《果蔬贮运技术论》word版.docx

哈尔滨工业大学食品学院课 程 论 文（2012-2013学年春季学期）课程名称：果蔬贮运技术 课程代码：08S5410440 胡彤学生姓名： 1104110110学 号： 学生成绩： 鲜切果蔬品风味和质地质劣变机理及其有效抑制途径摘 要：本文首先通过对于鲜切水果品现状的了解，总结出鲜切水果风味和劣变质的机理，其中包括伤呼吸，蒸腾作用等，并且在对其劣变机理的具体了解之后，也总结出一系列能够有效抑制其风味、质地劣变，并能起到保鲜作用的方法策略来改善现阶段鲜切水果品并不受到广泛推崇的状况。通过文章详尽的叙述，能让读者对于鲜切水果品行业的发展现状有所了解，并且，食品制造商可以通过文章中提出抑制其劣变的方式，来制定合理的战略策略，在人们日渐提高的生活要求之中，可以让鲜切果蔬品行业占据举足轻重的地位。关键词：鲜切果蔬；品质劣变;机理；保鲜Influencing Factors of Quality Deterioration in Fresh-cut Fruits and Vegetables and the Possible Mechanisms, as well as the effectively restrain ways Abstract: For the understanding of the fresh-cut fruits and vegetables, the article summed up the mechanism of fresh-cut fruit flavors and the possible mechanisms, such as injury respiration and transpiration. After a specific understanding of its deterioration mechanism, we summarized a series of effectively messages to inhibit its flavor and textures deterioration to change the situation when the fresh-cut fruits and vegetables are not popular. By the detailed description of the article, allowing readers to understand the fresh-cut fruit products industry status quo. As well as, the food producers can make useful strategies according to the restrain ways raised by the article. It will allow the fresh-cut fruits and vegetables products occupy a pivotal position in the raising of peoples demand. Key words: Fresh-cut fruits and vegetables；Quality deterioration；Mechanisms; Keep fresh在现代快速的生活节奏中，人们对于果蔬制品的需求量也是越来越大。果蔬独特的生理特性和多样的种类口感，富含的多种营养物质，更能较好的满足人们日渐提高的食物需求，已经是人们生活中不可缺少的食品。于是鲜切果蔬应时而生，来满足人们日渐提高的需求和快节奏的生活方式，鲜切果蔬因较好的保持了果蔬产品原有的风味，口感和营养价值而备受消费者的青睐。但是目前来说，鲜切果蔬并未得到广泛的推广应用。研究表明，鲜切果蔬是遭受人为机械损伤的生命有机体，是一种保持果蔬原有特殊风味和品质的生鲜食品1。切分造成的极大损伤与一般的局部机械损伤不同，对生理生化代谢、风味品质以及安全性都将产生较大的影响，如呼吸速率显著提高，乙烯产生量增加，膜脂过氧化和酚类物质氧化反应加强，易受微生物污染等2。此外，切分还诱导次生代谢产物的积累和愈伤组织的形成3，导致货架寿命短，鲜切果蔬的组织衰老，致使其商业价值得不到很好的发挥。所以，了解鲜切果蔬发展现状4，探讨鲜切果蔬品风味和质地劣变机理，抑制其劣变，保证鲜切果蔬的营养质量，延长保鲜期成为鲜切果蔬工业化生产的关键。本文主要详细阐述了可能引起鲜切水果风味、品质劣变的的可能性机理，并对在工业生产中改善其劣变的方法做出了总结和详述。1. 