蘋果加工過程中褐變機理研究及防褐變保鮮技術研究

樊林娟

鮮切蘋果工藝流程

鮮切蘋果的主要工藝流程為：蘋果采收→分級→預冷→消毒清潔→切分修整→護色→涂膜→溺干→包裝→低溫貶藏。依據HACCP體系對于食品加工的具體要求，在加工蘋果的過程中，需要嚴格把關各個加工環節，以便于獲得清潔的高品質的鮮切蘋果產品。目前在蘋果鮮切加工環節中，由于切分之后的蘋果會和空氣進行接觸，極為容易出現褐變現象，直接制約了蘋果的加工品質，這也是目前制約鮮切蘋果大規模生產的主要問題。

鮮切蘋果褐變機理研究

對于鮮切蘋果而言，其最常見的問題主要是褐變問題，也是加工以及貯藏過程中必須高度重視的問題。通常來說，對于鮮切蘋果的褐變現象而言，主要有酶促褐變和非酶促褐變兩種類型。第一，酶促褐變。主要指的是由于多酚氧化酶（PPO）等酶類物質的參與，進而引發的一系列褐變反應。具體而言，當在有氧的環境下，多酚氧化酶（PPO）氧化組織中的內源性多酚類物質會形成醌，然后醌又在蘋果的體內自身進行縮合或者喝細胞內的蛋白質以及氨基酸等發生作用，進而產生高分子的絡合物，進而產生褐色的色素或者是黑色素。多酚氧化酶氧化的酚類物質在完整的細胞中作為呼吸傳遞物質，在酚和醌中保持著動態的平衡。一旦新鮮的蘋果組織被損失，大量的氧分侵入其中，將激活酶原，鄰苯二酚類的物質經過酶的催化氧化作用下，生成鄰苯醌類化合物。第二，非酶促褐變。主要指的是因為抗壞血酸氧化分解、多元酶氧化縮合反應和糖、氨基酸、蛋白質等發生反應而引發的。其化學過程主要包含美拉德反應、焦糖化作用、抗壞血酸氧化降解和多元酚氧化縮合等。

在蘋果加工過程中，極為容易導致蘋果組織合成酚類化合物，也就十分容易提升切分部位的褐變敏感性，并會相應增強PPO活性以及可溶性，加劇了褐變現象的發生。就目前蘋果加工過程中的褐變機理來看，酶促褐變當屬蘋果加工過程中的主要褐變反應，也是導致鮮切蘋果產品褐變的主要因素，需引起高度重視。

高氧處理技術在鮮切蘋果防褐變中的應用

高氧處理技術作為近年來新興的一種果蔬采后處理技術，其率先由英國學者Day （1996）提出，此后各個學者也開始展開對其的研究。該技術能夠對果蔬的品質質量進行有效改善，進而有效延長果蔬的保鮮期。其具體應用主要包含果蔬貯藏方面和鮮切果蔬產品方面。其對于鮮切果蔬的防褐變保鮮功效主要是通過作用于果蔬的呼吸作用、乙烯產生、品質變化和微生物來實現的。

抑制鮮切蘋果褐變機理。高氧處理技術可以有效抑制鮮切蘋果的褐變現象，并具備較好的穩定性和持續性。Day指出，該技術之所以能夠有效抑制果蔬的褐變現象，主要原因在于其能夠抑制PPO的基質。換言之，因多酚氧化之后的無色產物奎寧能夠有效抑制PPO的產生。

抑制微生物機理。對于鮮切蘋果而言，其產品品質還直接受到微生物數量的影響，一旦微生物數量超標，勢必影響到產品的感官品質，同時產生的病菌還危機到人們的身體健康。傳統的低氧處理技術，主要是運用較低的氧氣濃度來對微生物的呼吸進行抑制，以便于有效控制微生物的數量，進而實現保鮮功效。高氧處理技術則主要是通過對微生物細胞內部的活性氧ROS的生成進行有效的脅迫和誘導來實現對微生物生長的有效抑制。就厭氧微生物而言，一旦O2的濃度超過0.1%，其生長必然受到影響，主要原因在于該類型的微生物缺乏過氧化氫酶，難以對體內的過氧化氫進行有效清除，進而產生毒害作用。而針對大部分的好氧微生物而言，一旦O2的濃度比機體自身能夠承受的范圍高之后，則會產生并堆積O2自由基等活性氧，進而對微生物的生長進行有效抑制，并對其組織結構進行破壞，從而實現對鮮切蘋果的保鮮功能。

抑制呼吸機理。高氧處理技術還能夠對蘋果的呼吸作用進行有效抑制。在高氧的環境下，能夠實現蘋果的替換呼吸和抗氧呼吸，替換呼吸途徑可以將部分被脅迫誘導產生的底物進行有效氧化，降低高氧脅迫條件下的活性O2的生成，進而減少對組織的傷害，進而有效維持代謝的平衡。同時，高O2脅迫還可能誘導膜組織產生抗氧化保護體系，維持膜的完整性，以延緩果蔬衰老速度，提高果蔬保鮮期。另外，有研究表明高氧可抑制順烏頭酸酶的酶活，因而TCA途徑中檸檬酸到a-醌戊二酸的反應受到抑制，進而抑制呼吸作用，從而增加果蔬貯藏期。

總之，褐變現象是影響鮮切蘋果品質的重要問題。在鮮切蘋果加工過程中，酶促褐變是導致其產生褐變現象的主要原因，需要引起足夠的重視。隨著科技的不斷發展，高氧處理技術應時代而生，并在防止鮮切蘋果褐變現象中發揮著十分重要的作用，其通過作用于蘋果的呼吸作用、乙烯產生、品質變化和微生物來實現的對果蔬的保鮮功能，進而有效抑制褐變現象，提升鮮切蘋果的加工品質。