鮮切果蔬品質控制技術研究進展

柳青，陳曉琪，黃廣學，田文靜，李淑榮

（北京農業職業學院 食品與生物工程系，北京 102442）

鮮切果蔬，又稱最少加工果蔬或輕加工果蔬，是指新鮮果蔬經過挑選、清洗、切分、殺菌保鮮及包裝、貯藏等處理，進入配送中心或者冷柜銷售的即食產品[1]，其優勢是最大限度的保持了產品的口感、風味和營養品質。近年來，隨著現代生活節奏的加快和人們對食品品質的關注，鮮切果蔬由于優質新鮮、食用方便、可食用率高，逐漸受到廣大消費者的青睞。特別是蔬菜配送中心的建立，為鮮切果蔬的發展提供了有利條件，在北京、上海、廣東、南京、深圳等地大型超市中有大量鮮切果蔬進行銷售。我國的蔬菜種植面積和產量均居世界首位，但每年蔬菜腐爛損失率達30%～40%，而發達國家平均損耗率不到7%，在法國、英國等歐洲國家，鮮切果蔬的消費量占市場總量的80%以上[2]。供應鏈是指生產及流通過程中，涉及將產品或服務提供給最終用戶活動的上游與下游企業所形成的網鏈結構[3]。因此，鮮切果蔬的供應鏈環節的品質控制貫穿了原料生產、加工環節、貯藏環節、運輸與銷售全過程，包括品種選擇、預冷、切分及清洗、殺菌、包裝、貯藏、運輸和銷售等關鍵技術控制。然而，果蔬經過去皮、切分處理后會引起一系列的生理生化反應，如呼吸速率加快、乙烯產生量增加、膜脂過氧化、失水[4]和酚類物質氧化，易受到病原菌侵染[5]，縮短了產品的貨架期，制約了鮮切果蔬加工業的發展，因此如何有效保持鮮切果蔬的品質已成為果蔬保鮮的關鍵領域[6]。本文結合鮮切果蔬加工后的品質變化規律，重點闡述鮮切果蔬供應鏈的加工環節、貯藏環節、運輸與銷售環節品質控制技術的最新研究進展，以及主要關鍵加工控制技術對產品品質的影響機理及工藝參數，并展望了鮮切果蔬加工未來的發展趨勢，為鮮切果蔬加工產業的發展提供理論參考。

1 鮮切果蔬加工中的品質變化

1.1 感官品質變化

顏色、質地和風味是鮮切果蔬重要的感官品質指標，直接影響消費者的購買意向。鮮切果蔬經過切分工藝后受到機械性損傷，會造成汁液的流失，細胞和組織結構的去區域化以及正常細胞功能喪失[7]，引起各種酶與底物接觸，促使傷信號迅速傳遞生成傷乙烯[8]，并影響氧化還原作用的平衡，發生氧化產物的積累，造成酶促褐變[9]，從而引起鮮切果蔬感官品質變化。鮮切蘋果、梨、馬鈴薯等品質發生變化的主要原因以酶促褐變為主[10]，與其相關的酶類有多酚氧化酶、過氧化物酶和苯丙氨酸解氨酶等[11]，鮮切加工使酶與酚類底物接觸氧化聚合生成黑色素造成褐變，極大的縮短產品貨架期[12]。鮮切生菜在衰老過程中由于葉綠素降解生成了脫鎂葉綠素，導致組織顏色變黃[13]；胡蘿卜經切割，邊緣暴露于干燥條件下發生木質化，會出現“白腮紅”[4]。在質地和風味方面，鮮切茄子、黃瓜、洋蔥會發生質地軟化現象[10]，而質地主要與果膠催化的果膠酶甲基酯酶和聚半乳糖醛酸酶的降解有關。鮮切蘆筍由于纖維素和木質素含量隨貯藏時間的增加而增加，導致硬度下降[14]。此外，經過切割后的鮮切果蔬呼吸速率加快，糖、酸和淀粉消耗增加，表面的汁液也會阻塞氣孔，誘發無氧呼吸，造成乙醇和乙醛的大量積累，從而使鮮切果蔬的酸度增加[15]。

