鲜切前后热空气处理对‘红富士’ 苹果 的保鲜效果

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检测样品: 水果
检测项目: 理化分析
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发布时间: 2023-05-06
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为研究鲜切前后热空气处理对鲜切苹果的保鲜效果,以红富士(MaluspumilaMill.)苹果为研究对象,分别在鲜切前后采用70℃热空气进行热风处理,测定4℃贮藏过程中鲜切苹果的失重率、呼吸、褐变指数、可溶性固形物、可滴定酸含量、多酚氧化酶(Polyphenoloxidase,PPO)活性、总酚含量、DPPH和ABTS自由基清除率及微生物的生长情况,并基于电子舌和电子鼻技术分析热空气处理后鲜切苹果的风味和芳香物质变化。

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为研究鲜切前后热空气处理对鲜切苹果的保鲜效果,以红富士(MaluspumilaMill.)苹果为研究对象,分别在鲜切前后采用70℃热空气进行热风处理,测定4℃贮藏过程中鲜切苹果的失重率、呼吸、褐变指数、可溶性固形物、可滴定酸含量、多酚氧化酶(Polyphenoloxidase,PPO)活性、总酚含量、DPPH和ABTS自由基清除率及微生物的生长情况,并基于电子舌和电子鼻技术分析热空气处理后鲜切苹果的风味和芳香物质变化。结果表明,在低温(4℃)贮藏12d内,与不处理对照组相比,鲜切前后70℃热空气处理均能够显著(P<0.05)抑制鲜切苹果的呼吸强度、乙烯释放、褐变指数、PPO活性以及微生物生长,降低了失重率,显著(P<0.05)提高了可溶性固形物、总酚含量和抗氧化能力,延缓了鲜切苹果在贮藏过程中的风味劣变。与鲜切前热空气处理相比,鲜切后热空气处理具有更好的保鲜效果。主要检测设备:电子鼻,德国AIRSENSE公司    电子舌  日本INSENT公司热空气处理对鲜切苹果芳香物质、风味的影响不同处理不同贮藏时间鲜切苹果的电子鼻测定结果如雷达图所示(图8),鲜切苹果W5S、W1S、W1W、W2S及W2W传感器的响应值具有显著变化,贮藏初期,与不处理对照组相比两种方式热空气处理能降低上述五个传感器的响应值,但在贮藏过程中,这五个传感器响应值明显升高,以鲜切前处理组的变化最明显。Giovanna等人[23]发现不同贮藏环境中鲜切苹果的W5S、W1S和W2S均有较高的响应值,而W1C和W5C的响应值较低,且贮藏环境影响不大;陶然[38]等人采用光动力处理鲜切苹果,发现在贮藏过程中鲜切苹果的W5C、W1S、W2S、W2W的响应值较高,且光动力处理影响不大。本实验结果表明,经热处理后鲜切苹果在贮藏过程中,挥发性化合物发生了明显变化,特别是甲基类(W1S)、硫化物(W1W)、芳香成分和有机硫化物(W2W)等芳香物质在贮藏末期明显增加,这与上述两个研究结论相似,因此可以推测鲜切苹果的主要挥发性组分属于甲基类、醇类及醛酮类化合物,热空气处理通过抑制微生物代谢和苹果香气组分自身代谢来延缓鲜切苹果的风味劣变。电子舌的特征向量值测定结果(图9)显示,鲜切苹果的鲜味回味、涩味回味及苦味回味的响应值在整个贮藏期间均无明显变化,咸味随着贮藏时间的延长逐渐下降,涩味和苦味均逐渐上升,酸味呈先上升后下降,而甜味则先下降后上升,说明样品的风味物质会随着贮藏时间的延长而逐渐被消耗。与不处理对照组相比热空气处理能有效提高甜味的响应值而降低酸味的响应值,鲜切前处理虽然不能提高样品的甜味,但能降低酸味的响应值,这与TSS和TA含量的测定结果大致相同。可能是因为热空气处理能降低呼吸代谢对这些风味物质的消耗,从而减少鲜切苹果在贮藏过程中产生的酸味,使口感得到改善。(文献来源:大连民族大学生命科学学院)食品科学Food Science 网络首发时间:2022-09-2918:18:51网络首发地址: https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2206.TS.20220928.1440.022.html网络首发食品科学 ISSN 1002-6630,CN 11-2206/TS 《食品科学》网络首发论文 题目: 鲜 切前 后 热 空气 处 理 对“红富士 ’苹果的 保鲜 效果 作 者 : 宾宇淇 ,石立佳,谢佳妮,陈晨,姜爱丽 网 络首发日 期 : 2022-09-29 引用格式 : 宾宇淇,石立佳,谢佳妮 ,陈晨,姜爱丽.鲜切前后热空气处理对 “红富士 ’苹果的 保 鲜效 果[J /OL].食品科学 . https://kns .cnki .ne t/kcms/detai l/11.2206.TS.20220928.1440.022.html 网络首发:在编辑部工 作 流程 中 ,稿 件从录用到出版要经历录用定 稿 、排版定稿、整期汇编定 稿 等阶 段。录用定稿指内容已经确定,且通过同行评议、主编终审同意刊用的稿件。排版定稿指录用定稿按照期 刊特定版 式 (包 括 网络呈现版 式 )排版后的稿件,可暂不确定出版年、卷、期和页码。