3.3.1 含氯殺菌劑

含氯殺菌劑主要有氯氣、漂白粉、漂白精等,在鮮切果蔬產業(yè)中,最常使用的是次氯酸鈉。其殺菌作用主要是利用氯在水中生成次氯酸,次氯酸鹽水解生成次氯酸,因次氯酸的強氧化性導致微生物蛋白質變性,進而殺滅微生物[62-63]。雖然次氯酸清洗之后會產生余氯,會對人體健康造成傷害,但因其殺菌能力強、價格低廉、適用范圍廣等對農產品工業(yè)的益處遠遠高于其可能造成的副作用,所以目前含氯殺菌劑還在廣泛應用[64]。Allende A 等人[65]使用次氯酸鈉溶液清洗鮮切香菜,發(fā)現經過清洗后鮮切香菜上的大腸桿菌O157∶H7 和好氧嗜中溫細菌數量顯著降低。鄭月[66]使用次氯酸鈉溶液處理鮮切生菜,發(fā)現經0.1 g/kg 的次氯酸鈉溶液處理后效果最好,菌落總數降低,且保持感官品質6 d,未見腐爛。

3.3.2 穩(wěn)定態(tài)二氧化氯

二氧化氯是一種強氧化劑,具有高效的殺菌性能。與氯相比,二氧化氯反應后產生的致癌化合物更少,能夠去除水中的氣味,不會在水中水解,不受pH 值變化的影響,腐蝕性小,擴散快,與有機物反應低[3]。二氧化氯能抑制腐敗菌的生長[67]。李自強等人[68]使用90 mg/L 的二氧化氯處理切分沙窩蘿卜,發(fā)現對微生物有明顯的抑制作用。破壞乙烯,延緩果蔬的成熟、衰老[69],抑制果蔬的呼吸作用,減緩營養(yǎng)物質的消耗[70]。鐘梅等人[71]使用二氧化氯處理巨峰及紅提葡萄,發(fā)現經二氧化氯氣體處理過的葡萄,其呼吸速率下降,可滴定酸損耗降低,采后腐爛率較低,有效延長巨峰及紅提葡萄的貨架期,保持其品質。抑制多酚氧化酶和過氧化物酶的活性[72]。Saengnil K 等人[73]使用10 mg/L 和25 mg/L 的二氧化氯分別熏蒸龍眼,發(fā)現經處理后龍眼中的多酚氧化酶和過氧化物酶活性均降低,龍眼表皮褐變得以減緩,延長了貨架保鮮期。這使得它在鮮切果蔬的保鮮產業(yè)中的應用比氯更有意義。但是,由于二氧化氯的強氧化性,當濃度過高時,會造成鮮切果蔬葉綠素降低,顏色發(fā)黃和褪色。高佳等人[74]使用二氧化氯處理鮮切西藍花,發(fā)現二氧化氯濃度越高殺菌效果越好,但是濃度過高會造成維C 和葉綠素含量的損失,造成切割部位的褐變。因此,鮮切果蔬適宜于低濃度,短時間的二氧化氯處理,以保持其貨架品質。

