预处理结合气调包装对混合鲜切果蔬品质的影响

濮艳清，卢立新,2*，潘嘹,2，王清，卢莉璟，张大海

1(江南大学 机械工程学院，江苏 无锡，214122)2(江苏省食品先进制造装备技术重点实验室，江苏 无锡，214122)3(北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京，100081)4(宿迁利华农业发展有限公司，江苏 宿迁， 223833)

鲜切果蔬因其新鲜、方便、即食等特点备受广大消费者的青睐[1]。

鲜切果蔬机械损伤后易产生褐变、营养损失、汁水流失、风味下降、微生物滋长等问题。针对单种鲜切果蔬的保鲜包装研究主要涉及预处理和保鲜包装技术。预处理分为物理预处理、化学预处理和生物预处理[2]。常用热处理[3]、臭氧处理[3]、可食性涂膜[4]等方式能抑制鲜切果蔬褐变、保持其良好的感官品质。保鲜包装目前主要采用气调包装，一般鲜切果蔬气调包装内部保持 2%～5% O2和 5%～10% CO2，有利于维持鲜切果蔬的品质[5-7]。不同种类的鲜切果蔬由于其呼吸强度、营养成分、褐变速度、含水量等的不同，通常需要采用不同保鲜技术来维持外观、营养成分等品质。相关研究表明，预处理与气调包装的结合能有效地延长货架期[8-10]。

目前混合型鲜切产品的研究大多围绕蔬菜沙拉产品，保鲜包装技术主要为气调包装。但混合鲜切果蔬保鲜包装的研究尚未见报道。与单种鲜切果蔬相比，混合鲜切果蔬贮藏存在果蔬间自身的呼吸相互影响、病菌易交叉感染的特点，需要解决其易褐变变质、微生物滋生、货架期缩短等问题。

本文以苹果、胡萝卜、橙子为混合鲜切果蔬的研究对象，结合前期预处理与气调包装，分析不同气体组分包装处理对其贮藏品质及相关生理指标的影响，为生产中混合鲜切果蔬的保鲜包装提供技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

果蔬购于无锡市某大型超市，选择大小一致，无病虫害和机械损伤的果实进行研究。

试验所用抗坏血酸(分析纯)、壳聚糖(生物试剂)、羧甲基纤维素钠(化学纯)等购于国药集团化学试剂有限公司。试验采用PP硬质托盘，其容积恒定为 570 cm3。封口材料采用 BOPP/PE，其薄膜透气系数1.04×10-13/4.06 × 10-13mol·m/(m2·h·Pa)，薄膜包装面积190 cm2，薄膜厚度8.8×10-3cm。

1.2 仪器与设备

AB204-N电子分析天平，梅特勒-托利多仪器有限公司；CR-400色彩色差计，柯尼卡美能达(中国)投资有限公司；SHP-250生化培养箱，上海精宏试验设备有限公司；MAP-H350复合气调保鲜包装机，苏州森瑞保鲜设备有限公司；GQ-160气调保鲜箱，广州标际包装设备有限公司；2WAJ阿贝折光仪，上海光学仪器五厂。

1.3 试验方法

1.3.1 混合鲜切果蔬预处理保鲜工艺

将果蔬预冷24 h后进行样品制备工作。制备工艺为：

原料苹果、胡萝卜、橙子清洗→去皮、切片→预处理→冷风干燥→混合放入托盘→气调包装

针对色泽易变化的苹果、胡萝卜前期进行预处理工艺的试验筛选，用可食性涂膜改善汁水流失、褐变、白化等问题，预处理的方式如下：

(1)苹果切成 8 个楔形块，用 0.5%羧甲基纤维素钠+2%抗坏血酸浸泡5 min；

(2)胡萝卜切成1.5 cm×1 cm×1 cm左右长方体小块，用1%壳聚糖浸泡5 min；

(3)橙子去皮切成 6 mm厚的片状。

样品冷风干燥后，根据市场以及风味要求，取样品苹果40 g，胡萝卜55 g，橙子25 g装入PP硬质托盘进行气调包装。

气调组分比例设定：

MAP1:2%O2+5%CO2+93%N2；MAP2:5%O2+2%CO2+93%N2； MAP3:5%O2+5%CO2+90%N2；MAP4:10%O2+2%CO2+88%N2

对照组(CK)为空气，样品封装完毕，于4 ℃、50%相对湿度条件下贮藏，每隔 2 d 测定品质指标，根据市场要求，设定贮藏时间为 8 d。

1.3.2 鲜切混合果蔬的品质指标测试

1.3.2.1 感官品质评定

混合鲜切果蔬感官评定标准见表1。由 9 人组成的品评组人员评判各处理组的保鲜效果，每个样品按色泽、脆度、风味及外观进行整体分级，共 9 级，分成 3等，1～4 级表示不可接受，4～6级表示一般，6～9级表示商品价值乐意接受[14]。3 种果蔬单独打分后取三者的平均值，作为混合鲜切果蔬的感官总体评分。

