鲜切果蔬品质控制技术研究进展

柳青，陈晓琪，黄广学，田文静，李淑荣

（北京农业职业学院 食品与生物工程系，北京 102442）

鲜切果蔬，又称最少加工果蔬或轻加工果蔬，是指新鲜果蔬经过挑选、清洗、切分、杀菌保鲜及包装、贮藏等处理，进入配送中心或者冷柜销售的即食产品[1]，其优势是最大限度的保持了产品的口感、风味和营养品质。近年来，随着现代生活节奏的加快和人们对食品品质的关注，鲜切果蔬由于优质新鲜、食用方便、可食用率高，逐渐受到广大消费者的青睐。特别是蔬菜配送中心的建立，为鲜切果蔬的发展提供了有利条件，在北京、上海、广东、南京、深圳等地大型超市中有大量鲜切果蔬进行销售。我国的蔬菜种植面积和产量均居世界首位，但每年蔬菜腐烂损失率达30%～40%，而发达国家平均损耗率不到7%，在法国、英国等欧洲国家，鲜切果蔬的消费量占市场总量的80%以上[2]。供应链是指生产及流通过程中，涉及将产品或服务提供给最终用户活动的上游与下游企业所形成的网链结构[3]。因此，鲜切果蔬的供应链环节的品质控制贯穿了原料生产、加工环节、贮藏环节、运输与销售全过程，包括品种选择、预冷、切分及清洗、杀菌、包装、贮藏、运输和销售等关键技术控制。然而，果蔬经过去皮、切分处理后会引起一系列的生理生化反应，如呼吸速率加快、乙烯产生量增加、膜脂过氧化、失水[4]和酚类物质氧化，易受到病原菌侵染[5]，缩短了产品的货架期，制约了鲜切果蔬加工业的发展，因此如何有效保持鲜切果蔬的品质已成为果蔬保鲜的关键领域[6]。本文结合鲜切果蔬加工后的品质变化规律，重点阐述鲜切果蔬供应链的加工环节、贮藏环节、运输与销售环节品质控制技术的最新研究进展，以及主要关键加工控制技术对产品品质的影响机理及工艺参数，并展望了鲜切果蔬加工未来的发展趋势，为鲜切果蔬加工产业的发展提供理论参考。

1 鲜切果蔬加工中的品质变化

1.1 感官品质变化

颜色、质地和风味是鲜切果蔬重要的感官品质指标，直接影响消费者的购买意向。鲜切果蔬经过切分工艺后受到机械性损伤，会造成汁液的流失，细胞和组织结构的去区域化以及正常细胞功能丧失[7]，引起各种酶与底物接触，促使伤信号迅速传递生成伤乙烯[8]，并影响氧化还原作用的平衡，发生氧化产物的积累，造成酶促褐变[9]，从而引起鲜切果蔬感官品质变化。鲜切苹果、梨、马铃薯等品质发生变化的主要原因以酶促褐变为主[10]，与其相关的酶类有多酚氧化酶、过氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶等[11]，鲜切加工使酶与酚类底物接触氧化聚合生成黑色素造成褐变，极大的缩短产品货架期[12]。鲜切生菜在衰老过程中由于叶绿素降解生成了脱镁叶绿素，导致组织颜色变黄[13]；胡萝卜经切割，边缘暴露于干燥条件下发生木质化，会出现“白腮红”[4]。在质地和风味方面，鲜切茄子、黄瓜、洋葱会发生质地软化现象[10]，而质地主要与果胶催化的果胶酶甲基酯酶和聚半乳糖醛酸酶的降解有关。鲜切芦笋由于纤维素和木质素含量随贮藏时间的增加而增加，导致硬度下降[14]。此外，经过切割后的鲜切果蔬呼吸速率加快，糖、酸和淀粉消耗增加，表面的汁液也会阻塞气孔，诱发无氧呼吸，造成乙醇和乙醛的大量积累，从而使鲜切果蔬的酸度增加[15]。

