鲜切果蔬精准保鲜包装技术的研究进展

龙娅，胡文忠*，萨仁高娃，李元政，老莹，赵曼如，廖嘉

1(大连民族大学 生命科学学院，辽宁 大连，116600)2(生物技术与资源利用教育部重点实验室，辽宁 大连，116600) 3(大连理工大学 生命科学与技术学院，辽宁 大连，116024)

鲜切果蔬又名半处理果蔬或轻度加工果蔬，是对新鲜果蔬进行清洗、去皮去核、切割、保鲜、包装等处理，使其成为新鲜营养、方便快捷、绿色健康的即食产品。鲜切果蔬以其新鲜、方便、快捷等特点受到广大消费者的青睐,已在全球范围内广泛供应餐饮业及零售业[1]。然而，最小加工处理会改变果蔬的完整性，降低鲜切果蔬品质，限制其加工业的发展[2]。因此如何有效地保持品质，延长贮藏期是鲜切果蔬加工过程中需要解决的主要问题。而适当的包装可通过减少微生物的侵染，延缓酶促褐变与非酶促褐变，降低组织结构代谢和呼吸强度等来减缓鲜切果蔬品质的劣变，从而达到延长鲜切果蔬货架期的目的[3]。但不同种类的鲜切果蔬因其呼吸强度、营养成分、褐变程度等的不同，通常需要采用不同的精装保鲜包装。因此选择适合的精装保鲜包装技术对鲜切果蔬的生产及其产业的发展都具有极其重要的意义。本文对果蔬进行分类，并针对不同种类鲜切果蔬适用的保鲜包装技术进行了概括，同时对目前国内外鲜切果蔬所采用的精装保鲜包装技术进行了介绍，以期为鲜切果蔬的精装保鲜包装技术在国内的进一步研究和推广提供一定的参考和借鉴作用。

1 不同种类鲜切果蔬的精准保鲜包装技术

不同种类的鲜切果蔬由于其呼吸强度、含水量、营养成分、褐变速度及质地等的不同，通常需要采用不同精准保鲜包装技术来维持外观、营养成分、新鲜度等品质。叶菜类(芹菜、生菜、菠菜等)鲜切蔬菜由于质地较软，叶片容易破损，导致其不能使用像超高压、真空处理这类具有较大压力的包装技术进行保鲜，而通常采用臭氧处理[4]、低温贮藏[5]、气调包装[6]等技术进行保鲜包装。切割后的马铃薯、苹果、梨极易发生褐变，而热处理[7]、气调包装[7]、可食性涂膜[8]等包装技术均能明显抑制褐变，因此将这些技术应用于易褐变的鲜切果蔬能保持其果蔬的良好感官品质。仁果类(苹果、梨)鲜切果蔬由于呼吸强度较低，易于贮藏，通常采用可食性涂膜[8]、热处理保鲜方式进行贮藏包装[7]。而核果类(桃、李、杏等)的果蔬因呼吸强度较大，不易于贮藏。可采用超高压结合真空[9]及纳米ZnO包装技术[10-11]进行保鲜。由此可见，不同种类鲜切果蔬因其本身特点需要采用不同的包装技术进行保鲜。表1总结了不同种类鲜切果蔬适用的精准保鲜包装技术。

2 鲜切果蔬保鲜包装技术

2.1 低温保鲜技术

温度是影响鲜切果蔬贮藏期品质劣变的重要因素，采用低温贮藏是鲜切果蔬保鲜中最常见的方法[2]。低温可抑制各种氧化酶的活性、降低鲜切果蔬的呼吸强度及酶促褐变反应速度，从而控制果蔬体内的生理生化反应，延缓衰老和腐败，同时低温还能够抑制腐败菌的生长和繁殖，从而起到良好的保鲜效果[13]。但当温度低于某一程度时会产生冷害作用，不利于鲜切果蔬的贮藏，因此使用低温贮藏保鲜需注意温度的控制。低温贮藏属于基础保鲜，通常是将其与真空包装、可食性涂膜等技术联合使用。但不是所有鲜切果蔬都适用低温贮藏，如香蕉、梨等容易产生冷害的鲜切果蔬，不易用较低温贮藏进行保鲜，而通常采用热处理[15]、可食性涂膜[2]等技术进行保鲜包装。

表1 不同种类鲜切果蔬适用的精准保鲜包装技术Table 1 Precise fresh-keeping packaging technology for different types of fresh-cut fruits and vegetables

