鲜切马铃薯褐变控制技术研究进展

随着人们生活方式的转变以及生活水平的提高,鲜切果蔬越来越受到现代人的青睐,鲜切马铃薯因其营养和方便等特性而广受欢迎。鲜切后马铃薯发生酶促褐变,次生代谢以及氧化损伤,从而促使马铃薯快速褐变,失去商品价值。近年来国内外对马铃薯褐变抑制的研究热度不减,目前已经出现了很多褐变抑制新技术。本文综述了国内外最新的褐变抑制技术,包括物理、化学和生物褐变抑制技术,并通过对国内外鲜切马铃薯褐变抑制方法进行归纳总结并提出相应建议,为鲜切马铃薯褐变抑制新技术的开发提供参考。     

鲜切马铃薯丝褐变抑制剂筛选

检测了几种天然、安全的褐变抑制剂对马铃薯PPO活性的抑制效果,并就鲜切马铃薯丝褐变抑制剂配方进行探索,结果显示,0.10g/100mLL-Cys结合0.15g/100mL抗坏血酸、0.3g/100mL植酸以及0.40g/100mLEDTA可有效延长马铃薯丝的货架期。     

鲜切马铃薯褐变程度数学模型研究

利用测色色差仪,研究鲜切马铃薯经保鲜处理后在不同贮藏温度下贮藏过程中色差值的变化及其与褐变程度的关系,建立褐变程度数学模型。研究结果表明:贮藏温度愈高、贮藏时间愈长,褐变愈严重,总色差值ΔE愈大,且ΔE3.5可作为评断鲜切马铃薯是否具有商品性的界限值。实验中所建立的二元二次方程Y=-0.00095A2-0.26B2+0.0145AB+0.059A+1.572B-0.563,经验证实验表明可用于预测不同贮藏温度、不同贮藏时间内鲜切马铃薯的褐变程度,从而为鲜切马铃薯的快速分级,提供一个方便有效的方法。      

壳聚糖涂膜对鲜切马铃薯褐变程度的影响

研究了不同壳聚糖涂膜液对鲜切马铃薯色泽、褐变强度和多酚氧化酶活力的影响。结果表明:对于鲜切马铃薯的褐变程度,以复合涂膜液Ⅰ(1%壳聚糖+0.5%抗坏血酸)或以复合涂膜液Ⅱ(1%壳聚糖+0.5%抗坏血酸+0.15%氯化钙+0.8%乙二胺四乙酸二钠)抑制效果显著,且以后者更佳。     

响应面优化鲜切紫薯褐变控制条件

利用响应面法对鲜切紫薯褐变控制条件进行优化。在单因素实验基础上,以超声波强度、L-Cys、CA和AA浓度为自变量,紫薯褐变度为响应值,采用Box-Behnken实验设计和响应面分析法,研究了各自变量交互作用及其对褐变度的影响。模拟得到二次多项回归方程,获得抑制鲜切紫薯褐变最佳条件为:超声波强度130W、L-Cys浓度为0.03%、CA浓度为0.20%、AA浓度为0.06%。在此条件下处理的鲜切紫薯在4℃贮藏15d后的褐变度为6.10±0.09,与预测值相近。      

温度对鲜切马铃薯生理和品质的影响

测定了鲜切马铃薯在2、12、25℃3个贮藏温度下生理指标和品质指标的变化。结果表明:与12℃和25℃相比,2℃贮藏条件显著抑制了鲜切马铃薯的失重率和呼吸强度,延缓其衰老进程;维持了较高的白度、硬度和可溶性固形物含量,保持了原有品质;有效地抑制了多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)的活性,从而减缓了鲜切马铃薯的褐变。为低温条件下鲜切马铃薯的贮藏提供了理论依据。     

