（食品科学专业论文）鲜切南瓜生理特性与南瓜粉抗氧化活性.pdf

浙江大学硬士学位论文 摘要 摘要 鲜切菜( f r e s h c u tv e g e t a b l e sa n df r u i t s ) 是指经过挑选、清洗、控水、修整、分级、包 装有时根据需要去皮甚至切割的新鲜蔬菜和水果。推行鲜切菜上市适应市场的发展需要， 意义重大。南瓜( c u c u r b i t am o s c h a t a ) 是双子叶植物门葫芦科南瓜属植物，是人们生活中最 常见的蔬菜之一，不仅营养丰富，而且具有很高的药用价值。但是南瓜个体较大，不适宜城 市普通家庭消费，这在很大程度上限制了南瓜的市场销售。值得一提的是：南瓜是非常适合 鲜切菜加工的蔬菜品种，因此推行鲜切南瓜符合市场的发展趋势。 南瓜切割后在生理上主要表现为：切割使南瓜在短时间内乙烯释放量和呼吸强度大量 增加，失重率和w i 值在贮藏过程中不断增加但切割对南瓜硬度、电导率没有明显影响； 南瓜切割后失重率、呼吸强度、乙烯释放量的增加幅度与切割的程度呈现一定的相关性。切 割程度越大，则失重率、呼吸强度、乙烯释放量增加越多。南瓜切割后影响产品货架期的主 要因素是南瓜表面形成的白色物质。 结合目前应用较多的鲜切菜保鲜方法，我们采用了氯化钙处理对南瓜切片进行护色保 鲜。通过三因素三水平正交试验，对氯化钙处理浓度、处理时间以及浸泡液温度进行优化， 得出最佳的试验方案为：浸泡时间为2 0m i n ，浸泡c a c l 2 溶液浓度为3 ，浸泡温度为5 5 。对最佳试验方案进行验证试验，处理分别为：空白对照，3 氯化钙室温处理，3 氯化 钙5 5 处理。研究发现：提高浸泡液温度可以有效的提高氯化钙的护色效果；最佳处理可 以有效的推迟乙烯释放量高峰的出现，抑制木质素的生成，抑制南瓜切片表面白色物质的形 成，较长时间内维持南瓜切片的外观品质。 南瓜粉是目前应用较多的南瓜产品之一，由于南瓜具有诸多的保健功能，南瓜粉应用 于各种各样的产品中提高营养价值和保健功能。对南瓜粉的理化特性以及抗氧化能力进行研 究有助于为实际生产和应用提供理论指导。对热风干燥、真空冷冻干燥、真空干燥与热风干 燥结合生产的三种南瓜粉的物理特性以及抗氧化能力进行研究发现：在物理特性方面，真空 冷冻干燥法生产的南瓜粉在产品外观上更接近新鲜南瓜，热风干燥以及热风干燥与真空干燥 复合方法生产的南瓜粉发生严重褐变，在三种不同的干燥方法生产的南瓜糟中，真空冷冻干 燥生产的南瓜粉组织结构更疏松：不同的干燥方法对南瓜粉抗氧化能力有显著影响，热风干 燥生产的南瓜粉总抗氧化能力、还原能力、鳌台能力、清除d p p h 能力要高于热风干燥与真 空干燥复合法和真空冷冻干燥法生产的南瓜粉样，热风干燥生产的南瓜粉总酚含量明显高于 浙江大学硬士学位论文摘要 另外两种方法生产的南瓜粉，说明在热风干燥过程中发生了某些有益于提高南瓜粉抗氧化能 力的反应。 关键词：南瓜切割生理护色氯化钙南瓜粉干燥方法物理特性抗氧化 活性 2 塑鋈奎堂塑主丝丝苎兰! 里壁塑墨壁堕 第1 章鲜切菜综述 鲜切菜( f r e s h c u tv e g e t a b l e sa n df r u i t s ) 是指经过拶 选、清洗，控水、修整、分级、包 装，有时根据需要去皮，甚至切割的新鲜蔬菜和水果( a l z a m o r aa ta l ，2 0 0 0 ) 。实际生产中， 蔬菜和水果的净化加工和保鲜方法相似，因此鲜切菜实指经过加工后蔬菜和水果的总称。加 工后的鲜切菜仍进行生命活动并在一定时期内维持新鲜产品的特性。鲜切菜满足消费者对 蔬菜、水果新鲜、安全及营养的要求，最大程度上方便消费者购买和食用，其可食率接近 1 0 0 。严格地讲，鲜切菜只是中国特色的俗称，其学术名称国际上还没有统一，可称作低 度加工菜( m i n i m a l l yp r o c e s s e d v e g e t a b l e s a n d f r u i t s ) 、轻度加工菜( 1 i g h t l yp r o c e s s e dv e g e t a b l e s a n df m i t s ) ，亦可称为部分加工菜( p a r t i a l l y p r o c e s s e dv e g e t a b l e sa n d f r u i t s ) 。 鲜切菜最早起源于上世纪5 0 年代的美国，当时主要提供给餐饮业( 如快徭、宾馆等) ， 而后才进入零售业。欧洲尤其是法国的鲜切菜市场在2 0 世纪9 0 年代初得到了迅猛的发展。 1 9 8 5 年法国的鲜切菜产最为4 0 0 吨，至1 9 8 9 年猛增至3 5 0 0 0 吨增加了近9 0 倍( 廖小军， 1 9 9 8 ) 。近几年来，随着科学技术的突飞猛进，人们生活水平的提高以及生活节奏的加快， 鲜切菜不仅在产量上得到迅猛发展，其所占市场份额也以相当高的速度增长。美国2 0 0 0 年 的鲜切菜销售总额为1 2 0 0 亿美元，而2 0 0 3 年则增至1 9 0 0 亿美元。从1 9 9 0 年起，西欧的鲜 切菜占蔬菜总市场销售量的份额以每年1 0 2 5 的速度增长，在比利时水果和蔬菜总营业 额的5 0 是以鲜切菜的方式通过零售实现的( r a g a e ne ta l ，2 0 0 4 ) 。