鲜切翠冠梨去核方式和褐变控制技术研究

林旭东，夏 杰，朱 麟，俞静芬，尚海涛

（1.宁波市农业科学研究院宁波市农产品保鲜工程重点实验室国家蔬菜加工技术研发专业中心，浙江宁波 315040；2.宁波花果山果品有限公司，浙江 宁波 315100）

鲜切水果又称轻加工水果、最少加工水果，主要是为了满足消费者的即食需求，是指新鲜水果经分级、清洗、去皮、修整、切分、包装等处理后，供消费者或餐饮业立即食用的水果加工产品[1]。鲜切水果具有新鲜、营养、卫生、方便、可食率达100%等特点。常见鲜切水果有甜瓜、西瓜、芒果、火龙果、菠萝、猕猴桃等。随着人们生活水平的提高和生活节奏的加快，鲜切水果店、外卖配送、食堂配送的需求剧增。

翠冠梨（Pyrus pyrifolia Nakai cv.Cuiguan） 肉质细嫩、柔软多汁，也被称为“六月雪”，是盛夏解渴的时令佳品[2]，但鲜切后易发生褐变。鲜切果蔬抗褐变剂研究较多，如抗坏血酸、L -半胱氨酸、亚硫酸氢钠、植酸[3]、D -异抗坏血酸、柠檬酸[4]、抗坏血酸钙[5]、氯化钠、氯化钙[6]、壳聚糖、海藻酸钠[7]、乙二胺四乙酸二钠[8]、水杨酸[9]、茉莉酸甲酯[10]、褪黑素[11]、γ -氨基丁酸[12]和复合磷酸盐[13]等。其中，抗坏血酸和抗坏血酸钙为国标允许在去皮或预切的鲜水果上使用的食品添加剂（GB 2760—2014）。食盐、柠檬汁（柠檬酸） 等易被消费者所接受，也是常用护色方法。虽然研究发现其他大多数的抗褐变剂也具有良好的护色效果，但在实际生产因不符合国标规定是不允许使用的。

鲜切翠冠梨果核极易发生褐变。有关防褐变技术研究大多针对去核后的果肉，未去核[14]的较少。去核与否、如何去核，以及抗褐变剂处理对去核前后护色效果的差异鲜有研究报道。采用不同鲜切去核方法，并结合抗褐变剂处理，研究对翠冠梨果核果肉褐变的影响，探索褐变控制技术，以期为鲜切梨加工和配送过程中的褐变控制提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 材料

翠冠梨，2019 年7 月21 日采摘于宁波市鄞州绿洲果业专业合作社果园，-1～-2 ℃下冷藏待用。

主要试剂：市售食盐（未加碘）；食品级无水柠檬酸、L -抗坏血酸、抗坏血酸钙，河南千志商贸有限公司提供；福林酚试剂，合肥博美生物科技有限公司提供；邻苯二酚，上海展云化工有限公司提供。

1.2 仪器及设备

CR-5 型色差计，日本柯尼卡美能达（KONICA MINOLTA） 株式会社产品；UV1600 型紫外可见光分光光度计，上海赫尔普国际贸易有限公司产品；H1850R 型台式高速冷冻离心机，湖南湘仪离心机仪器有限公司产品；PAL-BX/ACID F5 型糖酸度测定仪，日本爱拓（ATAGO） 公司产品；TA.XT Plus 型质构仪，英国Stable Micro System 公司产品。

1.3 处理方法

1.3.1 鲜切处理

选择大小一致、无病虫害翠冠梨，清洗后用自动削皮器削皮，然后从中间一切为二，挑去果籽。于20 ℃下放置，每10 min 感官评定和测定果核果肉色泽变化。

1.3.2 未去核抗褐变剂处理

鲜切处理后的梨块分别浸入清水（CK）、1%食盐、1%抗坏血酸、1%抗坏血酸钙、1%柠檬酸溶液中，浸泡5 min。捞出后于20 ℃下放置，5～55 min内每 10 min 感官评定和测定果核色泽变化。

