鲜切果蔬加工工艺及其保鲜技术

鲜切果蔬加工工艺及其保鲜技术摘要：随着人们生活水平的不断提高和生活节奏的加快，即食、方便食品已经成为人们的消费时尚，鲜切果蔬将成为果蔬采后研究领域中的重要方向之一，保持品质、延长保鲜期是鲜切果蔬加工工艺的关键。本文介绍鲜切果蔬加工工艺及加工中的品质变化及影响因素,综述了国内外鲜切果蔬保鲜技术研究现状与发展趋势，阐述了鲜切果蔬及其保鲜技术的发展前景。关键词：鲜切果蔬品质变化保鲜技术现状发展鲜切果蔬又称最少加工果蔬、半加工果蔬、轻度加工果蔬等，它是指以新鲜果蔬为原料，经分级、清洗、整修、去皮、切分、保鲜、包装等一系列处理后，再经过低温运输进入冷柜销售的即食或即用果蔬制品。鲜切果蔬既保持了果蔬原有的新鲜状态，又经过加工使产品清洁卫生，属于净菜范畴，天然、营养、新鲜、方便以及可利用度高（100%可食用），可满足人们追求天然、营养、快节奏的生活方式等方面的需求。鲜切产品起源于美国，20世纪50年代美国以马铃薯为原料开始切割果蔬的研究,到60年代,切割果蔬开始进入商业化生产。中国是农业大国，在种植业结构中蔬菜和水果产量分别位居第二和第三。然而，我国鲜切果蔬的研究起步较晚，鲜切果蔬加工兴起于上世纪90年代，随着人们生活水平的不断提高和生活节奏的加快，即食、方便食品已经成为人们的消费时尚，鲜切果蔬将成为果蔬采后研究领域中的重要方向之一，但是与原材料相比，鲜切果蔬由于切分处理所造成的机械损伤会引发一系列生理生化变化，如变色、变味、衰老、软化以及由于微生物侵染而导致变质，且在最佳低温条件下一般有7-10d的保质期。因此，保持品质、延长保鲜期是鲜切果蔬加工工艺的关键。本文介绍鲜切果蔬加工工艺及加工中的品质变化及影响因素,综述了国内外鲜切果蔬保鲜技术研究现状与发展趋势，阐述了鲜切果蔬及其保鲜技术的发展前景。1.鲜切果蔬的加工工艺原材料—适时采收—分级、修整—清洗切分—预清洗—防腐处理—护色一清水漂洗—沥干—包装—贮藏鲜切果蔬的加工是一个综合的过程，要想获得高品质的鲜切产品，必须从原料的选择到运输销售全过程的每一个环节进行严格控制。其加工过程中的关键步骤如下：1.1原料的选择果蔬原料是保证鲜切果蔬质量的基础。果蔬原料一般选择新鲜、饱满、成熟度适中、无异味、无病虫害的个体。1.2适时采收用于鲜切果蔬的原料一般采用手工采收，采收后需立即加工。如采收后不能及时加工的果蔬，一般需在低温条件下冷藏备用。1.3分级、修整按大小或成熟度分级，分级的同时剔除不符合要求的原料。用于生产鲜切果蔬的原料经挑选后需要进行适当的整修，如去皮、去根、去核、除去不能食用部分等。1.4清洗、切分清洗可洗去泥沙、昆虫、残留农药等，能为下一步减菌、灭菌和提高清洗效果奠定一个良好的基础。根据原料特点和生产需要，清洗效果可采用浸渍或充气的方法使得清洗效果得以加强。清洗设备有浸泡式、搅动式、摩擦式、浮流式及各种方式的组合。鲜切果蔬的体积大小对鲜切果蔬的品质会有影响。切割程度越大，引起的伤呼吸越严重；切割的体积越小，切分面积就越大，表面水分蒸腾越快，切分面流出的酚类物质容易被氧化，发生褐变，影响了外观品质，也不利于产品的保存。切割方式的不同也会造成切割水果受创伤面积大小的差异和营养物质流失量的不同，从而影响切割水果的保鲜效果。此外，刀刃状况与所切果蔬的保存时间有着很大的关系，锋利刀切分果蔬保存时间长；钝刀切割面受伤多，容易引起变色腐败。切分的大小对鲜切果蔬的品质也有影响，切分越小，切口面积越大，越不利保存。1.5灭菌彻底清洗果蔬是加工中的关键，经切分的果蔬表面己造成一定程度的破坏，汁液渗出，易引起腐败、变色，导致产品质量下降。不同果蔬可选用不同的清洗液，以保持其食用品质及延长其保质期。1.6护色和漂洗一般，在去皮或切分后还要进行洗涤，清洗用水须符合饮用水标准并且最好低于5摄氏度。果品鲜切后，影响其品质的最大问题是褐变。一般在清洗水中加入一些护色保鲜剂如亚硫酸盐、抗坏血酸、柠檬酸、山梨酸钾、苯甲酸钠、半胱氨酸、CaCl2、ZnC12、乳酸钙等可以减少微生物数量并阻止酶反应，因而可以改善货架期及产品的感官品质。