1.2 营养成分变化

营养成分是决定果蔬品质的重要因素，鲜切果蔬在切割后会造成水溶性维生素、类黄酮等抗氧化物质的损失，并且在酶的催化下，营养成分发生各种降解反应，导致鲜切果蔬营养品质劣变。Tsouvaltzis等[16]研究发现，与未鲜切处理的韭菜相比，鲜切韭菜在10℃下贮藏7 d后，干物质、可溶性固形物、抗坏血酸及总酚含量分别下降13.8%、19.1%、38.5%及29.5%。Pérezgregorio等[17]研究表明鲜切洋葱在4℃和50℃水中浸泡5 min后黄酮醇的损失量达到17%～23%。Gil等[18]研究表明，鲜切菠菜在货架期内类黄酮和维生素C等抗氧化物质含量降低。鲜切生菜在10、15℃和20℃下贮藏，维生素C、叶绿素和可溶性固形物等营养物质下降速率较快，在低温（0℃和5℃）条件下贮藏效果更好，这可能是由于低温条件可延缓鲜切生菜组织新陈代谢，从而降低了营养成分的损失[19]。

1.3 微生物变化

切分处理后的鲜切果蔬易受到外界微生物的侵染。一是细胞组织结构被破坏，失去保护屏障，抵抗力薄弱，使其直接暴露在空气中，增加微生物污染概率；二是流失的汁液中含有各种营养成分，为微生物的生长繁殖提供条件。在温度、营养等适宜的条件下，微生物会在鲜切果蔬表面或内部迅速生长繁殖，影响其品质、货架期等重要指标。Marinelli等[20]对138份鲜切生菜样本进行微生物检测，结果表明其中42份样品中检测出霉菌和酵母菌，且随着贮藏时间的增加而增大。在贮藏1、7、9 d后，酵母菌菌落平均值分别为0.74、0.85、0.87 lg（cfu/g），霉菌菌落平均值分别为 0.66、0.78、0.80 lg（cfu/g）。目前，鲜切果蔬中最常污染的致病菌有致泻大肠埃希氏菌、沙门氏菌、单核细胞增生李斯特氏菌、变形假单胞菌、欧文氏菌属、灰色葡萄孢霉和白地霉等[21]。

2 鲜切果蔬品质控制技术

2.1 加工环节品质控制技术

2.1.1 清洗

清洗消毒对蔬菜加工至关重要，清洗处理可以减少鲜切果蔬表面大多数的微生物及农残等有害物质，延长其货架期。常用的清洗方法有利用清洗杀菌剂清洗、超声波清洗、臭氧水清洗和微纳米气泡清洗等。Rahman等[22]利用酸性电解水、次氯酸钠等清洗剂分别对鲜切菠菜处理5 min，结果表明酸性电解水的杀菌效果显著，可使大肠杆菌O157∶H7和单增李斯特菌分别减少2.30 lg（cfu/g）和 2.43 lg（cfu/g）。王雪青等[23]对菠菜进行微纳米气泡结合臭氧清洗处理，发现4 mg/L微纳米气泡的臭氧处理5 min后，可以有效抑制呼吸作用、叶绿素和维生素C损失、乙烯和丙二醛的生成及积累，降低菠菜氧化损伤，具有保鲜、控制品质的作用；臭氧具有杀菌作用，微纳米气泡可增加臭氧在水中的溶解量，维持其浓度恒定，增强其杀菌特性。尹晓婷[24]对鲜切生菜进行超声波清洗处理，研究表明20℃下利用240W超声波处理10 min，鲜切生菜的菌落总数从5.131 lg（cfu/g）减少至3.121 lg（cfu/g）、大肠菌群数从120 MPN/g降至3 MPN/g，同时产品的营养成分以及外观无明显破坏，说明超声波清洗技术可以有效抑制微生物繁殖并且保持良好的感官性状，达到优秀的清洗效果。超声波清洗技术和臭氧微纳米气泡清洗技术对果蔬的机械损伤小，感官品质佳，更加安全环保，但是最大的弊端在于除菌消毒不彻底，需要其他清洗消毒剂辅助才能达到杀菌作用。

