蘋果加工過程中褐變機理研究及防褐變保鮮技術(shù)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(yù)冷→消毒清潔→切分修整→護色→涂膜→溺干→包裝→低溫貶藏。依據(jù)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(guān)各個加工環(huán)節(jié)，以便于獲得清潔的高品質(zhì)的鮮切蘋果產(chǎn)品。目前在蘋果鮮切加工環(huán)節(jié)中，由于切分之后的蘋果會和空氣進行接觸，極為容易出現(xiàn)褐變現(xiàn)象，直接制約了蘋果的加工品質(zhì)，這也是目前制約鮮切蘋果大規(guī)模生產(chǎn)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(xiàn)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(zhì)的參與，進而引發(fā)的一系列褐變反應(yīng)。具體而言，當(dāng)在有氧的環(huán)境下，多酚氧化酶（PPO）氧化組織中的內(nèi)源性多酚類物質(zhì)會形成醌，然后醌又在蘋果的體內(nèi)自身進行縮合或者喝細胞內(nèi)的蛋白質(zhì)以及氨基酸等發(fā)生作用，進而產(chǎn)生高分子的絡(luò)合物，進而產(chǎn)生褐色的色素或者是黑色素。多酚氧化酶氧化的酚類物質(zhì)在完整的細胞中作為呼吸傳遞物質(zhì)，在酚和醌中保持著動態(tài)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(zhì)經(jīng)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(yīng)和糖、氨基酸、蛋白質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)而引發(fā)的。其化學(xué)過程主要包含美拉德反應(yīng)、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(dǎo)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(yīng)增強PPO活性以及可溶性，加劇了褐變現(xiàn)象的發(fā)生。就目前蘋果加工過程中的褐變機理來看，酶促褐變當(dāng)屬蘋果加工過程中的主要褐變反應(yīng)，也是導(dǎo)致鮮切蘋果產(chǎn)品褐變的主要因素，需引起高度重視。

高氧處理技術(shù)在鮮切蘋果防褐變中的應(yīng)用

高氧處理技術(shù)作為近年來新興的一種果蔬采后處理技術(shù)，其率先由英國學(xué)者Day （1996）提出，此后各個學(xué)者也開始展開對其的研究。該技術(shù)能夠?qū)叩钠焚|(zhì)質(zhì)量進行有效改善，進而有效延長果蔬的保鮮期。其具體應(yīng)用主要包含果蔬貯藏方面和鮮切果蔬產(chǎn)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(chǎn)生、品質(zhì)變化和微生物來實現(xiàn)的。

抑制鮮切蘋果褐變機理。高氧處理技術(shù)可以有效抑制鮮切蘋果的褐變現(xiàn)象，并具備較好的穩(wěn)定性和持續(xù)性。Day指出，該技術(shù)之所以能夠有效抑制果蔬的褐變現(xiàn)象，主要原因在于其能夠抑制PPO的基質(zhì)。換言之，因多酚氧化之后的無色產(chǎn)物奎寧能夠有效抑制PPO的產(chǎn)生。

抑制微生物機理。對于鮮切蘋果而言，其產(chǎn)品品質(zhì)還直接受到微生物數(shù)量的影響，一旦微生物數(shù)量超標，勢必影響到產(chǎn)品的感官品質(zhì)，同時產(chǎn)生的病菌還危機到人們的身體健康。傳統(tǒng)的低氧處理技術(shù)，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(shù)量，進而實現(xiàn)保鮮功效。高氧處理技術(shù)則主要是通過對微生物細胞內(nèi)部的活性氧ROS的生成進行有效的脅迫和誘導(dǎo)來實現(xiàn)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(nèi)的過氧化氫進行有效清除，進而產(chǎn)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(chǎn)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(jié)構(gòu)進行破壞，從而實現(xiàn)對鮮切蘋果的保鮮功能。

抑制呼吸機理。高氧處理技術(shù)還能夠?qū)μO果的呼吸作用進行有效抑制。在高氧的環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)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(dǎo)產(chǎn)生的底物進行有效氧化，降低高氧脅迫條件下的活性O(shè)2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(dǎo)膜組織產(chǎn)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(yīng)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(xiàn)象是影響鮮切蘋果品質(zhì)的重要問題。在鮮切蘋果加工過程中，酶促褐變是導(dǎo)致其產(chǎn)生褐變現(xiàn)象的主要原因，需要引起足夠的重視。隨著科技的不斷發(fā)展，高氧處理技術(shù)應(yīng)時代而生，并在防止鮮切蘋果褐變現(xiàn)象中發(fā)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(chǎn)生、品質(zhì)變化和微生物來實現(xiàn)的對果蔬的保鮮功能，進而有效抑制褐變現(xiàn)象，提升鮮切蘋果的加工品質(zhì)。