3.4 鈣鹽溶液

目前,在更多的研究中使用鈣鹽溶液來延長鮮切果蔬的保質期。由于鈣離子的作用,堅固了細胞壁和果膠,有助于保持果蔬細胞壁的完整性和硬度。鈣的應用能幫助新鮮果蔬降低呼吸速率和乙烯的產生,抑制微生物的生長繁殖,減少營養(yǎng)物質的損失和果蔬自身的衰敗。經鈣鹽處理之后能有效地減少葉綠素和蛋白質的損失和抑制植物組織衰老,還可幫助保持鮮切果蔬新鮮的外觀,防止褐變的發(fā)生[75]。Rico D 等人[76]使用乳酸鈣處理鮮切胡蘿卜,發(fā)現經處理的鮮切胡蘿卜片的水分活度降低,硬度高于氯處理的。Saftner R A 等人[77]使用丙酸鈣、氯化鈣和氨基酸螯合鈣處理蜜瓜,發(fā)現經處理后的蜜瓜與對照組相比呼吸速率和乙烯產生量均降低,蜜瓜組織中鈣含量增加,并且抑制了貯藏過程中瓜體硬度、表面顏色和組織透明化的變化,抑制了蜜瓜表面微生物的生長。Silveira A C 等人[78]使用鈣鹽處理鮮切西班牙甜瓜,發(fā)現在貨架期結束時,經抗壞血鈣、乳酸鈣和氯化鈣處理的甜瓜果實呼吸速率低,組織中鈣含量增加,硬度較好,且抑制了微生物的生長,感官品質優(yōu)于市場需求的水平。在食品工業(yè)中使用的鈣鹽有乳酸鈣、氯化鈣、磷酸鈣、丙酸鈣和葡萄糖酸鈣,其中利用最多的化合物之一是乳酸鈣。

3.5 有機酸

常見的一些有機酸,如乳酸、檸檬酸、L -抗壞血酸、乙酸、蘋果酸、酒石酸、山梨酸、乙酸、草酸等常被用作鮮切果蔬中嗜冷菌和嗜中溫菌的抗菌劑。有機酸作為抗菌劑或抗氧化劑,以防止細菌和真菌的污染,減緩或防止顏色、味道、質地的變化,并延緩酸敗的發(fā)生[3]。由于有機酸的干預使得環(huán)境中的pH 值降低,膜運輸和/或滲透性的破壞,以及酸中氫離子的解離使得細胞內部的pH 值降低而具有強抑菌性[79]。Akbas M Y 等人[80]使用乳酸和檸檬酸處理鮮切卷心萵苣,發(fā)現經處理后的鮮切卷心萵苣中的嗜冷菌和嗜中溫菌均降低,有效延長了其貨架保鮮期。Siroli L 等人[81]使用檸檬酸和抗壞血酸處理鮮切蘋果,發(fā)現經處理后有效抑制了微生物的生長,且在貯存期內保持硬度??弓h(huán)血酸也可以作為氧的清除劑,在多酚氧化酶參與的反應中清除氧分子,從而抑制多酚氧化酶的活性來抑制鮮切果蔬的褐變[82]。

3.6 天然提取物

近年來,越來越多的消費者意識到使用天然提取物的安全性,研究者們也在致力于找到健康、安全、高效的天然提取物來代替化學防腐劑對鮮切果蔬進行保鮮。植物中的天然提取物包括生物堿、揮發(fā)油、酚類、凝集素和肽等。目前應用最多的是植物精油,但其在鮮切果蔬保鮮產業(yè)中的應用還處于研究階段[83]。天然提取物能有效抑制微生物的生長,提高鮮切果蔬的抗氧化能力,延緩果蔬的腐敗變質,減少營養(yǎng)物質的損失,延緩果蔬的褐變[84]。徐雙雙等人[85]使用丁香精油處理杭白菜,發(fā)現經過1 mL/L 濃度丁香精油處理后的杭白菜貨架期延長了6 d,并且有效抑制微生物的滋生,菌落數增長最為緩慢,各營養(yǎng)成分損失最低,沒有異味殘留。Vázquez-Armenta F J 等人[86]使用葡萄莖提取物處理新鮮葉菜,發(fā)現經處理之后菠菜和生菜上致病菌的生長得到抑制,抗氧能力增強。陳林林[87]利用柑橘皮精油處理鮮切馬鈴薯,發(fā)現經處理后的馬鈴薯中多酚氧化酶和過氧化物酶活性降低,有效地延緩了馬鈴薯的褐變。

4 包裝

包裝是鮮切果蔬進行保存的最后一步,但并不是最不重要的。由于鮮切果蔬經過切分之后易受微生物污染,并且會加速營養(yǎng)物質和水分的損失。因此,在選擇包裝上要能隔絕微生物,減少或抑制營養(yǎng)物質和水分的損失。以保持鮮切果蔬的品質和感官屬性來延長其貨架壽命。

