鲜切前后热空气处理对‘红富士’苹果的保鲜效果

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。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，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。“大连民族大学生命科学学院”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。检测仪器：SA402B味觉分析系统，日本Insent公司；PEN3电子鼻，德国AIRSENSE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。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，这与之前研究结论相似，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。结论：综上，红富士苹果鲜切前后经过70℃、3min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。Food Science ISSN 1002-6630，CN 11-2206/TS 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网络首发时间：食品科学 食品科学 《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.net/kcms/detail/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。 鲜切前后热空气处理对‘红富士’苹果 的保鲜效果 宾宇淇1，石立佳，谢佳妮，陈晨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 (Polyphenol oxidase，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 the preservation of Red Fuji'apples BIN Yuqi'， SHI Lijia'， XIE Jiani'， CHEN Chen2*， JIANG Aili12* (1. College of Life Science， Dalian Minzu University， Dalian， 116600， China； 2. Key Laboratory of Biotechnology and Bioresources Utilization， Ministry of Education， Dalian Minzu University， Dalian， 116600. China) ABSTRACT： In order to study the effect of hot air treatment on fresh-cut Apple， Malus pumila L. was treated with 70 ° C hot air before and after fresh-cut， the rate of weight loss， respiration， Browning index， soluble solids， titratable acid content， Polyphenol oxidase (PPO) activity， total Polyphenol oxidase content， DPPH and ABTS free radical scavenging rate and microbial growth of fresh-cut apples during 4℃ storage were determined， the changes of flavor and aroma components of fresh-cut apples treated with hot air were analyzed by electronic tongue and electronic nose. The results showed that compared with the control， 70 ℃C hot air treatment can significantly (P<0.05) inhibit the respiratory strength rate， ethylene release， browning index， PPO activity and microbial growth， reduce the loss， as well as significantly (P<0.05) improve the soluble solid， total phenol content and antioxidant capacity， delay the flavor deterioration of fresh -cut apples in the process of storage. Compared with the hot air pretreatment before cutting， the hot air treatment after cutting has exhibitted a better preservation effect. Keywords： hot air pretreatment； hot air treatment； fresh-cut apple； total number 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图。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12.341。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15.61。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 (LJKZ0017) 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@qq.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@dInu.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半，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110.11。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11213：43℃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1151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。 1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 SA402B 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 Felix 公司： CR-400色差仪，日本柯尼卡美能达公司： TA.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IKA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 Thermo Fisher 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 1.5cm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 cmx2.5 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 50g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 C2H402、CO2含量，测量三组平行样品，每组重复测3次。 呼m(样品质量/kg)xt(时间/h)乙烯释放量[mg/Ckg/h)]=(C2H4%-大气中C2H4含量)x(容器体积/mL-样品质量/g) 吸强度Img/(kg/b)]=(C02%-大气中COz含量)=100x(容器体积/mL-样品质量/gx1.96 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 index， BI)。公式如 下1161 1.6 可溶性固形物和可滴定酸含量 可溶性固形物含量 (Total soluble solids， TSS) 采用手持阿贝折光仪进行测定。 可滴定酸含量 (Titratable acid， TA)参照舒畅17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3ml 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=AOD398nm-(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： OD39s为测定吸光度起始值： tp为 终止时间 (min)：t为起始时间(min)。 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5mL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%Na?CO3， 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I8]的方法进行测定，测定结果以克鲜切 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 5.0g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9方法略有改动。称取5.0g样品，分别置于3个120mL 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 Tab.1 PEN3 electronic nose sensors and their response characteristics Tab.1 PEN3 electronic nose sensors and their response characteristics 传感器序号 传感器名称 性能 SI 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 W1S 对甲基类灵敏 S7 WIW 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 S10 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 4789.3一2016中的第二法进行： 1.12 数据处理 采用 Excel 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(ANOVA)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201。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) 贮藏时间Gi0 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.1Effect of hot air treatment on weight loss rate(A)， TSS(B) and TA 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。 Note： Different lowercase letters indicated that different treatments had significant difference in the same storage time (P<0.05)：Fig. 2-Fig. 10 is the same 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201。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I2，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123。 图2热空气处理对鲜切苹果呼吸强度的影响 Fig.2 Effect of hot air treatment 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241。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。 图3热空气处理对鲜切苹果乙烯释放量的影响 Fig.3 Effect of hot air treatment on the release of fresh cut apple ethylene 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 酶促褐变进程业。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25I 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 (Phenylalnine ammonialyase， PAL) 活性的提高，进而抑制酶促褐变1261。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 Effect of hot air 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 Rodriguez-Arzuaga 等人I对3个苹果品种 (“Caricia”、“Eva”和“Princesa”) 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16，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12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.5 Effect of hot air treatment on PPO activity in fresh-cut apple 2.5 热空气处理对鲜切苹果总酚含量的影响 图6热空气处理对鲜切苹果总酚含量的影响 Fig.6 Effect of hot air treatment on total phenol content in fresh-cut apples 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，在果蔬 体内可由莽草酸途径、苯丙烷代谢等途径合成31。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。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3，因此总酚含量在贮藏6d后开始上升。Loaiza-Velarde 等人1341和 Koukounaras 等人5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36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，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) 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. 7 Effect 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。 Giovanna 等人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138]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。 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。 Note： A： Control group. B： Hot air pretreatment group， C： Hot air treatment group after fresh cut， Fig.9 is the same. 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 Fig.9Effect 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 Effeet of hot air treatment on the total number of bacteria (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TA 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11.18。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 [11TING F. 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