李偉鋒，何 玲*，馮金霞，蒲雪梅，畢靜煜

(西北農(nóng)林科技大學園藝學院，陜西 楊凌 712100)

鮮切蘋果(fresh-cut apple)是指新鮮蘋果經(jīng)分級、清洗、去皮、切分、保鮮及包裝處理，供消費者立即食用或餐飲業(yè)使用的一種新式蘋果加工產(chǎn)品，具有即食、方便、安全的特點[1]。但是，鮮切蘋果在加工和貯藏保鮮過程中，由于呼吸作用持續(xù)進行及微生物侵染，易造成組織破壞、營養(yǎng)成分損耗[2]，極易發(fā)生褐變現(xiàn)象，導致變色、變味、質(zhì)地下降[3-4]，使其保鮮難度增加，貨架期縮短，大大降低了商品價值[5-6]。

生姜(Zingiber offi cinale Roscoe.)屬姜科姜屬多年生草本宿根植物，藥食兼用[7]，研究表明生姜中含有姜精油、姜辣素(姜酚、姜酮類等)、二苯基庚烷等多種天然成分[8]，對微生物具有廣譜性、高效性特點，具有很強的殺菌作用和抗氧化能力[9-10]，可以有效地殺死多種果蔬表面的有害微生物，是一種安全無毒的天然保鮮劑。郭艷華[11]用生姜復合抗氧化劑對櫻桃番茄進行浸泡處理，結果表明生姜復合抗氧化劑可以提高櫻桃番茄的抗氧化能力，保持良好的貯藏品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)。李湘利等[12]研究了姜蒜浸取液與殼聚糖復合保鮮劑對切分蓮藕的護色效果，結果表明復合保鮮劑可顯著抑制切分蓮藕貯藏期間的PPO和MDA的積累，延長貨架期。何玲等[13]用生姜提取物對康乃馨切花進行保鮮研究，結果表明生姜提取液能夠有效地延緩切花的瓶插壽命，具有明顯的保鮮效果。

本實驗通過生姜提取物浸泡處理鮮切紅富士蘋果，研究其保鮮效果，旨在為鮮切蘋果的貯藏保鮮提供理論依據(jù)和技術參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

蘋果為陜西省洛川縣生產(chǎn)的紅富士蘋果，成熟度一致，大小均勻，無病蟲害和機械損傷；生姜為市購山東萊蕪大姜，飽滿新鮮，辛辣味淡，無病蟲害；食品專用PE保鮮袋(160mm×120mm×0.03mm)。

蘆丁(生化試劑，含量≥95%) 國藥集團化學試劑有限公司；乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、氫氧化鈉、鄰苯二酚、硫代巴比妥酸、氯化鈉、氫氧化鈉均為國產(chǎn)分析純；牛肉膏、蛋白胨、瓊脂均為國產(chǎn)生物試劑。

1.2 儀器與設備

101A-4型鼓風干燥箱 上海實驗儀器總廠；HK-10B型高速萬用粉碎機 天津泰斯特儀器有限公司；KQ-500DB型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲有限公司；RE-52AA型旋轉蒸發(fā)器、SHB-3型循環(huán)水多用真空泵 上海亞榮生化儀器廠；紫外無菌操作臺 蘇凈集團安泰公司；BD-11D型海爾冰箱 青島海爾股份有限公司；3K15型高速冷凍離心機 美國Sigma公司； GC-14A 型氣相色譜儀 日本島津公司；Telaire7001型紅外CO2分析儀色差計 北京中西遠大科技有限公司；UV1800型紫外-可見分光光度計 科大中佳公司；培養(yǎng)皿等。