1.2 營養成分變化

營養成分是決定果蔬品質的重要因素，鮮切果蔬在切割后會造成水溶性維生素、類黃酮等抗氧化物質的損失，并且在酶的催化下，營養成分發生各種降解反應，導致鮮切果蔬營養品質劣變。Tsouvaltzis等[16]研究發現，與未鮮切處理的韭菜相比，鮮切韭菜在10℃下貯藏7 d后，干物質、可溶性固形物、抗壞血酸及總酚含量分別下降13.8%、19.1%、38.5%及29.5%。Pérezgregorio等[17]研究表明鮮切洋蔥在4℃和50℃水中浸泡5 min后黃酮醇的損失量達到17%～23%。Gil等[18]研究表明，鮮切菠菜在貨架期內類黃酮和維生素C等抗氧化物質含量降低。鮮切生菜在10、15℃和20℃下貯藏，維生素C、葉綠素和可溶性固形物等營養物質下降速率較快，在低溫（0℃和5℃）條件下貯藏效果更好，這可能是由于低溫條件可延緩鮮切生菜組織新陳代謝，從而降低了營養成分的損失[19]。

1.3 微生物變化

切分處理后的鮮切果蔬易受到外界微生物的侵染。一是細胞組織結構被破壞，失去保護屏障，抵抗力薄弱，使其直接暴露在空氣中，增加微生物污染概率；二是流失的汁液中含有各種營養成分，為微生物的生長繁殖提供條件。在溫度、營養等適宜的條件下，微生物會在鮮切果蔬表面或內部迅速生長繁殖，影響其品質、貨架期等重要指標。Marinelli等[20]對138份鮮切生菜樣本進行微生物檢測，結果表明其中42份樣品中檢測出霉菌和酵母菌，且隨著貯藏時間的增加而增大。在貯藏1、7、9 d后，酵母菌菌落平均值分別為0.74、0.85、0.87 lg（cfu/g），霉菌菌落平均值分別為 0.66、0.78、0.80 lg（cfu/g）。目前，鮮切果蔬中最常污染的致病菌有致瀉大腸埃希氏菌、沙門氏菌、單核細胞增生李斯特氏菌、變形假單胞菌、歐文氏菌屬、灰色葡萄孢霉和白地霉等[21]。

2 鮮切果蔬品質控制技術

2.1 加工環節品質控制技術

2.1.1 清洗

清洗消毒對蔬菜加工至關重要，清洗處理可以減少鮮切果蔬表面大多數的微生物及農殘等有害物質，延長其貨架期。常用的清洗方法有利用清洗殺菌劑清洗、超聲波清洗、臭氧水清洗和微納米氣泡清洗等。Rahman等[22]利用酸性電解水、次氯酸鈉等清洗劑分別對鮮切菠菜處理5 min，結果表明酸性電解水的殺菌效果顯著，可使大腸桿菌O157∶H7和單增李斯特菌分別減少2.30 lg（cfu/g）和 2.43 lg（cfu/g）。王雪青等[23]對菠菜進行微納米氣泡結合臭氧清洗處理，發現4 mg/L微納米氣泡的臭氧處理5 min后，可以有效抑制呼吸作用、葉綠素和維生素C損失、乙烯和丙二醛的生成及積累，降低菠菜氧化損傷，具有保鮮、控制品質的作用；臭氧具有殺菌作用，微納米氣泡可增加臭氧在水中的溶解量，維持其濃度恒定，增強其殺菌特性。尹曉婷[24]對鮮切生菜進行超聲波清洗處理，研究表明20℃下利用240W超聲波處理10 min，鮮切生菜的菌落總數從5.131 lg（cfu/g）減少至3.121 lg（cfu/g）、大腸菌群數從120 MPN/g降至3 MPN/g，同時產品的營養成分以及外觀無明顯破壞，說明超聲波清洗技術可以有效抑制微生物繁殖并且保持良好的感官性狀，達到優秀的清洗效果。超聲波清洗技術和臭氧微納米氣泡清洗技術對果蔬的機械損傷小，感官品質佳，更加安全環保，但是最大的弊端在于除菌消毒不徹底，需要其他清洗消毒劑輔助才能達到殺菌作用。

