預(yù)處理結(jié)合氣調(diào)包裝對混合鮮切果蔬品質(zhì)的影響

濮艷清，盧立新,2*，潘嘹,2，王清，盧莉璟，張大海

1(江南大學(xué) 機械工程學(xué)院，江蘇 無錫，214122)2(江蘇省食品先進制造裝備技術(shù)重點實驗室，江蘇 無錫，214122)3(北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京，100081)4(宿遷利華農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司，江蘇 宿遷， 223833)

鮮切果蔬因其新鮮、方便、即食等特點備受廣大消費者的青睞[1]。

鮮切果蔬機械損傷后易產(chǎn)生褐變、營養(yǎng)損失、汁水流失、風(fēng)味下降、微生物滋長等問題。針對單種鮮切果蔬的保鮮包裝研究主要涉及預(yù)處理和保鮮包裝技術(shù)。預(yù)處理分為物理預(yù)處理、化學(xué)預(yù)處理和生物預(yù)處理[2]。常用熱處理[3]、臭氧處理[3]、可食性涂膜[4]等方式能抑制鮮切果蔬褐變、保持其良好的感官品質(zhì)。保鮮包裝目前主要采用氣調(diào)包裝，一般鮮切果蔬氣調(diào)包裝內(nèi)部保持 2%～5% O2和 5%～10% CO2，有利于維持鮮切果蔬的品質(zhì)[5-7]。不同種類的鮮切果蔬由于其呼吸強度、營養(yǎng)成分、褐變速度、含水量等的不同，通常需要采用不同保鮮技術(shù)來維持外觀、營養(yǎng)成分等品質(zhì)。相關(guān)研究表明，預(yù)處理與氣調(diào)包裝的結(jié)合能有效地延長貨架期[8-10]。

目前混合型鮮切產(chǎn)品的研究大多圍繞蔬菜沙拉產(chǎn)品，保鮮包裝技術(shù)主要為氣調(diào)包裝。但混合鮮切果蔬保鮮包裝的研究尚未見報道。與單種鮮切果蔬相比，混合鮮切果蔬貯藏存在果蔬間自身的呼吸相互影響、病菌易交叉感染的特點，需要解決其易褐變變質(zhì)、微生物滋生、貨架期縮短等問題。

本文以蘋果、胡蘿卜、橙子為混合鮮切果蔬的研究對象，結(jié)合前期預(yù)處理與氣調(diào)包裝，分析不同氣體組分包裝處理對其貯藏品質(zhì)及相關(guān)生理指標的影響，為生產(chǎn)中混合鮮切果蔬的保鮮包裝提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

果蔬購于無錫市某大型超市，選擇大小一致，無病蟲害和機械損傷的果實進行研究。

試驗所用抗壞血酸(分析純)、殼聚糖(生物試劑)、羧甲基纖維素鈉(化學(xué)純)等購于國藥集團化學(xué)試劑有限公司。試驗采用PP硬質(zhì)托盤，其容積恒定為 570 cm3。封口材料采用 BOPP/PE，其薄膜透氣系數(shù)1.04×10-13/4.06 × 10-13mol·m/(m2·h·Pa)，薄膜包裝面積190 cm2，薄膜厚度8.8×10-3cm。

1.2 儀器與設(shè)備

AB204-N電子分析天平，梅特勒-托利多儀器有限公司；CR-400色彩色差計，柯尼卡美能達(中國)投資有限公司；SHP-250生化培養(yǎng)箱，上海精宏試驗設(shè)備有限公司；MAP-H350復(fù)合氣調(diào)保鮮包裝機，蘇州森瑞保鮮設(shè)備有限公司；GQ-160氣調(diào)保鮮箱，廣州標際包裝設(shè)備有限公司；2WAJ阿貝折光儀，上海光學(xué)儀器五廠。

