鮮切蘋果不同溫階貨架品質調控規律

杜美軍，李喜宏，2，*，張博，葛永紅，3，任天祥

（1.天津科技大學 食品工程與生物技術學院，天津 300457；2.天津食品安全低碳制造協同創新中心，天津 300457；3.天津捷盛東輝保鮮科技有限公司，天津 300403；4.天津市利源捷能氣調保鮮設備有限公司，天津 300041）

鮮切果蔬（fresh-cut）又稱為半處理果蔬或輕度加工果蔬（minimally processed fruits and vegetables）[1]。近年來為滿足人們追求天然、營養、快節奏的生活需求，鮮切果蔬菜行業發展迅猛。但是由于切割加工過程中機械損傷和一系列的生理變化，果蔬極易發生氧化褐變[2-3]和失水萎蔫等問題，致使果蔬的感官性能和食用品質嚴重下降[4]，縮短了果蔬貯藏期。因此，維持貨架保鮮品質是鮮切果蔬加工難點和關鍵所在[5]。

上世紀90年代以來，西方發達國家的切割果蔬市場發展迅速，到了2000年在美國的市場份額已占零售市場總銷售額的1/4[6]。而國內發展相對緩慢，近年來發展有所加快。目前國內對于鮮切果蔬的保鮮研究集中在低溫，保鮮劑處理，低氧氣調等單因素條件的控制，貨架品質差異較大，保鮮效果并不理想，且在冷鏈貯藏和運送實際應用中很難達到理想的保鮮效果。關于各溫階經處理鮮切蘋果貨架品質差異規律的研究報道相對較少。

本項目以鮮切蘋果為研究對象，針對其極易褐變，不易貯藏等品質問題，模擬冷鏈運輸及貯藏條件，研究其各溫階貨架保鮮期。實驗使用一種常規保鮮劑抗壞血酸和碳酸氫鈉復合保鮮劑[7]，包裝方式采用自發氣調包裝（modified atmosphere packaging，MAP）[8]，利用蘋果呼吸作用與包裝膜的透氣性形成平衡，營造一種低O2高CO2的微環境。置于各溫階條件貯藏，以確定不同溫度下維持鮮切蘋果較好保鮮效果的貨架期，從而為鮮切即食果品冷鏈貯藏和配送提供理論依據和實踐指導。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

試驗樣品：六月中下旬購自于天津濱海新區水果市場，挑選新鮮，大小、色澤和成熟度一致且無病蟲害的“紅富士”蘋果。

包裝材料：240 mm×170 mm 自封袋，國家農產品保鮮工程技術研究中心（天津）。

抗壞血酸（食品級）：天津環宇紅星食品貿易有限公司；碳酸氫鈉（食品級）：廊坊市華辰化工有限公司；次氯酸鈉（分析級）：天津市瑞明威化工有限公司；冰乙酸（分析級）天津市大茂化學試劑廠；聚乙二醇-6000（Polyethylene glycol-6000，PEG 6000）：天津市天泰精細化學品有限公司；聚乙烯吡咯烷酮（polyvinylpolypyrrolidone，PVPP）：天津市福晨化學試劑廠；聚乙二醇辛基苯基醚（Triton X-100）、鄰苯二酚（分析級）：天津市光復精細化工研究所；其他試劑均為AR 級。

1.1.2 儀器

GY-4 數顯果實硬度計：四川中浪科技有限公司；WY060T 型手持折光儀：日本愛宕（ATAGO）株式會社；DSS-307 電導率儀：上海儀電科學儀器股份有限公司；HP-200 精密色差儀：上海漢譜光電科技有限公司；JJ-1000 精密型電子天平：常熟雙杰測試儀器廠；Centrifuge 5804R 型冷凍離心機：德國艾本德（Eppendorf）公司；Alpha-1506 分光光度計：上海譜元儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 操作流程