4.1 氣調包裝

氣調包裝的基本原則是將產品儲存在經改良的空氣包裝條件下,通過調節(jié)O2,CO2,N2的比例來實現低氧高二氧化碳的貯藏環(huán)境,從而降低鮮切果蔬的呼吸速率和乙烯的生成,延緩鮮切果蔬的成熟老化,最大限度保持其營養(yǎng)價值。這2 項原則的最終目的是在包裝薄膜中找到最佳的氣體平衡,只要鮮切果蔬產品的呼吸速率盡可能低,并且氧氣和二氧化碳的濃度不影響產品質量,因為過低的氧氣濃度有利于厭氧微生物的作用,發(fā)生發(fā)酵和(或) 腐敗,會產生乙醛或其他異味物質[3]。氣調包裝通常需要保持鮮切果蔬內部含2%~5% O2和5%~10% CO2[17],以利于維持鮮切果蔬的品質。馮巖巖等人[88]使用自發(fā)氣調包裝處理鮮切白菜,發(fā)現當O2體積分數為3.63%~5.10%,CO2為7.77%~8.07%時可使鮮切白菜處于最適宜的氣體狀態(tài)下,可以很好地解決包裝袋內由于無氧呼吸產生的異味問題,并保留鮮切白菜原有的氣味,延長其貨架保鮮期。車東等人[89]使用氣調包裝處理鮮切蓮藕,發(fā)現氣調組分為2%氧氣+ 6%二氧化碳時,能延緩鮮切蓮藕的褐變,降低失重率,木質素合成增加,硬度增加,酸度和維C 損失較小,總體上,該氣體組分對鮮切蓮藕有較好的保鮮作用。

4.2 真空包裝

真空包裝是通過抽真空將包裝袋和鮮切果蔬中的氧氣去除,從而減緩代謝活動和腐敗微生物的生長來穩(wěn)定產品的品質。在這個真空系統(tǒng)中,鮮切果蔬在40 kPa 的氣壓下被包裝在一個堅固的、密閉的容器中,且在4~7 ℃條件下貯藏[3]。真空包裝能阻礙外界微生物的干擾,延緩包裝內微生物的生長和果蔬自身的呼吸作用,抑制乙烯的生成,延緩果蔬的成熟衰老,減少營養(yǎng)物質的損失,降低多酚氧化酶和過氧化物酶的活性,延緩果蔬的褐變。馮向陽等人[90]使用真空包裝調節(jié)鮮切蓮藕的酶活性,發(fā)現在4 ℃的保存條件下,真空包裝能抑制多酚氧化酶和過氧化物酶活性的活性,進而延緩蓮藕的褐變。方宗壯等人[91]采用真空包裝結合低溫處理保藏鮮切菠蘿,發(fā)現在3 ℃的低溫條件下結合真空包裝的使用,整個貯藏期間鮮切菠蘿的失重率降低,果實硬度提高,多酚氧化酶和過氧化物酶活性降低,延緩了果實褐變和維C的氧化,鮮切菠蘿的保存期從4 d 延長到了11 d。真空包裝操作簡單,保鮮效果好,但由于抽真空過程會產生較大的壓力,不利于組質地構松軟的果蔬,如香蕉、菠菜、生菜[92]。并且,抽真空后不能很好地隔絕厭氧微生物繁殖,還需要結合其他輔助手段來對鮮切果蔬進行保鮮貯藏,如低溫、臭氧水、輻照等[93]。

