蘋果加工過程中褐變機(jī)理研究及防褐變保鮮技術(shù)研究

樊林娟

鮮切蘋果工藝流程

鮮切蘋果的主要工藝流程為：蘋果采收→分級(jí)→預(yù)冷→消毒清潔→切分修整→護(hù)色→涂膜→溺干→包裝→低溫貶藏。依據(jù)HACCP體系對(duì)于食品加工的具體要求，在加工蘋果的過程中，需要嚴(yán)格把關(guān)各個(gè)加工環(huán)節(jié)，以便于獲得清潔的高品質(zhì)的鮮切蘋果產(chǎn)品。目前在蘋果鮮切加工環(huán)節(jié)中，由于切分之后的蘋果會(huì)和空氣進(jìn)行接觸，極為容易出現(xiàn)褐變現(xiàn)象，直接制約了蘋果的加工品質(zhì)，這也是目前制約鮮切蘋果大規(guī)模生產(chǎn)的主要問題。

鮮切蘋果褐變機(jī)理研究

對(duì)于鮮切蘋果而言，其最常見的問題主要是褐變問題，也是加工以及貯藏過程中必須高度重視的問題。通常來說，對(duì)于鮮切蘋果的褐變現(xiàn)象而言，主要有酶促褐變和非酶促褐變兩種類型。第一，酶促褐變。主要指的是由于多酚氧化酶（PPO）等酶類物質(zhì)的參與，進(jìn)而引發(fā)的一系列褐變反應(yīng)。具體而言，當(dāng)在有氧的環(huán)境下，多酚氧化酶（PPO）氧化組織中的內(nèi)源性多酚類物質(zhì)會(huì)形成醌，然后醌又在蘋果的體內(nèi)自身進(jìn)行縮合或者喝細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)以及氨基酸等發(fā)生作用，進(jìn)而產(chǎn)生高分子的絡(luò)合物，進(jìn)而產(chǎn)生褐色的色素或者是黑色素。多酚氧化酶氧化的酚類物質(zhì)在完整的細(xì)胞中作為呼吸傳遞物質(zhì)，在酚和醌中保持著動(dòng)態(tài)的平衡。一旦新鮮的蘋果組織被損失，大量的氧分侵入其中，將激活酶原，鄰苯二酚類的物質(zhì)經(jīng)過酶的催化氧化作用下，生成鄰苯醌類化合物。第二，非酶促褐變。主要指的是因?yàn)榭箟难嵫趸纸狻⒍嘣秆趸s合反應(yīng)和糖、氨基酸、蛋白質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)而引發(fā)的。其化學(xué)過程主要包含美拉德反應(yīng)、焦糖化作用、抗壞血酸氧化降解和多元酚氧化縮合等。

在蘋果加工過程中，極為容易導(dǎo)致蘋果組織合成酚類化合物，也就十分容易提升切分部位的褐變敏感性，并會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)PPO活性以及可溶性，加劇了褐變現(xiàn)象的發(fā)生。就目前蘋果加工過程中的褐變機(jī)理來看，酶促褐變當(dāng)屬蘋果加工過程中的主要褐變反應(yīng)，也是導(dǎo)致鮮切蘋果產(chǎn)品褐變的主要因素，需引起高度重視。

高氧處理技術(shù)在鮮切蘋果防褐變中的應(yīng)用

高氧處理技術(shù)作為近年來新興的一種果蔬采后處理技術(shù)，其率先由英國學(xué)者Day （1996）提出，此后各個(gè)學(xué)者也開始展開對(duì)其的研究。該技術(shù)能夠?qū)叩钠焚|(zhì)質(zhì)量進(jìn)行有效改善，進(jìn)而有效延長果蔬的保鮮期。其具體應(yīng)用主要包含果蔬貯藏方面和鮮切果蔬產(chǎn)品方面。其對(duì)于鮮切果蔬的防褐變保鮮功效主要是通過作用于果蔬的呼吸作用、乙烯產(chǎn)生、品質(zhì)變化和微生物來實(shí)現(xiàn)的。

