鲜切苹果不同温阶货架品质调控规律

杜美军，李喜宏，2，*，张博，葛永红，3，任天祥

（1.天津科技大学 食品工程与生物技术学院，天津 300457；2.天津食品安全低碳制造协同创新中心，天津 300457；3.天津捷盛东辉保鲜科技有限公司，天津 300403；4.天津市利源捷能气调保鲜设备有限公司，天津 300041）

鲜切果蔬（fresh-cut）又称为半处理果蔬或轻度加工果蔬（minimally processed fruits and vegetables）[1]。近年来为满足人们追求天然、营养、快节奏的生活需求，鲜切果蔬菜行业发展迅猛。但是由于切割加工过程中机械损伤和一系列的生理变化，果蔬极易发生氧化褐变[2-3]和失水萎蔫等问题，致使果蔬的感官性能和食用品质严重下降[4]，缩短了果蔬贮藏期。因此，维持货架保鲜品质是鲜切果蔬加工难点和关键所在[5]。

上世纪90年代以来，西方发达国家的切割果蔬市场发展迅速，到了2000年在美国的市场份额已占零售市场总销售额的1/4[6]。而国内发展相对缓慢，近年来发展有所加快。目前国内对于鲜切果蔬的保鲜研究集中在低温，保鲜剂处理，低氧气调等单因素条件的控制，货架品质差异较大，保鲜效果并不理想，且在冷链贮藏和运送实际应用中很难达到理想的保鲜效果。关于各温阶经处理鲜切苹果货架品质差异规律的研究报道相对较少。

本项目以鲜切苹果为研究对象，针对其极易褐变，不易贮藏等品质问题，模拟冷链运输及贮藏条件，研究其各温阶货架保鲜期。实验使用一种常规保鲜剂抗坏血酸和碳酸氢钠复合保鲜剂[7]，包装方式采用自发气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）[8]，利用苹果呼吸作用与包装膜的透气性形成平衡，营造一种低O2高CO2的微环境。置于各温阶条件贮藏，以确定不同温度下维持鲜切苹果较好保鲜效果的货架期，从而为鲜切即食果品冷链贮藏和配送提供理论依据和实践指导。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

试验样品：六月中下旬购自于天津滨海新区水果市场，挑选新鲜，大小、色泽和成熟度一致且无病虫害的“红富士”苹果。

包装材料：240 mm×170 mm 自封袋，国家农产品保鲜工程技术研究中心（天津）。

抗坏血酸（食品级）：天津环宇红星食品贸易有限公司；碳酸氢钠（食品级）：廊坊市华辰化工有限公司；次氯酸钠（分析级）：天津市瑞明威化工有限公司；冰乙酸（分析级）天津市大茂化学试剂厂；聚乙二醇-6000（Polyethylene glycol-6000，PEG 6000）：天津市天泰精细化学品有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpolypyrrolidone，PVPP）：天津市福晨化学试剂厂；聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）、邻苯二酚（分析级）：天津市光复精细化工研究所；其他试剂均为AR 级。

1.1.2 仪器

GY-4 数显果实硬度计：四川中浪科技有限公司；WY060T 型手持折光仪：日本爱宕（ATAGO）株式会社；DSS-307 电导率仪：上海仪电科学仪器股份有限公司；HP-200 精密色差仪：上海汉谱光电科技有限公司；JJ-1000 精密型电子天平：常熟双杰测试仪器厂；Centrifuge 5804R 型冷冻离心机：德国艾本德（Eppendorf）公司；Alpha-1506 分光光度计：上海谱元仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 操作流程