1.3.3 去核处理

清洗削皮后，采用以下3 种方式去核：①手工去核，V 字形切除果柄和果籽部分；②去核器去核，采用去核器去核，直径2.3 cm；③去核器+ 修整，采用去核器去核后，再采用直径3.3 cm 圆形挖核器切除弓高1 cm 的果实组织。然后置于20 ℃下，每10 min 感官评定和测定果核果肉色泽变化。

1.3.4 完全去核后护色处理

采用去核器+修整的方式完全去核后，每一半梨果实再一分为四。然后分别浸入清水（CK）、1%食盐、1%抗坏血酸、1%抗坏血酸钙或1%柠檬酸溶液中，浸泡5 min。捞出后于20 ℃下放置，每2 h感官评定和测定鲜切梨块色泽变化。

1.4 测定方法

1.4.1 感官评定

5 人评分小组对不同处理的鲜切梨，根据色泽按10 分制进行评分。先按评分标准确定所属色泽等级和得分范围，再进行增减得分。

鲜切梨褐变程度评价标准见表1。

表1 鲜切梨褐变程度评价标准

1.4.2 褐变面积的测定

参照苑克俊等人[15]的方法，拍照获得梨切面和直尺的照片。利用Photoshop 8.0 软件进行图像处理。“任意角度”调整画布，使直尺与标尺平行。选取“矩形选框工具”，画出一个刻度直尺上为4 cm 的矩形，记录信息栏中宽度值W 和高度值H，直方图栏在“不使用高速缓存的刷新”下记录像素值A1。然后采用“魔棒工具”或“磁性套索”选定褐变区域轮廓，得到褐变区域的像素值A2。按公式（1） 计算褐变面积，单位以cm2计。

式中：A1——初始像素值；

A2——褐变区的像素值；

H——高度值，cm；

W——宽度值，cm。

1.4.3 色泽

参照Rana S S 等人[16]的方法，采用色差计测定L*、a*、b*值，测定模式为反射。按公式（2） 计算色差值（ΔE）。

式中：L0*、a0*、b0*——初始值；

Lt*、at*、bt*——货架期t 时的测量值。

1.4.4 PPO 活性的测定

参照曹建康等人[17]方法测定。准确称量2.5 g 样品，加入2.5 mL 蒸馏水，冰浴匀浆，于4 ℃下以转速12 000 r/min 离心15 min，上清液即为酶液。采用蒸馏水配制50 mmol/L 邻苯二酚溶液。3 mL 反应体系中含1.9 mL 蒸馏水、50 mmol/L 邻苯二酚溶液1 mL和酶液0.1 mL。测定4 min 内A420nm变化，以每分钟吸光度上升0.1 作为一个酶活力单位（U）。PPO 活性按公式（3） 计算。

式中：A0——初始吸光度；

A1——测定吸光度。

1.4.5 总酚含量的测定

采用福林酚法测定[18]。称量1 g 样品，加入4 mL蒸馏水，冰浴匀浆。于4 ℃下以转速12 000 r/min 离心15 min，取1 mL 上清液，加1 mL 福林酚试剂，3 mL质量分数20%无水碳酸钠。于50 ℃下保温30 min，测定波长765 nm 处吸光度。以邻苯二酚为底物绘制标准曲线。结果以mmol/kg 表示。

1.4.6 糖度和酸度的测定

使用糖酸度测定仪测定。挤压取汁，滴入1～2 滴，读取糖度值。先挤压取汁，再称取汁液1 g，稀释50 倍，滴入1～2 滴，读取酸度值。

1.4.7 硬度

使用质构仪测定，选用Φ2 mm 圆形探头。测试速度为0.5 mm/s，测试距离为5 mm。

1.5 数据分析

各指标至少平行测定3 次，结果以平均值±标准差表示。数据统计分析采用SPSS 18.0 统计软件，差异显著性检验采用邓肯多重比较法，差异显著性水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 鲜切翠冠梨果核和果肉褐变变化