整期汇编定稿指出 版年、卷、期、页码均已确定的 印 刷 或 数字出版的整期汇编稿件。录用定稿网络首发稿 件 内容必须符合《出 版管理条例》和《期刊出版管理规定》的 有 关规定:学术研究成果具有创新性、科学性和先进性 ,符合编 辑部对 刊 文的录用要求,不存在学术不端行为及其他侵权行为:稿 件 内容应基本符合国家有关书刊编辑、出版的 技 术标准,正确使用和统一规范语言文字、符号、数字、外文字母、法定计量单位及地图标注等。为确保录用定稿网络首发的严肃性,录用定稿一经发布,不得修改论文题目 、作者、机 构 名 称和 学术内容,只可 基于 编辑 规 范进 行 少量文字的修改。 出版确认:纸质期 刊 编辑部通过与《中 国学术期刊(光盘版)》电子杂志社有限公司签约,在《中国 学术期 刊 (网络版)》出版 传播 平台 上 创办与纸质期刊 内 容一致的网络版,以单篇或整期出版形 式 ,在 印 刷 出版之前 刊 发论文的录用定稿、排版定稿、整期 汇 编定稿。因为《中 国学 术期 刊(网络版)》是国家新闻 出 版广电总局 批 准的网络连续型出版物 (ISSN 2096-4188, CN 11-6037/Z ), 所以签约 期 刊的网络版上网络首 发论文 视 为正 式 出版。 时间: 鲜切前后热空气处理对‘红富士’苹果 的保鲜效果 宾宇 淇 ,石立佳,谢佳妮 ,陈晨1.2*,姜爱丽 1.2* (1.大连民族大学生命科学学院,辽宁大连 116600:2.大 连 民族大学生物技术与资源利用教育部重点 实验室,辽宁大连 116600) 摘 要:为研究鲜切前后热空气处理对鲜切苹果的保鲜效果,以红富士 (Malus pumila Mill .) 苹果为研究 对象,分别在鲜切前后采用70℃热空气进行热风处理,测定4℃贮藏过程中鲜切苹果的失重率、呼 吸、褐变指数、可溶性固形物、可滴定酸含量、多酚氧化酶 (Polyphen o l o x i dase, PPO ) 活性、总酚含量、DPPH 和 ABTS 自由基清除率及微生物的 生长情况,并基于电子舌和电子 鼻技术分析热 空气 处理 后 鲜切 苹 果的风 味和芳香物质变 化 。结果 表 明,在低温(4℃)贮 藏12d内,与不处理对照组相 比 ,鲜切前后 70℃热空 气处理均能够显著(P<0.05)抑 制鲜切 苹 果的 呼 吸强度、乙烯释放、褐 变 指 数、PPO 活性以及微生物生长,降低了失重率,显著(P <0.05)提高了 可 溶性固形物 、总酚含量和抗氧化能力,延缓了鲜切苹果在贮藏过 程中的风味劣变。与鲜切前热空气处理相比,鲜切后热空气处理具有更好的 保 鲜效 果。 关键词:热空气预处理;热空气处理;鲜切苹果;微生物总数:品质 Effects of hot air treatment before and after fresh -cutting on t he preservation of "Red F u j i ’apples BIN Y u qi ', SHI Li j i a ', XIE Jiani ', CHE N Chen'2, J I A NG A ili1·2= (1. Col l eg e of Li f e Science, Dal ia n Minzu U n iv e r si t y , Dalian,1116600. China; 2. Key Labor at ory o f Biotechnology and Bioresources U t i l i zation, Mini s try of Educat i on, Da l ian Minzu U n iversity , Dalian, 116600,China) ABSTRAC T : In order to study t he effec t of hot air treatment on fresh-cut A ppl e, Malus pumi l a L . was t reated w i th 70 ° C hot a ir bef o re and afte r fre s h-cut , t he rate o f weight l os s, respiration, Browning i n de x , soluble s o l ids,t i tr a table a cid c o nt e nt , Polyphenol oxi d ase (PPO) ac t i v i ty , t ot a l Polyph e nol o xidase c o nt e nt, DPPH a nd ABTS f re e radical scavenging rate a n d microbi a l growth of f r esh-cut appl es during 4 ℃ storage wer e de t e r mined, t he changes of flavor and aroma components of fresh-cut apples treated wi t h hot a ir were a nalyzed by elec t roni c t o ngue a nd