苹果果品选择→低温预冷→清洗消毒→去皮去核→切片→保鲜剂浸泡→自然沥干→MAP 包装→温度梯度箱贮藏

1.2.2 复合保鲜剂的配制

准确称量5 g 碳酸氢钠和5 g 抗坏血酸，分别用去离子水定容至500 mL。然后混合于1 L 玻璃瓶，低温避光保存备用。

1.2.3 样品处理

先将购置的苹果置4℃低温预冷24 h，然后取出用体积分数为0.1%的NaClO 溶液浸泡2 min 进行表面消毒，再用去离子水冲洗干净。经去皮后，用不锈钢刀均匀纵切成16 片，去核，每片厚度在15 mm～20 mm左右。将苹果片放在复合保鲜剂溶液中浸泡5 min，捞出放在塑料框中自然沥干后进行MAP 包装，做好标记，每袋6 片。每5 袋为一组，共 5组。分别放在 2、4、8、12℃和常温（25℃）的温度梯度箱中，以常温未经处理的样品为空白对照，每2 天取出一组测定各项指标。

1.2.4 指标测定

1.2.4.1 多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性测定

称取10.0 g 鲜切苹果果肉，置于研钵中，加入5.0 mL 提取缓冲液，在冰浴条件下研磨成匀浆，于4℃，10 000 r/min 离心30 min，收集上清液即为酶提取液，低温保存备用。其他步骤均参照曹建康的方法[9]测定。

1.2.4.2 褐变指数的测定

使用HP-200 精密色差计测定鲜切苹果褐变度。参照王武等[10]方法进行褐变度的计算：

1.2.4.3 失重率的测定

式中：W0表示果实最初的重量；W1表示每次测定时果实的实际重量。

1.2.4.4 果肉硬度的测定

使用GY-4 数显果实硬度计测定。

1.2.4.5 相对电导率的测定

使用DSS-307 电导率仪测定电导率。

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

使用WY060T 型手持折光仪测定各温阶样品的TSS 含量。

1.2.4.7 感官质量评定

挑选10 名专业的食品品质评价员，独立评分。对各评价指标取平均值，建立数学模型，采用多层次综合评判法对产品的感官质量进行分析[11]，评定标准见表1。

表1 鲜切苹果的感官质量鉴评标准Table 1 Evaluatiaon standards on sensory quality of fresh-cut apple

模糊关系数学模型[12]为式中：Y 为综合评判结果集；X 为权重集；R 为评判矩阵；◎为模糊合成算子为各评定指标平均值。评定论域为 U={色泽，风味，质感}；评语论域为 V={1，2，3，4，5，6，7，8，9}；规定对应的权数值 X={0.3，0.4，0.3}。

1.3 数据分析

每组试验结果重复3 次测定并取平均值及方差，采用Origin 9.0 作图，以SPSS 24.0 对感官评分进行显著性分析。

2 结果与分析

2.1 各温阶对鲜切苹果PPO活性的影响

多酚氧化酶PPO 是以铜为辅基的一种酶，是末端氧化酶的主要部分，果蔬组织在一些不利条件下造成伤害时，PPO 活性能显著提高，以此来提高自身的抵抗能力，减缓被伤害的程度[13-14]，尽管起到了防御作用但是却导致了果蔬的褐变[15]。各温阶对鲜切苹果PPO活性的影响见图1。

图1 各温阶鲜切苹果PPO 活性的变化Fig.1 Changes in PPO activity of fresh-cut apple at each temperature step

从图1可知，不同温度下的各组样品PPO 活性变化基本上均呈现先降低再升高再降低波浪式的变化趋势，各温阶差异性显著（P〈0.05）。各温阶样品起初都有一个明显下降的趋势，可能第0 天是对样品前处理时间过长，在室温下搁置太久，所以第0 天酶的活性偏高。经过保鲜液处理的样品PPO 活性均比常温空白对照低，且明显延迟了PPO 活性最高峰的出现时间，说明这种组合处理方式能较好的进行鲜切苹果品质调控。2℃贮藏条件下PPO 活性在12 d 内一直保持较低水平；4℃贮藏条件下PPO 活性在第10 天左右上升到最大值，可能是鲜切苹果组织受到损伤，自我防卫作用引起PPO 活性的升高；8℃和12℃贮藏条件下PPO活性均在第6 天达到峰值，且12℃一直保持较高的PPO 活性，可能是由于微生物的大量繁殖造成了细胞组织的破坏。可见，纵向对比，低温能明显抑制PPO 活性；横向对比，不同温阶第一个峰值出现前均能达到较好的保鲜效果。