外源乙烯对鲜切甘薯伤害生理效应的影响

采用新鲜甘薯为实验材料,经切割处理后,在4℃条件下,将鲜切甘薯在浓度为100、1000、10000μL/L的乙烯环境中密闭处理4℃,24h后进行贮藏。贮藏期间分析测定了鲜切甘薯颜色、失重率、呼吸强度、MDA(丙二醛)含量、LOX(脂氧合酶)和PPO(多酚氧化酶)活性等生理生化指标。结果发现:与对照相比,不同浓度的乙烯处理均可保持鲜切甘薯的色泽和失重率。低浓度的外源乙烯可抑制MDA含量的增加,外源乙烯对LOX的作用与其对MDA的作用一致。高浓度的外源乙烯可提高贮藏前期鲜切甘薯PPO活性,低浓度外源乙烯则提高了贮藏后期鲜切甘薯PPO活性,高浓度的外源乙烯处理可能通过增加了内源乙烯的合成,进而加速了呼吸代谢和衰老的速率。综合考虑,100μL/L的外源乙烯处理提高了鲜切甘薯的品质和抗性。      

OPP/CPP膜中不同气体比例对鲜切马铃薯片保鲜的影响

为研究鲜切马铃薯片在不同气体比例下的品质变化,以品质优良的马铃薯为试材,采用OPP/CPP膜进行气调包装,以空气包装组为对照,分析不同气体比例下的鲜切马铃薯片在贮藏期间的感官品质变化,并对其褐变度、多酚氧化酶（PPO）活性、过氧化物酶（POD）活性、丙二醛（MDA）含量、V_C含量及菌落总数进行测定。结果表明:在4℃条件下,采用40%CO₂+50%O₂+10%_N2的混合气对鲜切马铃薯片进行气调包装,与其他组相比,可以维持较高的感官品质,显著（p<0.05）抑制酶促褐变反应、PPO活性和POD活性,显著（p<0.05）影响微生物的增殖与MDA的积累,V_C损失显著减少,感官评价较高,保鲜效果最好。      

涂膜结合冷藏对鲜切甘薯抗氧化性的影响

为了保持鲜切甘薯的色泽及抗氧化性,延长其货架期,研究黄原胶、壳聚糖、海藻酸钠及羧甲基纤维素钠涂膜处理对鲜切甘薯贮藏期间色泽及抗氧化性的影响。结果表明,随贮藏时间延长,对照组的褐变程度不断加重,多酚含量和抗氧化活性明显降低;涂膜处理能明显降低褐变程度,防止贮藏后期酚类物质的氧化,从而减缓鲜切甘薯的整体抗氧化能力的下降程度。      

外源乙烯和1-MCP预处理对鲜切马铃薯褐变的影响

为评价乙烯对鲜切马铃薯褐变的影响,分别采用外源乙烯、1-MCP和乙烯+1-MCP处理鲜切马铃薯,观察色差值（L*,a*和b*）、褐变度、酚类物质含量以及相关酶活性的变化。结果表明,外源乙烯提高了马铃薯的呼吸强度,增加了褐变度,提高多酚氧化酶（PPO）,过氧化物酶（POD）的活性,而1-MCP则起到了抑制作用;外源乙烯和1-MCP均能抑制马铃薯苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性,与对照（118.13 U）相比,经外源乙烯和1-MCP处理的马铃薯PAL活性分别为102.71 U和82.08 U,降低了13.1%和30.5%;外源乙烯预处理促进了鲜切马铃薯的褐变,1-MCP的施用可以抑制或减缓乙烯的负面作用。      

鲜切果蔬酶促褐变发生机理的研究

为了进一步揭示鲜切果蔬酶促褐变发生过程及其机理,采用鲜切茄子和鲜切甘薯为实验材料,研究了与酶促褐变发生密切相关的酶活性变化及伤害胁迫生理。结果表明:两种果蔬经鲜切处理后诱发了酶促褐变的快速发生,鲜切甘薯的酶促褐变反应滞后于鲜切茄子。在贮藏期间两种果蔬的过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量逐渐上升,总酚含量与苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性变化一致,均先升后降。鲜切甘薯多酚氧化酶(PPO)活性逐渐上升,但鲜切茄子的PPO却呈下降趋势。结果还表明:鲜切果蔬不仅在切割表面发生酶促褐变反应,在远离切割部位也诱发了生理生化反应,这可能是由于切割伤害胁迫产生的刺激信号转导而引致组织的整体协同伤害防御反应的结果。     