由于农产品品种和处理 条件的差异，目前。发达国家的水果和蔬菜采后损失率在5 2 5 之间，而在发展中国家损 失率高达2 0 5 0 ( k a d e r , 2 0 0 2 ) 。 鲜切菜在我雷的起步相对较晚，但是随着近几年人竹j 对食品安全的重视，鲜切菜逐渐 成为人们追捧的热点。上海市政府从上世纪9 0 年代初就把优质鲜切菜的生产作为一项重要 工作来抓，其中上海新成食品厂1 9 9 7 年共生产速熟中国菜系列包装菜1 1 6 0 万份，日销3 万多份，创利3 1 0 万元经济和社会效益明显( 郁樊敏，1 9 9 8 ) 。浙江省杭州市政府2 0 0 3 年就制定了“农改超”计划，在3 年内将杭州市主要5 个城区的农贸市场改建成鲜切菜超市， 2 0 0 3 年首先在1 5 家农贸市场进行试点，到2 0 1 0 年基本实现全市2 3 2 个农贸市场的改造( 茅 林春等，2 0 0 3 ) 。虽然就目前看来，鲜切菜超市在经营方式和流通途径上尚需完善，但这并 不影响人们对鲜切菜的研究热情，从另一方面考虑，也反映出鲜切菜加工业仍具有很大的升 值空间。 浙江大学硕士学位论文第1 章鲜切菜综述 1 1 鲜切菜的生理生化特性 鲜切菜的生理变化不同与传统的仍保持组织完整的加工产品，是植物组织损伤后或在 胁迫环境下的生命活动。表现为乙烯释放量的增加，呼吸强度的增强和呼吸途径的改变，脂 膜分解代谢的活化，组织愈合反应的发生，以及酚类、黄酮类、萜类、生物碱等次生代谢物 质的生成，加快水分流失。诱导出新的r n a 和蛋白质种类等，导致鲜切菜组织衰老加快， 营养品质迅速下降，腐烂增加，贮藏期缩短，商品价值降低，造成大量的经济损失( j e f f r e y t 9 9 5 ；潘永贵等，2 0 0 0 ) 。研究果蔬机械伤害生理生化反应，可以启发人们如何创造适宜的 条件，促进受伤部位愈伤组织的形成，从而为鲜切菜的加工、保鲜提供一定的理论依据。 鲜切菜中损伤信号的传递，如何引起未受伤害的内部组织发生损伤反应，至今没有被 人们所认识。损伤信号可能是单纯的物理过程，如液压的传递，也可能是生理变化，如愈创 激素，也可能是物理和生理的结台，如生物电波。k a n g 等人认为机械损伤诱导的信号以0 5 c m h 1 的速度向临近的组织传递，损伤信号诱导特殊的m r n a 如苯基丙氨酸解氨酶( p a l ) 的m r n a 的转录，从损伤点向内延伸到2c m 的组织内诱导p a l 的合成，促进酚类物质的 合成和积累，并发生组织褐变( k a n ge ta l ，2 0 0 3 ) 。目前已经在某些植物中确定了部分传递损 伤信号的化学物质，包括脱落酸( a b a ) 、乙烯、茉莉酸( j a ) 、荣莉酸甲酯( m e j a ) 、水 杨酸( s a ) ( j e f f r e y ，1 9 9 5 ) 。 1 , 1 1 乙烯 机械损伤一般情况下在1h 内诱导乙烯释放量的增加，有时这一过程只需几分钟的时 间，通常情况下在6 - 1 2h 内伤乙烯释放量达到最大值( j e f f r e y 1 9 9 5 ) 。鲜切菜加工过程中 产生的机械损伤诱导乙烯的大量合成，加速了香蕉和猕猴桃的软化。菠菜中叶绿素的降解 ( a b ee ta l ，1 9 9 1 ) ，凉拌卷心菜中叶绿素降解酶活性的增强( h e a t o ne ta l ，1 9 9 6 ) 。机械伤害主 要通过刺激a c c 合成酶与乙烯形成酶( e f e ) 活性增加而诱导乙烯的大量合成。番木瓜切 割后的2 4h 内a c c 合成酶和a c c 氧化酶活性大大提高，并显著高于完整番木瓜的酶活 ( y a s a re ta l ，2 0 0 3 ) 。一般认为乙烯的合成途径与正常果实相同但可能受不同的a c c 合成 酶调节( 潘永贵等。2 0 0 0 ) 。o l s o n 等人在番茄中发现了三种a c c 合成同功酶，其中a c c 合 成酶l 和2 在番茄成熟过程中发挥作用，而机械损伤只能提高a c c 合成酶1 的活性( o l s o n e ta l ，1 9 9 1 ) 。损伤诱导乙烯合成中往往会伴随着乙烷的合成( j e f f r e y 。1 9 9 5 ) 。 4 浙江大举硬士学位论文 第l 章鲜切菜综述 在呼吸跃变型的果实中，乙烯的大量合成会加速呼吸峰的出现，产生与完整果实不同 的生理阶段，加快果蔬的衰老和腐败。破熟期的番茄切片乙烯释放量增加到完整果实的3 - 4 倍，而且其成熟度也要高于完整果实( m e n e a r e l l i e ta l ，1 9 8 9 ) 。 1 1 2 呼吸作用 由于外表皮的保护作用，使得果蔬个体在内部细胞间隙形成一个密闭的环境。与果蔬 的外部环境不同，在细胞间隙中二氧化碳的浓度一般在3 - 6 ，很多情况下可以达到2 0 3 0 ：氧气浓度则很低。在这样的条件下。呼吸作用( 尤其是在那些个体较大的组织中) 在一 定程度上是被抑制的。在鲜切菜加工过程中，果蔬的外表皮遭到破坏，大量的氧气通过维管 组织进入组织内部，而同时二氧化碳则从组织中释放出来。