2.2 各温阶对鲜切苹果褐变度的影响

L*a*b*色空间是当前最通用的测量物体颜色的色空间之一，可广泛用于所有领域[1]。其中以△E*a*b*标示褐变度，△E*a*b*值越小，表示护色效果越好[10]。各温阶对鲜切苹果褐变度的影响见图2。

图2 各温阶鲜切苹果褐变度的变化Fig.2 Changes in browning degree of fresh-cut apple at each temperature step

从图2可知，贮藏时间越长各样品的△E*a*b*值越高，表示抗褐变效果在不断的降低。与空白对照组相比，经过保鲜液处理的样品的褐变程度均有所下降（P〈0.05），说明在此处理条件下能够有效的抑制褐变。2℃贮藏条件下12 d 内鲜切苹果能够保持良好的色泽度；4℃条件下10 d 后褐变程度成倍加剧；8℃贮藏条件下第6 天以后褐变现象明显加重，6 d～8 d 褐变指数提高了83%；12℃贮藏条件下在第2 天以后，褐变度极具上升，2 d～4 d 褐变指数比第2 天提升4 倍。综上所述，2℃ 12 d 以上，4℃ 10 d，8℃ 6 d 和 12℃ 2 d 内鲜切苹果能够保持较好的色泽度。

2.3 各温阶对鲜切苹果失重率的影响

失重率是衡量果实蒸腾失水和呼吸损耗程度的重要指标，由于试验采用了MAP 包装贮藏方法，呼吸损耗成为影响失重的主要因素。各温阶对鲜切苹果失重率的影响见图3。

图3 各温阶鲜切苹果失重率的变化Fig.3 Changes in weight loss rate of fresh-cut apple at each temperature step

从图3可知，各样品失重率先上升后趋于平缓，这是由于自我气调作用成为主导，果实呼吸产生的CO2在包装袋内积累，从内抑制了果实的进一步呼吸的损耗。不同温度下的失重率变化差异较大（P〈0.05），但均低于常温空白对照组。2℃条件下12 d 内失重0.113%；4℃条件下6 d 内失重0.137%后趋于平缓；8℃条件下6 d 内失重0.161%后趋于平缓；12℃条件下在2 d 内失重就达到了0.138%。由此可见，经常规保鲜剂处理并低温MAP 包装贮藏能够明显的抑制果实的呼吸作用，减少水分的散失和营养物质的损耗，且温度越低抑制效果越明显。

2.4 各温阶对鲜切苹果硬度的影响

一定程度上，果实的硬度能够反映果实的新鲜程度，是衡量果蔬贮藏品质的重要指标之一，鲜切苹果只有保持较高的硬度，才不会影响其正常的商业价值。各温阶对鲜切苹果硬度的影响见图4。

图4 各温阶鲜切苹果硬度的变化Fig.4 Changes in hardness of fresh-cut apple at each temperature step

从图4可知，鲜切苹果的硬度均随着的贮藏时间的延长而降低。经处理的鲜切苹果硬度均比对照组下降缓慢，而且对照组6 d 内硬度下降了38.2%发生腐烂。12 d 内2℃和4℃条件硬度维持相对较高水平且下降趋势较为接近；8℃和12℃贮藏条件下的鲜切苹果硬度下降相对较快，12℃条件下鲜切苹果硬度在第6 天～第10 天比8℃条件的大，可能是失水过多产生干硬现象。说明经处理的鲜切苹果贮藏温度越低，时间越短，越容易保持果实最佳的硬度水平。

2.5 各温阶对鲜切苹果相对电导率的影响

果蔬采摘以后细胞膜的功能活性会不断下降，通透性提高，细胞内的电解质会向外渗透[9]。再加上外界不良环境的影响，细胞组织会受到不同程度的损伤。相对电导率的大小是衡量细胞膜受损程度的重要指标，电导率越大，电解质渗透量越多，说明细胞膜的受损程度越大，反之越小[16]。各温阶对鲜切苹果相对电导率的影响见图5。