1.3 方法

1.3.1 生姜提取液的制備

選擇新鮮生姜，清洗后切成5 m m 厚姜片，在60～65℃烘10～12h，至水分含量約為12%，用粉碎機粉碎，60目過篩。稱取一定量的生姜粉，按料液比1：30(g/mL)加入70%乙醇溶液，于80℃條件90Hz超聲提取60min，分離上清液；殘渣如前述方法再提取一次，合并兩次所得濾液。將濾液于4500×g離心10min，取上清液45℃旋轉蒸發(fā)去除乙醇，所得膏狀物用無菌蒸餾水配制成質(zhì)量濃度為1.0g/mL供試原液。以蘆丁為標樣，標準曲線方程為：Y=2.8937C－0.0083，R2=0.999。測得提取物中的總類黃酮物質(zhì)含量為19.947mg/g，4℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 鮮切蘋果的處理

取一定量1.0g/mL原液，以提取物中的總類黃酮物質(zhì)含量為依據(jù)，用無菌蒸餾水分別配制成0.02、0.05、0.1、0.2g/mL生姜提取物，以無菌蒸餾水為對照(CK)，共設5個處理水平。按下述工藝流程處理：蘋果→清洗→切分→保鮮液處理10min→瀝干→PE袋包裝(每袋200g)→4℃貯藏。

1.4 指標測定

1.4.1 質(zhì)量損失率

以最初果實質(zhì)量(m0)與每次測定果實質(zhì)量(m1)之差占最初果實質(zhì)量的百分比表示。

1.4.2 呼吸強度

采用CO2分析儀測定，取各處理果實200g，與分析儀一起放入呼吸室內(nèi)，測定呼吸室內(nèi)CO2的濃度變化，單位為CO2mg/(kg·h)。

1.4.3 乙烯釋放量

采用氣相色譜儀測定，每次進樣1mL，載氣為N2，色譜柱為2m不銹鋼填充柱(乙烯專用色譜柱)，柱溫70℃，進樣口溫度70℃，N2流速40mL/min，H2流速35mL/min，空氣流速350mL/min，氫火焰離子檢測器檢測，檢測器溫度150℃。

1.4.4 可滴定酸(titratable acid，TA)含量

采用酸堿滴定法，用0.01mol/L NaOH溶液滴定至微紅色，30s不退色為終點，記錄消耗NaOH溶液體積[14]。

1.4.5 多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性

采用鄰苯二酚比色法，加入0.1mol/L鄰苯二酚溶液1mL，PPO粗酶液0.5mL，混勻后在400nm比色，酶液加入后開始計時，每30s記錄一次OD隨時間的變化值，以最初直線段的斜率(ΔOD/t)計算酶活力，一個酶活力單位定義為：在測定條件下，每分鐘引起OD值改變0.01所需的酶量[15]。

1.4.6 丙二醛(MDA)含量

采用吸光度法，加入0.5%硫代巴比妥酸和粗酶液反應產(chǎn)生紅棕色物質(zhì)，分別測532、600nm和450nm波長處的吸光度[16]。

1.4.7 菌落總數(shù)測定

采用涂布法，依據(jù)GB/T 5009—96《食品衛(wèi)生檢驗方法》，在無菌操作條件下，取10g鮮切蘋果樣品于90mL無菌水中，充分振蕩后形成1：10的均勻稀釋液。取1：10稀釋液1mL，加入到裝有9mL無菌水的試管內(nèi)，振蕩混勻后形成1：100稀釋液，按上述操作順序，做成10倍系列稀釋液。將冷卻至50℃左右的營養(yǎng)瓊脂培養(yǎng)基倒入平皿內(nèi)，待凝固后每一稀釋度取0.1mL于無菌培養(yǎng)皿內(nèi)，涂布棒涂布，每個稀釋度做3個平行，倒置于(36±1)℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)(24±1)h后進行菌落計數(shù)。計算培養(yǎng)皿內(nèi)菌落數(shù)目，乘以稀釋倍數(shù)，即得每克樣品所含菌落總數(shù)(單位為CFU/g)。每2d測1次指標，重復3次，取平均值。

1.4.8 感官鑒評

按照感官鑒評的要求，組織食品專業(yè)人士10人，獨立評分，依分值統(tǒng)計各等級人數(shù)。采用多層次綜合評判法對產(chǎn)品的感官質(zhì)量進行分析[17]。重復3次，取平均值。感官質(zhì)量鑒評標準見表1。