吴汉东等[31]以鲜切莴笋为原料，研究真空包装鲜切莴笋在低温贮藏期间品质的变化。研究结果表明，真空包装联合低温贮藏能有效缓解鲜切莴笋的失重率、可滴定酸含量、呼吸强度、VC及叶绿素损失率的下降、并显著降低鲜切莴笋表面的细菌总数，提高莴笋的感官品质和营养价值。

2.2 气调包装

气调包装技术是通过调节和控制气体比例而使鲜切果蔬得以延长货架期的方法[7]。它是在低温贮藏的基础上，将鲜切果蔬放入密封包装袋内，同时改变贮藏环境气体比例的一种保鲜技术。其保鲜原理是通过降低O2浓度，增大CO2浓度来减弱鲜切果蔬呼吸作用引起的发酵与腐烂，同时降低微生物的生长繁殖速度和乙烯的生成量[13]，起到延长鲜切果蔬货架期的目的。气调包装可分为自发气调包装(MAP)和控制气调包装(CAP)2种。

2.2.1 自发气调包装

自发气调包装是利用鲜切果蔬自身的呼吸作用消耗O2，产生CO2逐渐使包装袋内构成低O2与高CO2的气调环境，进而达到鲜切果蔬保鲜的目的[3]。GHIDELLI等[38]评价了贮藏期间大豆蛋白可食性涂膜和传统及特殊气调包装结合对鲜切茄子质量的影响，研究发现传统气调包装可以良好保持果实硬度,维持果实重量，鲜切茄子的贮藏期可达到6 d，而应用特殊气调(80 kPa O2)进行包装，鲜切茄子的商业货架期延长至8～9 d。此外，自发气调包装还常用于鲜切哈密瓜、苹果、胡萝卜、莴笋及西兰花等果蔬的保鲜包装中，并取得良好保鲜效果[3]。

2.2.2 控制气体包装

控制气体包装是指人为地建立鲜切果蔬气调包装所需要的O2、CO2、N2等气体的比例，即选择能更好保持鲜切果蔬品质的气体来替代原包装内的气体成分，得以延长鲜切果蔬的货架期[3]。气调包装通常需要保持鲜切果蔬内部含2%～5% O2和 5%～10% CO2，以利于维持鲜切果蔬的品质[13]。LI等[17]研究了4 ℃低温贮藏结合64 μm PP薄膜气调包装对鲜切猕猴桃品质及货架期的影响，研究表明，10% CO2与 5% O2的气调包装可良好维持果实硬度、总酚和叶绿素含量，其中10% CO2或40% CO2的活性气调包装均可减少微生物的侵染。但在鲜切果蔬的贮藏保鲜过程中，O2浓度容易过低，会因无氧呼吸而对鲜切果蔬造成损伤，不利于贮藏。而高氧、Ar和N2O气调包装可解决低氧气调包装的弊端问题，其中高氧气调包装作为低氧气调包装的一种替代形式，适用于蘑菇、芹菜及猕猴桃等易发生褐变及发酵的鲜切果蔬[3]。

2.3 臭氧水处理

臭氧水处理是一种物理保鲜技术[16]。由于其对细菌、真菌、病毒以及真菌孢子具有显著的抗菌活性，因此在最近几年受到食品保鲜工业的广泛关注[35]。它主要通过穿透胞壁，作用于外壳的脂蛋白和内部的脂多糖，从而改变微生物细胞膜的通透性，造成菌体蛋白质变性及破坏菌体酶系统，导致微生物溶解死亡[13]。其次，臭氧是强氧化剂，能消除鲜切果蔬呼吸所释放的乙烯，且臭氧与乙烯反应生成的中间产物还可抑制霉菌的生长繁殖。此外，臭氧处理还能降低鲜切果蔬呼吸强度及营养物质消耗，延缓果蔬后熟和衰老，达到延长鲜切果蔬货架期的作用[13]。目前臭氧水处理常用于鲜切西兰花[16]，莴苣[35]，生菜[10]等叶菜类蔬菜的保鲜，并取得良好的保鲜效果。

张丽华等[16]研究不同浓度臭氧水处理对鲜切猕猴桃感官品质及微生物质量的影响，研究表明，0.7 mg/L的臭氧水处理可以减缓鲜切猕猴桃贮藏期间可溶性固形物含量、色差值(L*值和a*值)和抗坏血酸含量的下降，并可以显著抑制鲜切猕猴桃表面的细菌总数，采用浓度为0.7 mg/L的臭氧水浸渍鲜切猕猴桃5 min，置于4 ℃条件贮藏，可使鲜切猕猴桃的货架期延长至14 d。