这使得一直处于低氧，高二氧化 碳的气体环境下的组织细胞暴露在高氧，低二氧化碳的气体环境中，呼吸作用大大增强 ( w e i c h m a n n ，1 9 8 7 ) 。 损伤不仅会使呼吸强度增加，而且有可能导致某些果蔬组织呼吸途径的变更和呼吸作 用底物的变化。t h e o l o g i s 等人报道马铃薯、甜菜根在切片后由原来的c n - - 不敏感型改变成 c n 一敏感型，表明切割会使组织交替呼吸途径丧失，但随着贮藏期延长，这一途径又得以 恢复；而甜薯、胡萝h 、油梨和香蕉切片后并不发生呼吸途径的改变( t h e o l o g i s e ta l ，1 9 8 0 ) 。 呼吸强度的增加会增大氧气的消耗和二氧化碳及热量的产生。由于鲜切菜贮藏后期，表面附 水或毛孔堵塞，气体扩散受阻，有可能使组织发生厌氧呼吸。植物组织对厌氧呼吸的产物， 如乙醇、乙醛等，虽然有一定的耐受性，但厌氧呼吸产物往往会产生异味，严重影响产品感 官品质。 1 1 3 细胞膜代谢 机械损伤很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。如：焦磷酸一磷酸果糖激酶在胡萝h 切片中由于切割活性大大增强( k a t o - n o g u c h i e ta l ，1 9 9 6 ) ：切割诱导莴苣中p a l 酶活性增强导致切1 2 ：i 表面褐变( l o p e z - g a l v e ze ta l ，1 9 9 6 ) ； 番木瓜切割后的2 4 h 里，多聚半乳糖醛酸酶、d 、b 半乳糖苷酶、脂氧合酶、磷脂酶d 活 性明显增强而且显著的高于完整果实的酶活( y a s a re ta l ，2 0 0 3 ) 。在机械损伤的最初几小 时内，在损伤诱导磷脂酶d 和a 2 的作用下磷脂酸和未酯化的脂肪酸从油脂中释放出来并在 果蔬组织中堆积，给脂氧合酶提供了底物( b r u x e l l e se ta l ，2 0 0 1 ) 。膜脂在脂酰基水解酶和磷 5 浙江大学硬士学位论文第l 章鲜切菜综述 脂酶作用下会生成大量游离酸，这些游离酸不仅对细胞具有毒性，在脂氧合酶作用下还会生 成氢过氧化物，并可进一步生成对细胞有毒的短链挥发醛类物质和游离自由基，而游离自由 基又可损伤细胞膜，最终使细胞完全解体。 机械损伤也会引发一系列与蛋白质从头合成有关的代谢变化包括细胞在内的修复过 程，其中最重要的就是新膜的生物台成( 潘永贵等，2 0 0 0 ) 。马铃薯切割后几小时内脂类台 成随着磷脂与脂肪酸合成中关键酶的诱导而迅速增加( l e a v e r e ta l ，1 9 6 7 ) 。与此相对应的是 研究其亚显微结构的结果表明，受伤组织中内质网迅速增加，多核糖体出现。核扩大，高尔 基体数目增加。p i c c h i n o n i 等研究胡萝h 丝的亚显微结构变化时也发现，在新切胡萝h 丝中 含密集的核糖体、线粒体与质体，粗面型内质网只是偶尔出现，但经过1 0 天的贮存后粗面 型内质网则成为最主要的细胞器。同时组织中磷脂含量上升4 7 ，酵类化含物也在不断合 成( p i e c h i o n ie ta 1 1 9 9 4 ) 。 同时，果蔬组织受伤后，伤口及邻近部位细胞的细胞壁发生栓化或木质化，并且栓化 层下面细胞会分裂形成创伤周皮，形成愈伤组织，另外。机械损伤还会诱发细胞壁非木质化 修饰作用。伤害也可能通过控制基因转录来改变组织内基因的表达( j e f f r e y ，1 9 9 5 ；潘永贵 等，2 0 0 0 ) 。 1 2 鲜切菜加工的关键技术 鲜切菜的加工和保鲜是一个综合配套的处理过程，要想获得高品质的鲜切菜制品，必 须对从原材料的挑选到包装和销售全过程的每一个环节进行严格控制。同时，优质的原材料、 正确的处理和加工方法，合理的包装和冷链运输系统都能延长鲜切菜的货架期。为了保证鲜 切菜的新鲜品质加工过程中一般不采用高强度的杀菌工艺。由于加工过程产生严重机械损 伤，因此，于未加工的的蔬菜、水果原料相比，鲜切菜更容易变质腐败。因此采用严格的质 量管理体系( 如g m p 和h a c c p ) 是鲜切菜商业化经营的重要保证。 鲜切菜加工的方法和工艺于其市场流通途径相联系。对于当天加工、隔日食用的鲜切 菜，可以采取比较简单的净化处理，放置于可回收的周转容器中，这样可以节省投资，降低 加工成本，大多数水果和蔬菜适合于此类加工。如果产品的货架期要求在3 - 5 天以上，则需 要进行适当的消毒和清洗，用透气膜包装。这两种产品比较适合餐馆、旅馆、学校和机关等 大型的统一消费单位，而不适于零售。用于零售的鲜切菜货架期一般要维持5 7 天，甚至更 长，因此，需要进行更为复杂的处理，包括消毒、氯液或酸液清洗透气保鲜膜包装以及栅栏 6 浙江犬学硕士学位论文 第1 章鲜切菜综述 技术的使用等。 1 2 1 果蔬原材料 目前，还没有对鲜切菜加工的果蔬原料进行特别的规定，但是，蔬菜原料的质量将直 接决定产品的最终品质，只有优质( 食用品质、营养和安全性等方面) 的果蔬原料才能加工 出高质量的鲜切菜。选择适合于鲜切菜加工的最适品种，并在恰当的成熟期内采摘。原料个 体必须是新鲜、饱满、健壮、无异味、无腐烂、成熟度适中、大小均匀，不得使用腐烂、病 虫、斑疤的不合格材料。就某特定的蔬菜而言，并不是所有的品种都可用于鲜切菜加工的。 