鮮切果蔬保鮮技術及方法研究進展

胡葉靜，李保國，張敏，石茂占

1(上海理工大學 醫療器械與食品學院，上海，200093)2(上海鑫博海農副產品加工有限公司，上海，201516)

鮮切果蔬是指以新鮮水果和蔬菜為原料，經清洗、切分、殺菌、保鮮等工藝加工，再經過冷鏈運送至飯店、商超、便利店等的即食產品[1]。近年來，隨著中央廚房和冷鏈物流速遞業的發展，鮮切果蔬發展迅猛，為人們消費果蔬提供了便利，已成為新業態[2]。

鮮切果蔬由于其具有自然、新鮮、衛生和方便等特點，正日益受到消費者喜愛。鮮切果蔬可開袋即食或直接烹調，已廣泛應用于快餐業、賓館、飯店、單位食堂或零售，節省時間，減少果蔬在運輸與垃圾處理中的費用，符合無公害、高效、優質、環保等食品行業的發展要求。鮮切果蔬不但可拓寬果蔬原料的應用范圍，實現果蔬的綜合利用，又具有潛在的經濟效益和廣闊的市場發展空間。

新鮮果蔬經切分后，原完整結構受到破壞，組織損傷，切面直接暴露在空氣中，促進乙烯的釋放，加速果蔬的衰老；此外，組織本身的代謝活動強度增大，呼吸作用加強，產生次生代謝產物，從而加速果蔬的成熟衰老，降低食用價值和口感品質，并對產品食用安全造成不利影響[3]。組織液中豐富的營養成分在果蔬表面富集，原有存在于細胞內部的酶類物質與酚類物質接觸，并有空氣中氧氣的參與，發生褐變反應，造成品質下降；同時，切口汁液營養成分為微生物提供了適宜的生長環境[4]，促進微生物的生長繁殖。因此需要采取相應的保鮮方法，控制鮮切果蔬表面微生物的生長繁殖，減緩鮮切果蔬的呼吸速率，延長貯藏期。目前用于鮮切果蔬保鮮方法有：(1)物理保鮮，如氣調保鮮、低溫保鮮等；(2)化學保鮮，如檸檬酸等抗氧化劑、1-甲基環丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)等乙烯抑制劑的使用等；(3)生物保鮮，如殼聚糖天然提取物等作為可食性涂膜材料、乳酸鏈球菌素(Nisin)等抗菌劑的應用。目前對于鮮切果蔬的保鮮技術研究多為針對不同果蔬采用不同保鮮方法，沒有形成統一的保鮮技術體系，同時缺乏歸納整理，眾多研究存在不足尚未明確概括。本文總結了鮮切果蔬的褐變機理，并歸納了鮮切果蔬的保鮮技術和方法，為延長貯藏期，保證鮮切果蔬食用安全提供參考。

1 鮮切果蔬褐變以及腐爛機制

新鮮果蔬經切分后，組織液外流，切面與環境充分接觸，酶類在有氧氣的參與下迅速氧化酚類化合物，引起褐變[5]，褐變是酚酶催化酚類化合物生成醌類及其聚合物等黑色物質的反應。鮮切果蔬極易引起褐變，造成產品品質下降，影響果蔬貯藏。不僅影響外觀，還會降低營養價值。褐變有酶促褐變和非酶促褐變兩種形式，鮮切果蔬主要發生酶促褐變。易發生褐變的鮮切果蔬有蘋果、馬鈴薯、蓮藕片[6-10]等，因此減少由褐變造成鮮切果蔬品質下降至關重要。鮮切果蔬品質下降的主要原因有：(1)乙烯誘導苯丙胺酸解氨酶活性的提高，該物質會加速果蔬的衰老；(2)鮮切果蔬表面汁液豐富，為微生物生長繁殖提供了環境；(3)果蔬完整結構遭到破壞后，多酚氧化酶、過氧化物酶類物質與氧氣結合引發褐變，加速了鮮切果蔬的變壞。