electronic nose. The result s s how e d that compar e d w it h the c o n t r o l, 70 ℃ hot a ir treatment c a n si g ni fi cant l y (P<0.05) i nhibi t the respiratory s t rength r a te, ethylene release, browning index , PPO acti v i t y and mi crobial growth,reduce the l os s , as wel l as s ignificantly (P<0.05) i mprove the s oluble sol i d, t otal phenol content a nd a nt i oxidant capacity , d e la y the fl a vor d eteri o r at ion o f fresh -cut apples in t he proce s s o f storage. Compared with t he hot air pretreatment b e fore cutt i ng, t he hot air t reatment a ft e r cutt i ng has exhibit t ed a bett er preservat i on effec t . Keywords: hot air pre t reatment ; hot a i r tr e atment ; fr e sh-cut apple ; tot a l numbe r of microorganisms; quality 中图分 类号 : TS255.3 文献 标志 码 :A DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220716-186 近年来 ,随着现代生活方式的改变和消费者对健康食品的高度关注,鲜切果蔬因具有天然、营养 即食 等优点,备受 消 费 者 喜爱。苹果 (Malus pumila Mill.) 是日常生活中最常见的 水果 之 一 ,因富含 具有 抗 氧化 能 力的多酚类化合物及 其 他营养物质四,使 其鲜切产品近年来逐渐成 为 餐饮行业、医院或 学校营养 配 餐以及家庭消费的热 门产 品 ,目前,鲜切苹果 已 在欧洲、美国、日本等发达国家实现系统 化 、规范化生产,并 在鲜切 市 场中占有重要地位八。然而,清洗、去皮 、切割 等 鲜切加工操作会加速 苹果 果 肉细胞的 衰 老进程,破坏了苹果组织细胞结构的完整性 ,使细胞内各种氧 化 酶直接与酚类物质 接触 ,从而引发果实表面褐变、组 织 软 化 等 一 系列 品 质劣变问题12.3.41。此外 ,机械伤害会破坏鲜切苹 果的组织结构,使营养物质外流,为微 生 物生长提 供 了理想 的环 境,从而加速鲜切苹果的腐烂变质15.6。因 此,亟需寻找能够延缓鲜切 苹 果在贮藏期间 的 品质劣变及微生物生长繁殖,进而延长其货架期 的一 种高效保鲜方法。 基金项目:国 家 自然科学基金项目(31601517):辽宁省教育厅科学研究经费项目 (L J KZ0017) 第一作者简介 :宾 宇淇(1998一 ), (ORCID:|0000-0001-6682-2005),女 ,硕士研究生,研究 方向为采 后生物学与技 术 。E-mail: 1324884110@q q.com 通 讯作者简 介 :陈 晨(1986一 ), (ORCID:|0000-0001-8066-8593),女 ,副教授,博士 ,研 究 方向为采后 生 物学 与 技 术 。E -mail: chenchen@dlnu.edu.cn 姜爱丽(1971一), (ORCID:|0000-0003-0100-5009),女,教授,博士,研究方向为采后生 物 学 与 技 术 。E -mail : jal@dlnu.edu.cn 当前国内外对鲜切苹果的 保 鲜方法主要有 抗 氧化剂、可食用 性 涂膜等 化 学方法17.81,天然提取物、微生物及其衍生物的生物方法?,以 及辐照 、脉冲电场等物理方法17.81。上 述方法虽然获得了较好的防 腐保鲜效果 ,但也存在成本高、工艺复杂等 问 题。热 处 理是一种非 化 学保鲜方法,按加热方式可分 为 热水处理和热空气处理,按鲜切顺序可分为 切前 热 处理和切 后热处理。因工艺简单、无化学污染,近 年来常用于采后及鲜切果蔬 的 贮藏保鲜110.111。研究发现热空气预处理可 抑 制鲜切双孢蘑菇(40℃)和 鲜 切火 龙 果 (42℃)表面组织的褐变、降 低 活性氧代 谢 、提高 其 抗氧 化 能力 ,从而延缓其衰老进 程2.131:43℃热空气处理还可诱导 枇杷 果实 抗 病相关基因的表达和酶活性的上升1141。绍兴锋口5等人 用 38℃热空气预处理嘎啦苹果时 ,发现该处理 能降 低 果 实在贮藏过程中 的 呼吸强度、乙烯释放量以 及细胞膜透性 ,提高固酸比并延缓果实软 化,保持嘎啦苹果较好的贮藏品质。