对于胡萝p 、芜菁、番茄、甘蓝、洋葱来说，品种的合理选择尤为重要。对两个品种的卷心 菜比较发现，m a r a t h o n 品种比l e n n o x 品种更适合于切片( c l i f f e b y m e se ta l ，2 0 0 5 ) 。切分 后容易流汁或变色的品种不适用于需要几天货架期的鲜切菜加工。在原料采摘后来加工前进 行正确的贮藏和必要的修整可以提高产品的货架期。特别需要指出的是，鲜切菜最基本的特 点是食用方便，最重要的品质是营养、安全和卫生。因此，实施g a p 制度，采用无公害栽 培的蔬菜和水果作为鲜切菜加工原料，应该是原料品质的基本要求。 1 2 2 去皮和切分 某些蔬菜和水果的净化加工需要去皮，甚至切分成一定的大小和形状规格，如土豆、 芋头、胡萝h 、甘薯、甘蔗、菠萝、西瓜等。去皮方法很多，工业化生产多选用机械方法( 如 旋转金刚砂轮) 、化学和酶解去皮、高压蒸汽去皮等，但最为理想的去皮方法是用锋利的刀 片手工操作。用锋利的和钝的两种不锈钢打孔器对哈密瓜取直径为1 8c m 高3 5 4 0c m 的圆 柱体样。在5 c 条件下贮藏1 2 天发现：用锋利的打孔器取样在第六天仍保持着适合市场销 售的外观品质，而用钝的打孔器取样在第六天由于表面变色而不适于市场销售；不仅如此， 用钝的打孔器取样不仅会增加哈密瓜乙醇浓度、电解率的增加。而且会产生异味。提高乙烯 释放量( p o r t e l ae ta l ，2 0 0 1 ) 。金刚砂轮摩擦去皮、蒸汽去皮或腐蚀性酸液都会在很大程度上 破坏果蔬的细胞壁，使细胞波外流，提高微生物繁殖和酶促反应发生的可能性。手一j ：操作可 以最大限度地降低果蔬细胞的伤害。手工去皮胡萝b 的呼吸率比末去皮的胡萝h 高15 ， 而采用机械去皮的比手工去皮的还要高两倍。此外，从感官品质角度比较，手t 去皮的胡萝 h 要比机械去皮的好。 切分的大小对产品的品质有较大影响。切分大小既要有利于保存。又要符合现代饮食 7 浙江大学硕士学位论文 第1 章鲜切菜综述 需求。一般来说，切分得越小，越不利于保存。切片太小，就有较多的细胞被破坏，表面积 增大，与氧气接触的机会增多，微生物繁殖更快，失水更多，生理活动更旺盛。切分一般宜 采用薄而锋利的不锈钢刀片。使用钝刀片，除了破坏切口部位的细胞之外，还会伤及临近的 细胞层。切分用的垫子、刀片可用1 的次氯酸溶液消毒。切片机应该充分固定，否则设备 的振荡会降低切片质量，影响产品品质。在保证产品质量的前提下，尽可能减少不必要的损 伤，也是果蔬净化加工的基本要求。 1 2 3 清洗和微生物控制 采摘后的果蔬原料往往带有泥土、尘沙等污物，需要清洗。与切割后冲洗的胡萝h 相 比，用含氯的水预冲洗未切割的胡萝h 具有更好的感观品质和微生物安全性( k l a i b e re ta l ， 2 0 0 4 ) 。原料切分后一般也要再次清洗，因为果蔬切分后缺少表皮组织的保护，与外界接触 面积增大，加工过程中又易受n - 次污染以及切片组织营养丰富的细胞液外漏，微生物容易 繁殖而导致产品腐烂变质。清洗可以除去表面微生物和渗漏的细胞液，降低贮藏过程中微生 物的生长和酶活性。用流动水或充气水洗的方法比浸泡的效果好。清洗工艺并不会对产品的 维生素含量造成明显的影响，贮藏的条件和贮藏时间则是影响维生素的主要因素。清洗用水 必须符合国家饮用水标准，温度最好低于5 。去皮或切割之前的清洗用水推荐量为5 1 0 l k 百1 产品去皮或切割后则3l t k g ( a l z a m o r a ，2 0 0 0 ) 。 在清洗水中添加防腐荆，如次氯酸钠，柠檬酸、氯的过氧化物，臭氧，三磷酸钠，双 氧水等，通过抑制微生物的生长和酶活性而达到延长货架期的目的。用次氯酸钠清洗的果蔬 需要用清水再次漂洗，其目的是为了降低氯含量，达到食用标准，提高感官品质。此外，氯 还可以降低鲜切菜的某些酶活，与自来水和含臭氧的水相比，用含有氯的水( 1 0 0 2 0 0 m g l _ 1 游离氯) 冲洗切割后的莴苣可以显著地降低p a l 的活性( b a u re ta l ，2 0 0 4 ) 。低p h 值、较高 温度、适当的时间可以提高氯的作用效果。双氧水是氯的良好替代物，可以减少鲜切品的微 生物数量，延长保质期，但是，双氧水对腐败菌、原菌的抑制效果以及适用的果蔬范围尚需 进一步确定。此外，紫外线和臭氧杀菌已在鲜切菜加工中得到了较好的应用。 清洗后的果蔬必须进行表面干燥，否则更易感染微生物，引起腐败变质。通常使用离 心机或振荡筛进行脱水，有时还需要吹风干燥。不同原料需要选用合适的离心或振动条件。 鲜切甘蓝处理时，离心机转速为2 8 2 5r - m i n 。时间为2 0s ，鲜切生菜脱水时，离心机转速 为1 0 0 0r m i n 一，时间为2 0s ( 茅林春，2 0 0 3 ) 。 8 浙江大学硬士学位论文第l 章鲜切菜综述 1 2 4 环境温度 净化加工以后的果蔬产品进行着比末加工以前更为旺盛的生命活动。呼吸代谢和微生 物状况是决定鲜切菜贷架期质量的主要因素。而温度则是影响呼吸强度和微生物繁殖速度的 最主要的外界因素。温度越高，呼吸强度越高，各种营养成分消耗也越快，其结果是加速细 胞分解，严重地降低果蔬组织本身所具有的耐藏性和抗病性。