食品界

大连民族大学姜爱丽教授、陈晨副教授等：鲜切前后热空气处理对‘红富士’苹果的保鲜效果

苹果是日常生活中最常见的水果之一，富含具有抗氧化能力的多酚类化合物及其他营养物质，其鲜切产品近年来逐渐成为餐饮行业的热门产品。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，从而引发果肉表面褐变、组织软化等一系列品质劣变问题。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；其因工艺简单、无化学污染，近年来常用于采后及鲜切果蔬的贮藏保鲜。

因此，大连民族大学生命科学学院的宾宇淇、陈晨*，姜爱丽*等人本研究以‘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处理以及鲜切后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，旨在寻找一种安全、节能以及高效的保鲜方法，为鲜切苹果的贮藏保鲜提供参考。

01 热空气处理对鲜切苹果质量损失率、TSS质量分数和TA质量分数的影响

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质量损失现象。如图1A所示，不同处理组样品的质量损失率在贮藏期间均不断升高，第6天开始，对照组样品质量损失率与热空气处理组相比差异显著，贮藏12 d时，对照组样品的质量损失率为2.95%，而鲜切前处理组和鲜切后处理组样品质量损失率分别为2.59%和2.30%，显著低于对照组。由图1B可知，在贮藏期间，对照组鲜切苹果的TSS质量分数总体呈下降趋势，在贮藏9 d后升高，2 个热空气处理组样品的TSS质量分数在贮藏期间均显著高于对照组。由图1C可知，热空气处理对样品TA质量分数无显著影响。

02 热空气处理对鲜切苹果呼吸强度和乙烯释放量的影响

呼吸强度可以反映果蔬新陈代谢程度。果蔬采后保鲜的主要途径之一是通过降低新陈代谢速率来延缓营养物质含量和感官性状的下降，使果蔬获得更久的货架期。如图2所示，鲜切苹果的呼吸强度在贮藏前3 d呈下降趋势，贮藏3 d后，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6 d后，2 个热空气处理组鲜切苹果的呼吸强度显著低于对照组。

如图3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，2 个热空气处理组样品的乙烯释放量均低于对照组，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会钝化完整果实细胞内的呼吸代谢相关酶活性，从而降低机械损伤对这些酶的激活作用，进而抑制伤乙烯的形成。

03 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。鲜切操作会破坏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ROS自由基的积累，从而加快酶促褐变进程。如图4所示，不同处理组鲜切苹果的BI在贮藏期间均呈上升趋势，而2 个热空气处理组样品的BI上升较慢，且在整个贮藏期间均低于对照组。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。

04 热空气处理对鲜切苹果PPO活力的影响

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活力在贮藏期间呈先下降后上升的趋势，第6天时达到最低值，而2 个热空气处理组样品则是在第6天时出现PPO活力最高值，之后开始下降。2 个热空气处理组鲜切苹果的PPO活力在贮藏前6 d均显著低于对照组。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。鲜切前处理对PPO活性的抑制效果强于鲜切后处理，且除第6天外均显著低于对照组，而鲜切后处理组鲜切苹果在贮藏3 d后PPO活力显著高于对照组样品。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活力升高，与鲜切前处理相比，鲜切后处理可能一定程度上加快了该过程的发生。

05 热空气处理对鲜切苹果总酚含量的影响

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，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的总酚含量则先下降后上升，2 个热空气处理组样品的总酚含量整体上均显著高于对照组样品。酚类物质作为酶促褐变的底物，当褐变进程加快时被大量消耗，同时机械损伤也会激活PAL等酚类合成相关酶，从而诱导酚类物质合成。鲜切后处理组样品的总酚含量在贮藏前6 d出现下降趋势，可能是由于鲜切处理加快了样品BI的上升（图4），从而加快了酚类物质的消耗，而在贮藏后期鲜切苹果褐变速率较慢，所消耗酚类物质的速率要低于其合成速度，因此总酚含量在贮藏6 d后开始上升。

06 热空气处理对鲜切苹果抗氧化能力的影响

如图7所示，对照组样品对DPPH自由基的清除能力在贮藏6 d后显著低于鲜切前处理组，在整个贮藏期间显著低于鲜切后处理组；对照组ABTS阳离子自由基的清除能力除第3天外均显著低于鲜切前处理组，整个贮藏期间均显著低于鲜切后处理组。