但 热 空气处理对鲜切苹 果 保 鲜效果 的 研究尚 未 有报道,因此,本研究 以 红富士苹 果 为研究对象,在前期预实验的基础上,分 别 对 红富士苹果进行 70℃热空气预处理后鲜切以及鲜切后 70℃热空气 处 理,分析两种方式处理后 鲜 切 苹 果 在 4℃贮藏期间的感官品质、生理 指 标变化及微 生 物生长情况 ,探讨 两 种 热 空气处理方式 对 鲜 切 苹 果的 保鲜效果,皆在寻 找 一 种安全 、节能 以 及高效的保鲜方法,为鲜切苹 果 的贮藏保鲜提供新 的 理论依据 和 技 术支 撑。 材料与方法 1.1 实验 材料 1.1.1 原 材料 红富士苹果 (Malus pumila Mill.),摘 自 大连金州区 三 十里堡果园,用 泡 沫箱将大 小 均一、成熟 度一致、无病虫害、无机械损伤、表面光滑的苹果在 2h 内(25±1℃)运 回 实验室,置于4±1℃冷库 中 贮藏备用。 1.1.2 试剂 次氯酸钠、酚酞、氢氧 化 钠 、磷酸氢 二 钠、磷酸 二 氢钠、儿 茶酚、聚乙烯吡 咯 烷酮 (PVP)、乙 二 胺四乙酸 (EDTA)、无水乙醇、碳酸钠 、过硫酸钾,分析纯,科密欧 有 限公 司;1,1-二 苯基-2-三 硝 基 苯肼(DPPH)、2,2-联氨-双(3-乙基苯 并噻 唑啉-6-磺酸)二 胺盐 (ABTS ), 生化试剂 ,梯 希爱发展有 限 公司 :平板计数琼 脂 培养基、马铃薯 葡 萄糖琼脂培养基(PDA)、结晶紫中 性 红胆盐琼 脂培养基 (VRBA)、煌绿乳糖 胆 盐培养基 (BGLB ), 生物试剂 ,奥博星生物 技 术有限 公 司。 1.1.3 仪器设备 SA 402B 味觉 传 感系统,日本智能 传 感器技 术 公司: PEN3电子鼻, 日本 Insent 公司 ; F -940气 体 分 析 仪,美国 Fe l ix 公司: CR -400色差仪 ,日本柯 尼 卡 美能达公司: T A .XT .plus 质构 仪,英国 SMS 有限公司 ; PAL -185 手持阿贝折光仪 ,深圳市方源仪器有限公司 :T-25型匀 浆 机,德国I KA 公司;TGL-20M 台式高速冷冻离心 机 ,湖南湘仪实验室仪器开发有限公司 : UV -2600 紫外-可见分光光度计 ,日本岛津公司; KQ 5200 DB 超声波清洗器,昆 山 市超声仪器有限公司 :全波长酶标 仪,芬兰 The r mo F i sher Scientific Oy 有限公司 : MLS -3750 高压灭菌锅,松下电 器 有限公司: DHG-9070A 烘箱,上海 精宏实验有 限 公 司 。 1.2 样品 处 理 新鲜苹果经清洗、NaClo 溶液 消 毒后分 成 三组 :第一组红富士'苹 果 70℃热风 处 理3 min, 随后 用经消毒 的 削 皮 刀去皮去核 切 割 成 约 1.5cm³的小块,为鲜切 前 处理组 :第 二 组红富士'苹果鲜切处理 后 ,再采用 70℃热风处理3 min, 为鲜切 后 处理组 :第 三 组"红富士'苹 果 直 接进行鲜切 ,作 为 不 处理 对照。每组处理设置3个重复,每组处理每个重复300块鲜切苹果。将 3组处理后的鲜切苹 果 分别放 入 一次性可降解塑料托盘(19 cmx14 cmx 2.5 cm )中并用厚度为 0.1 mm 的 聚氯乙烯 (PVC )保鲜膜 将 托盘包好,置于 4℃冷库中贮藏 12d , 每隔3d 取样用 于 测定各 项 指标。 1.3 失重率 采用称重法进行测定,计算公式如下: 1.4 呼吸强度和乙烯含量 50 g 鲜切苹果置于 550 mL 的 密封盒中,4℃中 放置 1h 后 ,用呼吸测 定 仪(F-904)测定其 C 2H4、O2、CO2含量,测量三组平行样品,每组重复测 3次。 _(C O2%-大气中 呼吸强度 [mg /(kg /h)]=CO29CO2含量)+100×(容器体积/mL-样 品质量/g)196 时间: 1.5 褐变指数 使 用 CR-400色彩色差计记录 L *、a *、b *值,计 算褐变指数(Brown change i nde x , BI )。公式如 下 16: 1.6 可 溶 性 固形物 和 可滴定酸含量 可 溶性固形物含量 (Total s oluble s ol i ds , TSS ) 采用手持阿贝折光仪进 行 测定。 可 滴定酸含量 (Titratable ac i d, TA) 参 照 舒畅017等人的方法进行测定。 1.7 多酚氧化酶活性 参照 Chen 等1161的方法进行修改测 定 多酚氧化酶(Polyphenoloxidase, PPO)活性 。称 取 5.0g样 品,加 入20 ml 0.1mol/L pH 6.5磷酸缓冲液,于4℃、12000 r /min 离 心30 min, 收集上清液。将 3 ml 50mmol /L 儿茶酚溶液 和1ml 酶提取液加 入 到空 白 管,迅速混匀,以 儿 茶酚溶液为参 比,398 nm 下测定 30s 内波长变化,重复测定 3次。单位 以 U =AOD398 nm-(min.g)计算公式如下 : 其中 ,4OD398为吸光度 变 化值 : OD398F为 测 定吸光 度 终 止 值 : OD3981为测定吸光度起始值 : t r为 终 止 时间 (min): ti为 起 始时间(min)。 