蘋果果品選擇→低溫預冷→清洗消毒→去皮去核→切片→保鮮劑浸泡→自然瀝干→MAP 包裝→溫度梯度箱貯藏

1.2.2 復合保鮮劑的配制

準確稱量5 g 碳酸氫鈉和5 g 抗壞血酸，分別用去離子水定容至500 mL。然后混合于1 L 玻璃瓶，低溫避光保存備用。

1.2.3 樣品處理

先將購置的蘋果置4℃低溫預冷24 h，然后取出用體積分數為0.1%的NaClO 溶液浸泡2 min 進行表面消毒，再用去離子水沖洗干凈。經去皮后，用不銹鋼刀均勻縱切成16 片，去核，每片厚度在15 mm～20 mm左右。將蘋果片放在復合保鮮劑溶液中浸泡5 min，撈出放在塑料框中自然瀝干后進行MAP 包裝，做好標記，每袋6 片。每5 袋為一組，共 5組。分別放在 2、4、8、12℃和常溫（25℃）的溫度梯度箱中，以常溫未經處理的樣品為空白對照，每2 天取出一組測定各項指標。

1.2.4 指標測定

1.2.4.1 多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）活性測定

稱取10.0 g 鮮切蘋果果肉，置于研缽中，加入5.0 mL 提取緩沖液，在冰浴條件下研磨成勻漿，于4℃，10 000 r/min 離心30 min，收集上清液即為酶提取液，低溫保存備用。其他步驟均參照曹建康的方法[9]測定。

1.2.4.2 褐變指數的測定

使用HP-200 精密色差計測定鮮切蘋果褐變度。參照王武等[10]方法進行褐變度的計算：

1.2.4.3 失重率的測定

式中：W0表示果實最初的重量；W1表示每次測定時果實的實際重量。

1.2.4.4 果肉硬度的測定

使用GY-4 數顯果實硬度計測定。

1.2.4.5 相對電導率的測定

使用DSS-307 電導率儀測定電導率。

1.2.4.6 可溶性固形物（total soluble solid，TSS）

使用WY060T 型手持折光儀測定各溫階樣品的TSS 含量。

1.2.4.7 感官質量評定

挑選10 名專業的食品品質評價員，獨立評分。對各評價指標取平均值，建立數學模型，采用多層次綜合評判法對產品的感官質量進行分析[11]，評定標準見表1。

表1 鮮切蘋果的感官質量鑒評標準Table 1 Evaluatiaon standards on sensory quality of fresh-cut apple

模糊關系數學模型[12]為式中：Y 為綜合評判結果集；X 為權重集；R 為評判矩陣；◎為模糊合成算子為各評定指標平均值。評定論域為 U={色澤，風味，質感}；評語論域為 V={1，2，3，4，5，6，7，8，9}；規定對應的權數值 X={0.3，0.4，0.3}。

1.3 數據分析

每組試驗結果重復3 次測定并取平均值及方差，采用Origin 9.0 作圖，以SPSS 24.0 對感官評分進行顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 各溫階對鮮切蘋果PPO活性的影響

多酚氧化酶PPO 是以銅為輔基的一種酶，是末端氧化酶的主要部分，果蔬組織在一些不利條件下造成傷害時，PPO 活性能顯著提高，以此來提高自身的抵抗能力，減緩被傷害的程度[13-14]，盡管起到了防御作用但是卻導致了果蔬的褐變[15]。各溫階對鮮切蘋果PPO活性的影響見圖1。

圖1 各溫階鮮切蘋果PPO 活性的變化Fig.1 Changes in PPO activity of fresh-cut apple at each temperature step

從圖1可知，不同溫度下的各組樣品PPO 活性變化基本上均呈現先降低再升高再降低波浪式的變化趨勢，各溫階差異性顯著（P〈0.05）。各溫階樣品起初都有一個明顯下降的趨勢，可能第0 天是對樣品前處理時間過長，在室溫下擱置太久，所以第0 天酶的活性偏高。經過保鮮液處理的樣品PPO 活性均比常溫空白對照低，且明顯延遲了PPO 活性最高峰的出現時間，說明這種組合處理方式能較好的進行鮮切蘋果品質調控。2℃貯藏條件下PPO 活性在12 d 內一直保持較低水平；4℃貯藏條件下PPO 活性在第10 天左右上升到最大值，可能是鮮切蘋果組織受到損傷，自我防衛作用引起PPO 活性的升高；8℃和12℃貯藏條件下PPO活性均在第6 天達到峰值，且12℃一直保持較高的PPO 活性，可能是由于微生物的大量繁殖造成了細胞組織的破壞。可見，縱向對比，低溫能明顯抑制PPO 活性；橫向對比，不同溫階第一個峰值出現前均能達到較好的保鮮效果。

