本文以鮮切蘋果為原料，采用低成本的惰性氣體氬和氮進(jìn)行加壓，通過觀測鮮切蘋果貯藏期間生理和品質(zhì)的變化研究高壓氬和氮處理對鮮切蘋果的貯藏保鮮效果,為加壓惰性氣體處理在鮮切果蔬貯藏保鮮上的應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。

　　目前隨著人們生活水平的提高�ド�活節(jié)奏的加快具有食用方便�テ焚|(zhì)新鮮��營養(yǎng)衛(wèi)生等特點(diǎn)的鮮切果蔬成為超市最受歡迎的鮮銷產(chǎn)品之一[1]。然而�ヵr切果蔬由于去皮、切分等處理�ナ辜�(xì)胞完整結(jié)構(gòu)受到破壞�ゴ龠M(jìn)了傷乙烯產(chǎn)生�ズ粑�增加�ソM織褐變等一系列生理、生化反應(yīng)。同時(shí)大量切分表面的外露及汁液的外溢�ゼ觿×宋⑸�物的繁殖污染[2]。因此�ヵr切果蔬品質(zhì)的保鮮難度較大�ヅc未處理的果蔬相比�ヘ浖芷谄毡楹芏�。研究開發(fā)高效、安全的保鮮方法��對鮮切果蔬加工業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。

　　在一定壓力和溫度下��氬、氪、氙、氮等惰性氣體和水分子形成氣體水合物�ピ跉怏w水合物中水分子作為主體通過氫鍵形成籠型結(jié)構(gòu)��氣體分子作為客體被包圍在籠型結(jié)構(gòu)中[3-4]。果蔬中氣體水合物的形成會降低組織內(nèi)水分子的活度和酶分子的活性��抑制果蔬的代謝活動從而達(dá)到保鮮的作用[5]。國內(nèi)外學(xué)者應(yīng)用惰性氣體加壓水分結(jié)構(gòu)化處理鮮切甘藍(lán)[3]、蘆筍[5]、黃瓜[6]等��得到明顯的保鮮效果��同時(shí)發(fā)現(xiàn)加壓處理后��惰性氣體會進(jìn)入鮮切果蔬組織內(nèi)的微氣孔中��取代氧分子等氣體分子��在鮮切果蔬貯藏中起到后續(xù)保鮮的作用[5]。

　　1材料與方法

　　1.1材料與試劑

　　“富士”蘋果(MalusdomesticaBorkh.cv.Fuji)購于無錫市水果超市��產(chǎn)自山東煙臺。選取直徑約70��80mm��果形端正��大小均勻�瓱o病蟲害��色澤成熟度一致的果實(shí)進(jìn)行處理��處理前于4℃貯藏。Folin-Ciocalteu試劑(FC試劑)、沒食子酸標(biāo)準(zhǔn)品�耙掖�、NaCO3和NaOH(均為分析純)。

　　1.2儀器與設(shè)備

　　觀察窗高壓反應(yīng)釜�皻庀嗌�譜儀�吧�彩色差計(jì)�百|(zhì)構(gòu)儀�鞍⒇愓凵鋬x。

　　1.3樣品處理

　　蘋果用100μL/L次氯酸鈉浸泡2min��清水沖洗��晾干10min。手工去皮、核��用不銹鋼刀均勻切成8塊呈楔形的鮮切蘋果。刀具和砧板使用前用100μL/L次氯酸鈉浸泡5min。樣品處理分為4組��第1組切分的蘋果塊直接包裝�暗�2組用空氣加壓至25MPa��在4℃保壓處理1h��包裝�暗�3組用氬氣加壓至25MPa��在4℃保壓處理1h��包裝�暗�4組用氮?dú)饧訅褐?5MPa��在4℃保壓處理1h��包裝。所有樣品用20cm×20cm低密度的聚乙烯袋包裝。在23℃、相對濕度90%條件下��包裝袋對CO2和O2的透過率分別為10.2×10��12和3.2×10��12mol/(s·mm2·kPa)。包裝樣品在4℃下貯藏��在貯藏的3、7、14d測定微生物指標(biāo)��其他指標(biāo)每2d測定一次。