V sx m 其中,V 为 样 品提取液总 体 积(ml ):V ,为样品 体 积(ml ); m为样 品质量(g)。 1.8 总酚含量 根 据 陈 晨等人118提供 的 方法稍作修改进行总酚含量的测定 :称取 0.5g 样品,加 入5 mL 乙酸-丙 酮提取液,于 4℃黑暗放置24h, 在 8000 r /min 下离心 30 min, 收集上清液。取 0.5 mL 提取液,各加 入2mL 福林酚和 7% Na2COs, 50℃水浴 5 min 后 ,于 760 nm 处 测 定吸 光度值(以 去 离子水作对照),重复 三 次。已知标 准 曲 线 为 y =0.0021x +0.086, R2=0.9908,单位 mg/100g 。 1.9 抗 氧化 能 力 抗 氧 化 能力 (DPPH 和 ABTS 清除 能 力)参照陈晨等 人 118的 方法进行测定,测定结果以每克鲜切 苹果(鲜重)相 当于 Trolox 的物质 的 量(umol ) 表 示 。 1.10 风味与芳香物质 测 定 1.10.1 风味 称取 5.0 g 样品加入 80 ml 去离子 水 进行匀浆,12000 r/min 下离 心10 min, 使 用电子舌对上清液 进行风味 测 定。 1.10.2 芳香物质 参考郑鄢燕等119方法略有改动。称取 5.0g 样品 ,分别置于 3个 120 mL 样品瓶 中 ,室温静置30 min 使样品挥发性成分达到平衡状态,然后使用电子鼻进 行 芳香物质的 检 测。 表1 PEN3型号电子鼻的传感器及其响应特征 T a b.1 传感器序号 传感器名称 性能 S1 WIC 对芳香成分、苯类灵敏 S2 W5S 对氮氧化合物很灵敏 S3 W3C 对芳香成分灵敏、氨类 S4 W6S 主要对氢化物有选择性 S5 W5C 短链烷烃芳香成分 S6 WiS 对甲基类灵敏 S7 W1W 对硫化物灵敏 S8 W2S 对醇类、醛酮类灵敏 S9 W2W 芳香成分、对有机硫化物灵敏 S1O W3S 对长链烷烃灵敏 1.11 微 生 物分 析 细菌 总数 :参照 GB 4789.2—2016 进行; 霉 菌 和酵母菌总数 :参照 GB 4789.15—2016进行; 大 肠 菌群计数 :参照 GB 4789.3—2016中 的 第二法进行: 1.12 数据 处 理 采 用 Exce l 2019 进行数据统计及 标 准偏差 的计 算, SPSS 22.0软件的 Duncan 检 验的单因素方法方 差分析 (A NOVA )进行差异显著 性 分 析(P<0.05)。用 Origin 9.0制 图 。 2结果与分析 2.1 热空气 处 理对鲜切苹果失重率、TSS 和 TA的 影 响 随着贮藏时间的延长 ,果实组织的蒸腾失水和 干 物质的 损 耗会导致鲜切果蔬在 贮 藏过程 中 出现失 重现象120。如图 1A 所示,不同处理组 样 品 的 失 重 率在贮藏期间均 不 断升高,第 6d 开始,不 处理对 照 组 样 品失重率与热空气 处 理的相比差异显著(P <0.05), 贮藏12d 时,不处理对 照 组 样 品的失重 率为2.95%,而鲜切 前 处理组 和 鲜切后处 理 组 样 品失重率分别为 2.59%和2.3%,显著 低 于不处理对 照 组。在 贮藏期间 ,不 处理对照组鲜切苹果的可溶 性 固形物含量(TSS )整体呈下降趋势,在贮藏 9d 后升高(图1B ),两种热空气处理组样品的 TSS 在贮藏期间均显著高 于 对照组。从图1C 可知热空 气处理对样品可滴定酸含量(TA )无显著影响(P>0.05)。 A 图1 热空气处理对鲜切苹果失重率(A)、TSS(B)、TA(C)含量的影响 Fig.1 Effec t of hot ai r treatment on we i ght l oss rate(A), TSS(B) and T A content(C ) of fresh cut apples 注:不同小写字母表示 不 同处理在相同的贮藏时间 有 显著性差异(P <0.05);图2-图10同。 N ot e: Di f ferent lower ca s e l e tt er s i n di c a te d t hat d i f f e r en t t r e a t m e n ts had si g n i fi c a nt d if f e r ence i n t he same st or a g e ti m e (P <0.05);Fi g . 2-Fi g. 10 i s t he sa me 2.2 热空气处理对鲜切苹果呼吸强度 和 乙 烯含量的影响 呼 吸 强度可以反映果蔬新陈代谢的 强 弱。果蔬采后保鲜的主要途径之 一 是 通 过降低新陈代谢速 率,延缓营养物质和感官性 状 的下降,使 果 蔬获得更久的货架期 非11。由图 3所示,鲜切苹果 的呼 吸强 度在贮藏前 3d 呈下降趋势,贮 藏 3d 后,不 处 理对照组和鲜切 前 处理组鲜切苹 果 的呼 吸 强度开始逐 渐上升 ,而 鲜 切 后 处理组 样 品的 呼 吸强度呈波动变化。贮藏 6d 后 ,两 种 方式热空气 处 理组鲜 切 苹果 的呼吸强度显著低于 (P <0.05)不 处 理对照组。