表 1 鮮切蘋果的感官質(zhì)量鑒評標準Table 1 Standards of sensory quality of fresh-cut apple

2 結果與分析

2.1 不同處理對鮮切蘋果呼吸強度的影響

圖 1 不同處理對鮮切蘋果呼吸強度的影響Fig.1 Effect of different treatments on respiratory rate of fresh-cut apple

呼吸強度對鮮切蘋果的品質(zhì)及貨架期有很重要的影響。圖1表明，所有處理在貯藏期間出現(xiàn)兩個呼吸高峰，分別在第4天和第8天；CK處理的呼吸速率始終高于處理組，這表明生姜提取物可以有效抑制鮮切蘋果的呼吸作用。0.1g/mL和0.2g/mL處理下的鮮切蘋果在整個貯藏期間呼吸速率表現(xiàn)較平穩(wěn)，在第8天時，處理與對照的呼吸強度達到顯著水平(P=0.023＜0.05)。

2.2 不同處理對鮮切蘋果乙烯釋放量的影響

圖 2 不同處理對鮮切蘋果乙烯釋放量的影響Fig.2 Effect of different treatments on ethylene production rate of fresh-cut apple

圖2顯示，在貯藏期內(nèi)，所有處理下鮮切蘋果的乙烯釋放量總體均呈下降趨勢，第2天急劇下降后呈現(xiàn)緩慢下降趨勢，且0.1g/mL和0.2g/mL處理下的鮮切蘋果乙烯釋放量低于0.02g/mL和0.05g/mL處理下的鮮切蘋果乙烯釋放量，低于對照組的乙烯釋放量。兩組處理之間以及處理與對照之間均達顯著水平(P=0.027＜0.05；P=0.013＜0.05)。

2.3 不同處理對鮮切蘋果質(zhì)量損失率的影響

鮮切果蔬質(zhì)量損失主要有兩個方面，呼吸失水和干物質(zhì)的損耗，其中呼吸失水是造成質(zhì)量損失的主導因素。由圖3可知，在貯藏期間，各處理的質(zhì)量損失率呈上升趨勢。處理較對照能顯著抑制鮮切蘋果的水分散失(P=0.043＜0.05)，這可能是由于生姜提取物中的類黃酮物質(zhì)作用于呼吸鏈酶，抑制了呼吸作用，減少了蒸騰失水。其中，0.1g/mL生姜提取物處理的鮮切紅富士蘋果保藏效果最好。

圖 3 不同處理對鮮切蘋果質(zhì)量損失率的影響Fig.3 Effect of different treatments on weight loss rate of fresh-cut apple

2.4 不同處理對鮮切蘋果可滴定酸含量的影響

圖 4 不同處理對鮮切蘋果可滴定酸含量的影響Fig.4 Effect of different treatments on titratable acid content of fresh-cut apple

可滴定酸(TA)是果實營養(yǎng)品質(zhì)的重要指標。由圖4可看出，隨著貯藏時間的進行，鮮切蘋果的TA含量呈遞減趨勢。第2天的降幅最大，說明在貯藏期間，部分有機酸轉化成糖，用于呼吸消耗，被氧化成CO2和H2O；部分被K+、Ca2+所中和，如Ca2+和草酸結合生成草酸鈣，因而使果實的酸味消減，風味降低。到貯藏末期，0.1g/mL生姜提取液處理的鮮切紅富士蘋果的TA含量為0.4g/mL，對照組鮮切紅富士蘋果的TA含量僅為0.16g/mL，經(jīng)分析達顯著水平(P=0.046＜0.05)。

2.5 不同處理對鮮切蘋果PPO活性的影響

圖 5 不同處理對鮮切蘋果多酚氧化酶活性的影響Fig.5 Effect of different treatments on PPO activity of fresh-cut apple