2.2 各溫階對鮮切蘋果褐變度的影響

L*a*b*色空間是當前最通用的測量物體顏色的色空間之一，可廣泛用于所有領域[1]。其中以△E*a*b*標示褐變度，△E*a*b*值越小，表示護色效果越好[10]。各溫階對鮮切蘋果褐變度的影響見圖2。

圖2 各溫階鮮切蘋果褐變度的變化Fig.2 Changes in browning degree of fresh-cut apple at each temperature step

從圖2可知，貯藏時間越長各樣品的△E*a*b*值越高，表示抗褐變效果在不斷的降低。與空白對照組相比，經過保鮮液處理的樣品的褐變程度均有所下降（P〈0.05），說明在此處理條件下能夠有效的抑制褐變。2℃貯藏條件下12 d 內鮮切蘋果能夠保持良好的色澤度；4℃條件下10 d 后褐變程度成倍加劇；8℃貯藏條件下第6 天以后褐變現象明顯加重，6 d～8 d 褐變指數提高了83%；12℃貯藏條件下在第2 天以后，褐變度極具上升，2 d～4 d 褐變指數比第2 天提升4 倍。綜上所述，2℃ 12 d 以上，4℃ 10 d，8℃ 6 d 和 12℃ 2 d 內鮮切蘋果能夠保持較好的色澤度。

2.3 各溫階對鮮切蘋果失重率的影響

失重率是衡量果實蒸騰失水和呼吸損耗程度的重要指標，由于試驗采用了MAP 包裝貯藏方法，呼吸損耗成為影響失重的主要因素。各溫階對鮮切蘋果失重率的影響見圖3。

圖3 各溫階鮮切蘋果失重率的變化Fig.3 Changes in weight loss rate of fresh-cut apple at each temperature step

從圖3可知，各樣品失重率先上升后趨于平緩，這是由于自我氣調作用成為主導，果實呼吸產生的CO2在包裝袋內積累，從內抑制了果實的進一步呼吸的損耗。不同溫度下的失重率變化差異較大（P〈0.05），但均低于常溫空白對照組。2℃條件下12 d 內失重0.113%；4℃條件下6 d 內失重0.137%后趨于平緩；8℃條件下6 d 內失重0.161%后趨于平緩；12℃條件下在2 d 內失重就達到了0.138%。由此可見，經常規保鮮劑處理并低溫MAP 包裝貯藏能夠明顯的抑制果實的呼吸作用，減少水分的散失和營養物質的損耗，且溫度越低抑制效果越明顯。

2.4 各溫階對鮮切蘋果硬度的影響

一定程度上，果實的硬度能夠反映果實的新鮮程度，是衡量果蔬貯藏品質的重要指標之一，鮮切蘋果只有保持較高的硬度，才不會影響其正常的商業價值。各溫階對鮮切蘋果硬度的影響見圖4。

圖4 各溫階鮮切蘋果硬度的變化Fig.4 Changes in hardness of fresh-cut apple at each temperature step

從圖4可知，鮮切蘋果的硬度均隨著的貯藏時間的延長而降低。經處理的鮮切蘋果硬度均比對照組下降緩慢，而且對照組6 d 內硬度下降了38.2%發生腐爛。12 d 內2℃和4℃條件硬度維持相對較高水平且下降趨勢較為接近；8℃和12℃貯藏條件下的鮮切蘋果硬度下降相對較快，12℃條件下鮮切蘋果硬度在第6 天～第10 天比8℃條件的大，可能是失水過多產生干硬現象。說明經處理的鮮切蘋果貯藏溫度越低，時間越短，越容易保持果實最佳的硬度水平。

2.5 各溫階對鮮切蘋果相對電導率的影響

果蔬采摘以后細胞膜的功能活性會不斷下降，通透性提高，細胞內的電解質會向外滲透[9]。再加上外界不良環境的影響，細胞組織會受到不同程度的損傷。相對電導率的大小是衡量細胞膜受損程度的重要指標，電導率越大，電解質滲透量越多，說明細胞膜的受損程度越大，反之越小[16]。各溫階對鮮切蘋果相對電導率的影響見圖5。