绍兴锋等人5用 38℃热空气预处理嘎啦苹 果 时 ,发 现该处理能 降 低苹 果贮 藏期间的 呼 吸强度。苹 果 鲜切后仍进行着旺盛的 呼 吸代谢,热空气处理可能会 使样品细胞内的 新 陈 代 谢 活 动暂停(22),或 者 是通过抑制呼吸代谢相关酶、减缓 样 品受损程度来 抑制 呼 吸强度1231。 图2热空气处理对鲜切苹果呼吸强度的影响 Fig. 2 E f fect of hot ai r t reatment on respiration intensity of fresh-cut apples 乙 烯是植物的一 种 代谢产物 ,能 促进果蔬成熟衰老,在 果 蔬采后生理活动中起着 重 要作用。机械 损伤会增加果蔬组织乙烯的释放量,即伤乙烯 的 生成 ,伤乙烯的形成及积累会 加 强组织 代 谢活性,从 而加快组织 细 胞的衰老进程,降 低 产品的感官品质,不利于鲜 切果 蔬的贮藏1241。如图 4所示,鲜切苹 果的乙 烯释 放量在贮藏期间整 体 呈先下降后上升趋势。在贮藏初期两种方式热空气处理后 样 品的乙烯 释放量均显著低于 不 处理对照组(P <0.05),说明热空气处理能有效地 抑 制伤乙烯 的 形成 ,从而维 持贮藏期间 鲜 切 苹 果较 低的 乙烯释放量。鲜切前处理对鲜切苹果乙烯释放抑制效果更好,可 能 是因为 热 风 处理钝化完整果实 细 胞内的呼吸代谢相 关 酶活,从而降低机械损伤对这些酶的激活作用,进而降 低伤乙烯 的 形成 。 贮藏时间(d) 图3热空气处理对鲜切苹果乙烯释放量的影响 Fig.3Effect of hot ai r treatment on t he re l ease of fre s h cut apple e t hylene 2.3 热空气处理对鲜切苹果 表 面褐变 的 影响 表面褐变是影响鲜切苹果货架期的主要因素之一。鲜切 操 作破坏了 果 蔬组织细胞膜的完整性,破 坏 酚酶区域化分布 ,引发酶促褐变反应,同时鲜切机械损伤 也 会引发活性氧自由基的积累,从 而加快 酶促褐变进程②。如图 4所示,不同 处 理组鲜切苹果的褐变 指 数(BI 值)在贮藏期间均呈 上 升趋势,而两种方式热空气组样品 的BI 值上升较慢,且在整个贮藏期间均低于不处理对照组。Spadoni 等人 125]发现热 水处 理能激活 苹 果中的热激蛋白基因。对于鲜 切 果 蔬而言,热 处 理会优先诱导受损部位热激蛋 白基因的表达,延缓了 苯 丙氨酸解氨酶 (Pheny l a lnin e ammoni a lyase , PAL ) 活性的提高 ,进而 抑制 酶 促褐变l261。因此,推 测热风处理是通过激活鲜切苹 果 中 的热 激蛋白,降低氧化酶活性,从而抑制表面 褐变。 图4热空气处理对鲜切苹果褐变指数的影响 Fig.4 E f fect of hot a ir treatment on Browning index of fresh-cut apple 2.4 热空气 处 理对鲜切苹果多酚氧化酶活性的影响 多酚氧化酶 (PPO) 是引 起 鲜切 果 蔬在贮藏过程中组织表面褐变的主要酶类。如图 5所示, 对 照 组 样 品的 PPO 活性在贮藏期间呈先下降后 上升 的趋势,第 6d 时到达酶活最低值,而两种热空气处理 组样品则是在第 6d 时出现酶活最高值 ,之 后开始下降。两种热空气 处 理组鲜切苹果 的 PPO 活性在贮 藏前 6d均 显著低于不处理对照组 (P<0.05), 这 与 Rodr i guez-Arzuaga 等人 127对 3个苹果品 种 ( “C a r i ci a”、“Eva ”和“Pr i ncesa ”) 进行鲜切前热水处理的研究结论一致。这是 因 为 PPO 不耐 高 温,当果蔬组织短时间内暴露于 70℃以上的高温环境时,其PPO 将发 生 不可逆失活或变 性 1281。其中 鲜切 前 处理对 PPO 的 抑 制能力高于鲜切后处理 ,除第 6d 外均显著地 低 于不处理对照组 (P<0.05),而鲜 切 后处理组鲜切 苹果 在贮藏 3d 后 PPO 活 性 显著 高 于对 照 组 样 品(P<0.05)。这是因 为 鲜切苹果 细胞膜的损伤程度随着贮藏时间的延长而逐渐加剧 ,膜完整 性 被破坏 ,导致 贮 藏后期膜结合 态 PPO 被激活, PPO 活 性升高116,与鲜切前 处 理相 比 ,鲜切后 处 理可能一定程度上 加 快该过程 的 发生。范 林 林 (29]等人经研究推测 60℃以上的热水会导致鲜切苹果细胞膜出 现 较 严 重的受损现 象 。 图5热空气处理对鲜切苹果 PPO 活性的影响 Fig.5Effect of hot air treatment on PPO activ i t y in fresh-cut apple 2.5 热空气处理对鲜切苹果总酚含量的 影 响 贮藏时间(d) 图6热空气处理对鲜切苹果总酚含量的影响 F i g.66Effect of hot a ir treatment on total phenol content i n fre s h-cut apple s 酚 类物质是植物 防 御系统产 生 的重要次生 代 谢物质,具有较强的抗氧 化 、抗菌等作用1301,在果蔬 体内可由 莽草酸 途 径、苯丙烷代谢等途径合成131。