抑制鮮切蘋果褐變機(jī)理。高氧處理技術(shù)可以有效抑制鮮切蘋果的褐變現(xiàn)象，并具備較好的穩(wěn)定性和持續(xù)性。Day指出，該技術(shù)之所以能夠有效抑制果蔬的褐變現(xiàn)象，主要原因在于其能夠抑制PPO的基質(zhì)。換言之，因多酚氧化之后的無色產(chǎn)物奎寧能夠有效抑制PPO的產(chǎn)生。

抑制微生物機(jī)理。對(duì)于鮮切蘋果而言，其產(chǎn)品品質(zhì)還直接受到微生物數(shù)量的影響，一旦微生物數(shù)量超標(biāo)，勢(shì)必影響到產(chǎn)品的感官品質(zhì)，同時(shí)產(chǎn)生的病菌還危機(jī)到人們的身體健康。傳統(tǒng)的低氧處理技術(shù)，主要是運(yùn)用較低的氧氣濃度來對(duì)微生物的呼吸進(jìn)行抑制，以便于有效控制微生物的數(shù)量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)保鮮功效。高氧處理技術(shù)則主要是通過對(duì)微生物細(xì)胞內(nèi)部的活性氧ROS的生成進(jìn)行有效的脅迫和誘導(dǎo)來實(shí)現(xiàn)對(duì)微生物生長的有效抑制。就厭氧微生物而言，一旦O2的濃度超過0.1%，其生長必然受到影響，主要原因在于該類型的微生物缺乏過氧化氫酶，難以對(duì)體內(nèi)的過氧化氫進(jìn)行有效清除，進(jìn)而產(chǎn)生毒害作用。而針對(duì)大部分的好氧微生物而言，一旦O2的濃度比機(jī)體自身能夠承受的范圍高之后，則會(huì)產(chǎn)生并堆積O2自由基等活性氧，進(jìn)而對(duì)微生物的生長進(jìn)行有效抑制，并對(duì)其組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行破壞，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)鮮切蘋果的保鮮功能。

抑制呼吸機(jī)理。高氧處理技術(shù)還能夠?qū)μO果的呼吸作用進(jìn)行有效抑制。在高氧的環(huán)境下，能夠?qū)崿F(xiàn)蘋果的替換呼吸和抗氧呼吸，替換呼吸途徑可以將部分被脅迫誘導(dǎo)產(chǎn)生的底物進(jìn)行有效氧化，降低高氧脅迫條件下的活性O(shè)2的生成，進(jìn)而減少對(duì)組織的傷害，進(jìn)而有效維持代謝的平衡。同時(shí)，高O2脅迫還可能誘導(dǎo)膜組織產(chǎn)生抗氧化保護(hù)體系，維持膜的完整性，以延緩果蔬衰老速度，提高果蔬保鮮期。另外，有研究表明高氧可抑制順烏頭酸酶的酶活，因而TCA途徑中檸檬酸到a-醌戊二酸的反應(yīng)受到抑制，進(jìn)而抑制呼吸作用，從而增加果蔬貯藏期。

總之，褐變現(xiàn)象是影響鮮切蘋果品質(zhì)的重要問題。在鮮切蘋果加工過程中，酶促褐變是導(dǎo)致其產(chǎn)生褐變現(xiàn)象的主要原因，需要引起足夠的重視。隨著科技的不斷發(fā)展，高氧處理技術(shù)應(yīng)時(shí)代而生，并在防止鮮切蘋果褐變現(xiàn)象中發(fā)揮著十分重要的作用，其通過作用于蘋果的呼吸作用、乙烯產(chǎn)生、品質(zhì)變化和微生物來實(shí)現(xiàn)的對(duì)果蔬的保鮮功能，進(jìn)而有效抑制褐變現(xiàn)象，提升鮮切蘋果的加工品質(zhì)。