表1 混合鲜切果蔬感官评定标准

1.3.2.2 失重率的测定

采用称量法[15]，最初质量分别与后来所测质量之差，再与最初质量之比的百分率表示失质量率，计算如公式(1)所示：

(1)

1.3.2.3 色差的测定

采用色差计测定表示果蔬切面色泽的L*值，L*值为亮度指标，L*值越大表示越趋于白色，反之则趋于黑色。每个样品用色差仪测量 10 个点，根据GB/T111863—1989进行色差计算，计算如公式(2)所示：

(2)

胡萝卜白度值的测定参考 LAVELLI等[16]方法，运用参数L*，a*和b*。其中L*为明亮度，a*为绿/红指数，b*为蓝/黄指数，计算如公式(3)所示：

(3)

1.3.2.4 可溶性固形物含量(total soluble solids，TSS)的测定

根据NY/T 2637—2014水果和蔬菜可溶性固形物测定的折射仪法进行测定，每次取 10 g 果肉样品，采用纱布制出新鲜汁液，采用阿贝折光仪测定。

1.3.2.5 菌落总数

根据GB/T 4789.2—2016食品微生物学检验菌落总数测定来测定不同气调包装下鲜切果蔬的菌落总数变化。

1.3.2.6 维生素C(Vc)含量的测定

参照国标 GB/T 6195—1986水果、蔬菜维生素 C 含量测定法进行测定，采用2，6-二氯靛酚溶液滴定法测定。

1.4 数据分析

采用Origin9.1作图，实验结果取3次测定的平均值，以SPSS Statistics 19软件采用最小显著性差异法(least significant difference，LSD)进行显著性分析，P<0.05表示差异显著。用MATLAB软件进行主成分分析。

2 结果与分析

2.1 混合鲜切果蔬感官品质的变化

不同气体组分对混合鲜切果蔬保鲜效果的感官评分见表2，对照组混合鲜切果蔬的感官评分下降速度显著低于气调包装组，气调包装组混合鲜切果蔬的颜色、风味、脆度等感官品质变化显著低于对照组，存在显著性差异(P<0.05)，其中MAP3组混合鲜切果蔬的感官评分最高，贮藏8 d后的感官评分仍为8.19，维持着鲜切苹果、胡萝卜、橙子良好的外观品质。

表2 不同气体组分对混合鲜切果蔬保鲜效果的感官评分表

注：同一列中不同小写字母表示差异达到显著水平(P<0.05)

2.2 混合鲜切果蔬色泽的变化

对于鲜切果蔬来说，褐变程度直接影响鲜切果蔬的外观品质，外观品质是决定消费者是否购买的直接因素[17]。鲜切果蔬混合贮存，呼吸作用相互影响，更易产生褐变现象。整个混合鲜切果蔬中，鲜切苹果表面因与空气大面积接触极易发生褐变，严重影响鲜切苹果的感官品质。不同气体组分对鲜切苹果色差的影响见图1。在整个贮藏期内，鲜切苹果色差值呈上升趋势，鲜切苹果逐渐失去原有光泽发生局部褐变。与对照组相比，气调包装下的鲜切苹果的色差值变化差异显著(P<0.05)，鲜切苹果色泽较好，主要由于鲜切苹果机械损伤后通过调节气体成分比例抑制了呼吸作用，减少了非酶褐变的产生。第 8 天，经过MAP3处理的鲜切苹果色差变化最小。不同气体组分对鲜切胡萝卜色差和白度值的影响见图2和图3。胡萝卜在整个贮藏期内色差变化明显，胡萝卜的白度值随贮藏时间的增加而增加，这是由于胡萝卜机械损伤后会产生木质化白化现象。第 8 天，MAP1 组气调包装中胡萝卜白度值较低，这是由于低氧环境能有效减少胡萝卜表面脱水和木质素的合成进而减缓胡萝卜白化进程。不同气体组分对鲜切橙子色差的影响见图4，与对照组相比，不同气调包装下的橙子色差变化不明显，其中 MAP4 组色差变化最小。综上所述，气调包装对混合鲜切果蔬的外观品质有显著的保护作用。