当 果 蔬受到 切 割伤害时 ,会在 损 伤部位或 邻 近部位 诱导酚类物质合 成 ,以 提 高其抗氧化 能 力821。如 图 6所示,在整个贮藏期间,不 处理对 照 组 和 鲜切前 处理组样品 的总 酚含量整体呈上升趋势,而鲜切后 处 理组样品则先下降后 上 升,两 种 热空气处理组样 品的总酚含量均显著高于不 处 理对照组样品 (P<0.05)。可能是由于 贮 藏前 6d 样品 的BI 值 上升较 快以及 PPO 活 性 下降,导致了总酚含量在贮藏前 6d出 现下降趋势:而 贮藏 6d 后,样品 的BI 值上 升 较慢, PPO 活 性 也有所提高,使鲜切苹 果 在贮藏后期的褐变所消耗酚类物质的速率要低 于 其合 成 速 度1331,因此总酚含量在贮藏 6d 后开始 上 升。Loaiza-Velarde 等人 1341和 Koukounaras 等 人135l 研究发现 50℃热 水 处理会导致生菜和鲜切桃的总酚含量下降, 而 Kang H-M 等 人 I 361发现热水 处 理能阻止莴苣 叶片组织酚类物质的氧化降解。说明 采 后及鲜切果蔬贮藏 期 间酚类物质含量的变化与热处 理的 条 件 、实验研究对象 、贮藏 环 境等因素有关。 2.6 热空气 处 理对鲜切苹果抗氧 化 能力 的 影响 实验通过 DPPH和 ABTS 两种自由基的清除能力评价鲜切苹果的抗氧化 能 力。如图7所示,不 处 理 对照组样品 对 DPPH 自由基的清除能力在贮藏 6d 后显著低于(P<0.05) 鲜切前处理组 ,在整个贮 藏期间显著低于鲜切后处理组;对 ABTS 自由基的清 除 能 力除 第 3d 外显著低于鲜切前处理组,整个 贮藏期间显著低于鲜切后 处理 组。 Li 等人1321研究发现高温诱 导 鲜切火龙果组织 中 ROS 的产生和 抗 氧化酶的 活 性提高,因 此 ,推测 热空气处理提高了鲜切苹果 体 内 一 系列参与植物体内活性氧 (ROS )清除系统的酶的活性,从 而 提 高 了抵 抗 氧 化 应激的 ROS 清除系统,抑制了 ROS 的积累。此外 ,较高浓度 的 酚类物质也能提高样品对 ABTS 自由基 的 清 除 能力 137,在本研究 中 两种热空气处理的样品总 酚 含量高于不处理对照组,因 此,两 种 热 空气 处理 的鲜切苹果自由基清除 能 力大于 不处理 对照组。 贮藏时间(d 图7热空气处理对鲜切苹果 DPPH(A)和 ABTS(B)自由基清除能力的影响 Fig.7Effec t of hot air treatment on DPPH scavenging rate (A) and ABTS scavenging rate (B) of fresh-cut apple 2.7 热空气处理对鲜切苹果芳香物质 、风 味 的影响 不 同 处 理不同贮藏时间鲜切苹 果 的电子鼻测定结果如雷达图所示(图 8),鲜切苹果 w5s、W1S、W1W 、W2S 及 W2W 传感器 的响 应值具有显著变 化,贮藏初期,与不 处 理对照组相比两种方式热空 气处理能降低上述五个传感器的响应值 ,但在贮藏过程中 ,这五个传感器响应值明显 升 高,以鲜切前 处理组的变化最明显。 Giov a nna 等人!231发现不同贮藏 环 境中鲜切 苹 果 的 W5S 、 W1S 和 W2S 均有较高 的响应值,而 W1C 和 W5C 的响应值较低 ,且贮藏环境影响不大:陶然 I381等人 采 用 光 动力处理鲜切 苹 果,发现在贮藏过程中鲜切苹果的 W5C 、W1S、W2S、W2W 的 响 应 值 较高,且光动力处理影响不 大。本 实验结果表明 ,经热处理后鲜切苹果在贮藏过程 中 ,挥发性 化 合物 发 生 了 明显变化,特 别是 甲 基类(W1S)、硫化物(WIW )、芳香 成 分和有机硫 化 物(W2W )等芳香物质在贮藏末期明显增加,这与上述两个研究结论相 似 ,因此可以 推 测鲜切苹果的主要挥发性组分 属 于甲基类、醇类及醛酮类化 合物 ,热空气处理通过抑制微生物 代谢和 苹果香气组分自身 代 谢 来延缓鲜切苹果的风味劣变。 图8热空气处理对鲜切苹果贮藏期间芳香物质的影响 Fig.8 Effect of hot air treatment on aromatic substances during storage of fresh-cut apples 注:A :不处理对照组 ,B:鲜切前处理组, C :鲜切后处理组图9同。 N o te : A : Contr o l gr o up, B: Ho t ai r pr e treatment g r o up , C : H ot air treatment g roup aft er f re s h c ut , Fig . 9 i s t he sam e. 电 子 舌的特征向量值 测 定结 果 (图 9)显示,鲜切苹 果 的鲜 味 回 味 、涩味回 味 及苦味回 味 的响应 值在整 个 贮藏期间均无明 显 变 化,咸 味 随着贮藏时间的延长逐渐下降,涩味和苦味均逐 渐 上升,酸味 呈先上升后下降,而 甜 味则先下降后上升 ,说明 样 品的风味 物 质会随着贮藏时间的延长而逐渐被消 耗 。