鮮切胡蘿卜的加工技術研究進展

陳燕，畢秀芳*，焦文成，代雨杉，2，車振明

（1.西華大學食品與生物工程學院，四川 成都 610039；2.宜賓西華大學研究院，四川 宜賓 644000）

鮮切果蔬是果蔬經過加工改變了形狀之后，仍能保持自身新鮮度和營養成分的一種果蔬加工品[1-2]。近年來，我國鮮切果蔬發展迅速，自然、新鮮、便利、環保、健康等特點使鮮切胡蘿卜廣受消費者的喜愛[3-4]。鮮切胡蘿卜在國外，主要用于沙拉[5]，而在國內以炒菜的半成品為主，包括家用、餐廳和工業生產用，發展前景十分廣闊。在菜品工業化過程中，為了保障菜品的安全、營養物質和風味等，原料預處理后需要盡可能地保留其營養物質，延長保質期。然而，由于鮮切處理破壞了胡蘿卜的組織結構，導致胡蘿卜白度值上升、微生物繁殖速度加快、質構軟化、VC和類胡蘿卜素等營養物質流失，從而降低了鮮切胡蘿卜品質和商業價值[6]。因此，采用不同加工技術來提升鮮切胡蘿卜的品質是近年來的研究熱點。本文綜述不同加工技術對鮮切胡蘿卜品質的影響，通過分析不同加工技術在鮮切胡蘿卜加工中的優缺點，提出未來鮮切胡蘿卜加工的研究方向，為進一步研究鮮切胡蘿卜加工技術提供參考。

1 清洗

清洗是鮮切果蔬加工過程中的關鍵環節，正確的清洗技術可以抑制微生物生長、減少營養損失，減緩褐變反應，從而延長產品貨架期[7-8]。目前，鮮切果蔬的清洗技術主要包括熱水和超聲波等物理清洗技術，臭氧水和酸性電解水等化學清洗技術以及天然提取物和抑菌素等生物清洗技術[8]，應用于鮮切胡蘿卜的清洗技術主要為化學清洗技術。

研究發現，使用0.5 mg/L 臭氧水清洗胡蘿卜5 min，4 ℃貯藏10 d 后，胡蘿卜失重率降低1.84%，胡蘿卜素提高25.4%，抗壞血酸增加0.59 mg/100 g，菌落總數也低于使用自來水清洗的樣品[7]。Xylia 等[9]研究發現，質量分數為0.25%的抗壞血酸處理溶液清洗胡蘿卜絲后，能保持胡蘿卜絲的香味和橙色。而用體積比為1∶1 500（馬郁蘭精油∶水）的馬郁蘭精油處理溶液清洗過的胡蘿卜顏色較深，呼吸速率較高。Pellegrini 等[10]研究發現，采用5 μL/mL 的香菜籽精油溶液清洗可減少鮮切胡蘿卜的微生物含量，較好地保持鮮切胡蘿卜的感官品質。

目前，化學清洗技術對鮮切胡蘿卜的影響還缺乏深入研究，各清洗技術的作用機理不夠明確，生物清洗技術在鮮切胡蘿卜中的應用較少，有待進一步研究。

2 熱處理和非熱加工技術

鮮切胡蘿卜的保質期和微生物生長、品質的變化有重要關系[11]。目前，為了提高鮮切胡蘿卜的保鮮效果，延長其貨架期，主要采用熱處理、輻照、超高壓、涂膜等加工技術，不同技術在鮮切胡蘿卜加工中的相關研究如表1 所示。

表1 不同技術在鮮切胡蘿卜加工中的相關研究Table 1 Studies of different techniques in fresh-cut carrot processing