　　1.4指標(biāo)測定

　　呼吸強(qiáng)度和乙烯釋放量測定��采用氣相色譜儀測定��呼吸強(qiáng)度以mgCO2/(kg·h)表示��乙烯釋放量以μL/(kg·h)表示。色譜條件��不銹鋼填充柱��柱溫50℃�皻浠鹧骐x子化檢測器(flameionizationdetector�璅ID)�瓬囟�100℃�凹淄榛�轉(zhuǎn)化器�瓬囟�350℃�拜d氣為高純氮?dú)猹�流�?0mL/min�叭�?xì)鉃楦呒兌葰洫�流�?0mL/min�爸�燃?xì)鉃榭諝猹�流�?00mL/min�斑M(jìn)樣時(shí)間0.04min��體積1.0mL。顏色��采用色彩色差計(jì)測定�瓬y定參數(shù)為L、a、b。測定結(jié)果用L和h值表示�璍值表示亮度�璍值越大亮度越大。h值為色差綜合評定指標(biāo)�環(huán)值越小��色澤越深。h�盿rctg(b/a)硬度[7]��采用質(zhì)構(gòu)儀測定�瓕Ⅴr切蘋果切成直徑1.5cm��高2cm的圓柱��用直徑4mm的探頭以5mm/s速度穿過圓柱中心��深度為10mm�瓬y定硬度值�翱傻味ㄋ岐�采用酸堿滴定法[8]測定�翱扇苄怨绦挝锖�量��采用阿貝折射儀測定�翱偡�(以鮮質(zhì)量計(jì))��采用Folin-Ciocalteu法[9]并稍作改動�瓨悠分械目偡硬捎�95%的乙醇和超聲波提取30min��以沒食子酸為對照品測定�瓬y定單位以沒食子酸當(dāng)量計(jì)算(gallicacidequivalent�璆AE)�拔⑸�物指標(biāo)��嗜冷好氧菌按《GB/T4789.2—2008食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)��菌落總數(shù)測定》方法進(jìn)行測定��霉菌和酵母��按《GB/T4789.15—2003食品衛(wèi)生微生物學(xué)檢驗(yàn)��霉菌和酵母計(jì)數(shù)》測定。

　　1.5數(shù)據(jù)處理方法

　　數(shù)據(jù)取3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)測定的平均值��并以x��±s表示。采用SAS9.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行Duncan’sMultipleRangeTest(P��0.05)方差分析��比較差異顯著性。

　　2結(jié)果與分析

　　2.1冷藏期間鮮切蘋果呼吸強(qiáng)度和乙烯產(chǎn)生量

　　去皮、切分等工序使鮮切果品比未處理的整果具有更強(qiáng)的呼吸作用[10]�Ω叩暮粑鼜�(qiáng)度表明果蔬組織有更快的代謝損耗[11]�λ�以降低呼吸強(qiáng)度對鮮切蘋果的貯藏保鮮具有重要意義。鮮切處理導(dǎo)致蘋果組織出現(xiàn)了傷呼吸�τ蓤D1A可知�λ�有樣品在處理后0d都有很高的呼吸強(qiáng)度�υ谧畛�4d的冷藏中呼吸強(qiáng)度快速降低�﹄S后緩慢下降直到貯藏結(jié)束。從冷藏第4天開始�Ω邏旱�?dú)夂蜌鍤馓幚順悠返暮粑鼜?qiáng)度分別為56.34mg/kg·h和52.37CO2mg/kg·h�γ黠@低于對照樣品的呼吸強(qiáng)度(59.33CO2mg/kg·h)(P��0.05)。貯藏14d后��呼吸強(qiáng)度最高的是高壓空氣處理的樣品(33.3CO2mg/kg·h)�ζ浯问菍φ諛悠�(32.7CO2mg/kg·h)和高壓氮?dú)馓幚淼臉悠?28.2CO2mg/kg·h)��呼吸強(qiáng)度最低的是高壓氬氣處理的樣品(26.5CO2mg/kg·h)。整個(gè)貯藏期間�Ω邏嚎諝馓幚淼臉悠繁葘φ諛悠泛粑鼜�(qiáng)度稍高��兩組樣品呼吸強(qiáng)度差異不顯著(P��0.05)。高壓氮?dú)馓幚淼臉悠泛粑鼜?qiáng)度比高壓氬氣處理的樣品高�Ω邏簹鍤馓幚淼臉悠芬恢北３肿畹偷暮粑鼜�(qiáng)度。