低温是抑制微生物生长最有效 和最安全的方法，在5 以下温度环境中，各种微生物的繁殖就会受到非常明显的抑制。尽 管许多果蔬对低温比较敏感，容易发生冷害，但是由于鲜切菜极易变质，贮藏期又短，所 以，在实际操作中几乎并不注重产品的冷害问题更多考虑的是如何抑制微生物繁殖、抑制 褐变和呼吸代谢。 在净化加工过程中，原料或产品的温度总是处于不断变化的状态。时间一温度关系是 h a c c p 的关键控制点。原料分级和预处理车间温度最好控制在低于1 2 c 清洗、切割和包 装车间温度应控制在4 - 6 ，产品贮藏温度最好控制在0 - 4 ( a l z a m o m ，2 0 0 0 ) 。 在极少数条件精良的加工企业，鲜切菜加工车间的低温设施可以提供一个较为稳定的 适宜温度环境。但是，在产品的运输和销售过程中，温度会有较大的波动。由于取货时冷库 门频繁地开启、关闭或长时间敞开，使产品温度趋向于外界温度。在鲜切菜销售过程中，目 前还难于全面实行冷柜零售。超市冷柜的温度一般在t c 以上，而且不同位置温差较大。另 外消费者购买鲜切菜，一般也不会重视产品对温度的要求而对家用冰箱进行温度调整。因此， 温度的控制是鲜切菜保鲜措施中最为有效的方法，但又是最难于掌握的关键控制点。 1 3 鲜切菜的品质控制 目前，国内外对鲜切菜品质控制和保鲜技术研究较多，主要包括：化学方法( 郭达伟， 2 0 0 1 ) 、物理方法( m a r q u e n i ee ta l ，2 0 0 3 ) 、生物技术( 藤斌等，2 0 0 1 ) 等。依据其主要作 用方式和保鲜效果，本文从抑制褐变、抑制软化、延缓衰老和抑菌防腐四个方面介绍目前国 内外鲜切菜品质控制和保鲜技术的研究现状。 1 3 1 鲜切菜的护色 护色是鲜切菜加工中仅次于安全性的一个晟重要因素。消费者往往以产品的外观尤其 是色泽的好坏作为品质优劣的标准。不良色泽不仅影响到产品的销售，而且也会提高产品的 9 浙江大学硕士学位论文 第1 章鲜切菜综述 感官阅值，降低食用时的愉悦感。引起鲜切菜变色的原因很多，包括由于衰老、热、酸处理 引起的叶绿素降解，多酚氧化酶的酶促褐变等。另外，胡萝h 切片发自在初期是由失水引起， 后期则是木质化的结果。 1 3 1 1 酶促褐变及其抑制 酶促褐变是限制鲜切菜货架期的个主要因素。经过加工，鲜切菜组织细胞结构被破 坏，释放出多酚氧化酶，增加了与底物接触的机会。另外，鲜切菜加工刺激果蔬呼吸强度的 增加，提高果蔬褐变敏感性。多酚氧化酶几乎存在于所有的水果和蔬菜中，尤其是在蘑菇、 香蕉、苹果、土豆、梨等中含量丰富。通常情况下，酶促褐变生成褐色色素，但在有些擦伤 的组织上也会有红褐色、兰灰色甚至是黑色。颜色的不同主要与参加反应的酚类物质有关。 酶促褐变除了引起产品色泽变化之外，还会造成不良的口感和营养物质的流失。如何抑制酶 促褐变一直是困扰鲜切菜加工的一大难题。 酶促褐变的抑制一般按照如下的规则：( 1 ) 抑制或降低多酚氧化酶的活性；( 2 ) 去除或 隔离底物；( 3 ) 去除氧及( 4 ) 除掉反应中间产物。亚硫酸盐是酶促褐变的有效抑 l j 女u ( g u e r r e r o e ta l ，1 9 9 6 ) 。曾在水果和蔬菜中得到广泛的应用。但由于其对某些敏感人群尤其是哮喘病人 有不良反应，在有些国家已经被限制使用甚至是禁止。目前，关于酶促褐变抑制的研究很多， 但实际应用的却是其中很少的一部分。 一般情况下，多酚氧化酶的活性在p h 4 5 以上开始增强，在5 - 7 时逐渐达到最高，低于 2 5 时几乎完全失活( 钱和等，2 0 0 2 ) 。香蕉中多酚氧化酶对p h 值很敏感，在p h 值为5 8 6 0 时活力最大( 李光磊等，2 0 0 1 ) 。但是，苹果中的多酚氧化酶耐酸性很强，在p h 3 0 的条件 下仍可保持最大活力的4 0 。通过降低p h 值抑制酶促褐变得到广泛的应用。酸化剂有葡萄 糖酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸等，其中最常用的是柠檬酸。o 2 的柠檬酸处理可使蚕豆 的保鲜期达五周( 张兰等，2 0 0 3 ) 。不同的酸化剂的抑制效果不同张学杰等人认为高浓度 的苹果酸对马铃薯丝的护色效果比柠檬酸好( 张学杰等，1 9 9 9 ) 。酸化剂往往与其他抑制剂 混合使用，因为单一的通过调p h 来抑制酶促褐变不能取得理想的效果。柠檬酸、抗坏血酸 与三梨酸钾混合剂对香蕉 l ( b a n a n a m i l k ) 褐变具有更好的抑制效果( m o h a m m a d e ta l ，2 0 0 2 ) 。 o 0 5 的n a h s 0 3 和o 2 的柠檬酸混合使用对抑制莲藕褐变非常有效( 王清章等，1 9 9 7 ) 。 抗坏血酸具有还原性，它将醌类物质及其衍生物还原成酚类物质，它还可以降低体系 d h 值，并通过自身氧化来减少体系的含氧量。梨片用2 抗坏血酸、1 乳酸钙和o 5 半 o 浙江大学硕士学位论文 第l 章鲜切菜综述 胱氨酸混合液( p h7 o ) 浸泡，可以有效的延长保鲜期，抑制褐变( j a m e se ta l ，2 0 0 2 ) 。异抗 坏血酸是l 抗坏血酸的同分异构体，具有相同的抗氧化特性。