圖5 各溫階鮮切蘋果相對電導率的變化Fig.5 Changes in relative conductivity of fresh-cut apple at each temperature step

從圖5可知，經處理的樣品在不同溫階下的相對電導率均低于空白對照組，說明在此貯藏條件下能夠減小細胞膜的損傷程度。2℃條件下鮮切蘋果相對電導率高于其他3個處理組，可能是溫度過低樣品發生冷害現象，從而導致鮮切蘋果細胞膜發生損害，細胞內電解質滲漏導致電導率升高。4、8、12℃相對電導率變化趨勢差異性顯著（P〈0.05），且溫度越高相對電導率越大。由此可見，4℃～12℃條件下溫度越低，貯藏時間越短，對果實細胞膜的破壞作用越小，越容易維持鮮切蘋果的新鮮度。

2.6 各溫階對鮮切蘋果TSS的影響

果蔬在成熟過程中可溶固形物含量會上升，衰老過程中可溶固形物含量可能會下降，因此可溶固形物含量是判斷果蔬耐貯性的重要指標[9]。各溫階對鮮切蘋果TSS 的影響見圖6。

從圖6可知，總體上所有樣品的可溶性固形物含量均隨著儲藏時間的延長而下降，且不同溫階變化趨勢差異性顯著（P〈0.05）。與對照組相比，經處理的鮮切蘋果TSS 含量的下降明顯減緩，有延緩果實衰老的功效。2℃條件降低最少，12 d 內僅下降了9.8%；4℃與2℃條件趨勢較為接近，10 d 內下降了10.6%，之后下降加劇；8℃條件前6 d 下降趨勢平緩，6 d 內下降了12.7%；12℃條件4 d 就下降了19.5%；常溫條件下2 d～4 dTSS 含量有所上升，可能是由于溫度較高果實出現了后熟現象。綜上所述，在此組合處理條件下，2℃12 d，4℃ 10 d，8℃ 6 d 及 12℃ 4 d 內能夠較好的抑制果實的衰老并阻止蘋果營養物質的流失。

圖6 各溫階鮮切蘋果TSS 的變化Fig.6 Changes of TSS value of fresh-cut apple at each temperature step

2.7 各溫階對鮮切蘋果感官質量的影響

利用建立的數學模型對評價數據進行計算，然后將計算結果利用SPASS Statistics 24.0 進行顯著性分析，分析結果如表2。

從表2中可看出各處理樣品的感官質量評價值均明顯高于對照組。2℃條件下的評分12 d 內一直處于各組最高值；4℃條件下10 d 后感官質量下降幅度明顯加快；8℃條件下6 d 內評分處于相對較高的穩定水平；12℃條件只能維持兩天的最佳感官質量。由此可見，經過組合處理的鮮切蘋果能夠保持較高感官質量和食用品質的條件是：2℃ 12 d、4℃ 8 d、8℃ 6 d 及12℃ 2 d。

表2 各溫階鮮切蘋果感官質量分析Table 2 Analysis of sensory quality of fresh-cut apple at each temperature step

3 結論與討論

試驗結果表明，鮮切蘋果片經過常規復合保鮮劑浸泡處理，MAP 氣體自調包裝后置于各溫階條件下貯藏，能夠不同程度的實現保鮮效果。2℃條件下各項指標最好，但是果實細胞膜的受損程度較大，所以冷鏈貯運過程中不推薦采用該溫度；4℃條件下10 d 內，鮮切蘋果PPO 酶活性較低，營養物質流失較少，且能夠保持較好硬度和感官質量，最適合鮮切蘋果的長時間保存；8℃條件下6 d 和12℃條件2 d 內，鮮切蘋果的PPO 活性、褐變度、硬度、失重率、相對電導率、TSS 含量及感官質量各項指標綜合評分較好，適合短期的冷鏈貯運。

此外，2℃條件下鮮切蘋果由于失去了原有的商品價值，所以并未研究其具體的保鮮周期。此次實驗只是研究了保鮮劑、MAP 包裝及溫度三重組合因素的保鮮效果，并未研究各因素對保鮮效果的實際貢獻率，具體有待進一步探索。