2.1.2 切分

鲜切蔬菜的切分大小、形状直接影响产品的贮藏品质,可通过控制鲜切蔬菜的切分方式,最大地减少损伤,延长贮藏期。Han等[25]研究了切片、切碎、切丝3种切分方式对鲜切洋葱的贮藏品质和抗氧化活性，结果表明呼吸速率随着损伤程度的增加而上升,同时辛辣味、可溶性固形物和抗坏血酸的含量降低。另外，Li等[26]将鲜切火龙果切成薄片、半片和四分之一片，在15℃贮藏2 d后，色泽、维生素C和可溶性固形物含量未发生显著变化，而总酚含量、抗氧化活性和苯丙氨酸解氨酶活性随切割强度的增加而显著增加，总酚含量分别增加了63%、78%和90%，抗氧化能力分别增加了59%，47%和70%，表明鲜切处理可显著诱导活性氧和酚类物质的生物合成。

2.1.3 杀菌

2.1.3.1 紫外线和辐照处理

非热加工（non-thermal processing，NTP）在处理果蔬时温度变化不显著[27]，可最大限度保持果蔬的营养成分，且具有较好的抑菌、钝酶效果,主要包括紫外线、辐照、超高压、超声波、脉冲强光、脉冲电场、空间电场、静电场、磁电耦合交变感应电场、等离子体、交变磁场和超临界二氧化碳等技术。紫外线可以穿透细胞膜，破坏病原微生物的DNA、RNA和蛋白质生物大分子结构[28]，阻碍其正常生命活动，达到抑菌保鲜、延长货架期的作用。辐照是利用60Co或Cs产生的γ射线、X射线或高能电子束，造成微生物细胞的DNA、RNA和蛋白质等有机高分子化学键断裂，抑制或破坏其新陈代谢和生长发育作用，达到抑菌目的，但可能会导致产品质地、风味改变和营养物质的损失。闫帅等[29]利用短波紫外线照射鲜切鸡毛菜9 min，可使产品货架期延长至10 d～12 d，贮藏末期失重率、黄化指数降低，抗坏血酸含量、可溶性糖含量、过氧化物酶活性提高，可溶性蛋白含量无明显影响，表明紫外线处理具有显著保鲜作用。Pinela等[30]发现5 kGy的γ-射线处理鲜切豆瓣菜最有利于保持其品质并有增强效果。刘容等[31]研究发现3 kJ/m2短波紫外线的照射剂量能明显抑制鲜切淮山的褐变，保持色差值L*和硬度，减小其失重率，表明短波紫外线处理对鲜切淮山具有显著保鲜作用。

2.1.3.2 超声波处理

超声波处理产生的超声空化作用、冲击波和剪切力可以使酶失活[32]，当超声频率在20 kHz以上时，具有优良的抗褐变和杀菌效果，且不会造成明显果蔬品质的下降。潘艳芳等[33]利用40 kHz超声波处理鲜切甘薯10 min，抗褐变效果显著，抑制丙二醛积累、多酚氧化酶和过氧化物酶活性，提高总酚含量和抗氧化能力，延缓衰老变质。2.1.3.3 超高压处理

超高压处理利用压力将氢键或离子键等非共价键破坏，使微生物细胞结构、DNA、蛋白质等生物大分子结构变性，同时抑制酶的活力，达到抑菌保鲜的效果。孙海燕等[34]报道，300 MPa超高压处理鲜切天麻10 min具有较好保鲜效果，抑制呼吸作用，减缓总糖、抗坏血酸含量下降及衰老速率，延长其货架期至20 d。

2.1.3.4 脉冲电光和脉冲电场等处理

脉冲强光是指瞬时、高强度的脉冲光照射鲜切果蔬表面，以灭活微生物，达到抑菌、保鲜效果。彭光华等[35]利用脉冲强光技术对鲜切荸荠进行处理，以每秒闪照2次的频率进行脉冲强光持续处理10 min，其保鲜效果显著，抑制水分和营养物质的流失、过氧化物酶活性、微生物生长以及褐变进程。林芳妃等[36]研究纳米脉冲电场对樱桃的保鲜作用，结果表明在电场强度0.9 kV/cm、频率6 kHz、处理时间60 s时樱桃腐烂率最低，通过杀灭微生物以及钝化酶，纳米脉冲电场可以有效保持其新鲜品质。张敏欢等[37]采用静电场对鲜切马铃薯进行处理，发现静电场处理具有抑制褐变，保持水分的作用。王秀娟[38]利用180 V交变磁场处理蜜瓜15 min，其保鲜效果显著，失重率、呼吸强度明显降低，质地软化延缓，可溶性固形物增加，磷脂酶D基因表达量变化最低。电场处理是从膜电位差、微观质构和酶活角度对鲜切果蔬进行抑菌处理，孙艳[39]研究常压低温等离子体对鲜切黄瓜和胡萝卜的保鲜效果，发现处理后失重率、丙二醛含量以及相对电导率减少更小，色泽及主要香气成分变化小，且不会造成果肉形态破坏。