高愿军等认为用o 8 - 1 o 的 d 一异抗坏血酸钠浸渍梨片具有较好的护色效果( 高愿军等，1 9 9 7 ) 。而且抗坏血酸的价格 是异抗坏血酸的五倍，从节省成本角度考虑。异抗坏血酸优于抗坏血酸。半胱氨酸是种完 全安全的试剂，控制褐变效果好，作为焦亚硫酸钠的替代品很有潜力( 石小琼等，2 0 0 1 ；梁 月荣等，1 9 9 9 ) 。 鳌台剂通过与铜离子形成配位化合物使p p o 失活，如e d t a ，柠檬酸等。e d t a 与茶 多酚和柠檬酸共同使用时，可以非常有效地抑制板栗预煮褐变( 段杉1 9 9 8 ) 。某些蛋白酶 对褐变具有抑制作用，通过水解酶测试，发现三种植物蛋白酶有抑制效果( 无花果蛋白酶、 木瓜蛋白酶、风梨蛋白酶) ，三种酶都是广谱特性的巯基酶。无花果蛋白酶在4 条件下对 士豆的抑制褐变效果和亚硫酸盐一样，但在2 4 c 时作用效果要比亚硫酸盐弱。在4 c 下，木 瓜蛋白酶对土豆有一定的作用。在4 c 、2 4 条件下，木瓜蛋白酶阻止苹果褐变的效果和弧 硫酸盐的效果相同( a h v e n a i n e n ，1 9 9 6 ) 。 多数情况下，混合制剂的活性增加是附加的，几种抗褐变剂的混合可以起协调作用。 当然，最具吸引力的方法是采用某些天然添加剂。有人发现菠萝汁是很好的亚硫酸盐潜在替 代物，可阻止苹果圈的褐变( p a t r i c i ae ta l ，1 9 9 3 ) 。卷心菜、芹菜、葫芦巴的叶子提取物可以有 效的抑制苹果圈的多酚氧化酶活性( e s s a e ta l ，2 0 0 2 ) 。蜂胶也是很具有发展潜力的天然抗氧化 剂和褐变抑制剂( 胡福食等，2 0 0 2 ) ，同时，蜂胶具有抑菌抗菌作用。l e i 等( 2 0 0 0 ) 对几种不同 花源的蜂蜜褐变抑制效果进行了比较，发现大豆来源的蜂胶对多酚氧化酶的抑制效果最好。 1 3 1 2 非酶促褐变及其抑制 除酶促褐变之外，鲜切菜发生褐变的原因还可能是色素降解、美拉德反应，抗坏血酸 的氧化，焦糖化反应，脂类氧化形成褐色聚合物等。近年来，花色素苷在水果褐变中的作用 引起人们的注意。庞学群等认为，荔枝果皮前期迅速可逆褐变与花色素苷褪色变色有关，后 期严重不可逆褐变才是酶促褐变的结果( 庞学群等，2 0 0 1 ) 。花色素苷虽是酚类物质，但不 能被p p o 所催化，花色素苷裂解为花色素基元及糖苷配基两部分后，p p o 对花色素基元表 现出很高的活力。花色素苷的稳定性与p h 值和温度有很大的关系。荔枝花色素苷随着p h 值的增加，颜色由红变褐。降解速度加快，低温能显著保持花色素苷的稳定性，有利荔枝保 鲜。对在不同州值条件下李子中花色素苷稳定性研究表明，p h 值2 9 5 花色素苜可保存7 7 浙江大学硕士学位论文 第1 掌鲜切菜综述 ，而p h 值为3 4 5 和3 9 5 时，花色素苷相应地仅存2 9 n n8 ( w e s c h e e b e l i n g e ta l ，1 9 9 6 ) 。 因而，降低p h 值是维持花色素苷稳定的一种重要方法，调p h 剂很多，前面已叙述在此不 重复。有时变色并不是自身原因引起的，如山梨酸钾被氧化后生成羰基类化合物，也会引起 褐变( c a r i n ee ta 1 2 0 0 0 ) 。鲜切菜变色的原因多种多样，只有分析具体原因才能找到相应的办 法解决。 1 3 2 鲜切菜软化及其控制 除前面提到的颜色之外，鲜切菜的质地也是一个重要的品质指标。钙处理是目前使用 最普遍的抑制软化方法。外源钙处理可有效降低果实的膜透性，减少细胞中物质外渗，限制 酚类物质从液泡到原生质的转移，抑制酚与多酚氧化酶的有效接触，抑制褐变的发生。c 2 + 调节与膜功能有关的膜脂代谢和离子运转系统。c a 2 + 与膜磷脂端阴电荷和蛋白质作用，使膜 变得紧密，从而避免溶质渗漏，提高离子吸收选择性。钙处理可以抑制果实膜脂过氧化，提 高组织的抗氧化能力，减轻冷害或延缓衰老。钙能提高果实抗坏血酸、谷胱甘肽含量，降低 h 2 0 2 水平和l o x 活性。内源钙含量与l o x 活性呈负相关。钙抑制果实衰老时膜磷脂的降 解，增加质膜蛋白质含量，提高质膜不饱和脂肪酸比例。钙离子通过交联作用联接胶质上的 自由羧基，使细胞壁更牢固。氯化钙采用浸泡或负压渗入的办法，可以提高猕猴桃、芒果、 苹果等的组织硬度( g e r a s o p o u l o s c ta l ，1 9 9 6 ；r e d d ye ta l ，1 9 9 9 ：s a f l n e r ，1 9 9 8 ) 。钙处理的时 间应根据果蔬的生长期特性决定。钙处理绿熟期的番茄可使果实总钙和可溶性钙含量明显增 加，并较多转化为结合钙，同时可完全抑制p o 活性 后期处理则进入和转化的钙都减少( 卢 春彬等，1 9 9 0 ) 。高温可以促进钙离子向组织内扩散，将钙处理和热处理结合，提高钙液浸 渍温度，可以增强钙处理抑制鲜切哈密瓜软化的效果( i r e n ee ta l ，1 9 9 9 ) 。 钙离子浓度过高会对果蔬产生负面影响。0 1 4 0 3 4m o l l 。的c a c l 2 处理苹果会在表面 产生特殊的伤害( s a f t n e r ，1 9 9 8 ) 。