翠冠梨鲜切后果核果肉褐变评分和褐变面积变化见图1。

褐变直接影响鲜切梨的外观和商品价值。由图1可知，翠冠梨鲜切后极易发生褐变，其发生部位主要为果核，10 min 内褐变评分从10 分急速下降至2.870 分，切面可见明显褐变（红-深红），之后褐变速度趋于缓慢，但其程度和面积仍会逐渐上升。果肉不易褐变，60 min 也未见褐变现象发生。

翠冠梨鲜切后果核果肉L*、a*、b*、色差值（△E） 的变化见图2。

由图2 可知，翠冠梨鲜切后，果核L*值（明亮度） 快速下降，a*值（红绿色） 和b*值（黄蓝色）快速上升，色差值（△E） 也快速上升，表明其色泽逐渐变暗、变红和变黄，这一变化趋势与褐变的发生相一致。虽然果肉的L*、a*、b*、色差值（△E） 变化较为缓慢，但变化趋势与果核一致。鲜切后60 min果肉色差值仅上升至1.08，小于人肉眼可识别的色差值（1.5），而鲜切后10 min 果核色差值已上升到4.2，远大于可识别色差值。采用色差仪法在褐变度的检测上与肉眼感官检测的褐变一致性较强，具有可重复性和规范性，避免感官评价的主观偏差[19]。色差仪法对未明显褐变的区域（△E＜1.5） 的色泽识别能力更有利于褐变控制技术的研究。

2.2 抗褐变剂处理对鲜切翠冠梨果核褐变的影响

抗褐变剂处理对鲜切翠冠梨果核褐变的影响见图3。

鲜切翠冠梨果核极易褐变，对于未去核的果核护色最为关键。由图3 可知，不同的抗褐变剂处理对果核L*值和a*值的影响存在着显著性差异（p＜0.05）。食盐、抗坏血酸、抗坏血酸钙处理都可以显著抑制褐变，延缓L*值的下降和a*值的上升。其中，抗坏血酸钙的效果最为明显，抗坏血酸次之，食盐最后。但是，柠檬酸处理不仅未能延缓L*值和a*值的变化，反而还显著加快了其变化（p＜0.05），加重了褐变发生。虽然适宜的抗褐变剂可有效延长褐变的发生时间，如抗坏血酸钙处理可使褐变发生时间从10 min 延长至40 min（△E 2.1），能维持鲜切翠冠梨30 min 不褐变。但这远远达不到鲜切水果加工、货架和配送的时间需求，意味着这一加工方式并不适用于生产应用。

2.3 翠冠梨果核果肉品质及褐变相关指标

翠冠梨果核和果肉品质及褐变相关指标对照见表2。

表2 翠冠梨果核和果肉品质及褐变相关指标对照表

由表2 可知，果核糖度、糖酸比、pH 值显著低于果肉，而酸度、硬度显著高于果肉（p＜0.05）。果核由石细胞组成，因甜度低、酸度高、质地偏硬而不适宜食用，整果鲜食一般也被丢弃。同时可知，翠冠梨果核总酚含量和PPO 活性都显著高于果肉，这也是为什么果核更易于发生褐变的原因所在。酶、酚类底物和氧气是酶促褐变的3 个重要必要条件。酶、酚类底物在植物细胞内通过一系列膜系统实现区域化分布。鲜切处理破坏梨组织结构，并使其暴露于空气中。细胞膜被破坏，区域化分布被破坏，酚类底物渗出与PPO 相接触，在氧气的作用下，PPO 催化酚类物质形成醌类物质，继而聚合形成褐色物质[20]。因此，去除易于褐变且不宜食用的果核更具有应用价值。

2.4 鲜切去核方式对果核褐变的影响

鲜切去核方式对鲜切梨褐变的影响见图4。

翠冠梨果核和果肉之间并没有严格的分界线，且果核呈现为两头小、中间大的特殊形状，这加大了去核的难度。由图4 可知，除了去核器+修整完全去核外，去核方式更多地影响褐变面积，而对于褐变程度影响不大，仍然会在鲜切后10 min 发生明显褐变。手工去核和去核器去核都存在去除不完全的情况。去核器去核主要残留最外层的果核，而手工去核残留位置多变，残留面积差异也较大。这也间接说明了翠冠梨整个果核，也就是整个石细胞组织都极易发生褐变。如何完全去除果核为鲜切翠冠梨加工的关键步骤。先将去核器插入果实中部进行去核，去除部分为圆柱形的包含有果籽的果肉组织，再进行修整处理，可完全去除果核组织，可有效控制鲜切梨的褐变。

