鲜切苹果褐变机理及物理保鲜技术研究进展

宋欣纯，管磬馨，陈 晨*，胡文忠，孙小渊

（大连民族大学，辽宁大连 116600）

鲜切苹果是指新鲜苹果经分级、清洗、整修、去皮、切分、保鲜、包装等处理，供消费者直接食用或餐饮业使用的一种新型苹果加工产品，其清脆多汁，且富含抗氧化成分等多种营养物质，是餐饮业深受消费者喜爱的零食餐点之一，目前在欧美、日本等发达国家和地区已经实现系统化、规范化生产，在鲜切市场中占有重要地位[1]。然而新鲜果蔬在去皮、切分等加工过程中，细胞组织结构会受到损伤，使细胞组织与空气直接接触，呼吸速率升高，蒸腾作用加快，加速了产品的衰老进程，造成营养物质流失，尤其是切割操作伤害引起酶促褐变反应的迅速发生，造成品质下降，货架期缩短，这些是包括鲜切苹果在内的许多鲜切果蔬产品加工与贮藏保鲜过程中面临的主要问题，本文综述了鲜切苹果褐变机理及物理保鲜技术在提高鲜切苹果贮藏品质方面的研究进展，以期为其的深入发展及生产中的进一步应用奠定基础[2]。

1 褐变机理

鲜切水果的酶促褐变是一个复杂的过程，在完整的果实中，多酚氧化酶（PPO）主要存在于细胞质、细胞膜和细胞壁上，而酚类物质通常贮存和积累在液泡中，鲜切操作使水果组织结构和细胞空间区域化丧失，使原来PPO与底物多酚的分区定位遭到破坏，导致酶与底物接触，诱发了酶促褐变反应[3,4]，同时切割伤害诱导PPO活性逐渐上升，在贮藏过程中PPO不断催化多酚类物质氧化成醌类，使多酚类物质含量逐渐降低，从而加剧鲜切果蔬组织褐变[5]。此外，切割带来的机械损伤也会诱导产生大量的ROS，例如·O2-和H2O2，过量的ROS会攻击细胞膜脂，导致膜脂过氧化加剧，使膜透性增大，破坏酚-酚酶的区域性结构，进而加剧酶促反应的发生[6]。

2 鲜切苹果褐变的物理控制技术

2.1 UV辐照

UV辐照对鲜切苹果的杀菌保鲜效果与苹果品种、辐照剂量、辐照时间等均有关。有报道认为适量UV辐照，能有效抑制鲜切苹果中霉菌、酵母菌等腐败菌的生长繁殖，降低鲜切苹果的褐变程度，从而明显延长鲜切苹果的货架期[7]。因为UV辐照能促使鲜切苹果表面形成干燥的可食保护性薄膜，有利于抑制微生物的生长繁殖和防止离子渗漏，并有助于清除不良异味；尤其是在抑制褐变方面。例如，经过UV处理的鲜切富士苹果，褐变程度明显改善[8]。

2.2 高压脉冲电场处理

高压脉冲电场处理是一种新式的非热处理技术，它是以较高的电场强度、较短的脉冲宽度和较高的脉冲频率对食品进行处理[9]。Shayanfar等[10]研究表明，高压脉冲电场处理能在贮藏过程中杀灭微生物，并有效控制微生物的生长繁殖，保持鲜切苹果的固有颜色，降低褐变程度。

2.3 超高压处理

超高压处理就是将食品密封于弹性容器或置于无菌压力系统中，在高静压条件（一般100 MPa以上）下处理一段时间，从而抑制微生物的生长甚至杀死微生物，达到贮藏保鲜的目的。PPO被认为是导致鲜切苹果褐变的主要作用酶，超高压处理对PPO活性的抑制或激活会影响苹果切片的褐变程度[11]。如Weemaes等[12]研究发现，室温下，600MPa处理会钝化PPO活性。林怡等[13]研究表明，鲜切苹果在400MPa压力处理10min时，可以显著减缓色变速率。

2.4 气调贮藏

气调贮藏是通过调节和控制气体比例的方式来达到贮藏保鲜的目的，是目前常使用的一种保鲜技术[14]。鲜切苹果的保鲜效果取决于苹果品种、温度、湿度和气体成分等。其中，气体成分为最主要的影响因素。绝大多数的报道认为，高浓度CO2和低浓度O2的气调贮藏能有效延长苹果的货架期，姜爱丽等[15]认为体积分数5%O2＋5%CO2更有利于控制褐变。Toivonen等[16]研究发现，从气调库移出并在低温下放置14d的苹果，其切片在贮藏过程中颜色更稳定，二次褐变明显减弱。

2.5 低温贮藏

低温贮藏就是利用相关技术将食品温度降低，并维持在恒定低温状态。低温贮藏可以有效地抑制鲜切苹果表面褐变的发生，钝化酶的生物活性，减弱鲜切苹果的呼吸作用[17]。魏敏等[18,19]报道认为，低温能有效抑制PPO、POD、PAL的活性，提高了鲜切富士苹果的耐储特性。

2.6 热处理

热处理是指对果蔬在采后以高于果实成熟季节的温度（10～15℃）进行处理[20]。其目的在于杀灭微生物，抑制有害微生物的生长，降低PPO、POD等活性，范林林等[21]研究发现，50℃的热水浸泡2min能更好地维持鲜切苹果的外观，抑制微生物繁殖，具有很好的护色能力。

2.7 减压冷藏

减压冷藏是在普通冷藏的基础上进行减压处理，并在冷藏期间保持恒定的低压、低温，是集真空冷却、气调贮藏、低温贮藏和减压技术于一体的食品贮藏方法[22]。胡欣等[23]研究表明，苹果切片经减压冷藏处理比对照组更能有效减缓切片表面的褐变。虽然减压冷藏具有速率快、方便环保、延长货架寿命和无副产物生成等优点，但也存在成本高等问题。

2.8 超声波处理

超声波处理主要是利用高频高能量超声波的空穴效应产生瞬间高温、高压，使某些细菌致死、病毒失活的方法[24,25]。杨明冠[26]等研究表明，超声波处理可以显著钝化PPO的活性，在一定的处理时间范围内，随超声功率的增大，酶活力迅速降低，从而降低鲜切苹果褐变进程。

3 结语

随着果蔬保鲜控制技术水平的提高以及对鲜切苹果贮藏期间生理生化变化的深入研究，物理方法越发表现出对鲜切苹果褐变方面的良好保鲜效果，且其有可操作性强，快速便捷等优势。综上，未来应以推进物理控制技术或者将不同物理技术进行联合应用于鲜切苹果褐变控制的工厂化生产，深入研究协同作用条件及机制，实现优势互补。相信物理控制技术必将在鲜切苹果的保鲜方面发挥越来越大的作用。