1.3 試驗方法

1.3.1 混合鮮切果蔬預(yù)處理保鮮工藝

將果蔬預(yù)冷24 h后進行樣品制備工作。制備工藝為：

原料蘋果、胡蘿卜、橙子清洗→去皮、切片→預(yù)處理→冷風(fēng)干燥→混合放入托盤→氣調(diào)包裝

針對色澤易變化的蘋果、胡蘿卜前期進行預(yù)處理工藝的試驗篩選，用可食性涂膜改善汁水流失、褐變、白化等問題，預(yù)處理的方式如下：

(1)蘋果切成 8 個楔形塊，用 0.5%羧甲基纖維素鈉+2%抗壞血酸浸泡5 min；

(2)胡蘿卜切成1.5 cm×1 cm×1 cm左右長方體小塊，用1%殼聚糖浸泡5 min；

(3)橙子去皮切成 6 mm厚的片狀。

樣品冷風(fēng)干燥后，根據(jù)市場以及風(fēng)味要求，取樣品蘋果40 g，胡蘿卜55 g，橙子25 g裝入PP硬質(zhì)托盤進行氣調(diào)包裝。

氣調(diào)組分比例設(shè)定：

MAP1:2%O2+5%CO2+93%N2；MAP2:5%O2+2%CO2+93%N2； MAP3:5%O2+5%CO2+90%N2；MAP4:10%O2+2%CO2+88%N2

對照組(CK)為空氣，樣品封裝完畢，于4 ℃、50%相對濕度條件下貯藏，每隔 2 d 測定品質(zhì)指標，根據(jù)市場要求，設(shè)定貯藏時間為 8 d。

1.3.2 鮮切混合果蔬的品質(zhì)指標測試

1.3.2.1 感官品質(zhì)評定

混合鮮切果蔬感官評定標準見表1。由 9 人組成的品評組人員評判各處理組的保鮮效果，每個樣品按色澤、脆度、風(fēng)味及外觀進行整體分級，共 9 級，分成 3等，1～4 級表示不可接受，4～6級表示一般，6～9級表示商品價值樂意接受[14]。3 種果蔬單獨打分后取三者的平均值，作為混合鮮切果蔬的感官總體評分。

表1 混合鮮切果蔬感官評定標準

1.3.2.2 失重率的測定

采用稱量法[15]，最初質(zhì)量分別與后來所測質(zhì)量之差，再與最初質(zhì)量之比的百分率表示失質(zhì)量率，計算如公式(1)所示：

(1)

1.3.2.3 色差的測定

采用色差計測定表示果蔬切面色澤的L*值，L*值為亮度指標，L*值越大表示越趨于白色，反之則趨于黑色。每個樣品用色差儀測量 10 個點，根據(jù)GB/T111863—1989進行色差計算，計算如公式(2)所示：

(2)

胡蘿卜白度值的測定參考 LAVELLI等[16]方法，運用參數(shù)L*，a*和b*。其中L*為明亮度，a*為綠/紅指數(shù)，b*為藍/黃指數(shù)，計算如公式(3)所示：

(3)

1.3.2.4 可溶性固形物含量(total soluble solids，TSS)的測定

根據(jù)NY/T 2637—2014水果和蔬菜可溶性固形物測定的折射儀法進行測定，每次取 10 g 果肉樣品，采用紗布制出新鮮汁液，采用阿貝折光儀測定。

1.3.2.5 菌落總數(shù)

根據(jù)GB/T 4789.2—2016食品微生物學(xué)檢驗菌落總數(shù)測定來測定不同氣調(diào)包裝下鮮切果蔬的菌落總數(shù)變化。

1.3.2.6 維生素C(Vc)含量的測定

參照國標 GB/T 6195—1986水果、蔬菜維生素 C 含量測定法進行測定，采用2，6-二氯靛酚溶液滴定法測定。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Origin9.1作圖，實驗結(jié)果取3次測定的平均值，以SPSS Statistics 19軟件采用最小顯著性差異法(least significant difference，LSD)進行顯著性分析，P<0.05表示差異顯著。用MATLAB軟件進行主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 混合鮮切果蔬感官品質(zhì)的變化

不同氣體組分對混合鮮切果蔬保鮮效果的感官評分見表2，對照組混合鮮切果蔬的感官評分下降速度顯著低于氣調(diào)包裝組，氣調(diào)包裝組混合鮮切果蔬的顏色、風(fēng)味、脆度等感官品質(zhì)變化顯著低于對照組，存在顯著性差異(P<0.05)，其中MAP3組混合鮮切果蔬的感官評分最高，貯藏8 d后的感官評分仍為8.19，維持著鮮切蘋果、胡蘿卜、橙子良好的外觀品質(zhì)。

表2 不同氣體組分對混合鮮切果蔬保鮮效果的感官評分表

注：同一列中不同小寫字母表示差異達到顯著水平(P<0.05)