鲜切果蔬品质劣变相关的生理生化变化新鲜果蔬经过清洗、切分、保鲜和包装等处理后，组织产生机械损伤，细胞的完整性及酶与底物的区域化结构被破坏，酶与底物直接接触，加之伤信号的迅速传递，从而诱导果蔬组织发生错综复杂的生理生化反应，并扩散、影响远离伤害部位的细胞，使鲜切果蔬组织快速衰老与腐败5。1.1 伤胁迫一般认为，切分形成的伤信号包括植物激素（如茉莉酸类，水杨酸、脱落酸、乙烯）、多肽分子（如系统素）、多糖分子（如寡糖素）以及物理信号（如水压、电脉冲）等6。此外，伤信号在韧皮部中传递比较快而化学物质信号传递比较慢的事实暗示伤反应可能存在其它的信号7。但也有人认为伤信号不是受伤组织特异形成的，而是伤害细胞最初伤响应的副产品8。钙离子作为植物细胞中最重要的第二信使，参与植物对许多逆境信号的转导过程。细胞质中的这种钙离子浓度的特异性变化是它作为细胞次级信使来区分不同原始信号的一种反应，并通过与它的作用介质钙结合蛋白相互作用而将信号继续向下游传递，进而在细胞内引起一系列的生物化学反应以适应或抵制各种胁迫9。1.2伤呼吸切分造成的机械伤会显著增加果蔬组织呼吸速率，即伤呼吸10，并随着衰老过程而进一步加强，甚至还会改变某些果蔬呼吸途径。鲜切果蔬呼吸速率上升加速了糖类消耗、淀粉降解、三羧酸循环和电子传递链的活化，并产生大量CO2、O2以及剧增的热量释放等生理效应11。另外，鲜切果蔬表面的汁液阻塞气孔，气体扩散速率下降，造成局部CO2/O2的比值上升，达到一定程度后诱发无氧呼吸，造成乙醇和乙醛的大量积累，使产品风味发生变化，货架寿命缩短。鲜切果蔬对于温度更为敏感，温度高时生理和生化反应加速，不利于产品品质 12的保持。1.3 细胞膜降解鲜切果蔬加工过程中导致细胞膜结构的破坏及原生质流动性的丧失，引起膜组分迅速降解。细胞膜降解会导致细胞和组织结构的去区域化及正常细胞功能丧失。许多次级反应是由膜降解引起的，最常见的是组织褐变和异味的产生。另外，果蔬组织软化也与细胞壁组分的降解有关。切分还可能活化那些在正常条件下活性很低的酶，包括一些控制细胞壁、细胞膜代谢的酶13。1.4 次生代谢物质积累和愈伤组织形成果蔬组织受到切分等伤害后能诱导次生代谢产物的合成与积累。不同种类的果蔬，即使同一果蔬的不同品种，产生次生物质的种类和数量也有差异，产地不同的同一品种，伤诱导的次生物质也有差异。番茄果皮受伤后表层细胞均发生栓质化反应，而柑橘果皮受伤部位发生木质化反应，在枇杷、胡萝卜、竹笋等果蔬上表现尤为突出14。栓化或木质化及创伤周皮的形成受组织自身状况和周围环境条件（如温度、湿度、气体组分）的影响，组织的伤愈合能改变鲜切加工产品的外观、影响商品性状和降低食用价值。1.5 蒸腾与失重蒸腾是植物失水过程，也是植物吸水和物质转运的重要动力，它能促进水分在植物体内传导和从土壤中吸收矿物质随水上运，并降低叶面温度、免受强光灼伤。鲜切果蔬与完整新鲜果蔬组织一样，含水量高达80%95%。新鲜果蔬经过整理、清洗和切分等加工处理后，原有的角质层、蜡质层等保护结构及蒸腾作用发生的自然孔道（气孔和皮孔）被破坏，细胞组织直接大面积暴露在空气中，造成蒸腾作用显著增强，同时细胞组织失去的水分又得不到补充，鲜切果蔬就成为一个蒸发体，不断地蒸腾失水，细胞彭压降低，最终导致组织萎蔫、疲软、皱缩，逐渐失去新鲜度，并引发一系列的不良生理反应15。研究表明，鲜切果蔬出现失水萎蔫时，水解酶活性提高，细胞中的大分子物质加速向小分子转化，呼吸底物的增加会进一步刺激呼吸作用。严重脱水时，细胞液浓度增高，有些离子如NH4+和H+浓度过高会引起细胞中毒，甚至会破坏原生质的交替结构。过度缺水还会引起脱落酸含量增加，并且刺激乙烯合成，加速器官的衰老16。此外，失水萎蔫破坏了正常的代谢过程，水解作用加强，细胞彭压下降造成结构特性改变，必然影响鲜切果蔬的耐贮性和抗病性17。因此，鲜切果蔬加工贮运过程中的蒸腾失水是导致其品质下降，货架寿命缩短的重要方面。2. 鲜切果蔬品褐变及相关酶类 褐变是鲜切果蔬加工贮藏过程中普遍存在的一种变色现象，是造成鲜切果蔬品质下降的一个重要原因。褐变不仅可引起鲜切果蔬色、味等感观性状的下降，还会造成营养损失，甚至影响产品的安全性。果蔬褐变一般可分为两大类：一类是在氧化酶催化下的多酚类物质的氧化变色，称为酶促褐变；另一类是如美拉德反应、焦糖化作用等产生的褐变没有酶的参与，称为非酶褐变。而鲜切果蔬中的褐变，常以酚酶引起的酶促褐变反应最为明显。正常情况下，由于膜系统的存在使酚类物质与引起褐变的酶类分隔开，酚类物质不易发生氧化而使组织褐变，一旦膜系统被破坏，酚类物质在PPO、POD等酶的催化作用下快速氧化，导致果蔬组织褐变18。2.1酶促褐变相关酶果蔬组织酶促褐变中涉及的酶包括多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）和抗坏血酸过氧化物酶（APX）等，其中以PPO和POD研究较多。