2.2 贮藏环节品质控制技术

2.2.1 低温、热激与回温处理

适宜的低温能减弱鲜切果蔬的呼吸强度，降低生物酶活性，抑制生理生化反应速率，延缓果蔬衰老。冷激处理（cold shock treatment，SCT）是在短时间内对采后果蔬进行不发生冷害和冻害的低温处理，适宜低温能抑制鲜切果蔬各项生命活动，温度每下降10℃，酶的活性降低约33%～50%[40]。Berno等[41]对鲜切紫洋葱分别在0、5、10℃和15℃贮藏，结果表明0℃下总酚、花青素和槲皮素等含量变化小，有利于营养物质和感官品质的保持。此外，热激处理（heat shock treatment，HST）对鲜切果蔬也具有一定的保鲜效果，它是指短时间内采后果蔬在非致死的高温中进行处理的一种物理方法，温度通常在30℃～55℃，HST的时间在几秒到几小时之间不等[42]。近年来，有学者对回温处理（20℃～25℃）在抑制鲜切果蔬褐变控制中的应用有所研究，结果表明鲜切洋姜块茎[43]、嘎啦苹果[44]通过回温处理可降低果蔬的苯丙氨酸解氨酶活性和呼吸强度，降低总酚含量，显著抑制了褐变。不同温度处理对鲜切果蔬的保鲜效果见表1。

表1 不同温度处理对鲜切果蔬的保鲜效果Table 1 Effects of different temperatures on fresh-cut fruits and vegetables

2.2.2 气调保鲜

鲜切果蔬贮藏时环境的温度、压力和气体成分的变化会引起品质劣变。常见的贮藏方式有常温贮藏、低温贮藏、气调贮藏和减压冷藏等，气调保鲜技术主要为气体、膜、气体+膜的复合作用。钱骅等[48]对鲜切西蓝花进行减压冷藏处理，研究表明短期减压冷藏可以抑制呼吸强度，并延缓呼吸高峰的到来，贮藏4 d时，丙二醛含量仅为2.31 μmol/g，延缓其积累，抑制膜脂过氧化过程，保鲜效果显著。但目前减压冷藏多限于实验室研究阶段，还没有实现商业化应用。李栋等[49]利用高浓度CO2来进行鲜切莲藕的气调贮藏处理，发现20% CO2可显著抑制褐变指数的上升，降低多酚氧化酶酶活，并激活烟酰胺腺嘌呤二核苷酸激酶活力，提高还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸含量，抗氧化能力显著。此外，包装材料的特性对鲜切果蔬的品质也有较大的影响。纳米包装技术具有低透湿性、低透氧率和抗菌等特殊性能，可使包装材料内的果蔬形成自发气调贮藏，能有效延迟鲜切果蔬衰老，抑制微生物生长，对叶绿素、还原糖和维生素C等保持方面效果显著。

2.2.3 保鲜剂保鲜

保鲜剂保鲜技术在果蔬保鲜包装上的保鲜作用主要体现在对果蔬产生的气体（如乙烯、乙醇等）进行抑制，降低果蔬的呼吸强度，减少水分散失、腐烂、氧化、发芽、乙烯的产生等问题，限制微生物生长，延长货架期。根据作用原理，保鲜剂可以分为化学保鲜剂、天然保鲜剂和生物保鲜剂。目前研究化学保鲜剂控制鲜切果蔬品质时，通常利用不同浓度的单一保鲜剂混合制成的复合保鲜剂，其抑菌、保鲜作用效果更佳。不同保鲜剂对鲜切果蔬的保鲜效果见表2。

表2 不同保鲜剂对鲜切果蔬的保鲜效果Table 2 Effects of different preservatives on fresh-cut fruits and vegetables