鲜切甘薯酶促褐变调控的研究

采用不同浓度的D-异抗坏血酸钠和柠檬酸分别处理鲜切甘薯,研究其在10℃贮藏过程中的酶促褐变反应,揭示不同褐变抑制剂对鲜切甘薯酶促褐变的调控机制。结果表明,0.5%～1.5%D-异抗坏血酸钠和低浓度(0.01%～0.03%)柠檬酸均延缓了鲜切甘薯酶促褐变的发生,有效抑制了PPO和POD的活性,降低了总酚含量;但高浓度(≥0.05%)柠檬酸处理反而加速了酶促褐变反应的进行。比较两种褐变抑制剂,D-异抗坏血酸钠抑制效果更好,其最佳浓度为1.0%。     

柠檬酸处理抑制鲜切香蕉褐变的研究

研究在4℃贮藏条件下不同浓度柠檬酸处理鲜切香蕉防褐变效果的影响。结果表明,适宜浓度的柠檬酸处理能显著延缓鲜切香蕉失重率的下降,同时还抑制了鲜切香蕉多酚氧化酶(PPO)及过氧化物酶(POD)活性,降低了丙二醛(MDA)含量,有利于保持鲜切香蕉良好的外观品质和营养价值。综合各项理化指标来看,2.0%柠檬酸处理的贮藏效果最佳,1.0%柠檬酸处理次之。      

鲜切果蔬酶促褐变关键酶的研究进展

新鲜果蔬经过切割处理后,产生的机械伤害会刺激诱导表面组织发生酶促褐变反应,而使鲜切产品的感官品质下降、货架期显著缩短。鲜切果蔬的外观色泽变化主要是由酶促褐变引起的,起主要作用的关键酶有:多酚氧化酶(PPO),过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、脂氧合酶(LOX)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等。本文就近几年有关鲜切果蔬酶促褐变发生中一些关键酶的作用机理进行了综述,为鲜切果蔬酶促褐变的控制和质量保持提供理论参考。      

氯化钠处理延缓鲜切粉葛褐化机理研究

研究0.1 mol/L氯化钠处理对鲜切粉葛护色效果的影响,将鲜切粉葛放入0.1 mol/L氯化钠溶液浸泡25 min后沥干,用聚乙烯保鲜膜包装后置于5 ℃贮藏,定期取样测定相关生理指标。结果显示,与对照相比,0.1 mol/L氯化钠处理能有效减轻鲜切粉葛的褐变度,显著降低总酚含量、丙二醛含量及贮藏后期苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,同时推迟多酚氧化酶(PPO)活性高峰出现和抑制过氧化物酶POD活性,从而延缓鲜切粉葛的褐变,鲜切粉葛褐变度与总酚含量呈极显著正相关(p<0.01),与PAL活性呈显著正相关(p<0.05)、与POD活性呈显著负相关(p<0.05),0.1 mol/L氯化钠处理能维持贮藏末期较高总黄酮含量并减少营养物质的损失。     

Phenolic profiling reveals the metabolite basis of flesh colour and fresh-cut browning in apple fruit

Flesh colour, which is affected by cultivars and browning, can largely impact consumer acceptance in fresh-cut apples. The study profiled phenolic metabolites from apple flesh of twenty-three cultivars by widely targeted metabolomics. Comparison among white- and yellow-fleshed cultivars showed fifteen phenolics, mainly quercetin 3-O-glucoside, hyperoside, hesperetin 5-O-glucoside and cymaroside, in white-fleshed apples were significantly higher than those in yellow-fleshed apples. It may indicate a metabolite basis of yellow and white flesh colour, and better potential nutrition in white-fleshed apples. In addition, ten phenolic metabolites including five cyanidin glycosides showed significant differences between the highest and the lowest browning groups, indicating them may be crucial in browning of fresh-cut apple. This work elucidates the differences of phenolic profiles among apple cultivars with different flesh colour and provides useful data to evaluate the suitability of apple for fresh-cut processing.     