3.鲜切果蔬品质劣变的其它影响因素3.1 营养成分损失营养成分是影响生鲜果蔬品质好坏的决定性因素，是果蔬感官性状得以维持的物质基础。鲜切果蔬由于破坏了细胞的完整性，营养物质直接流出损失（尤其是水溶性和易氧化的成分）；另一方面，鲜切果蔬仍是生命活体，在贮藏过程中必然发生内部营养成分的分解和变化，进而引起果蔬色、香、味和营养价值的降低，超过一定极限，果蔬就会衰老甚至腐烂而丧失商品价值。3.2 微生物污染鲜切果蔬从原料、加工、包装、贮藏、运输到销售等各个环节，常常与环境发生各种方式的接触，因而极易受到外界微生物的污染而导致腐败变质，其主要原因有以下几个方面：（1）鲜切果蔬经过加工后细胞组织结构受到破坏，造成大量的机械损伤，表面积成倍增加，营养物质外溢，给微生物的侵染、生长和繁殖提供了有利条件。（2）切分造成果蔬原有保护系统破坏，自然抵抗能力下降，更多种类和数量的微生物侵染机会增加；（3）大多数果蔬属碱性食品且含水量较高，给微生物提供了理想的生长环境。微生物的迅速繁殖不仅缩短了鲜切果蔬的货架寿命，而且在很大程度上影响产品的安全性。4鲜切水果品劣变的抑制4.1低温贮藏为了延长鲜切果蔬的货架期，低温贮藏是十分常见的方法，可以减弱鲜切果蔬的呼吸强度，降低酶的活性抑制鲜切果蔬的酶促褐变，延缓组织衰老；并且可以抑制微生物的生长，任何微生物都有一定的正常生长和繁殖的温度范围，温度愈低，它们的活动能力也愈弱，温度低于微生物的最低生长点，微生物就停止生长甚至导致微生物死亡。环境温度愈低，蔬菜的生命活动进行得就愈缓慢，营养素消耗亦少，保鲜效果愈好，常用48的低温进行鲜切果蔬的保鲜。鲜切果蔬中一些嗜冷菌在低于0的环境中能缓慢的生长，但是，如果贮藏温度过低会造成鲜切果蔬冷害以及褐变加重等现象。4.2防腐保鲜剂的使用为了抑制呼吸强度、减弱鲜切果蔬的生理代谢，一般在鲜切果蔬包装前进行一定的预处理，采用防腐保鲜剂是控制微生物生长和抑制褐变一种十分有效的方法。常用的化学防腐保鲜剂主要有亚硫酸盐、VC、柠檬酸、山梨酸钾、苯甲酸钠、4一己基间苯二酚、CaCI2、ZnCI2、乳酸钙等。山梨酸钾是国际上公认的最好的防腐保鲜剂，但近年日本报道用添加15的山梨酸钾的饲料喂小白鼠，15只中有一半患了肝癌，可见最安全的防腐保鲜剂也不可靠。传统的化学物质亚硫酸盐能阻止过氧化氢的形成，抑制酶促和非酶促褐变，防止鲜切果蔬褐变，但亚硫酸盐可能引起人体的过敏反应并导致气喘以及其他副作用，已被禁用和限制使用。4.3气调包装(MAP)气调包装的基本原理是通过使用适宜的透气性的包装材料被动地产生一个调节气体环境，或者采用特定的气体混合物及结合透气性的包装材料主动地产生一个调节气体环境，从而降低贮藏环境中的氧浓度，提高二氧化碳浓度，达到鲜切果蔬保鲜的目的19。4.4栅栏技术栅栏技术是指在食品设计、加工和贮藏过程中，利用食品内部阻止微生物生长繁殖的因素之间的相互作用，控制食品安全性的综合性技术措施。控制鲜切果蔬中微生物的内在栅栏因子包括温度、水分活度、pH值、鲜切果蔬中的抗菌成分等，控制微生物的外在栅栏因子包括包装技术、高压、辐照、超声波、紫外线、竞争性菌群、食品防腐保鲜剂等。利用鲜切果蔬内在栅栏因子和外在栅栏因子的协同作用达到杀菌保鲜作用，延缓鲜切果蔬组织衰老。同时研究者还发现，利用菌种间拮抗作用抑制腐败菌生长的生物控制法结合清洗、辐照及包装，最后进行冷藏可达到较佳的保鲜效果。4.5新型涂膜保鲜剂壳聚糖及壳聚糖衍生物作为涂膜保鲜剂， 具有无毒、无味和优良的保湿性、成膜性、抗菌性等诸多优点。壳聚糖成膜的基本原理是壳聚糖大分子中含有大量游离氨基和羟基，易溶于酸性水溶液形成高粘度的胶体溶液，将其涂抹于鲜切果蔬表面可以形成透明、光亮的且有较好选择透气性和阻气性的壳聚糖薄膜。壳聚糖涂在鲜切果蔬表面可以降低呼吸强度，减少营养素的消耗，可以有效阻碍水分的蒸发和抑制微生物的生长，抑制乙烯的合成，达到保鲜的目的。研究表明，2壳聚糖被膜有较好的保鲜效果，能显著降低鲜切蒲菜的失重率，抑制褐变，添加氯化钙和VC等助剂能增强其对褐变的抑制。4.6高氧MAP贮藏及适度真空包装高氧MAP可以抑制多酚氧化酶的活性，从而抑制酶促褐变的发生，同时可以抑制甚至杀死微生物，有活性的氧自由基产生的氧分压超过微生物所能承载的氧分压时会抑制微生物的生长。1995年，英国CCFRA对鲜切的热带水果和冰山莴苣(Iceberg lettuce)进行了实验。结果证实，高氧MAP能克服低氧MAP的众多缺点，在抑制酶促褐变，厌氧菌发酵及微生物生长方面尤其有效。总结：综上所述即为鲜切水果品劣变的可能机理和抑制其劣变的方法研究，若能在今后的科研中总结出鲜切水果的劣变确切机制并作出一系列的抑制其变化的方法策略，相信鲜切水果产业定将在人们今后的生活中占据举足轻重的地位。