鮮切果蔬的腐爛主要是由微生物引起，乳酸菌、腸桿菌、假單胞菌、葡萄球菌等廣泛存在于果蔬表面，經鮮切后，組織結構遭到破壞，切口斷面處滲出組織液為細菌生長繁殖提供了有利的生長環境，導致鮮切果蔬產生異味、質地下降而變質腐壞[11]。切割后的果蔬呼吸強度增大，酶活性提高，酚類物質與空氣接觸，產生氧化反應，果蔬組織細胞為抑制該生理反應，從而加速了抗氧化機制，對假單胞菌屬、大腸桿菌和蠟狀芽孢桿菌的生長繁殖有促進作用，從而加速了產品的腐爛[12]。

2 鮮切果蔬物理保鮮方法

物理保鮮方法包括氣調保鮮、低溫保鮮、包裝材料保鮮，其中氣調保鮮是利用控制氣體比例的方式來達到貯藏保鮮的目的。低溫保鮮是利用低溫技術降低食品溫度，并維持在低溫狀態以組織食品發生腐敗，抑制食品中微生物的生長，延長食品保藏期，實現食品保鮮的目的。通常鮮切果蔬的貯藏溫度為4～7 ℃，能有效保持色澤、硬度等，維持其原有營養和食用價值。包裝材料保鮮通常是通過調節包裝內氣體比例來達到保鮮的目的，針對不同類鮮切果蔬選擇不同特性的包裝材料，如對CO2、O2等氣體具有不同透過率的包裝盒的應用，可調節鮮切果蔬的呼吸作用，以延緩產品的品質下降和水分含量的損失，保持產品的新鮮度。因此，包裝材料與氣調保鮮兩者的結合應用才能達到好的保鮮效果。

2.1 低溫保鮮

低溫保鮮是一種利用低溫來減弱果蔬的呼吸強度，降低生物酶活性，抑制生理生化反應速率，延緩果蔬衰老，達到延長保鮮期目的的一種保鮮技術。朱惠文等[13]研究了鮮切西蘭花分別在0、5、和20 ℃條件下貯藏對其品質的影響，分別考察了葉綠素含量、VC含量、多酚氧化酶活性指標的變化，結果表明：鮮切西蘭花在0 ℃下貯藏可顯著延長其保鮮期。張雪等[14]研究了貯藏溫度分別為4、10、20 ℃的貯藏條件對鮮切胡蘿卜貯藏品質的影響，結果顯示，4 ℃下貯藏可顯著減少鮮切胡蘿卜中菌落總數，減緩抗壞血酸含量的下降，延長鮮切胡蘿卜的保鮮期，而較高溫度下大大縮短了鮮切胡蘿卜的保鮮期。

2.2 氣調保鮮

氣調保鮮技術是通過調整果蔬貯藏包裝內的氣體成分及比例來延長食品貨架壽命的技術，其基本原理為：在一定的封閉體系內，通過各種調節方式得到不同于正常大氣組分的調節氣體，抑制導致食品腐敗的生理生化過程及微生物的活動。并結合不同透氣率的包裝膜，自發或人為地調節包裝內氣體成分使果蔬處于最低呼吸強度，針對不同果蔬可產生不同的保鮮效果。SHEN等[15]研究了加壓氬氣和氮氣處理結合氣調處理對鮮切馬鈴薯品質特性的影響，經加壓氬氣處理后，再進行氣調處理，充入氣體比例為4%O2+2%CO2+94%N2，于4 ℃條件下貯藏，可有效減少鮮切馬鈴薯中微生物生長數量，抑制馬鈴薯失水、褐變等，有利于維持鮮切馬鈴薯的新鮮度。MAURYA等[16]對低密度聚乙烯(low density polyethylene，LDPE)和防霧膜RD 45兩種包裝材料在青椒的貯藏中的保鮮效果進行了對比分析，發現防霧膜RD 45包裝的青椒樣品具有較低呼吸強度，可延長青椒的貯藏期。楊紹蘭等[17]研究并對比了普通包裝聚乙烯(polyethylene，PE)保鮮膜和自發氣調保鮮膜(modified atmosphere，MAP)對生菜貯藏品質的影響，兩者在一定程度上均可降低生菜的營養損失，減少有害物質丙二醛的產生，貯藏18 d時，對照組失重率已經達到了3.77%，而PE包裝組與MAP包裝組失重率僅為1.32%和0.95%，采用MAP包裝的效果也略好于PE包裝。表1為針對不同鮮切果蔬應用的不同包裝及氣調處理。