2.1.2 切分

鮮切蔬菜的切分大小、形狀直接影響產品的貯藏品質,可通過控制鮮切蔬菜的切分方式,最大地減少損傷,延長貯藏期。Han等[25]研究了切片、切碎、切絲3種切分方式對鮮切洋蔥的貯藏品質和抗氧化活性，結果表明呼吸速率隨著損傷程度的增加而上升,同時辛辣味、可溶性固形物和抗壞血酸的含量降低。另外，Li等[26]將鮮切火龍果切成薄片、半片和四分之一片，在15℃貯藏2 d后，色澤、維生素C和可溶性固形物含量未發生顯著變化，而總酚含量、抗氧化活性和苯丙氨酸解氨酶活性隨切割強度的增加而顯著增加，總酚含量分別增加了63%、78%和90%，抗氧化能力分別增加了59%，47%和70%，表明鮮切處理可顯著誘導活性氧和酚類物質的生物合成。

2.1.3 殺菌

2.1.3.1 紫外線和輻照處理

非熱加工（non-thermal processing，NTP）在處理果蔬時溫度變化不顯著[27]，可最大限度保持果蔬的營養成分，且具有較好的抑菌、鈍酶效果,主要包括紫外線、輻照、超高壓、超聲波、脈沖強光、脈沖電場、空間電場、靜電場、磁電耦合交變感應電場、等離子體、交變磁場和超臨界二氧化碳等技術。紫外線可以穿透細胞膜，破壞病原微生物的DNA、RNA和蛋白質生物大分子結構[28]，阻礙其正常生命活動，達到抑菌保鮮、延長貨架期的作用。輻照是利用60Co或Cs產生的γ射線、X射線或高能電子束，造成微生物細胞的DNA、RNA和蛋白質等有機高分子化學鍵斷裂，抑制或破壞其新陳代謝和生長發育作用，達到抑菌目的，但可能會導致產品質地、風味改變和營養物質的損失。閆帥等[29]利用短波紫外線照射鮮切雞毛菜9 min，可使產品貨架期延長至10 d～12 d，貯藏末期失重率、黃化指數降低，抗壞血酸含量、可溶性糖含量、過氧化物酶活性提高，可溶性蛋白含量無明顯影響，表明紫外線處理具有顯著保鮮作用。Pinela等[30]發現5 kGy的γ-射線處理鮮切豆瓣菜最有利于保持其品質并有增強效果。劉容等[31]研究發現3 kJ/m2短波紫外線的照射劑量能明顯抑制鮮切淮山的褐變，保持色差值L*和硬度，減小其失重率，表明短波紫外線處理對鮮切淮山具有顯著保鮮作用。

2.1.3.2 超聲波處理

超聲波處理產生的超聲空化作用、沖擊波和剪切力可以使酶失活[32]，當超聲頻率在20 kHz以上時，具有優良的抗褐變和殺菌效果，且不會造成明顯果蔬品質的下降。潘艷芳等[33]利用40 kHz超聲波處理鮮切甘薯10 min，抗褐變效果顯著，抑制丙二醛積累、多酚氧化酶和過氧化物酶活性，提高總酚含量和抗氧化能力，延緩衰老變質。2.1.3.3 超高壓處理

超高壓處理利用壓力將氫鍵或離子鍵等非共價鍵破壞，使微生物細胞結構、DNA、蛋白質等生物大分子結構變性，同時抑制酶的活力，達到抑菌保鮮的效果。孫海燕等[34]報道，300 MPa超高壓處理鮮切天麻10 min具有較好保鮮效果，抑制呼吸作用，減緩總糖、抗壞血酸含量下降及衰老速率，延長其貨架期至20 d。

2.1.3.4 脈沖電光和脈沖電場等處理

脈沖強光是指瞬時、高強度的脈沖光照射鮮切果蔬表面，以滅活微生物，達到抑菌、保鮮效果。彭光華等[35]利用脈沖強光技術對鮮切荸薺進行處理，以每秒閃照2次的頻率進行脈沖強光持續處理10 min，其保鮮效果顯著，抑制水分和營養物質的流失、過氧化物酶活性、微生物生長以及褐變進程。林芳妃等[36]研究納米脈沖電場對櫻桃的保鮮作用，結果表明在電場強度0.9 kV/cm、頻率6 kHz、處理時間60 s時櫻桃腐爛率最低，通過殺滅微生物以及鈍化酶，納米脈沖電場可以有效保持其新鮮品質。張敏歡等[37]采用靜電場對鮮切馬鈴薯進行處理，發現靜電場處理具有抑制褐變，保持水分的作用。王秀娟[38]利用180 V交變磁場處理蜜瓜15 min，其保鮮效果顯著，失重率、呼吸強度明顯降低，質地軟化延緩，可溶性固形物增加，磷脂酶D基因表達量變化最低。電場處理是從膜電位差、微觀質構和酶活角度對鮮切果蔬進行抑菌處理，孫艷[39]研究常壓低溫等離子體對鮮切黃瓜和胡蘿卜的保鮮效果，發現處理后失重率、丙二醛含量以及相對電導率減少更小，色澤及主要香氣成分變化小，且不會造成果肉形態破壞。