参考文献1 LMEZ H, KRETZSCHMAR U. Potential alternative disinfection methods for organic fresh-cut industry for minimizing water consumption andenvironmental impactJ. LWT - Food Science and Technology, 2009, 42(3):686693.2 ERGUN M, JEONG J, HUBER D J, et al. Physiology of fresh-cut Galia (Cucumis melo var. reticulatus) from ripe fruit treated with1-methylcyclopropene J. Postharvest Biology and Technology, 2007, 44(3):286292.3 CHOI Y-J, TOMS-BARBERN F A, SALTVEIT M E. Wound-induced phenolic accumulation and browning in lettuce (Lactuca sativa L.) leaf tissue is2012-01-12,reduced by exposure to n-alcoholsJ. Postharvest Biology and Technology, 2005, 37(1):4755.4TOIVONEN P M A. Influence of harvest maturity on cut-edge browning of Granny Smith fresh apple slices treated with anti-browning solution after cutting J. LWT - Food Science and Technology, 2008, 41(9):16071609.5 RHODES J D, THAIN J F, WILDON D C. Evidence for physically distinct systemic signaling pathways in the wounded tomato plant J. Annals of Botany, 1999, 84(1):109116.6 胡文忠.鲜切果蔬科学与技术M.北京：化学工业出版社，2009.7 LEONARDIA C, GUICHARD S, BERTIN N. High vapour pressure deficit influences growth, transpiration and quality of tomato fruitsJ. Scientia Horticulturae, 2000, 84(3-4):285296.8 毛国红，郭毅，崔素娟.伤害信号分子及其信号转导J.西北植物学报，2002, 22(6):15041511.9 周艳超，沈应柏.Ca2+信号在植物细胞适应逆境中的调节作用J.北方园艺，2010, (3):181185.10 LULAI E C, SUTTLE J C. The involvement of ethylene in wound-induced suberization of potato tuber (Solanum tuberosum L.): a critical assessmentJ. Postharvest Biology and Technology, 2004, 34(1):105112.11 IGUAL M, CASTELL M L, ORTOLA M D, et al. Influence of vacuum impregnation on respiration rate, mechanical and optical properties of cut persimmonJ. Journal of Food Engineering, 2008, 86(3):315323.12 CASTELL M L, FITO P J, CHIRALT A. Effect of osmotic dehydration and vacuum impregnation on respiration rate of cut strawberriesJ. LWT - Food Science and Technology, 2006, 39(10):11711179.13田密霞，胡文忠，姜爱丽，等.海藻酸钠复合涂膜对鲜切皇冠梨软化生理的影响J.食品研究与开发，2009, 30