2.2 混合鮮切果蔬色澤的變化

對于鮮切果蔬來說，褐變程度直接影響鮮切果蔬的外觀品質(zhì)，外觀品質(zhì)是決定消費者是否購買的直接因素[17]。鮮切果蔬混合貯存，呼吸作用相互影響，更易產(chǎn)生褐變現(xiàn)象。整個混合鮮切果蔬中，鮮切蘋果表面因與空氣大面積接觸極易發(fā)生褐變，嚴重影響鮮切蘋果的感官品質(zhì)。不同氣體組分對鮮切蘋果色差的影響見圖1。在整個貯藏期內(nèi)，鮮切蘋果色差值呈上升趨勢，鮮切蘋果逐漸失去原有光澤發(fā)生局部褐變。與對照組相比，氣調(diào)包裝下的鮮切蘋果的色差值變化差異顯著(P<0.05)，鮮切蘋果色澤較好，主要由于鮮切蘋果機械損傷后通過調(diào)節(jié)氣體成分比例抑制了呼吸作用，減少了非酶褐變的產(chǎn)生。第 8 天，經(jīng)過MAP3處理的鮮切蘋果色差變化最小。不同氣體組分對鮮切胡蘿卜色差和白度值的影響見圖2和圖3。胡蘿卜在整個貯藏期內(nèi)色差變化明顯，胡蘿卜的白度值隨貯藏時間的增加而增加，這是由于胡蘿卜機械損傷后會產(chǎn)生木質(zhì)化白化現(xiàn)象。第 8 天，MAP1 組氣調(diào)包裝中胡蘿卜白度值較低，這是由于低氧環(huán)境能有效減少胡蘿卜表面脫水和木質(zhì)素的合成進而減緩胡蘿卜白化進程。不同氣體組分對鮮切橙子色差的影響見圖4，與對照組相比，不同氣調(diào)包裝下的橙子色差變化不明顯，其中 MAP4 組色差變化最小。綜上所述，氣調(diào)包裝對混合鮮切果蔬的外觀品質(zhì)有顯著的保護作用。

圖1 不同氣體組分對鮮切蘋果色差的影響

圖2 不同氣體組分對鮮切胡蘿卜色差的影響

圖3 不同氣體組分對鮮切胡蘿卜白度的影響

圖4 不同氣體組分對鮮切橙子色差的影響

2.3 混合鮮切果蔬失重率的變化

鮮切果蔬經(jīng)機械切割后，其細胞蒸騰作用和呼吸作用急劇上升，造成果蔬內(nèi)部水分大量流失，失重率增加[18]。果蔬組織的呼吸速率提高，自身代謝加快，會進一步消耗營養(yǎng)物質(zhì)。不同氣體組分對混合型鮮切果蔬失重率的影響見圖5。在整個貯藏期間，混合鮮切果蔬的失重率呈緩慢上升趨勢，整體失重率不高，這是由于可食性涂膜能有效抑制果蔬表面水分流失[4]。對照組失重率略高，這可能是由于不適宜的氣體成分比例使產(chǎn)品呼吸紊亂，造成內(nèi)部水分流失，失重率增大。與對照組相比，氣調(diào)包裝能夠抑制果蔬的蒸騰作用，較低的氧氣環(huán)境抑制了鮮切果蔬的代謝活動和組織敗壞,減少了鮮切果蔬的水分消耗和流失[19]。第8天，MAP3 的失重率僅為0.1%，比對照組降低41%，說明在5%O2+5%CO2+90%N2氣體成分比例條件下能有效地抑制混合鮮切果蔬的汁液流失、水分減少等現(xiàn)象。