2.1 熱處理

熱處理是一種傳統的物理處理方法，利用熱力殺死或鈍化果實上的病原菌，可達到保持鮮切果蔬品質的目的[21]。有研究表明，熱處理可以降低鮮切胡蘿卜的呼吸強度[22]，抑制微生物的生長和繁殖[23]，抑制多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）[24-25]、過氧化物酶（peroxidase，POD）[26]、降低丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量，延緩其衰老變質，進而延長貨架期。雖然熱處理可有效降低鮮切胡蘿卜的呼吸強度，抑制微生物生長和繁殖，但會破壞其細胞膜結構。張甜甜等[12]研究表明，熱處理后鮮切胡蘿卜的電導率達15.46%以上，遠高于未處理組的2.99%。此外，熱處理會降低鮮切胡蘿卜的某些營養物質，如VC含量、β-胡蘿卜素含量等[12]。因此，需要結合其他保鮮方法來提高熱處理的保鮮效果，如氣調包裝、可食性膜等保鮮技術。

2.2 非熱加工技術

食品非熱加工技術是指在食品行業中通過非傳統加熱的方法來進行殺菌與鈍酶的技術，相比傳統的熱加工技術，這種技術能更好地保持食品的營養成分和風味成分[27]。

2.2.1 輻照技術

輻照技術具有殺菌效果明顯、實施劑量可調、低消耗、無污染、無殘留、安全可靠等優點，輻照技術作為一種安全、高效、非熱食品加工技術，已經在鮮切果蔬上得到了廣泛應用[23]。有研究表明，60Coγ 射線、電子束輻照均能提高鮮切胡蘿卜的保鮮效果。劉芯鑰等[13]研究發現，60Coγ 射線輻照抑菌效果顯著（P＜0.05），對鮮切胡蘿卜的色澤、細胞膜通透性和感官特性沒有顯著影響（P＞0.05）。雖然輻照處理滅菌效果明顯，可以提高鮮切胡蘿卜的保鮮效果，但是不能有效地改善鮮切胡蘿卜的白變現象，電子束輻照處理會導致鮮切胡蘿卜的VC含量降低[12]，因此，單一的輻照不能從各方面提高鮮切胡蘿卜的品質。

2.2.2 紫外線技術

紫外線（ultraviolet，UV）是電磁波譜中波長從10 ～400 nm 輻射的總稱。目前，中波紫外線[28-29]、短波紫外線[30]對鮮切胡蘿卜品質影響的研究較多。Formica-Oliveira 等[28]研究發現，鮮切胡蘿卜經中波紫外線處理后，酚類化合物的積累量提高120%，苯丙氨酸酶（phenylalanine ammonia lyase，PAL）活性增加約760%。鮮切胡蘿卜經2 kJ/m2短波紫外線處理，貯藏15 d 后，與未處理相比呼吸強度減少28 mg/kg·h，亞硝酸鹽含量減少30 mg/kg，失重率減少44.44%，而類胡蘿卜素、抗壞血酸等營養成分均高于未處理組，有效地延緩鮮切胡蘿卜衰老進程，延長產品貨架期[30]。Lee 等[31]研究發現，酸性電解水+超聲波+短波紫外線結合處理可抑制鮮切胡蘿卜在儲存期間的水分損失、顏色和外觀變化。

2.2.3 超高壓技術

超高壓技術是一種環保技術，它利用強烈的靜水壓力通過破壞細菌的細胞膜、細胞壁、改變其原本正常的遺傳機制等達到殺菌的目的，對食品的感官品質和營養價值產生較小影響，最終延長貨架期[32]。

目前，超高壓對鮮切胡蘿卜的影響研究主要集中在對胡蘿卜質地的影響上。100、200 MPa 的超高壓處理能較好地保持胡蘿卜的質地，而300～600 MPa 能導致鮮切胡蘿卜硬度顯著下降，最大質地損失在30%左右[14]，可能是細胞膜透性和細胞壁果膠組分發生了改變[15]。馬濤等[16]研究發現，不同高靜壓處理導致胡蘿卜切片的膠黏性和回彈力明顯下降。張紅敏[14]研究發現，經超高壓處理后，鮮切胡蘿卜的顏色未出現明顯的變化，表明超高壓技術對鮮切胡蘿卜的顏色影響不明顯。

目前，單一超高壓處理對鮮切胡蘿卜質地的影響較大，可結合其他技術減少此影響，有研究表明，經鈣鹽溶液預處理后，熱處理結合超高壓處理可將鮮切胡蘿卜的質地維持在90%以上[14]。

