苹果加工过程中褐变机理研究及防褐变保鲜技术研究

樊林娟

鲜切苹果工艺流程

鲜切苹果的主要工艺流程为：苹果采收→分级→预冷→消毒清洁→切分修整→护色→涂膜→溺干→包装→低温贬藏。依据HACCP体系对于食品加工的具体要求，在加工苹果的过程中，需要严格把关各个加工环节，以便于获得清洁的高品质的鲜切苹果产品。目前在苹果鲜切加工环节中，由于切分之后的苹果会和空气進行接触，极为容易出现褐变现象，直接制约了苹果的加工品质，这也是目前制约鲜切苹果大规模生产的主要问题。

鲜切苹果褐变机理研究

对于鲜切苹果而言，其最常见的问题主要是褐变问题，也是加工以及贮藏过程中必须高度重视的问题。通常来说，对于鲜切苹果的褐变现象而言，主要有酶促褐变和非酶促褐变两种类型。第一，酶促褐变。主要指的是由于多酚氧化酶（PPO）等酶类物质的参与，进而引发的一系列褐变反应。具体而言，当在有氧的环境下，多酚氧化酶（PPO）氧化组织中的内源性多酚类物质会形成醌，然后醌又在苹果的体内自身进行缩合或者喝细胞内的蛋白质以及氨基酸等发生作用，进而产生高分子的络合物，进而产生褐色的色素或者是黑色素。多酚氧化酶氧化的酚类物质在完整的细胞中作为呼吸传递物质，在酚和醌中保持着动态的平衡。一旦新鲜的苹果组织被损失，大量的氧分侵入其中，将激活酶原，邻苯二酚类的物质经过酶的催化氧化作用下，生成邻苯醌类化合物。第二，非酶促褐变。主要指的是因为抗坏血酸氧化分解、多元酶氧化缩合反应和糖、氨基酸、蛋白质等发生反应而引发的。其化学过程主要包含美拉德反应、焦糖化作用、抗坏血酸氧化降解和多元酚氧化缩合等。

在苹果加工过程中，极为容易导致苹果组织合成酚类化合物，也就十分容易提升切分部位的褐变敏感性，并会相应增强PPO活性以及可溶性，加剧了褐变现象的发生。就目前苹果加工过程中的褐变机理来看，酶促褐变当属苹果加工过程中的主要褐变反应，也是导致鲜切苹果产品褐变的主要因素，需引起高度重视。

高氧处理技术在鲜切苹果防褐变中的应用

高氧处理技术作为近年来新兴的一种果蔬采后处理技术，其率先由英国学者Day （1996）提出，此后各个学者也开始展开对其的研究。该技术能够对果蔬的品质质量进行有效改善，进而有效延长果蔬的保鲜期。其具体应用主要包含果蔬贮藏方面和鲜切果蔬产品方面。其对于鲜切果蔬的防褐变保鲜功效主要是通过作用于果蔬的呼吸作用、乙烯产生、品质变化和微生物来实现的。

抑制鲜切苹果褐变机理。高氧处理技术可以有效抑制鲜切苹果的褐变现象，并具备较好的稳定性和持续性。Day指出，该技术之所以能够有效抑制果蔬的褐变现象，主要原因在于其能够抑制PPO的基质。换言之，因多酚氧化之后的无色产物奎宁能够有效抑制PPO的产生。

抑制微生物机理。对于鲜切苹果而言，其产品品质还直接受到微生物数量的影响，一旦微生物数量超标，势必影响到产品的感官品质，同时产生的病菌还危机到人们的身体健康。传统的低氧处理技术，主要是运用较低的氧气浓度来对微生物的呼吸进行抑制，以便于有效控制微生物的数量，进而实现保鲜功效。高氧处理技术则主要是通过对微生物细胞内部的活性氧ROS的生成进行有效的胁迫和诱导来实现对微生物生长的有效抑制。就厌氧微生物而言，一旦O2的浓度超过0.1%，其生长必然受到影响，主要原因在于该类型的微生物缺乏过氧化氢酶，难以对体内的过氧化氢进行有效清除，进而产生毒害作用。而针对大部分的好氧微生物而言，一旦O2的浓度比机体自身能够承受的范围高之后，则会产生并堆积O2自由基等活性氧，进而对微生物的生长进行有效抑制，并对其组织结构进行破坏，从而实现对鲜切苹果的保鲜功能。

抑制呼吸机理。高氧处理技术还能够对苹果的呼吸作用进行有效抑制。在高氧的环境下，能够实现苹果的替换呼吸和抗氧呼吸，替换呼吸途径可以将部分被胁迫诱导产生的底物进行有效氧化，降低高氧胁迫条件下的活性O2的生成，进而减少对组织的伤害，进而有效维持代谢的平衡。同时，高O2胁迫还可能诱导膜组织产生抗氧化保护体系，维持膜的完整性，以延缓果蔬衰老速度，提高果蔬保鲜期。另外，有研究表明高氧可抑制顺乌头酸酶的酶活，因而TCA途径中柠檬酸到a-醌戊二酸的反应受到抑制，进而抑制呼吸作用，从而增加果蔬贮藏期。

总之，褐变现象是影响鲜切苹果品质的重要问题。在鲜切苹果加工过程中，酶促褐变是导致其产生褐变现象的主要原因，需要引起足够的重视。随着科技的不断发展，高氧处理技术应时代而生，并在防止鲜切苹果褐变现象中发挥着十分重要的作用，其通过作用于苹果的呼吸作用、乙烯产生、品质变化和微生物来实现的对果蔬的保鲜功能，进而有效抑制褐变现象，提升鲜切苹果的加工品质。