鲜切胡萝卜的加工技术研究进展

陈燕，毕秀芳*，焦文成，代雨杉，2，车振明

（1.西华大学食品与生物工程学院，四川 成都 610039；2.宜宾西华大学研究院，四川 宜宾 644000）

鲜切果蔬是果蔬经过加工改变了形状之后，仍能保持自身新鲜度和营养成分的一种果蔬加工品[1-2]。近年来，我国鲜切果蔬发展迅速，自然、新鲜、便利、环保、健康等特点使鲜切胡萝卜广受消费者的喜爱[3-4]。鲜切胡萝卜在国外，主要用于沙拉[5]，而在国内以炒菜的半成品为主，包括家用、餐厅和工业生产用，发展前景十分广阔。在菜品工业化过程中，为了保障菜品的安全、营养物质和风味等，原料预处理后需要尽可能地保留其营养物质，延长保质期。然而，由于鲜切处理破坏了胡萝卜的组织结构，导致胡萝卜白度值上升、微生物繁殖速度加快、质构软化、VC和类胡萝卜素等营养物质流失，从而降低了鲜切胡萝卜品质和商业价值[6]。因此，采用不同加工技术来提升鲜切胡萝卜的品质是近年来的研究热点。本文综述不同加工技术对鲜切胡萝卜品质的影响，通过分析不同加工技术在鲜切胡萝卜加工中的优缺点，提出未来鲜切胡萝卜加工的研究方向，为进一步研究鲜切胡萝卜加工技术提供参考。

1 清洗

清洗是鲜切果蔬加工过程中的关键环节，正确的清洗技术可以抑制微生物生长、减少营养损失，减缓褐变反应，从而延长产品货架期[7-8]。目前，鲜切果蔬的清洗技术主要包括热水和超声波等物理清洗技术，臭氧水和酸性电解水等化学清洗技术以及天然提取物和抑菌素等生物清洗技术[8]，应用于鲜切胡萝卜的清洗技术主要为化学清洗技术。

研究发现，使用0.5 mg/L 臭氧水清洗胡萝卜5 min，4 ℃贮藏10 d 后，胡萝卜失重率降低1.84%，胡萝卜素提高25.4%，抗坏血酸增加0.59 mg/100 g，菌落总数也低于使用自来水清洗的样品[7]。Xylia 等[9]研究发现，质量分数为0.25%的抗坏血酸处理溶液清洗胡萝卜丝后，能保持胡萝卜丝的香味和橙色。而用体积比为1∶1 500（马郁兰精油∶水）的马郁兰精油处理溶液清洗过的胡萝卜颜色较深，呼吸速率较高。Pellegrini 等[10]研究发现，采用5 μL/mL 的香菜籽精油溶液清洗可减少鲜切胡萝卜的微生物含量，较好地保持鲜切胡萝卜的感官品质。

目前，化学清洗技术对鲜切胡萝卜的影响还缺乏深入研究，各清洗技术的作用机理不够明确，生物清洗技术在鲜切胡萝卜中的应用较少，有待进一步研究。

2 热处理和非热加工技术

鲜切胡萝卜的保质期和微生物生长、品质的变化有重要关系[11]。目前，为了提高鲜切胡萝卜的保鲜效果，延长其货架期，主要采用热处理、辐照、超高压、涂膜等加工技术，不同技术在鲜切胡萝卜加工中的相关研究如表1 所示。

表1 不同技术在鲜切胡萝卜加工中的相关研究Table 1 Studies of different techniques in fresh-cut carrot processing