　　以上結(jié)果表明高壓氮?dú)夂蜌鍤馓幚矶冀档土缩r切蘋果的呼吸強(qiáng)度�ζ渲懈邏簹鍤馓幚硇Ч�更明顯。而高壓空氣處理對鮮切蘋果貯藏期間的呼吸強(qiáng)度沒有顯著影響。與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果相似的是�φ仓賱偟萚6]報(bào)道加壓氙氣處理降低了鮮切黃瓜的呼吸強(qiáng)度��張慜等[5]報(bào)道加壓氬氣和氙氣處理降低了蘆筍的呼吸強(qiáng)度。鮮切加工會刺激果蔬產(chǎn)生大量的傷乙烯��傷乙烯加快了果蔬的成熟和衰老[12]。從圖1B可知�μO果鮮切處理后的0d乙烯的產(chǎn)生量最大�﹄S后乙烯產(chǎn)生量隨貯藏時(shí)間的延長而降低�Φ劫A藏結(jié)束達(dá)到最低值。3組經(jīng)過高壓處理的樣品在冷藏前乙烯生成量比對照樣品稍高��可能因?yàn)楦邏禾幚砑又亓缩r切蘋果組織的機(jī)械傷害�Υ龠M(jìn)傷乙烯的產(chǎn)生。但從冷藏的第8天開始�Ω邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚順悠返囊蚁┊a(chǎn)生量降到46.87μL/kg·h和51.78μL/kg·h�γ黠@低于對照樣品乙烯的產(chǎn)生量(56.13μL/kg·h)。貯藏14d后�ジ邏嚎諝獾囊蚁┊a(chǎn)生量最高(53.15μL/kg·h)�テ浯问菍φ諛悠�(51.71μL/kg·h)和高壓氮?dú)馓幚順悠?45.62μL/kg·h)�ジ邏簹鍤馓幚淼臉悠芬蚁┊a(chǎn)生量最低(42.21μL/kg·h)。在整個(gè)冷藏期間�ジ邏簹鍤馓幚順悠返囊蚁┊a(chǎn)生量一直處于最低水平。以上結(jié)果表明�ジ邏簹鍤夂透邏旱�?dú)馓幚砟苊黠@降低鮮切蘋果冷藏中乙烯的產(chǎn)生量(P��0.05)�テ渲懈邏簹鍤馓幚淼男Ч�更明顯。值得注意的是�ジ邏嚎諝馓幚淼臉悠芬蚁┊a(chǎn)生量高于對照組�ビ绕湓谫A藏的前8d差異顯著(P��0.05)�ゲ⑶艺麄�(gè)貯藏過程中一直處于最高水平�ピ�因可能與高壓空氣處理提供了乙烯合成所需的氧分子有關(guān)。在4℃和25MPa壓力下��N2[13]和Ar[14]都能和水分子形成氣體水合物�ジ邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚硎辊r切蘋果的水分子結(jié)構(gòu)化形成氬氣和氮?dú)馑�合��。水合物形成能降低水分子活度�ヒ种坪粑�代謝和乙烯合成相關(guān)酶的活性。同時(shí)高壓處理過程中��N2和Ar氣體分子能進(jìn)入鮮切果蔬組織內(nèi)部的微氣孔中�ト〈�氧分子等組織內(nèi)部的氣體分子[5]。N2和Ar作為氣調(diào)包裝的氣體成分�パ芯勘砻髟诠�蔬貯藏中具有品質(zhì)保鮮作用。N2和Ar還被報(bào)道能發(fā)揮積極的生化作用�ズ脱醴肿痈偁幟傅慕Y(jié)合位點(diǎn)��從而抑制果蔬褐變和呼吸代謝中一些重要酶類的活性�ト缋野彼崦负吞O果酸脫氫酶等��對果蔬的貯藏保鮮具有積極的意義[15]。在鮮切果蔬貯藏期間�チ舸嬖诮M織微氣孔中的N2和Ar能繼續(xù)發(fā)揮后續(xù)保鮮的作用。所以�ジ邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚砟苊黠@抑制鮮切蘋果在冷藏期間的呼吸作用和乙烯的合成。

　　2.2冷藏期間鮮切蘋果色澤的變化

　　對于鮮切水果來說�ヵr切表面的褐變是影響其貨架壽命的主要因素[16]。當(dāng)用色差計(jì)測定鮮切蘋果色澤變化時(shí)��L和h值的降低可以用來指示鮮切面的褐變程度。如圖1C、1D所示�ニ�有處理的樣品隨冷藏時(shí)間的延長都逐漸發(fā)生褐變��L和h值呈下降趨勢�サ�不同處理的樣品褐變的程度不一樣。高壓處理過程會使鮮切蘋果發(fā)生輕微的褐變�ヅc對照樣品相比�ト�組高壓處理后的樣品在處理后的0dL和h值都略有下降�テ渲懈邏嚎諝馓幚淼臉悠泛肿兏�明顯。從貯藏的2d開始��對照樣品褐變較快��L和h值迅速降低�シ謩e于貯藏的6d和4d開始明顯低于高壓氮?dú)夂蜌鍤馓幚順悠返腖和h值(P��0.05)�フf明在貯藏期間未處理的鮮切蘋果比高壓氮?dú)夂蜌鍤馓幚淼孽r切蘋果更易發(fā)生褐變。到14d貯藏結(jié)束�ジ邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚淼臉悠泛肿兂潭染�明顯比對照樣品低(P��0.05)�テ渲懈邏簹鍤馓幚淼臉悠酚凶罡叩腖和h值�ズ肿兂潭茸钚　８邏嚎諝馓幚淼臉悠吩谡麄�(gè)貯藏期間L和h值處于最低水平�ズ肿兂潭茸畲�。