2.2 貯藏環節品質控制技術

2.2.1 低溫、熱激與回溫處理

適宜的低溫能減弱鮮切果蔬的呼吸強度，降低生物酶活性，抑制生理生化反應速率，延緩果蔬衰老。冷激處理（cold shock treatment，SCT）是在短時間內對采后果蔬進行不發生冷害和凍害的低溫處理，適宜低溫能抑制鮮切果蔬各項生命活動，溫度每下降10℃，酶的活性降低約33%～50%[40]。Berno等[41]對鮮切紫洋蔥分別在0、5、10℃和15℃貯藏，結果表明0℃下總酚、花青素和槲皮素等含量變化小，有利于營養物質和感官品質的保持。此外，熱激處理（heat shock treatment，HST）對鮮切果蔬也具有一定的保鮮效果，它是指短時間內采后果蔬在非致死的高溫中進行處理的一種物理方法，溫度通常在30℃～55℃，HST的時間在幾秒到幾小時之間不等[42]。近年來，有學者對回溫處理（20℃～25℃）在抑制鮮切果蔬褐變控制中的應用有所研究，結果表明鮮切洋姜塊莖[43]、嘎啦蘋果[44]通過回溫處理可降低果蔬的苯丙氨酸解氨酶活性和呼吸強度，降低總酚含量，顯著抑制了褐變。不同溫度處理對鮮切果蔬的保鮮效果見表1。

表1 不同溫度處理對鮮切果蔬的保鮮效果Table 1 Effects of different temperatures on fresh-cut fruits and vegetables

2.2.2 氣調保鮮

鮮切果蔬貯藏時環境的溫度、壓力和氣體成分的變化會引起品質劣變。常見的貯藏方式有常溫貯藏、低溫貯藏、氣調貯藏和減壓冷藏等，氣調保鮮技術主要為氣體、膜、氣體+膜的復合作用。錢驊等[48]對鮮切西藍花進行減壓冷藏處理，研究表明短期減壓冷藏可以抑制呼吸強度，并延緩呼吸高峰的到來，貯藏4 d時，丙二醛含量僅為2.31 μmol/g，延緩其積累，抑制膜脂過氧化過程，保鮮效果顯著。但目前減壓冷藏多限于實驗室研究階段，還沒有實現商業化應用。李棟等[49]利用高濃度CO2來進行鮮切蓮藕的氣調貯藏處理，發現20% CO2可顯著抑制褐變指數的上升，降低多酚氧化酶酶活，并激活煙酰胺腺嘌呤二核苷酸激酶活力，提高還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸含量，抗氧化能力顯著。此外，包裝材料的特性對鮮切果蔬的品質也有較大的影響。納米包裝技術具有低透濕性、低透氧率和抗菌等特殊性能，可使包裝材料內的果蔬形成自發氣調貯藏，能有效延遲鮮切果蔬衰老，抑制微生物生長，對葉綠素、還原糖和維生素C等保持方面效果顯著。

2.2.3 保鮮劑保鮮

保鮮劑保鮮技術在果蔬保鮮包裝上的保鮮作用主要體現在對果蔬產生的氣體（如乙烯、乙醇等）進行抑制，降低果蔬的呼吸強度，減少水分散失、腐爛、氧化、發芽、乙烯的產生等問題，限制微生物生長，延長貨架期。根據作用原理，保鮮劑可以分為化學保鮮劑、天然保鮮劑和生物保鮮劑。目前研究化學保鮮劑控制鮮切果蔬品質時，通常利用不同濃度的單一保鮮劑混合制成的復合保鮮劑，其抑菌、保鮮作用效果更佳。不同保鮮劑對鮮切果蔬的保鮮效果見表2。

表2 不同保鮮劑對鮮切果蔬的保鮮效果Table 2 Effects of different preservatives on fresh-cut fruits and vegetables