2.1 热处理

热处理是一种传统的物理处理方法，利用热力杀死或钝化果实上的病原菌，可达到保持鲜切果蔬品质的目的[21]。有研究表明，热处理可以降低鲜切胡萝卜的呼吸强度[22]，抑制微生物的生长和繁殖[23]，抑制多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）[24-25]、过氧化物酶（peroxidase，POD）[26]、降低丙二醛（malonaldehyde，MDA）含量，延缓其衰老变质，进而延长货架期。虽然热处理可有效降低鲜切胡萝卜的呼吸强度，抑制微生物生长和繁殖，但会破坏其细胞膜结构。张甜甜等[12]研究表明，热处理后鲜切胡萝卜的电导率达15.46%以上，远高于未处理组的2.99%。此外，热处理会降低鲜切胡萝卜的某些营养物质，如VC含量、β-胡萝卜素含量等[12]。因此，需要结合其他保鲜方法来提高热处理的保鲜效果，如气调包装、可食性膜等保鲜技术。

2.2 非热加工技术

食品非热加工技术是指在食品行业中通过非传统加热的方法来进行杀菌与钝酶的技术，相比传统的热加工技术，这种技术能更好地保持食品的营养成分和风味成分[27]。

2.2.1 辐照技术

辐照技术具有杀菌效果明显、实施剂量可调、低消耗、无污染、无残留、安全可靠等优点，辐照技术作为一种安全、高效、非热食品加工技术，已经在鲜切果蔬上得到了广泛应用[23]。有研究表明，60Coγ 射线、电子束辐照均能提高鲜切胡萝卜的保鲜效果。刘芯钥等[13]研究发现，60Coγ 射线辐照抑菌效果显著（P＜0.05），对鲜切胡萝卜的色泽、细胞膜通透性和感官特性没有显著影响（P＞0.05）。虽然辐照处理灭菌效果明显，可以提高鲜切胡萝卜的保鲜效果，但是不能有效地改善鲜切胡萝卜的白变现象，电子束辐照处理会导致鲜切胡萝卜的VC含量降低[12]，因此，单一的辐照不能从各方面提高鲜切胡萝卜的品质。

2.2.2 紫外线技术

紫外线（ultraviolet，UV）是电磁波谱中波长从10 ～400 nm 辐射的总称。目前，中波紫外线[28-29]、短波紫外线[30]对鲜切胡萝卜品质影响的研究较多。Formica-Oliveira 等[28]研究发现，鲜切胡萝卜经中波紫外线处理后，酚类化合物的积累量提高120%，苯丙氨酸酶（phenylalanine ammonia lyase，PAL）活性增加约760%。鲜切胡萝卜经2 kJ/m2短波紫外线处理，贮藏15 d 后，与未处理相比呼吸强度减少28 mg/kg·h，亚硝酸盐含量减少30 mg/kg，失重率减少44.44%，而类胡萝卜素、抗坏血酸等营养成分均高于未处理组，有效地延缓鲜切胡萝卜衰老进程，延长产品货架期[30]。Lee 等[31]研究发现，酸性电解水+超声波+短波紫外线结合处理可抑制鲜切胡萝卜在储存期间的水分损失、颜色和外观变化。

2.2.3 超高压技术

超高压技术是一种环保技术，它利用强烈的静水压力通过破坏细菌的细胞膜、细胞壁、改变其原本正常的遗传机制等达到杀菌的目的，对食品的感官品质和营养价值产生较小影响，最终延长货架期[32]。

目前，超高压对鲜切胡萝卜的影响研究主要集中在对胡萝卜质地的影响上。100、200 MPa 的超高压处理能较好地保持胡萝卜的质地，而300～600 MPa 能导致鲜切胡萝卜硬度显著下降，最大质地损失在30%左右[14]，可能是细胞膜透性和细胞壁果胶组分发生了改变[15]。马涛等[16]研究发现，不同高静压处理导致胡萝卜切片的胶黏性和回弹力明显下降。张红敏[14]研究发现，经超高压处理后，鲜切胡萝卜的颜色未出现明显的变化，表明超高压技术对鲜切胡萝卜的颜色影响不明显。

目前，单一超高压处理对鲜切胡萝卜质地的影响较大，可结合其他技术减少此影响，有研究表明，经钙盐溶液预处理后，热处理结合超高压处理可将鲜切胡萝卜的质地维持在90%以上[14]。