　　以上結(jié)果表明�ジ邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚矶寄苎泳徺A藏中鮮切蘋果表面的褐變�ジ邏簹鍤馓幚砜刂坪肿兊淖饔眯Ч�明顯強(qiáng)于高壓氮?dú)馓幚怼８邏嚎諝馓幚韯t加快了鮮切蘋果的褐變。蘋果含有豐富的酚類物質(zhì)�ズ肿冎饕�由多酚氧化酶(polyphenoloxidase��PPO)和過氧化物酶(peroxidase��POD)等氧化酚類物質(zhì)引起。已有研究報(bào)道惰性氣體水合物的形成能抑制果蔬中PPO、POD等的活性[6,17]。在高壓氬氣和氮?dú)馓幚眭r切蘋果的過程中��氣體水合物的形成及處理后留存在鮮切蘋果組織內(nèi)部的Ar和N2抑制了PPO、POD等褐變相關(guān)酶的活性��從而延緩了褐變的發(fā)生�ケ３至速A藏期間鮮切蘋果的色澤。

　　2.3冷藏期間鮮切蘋果的硬度

　　果蔬組織特性的變化是和細(xì)胞壁多聚物的酶促和非酶促反應(yīng)相關(guān)的。從圖1E可知�ピ�14d貯藏中�ヵr切蘋果的硬度逐漸降低。新鮮蘋果片的硬度值為9.95N。14d后��對照樣品硬度僅下降了18%�ジ邏嚎諝猹�氬氣和氮?dú)馓幚淼孽r切蘋果硬度分別下降了27%、28%和27%��3組高壓處理的樣品在硬度變化上沒有明顯差異(P��0.05)�サ�都明顯低于未經(jīng)高壓處理的對照樣品。結(jié)果表明�ジ邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚頃�對鮮切蘋果的組織產(chǎn)生一定負(fù)面影響?yīng)ソ档唾A藏期間鮮切蘋果的硬度。這主要由高壓處理引起�ヅc加壓的氣體種類無關(guān)。

　　2.4冷藏期間鮮切蘋果可滴定酸和可溶性固形物的含量

　　表1是所有處理樣品在14d冷藏中可滴定酸和可溶性固形物的測定值。在整個(gè)冷藏期間�ヵr切蘋果可滴定酸量在0.30��0.39g/100g之間,可溶性固形物的含量在14.5%��13.7%之間�ニ�有處理樣品的可滴定酸和可溶性固形物的含量變化在14d的冷藏中沒有顯著差異(P��0.05)。結(jié)果表明�ジ邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚韺�冷藏中鮮切蘋果的可滴定酸和可溶性固形物含量沒有產(chǎn)生明顯影響。

　　2.5冷藏期間鮮切蘋果的總酚含量

　　多酚作為一種抗氧化劑及酶促褐變反應(yīng)的底物�テ浜�量對果蔬生理品質(zhì)及功能性的保持都有重要的作用。蘋果中主要的多酚成分包括綠原酸,茶多酚和表兒茶精等�ゴ蠖喽己秃肿兎磻�(yīng)密切相關(guān)。作為一種抗性反應(yīng)及愈傷防衛(wèi)機(jī)制�ヵr切處理會使果蔬積累大量的酚類成分[18]。從圖1F可觀察到�ニ�有樣品處理后0d總酚的含量很高�？偡雍�量在冷藏的��2天迅速下降�サ劫A藏第4天稍有增加�ト缓箅S貯藏時(shí)間的延長逐漸下降。鮮切蘋果總酚含量的降低主要是由酚類物質(zhì)在貯藏中發(fā)生了氧化降解引起。從冷藏的第2天開始�ジ邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚淼臉悠房偡雍�量以干樣�?jì)分別為6.53mg/g和6.235.07mg/g�ジ哂趯φ諛悠返目偡雍�量(5.77mg/g)�ザ�高壓空氣處理的樣品總酚含量(5.28mg/g)低于對照樣品。14d后�ジ邏簹鍤馓幚淼孽r切果蔬其總酚含量最高(5.07mg/g)�テ浯问歉邏旱�?dú)馓幚淼臉悠?4.61mg/g)和對照樣品(4.23mg/g)�ズ�量最低的是高壓空氣處理的樣品(4.01mg/g)。