圖5 不同氣體組分對混合型鮮切果蔬失重率的影響

2.4 混合鮮切果蔬可溶性固形物含量的變化

TSS主要包含可溶性糖和一些其它可溶有機質(zhì)，是反映果實內(nèi)部品質(zhì)的重要指標之一，其含量高低能直接反映果實的成熟程度和品質(zhì)狀況[20]。不同氣體組分對鮮切蘋果 TSS 含量的影響見圖6，在貯藏期內(nèi)，氣調(diào)包裝處理組 TSS 含量高于對照組，這可能是低氧氣調(diào)包裝抑制了鮮切蘋果的呼吸作用，減少了糖類的消耗，從而減緩貯藏中鮮切蘋果可溶性固形物含量降低速率。在第 0～6 天，試驗組 TSS 含量下降速率差異不顯著(P>0.05)，可能是糖類作為呼吸底物被消耗，導(dǎo)致TSS 含量下降。在第6～8天，試驗組 TSS 含量均呈上升趨勢，且均在第 8天出現(xiàn)峰值，MAP2 為14.85%，CK 組為13%，這可能是鮮切蘋果在貯藏過程中達到完熟，導(dǎo)致 TSS 含量增加。不同氣體組分對鮮切胡蘿卜TSS 含量的影響見圖7。由于鮮切胡蘿卜本身含糖不高，部分試驗組 TSS 含量變化不明顯，隨著包裝內(nèi)O2含量增加，TSS含量呈降低趨勢。在第8天，對照組的TSS為5%，與第0天相比下降了16.7%，說明O2含量高的條件下不利于胡蘿卜TSS 含量的保持。由圖8可知不同氣體組分對鮮切橙子TSS含量的影響，其TSS含量隨著貯藏時間的增加整體呈下降趨勢，主要是由于鮮切橙子的呼吸作用，導(dǎo)致營養(yǎng)物質(zhì)消耗加快，果實甜度降低。MAP3試驗組的TSS含量下降速率最為緩慢，第 8 天時，TSS 含量顯著高于其他試驗組(P<0.05)，說明適宜的氣體成分比例可抑制其生命代謝活動，降低糖分物質(zhì)的消耗速率，從而減少可溶性固形物的下降幅度。

圖6 不同氣體組分對鮮切蘋果TSS含量的影響

圖7 不同氣體組分對鮮切胡蘿卜TSS含量的影響

圖8 不同氣體組分對鮮切橙子TSS含量的影響

2.5 混合鮮切果蔬VC含量的變化

VC是鮮切果蔬重要的營養(yǎng)成分之一，鮮切果蔬由于受到機械損傷，其VC含量會下降迅速。不同氣體組分對鮮切蘋果 VC含量的影響見圖9。不同實驗組的鮮切蘋果隨著貯藏時間的增加，VC含量都有不同程度的下降，其中對照組的 VC含量下降最快，第 8天下降了1.7 mg/100g，MAP3處理組能有效抑制 VC含量的下降，低溫貯藏期間 VC含量下降緩慢，貯藏 8 d以后 VC含量只下降了0.8 mg/100g。機械切割傷害加速了植物細胞的新陳代謝，組織不斷衰老[21]。不同氣體組分對鮮切胡蘿卜VC含量的影響見圖10。隨著貯藏時間的延長，鮮切蘿卜衰老加速，VC含量逐漸下降，各實驗組下降規(guī)律相似，整體差異較小，各處理組間差異性不顯著(P>0.05)，對照組的 VC含量下降略快。橙子的VC含量較高，在貯藏期間對照組的 VC含量下降比較嚴重(圖11)，第4-8天VC含量下降最快，下降了4.9 mg/100g。氣調(diào)包裝能有效抑制VC含量的損失，低 O2濃度的微環(huán)境抑制了與 VC降解有關(guān)酶的活性[22]，延緩了鮮切橙子的 VC氧化過程，從而能夠延緩 VC含量的降低，有效保持鮮切橙子的營養(yǎng)成分。

圖9 不同氣體組分對鮮切蘋果VC含量的影響

圖10 不同氣體組分對鮮切胡蘿卜VC含量的影響

圖11 不同氣體組分對鮮切橙子Vc 含量的影響

2.6 混合鮮切果蔬菌落總數(shù)的變化

鮮切果蔬在切割過程中汁液外流，易滋生微生物，引起產(chǎn)品的腐爛變質(zhì)[23]。當鮮切果蔬表面的菌落總數(shù)超過106CFU/g時，可能會產(chǎn)生有毒物質(zhì)[24]。不同氣體組分對混合型鮮切果蔬菌落總數(shù)的影響如圖12所示。貯藏8 d后，對照組的菌落總數(shù)明顯高于氣調(diào)組，氣調(diào)包裝處理的混合鮮切果蔬，微生物數(shù)量均未超過106CFU/g，其中以 MAP3 處理組的微生物數(shù)量最低。這表明低氧氣調(diào)包裝對混合鮮切果蔬微生物的繁殖有一定的抑制作用，能夠抑制好氧型微生物的生長。適當氣體成分比例下的氣調(diào)包裝處理能更好地抑制微生物的繁殖。