2.5 完全去核+抗褐变剂处理对鲜切翠冠梨褐变的影响

完全去核+抗褐变剂处理对鲜切翠冠梨褐变的影响见图5。

由图5 所示，抗褐变剂处理对完全去核的鲜切梨L*值和a*值的影响与对果核的近似（见图3）。不同的抗褐变剂处理对果核L*值和a*值的影响存在着显著性差异（p＜0.05）。其抑制效果依次为抗坏血酸钙、抗坏血酸、食盐。不同的是完全去核后，不管是否抗褐变剂处理都可明显延缓褐变发生的时间。由图5（b） 所示，完全去核后对照组鲜切翠冠梨，8 h色差值才上升至1.8，12 h 色差值上升至2.1。表明完全去核后，即使不做任何处理也可保持6 h 不褐变，很大程度上满足了鲜切加工配送的时间需求。即使8～12 h 发生褐变，褐变程度也较轻，主要表现为纤维丝处褐变。结合抗褐变剂处理，可显著延缓褐变发生的时间。如抗坏血酸钙可以延缓至12 h，抗坏血酸和食盐可以延缓至10 h。

然而，柠檬酸处理不仅无法抑制褐变，反而加重了褐变发生，2 h 时其色差值已上升至1.8，12 h时上升至4.8，是对照组的2 倍，而且不同于对照组仅纤维丝处褐变，切面整体也可见轻微褐变（浅红-红）。这一结果与大多数鲜切水果护色研究有所不同，认为柠檬酸具有抑制褐变的作用。但也有认为柠檬酸并非越多越好，浓度过高会使组织中pH 值降低，pH 值可能降至多酚氧化酶最适pH 值。胡明等人[21]研究表明，1%柠檬酸对锦丰梨的护色效果较佳。尚海涛等人[22]研究表明，1.0%柠檬酸处理鲜切锦丰梨贮藏12 d 褐变度低于对照和其他3 处理组，说明1.0%柠檬酸处理抑制鲜切梨褐变效果较佳。柠檬酸会加速褐变，在鲜榨翠冠梨汁中也发现类似现象，并分析认为添加柠檬酸使其pH 值更接近于PPO 的最适pH 值，提高了PPO 活性，从而加速了褐变。同理，果核较果肉易于褐变，抗坏血酸的褐变抑制效果不及抗坏血酸钙，也或许都与其酸度相对较高有关。

抗坏血酸、抗坏血酸钙为国标允许使用的鲜切水果抗褐变剂，其护色效果已得到广泛的认可[23-24]。抗坏血酸、抗坏血酸钙为还原剂，能将氧化的醌还原为酚类物质，阻止醌类物质进一步自发聚合形成色素物质。为提高护色效果也有厂家将其复配使用。食盐（氯化钠） 也被普遍应用在果蔬防氧化褐变上。宿志健等人[25]认为，氯化钠能抑制和破坏酶活性，氧气在氯化钠溶液中的溶解度远小于空气中的溶解度，从而具有护色作用。宋康华等人[26]研究表明，氯化钠处理可同时推迟多酚氧化酶（PPO） 活性高峰出现和抑制过氧化物酶POD 活性，从而延缓鲜切粉葛褐变。

综上所述，鲜切翠冠梨果核远比果肉易褐变，直接护色难度大，去核是鲜切加工的关键步骤；梨果核呈两头小、中间大的特殊结构，采用去核器+修整的方式可完全去核，可有效延缓褐变发生；去核后结合抗坏血酸、抗坏血酸钙或食盐等抗褐变剂处理可进一步延缓褐变发生。