Effect of rice bran protein extract on enzymatic browning inhibition in potato puree

Effect of rice bran protein extract (RBPE) on enzymatic browning inhibition in potato puree was studied by colour measurement and polyphenol oxidase (PPO) inhibition. RBPE inhibited browning in potato puree and showed a higher per cent potato PPO inhibition at pH 4.0 and 5.0 than those at pH 3.0, 6.0 and 7.0 (P ≤ 0.05). RBPE heated to 40 and 60 °C had browning inhibition in potato puree and per cent potato PPO inhibition at a similar extent to unheated RBPE (P > 0.05). Browning inhibition and per cent potato PPO inhibition of RBPE were decreased when it was heated to 80 °C (P ≤ 0.05). RBPE inhibited browning in potato puree higher than 5, 10 and 20 mm ascorbic acid and 5 and 10 mm citric acid (P ≤ 0.05). Regarding the kinetics study, RBPE exhibited a mixed‐type inhibition for potato PPO. Therefore, RBPE has a potential to be used as a natural antibrowning agent in the potato industry.     

Control of browning and microbial growth on fresh-cut apples by sequential treatment of sanitizers and calcium ascorbate

ABSTRACT:  This study investigated the efficacy of different sanitizers, including acidic electrolyzed water (AEW), peroxyacetic acid (POAA), and chlorine, on the inactivation of Escherichia coli O157:H7 on fresh-cut apples. The effects of the sanitizers and sequential treatments of AEW or POAA followed by calcium ascorbate (CaA) on browning inhibition and organoleptic qualities of fresh-cut apples stored under different package atmospheres at 4 °C were also evaluated. Changes in package atmosphere composition, product color, firmness, total aerobic bacterial counts, yeast and mold counts, and sensory qualities were examined at 0, 4, 8, 11, and 21 d. Among all sanitizer treatments, POAA and AEW achieved the highest reduction on E. coli O157:H7 populations. The sequential treatment of AEW followed by CaA (AEW-CaA) achieved the best overall dual control of browning and bacterial growth on fresh-cut apple wedges. Package atmospheres changed significantly over time and among package materials. Packages prepared with films having an oxygen transmission rate (OTR) of 158 had significantly lower O₂ and higher CO₂ partial pressures than those prepared with 225 OTR films and the Ziploc™ bags. The effect of package atmospheres on the browning of apples is more pronounced on AEW, POAA, and POAA-CaA-treated apple wedges than on AEW-CaA-treated samples.     

几种加工处理对鲜切荸荠褐变的影响

为了减少鲜切荸荠的褐变并延长其货架期,采用L9(34)正交表筛选亚硫酸钠、柠檬酸、Vc、白砂糖等抑制褐变的护色剂,比较柠檬酸、葡萄糖酸内酯、乳酸等食用酸对褐变和风味的作用,探讨室温和冰箱存放温度对褐变和食用品质的影响。结果表明:Vc是较好的护色剂,葡萄糖酸内酯用作护色剂时兼有改善产品风味的作用,鲜切荸荠在2～4℃冰箱中可以存放10d以上。综合采用这些处理措施,可以大大延迟褐变,并使鲜切荸荠具有较长的货架期。     

不同杀菌方式对泡椒鲜切马铃薯片贮藏品质的影响

为解决泡椒鲜切马铃薯片贮藏和流通过程中出现的褐变、胀袋、质地软化等问题,采用蒸汽、微波和辐照杀菌方式对泡椒鲜切马铃薯片进行处理,通过测定L*值、硬度和感官评分,筛选各杀菌方式最优工艺参数。通过贮藏实验,对比不同杀菌方式对泡椒鲜切马铃薯片色泽、质构特性、多酚氧化酶（PPO）活性及菌落总数等指标的影响。结果表明,各杀菌方式的最优工艺参数为蒸汽杀菌时间为3 min,微波杀菌功率为700 W,辐照杀菌剂量为8 kGy。贮藏实验结果表明,辐照和微波杀菌灭酶活效果优于蒸汽杀菌,但蒸汽杀菌能更好地保持产品色泽,减缓L*值的降低,维持产品硬度、弹性和咀嚼性,菌落总数和PPO活性虽比辐照处理组和微波处理组高,但整体控制在较低水平,综合感官评分以蒸汽处理组最高。综合对比,蒸汽杀菌更适合于泡椒鲜切马铃薯片的加工。