2.4 真空包装技术

真空包装一般选用非透气的包装材料，通过抽真空将包装袋内氧含量降低，达到预定的真空度后，完成封口工序，以起到延长鲜切果蔬贮藏期的效果[3]。

真空包装保鲜原理主要是通过降低空气中的压力，同时等于把包装袋内和鲜切果蔬细胞内的氧气抽掉，使食品与外界空气隔绝，在真空气氛中的水蒸气、氧含量降低，既避免了食品的氧化反应，又使微生物失去生存空间[3]，同时还能降低鲜切果蔬的呼吸强度，并抑制乙烯的合成，从而减慢鲜切果蔬的成熟及衰老，最终达到保鲜的目的[39]。真空包装操作方法简单，保鲜效果较好，特别是对鲜切果蔬色泽、香味及质地等方面的保持。但其不能抑制厌氧菌的生长繁殖，将其与冷藏、辐照、臭氧水处理等技术联合使用能达到更好的保鲜效果。因真空包装过程会产生较大压力，会对质地较软的香蕉、菠菜、生菜等鲜切果蔬组织结构产生破坏，不利于贮存。而将其应用于质地较硬的鲜切果蔬，如鲜切马铃薯、莲藕、胡萝卜等中能起到良好保鲜效果。

2.5 超高压保鲜包装技术

超高压保鲜技术是一种非热加工技术，是指在常温或较低温度条件下对鲜切果蔬进行100 MPa以上的高压处理，在高压作用下使蛋白质变形和钝化鲜切果蔬中酶的活性，同时杀死其中绝大多数的细菌、霉菌和酵母菌，由于处理温度较低，不会破坏鲜切果蔬原有的品质、风味及营养物质，因此将超高压杀菌技术应用于鲜切果蔬保鲜包装中，可以有效地延长鲜切果蔬的货架期[41]。

超高压保鲜原理主要是通过引起微生物细胞形态的改变，破坏其细胞壁、细胞膜及细胞间隙的结构来影响微生物的生理活动，继而导致菌体死亡[42]。另外经过超高压处理后菌体蛋白中的非共价键及蛋白质三级结构被破坏，导致蛋白质凝固及鲜切果蔬中所含品质酶的催化活性降低。因此超高压处理可以达到杀菌灭酶从而降低食源性疾病的风险和延长鲜切果蔬贮藏期的效果。但超高压保鲜包装技术由于压力较大，导致其不适用于香蕉、生菜、菠菜等质地较软的鲜切果蔬，而常用于苹果、哈密瓜等质地较硬的鲜切果蔬保鲜包装。

XU等[43]研究表明，120 MPa超高压处理10 min后，可显著降低鲜切梨的水分迁移率、总酚含量、呼吸速率和乙烯产量，同时还可延迟鲜切梨腐败微生物的生长繁殖，有效抑制过氧化氢酶和过氧化物酶的活性，并发现将超高压结合化学试剂浸泡处理在4 ℃条件下贮藏可维持鲜切梨良好的感官品质，延长其货架期至14 d。WU等[44]研究表明，鲜切苹果经150 MPa高压处理10 min中后，可显著降低呼吸速率和乙烯产量，同时延缓鲜切苹果在贮藏期间的酶促褐变和微生物的生长，在4 ℃贮藏条件下可延长鲜切苹果货架期至12 d。TRIBST等[22]研究表明，600 MPa下持续30 min超高压处理能够抑制与褐变相关的PPO和POD活性，保持鲜切胡萝卜颜色参数和新鲜度不变。

2.6 可食性涂膜保鲜包装技术

涂膜保鲜技术通常用在鲜切果蔬的内包装上，是指将鲜切果蔬浸泡在无毒的液态高分子可食性涂膜剂中，在鲜切果蔬表层形成具有通途和阻隔特性的半透气薄膜，以达到延长鲜切果蔬货架期的目的[1]。