　　以上結(jié)果說明高壓氬氣和氮?dú)馓幚砟軠p少鮮切蘋果在貯藏中多酚物質(zhì)的降解��對總酚含量的保持有顯著的作用(P��0.05)。原因主要是高壓氬氣和氮?dú)馓幚須怏w水合物的形成及處理后留存在組織內(nèi)部的Ar和N2分子抑制了酚類物質(zhì)氧化的酶類如PPO。高壓氬氣處理對鮮切蘋果冷藏期間總酚的保持效果比高壓氮?dú)馓幚淼拿黠@。而高壓空氣處理由于沒有氣體水合物的產(chǎn)生�σ约疤峁┝朔宇愇镔|(zhì)氧化需要的氧分子�λ�以加快了貯藏期間鮮切蘋果酚類物質(zhì)的氧化降解。

　　2.6冷藏期間鮮切蘋果微生物生長的變化

　　鮮切果蔬表面汁液外滲為微生物的生長提供了良好的環(huán)境�ξ⑸�物的污染也是縮短鮮切產(chǎn)品貨架期的主要因素之一。圖1G、1H所示為鮮切蘋果在0、3、7d和14d微生物指標(biāo)測定結(jié)果。所有處理的樣品微生物生長量隨貯藏時(shí)間延長而增加�Σ煌�處理的樣品微生物的增長呈現(xiàn)不同的速率。從圖1G可看到�υ谫A藏前�λ姆N處理樣品的嗜冷菌含量無明顯差別(P��0.05)。從第3天開始�Ω邏嚎諝馓幚砗蛯φ仗幚淼臉悠肥壤渚�生長量明顯高于高壓氬氣和氮?dú)馓幚淼臉悠贰ｕr切產(chǎn)品中好氧菌的生長量超過6.0lg(CFU/g)就不能食用[19]�Φ降�14天�Ω邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚淼孽r切蘋果嗜冷菌的增長量為4.5lg(CFU/g)和5.7lg(CFU/g)�Χ�高壓空氣處理和對照處理的樣品嗜冷菌增長量分別達(dá)到7.1lg(CFU/g)和6.5lg(CFU/g)��均超過6.0lg(CFU/g)的食用安全標(biāo)準(zhǔn)。所以高壓氬氣和氮?dú)馓幚矶寄芤种契r切蘋果貯藏期間嗜冷菌的生長�Ω邏簹鍤馓幚淼淖饔妹黠@高于高壓氮?dú)馓幚�。高壓空氣處理對嗜冷菌的生長沒有抑制效果。與嗜冷菌生長的測定結(jié)果相似��從圖1H可知�Ω邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚砻黠@減少了冷藏中鮮切蘋果霉菌和酵母菌的生長量。從第7天開始��對照樣品和高壓空氣處理樣品中�γ咕�和酵母菌的生長量就明顯高于高壓氬氣和氮?dú)馓幚淼臉悠藩υ谫A藏的第14天

�Α�3結(jié)論

　　高壓(25MPa)氬氣和氮?dú)馓幚韺︴r切蘋果的冷藏保鮮有明顯的效果�Ω邏簹鍤馓幚淼谋ｕr效果好于高壓氮?dú)馓幚�。高�?25MPa)氬氣和氮?dú)馓幚斫档土缩r切蘋果冷藏中的呼吸強(qiáng)度和乙烯產(chǎn)生量��減少了褐變反應(yīng)的發(fā)生��很好的保持了鮮切蘋果冷藏中的色澤和總酚�η也挥绊懣傻味ㄋ岷涂扇苄怨绦挝锖�量。同時(shí)�Ω邏簹鍤夂偷�?dú)馓幚磉�能抑制鮮切蘋果中微生物的繁殖生長�υ�14d冷藏中��將嗜冷好氧菌生長量控制在6.0lg(CFU/g)以下�γ咕�和酵母菌生長量控制在4.0lg(CFU/g)以下。但高壓氬氣和氮?dú)馓幚頃�對鮮切蘋果的組織硬度產(chǎn)生一定負(fù)面影響?yīng)�降低鮮切蘋果的硬度。