切割后漂洗对减缓果实组织生理衰败，防止果实软化和品质变化等都非常有效。漂洗有利于伤组织释放底物和酶，通常为1~5min。温度对漂洗效果的影响非常明显，高温漂洗效果较好，但高温会提高多酚氧化酶(PPO)的酶活。一般漂洗温度不能高于20℃。漂洗效果还取决于的PH值，酸性环境具有抗菌特性，所以一般用较低的PH值。有时则需pH值接近中性的漂洗液，如使用半胱氨酸护色处理，否则将导致果实组织变为桃红色。1.7沥干漂洗后必须严格干燥，避免果蔬腐败，至少采用沥水法去除果蔬表面的水分，也可用干棉布或吹风排除产品表面的水分。1.8包装包装可以有效地减少切割果蔬水分损耗，减轻外界气体及微生物的影响，抑制呼吸强度，延缓乙烯生成，降低生理生化反应速度，防止芳香成分挥发，从而延缓切割果蔬组织的衰老和腐败变质，提高产品的品质和稳定性。鲜切果蔬的包装有多种，常见的方式有自发调节气体包装（MAP）、减压包装（MVP）、活性包装（AP）、涂膜包装等。1.9贮藏温度是影响鲜切果蔬质量的主要因子。鲜切果蔬在生产、贮运及销售过程中均应处于低温状态。最佳的贮藏温度就是稍高于果蔬材料冰点的温度;也可根据商业需要，采用5℃或10℃的货架温度来贮藏鲜切果蔬。另外，贮藏时注意不要低于果蔬的冷害温度，以免出现冷害症状，造成鲜切果蔬不可食用。包装及贮存过程中综合利用各种保鲜措施,可维持鲜切水果的食用品质,延长货架期。2.鲜切果蔬加工中的品质变化及影响因素2.1生理生化变化新鲜果蔬经切割加工后果实组织会严重受损,伤害信号立即对呼吸、酚类、乙烯等代谢产生明显的影响，例褐变、伤呼吸、伤乙烯、产生异味、失重变软。首先,组织内的酶与底物的区域化结构被破坏,酶与底物直接接触引起果实组织产生各种生理生化反应,如多酚氧化酶催化酚类物质的氧化反应,脂肪氧化酶催化膜脂反应,纤维素酶催化细胞壁的分解反应等,从而导致组织褐变、细胞膜破坏、细胞壁分解及果实软化且产生异味。其次,组织受损后明显地促进果实呼吸作用增强,同时刺激组织内源乙烯的产生,并伴随消耗大量的营养素,合成一系列次生代谢物而加速鲜切水果的衰老与腐败,降低其食用价值。另外，去皮、切分等加工过程中所造成的机械损伤会极大地促进鲜切果蔬产品呼吸作用的增强，即所谓“伤呼吸”，同时会刺激果蔬组织内源乙烯的产生，导致伤乙烯迅速增加，并伴随一系列次生代谢产物的合成，组织的伤愈合还会改变鲜切果蔬的外观，从而降低食用价值，加速鲜切果蔬的衰老与腐败即“伤乙烯”。此外还有因微气体环境引起的腐败。鲜切果蔬通常用塑料薄膜包装,以维持天然、新鲜的品质,并防止微生物污染,但如果包装膜透气性小或贮藏温度较高,在包装袋内很容易形成低氧或高二氧化碳的微气体环境,造成低氧和高二氧化碳伤害,使产品产生异臭,导致腐败。2.2微生物污染去皮、切分等处理损害了水果的组织结构,果实失去真皮层的保护作用,汁液外溢,大面积的表面暴露及丰富的营养为微生物的侵染和生长繁殖提供了有利的环境条件,更易受到各种污染的侵袭。引起鲜切水果腐烂变质的微生物主要是细菌和真菌,微生物的污染与繁殖是导致鲜切水果质量下降的主要原因。鲜切果蔬具有较高的水分活度（AW＞0.85）和pH值（pH＞4.6），且切割处理又使组织保护层遭到破坏、营养物质外渗，非常容易受到微生物的污染。微生物对鲜切果蔬品质的影响主要表现在2个方面：一方面，微生物的生长繁殖会消耗蔬菜体内贮藏的营养物质，导致品质下降；另一方面，病原微生物的生长繁殖直接影响鲜切果蔬的食用安全性。贮藏初期，鲜切果蔬的表面一般无致病菌，而只有腐败菌，如欧文氏菌、假单孢菌等，但是随着环境条件的改变，微生物菌落种类和数量会发生变化，使致病菌的生长占主导优势。2.3营养素损失鲜切果蔬在加工及贮藏过程中会使一些营养成分流失,如切割会导致维生素的氧化损失,在浸泡过程中,水果可溶性固形物等水溶性营养成分会随浸泡而流失。