图1 不同气体组分对鲜切苹果色差的影响

图2 不同气体组分对鲜切胡萝卜色差的影响

图3 不同气体组分对鲜切胡萝卜白度的影响

图4 不同气体组分对鲜切橙子色差的影响

2.3 混合鲜切果蔬失重率的变化

鲜切果蔬经机械切割后，其细胞蒸腾作用和呼吸作用急剧上升，造成果蔬内部水分大量流失，失重率增加[18]。果蔬组织的呼吸速率提高，自身代谢加快，会进一步消耗营养物质。不同气体组分对混合型鲜切果蔬失重率的影响见图5。在整个贮藏期间，混合鲜切果蔬的失重率呈缓慢上升趋势，整体失重率不高，这是由于可食性涂膜能有效抑制果蔬表面水分流失[4]。对照组失重率略高，这可能是由于不适宜的气体成分比例使产品呼吸紊乱，造成内部水分流失，失重率增大。与对照组相比，气调包装能够抑制果蔬的蒸腾作用，较低的氧气环境抑制了鲜切果蔬的代谢活动和组织败坏,减少了鲜切果蔬的水分消耗和流失[19]。第8天，MAP3 的失重率仅为0.1%，比对照组降低41%，说明在5%O2+5%CO2+90%N2气体成分比例条件下能有效地抑制混合鲜切果蔬的汁液流失、水分减少等现象。

图5 不同气体组分对混合型鲜切果蔬失重率的影响

2.4 混合鲜切果蔬可溶性固形物含量的变化

TSS主要包含可溶性糖和一些其它可溶有机质，是反映果实内部品质的重要指标之一，其含量高低能直接反映果实的成熟程度和品质状况[20]。不同气体组分对鲜切苹果 TSS 含量的影响见图6，在贮藏期内，气调包装处理组 TSS 含量高于对照组，这可能是低氧气调包装抑制了鲜切苹果的呼吸作用，减少了糖类的消耗，从而减缓贮藏中鲜切苹果可溶性固形物含量降低速率。在第 0～6 天，试验组 TSS 含量下降速率差异不显著(P>0.05)，可能是糖类作为呼吸底物被消耗，导致TSS 含量下降。在第6～8天，试验组 TSS 含量均呈上升趋势，且均在第 8天出现峰值，MAP2 为14.85%，CK 组为13%，这可能是鲜切苹果在贮藏过程中达到完熟，导致 TSS 含量增加。不同气体组分对鲜切胡萝卜TSS 含量的影响见图7。由于鲜切胡萝卜本身含糖不高，部分试验组 TSS 含量变化不明显，随着包装内O2含量增加，TSS含量呈降低趋势。在第8天，对照组的TSS为5%，与第0天相比下降了16.7%，说明O2含量高的条件下不利于胡萝卜TSS 含量的保持。由图8可知不同气体组分对鲜切橙子TSS含量的影响，其TSS含量随着贮藏时间的增加整体呈下降趋势，主要是由于鲜切橙子的呼吸作用，导致营养物质消耗加快，果实甜度降低。MAP3试验组的TSS含量下降速率最为缓慢，第 8 天时，TSS 含量显著高于其他试验组(P<0.05)，说明适宜的气体成分比例可抑制其生命代谢活动，降低糖分物质的消耗速率，从而减少可溶性固形物的下降幅度。

图6 不同气体组分对鲜切苹果TSS含量的影响

图7 不同气体组分对鲜切胡萝卜TSS含量的影响

图8 不同气体组分对鲜切橙子TSS含量的影响

2.5 混合鲜切果蔬VC含量的变化

VC是鲜切果蔬重要的营养成分之一，鲜切果蔬由于受到机械损伤，其VC含量会下降迅速。不同气体组分对鲜切苹果 VC含量的影响见图9。不同实验组的鲜切苹果随着贮藏时间的增加，VC含量都有不同程度的下降，其中对照组的 VC含量下降最快，第 8天下降了1.7 mg/100g，MAP3处理组能有效抑制 VC含量的下降，低温贮藏期间 VC含量下降缓慢，贮藏 8 d以后 VC含量只下降了0.8 mg/100g。机械切割伤害加速了植物细胞的新陈代谢，组织不断衰老[21]。不同气体组分对鲜切胡萝卜VC含量的影响见图10。随着贮藏时间的延长，鲜切萝卜衰老加速，VC含量逐渐下降，各实验组下降规律相似，整体差异较小，各处理组间差异性不显著(P>0.05)，对照组的 VC含量下降略快。橙子的VC含量较高，在贮藏期间对照组的 VC含量下降比较严重(图11)，第4-8天VC含量下降最快，下降了4.9 mg/100g。气调包装能有效抑制VC含量的损失，低 O2浓度的微环境抑制了与 VC降解有关酶的活性[22]，延缓了鲜切橙子的 VC氧化过程，从而能够延缓 VC含量的降低，有效保持鲜切橙子的营养成分。