图5 各温阶鲜切苹果相对电导率的变化Fig.5 Changes in relative conductivity of fresh-cut apple at each temperature step

从图5可知，经处理的样品在不同温阶下的相对电导率均低于空白对照组，说明在此贮藏条件下能够减小细胞膜的损伤程度。2℃条件下鲜切苹果相对电导率高于其他3个处理组，可能是温度过低样品发生冷害现象，从而导致鲜切苹果细胞膜发生损害，细胞内电解质渗漏导致电导率升高。4、8、12℃相对电导率变化趋势差异性显著（P〈0.05），且温度越高相对电导率越大。由此可见，4℃～12℃条件下温度越低，贮藏时间越短，对果实细胞膜的破坏作用越小，越容易维持鲜切苹果的新鲜度。

2.6 各温阶对鲜切苹果TSS的影响

果蔬在成熟过程中可溶固形物含量会上升，衰老过程中可溶固形物含量可能会下降，因此可溶固形物含量是判断果蔬耐贮性的重要指标[9]。各温阶对鲜切苹果TSS 的影响见图6。

从图6可知，总体上所有样品的可溶性固形物含量均随着储藏时间的延长而下降，且不同温阶变化趋势差异性显著（P〈0.05）。与对照组相比，经处理的鲜切苹果TSS 含量的下降明显减缓，有延缓果实衰老的功效。2℃条件降低最少，12 d 内仅下降了9.8%；4℃与2℃条件趋势较为接近，10 d 内下降了10.6%，之后下降加剧；8℃条件前6 d 下降趋势平缓，6 d 内下降了12.7%；12℃条件4 d 就下降了19.5%；常温条件下2 d～4 dTSS 含量有所上升，可能是由于温度较高果实出现了后熟现象。综上所述，在此组合处理条件下，2℃12 d，4℃ 10 d，8℃ 6 d 及 12℃ 4 d 内能够较好的抑制果实的衰老并阻止苹果营养物质的流失。

图6 各温阶鲜切苹果TSS 的变化Fig.6 Changes of TSS value of fresh-cut apple at each temperature step

2.7 各温阶对鲜切苹果感官质量的影响

利用建立的数学模型对评价数据进行计算，然后将计算结果利用SPASS Statistics 24.0 进行显著性分析，分析结果如表2。

从表2中可看出各处理样品的感官质量评价值均明显高于对照组。2℃条件下的评分12 d 内一直处于各组最高值；4℃条件下10 d 后感官质量下降幅度明显加快；8℃条件下6 d 内评分处于相对较高的稳定水平；12℃条件只能维持两天的最佳感官质量。由此可见，经过组合处理的鲜切苹果能够保持较高感官质量和食用品质的条件是：2℃ 12 d、4℃ 8 d、8℃ 6 d 及12℃ 2 d。

表2 各温阶鲜切苹果感官质量分析Table 2 Analysis of sensory quality of fresh-cut apple at each temperature step

3 结论与讨论

试验结果表明，鲜切苹果片经过常规复合保鲜剂浸泡处理，MAP 气体自调包装后置于各温阶条件下贮藏，能够不同程度的实现保鲜效果。2℃条件下各项指标最好，但是果实细胞膜的受损程度较大，所以冷链贮运过程中不推荐采用该温度；4℃条件下10 d 内，鲜切苹果PPO 酶活性较低，营养物质流失较少，且能够保持较好硬度和感官质量，最适合鲜切苹果的长时间保存；8℃条件下6 d 和12℃条件2 d 内，鲜切苹果的PPO 活性、褐变度、硬度、失重率、相对电导率、TSS 含量及感官质量各项指标综合评分较好，适合短期的冷链贮运。

此外，2℃条件下鲜切苹果由于失去了原有的商品价值，所以并未研究其具体的保鲜周期。此次实验只是研究了保鲜剂、MAP 包装及温度三重组合因素的保鲜效果，并未研究各因素对保鲜效果的实际贡献率，具体有待进一步探索。