果蔬经过最小加工处理后，大量表面积暴露于空气中，使果蔬组织中的酚类物质与大量氧气接触，在多酚氧化酶(PPO)的催化下，发生醌的积累，醌在进一步氧化聚合成褐色色素，即发生酶促褐变[1]。通过可食性涂膜包装后能够有效阻止空气中大量的氧气进入鲜切果蔬内部，有效抑制多酚氧化酶的活性，减缓果蔬褐变，从而达到改善果蔬贮藏品质的效果[45]。果蔬由于切割而引起组织结构损伤，使其原有的保护系统遭到破坏，汁液的外流为微生物生长繁殖提供了良好的营养物质[1]。而像壳聚糖这类成膜物质本身具有一定的抑菌、杀菌作用，用其处理鲜切果蔬能减少微生物的侵染机会。同时涂膜处理还能抑制鲜切果蔬呼吸作用，延缓乙烯生成及降低代谢速度，起到保持产品的质量和稳定性。但可食性涂膜会破坏蔬菜叶片的形状结构，导致其萎蔫，因此并不适用于鲜切叶菜类蔬菜的保鲜包装。

BRASIL等[46]研究发现用多聚糖基多层抗菌涂膜处理鲜切木瓜可以维持良好品质，延长货架期。LI等[47]采用纳米ZnO涂膜薄膜包装鲜切富士苹果，可维持鲜切苹果良好的感官品质，并降低大量微生物的侵染机会，达到延长贮藏期的目的。李芳菲等[12]研究壳聚糖涂膜对鲜切桃品质的影响，研究表明，壳聚糖涂膜后能显著降低PPO、POD活性，使鲜切桃维持良好的色泽及硬度，同时可降低果实酸度和腐败率、减缓可溶性固形物的分解，使鲜切桃货架期达到4～8 d。

2.7 纳米保鲜包装技术

纳米保鲜包装是一种新型的研究领域，纳米包装材料主要指使用纳米技术,对包装产品进行纳米添加、纳米改性、纳米合成,使其具有某种特性或功能的一类食品包装材料的总和[48]。纳米粒子可以显著改善原始材料的物理和化学性质，如机械强度、热稳定性、导电性等[10]。同时经过纳米化加工的复合包装材料,除了对O2、CO2、挥发性物质和香味等具有良好的阻隔性能外，纳米颗粒还可以用作抗菌剂和添加剂的载体，将其用于鲜切果蔬的保鲜包装中，可通过控制果蔬呼吸交换来延长其保质期[49]。

纳米复合包装材料可以提供多功能的活性，如纳米Ag颗粒不仅可作为乙烯氧化的催化剂，将其加入鲜切果蔬包装材料中可加速氧化果蔬释放的乙烯，减少包装乙烯含量，达到良好的保鲜效果，同时还能抑制大量细菌和微生物的生长，因此在鲜切果蔬保鲜包装方面被认为是一种有前途的抗菌材料。COSTA等[50]研究纳米Ag、纳米蒙脱土(MMT)的可食性涂膜对鲜切胡萝卜货架期的影响，特别是在贮藏期间对感官品质及微生物质量进行检测。研究发现，纳米Ag颗粒可食性涂膜可以控制鲜切胡萝卜贮藏期间微生物的生长繁殖及水分损失,可延长货架期到大约70 d，而对照组只有4 d。纳米ZnO作为一种多功能无机纳米粒子，具有抑制微生物生长的潜力。LI等[47]研发了一种新型聚氯乙烯薄膜，将其与纳米ZnO颗粒粉末混合，用于鲜切苹果保鲜效果的研究。结果表明，与对照样品(PVC薄膜包装)相比，纳米ZnO包装显著降低了鲜切苹果腐烂率21.9%，并延长鲜切“富士”苹果的货架期6 d。纳米TiO2是抗菌效果优良的无机抗菌剂，能够抑制大肠杆菌的生长繁殖，对大肠杆菌具有100%的杀灭作用。此外，纳米TiO2具有广谱的灭菌作用，对其他致病病毒、细菌、噬菌体、真菌、癌细胞等也具有良好的抑制效果[51]。