PPO是導致鮮切蘋果褐變的主要物質(zhì)，PPO活性越高，褐變越嚴重。從圖5可以看出，PPO活性呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，各處理的PPO活性均在第8天達到高峰之后降低。生姜提取物處理的鮮切紅富士蘋果較對照能顯著抑制PPO活性，較好的保持產(chǎn)品的外觀品質(zhì)。其中0.2g/mL和0.1g/mL生姜提取物處理的鮮切紅富士蘋果的效果最佳，分別為0.0450、0.0483ΔOD/(g·min)。處理和對照達顯著水平(P=0.034＜0.05)。

2.6 不同處理對鮮切蘋果MDA含量的影響

MDA是膜脂過氧化的主要產(chǎn)物，MDA的積累與果實衰老有密切的關系。由圖6可看出，隨貯藏時間的延長，MDA的含量呈上升趨勢。在貯藏末期，0.2g/mL和0.1g/mL生姜提取物處理的鮮切紅富士蘋果的MDA含量分別為0.43、0.47mmol/g，對照為0.65mmol/g，各處理之間達顯著性水平(P=0.014＜0.05)。結果表明：生姜提取物可以有效抑制MDA的積累，延緩鮮切紅富士蘋果的衰老。

圖 6 不同處理對鮮切蘋果丙二醛含量的影響Fig.6 Effect of different treatments on MDA content of fresh-cut apple

2.7 不同處理對鮮切蘋果細菌總數(shù)的影響

表 2 不同處理對鮮切蘋果細菌總數(shù)的影響 Table 2 Effect of different treatments on total bacterial count of fresh-cut apple 104CFU/g

從表2可以看出，在整個鮮切貯藏期間，隨時間的延長，鮮切蘋果的細菌總數(shù)呈級數(shù)增長趨勢。在相同的貯藏時間段，對照組的細菌總數(shù)要遠遠大于處理組的細菌總數(shù)，方差分析達顯著水平。在貯藏第10天時，處理的細菌總數(shù)達到了(616.67±7.139)×104CFU/g，喪失食用價值，而0.1g/mL生姜提取物處理的細菌總數(shù)僅有(8.64±0.067)×104CFU/g，保證了鮮切蘋果良好的品質(zhì)。

2.8 不同處理對鮮切蘋果感官品質(zhì)的影響

統(tǒng)計各處理的感官鑒評結果，并折算成贊成比率，其模糊矩陣如下：

各指標的權重系數(shù)集為：X=(0.3 0.4 0.4)，依據(jù)模糊評判模型，進行模糊變換，得各處理的綜合評判結果：YCK＝X◎RCK＝(0.11 0.19 0.70)；Y0.02＝X◎R0.02＝(0.27 0.49 0.24)；Y0.05＝X◎R0.05＝(0.22 0.61 0.17)；Y0.1＝X◎R0.1＝(0.76 0.17 0.07)；Y0.2＝X◎R0.2＝(0.68 0.17 0.15)。各處理水平無菌蒸餾水(CK)、0.02 (A)、0.05 (B)、0.1 (C)、0.2g/mL(D)結果為：綜合評判結果：優(yōu)：C、D，中：A、B，劣：CK；歸一化后綜合排序為：C＞D＞B＞A＞CK。因此，CK處理的鮮切紅富士蘋果整體感官品質(zhì)較差，0.05g/mL和0.02g/mL生姜提取物處理的感官品質(zhì)較好，0.1g/mL和0.2g/mL生姜提取物處理的感官品質(zhì)最好。表明生姜提取液濃度過低，保鮮效果欠佳。由表2可知，0.1g/mL生姜提取物處理的鮮切紅富士蘋果的效果優(yōu)于0.2g/mL生姜提取物處理的鮮切紅富士蘋果，效果最佳。