表1 包材及氣調等在鮮切果蔬保鮮中的應用Table 1 Application of packaging materials and modified atmosphere in fresh-cut fruits and vegetables

3 鮮切果蔬的化學保鮮方法

3.1 抗氧化劑

應用于鮮切果蔬保鮮中的抗氧化劑有檸檬酸、抗壞血酸等，能夠抑制多酚氧化酶、過氧化物酶等酶的活性，減緩鮮切果蔬的生理生化活動，延長貨架期。其中抑制褐變機理為通過酸化機制降低體系pH值，抑制多酚氧化酶活性，防止鮮切果蔬發生褐變。

額日赫木等[23]在研究超聲波對鮮切馬鈴薯清洗實驗中，在清洗水槽中加入檸檬酸1%(質量分數)，超聲波功率參數設定為360 W，處理時間為7.5 min，檸檬酸會抑制鮮切馬鈴薯中多酚氧化酶活性和過氧化物酶活性，有效提高了鮮切馬鈴薯的保鮮效果。田曉靜等[24]選擇L-半胱氨酸作為鮮切馬鈴薯的護色劑，通過正交試驗并以感官品質、褐變強度、多分氧化酶活性作為評價指標，得到采用0.4%濃度的L-半胱氨酸、浸泡45 min，并于4 ℃條件下貯藏，對鮮切馬鈴薯片有很好的保鮮效果。為提高鮮切果蔬的保鮮效果，將不同抗氧化劑復合使用，即可降低使用劑量，又能達到延長保藏期的效果。袁芳等[25]研究了不同抗氧化劑復合使用對鮮切芒果的保鮮作用，鮮切芒果經EDTA-2Na、檸檬酸、異抗壞血酸復合的最優濃度組合0.5%∶1%∶1%，于4 ℃(相對濕度80%)環境下貯藏15 d，顯著減緩了鮮切芒果的褐變。張婷婷等[26]研究了曲酸對鮮切蘋果的保鮮效果，顯著降低了多酚氧化酶的活性，延緩VC含量的下降，有效抑制了鮮切蘋果的褐變，曲酸作為抗氧化劑的應用研究較少，作用機理需進一步研究，有望作為新興制劑得到發展。李華等[27]使用蘋果酸、L-半胱氨酸、異抗壞血酸鈉進行百合護色的正交試驗，最佳水平組合為0.8%∶0.8%∶0.2%, 避免了可能由含硫護色劑引入新的物質，且很好地抑制了百合的褐變。

3.2 乙烯抑制劑

果蔬經鮮切處理后，會促進乙烯的產生，加速果蔬的成熟與衰老。1-MCP作為果蔬保鮮劑被廣泛應用于鮮切果蔬的保鮮中，可延緩成熟、衰老，很好地保持產品的硬度、脆度，保持顏色、風味。1-MCP阻止乙烯與其受體的結合，抑制乙烯的釋放，經1-MCP處理后可延長貯藏期[28]。紀海鵬等[29]研究了1-MCP對圓青椒的保鮮效果，經1 μL/L的1-MCP處理后，用PE包裝袋扎口包裝，9 ℃下貯藏，貯藏期達到了20 d，可有效抑制可溶性固形物含量和可滴定酸含量等指標的下降，并可抑制有害物質丙二醛的積累，具有較好的保鮮效果。范紅梅等[30]將1-MCP與氣調包裝結合，應用于蔬菜沙拉的品質研究，很好地保持了蔬菜沙拉的色澤、氣味等品質特征。JUAN等[21]使用濃度為1 μL/L的1-MCP處理鮮切芹菜，延緩了菜葉變黃、葉綠素含量降低等現象的發生，維持了芹菜的新鮮，并展現了一定的抑菌作用，顯著抑制了嗜溫細菌和酵母菌的生長。1-MCP作為乙烯抑制劑在鮮切果蔬中的應用，能夠抑制微生物的生長，顯著延長產品的貯藏期，保證產品的食用安全。