2.2.4 高压二氧化碳技术

高压二氧化碳（high-pressure carbon dioxidetechnology，HPCD）是一种新型非热杀菌技术，有杀菌钝酶的作用，能够最大限度地保持果蔬功能成分、营养成分和色泽[33]。

HPCD 处理对鲜切胡萝卜有明显的抑菌作用，可以抑制POD 和PPO 的活性。Spilimbergo 等[17]和Ferrentino 等[34]研究发现，12 MPa、40 ℃、15 min 的HPCD处理鲜切胡萝卜后，硬度显著降低（P＜0.05），但HPCD 对鲜切胡萝卜硬度的影响机制还有待进一步研究。此外，HPCD 对鲜切胡萝卜贮藏期品质影响的研究还未见报道。

2.2.5 等离子体技术

等离子体（coldplasma，CP）是一种新兴的绿色灭菌技术，在抑菌、防止褐变和维持果蔬品质等方面具有明显的效果[35]。Bermúdez 等[18]研究发现，鲜切胡萝卜经大气压冷等离子体处理后，其表面的大肠杆菌数量明显减少。张志伟[3]研究发现，常压低温等离子体对鲜切胡萝卜表面的杀菌率高达92.35%，同时对鲜切胡萝卜的水分含量、色泽和VC含量的影响不显著（P＞0.05），且能使其保持较好的抗氧化能力。Kumar Mahnot 等[36]研究发现，冷等离子体处理的胡萝卜的酸碱度、颜色、质地和总类胡萝卜素的变化很小。

等离子体对鲜切胡萝卜有一定的杀菌和保持感官品质的作用，但是对处理后的鲜切胡萝卜在贮藏期的影响研究未见报道。除此之外，等离子体在鲜切果蔬中的应用存在效率与自动化程度低、成本高等问题。

2.3 其他加工技术

涂膜处理可以减少水分蒸腾，抑制呼吸作用，降低生理生化反应速度，防止化学保鲜剂在食物上的残留，延缓鲜切果蔬的变质、变色，抑制微生物生长，延长货架期[37]。研究发现，涂膜可以有效抑制鲜切胡萝卜的失重率、呼吸速率和白化现象，抑制VC的降解和木质素、纤维素的合成，抑制微生物的生长，提高抗氧化能力，延长货架期[38-42]。董红兵等[19]和董文丽等[43]研究发现，鲜切胡萝卜经1%壳聚糖涂膜处理后，硬度、抗坏血酸浓度和抗氧化值均有提高。

涂膜可以延缓鲜切胡萝卜营养物质的损失，但是抑制白化现象和抑菌效果较差，需要结合其他技术来提高抑菌效果，王新伟等[44]研究发现，含肉桂醛的复合膜对细菌、霉菌和酵母菌有较强的抑制作用。

外源一氧化氮可延缓果实硬度下降、可溶性固形物含量升高和颜色的变化，较好地保持果实品质[45]。赵蕾等[20]将一氧化氮应用于鲜切胡萝卜片的保鲜中，结果表明一氧化氮可以减缓白化现象，提高过氧化氢酶（catalase，CAT）的活性。但是，目前一氧化氮对鲜切胡萝卜的影响研究以白变和酶活性为主，对其硬度、营养物质含量和微生物生长情况等的影响研究未见报道。

综上所述，单一的处理条件可以提高鲜切胡萝卜的品质，但是存在热处理会减少VC和胡萝卜素的含量，超高压对质地影响较大，涂膜技术抑菌效果不明显等问题。因此，应用多种技术的栅栏技术来提高鲜切胡萝卜的品质可能会成为主要研究方向之一。