2.3 运输和销售环节品质控制技术

2.3.1 运输振动

运输主要是指生产企业至销售地点之间的物流过程，是鲜切果蔬中的重要环节，运输方式、运输线路、运输时的环境温度、环境中气体成分及浓度、减震包装材料种类及厚度和运输车厢中的堆放位置等因素均会导致鲜切果蔬产生品质变化，影响终端销售情况。在运输过程中，鲜切果蔬受到振动、挤压和冲击等作用，会形成以塑性或脆性破坏为主的现时损伤和以黏弹性变形为主的延迟损伤[57]。张超等[58]比较冷藏车箱内前上、前下、后上和后下4个堆放位置对鲜切荷兰芹品质的影响，结果表明上层鲜切荷兰芹感官品质低于下层产品，且运输中振动强度是导致鲜切果蔬品质变化的主要因素。振动强度越高，鲜切荷兰芹品质降低越快。王冉冉[59]对鲜切紫甘蓝运输方式进行研究，发现泡沫箱+多层瓦楞纸板减震运输可有效维持感官和营养品质。

2.3.2 运输时间

鲜切果蔬的品质会随着运输时间延长而显著下降。董雪临等[60]使用箱式冷藏车模拟大都市鲜切蔬菜2、3、5 h冷藏运输过程，研究表明2 h～3 h的短途运输对鲜切生菜菌落总数、硬度、VC含量和感官评分等品质影响较小，并在实验室内模拟冲击试验，得出鲜切生菜、黄瓜片连续累积5 h后其延迟性损伤高于累积2 h后的结果，丙二醛含量升高，维生素C和可溶性固形物含量降低，菌落总数增多，而鲜切青椒丝在模拟运输2 h和5 h的外观品质差异不大，营养品质有显著性差异。Berardinelli等[61]得出240 km～320 km中长途运输可能导致梨变色，可采用石蜡乳液处理减少运输中的摩擦变色现象。同时，鲜切果蔬在运输环节应当采用冷链运输，防止在途中受到外界微生物污染，并且严格控制鲜切果蔬生产、流通中微生物的生长，以期提高产品品质。

2.3.3 销售

微生物污染是鲜切果蔬流通销售中的突出问题。曹娜等[62]对超市21种鲜切蔬菜的微生物检测发现，叶菜类、根茎类及果品类等鲜切蔬菜的菌落总数数量级达10-7MPN/100 g～10-8MPN/100 g，且均检出单增李斯特氏菌，因此相关部门必须采取有效措施加强鲜切果蔬方面的食品安全管理。此外，鲜切果蔬销售时，在货架陈列期利用不同颜色LED灯光照处理可对其品质产生影响。张婷婷等[63]研究白光、红光、蓝光、绿光、LED灯光照以及避光处理对鲜切青椒品质的影响，结果表明绿光处理对鲜切青椒的质量损失率最低，为3.75%，并对可溶性固形物、颜色变化、风味物质的影响均较小。

3 结语与展望

鲜切果蔬供应链的品质控制贯穿清洗、切分、杀菌、包装、贮藏、运输和销售环节，由于其特殊生产工艺的影响，会加速褐变、衰老等不良生理生化反应，引起感官品质变化、微生物污染以及营养成分流失，从而导致鲜切果蔬品质劣变和货架期缩短，失去商品价值，因此必须采取有效的品质控制措施严格把控鲜切果蔬供应链的每一个环节。目前国内针对鲜切果蔬的非热加工杀菌，特殊复合包装材料，复合保鲜剂等方面研究多停留在理论阶段，因此，需要深入探讨鲜切蔬菜品质劣变的机理，研究应以安全营养、环保高效为核心，尤其是天然化学物质、生物保鲜、非热加工等多种技术的有效结合等领域将成为鲜切果蔬加工的研究热点。同时应建立鲜切果蔬全环节危害分析的临界控制点（hazard analysis and critical control point，HACCP）食品质量控制体系，完善冷链物流，实现全程鲜切果蔬供应链环节的质量安全监管，并建立鲜切果蔬技术标准，从而有效抑制微生物生长，达到保持鲜切果蔬的品质、延长货架期的目标。