2.2.4 高壓二氧化碳技術

高壓二氧化碳（high-pressure carbon dioxidetechnology，HPCD）是一種新型非熱殺菌技術，有殺菌鈍酶的作用，能夠最大限度地保持果蔬功能成分、營養成分和色澤[33]。

HPCD 處理對鮮切胡蘿卜有明顯的抑菌作用，可以抑制POD 和PPO 的活性。Spilimbergo 等[17]和Ferrentino 等[34]研究發現，12 MPa、40 ℃、15 min 的HPCD處理鮮切胡蘿卜后，硬度顯著降低（P＜0.05），但HPCD 對鮮切胡蘿卜硬度的影響機制還有待進一步研究。此外，HPCD 對鮮切胡蘿卜貯藏期品質影響的研究還未見報道。

2.2.5 等離子體技術

等離子體（coldplasma，CP）是一種新興的綠色滅菌技術，在抑菌、防止褐變和維持果蔬品質等方面具有明顯的效果[35]。Bermúdez 等[18]研究發現，鮮切胡蘿卜經大氣壓冷等離子體處理后，其表面的大腸桿菌數量明顯減少。張志偉[3]研究發現，常壓低溫等離子體對鮮切胡蘿卜表面的殺菌率高達92.35%，同時對鮮切胡蘿卜的水分含量、色澤和VC含量的影響不顯著（P＞0.05），且能使其保持較好的抗氧化能力。Kumar Mahnot 等[36]研究發現，冷等離子體處理的胡蘿卜的酸堿度、顏色、質地和總類胡蘿卜素的變化很小。

等離子體對鮮切胡蘿卜有一定的殺菌和保持感官品質的作用，但是對處理后的鮮切胡蘿卜在貯藏期的影響研究未見報道。除此之外，等離子體在鮮切果蔬中的應用存在效率與自動化程度低、成本高等問題。

2.3 其他加工技術

涂膜處理可以減少水分蒸騰，抑制呼吸作用，降低生理生化反應速度，防止化學保鮮劑在食物上的殘留，延緩鮮切果蔬的變質、變色，抑制微生物生長，延長貨架期[37]。研究發現，涂膜可以有效抑制鮮切胡蘿卜的失重率、呼吸速率和白化現象，抑制VC的降解和木質素、纖維素的合成，抑制微生物的生長，提高抗氧化能力，延長貨架期[38-42]。董紅兵等[19]和董文麗等[43]研究發現，鮮切胡蘿卜經1%殼聚糖涂膜處理后，硬度、抗壞血酸濃度和抗氧化值均有提高。

涂膜可以延緩鮮切胡蘿卜營養物質的損失，但是抑制白化現象和抑菌效果較差，需要結合其他技術來提高抑菌效果，王新偉等[44]研究發現，含肉桂醛的復合膜對細菌、霉菌和酵母菌有較強的抑制作用。

外源一氧化氮可延緩果實硬度下降、可溶性固形物含量升高和顏色的變化，較好地保持果實品質[45]。趙蕾等[20]將一氧化氮應用于鮮切胡蘿卜片的保鮮中，結果表明一氧化氮可以減緩白化現象，提高過氧化氫酶（catalase，CAT）的活性。但是，目前一氧化氮對鮮切胡蘿卜的影響研究以白變和酶活性為主，對其硬度、營養物質含量和微生物生長情況等的影響研究未見報道。

綜上所述，單一的處理條件可以提高鮮切胡蘿卜的品質，但是存在熱處理會減少VC和胡蘿卜素的含量，超高壓對質地影響較大，涂膜技術抑菌效果不明顯等問題。因此，應用多種技術的柵欄技術來提高鮮切胡蘿卜的品質可能會成為主要研究方向之一。