纳米保鲜包装在水果、蔬菜等多种生鲜或加工食品中加以研究应用，因纳米复合包装材料特有的形状、大小、表面形态以及内部结构使得纳米金属氧化物能够吸收光中的能量并产生催化作用，起到调节O2和CO2的水平，抑制乙烯及各种微生物的生长与繁殖[51]，将其应用于鲜切果蔬的包装中可以有很好的贮藏保鲜效果，且纳米包装材料可以改善包装材料，抑制生理代谢、减少腐烂变质、防止微生物的入侵作用，起到延缓鲜切果蔬品质劣变和延长货架期的目的[48]。纳米技术应用于鲜切果蔬的保鲜包装方面还处于初步阶段，它在鲜切果蔬保鲜领域中还有很大发展空间和广阔的应用前景。目前已将其用于鲜切苹果、胡萝卜、马铃薯等的保鲜包装中并取得较好的保鲜效果。FANG等[52]制备了纳米银、纳米TiO2和纳米SiO2包装材料，并评价了金针菇贮藏期间质量的变化，研究表明，纳米复合包装材料可调节O2和CO2含量，降低乙烯的生成率，同时可提高金针菇的VC，维持可溶性蛋白质和总可溶性固体含量不变，延长其货架期至14 d。MENG等[53]评价了超声波处理联合纳米ZnO可食性涂膜对鲜切猕猴桃品质的影响，研究表明，使用40 kHz的超声联合1.2 g/L纳米ZnO涂膜处理后可显著降低样品的CO2与乙烯含量的产生，减少水分流失，质地得到更好的保持，在很大程度上延长鲜切猕猴桃的货架期。

2.8 微胶囊包装技术

微胶囊技术上是指一种利用天然或合成的高分子成膜材料把分散均匀的固体微粒、液体或气体包覆形成一种具有半途性或密封囊膜的微小固体颗粒的技术[54]。

微胶囊技术应用在鲜切果蔬保鲜方面，能够有效防止有害物质直接与果蔬接触，保持果蔬的抗氧化潜力及延缓果蔬的腐败变质，从而达到延长鲜切果蔬货架期的目的[55]。这是因为微胶囊具有保护活性物质，减少外界不良因素(如光、热、氧气等)与芯材反应，减少芯材向外界环境的蒸发或转移，控制芯材的释放，降低或覆盖芯材的不良气味、色泽，改变物料的物理性状，方便运输和处理，延长产品货架期并减少组分的营养损失等众多作用[56]。植物精油因其具有安全、天然及无毒等优点被广泛应用于食品防腐中，但单纯使用植物精油进行保鲜，会因其本身的气味影响鲜切果蔬的风味，而微胶囊具有缓慢释放的功能，将植物精油微胶囊化后能使它逐渐释放到鲜切果蔬表面，减少精油对鲜切果蔬风味的不良影响，也能很好地保持抗菌效果。同时植物精油微胶囊化后可提高其稳定性及环境适应性，因此将微胶囊技术用于鲜切果蔬保鲜方面有着广泛的应用前景。但目前该技术常用于肉制品及谷制品类的保鲜包装，而在鲜切果蔬保鲜包装方面的研究相对较少，所以将其应用在不同种类鲜切果蔬保鲜包装上是一个值得研究的关注点。

王冰玉等[54]研究了柠檬醛微胶囊结合低温贮藏对鲜切刺嫩芽的保鲜效果，研究表明，柠檬醛微胶囊可使鲜切鲜切刺嫩芽保持较好的色差，且降低失重率和硬度的变化，同时延缓了VC、总酚和可溶性糖含量的减少，其中，2 g和3 g微胶囊用量保鲜效果最好。

3 展望

包装是鲜切果蔬保鲜加工的重要环节，而不同种类的鲜切果蔬因其本身特点不同，需要采用不同的精准包装技术进行保鲜，且各种保鲜包装技术在处理生产中依据其特性适用的范围也有所区别。所以在实际生产中,应根据不同的鲜切果蔬原料性质特点来选择适宜的保鲜包装技术以达到最佳的保鲜效果且最大的经济效益。目前，新开发的复合纳米包装技术及微胶囊保鲜技术已用于鲜切果蔬的保鲜，但相关领域的研究依旧较少，还应不断地进行开发与实际应用的研究。

今后鲜切果蔬的保鲜包装技术的研究方向应向着更安全、绿色及有效的方向发展。因此，鲜切果蔬包装技术应在以下几个方面加强研究：(1)将营养成分联合保鲜包装技术，进而用于鲜切果蔬的防腐保鲜研究较少，是一个研究关注点。(2)进一步开发缓释性包装、活性包装、智能包装、抗菌包装等新型无公害、功能性保鲜包装技术，并有效地联合使用不同的保鲜包装技术，为进一步改善鲜切果蔬外观包装以提高竞争力。(3)研究包装技术与高效无毒的化学防腐剂联合作用机理，开发更绿色安全的保鲜包装技术，以期很好的保持鲜切果蔬的营养物质、新鲜度以及风味，促进鲜切果蔬的商业化生产。