4.3 活性和智能包裝

在過去的幾十年里,食品包裝領域最具有創(chuàng)新性的發(fā)展之一就是活性和智能包裝,這種包裝是基于食物和其環(huán)境間的相互作用[94]?;钚园b是指在包裝系統(tǒng)中加入一定的物質來改變食品的貯藏環(huán)境,以提高食品的質量和安全,從而延長其保質期。添加的活性物質是多種多樣的,如有機酸、酶、細菌素、殺菌劑、天然提取物、例子、乙醇等[95]。按照活性材料的功能分類,活性包裝能適用于鮮切果蔬的有以下幾個類型:氧氣去除型、乙烯去除型、二氧化碳去除和生成型、溫濕度控制型、異味去除型及抗菌型[96-97]。Terry L A 等人[98]在包裝材料中加入1%的鈀粉末后能吸附乙烯,有效抑制了由乙烯誘導的成熟。周玲[99]使用PE/Ag2O 納米包裝袋儲存鮮切蘋果,發(fā)現與PE 保鮮袋相比,PE/Ag2O 納米包裝袋更能延緩果實的顏色變化,降低失重率,抑制果實的呼吸強度,抑制微生物生長,從而提高鮮切蘋果的保鮮品質。

智能包裝是指對環(huán)境有“識別”“控制”和“判斷”功能的包裝[100]。智能包裝根據其感知、檢測或記錄環(huán)境中的外部或內部變化的能力,向制造商、零售商和消費者提供信息,以達到對食品的新鮮度進行指示和監(jiān)測,進而有效延長鮮切果蔬的貨架壽命,最大限度保持其營養(yǎng)物質[101]。負責智能功能的物質可以裝在單獨的容器中,如裝在一個小紙袋中,或作為直接納入包裝材料的物質[102]。按照工作原理,智能包裝可分為功能材料型智能包裝、功能結構型智能包裝及信息型智能包裝[103]。

4.4 納米復合材料包裝

納米復合材料包裝主要是指使用納米技術,對包裝進行納米添加、納米改性、納米合成,使其具有某種特性或功能的一類食品包裝材料的總和[104]。近年來,納米復合材料的應用改善了食品包裝材料的強度、阻隔性、抗菌性和冷熱穩(wěn)定性等基本特性[105]。納米復合材料包裝能對O2,CO2、揮發(fā)性物質、香氣成分等起到阻隔作用,此外納米顆粒還可以作為抗菌劑和添加劑的載體[106]。納米包裝材料能夠抑制鮮切果蔬的生理代謝、減少腐爛變質、防止微生物的入侵,起到延緩果蔬成熟衰敗和延長其保鮮貯藏期的作用[104]。馬寧[107]使用納米材料包裝生菜,在4 ℃下貯藏14 d 后經納米材料包裝的生菜失重率、丙二醛含量、多酚氧化酶活性均低于普通包裝的生菜,且維C 和葉綠素含量高于對照組,納米材料包裝在貯藏過程中較好地保持了生菜的感官品質和營養(yǎng)成分,延長了貨架期。Yang F M 等人[108]使用納米材料包裝保存草莓,在4 ℃下貯藏12 d 后經納米材料包裝的草莓果實的感官、理化和生理品質保持在比普通包裝更高的水平。經納米材料包裝后,提高了草莓果實的質量和延長了其貨架期。