3 包裝

包裝可以有效降低鮮切果蔬水分和營養物質的流失，防止鮮切果蔬褐變，減緩鮮切果蔬的生理代謝，提升產品的商業價值[46]。目前，包裝方式主要有氣調包裝、減壓包裝和活性包裝等[46]。氣調包裝（modified atmosphere packaging，MAP）是通過調節和控制氣體比例，抑制果蔬的呼吸作用和細菌繁殖，在不影響食材口感、品質、色澤等前提下，使鮮切果蔬得以延長貨架期[47]。Cozzolino 等[48]、Pace 等[49]和Abadias 等[50]研究發現，氣調包裝降低了鮮切胡蘿卜的呼吸速率，能較好地保持抗氧化性和總酚含量。此外，活性包裝技術也逐步應用于鮮切胡蘿卜的保鮮研究中。Becaro 等[51]研究發現，含有銀納米粒子和二氧化硅的低密度聚乙烯活性包裝，較好地保持了鮮切胡蘿卜的可溶性固形物含量，延緩了微生物的生長。

目前有學者通過氣調包裝與其他技術相結合的方式來提高鮮切果蔬的品質。Li 等[52]研究發現，短波紫外線結合氣調包裝在保持生理品質方面表現出協同效應，短波紫外線結合氣調包裝通過抑制相關酶的活性來延緩木質素的合成和抑制酚類代謝相關酶的基因表達。100% CO2氣調包裝能夠保持鮮切胡蘿卜的外觀，但不能保證微生物的穩定性。鮮切胡蘿卜經100% CO2氣調包裝，在6 MPa、40 ℃下處理15 min 后，能較好地保持外觀，而且微生物能維持14 d 的穩定性[53]。氣調包裝在鮮切果蔬中的應用較多，但氣調包裝結合其他技術對鮮切胡蘿卜品質影響的研究較少，活性包裝應用于鮮切胡蘿卜的研究較少，需要進一步探索。

4 不同加工技術對鮮切胡蘿卜品質的影響

鮮切胡蘿卜的營養物質、酶活性在貯藏期的變化呈現一定的規律。隨著貯藏時間的延長，白度值、木質素含量、失重率、POD 活性逐漸上升；呼吸強度和PAL活性呈先上升后下降趨勢，總胡蘿卜素含量逐漸下降。溫度是影響鮮切果蔬貯藏期品質劣變的重要因素，貯藏溫度對保持鮮切胡蘿卜品質有明顯影響[54]。蘭璞等[55]研究發現，在較低溫度（4 ℃）下貯藏，鮮切胡蘿卜VC、胡蘿卜素含量能更好地保持。目前，氣調包裝與冷藏溫度相結合，作為一種溫和的保鮮技術廣泛用于鮮切果蔬的保鮮[56]。李麗等[57]研究發現，低溫結合5%O2+10% CO2+85% N2氣調包裝處理，抑制了微生物生長繁殖，降低了失重率，延緩了營養物質胡蘿卜素和抗壞血酸含量的下降，提高了抗氧化酶活性。不同加工技術對鮮切胡蘿卜品質影響的相關研究見表2。

表2 不同加工技術對鮮切胡蘿卜品質的影響Table 2 Effect of different processing techniques on the storage period of fresh-cut carrots

5 結論與展望

目前，在清洗過程中，酸性電解水的抑菌效果明顯，臭氧水清洗的保鮮效果最佳。熱處理、超高壓、輻照、涂膜等技術在鮮切胡蘿卜的加工中應用較多，經超高壓處理后鮮切胡蘿卜質地發生劣變；輻照技術抑菌效果明顯，但是不能有效改善白變現象；涂膜技術能較好地延緩營養物質的損失，但是抑菌效果不明顯；利用柵欄技術對鮮切胡蘿卜進行加工的效果較好，但相關的研究較少；此外，一氧化氮、等離子體等技術也應用于鮮切胡蘿卜的加工研究中，對鮮切胡蘿卜的影響機理需要進一步探究。低溫結合氣調包裝能較好地維持鮮切胡蘿卜的感官品質，從而延長保質期。總體來看，目前單一的技術處理并不能使鮮切胡蘿卜達到商業加工的要求，應用多種加工技術的柵欄技術可能是解決該問題的途徑之一。在今后的研究方向中，可主要以探究不同加工技術作用機理，多種加工技術相結合，達到協同作用的復合保鮮技術為研究方向。