3 包装

包装可以有效降低鲜切果蔬水分和营养物质的流失，防止鲜切果蔬褐变，减缓鲜切果蔬的生理代谢，提升产品的商业价值[46]。目前，包装方式主要有气调包装、减压包装和活性包装等[46]。气调包装（modified atmosphere packaging，MAP）是通过调节和控制气体比例，抑制果蔬的呼吸作用和细菌繁殖，在不影响食材口感、品质、色泽等前提下，使鲜切果蔬得以延长货架期[47]。Cozzolino 等[48]、Pace 等[49]和Abadias 等[50]研究发现，气调包装降低了鲜切胡萝卜的呼吸速率，能较好地保持抗氧化性和总酚含量。此外，活性包装技术也逐步应用于鲜切胡萝卜的保鲜研究中。Becaro 等[51]研究发现，含有银纳米粒子和二氧化硅的低密度聚乙烯活性包装，较好地保持了鲜切胡萝卜的可溶性固形物含量，延缓了微生物的生长。

目前有学者通过气调包装与其他技术相结合的方式来提高鲜切果蔬的品质。Li 等[52]研究发现，短波紫外线结合气调包装在保持生理品质方面表现出协同效应，短波紫外线结合气调包装通过抑制相关酶的活性来延缓木质素的合成和抑制酚类代谢相关酶的基因表达。100% CO2气调包装能够保持鲜切胡萝卜的外观，但不能保证微生物的稳定性。鲜切胡萝卜经100% CO2气调包装，在6 MPa、40 ℃下处理15 min 后，能较好地保持外观，而且微生物能维持14 d 的稳定性[53]。气调包装在鲜切果蔬中的应用较多，但气调包装结合其他技术对鲜切胡萝卜品质影响的研究较少，活性包装应用于鲜切胡萝卜的研究较少，需要进一步探索。

4 不同加工技术对鲜切胡萝卜品质的影响

鲜切胡萝卜的营养物质、酶活性在贮藏期的变化呈现一定的规律。随着贮藏时间的延长，白度值、木质素含量、失重率、POD 活性逐渐上升；呼吸强度和PAL活性呈先上升后下降趋势，总胡萝卜素含量逐渐下降。温度是影响鲜切果蔬贮藏期品质劣变的重要因素，贮藏温度对保持鲜切胡萝卜品质有明显影响[54]。兰璞等[55]研究发现，在较低温度（4 ℃）下贮藏，鲜切胡萝卜VC、胡萝卜素含量能更好地保持。目前，气调包装与冷藏温度相结合，作为一种温和的保鲜技术广泛用于鲜切果蔬的保鲜[56]。李丽等[57]研究发现，低温结合5%O2+10% CO2+85% N2气调包装处理，抑制了微生物生长繁殖，降低了失重率，延缓了营养物质胡萝卜素和抗坏血酸含量的下降，提高了抗氧化酶活性。不同加工技术对鲜切胡萝卜品质影响的相关研究见表2。

表2 不同加工技术对鲜切胡萝卜品质的影响Table 2 Effect of different processing techniques on the storage period of fresh-cut carrots

5 结论与展望

目前，在清洗过程中，酸性电解水的抑菌效果明显，臭氧水清洗的保鲜效果最佳。热处理、超高压、辐照、涂膜等技术在鲜切胡萝卜的加工中应用较多，经超高压处理后鲜切胡萝卜质地发生劣变；辐照技术抑菌效果明显，但是不能有效改善白变现象；涂膜技术能较好地延缓营养物质的损失，但是抑菌效果不明显；利用栅栏技术对鲜切胡萝卜进行加工的效果较好，但相关的研究较少；此外，一氧化氮、等离子体等技术也应用于鲜切胡萝卜的加工研究中，对鲜切胡萝卜的影响机理需要进一步探究。低温结合气调包装能较好地维持鲜切胡萝卜的感官品质，从而延长保质期。总体来看，目前单一的技术处理并不能使鲜切胡萝卜达到商业加工的要求，应用多种加工技术的栅栏技术可能是解决该问题的途径之一。在今后的研究方向中，可主要以探究不同加工技术作用机理，多种加工技术相结合，达到协同作用的复合保鲜技术为研究方向。