4.5 可食用涂膜保鮮包裝技術

另一種延長鮮切果蔬貨架壽命的方法是在包裝中使用可食用的保護膜和涂層,這些保護膜和涂層作為鮮切果蔬的一部分,消費者可以直接食用。利用可食用涂膜的優(yōu)點,一些活性天然成分可以添加到聚合物基底中,與食品一起食用,提高食品的安全性、營養(yǎng)特性和感官屬性??墒秤猛磕け仨氃试S并控制O2、CO2、水蒸氣、油和脂肪、溶質的遷移,以及能夠保留揮發(fā)性風味化合物。因食用涂料薄膜的機械性和阻隔性可以提高鮮切果蔬結構的完整性和機械搬運性[3]。使用在鮮切果蔬上的可食用涂膜必須滿足合法性、安全性和食品高性能的許多要求。其次,在保質期內不能發(fā)酵、凝結、分離、產生異味和變質。第三,需要具備涂布均勻、干燥快、不起泡、易從設備上除去等涂布性能。第四,在搬運和貯存過程中不得開裂、脫落,一經使用不得脫色。最后,它必須表現出對氧氣、二氧化碳和水蒸氣的選擇性滲透性,且不能完全停止?jié)B透性,防止厭氧微生物的活動。此外,涂層對鮮切果蔬的顏色、氣味、味道和質地等方面的影響應該是微不足道的[109]??墒秤猛磕ぐb技術中常用的涂膜材料有由纖維素、淀粉、殼聚糖、果膠、瓜爾膠、海藻酸鹽、卡拉膠和普魯蘭組成的多糖基食用涂料;以蛋白質為基礎的可食用的動物涂料(如乳清蛋白、肌原纖維蛋白、酪蛋白、膠原蛋白、明膠和卵清蛋白) 或植物來源(如玉米玉米蛋白、小麥面筋、大豆蛋白、花生蛋白、棉籽蛋白、花生、大米、豌豆、開心果和高粱);油脂基可食性涂料(油、脂、蠟、樹脂) 等[93]。通過可食用涂膜包裝后能有效隔絕氧氣和微生物,減緩鮮切果蔬的新陳代謝和腐敗,降低果蔬褐變的程度,保持產品的品質和穩(wěn)定性。范林林[110]使用殼聚糖涂膜處理鮮切蘋果,發(fā)現經1%殼聚糖處理后的蘋果感官品質和營養(yǎng)物質下降得以延緩,抑制了微生物的生長,抑制了多酚氧化酶活性,有較好的護色作用,在4 ℃下貯存12 d 維持鮮切蘋果較好的品質。李桂峰[111]使用可食用涂膜處理鮮切紅地球葡萄粒,經處理后能抑制鮮切葡萄粒的呼吸代謝,延緩可溶性固形物和滴定酸的降解,保持硬度,減少褐變,降低腐爛。

5 聯合保存技術

聯合保存技術是指將上述不同的保存技術相結合,相輔相成,相互促進。通常使用的處理方法是基于保存的溫度、水分活度、pH 值、氧化還原電位、改性氣體和防腐劑的添加[112-113]。聯合保存技術,包括一系列溫和的處理方法來抑制或滅活導致鮮切果蔬腐敗變質的因素。這種組合使每一種處理方法都能以較低較低的強度實施,盡量減少質量的損失,這樣既保持了鮮切果蔬的新鮮度和結構,同時又能延長其貨架壽命[3]。在鮮切果蔬的保存過程中對微生物的生理反應和自身生理代謝,是應用處理方法的基礎。由于不同的處理方法有不同的抗菌作用范圍和對果蔬生理代謝不同程度的影響,它們的結合可以通過不同的方式影響微生物和果蔬的生理代謝,這樣協(xié)同作用增加了保存的有效性。王娟等人[114]使用復合涂膜結合紫外線處理鮮切木瓜,經結合處理后可較好地保持鮮切木瓜的色澤,抑制褐變,保持較高的可溶性固形物含量,減少貯藏過程中的水分損失,抑制霉菌、酵母菌和細菌的增長,貨架期延長至6 d。尹曉婷等人[115]使用超聲波處理結合納米包裝對鮮切生菜進行保鮮,發(fā)現經過結合處理后能夠降低質量損失,較好地保持葉綠素和還原糖的含量,抑制微生物的生長,抑制多酚氧化酶和過氧化物酶的活性,從而延緩鮮切生菜的衰老和褐變,使其貨架保存期延長至15 d。

6 結語

隨著人們對健康飲食的追求,鮮切果蔬產品市場迅速增長。但因鮮切果蔬產品的特性,在給消費者帶來方便的同時安全性也存在一定的風險。鮮切果蔬的保鮮技術剛好可以彌補這一缺陷。在過去的30 年里,科學家們測試了更多的保鮮技術方案,以提高鮮切果蔬的保質期和質量。這些技術方法的正確使用將提高鮮切果蔬產品的安全性,然而沒有任何一種方法能夠單獨控制鮮切果蔬產品的所有參數并且不影響其感官品質,因此利用聯合保存技術來延長和提高這類產品的安全性是至關重要的。

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