圖12 不同氣體組分對混合型鮮切果蔬菌落總數(shù)的影響

2.7 綜合評價

不同果蔬在不同的氣調(diào)包裝下保鮮效果有差異，如果只對單一指標進行評價，所得的結(jié)果相對片面，缺乏客觀[18]。為了確定對混合鮮切果蔬的綜合保鮮效果較好的氣調(diào)包裝組，選擇在貯藏末期采用指標變化進行評價。不同氣體組分在貯藏8 d后混合鮮切果蔬品質(zhì)指標變化見表3～表5。

表3 不同氣體組分在貯藏8 d后鮮切蘋果品質(zhì)指標變化

表4 不同氣體組分在貯藏8 d后鮮切橙子品質(zhì)指標變化

表5 不同氣體組分在貯藏8 d后鮮切胡蘿卜品質(zhì)指標變化

使用 MATLAB軟件對5 組鮮切果蔬保鮮效果進行主成分分析，得到相關(guān)系數(shù)矩陣的特征向量陣Rapple、Rcarrot、Rorange，相應(yīng)的特征值如下：

λapple=[3.03560.80370.14500.0157]

λcarrot=[4.38960.31700.22450.0689]

λorange=[3.07520.76400.13950.02133]

其中與第1(Print1)、第2(Print2)主成分相對的特征值和特征向量分別為：

λapple1=3.035 6，αapple1=(0.498 4，0.365 8，0.547 6，0.563 8)T

λapple2=0.803 7，αapple2=(-0.456 5，0.849 8，-0.247 1，0.092 1)T

λcarrot1=4.389 6，αcarrot1=(0.453 0，0.441 7，0.433 5，0.461 8)T

λcarrot2=0.317 0，αcarrot2=(-0.342 6，-0.553 8，-0.159 8，0.437 8)T

λorange1=3.075 2，αorange1=(0.433 8，0.470 1，0.553 6，0.533 3)T

λorange2=0.764 0，αorange2=(0.704 6，-0.627 9，-0.238 9，0.228 3)T

為了進一步評價混合鮮切果蔬保鮮效果的差異，可以對兩個主成分計算得分，以主成分的貢獻率加權(quán)平均值為權(quán)數(shù)求得綜合評價值Fapple，F(xiàn)carrot，F(xiàn)orange

Fapple=0.959 8 Print1+0.040 2 Print2

Fcarrot=0.941 3 Print1+0.058 7 Print2

Forange=0.959 8 Print1+0.040 2 Print2

5組氣調(diào)包裝混合鮮切果蔬綜合品質(zhì)評價結(jié)果見表6～表8。由表中結(jié)果可知，貯藏末期 MAP3 氣調(diào)組對鮮切蘋果和鮮切橙子的保鮮效果最好，MAP1 氣調(diào)包裝組對鮮切胡蘿卜的保鮮效果最好，可能低氧的環(huán)境抑制了胡蘿卜的生理生化反應(yīng)，而且MAP3 組與MAP1組F值差異較小。綜合來看，MAP3(5%O2+5%CO2+90%N2)組氣調(diào)包裝對混合鮮切果蔬整體保鮮效果最好。

表6 五組鮮切蘋果氣調(diào)包裝綜合品質(zhì)評價

表7 五組鮮切胡蘿卜氣調(diào)包裝綜合品質(zhì)評價

表8 五組鮮切橙子氣調(diào)包裝綜合品質(zhì)評價

3 結(jié)論

試驗結(jié)果表明，采用預(yù)處理并結(jié)合氣調(diào)包裝低溫貯藏能夠?qū)旌硝r切果蔬起到較好的保鮮效果，儲存期間混合鮮切果蔬的各項指標明顯優(yōu)于對照組。不同氣體組分對鮮切果蔬色澤、感官得分、營養(yǎng)指標、菌落總數(shù)均有一定的影響。預(yù)處理后的鮮切果蔬結(jié)合5%O2+5%CO2+90%N2氣體成分的氣調(diào)包裝比例條件下貯藏8 d，能有效保持混合鮮切果蔬色澤和外觀品質(zhì)，延緩 TSS、Vc 含量等營養(yǎng)指標的下降，有效抑制微生物的繁殖生長，減緩貯藏品質(zhì)降低趨勢，保持混合鮮切果蔬的感官品質(zhì)和商品價值。