c a c l 2 虽然是最常用的防软化剂，但是它会给产品带来不 良的苦味。可以采用其他钙盐来代替，或者与其他保鲜剂或保鲜方法联合使用，如气调包装， 低温等。乳酸钙具有和氯化钙相同的抗软化效果，但是不会产生苦味( i r e n ee t a l ，2 0 0 0 ) 。 1 3 3 鲜切菜的生理调控 影响鲜切菜的生理变化的因素很多，包括果蔬的品种，成熟期，损伤程度，温度，氧 气和二氧化碳的含量，湿度和使用的抑制剂等。选择培育耐贮藏的果蔬品种，在适当的生理 1 2 浙江大学硕士学位论文 第1 章鲜切菜综述 期内采摘，减少运输和操作过程中的损伤，提供有利的外部贮藏环境可以有效的提高产品品 质，延长保鲜期。低温是切割果蔬贮藏保鲜的关键因素。控制并维持加工、贮藏和销售环节 中的温度，可以有效地减缓代谢速率，延迟分解，延长果蔬的货架期，同时还能抑制微生物 的生长。不同果蔬对低温的忍耐力有所不同。并且同一种果蔬在切分前后对低漫的忍耐力也 存在着一定的差异，不适宜的低温会造成冷害的发生。因此，为防止冷害的发生，应对每一 种果蔬进行低温贮藏实验以选择最佳豹温度进行贮藏。 1 3 。3 。1 气调保鲜及可食性膜 气调保鲜是目前继低温之后的最有效的保鲜方法，通过在果蔬表面形成台适的气体环 境和湿度环境，结合低温来降低果蔬生理活动，抑制微生物的生长，延长保鲜期。m a p ( m o d i f i e da t m o s p h e r ep a c k i n g ) 是个动态系统其中有四个过程同时进行，包括呼吸作用， 蒸腾作用，气体扩散运动和热传递。m a p 中气体成分通过果蔬的呼吸作用调节，随着氧气 的消耗和二氧化碳的生成，可形成个平衡的气体环境( e q u i l i b r i u m - m o d i f i e da t m o s p h e r e ， e m a ) 。e m a 的形成取决于果蔬的呼吸强度，贮藏温度和包装膜的通透性( g i m c n e ze ta l ， 2 0 0 3 ) 。e m a 能够有效的延长产品保鲜期的关键是能够在果蔬表面形成理想的气调环境，3 5 0 2 和3 - 1 0 c 0 2 ( 用n 2 平衡) 。但是，由于产品的呼吸活动，在较高温度下贮藏有可能 使鲜切菜产生厌氧呼吸和发酵。h o a ( h i g ho x y g e na t m o s p h e r e s ) 可以克服e m a 的缺点。 高浓度氧可以有效的抑制酶促褐变。防止厌氧发酵，抑制微生物的生长。高浓度氧可能形成 p p o 底物抑制剂，也可能是高浓度的无色苯醌反馈抑制p p o 的活性。高浓度氧可以在细胞 内形成氧自由萋( r o s , o f 、h 2 0 2 、o h ) 当其破坏能力超过细胞的保护系统时就会破坏 细胞中重要物质并杀死微生物。对酶促褐变和酵母菌敏感的蔬菜，如蘑菇切片，鲜切芹菜和 鲜切菊苣，h o a 可以替代e m a 有效的抑制酶促褐变和酵母菌的生长( l i e s b e t h e ta 】，2 0 0 1 ) 。 在实际生产中，选择合适的m a p 是一项困难的工作，而且，不同果蔬品种对包装膜的 水蒸气通透性( w a p ) ，氧气渗透性( o p ) 以及膜的抗拉强度和延伸性的要求不同。而且果 蔬在加工、运输、销售和贮藏过程中往往处于温度不断变化的环境中，温度的变化导致果蔬 呼吸强度的变化，这使保持理想的气调环境变的非常困难。为了保持不同温度环境下相同的 气体组成，包装膜的渗透能力必须和果蔬呼吸强度变化保持一致。目前市场上已经有该种膜 出售，主要通过涂布在多微孔薄膜上半渗透膜聚合结构随温度的改变来调节渗透能力 ( b r e c h te ta l ，2 0 0 3 ) 。由于人们环保意识的增强，可食性膜逐渐成为人们的研究热点。可 浙江大学硕士学位论文 第l 章鲜切蔡综述 食性膜不仅无毒无污染，可以食用，而且可以作为防腐剂、抗氧化荆、食品风味剂、营养强 化剂的载体，是一项有效的可在室温下进行的保鲜技术。可食性膜在鲜切菜与外部环境之间 形成一层薄膜，可以阻止芳香物质的挥发和水分的蒸发，抑制氧气和二氧化碳的交换，形成 一个自发的气调环境( m a ) 。可食性膜所形成的m a 不能够形成厌氧条件，使组织产生厌 氧呼吸，发生异味和繁殖厌氧微生物。此外，贮藏温度和相对湿度对可食性膜包装的产品品 质也有很大的影响( b a l d w i ne ta l ，1 9 9 5 ) 。 目前用作可食性膜的材料主要有：脂类、多糖、蛋白质等( 连丽娜等，2 0 0 3 ) 。另外添 加增塑剂如多羟基醇以提高可食性膜的弹性和延伸性；添加表面活性剂和乳化剂降低水分活 度和产品表面失水率；脱模剂和润滑剂如凡士林、聚乙二醇和硅树脂等，防止可食性膜包装 产品的粘结。 可用作可食性膜的脂类有固体或液体石蜡、蜂胶、巴西棕榈蜡、矿物油、植物油、乙 酰化单甘油酸酯、月桂酸、脂肪酸蔗糖酯等。脂类物质往往可以有效的阻止水分的挥发，可 用于完整水果和蔬菜的包装。大多数树脂可食性膜由于透气性差，在高温条件下会产生厌氧 条件。酪蛋白和蜂胶、硬脂酸、乙酰化单甘油酸酯的乳化液对胡萝i - 切片进行涂膜包装，可 以有效地降低呼吸强度和胡萝1 - 切片的发白，提高产品的持水能力( a v e n a b u s t i l l o se ta l ， 1 9 9 4 ) 。