3 討論及結論

機械損傷會誘導果蔬乙烯釋放量迅速增加，使組織呼吸強度顯著增強，并隨著衰老過程進一步加劇。本實驗在4℃貯藏條件下，所有處理的呼吸強度呈起伏變化。第2天時呼吸強度下降，是因為果實對機械損傷產(chǎn)生了快速應激反應，誘導產(chǎn)生傷乙烯，也有組織受傷后自我修復的原因，同樣的變化趨勢也存于在其他的鮮切果蔬中[18-19]。在修復過程中，呼吸和乙烯趨于平緩下降，處理和對照變化一致。第8天出現(xiàn)第2個呼吸高峰，這是由于切割傷害引起營養(yǎng)物質(zhì)的外流增加，導致微生物的繁殖速度加快，造成呼吸強度快速上升。在整個過程中，對照的呼吸和乙烯水平始終高于處理組，說明生姜提取物能有效抑制呼吸強度和乙烯釋放量，且在一定范圍內(nèi)，濃度越大，抑制效果越明顯。

鮮切蘋果在貯藏過程中，質(zhì)量損失率成上升趨勢，這主要是由呼吸失水引起的。可滴定酸呈下降趨勢，這是由于可滴定酸除可轉化成糖，作為呼吸底物被被氧化成CO2和H2O外，還可以被K+、Ca2+所中和，如Ca2+和草酸結合生成草酸鈣，因而使果實的酸味減淡，風味降低。

鮮切蘋果的褐變主要是酶促褐變，這與PPO活性密切相關。蘋果經(jīng)切分，酶和底物的區(qū)域化結構被打破，生理活動加劇，PPO活性升高，導致褐變。結果表明生姜提取物處理的鮮切紅富士蘋果，其PPO活性顯著低于對照組。組織受傷會加速細胞膜的降解，引發(fā)一系列次級反應，如飽和脂肪酸的膜脂過氧化，產(chǎn)生MDA積累，而果膠酶使細胞壁進一步降解，導致硬度下降。結果表明生姜提取物處理的鮮切蘋果的MDA含量低于對照，說明生姜提取物可有效抑制MDA的積累，維持細胞膨壓，保持產(chǎn)品的硬度。這與楊巍等[20]和寇莉蘋等[21]的研究結論相符。

鮮切產(chǎn)品在切割過程中造成汁液等營養(yǎng)成分外流，易滋生微生物，引起產(chǎn)品的腐爛變質(zhì)，對品質(zhì)和貨架期有很大的威脅。生姜中的酚類物質(zhì)不僅具有很強的抗氧化作用，還具有很好的殺菌效果。研究表明，生姜提取物對金黃色葡萄球菌、枯草桿菌、黑曲霉、青霉、大腸桿菌、啤酒酵母菌等均有很強的抑菌作用。從本實驗結果看，生姜提取物處理的鮮切蘋果細菌總數(shù)明顯低于對照。在貯藏期末，對照組的細菌總數(shù)超過106，已喪失商品價值。若能結合涂膜處理，效果可能會更好。

從感官評價結果可以看出，在適宜的范圍內(nèi)，處理濃度越大，效果越好，濃度過低或過高均會影響鮮切紅富士蘋果的感官品質(zhì)。這可能是因為不適宜的濃度造成了生理紊亂，對超氧陰離子及羥基自由基等的抑制能力下降，導致褐變，影響外觀色澤[22]；同時阻礙了脂肪酸、氨基酸等合成次級化合物的途徑，進而對產(chǎn)品的風味和口感產(chǎn)生了消極影響[22]，這與Stoilova等[23]的研究結果一致。

鮮切處理會引起液泡的破裂，使細胞質(zhì)和核酸酶與底物混合，誘導傷乙烯和呼吸速率、單位體積的比表面積和水分活度增加，這些生理變化都可能導致褐變、風味損失、快速軟化、萎縮和較短的貯藏壽命。本研究基于生姜提取物兼具抗氧化性和抑菌的作用，且安全可食特點，用生姜提取物處理鮮切蘋果，取得了良好的效果。生姜提取物能顯著延緩呼吸速率及乙烯釋放量，降低鮮切蘋果的質(zhì)量損失率，減少可滴定酸含量的損失，有效抑制PPO活性及MDA的積累，減少微生物對鮮切蘋果的侵染，較好地保持了鮮切紅富士蘋果的品質(zhì)。感官評價結果表明，0.1g/mL的生姜提取物保鮮效果最佳。

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