加工贮藏过程中的温度、光照、空气中的氧气及组织自身的代谢作用及包装都会导致鲜切果蔬营养成分的损失。3.国内外鲜切果蔬保鲜技术研究现状与发展趋势3.1褐变抑制和保鲜剂的选择果蔬褐变反应有酶促褐变和非酶促褐变两种；酶促褐变是在氧化酶催化下的多酚类物质发生氧化和抗坏血酸发生氧化下的褐变，非酶促褐变比酶促褐变复杂的多。鲜切果蔬的褐变主要是酶促褐变。前者的发生必须同时有多酚类物质、多酚氧化酶和氧气；要防止酶促褐变的发生，就必须对这3方面因素进行适当控制。有效方法是抑制多酚氧化酶的活性，如利用化学保鲜剂(如抗坏血酸、柠檬酸、EDTA)、低温或热烫处理、调节pH值(PPO酶的最佳pH为6.0～7.0)等。抗坏血酸能够将O-苯醌还原成酚类,柠檬酸可降低果实表面pH值,抑制微生物数量。半胱氨酸对鲜切果蔬也有较好的保鲜效果。这些物质虽都能有效抑制鲜切果蔬的褐变,但其协同作用效果更佳。L-半胱氨酸、抗坏血酸和柠檬酸均能降低鲜切莲藕PPO活性和抑制酶褐变,但其联合使用(0.3%Vc+0.1%柠檬酸+0.4%L-半胱氨酸)的效果更佳。许多天然提取物也有利于鲜切果蔬的保鲜。采用丁香提取物处理鲜切茄子,可很好的解决贮藏过程中的失重和褐变。姜黄、虎杖、艾叶、丁香提取物对切割蔬菜中常见微生物大肠杆菌、荧光假单胞菌、啤酒酵母均有一定的抑制作用。另外,许多天然物如苯酚、乙醛、有机酸等以及从薄荷、香兰草、欧芹、柑橘果皮中提取的精油也具有抗菌作用。3.2低温冷链保藏切割果蔬品质保持十分关键的一点是低温保藏。低温能抑制切割果蔬的呼吸强度,降低体内的各种生理生化反应速度,延缓衰老和抑制褐变,延长果蔬的保鲜期。低温也能抑制微生物的生理代谢,从而抑制微生物的生长与繁殖。一般温度每降低10℃,代谢速率会下降2~3倍,因此鲜切果蔬在低温下操作可以将乙烯和呼吸速率的上升及其它劣变的生理代谢减到最低，从而延长果蔬的保鲜期。Sonia等发现MP芹菜在0℃冷藏21d后仍能保持其初始的抗氧化能力。孙伟等研究切割甘蓝在0℃、5℃和10℃条件下贮藏的品质变化，观察褐变和分析表面微生物的生长，结果表明，0℃和5℃条件下贮藏的甘蓝至少在10d内没有发生明显的褐变，也没有发现表面微生物数量有明显上升，但10℃下贮藏的甘蓝在第4d即发生明显的褐变，贮藏第3d后，微生物数量就开始急剧上升。张学杰等认为切割果蔬包装后,应立即放入冷库中贮藏,冷库温度必须≤5℃才能获得足够的货架期及确保产品食用安全,并利用冷链(温度≤5℃)进行运输和销售。另外，加工过程中材料浸泡在冷水中有利于降低和保持产品温度。温度一般接近0℃较为合适。由于时间较短,几乎可以不考虑冷害的问题。此外,在运输、贮藏、销售环节保持低温可以有效地延缓后熟和其他代谢进程,降低腐烂,抑制乙烯的作用，大部分切割果蔬在10℃以下会发生不同程度的冷害,因此,切割果蔬在低温下贮藏应控制适当的温度。3.3微生物控制技术3.3.1新型化学杀菌剂这些替代杀菌剂的共同特点就是避免了对人体有害副产物的产生，杀菌处理过后几乎没有副产物，或者反应后产物都是天然的，对人体安全无害的物质。充分保证了杀菌的安全性，是有效的替代含氯杀菌剂的新型安全杀菌剂。①二氧化氯（ClO2）二氧化氯是一种比次氯酸钠更高效，同时副产物更少的优良杀菌剂，其水溶液不会产生氯胺类等致癌物质。它能快速与微生物细胞内RNA和氨基酸反应，破坏细胞膜上的膜蛋白和膜类脂，并阻断蛋白质合成，从而达到杀菌的效果。ClO2是一种有效的代替次氯酸钠的杀菌剂，而且杀菌能力更强，作用范围更广，更加安全，在未来会有很广阔的发展前景。过氧乙酸也是一种强氧化型杀菌剂，是由过氧化氢和醋酸混合而成一种混合物。其杀菌的主要机理是在微生物体内产生对DNA和膜脂类有伤害作用的活性氧，同时也会引起微生物蛋白质的和酶变性而失活，氧化细胞壁上的双硫键从而增大细胞膜的通透性。过氧乙酸对微生物作用效果从强到弱依次为细菌、病毒、细菌孢子。过氧乙酸作用副产物是水和氧气，对人体和环境无害，因此被认为是一种环保、绿色的杀菌剂，目前其作为含氯杀菌剂的替代品