3.3 乙醇

據報道，乙醇對鮮切果蔬也具有一定的保鮮效果[31]，可抑制鮮切果蔬的呼吸作用和糖的消耗[32]，推測是乙醇加強了抗氧化保護系統，減緩維生素的氧化起到保鮮的作用。

鄒紅梅[33]將乙醇溶液結合微波處理，研究了對鮮切馬鈴薯褐變的抑制作用。經微波功率390 W處理5 s，體積分數為5%的乙醇溶液浸泡15 min，可有效抑制鮮切馬鈴薯的酶促褐變。研究發現微波處理改變了多酚氧化酶的分子結構，可抑制鮮切馬鈴薯的褐變發生。YAN等[34]在抗壞血酸處理鮮切蘋果的基礎上，通過將濃度為1%的抗壞血酸與30%乙醇聯合應用，達到了控制褐變和減少病原菌群的雙重功效。HOMAIDA等[35]研究了乙醇處理對鮮切甘蔗的貯藏品質影響，30%的乙醇顯著抑制鮮切甘蔗的呼吸速率，保持硬度。

4 鮮切果蔬的生物保鮮方法

將天然生物保鮮劑應用于鮮切蔬菜的保鮮中，不會對人體造成副作用，既能滿足消費者對新鮮蔬菜的追求，又保證了產品的品質。該類保鮮劑主要有乳酸鏈球菌素(Nisin)和納他霉素(Nata)等。

4.1 乳酸鏈球菌素

乳酸鏈球菌素(Nisin)是一種安全、高效天然的生物保鮮劑，具有抗菌的作用，被廣泛應用于肉制品、植物蛋白食品、乳制品的防腐等[36-37]，具有顯著的抑菌效果。近年來，有學者將其作為鮮切果蔬的保鮮劑，研究發現其對鮮切果蔬的色澤、口感等具有很好的保持作用，可顯著延長鮮切果蔬的保質期。

吳濤等[38]將天然生物保鮮劑Nisin應用于生菜的保鮮中，結果顯示40 mg/g的Nisin有助于降低生菜的呼吸強度，延長了生菜的保鮮期。楊小又等[39]研究了Nisin對鮮切皇冠梨的保鮮效果，使用質量濃度為0.4 g/L時即能抑制鮮切梨中多酚氧化酶的活性，減輕表面的褐變強度，減少鮮切梨的損耗率，保持較好的感官品質，貯藏第8天效果與新鮮的差別不顯著。Nisin在鮮切生菜的貯藏中，可顯著減少單核細胞增生李斯特菌的數量[40]。

4.2 可食性涂膜保鮮劑

可食性涂膜技術用于鮮切果蔬的保鮮，具有良好的抑制酶促褐變的效果[41]?？墒承酝磕ぬ幚硎且詺ぞ厶?、海藻酸鈉、羧甲基纖維素鈉等為主劑，并添加甘油、吐溫80等助劑配制成涂膜液，通過浸涂、噴涂等方法在鮮切果蔬表面涂上一層可食性膜?？墒承阅ぞ哂凶韪鬙2、減少水分損失、抑制呼吸、延遲乙烯產生等作用，可食性涂膜保鮮技術是一種安全、環保、成本低廉、操作簡便的可以延長鮮切果蔬貯藏期的方法。

可食性膜包括淀粉及其衍生物類、殼聚糖類、動植物膠類、改性纖維素類等多糖類可食性涂膜。楊震宇等[42]將殼聚糖和肉桂精油復合作為鮮切雪蓮果的可食性涂膜，鮮切雪蓮果在涂膜中浸泡5 min后，撈出瀝干于4 ℃環境下貯藏。其中1.5%殼聚糖復合0.4%肉桂精油處理的鮮切雪蓮果貯藏6 d時，仍具有良好的新鮮度。也有將可食性涂膜材料與其他保鮮劑復合應用(表2)?？娠@著延長鮮切果蔬的貨架期。

表2 可食性涂膜對鮮切果蔬貯藏品質的影響Table 2 Effect of edible coating on storage quality of fresh cut fruits and vegetables