图9 不同气体组分对鲜切苹果VC含量的影响

图10 不同气体组分对鲜切胡萝卜VC含量的影响

图11 不同气体组分对鲜切橙子Vc 含量的影响

2.6 混合鲜切果蔬菌落总数的变化

鲜切果蔬在切割过程中汁液外流，易滋生微生物，引起产品的腐烂变质[23]。当鲜切果蔬表面的菌落总数超过106CFU/g时，可能会产生有毒物质[24]。不同气体组分对混合型鲜切果蔬菌落总数的影响如图12所示。贮藏8 d后，对照组的菌落总数明显高于气调组，气调包装处理的混合鲜切果蔬，微生物数量均未超过106CFU/g，其中以 MAP3 处理组的微生物数量最低。这表明低氧气调包装对混合鲜切果蔬微生物的繁殖有一定的抑制作用，能够抑制好氧型微生物的生长。适当气体成分比例下的气调包装处理能更好地抑制微生物的繁殖。

图12 不同气体组分对混合型鲜切果蔬菌落总数的影响

2.7 综合评价

不同果蔬在不同的气调包装下保鲜效果有差异，如果只对单一指标进行评价，所得的结果相对片面，缺乏客观[18]。为了确定对混合鲜切果蔬的综合保鲜效果较好的气调包装组，选择在贮藏末期采用指标变化进行评价。不同气体组分在贮藏8 d后混合鲜切果蔬品质指标变化见表3～表5。

表3 不同气体组分在贮藏8 d后鲜切苹果品质指标变化

表4 不同气体组分在贮藏8 d后鲜切橙子品质指标变化

表5 不同气体组分在贮藏8 d后鲜切胡萝卜品质指标变化

使用 MATLAB软件对5 组鲜切果蔬保鲜效果进行主成分分析，得到相关系数矩阵的特征向量阵Rapple、Rcarrot、Rorange，相应的特征值如下：

λapple=[3.03560.80370.14500.0157]

λcarrot=[4.38960.31700.22450.0689]

λorange=[3.07520.76400.13950.02133]

其中与第1(Print1)、第2(Print2)主成分相对的特征值和特征向量分别为：

λapple1=3.035 6，αapple1=(0.498 4，0.365 8，0.547 6，0.563 8)T

λapple2=0.803 7，αapple2=(-0.456 5，0.849 8，-0.247 1，0.092 1)T

λcarrot1=4.389 6，αcarrot1=(0.453 0，0.441 7，0.433 5，0.461 8)T

λcarrot2=0.317 0，αcarrot2=(-0.342 6，-0.553 8，-0.159 8，0.437 8)T

λorange1=3.075 2，αorange1=(0.433 8，0.470 1，0.553 6，0.533 3)T

λorange2=0.764 0，αorange2=(0.704 6，-0.627 9，-0.238 9，0.228 3)T

为了进一步评价混合鲜切果蔬保鲜效果的差异，可以对两个主成分计算得分，以主成分的贡献率加权平均值为权数求得综合评价值Fapple，Fcarrot，Forange

Fapple=0.959 8 Print1+0.040 2 Print2

Fcarrot=0.941 3 Print1+0.058 7 Print2

Forange=0.959 8 Print1+0.040 2 Print2

5组气调包装混合鲜切果蔬综合品质评价结果见表6～表8。由表中结果可知，贮藏末期 MAP3 气调组对鲜切苹果和鲜切橙子的保鲜效果最好，MAP1 气调包装组对鲜切胡萝卜的保鲜效果最好，可能低氧的环境抑制了胡萝卜的生理生化反应，而且MAP3 组与MAP1组F值差异较小。综合来看，MAP3(5%O2+5%CO2+90%N2)组气调包装对混合鲜切果蔬整体保鲜效果最好。

表6 五组鲜切苹果气调包装综合品质评价

表7 五组鲜切胡萝卜气调包装综合品质评价

表8 五组鲜切橙子气调包装综合品质评价

3 结论

试验结果表明，采用预处理并结合气调包装低温贮藏能够对混合鲜切果蔬起到较好的保鲜效果，储存期间混合鲜切果蔬的各项指标明显优于对照组。不同气体组分对鲜切果蔬色泽、感官得分、营养指标、菌落总数均有一定的影响。预处理后的鲜切果蔬结合5%O2+5%CO2+90%N2气体成分的气调包装比例条件下贮藏8 d，能有效保持混合鲜切果蔬色泽和外观品质，延缓 TSS、Vc 含量等营养指标的下降，有效抑制微生物的繁殖生长，减缓贮藏品质降低趋势，保持混合鲜切果蔬的感官品质和商品价值。