在本研究中，2 个热空气处理组样品总酚含量高于对照组，因此，2 个热空气处理组鲜切苹果的自由基清除能力大于对照组。

07 热空气处理对鲜切苹果气味、风味的影响

不同处理组鲜切苹果的电子鼻测定结果雷达图如图8所示，各组鲜切苹果在贮藏期间W1S、W1W及W2W传感器的响应值变化明显，贮藏初期（0 d），与对照组相比，2 个热空气处理能降低上述3 个传感器的响应值，但在贮藏过程中，这3 个传感器响应值经热空气处理后明显升高，贮藏结束时鲜切前处理组的变化最明显。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）等芳香物质含量在贮藏末期明显增加，可以推测鲜切苹果在贮藏过程中易挥发的组分为甲基类、硫化物、芳香成分和有机硫化物化合物，而热空气处理可能通过抑制苹果硫化物、芳香成分和有机硫化物组分自身代谢来延缓鲜切苹果贮藏过程中的风味劣变。

由图9可知，各组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，咸味响应值随着贮藏时间的延长逐渐下降，涩味和苦味响应值均逐渐上升，酸味响应值先上升后下降，而甜味响应值则先下降后上升。在贮藏初期（0 d），与对照组相比，鲜切后热空气处理能有效提高样品甜味的响应值并降低酸味的响应值，鲜切前处理虽然不能提高样品的甜味响应值，但能降低酸味的响应值。在贮藏过程中2 个热处理组对样品酸味产生的抑制效果逐渐减弱，到贮藏末期（12 d），鲜切前热处理对样品酸味产生的抑制效果虽然强于鲜切后处理组，但同时鲜切前处理组也提高了样品苦味的响应值，综上所述，鲜切后处理可更有效地抑制鲜切苹果贮藏过程中不良风味的产生，从而延缓鲜切苹果贮藏过程中口感的下降。

08 热空气处理对鲜切苹果微生物数量的影响

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《食品安全地方标准色拉》）要求每克鲜切果蔬产品中菌落总数小于10⁶ 个菌落形成单位。由图10可知，对照组和鲜切后处理组鲜切苹果的菌落总数、霉菌、酵母菌和大肠菌群的数量均随贮藏时间延长而呈逐渐上升趋势，但贮藏12 d后，3 组样品的菌落总数均未超过6（lg（CFU/g））。热空气处理能够显著抑制鲜切苹果中细菌、霉菌、酵母菌以及大肠杆菌的生长繁殖，有效延长鲜切苹果的货架期。

09 讨论

机械伤害会提高果蔬贮藏过程中的呼吸代谢速率，从而加速果蔬组织的质量损失以及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。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2 种方式均能显著降低鲜切苹果贮藏后期的呼吸代谢速率和减少伤乙烯的形成，抑制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质量损失率和较高的TSS质量分数，延缓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质量分数无显著影响。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可有效抑制鲜切苹果的褐变。PPO与酚类物质在有氧条件下形成褐色的醌类化合物是引发酶促褐变的直接原因。此外，ROS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ROS，延缓酶促褐变的发生。本研究中，2 种热处理方式均能显著抑制鲜切苹果贮藏初期的PPO活力，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，使苹果维持较高的商品价值。

与鲜切前热空气处理相比，鲜切后热空气处理能更有效地抑制鲜切苹果贮藏过程中的质量损失、微生物生长，提高其抗氧化能力，延缓鲜切苹果在贮藏过程中的褐变进程。此外，鲜切后处理组样品在贮藏末期（12 d）具有较低的乙烯释放量、较高的TSS质量分数和较低的不良风味（苦味）响应值，因此其在贮藏结束时具有更好的贮藏品质。然而鲜切后处理使样品的PPO活力在贮藏6 d后显著高于对照组和鲜切前处理组，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作用于苹果的切割部位，从而可直接抑制样品组织表面的微生物生长和影响果肉细胞中各种代谢活动进程。

综上，‘红富士’苹果鲜切前后经过70 ℃、3 min热空气处理整体上均能有效地抑制鲜切苹果在贮藏过程中的呼吸强度、乙烯释放、表面褐变以及微生物生长，显著降低质量损失率，提高TSS质量分数、总酚含量和抗氧化能力，延缓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。本研究结果可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。

本文《鲜切前后热空气处理对‘红富士’苹果的保鲜效果》来源于《食品科学》2023年44卷17期118-126页. 作者：宾宇淇，石立佳，谢佳妮，陈晨，姜爱丽. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20220716-186.