4.3 ε-聚賴氨酸

ε-聚賴氨酸(ε-polylysine,ε-PL)是一種多肽，由單一賴氨酸在α-羥基和β-氨基上形成的酰胺鍵，通過酰胺鍵連接而成的聚氨基酸。ε-PL是一種天然抑菌劑，對革蘭氏陽性和革蘭氏陰性細菌，酵母菌和霉菌等微生物都有抑制效果[48-50]，ε-聚賴氨酸對大腸桿菌O157∶H7和金黃色葡萄球菌具有較好的抑制作用，最小抑菌質量濃度僅為2.6 mg/mL[51]。周祺等[52]發現ε-PL對腸球菌的最低抑菌濃度為75 mg/L，分析了對腸球菌的殺滅機理，ε-PL改變了球菌細胞膜通透性，產生細胞膜內外電勢差,使細胞內的核酸、腺苷三磷酸等物質滲出，ε-PL與脫氧核糖核酸結合，殺滅腸球菌。ε-PL熱穩定性好，水溶性好，安全性高對人體無毒。

近年來，有學者將其作為鮮切果蔬的保鮮劑。吳海霜等[53]實驗發現5% ε-PL與殼聚糖制備的復合膜減少了鮮切茄子中營養物質的損失，有良好的保鮮效果。SONG等[54]將ε-PL用于1 cm厚的鮮切胡蘿卜片的保鮮中，采用殼聚糖和乳酸分別處理后，再將250 mg/L ε-PL與其復合使用，顯著抑制了胡蘿卜片中白色物質的產生。將ε-PL與其他保鮮劑、抗氧化劑等復合應用，會產生更好的效果。郁杰等[55]將0.05 g/L ε-PL和10 g/L L-抗壞血酸復合應用于鮮切菠菜的保鮮中，可延長貯藏期至12 d；5%抗壞血酸鈣+0.03% ε-PL對防護鮮切甘薯的褐變和抑制微生物生長具有較好作用，保持了鮮切甘薯中的總酚含量，維持新鮮的品質。劉碩等[56]研究了5%抗壞血酸鈣+0.03%ε-聚賴氨酸對鮮切甘薯貯藏品質的影響，能保持鮮切薯塊較高的總酚含量，抑制鮮切薯塊多酚氧化酶等酶活性的升高，對提高鮮切甘薯貯藏品質和延長貯藏周期具有一定效果。

5 結語

鮮切果蔬以其新鮮、方便等優點深受人們的歡迎，但鮮切果蔬的貨架期短，品質變化易受環境影響。如何更好地維持鮮切果蔬的營養價值，減少果蔬的損耗，是當下研究的重要課題。國內外對于鮮切果蔬的品質及貯藏保鮮技術的研究較多，在一定程度上維持了鮮切果蔬的品質，保持了原有的新鮮度和營養價值。目前，存在的問題有：(1)物理保鮮技術具有安全、成本低等優點，但存在保鮮效果不顯著的缺點，同時不能很好控制微生物的生長繁殖；(2)化學保鮮技術雖能產生較好的保鮮效果, 但對食品安全存在隱患，對使用條件和濃度要求高，還可能損害果蔬風味、品質等；(3)生物保鮮方法是通過從動植物體內提取，來源天然，被認為安全可接受，但目前仍處于探索階段，可食性涂膜技術等沒有被廣泛應用。因此，可充分融合各保鮮方法的優點，將物理、化學、生物保鮮很好地結合，將為鮮切果蔬保鮮提供新的途徑，具有重要的理論和應用價值。

本文提出，新鮮果蔬采收進行低溫預冷，首先通過清洗池去除泥沙、殘葉等異物，果蔬鮮切后，再經振動噴淋技術結合次氯酸鈉、檸檬酸復合殺菌劑清洗，保持鮮切果蔬攜帶微生物降低至安全閾值，凈水漂洗后，經由抗壞血酸等對鮮切果蔬保鮮，最后分裝低溫貯藏冷鏈運輸。通過鮮切果蔬的節節控制，聯防抑菌并保鮮，實現鮮切果蔬產品的安全流通。