与不处理对 照 组 相比 热空气处理能有效提高甜味的响应值而降 低 酸味的响应值 ,鲜切前处理虽然 不 能 提高样品 的 甜 味 ,但 能 降低酸味 的响 应值,这与 TSS 和 TA 含量的测定结 果 大致 相同 。可 能 是因为热 空气处理能降低呼吸代谢 对 这些风味物质的消耗 ,从而减少鲜切苹果在贮藏过程 中 产生的酸味 ,使口 感得到改善。 图9热空气处理对鲜切苹果风味的影响 F i g.99Effect of hot air treatment on flavor of fresh-cut apple 2.8 热空气 处 理对鲜切苹果微 生 物菌数 的 影响 切 分 处 理会 使 苹果 的细 胞组织被破坏,导致营养 成 分外流,有 利 于微生物 的 生 长 繁殖。目 前 我国 还没 有 制定限制鲜切 果 蔬中非致病菌菌群总数的国 家 标准,但上海地方标准(DB31/2012-2013)要求 每克鲜切果蔬产品中菌落总数小于 10°个 菌落形成单位。本研究结 果 显示不处理对照组和鲜切后处理 组鲜 切 苹 果的细 菌、霉菌、酵母 菌和 大 肠菌群 的数量也 均 随贮藏时 间延 长而呈逐渐上升,但 贮 藏 12d 后 ,三 个 处理组样品的菌落总数 均未 超过 61g CFU/g(图 10)。热空气 处 理后能够显著 (P<0.05)抑 制 鲜 切 苹果的细 菌、霉菌、酵 母 菌 以 及大 肠 杆菌的生长繁殖,有效延长了鲜切苹果 的货 架期。Rux1391研究发现热水处理也能 显 著地抑 制 鲜切苹果微 生 物 的 生长繁殖。 图10热空气处理对鲜切苹果细菌(A )、霉菌(B)、酵母菌(C)、大肠菌群(D)总数的影响 Fig . 10 Effect of hot air treatment on the total number of bacter i a (A), mold (B), yeast (C ) and coli group (D) in fresh-cut apples 3讨论与结论 机 械伤害提高了果蔬贮藏过程中 的 呼吸代谢速率,从 而 加 速果蔬组织的失重以及 TSS 和T A 的损 失,同 时 鲜切苹果营养物质的 外 流极易引起微生物生长繁殖,从而导致营养品质降低 、风味减弱及腐 烂率提 高 15.6.20.291。本 研究表明 ,70℃热空气预处理后鲜切以及鲜切后热空气处理两种 方 式均能显著 (P<0.05)降 低 鲜切苹果呼吸代谢速率和伤乙烯的形成 ,抑制了样品组织 的 蒸腾失水和 细 胞内营养物 质的损 耗 ,从而维持鲜切苹果较低 的 失重率和较高 的 TSS,延缓了鲜切苹果在贮藏过程中的风味劣变,抑制微生物 的 生长繁殖 ,有助于延缓鲜切 苹 果贮藏期间的 腐 烂变质,但热空气 处 理 对 鲜切苹果的 TA 无显著性 (P>0.05)影响。表 面褐变是影 响 鲜切苹果货架期 的 另 一 重要因素,本研究结 果表 明 ,鲜切 前热空气处理 和 鲜切后热空气处理均有效地抑制鲜切苹果的褐 变 。多酚氧化酶与酚类物质在有氧条件 下 形 成 褐色 的醌 类 化 合物是酶促褐变发生的直接原因 。此 外,活性氧的大量积累会 加 剧酶促褐变反应,而鲜切苹果 自 身 的 抗氧化防御 系 统能够及时清除活性氧,延缓酶促褐变的发生1.18。本研究中,两种 热处理方式均显著(P<0.05)抑 制 鲜切苹 果 的 PPO 活性,提高总酚含量和抗氧 化 能力 ,从而延缓鲜 切 苹果 的褐变进程,维持较高的商品价 值 。 与鲜切前热空气处理相比 ,鲜切后热空气处理更 能 显著地(P<0.05)抑制鲜 切苹 果贮藏过程中 的 失 重 、乙烯释放和微 生 物生长以 及 提高 TSS 和抗氧化能力。此 外,鲜切后 热 空气处理更有效地 延 缓 鲜切苹 果 在贮藏过程中的褐变进程和风 味 劣变,保持了鲜切苹果较高的贮藏品质。这可能是鲜切前处 理 使 热空气作用于完整果实,果 实 外 果皮对果肉 组 织具有一定的 保 护 作 用 ,使 热空气间 接 作用于苹果 果 肉 组织。而鲜切后处理 使 热空气直接作用于苹果的 切 割部位,对样品 组 织表面的微生物 生 长 和 酶活 性 的 抑 制效果 优 于鲜切前 处理 。然而鲜切后处理可能会导致鲜切苹果细 胞 膜出现较严重的受损现象,提高了其细胞膜酚酶区域 化的 受 损程 度,因此其 PPO 活性在贮藏 6d 后显著地高于 (P<0.05)不处理 对照组和鲜切前处理组样品 的PPO 活性。 综上,红富 士 苹 果 鲜切前后经过 70℃、3 min 热 空气处理 能 够显著 (P<0.05)抑制鲜 切苹果 的 呼 吸 强度、乙烯 释 放、表 面褐变、PPO 活性以及微生物生长,降低了失重率,显著(P<0.05)提高了 TSS 、总酚含量和 抗 氧化 能 力 ,延缓了鲜切苹果在贮藏过程 中 的风味劣变。与鲜切前 热 空气 处 理 相 比,鲜切后热空气处理具有更好的 保 鲜效果。本 研究结果将为鲜切苹 果 的贮藏保鲜提供理论 依据 和 技术 支 撑,热空气处理操作简单,无 化 学残留 ,在鲜切果蔬保鲜方面将具有广阔的应用前景。 参考文献 [1] TIN G F . 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