2.3 運輸和銷售環節品質控制技術

2.3.1 運輸振動

運輸主要是指生產企業至銷售地點之間的物流過程，是鮮切果蔬中的重要環節，運輸方式、運輸線路、運輸時的環境溫度、環境中氣體成分及濃度、減震包裝材料種類及厚度和運輸車廂中的堆放位置等因素均會導致鮮切果蔬產生品質變化，影響終端銷售情況。在運輸過程中，鮮切果蔬受到振動、擠壓和沖擊等作用，會形成以塑性或脆性破壞為主的現時損傷和以黏彈性變形為主的延遲損傷[57]。張超等[58]比較冷藏車箱內前上、前下、后上和后下4個堆放位置對鮮切荷蘭芹品質的影響，結果表明上層鮮切荷蘭芹感官品質低于下層產品，且運輸中振動強度是導致鮮切果蔬品質變化的主要因素。振動強度越高，鮮切荷蘭芹品質降低越快。王冉冉[59]對鮮切紫甘藍運輸方式進行研究，發現泡沫箱+多層瓦楞紙板減震運輸可有效維持感官和營養品質。

2.3.2 運輸時間

鮮切果蔬的品質會隨著運輸時間延長而顯著下降。董雪臨等[60]使用箱式冷藏車模擬大都市鮮切蔬菜2、3、5 h冷藏運輸過程，研究表明2 h～3 h的短途運輸對鮮切生菜菌落總數、硬度、VC含量和感官評分等品質影響較小，并在實驗室內模擬沖擊試驗，得出鮮切生菜、黃瓜片連續累積5 h后其延遲性損傷高于累積2 h后的結果，丙二醛含量升高，維生素C和可溶性固形物含量降低，菌落總數增多，而鮮切青椒絲在模擬運輸2 h和5 h的外觀品質差異不大，營養品質有顯著性差異。Berardinelli等[61]得出240 km～320 km中長途運輸可能導致梨變色，可采用石蠟乳液處理減少運輸中的摩擦變色現象。同時，鮮切果蔬在運輸環節應當采用冷鏈運輸，防止在途中受到外界微生物污染，并且嚴格控制鮮切果蔬生產、流通中微生物的生長，以期提高產品品質。

2.3.3 銷售

微生物污染是鮮切果蔬流通銷售中的突出問題。曹娜等[62]對超市21種鮮切蔬菜的微生物檢測發現，葉菜類、根莖類及果品類等鮮切蔬菜的菌落總數數量級達10-7MPN/100 g～10-8MPN/100 g，且均檢出單增李斯特氏菌，因此相關部門必須采取有效措施加強鮮切果蔬方面的食品安全管理。此外，鮮切果蔬銷售時，在貨架陳列期利用不同顏色LED燈光照處理可對其品質產生影響。張婷婷等[63]研究白光、紅光、藍光、綠光、LED燈光照以及避光處理對鮮切青椒品質的影響，結果表明綠光處理對鮮切青椒的質量損失率最低，為3.75%，并對可溶性固形物、顏色變化、風味物質的影響均較小。

3 結語與展望

鮮切果蔬供應鏈的品質控制貫穿清洗、切分、殺菌、包裝、貯藏、運輸和銷售環節，由于其特殊生產工藝的影響，會加速褐變、衰老等不良生理生化反應，引起感官品質變化、微生物污染以及營養成分流失，從而導致鮮切果蔬品質劣變和貨架期縮短，失去商品價值，因此必須采取有效的品質控制措施嚴格把控鮮切果蔬供應鏈的每一個環節。目前國內針對鮮切果蔬的非熱加工殺菌，特殊復合包裝材料，復合保鮮劑等方面研究多停留在理論階段，因此，需要深入探討鮮切蔬菜品質劣變的機理，研究應以安全營養、環保高效為核心，尤其是天然化學物質、生物保鮮、非熱加工等多種技術的有效結合等領域將成為鮮切果蔬加工的研究熱點。同時應建立鮮切果蔬全環節危害分析的臨界控制點（hazard analysis and critical control point，HACCP）食品質量控制體系，完善冷鏈物流，實現全程鮮切果蔬供應鏈環節的質量安全監管，并建立鮮切果蔬技術標準，從而有效抑制微生物生長，達到保持鮮切果蔬的品質、延長貨架期的目標。