s e m p e r f r e s h 是一种含高比例短链不饱和脂肪酸酯的可食性膜，可以延缓芒果的成熟， 抑制软化，维持芒果的绿色，保护抗坏血酸( c a r r i l l o l o p e z c t a l ，2 0 0 0 ) 。 多糖类可食性膜能有效的抑制气体交换，可以和果蔬表面很好的粘结，但是由于其亲 水特性而不能控制水分的挥发。用于可食性膜的多糖包括纤维素、淀粉、藻酸盐、壳聚糖、 魔芋葡甘聚糖、角叉胶等。壳聚糖在果蔬表面涂布后形成的膜具有一定的阻氧性和阻汽性以 及良好的抗张强度，能调节果蔬采后的生理代谢同时，壳聚糖及其降解产物具有一定的抗 菌性能，因此，壳聚糖在食品防腐保鲜方面展示了很好的应用前景( 周挺等，2 0 0 1 ) 。吴非 等研究了壳聚糖对辣椒的保鲜效果，发现保鲜膜配方为：壳聚糖2 5 ，涂膜液口h 值5 5 ， 温度2 5 ，结合低温条件，可有效降低失重率和腐烂指数，明显控制后熟，抑制呼吸作用， 延缓v c 及糖的损失( 吴非等，2 0 0 3 ) 。魔芋葡甘聚糖是一种水溶性多糖，粘度极高，在较 低的浓度下也能形成高强度的膜，但吸湿性强遏水即溶，应用范围受到一定限制。杨君等 以魔芋葡甘聚糖为基材，在碱性条件下加热制备耐水耐高温的改性魔芋葡甘聚糖复合膜( 杨 君等，2 0 0 2 ) 。用魔芋多糖涂膜荔枝，可抑制果皮的褐变，降低腐烂率，减少水分损失，同 时较好的维持了果实的营养成分，延长荔枝保鲜期( 谢建华等，2 0 0 3 ) 。n a t u r e s e a l 是- - r e 多糖类可食性膜，在2 0 。c 条件下，对呼吸跃变前经过l o o p p m 乙烯处理三天的鳄梨进行涂膜， 1 4 浙江人学硕、t ：学位论空第1 章样切菜综述 厉熟反廊可以延迟两天( b e n d e re ta 1 1 9 9 3 ) 。 蛋白质类是很好的成膜荆，但是大多数情况卜不能阻i r 水分的蒸发。_ l j 丁可食性膜的 蚩冉有酪蛋白、凝胶、人豆蛋向、玉米蛋白、小麦谷蛋白、蚩清蛋匀等。大豆蛋白分子中存 在人量的氢键、疏水键、离子键等作用，具有较好的成膜性能。大豆蛋白膜具有良蚶的阻气 性及一定的阻湿性年机械强度，且大豆蛋白具有较高的营养价值和一定的生理作用，冈此大 豆蛋白膜用于食品工业也具有很大的潜力( 莫文敏等，2 0 0 0 ) 。花生含有丰富的蛋向质，也 是很好的可食性成膜剂的来源。j a n g c h u d 等人研究花生蛋白浓缩液在不同的p h 值和温度f 的成膜特性，随着p h 的升高，膜的颜色变深变黄；随着温度的提高，膜的延伸能力提高， 但是承蒸汽透过率，氧气透过率降低( 3 r n g c h u d e la l ，1 9 9 9 ) 。 以上的可食性膜都存在羞各自的优缺点，为得到更好的保鲜效果，往往将几种物质混 合使用，以克服各自的缺点，发挥优点。方竟等人对壳聚糖和魔芋葡甘聚糖不同配比的复合 膜的性能进行研究复合膜的透明度和强度均很高，水蒸气透过系数较纯物质有所提高：复 合膜的水溶性随着壳聚糖含量的减少，魔芋葡甘聚糖含量的增加而增加；延伸率和吸湿率随 着壳聚糖含量的减少，魔芋葡甘聚糖含量的增加而降低，这为满足不同用途需要的包装和保 鲜材料开发提供了一定的设计参数和理论依据( 方竟等，2 0 0 2 ) 。大豆蛋白、硬脂酸和普鲁 兰多糖可形成猕猴桃理想的可食性膜，延缓衰老，抑制软化，3 7 天贮藏后，可食性膜包装 的猕猴桃软化率为2 9 ，而未包装的果实则1 0 0 k 软化，保鲜划延长了三倍左右( x ue ta l ， 2 0 0 】) 。 1 3 3 2 抑制乙烯 乙烯被誉为果蔬成熟激素，可降低果蔬贮藏性因此在果蔬保鲜中必须尽量除去乙烯 或抑制其作用，此方面常见的保鲜剂有乙烯吸收剂和乙烯作用抑制剂两类。 目前已确认高锰酸钾具有良好的乙烯吸附效应，并已在商业上投入使用，且常以多孔 物质( 蛭石、珍珠岩、沸石、活性碳、分子筛等) 为载体，将高锰酸钾溶液吸附其中；如果在 多孔载体上加一些触媒物质( 如a 1 2 0 3 、c r 2 0 3 等金属氧化物或其盐) 作为催化剂，催化乙烯 分解，效果更好。高锰酸钾长时间吸收乙烯被还原，可在阳光下晒后再生而继续使用。目前， 常见的商品乙烯吸附剂有p m 保鲜剂、高效乙烯吸附剂、活性炭等( 朱东兴等，2 0 0 3 ) 。孙 廷枢等试制出的p m 型和p b 型乙烯吸收剂，在苹果、梨、桃子和西红柿等上应用取得较好 的效果( 孙廷枢等，1 9 9 1 ) 。 乙烯抑制剂主要通过与果蔬发生一系列生理生化作用来阻止内源乙烯的生物合成或抑 制其生理作用，可分乙烯合成抑制剂和乙烯作用抑制剂两类。乙烯生物合成抑制剂主要通过 抑制乙烯生物合成中两个关键酶的活性，即a c c 合成酶( a c s ) 和乙烯形成酶( e f e ) 而 抑制乙烯的产生。目前，有效抑制a c s 活性的抑制剂主要为氨基乙氧基乙烯基甘氨酸( a v g ) 和氨基乙酸( a o a ) ，据报道，在苹果、葡萄和一些花卉上效果显著。此外，像n i 2 + 、c 0 2 + 等自由基清除剂( 如苯甲酸钠) 、解偶联剂( 如p n p ) 、多胺等均