鮮切果蔬精準保鮮包裝技術的研究進展

龍婭，胡文忠*，薩仁高娃，李元政，老瑩，趙曼如，廖嘉

1(大連民族大學 生命科學學院，遼寧 大連，116600)2(生物技術與資源利用教育部重點實驗室，遼寧 大連，116600) 3(大連理工大學 生命科學與技術學院，遼寧 大連，116024)

鮮切果蔬又名半處理果蔬或輕度加工果蔬，是對新鮮果蔬進行清洗、去皮去核、切割、保鮮、包裝等處理，使其成為新鮮營養、方便快捷、綠色健康的即食產品。鮮切果蔬以其新鮮、方便、快捷等特點受到廣大消費者的青睞,已在全球范圍內廣泛供應餐飲業及零售業[1]。然而，最小加工處理會改變果蔬的完整性，降低鮮切果蔬品質，限制其加工業的發展[2]。因此如何有效地保持品質，延長貯藏期是鮮切果蔬加工過程中需要解決的主要問題。而適當的包裝可通過減少微生物的侵染，延緩酶促褐變與非酶促褐變，降低組織結構代謝和呼吸強度等來減緩鮮切果蔬品質的劣變，從而達到延長鮮切果蔬貨架期的目的[3]。但不同種類的鮮切果蔬因其呼吸強度、營養成分、褐變程度等的不同，通常需要采用不同的精裝保鮮包裝。因此選擇適合的精裝保鮮包裝技術對鮮切果蔬的生產及其產業的發展都具有極其重要的意義。本文對果蔬進行分類，并針對不同種類鮮切果蔬適用的保鮮包裝技術進行了概括，同時對目前國內外鮮切果蔬所采用的精裝保鮮包裝技術進行了介紹，以期為鮮切果蔬的精裝保鮮包裝技術在國內的進一步研究和推廣提供一定的參考和借鑒作用。

1 不同種類鮮切果蔬的精準保鮮包裝技術

不同種類的鮮切果蔬由于其呼吸強度、含水量、營養成分、褐變速度及質地等的不同，通常需要采用不同精準保鮮包裝技術來維持外觀、營養成分、新鮮度等品質。葉菜類(芹菜、生菜、菠菜等)鮮切蔬菜由于質地較軟，葉片容易破損，導致其不能使用像超高壓、真空處理這類具有較大壓力的包裝技術進行保鮮，而通常采用臭氧處理[4]、低溫貯藏[5]、氣調包裝[6]等技術進行保鮮包裝。切割后的馬鈴薯、蘋果、梨極易發生褐變，而熱處理[7]、氣調包裝[7]、可食性涂膜[8]等包裝技術均能明顯抑制褐變，因此將這些技術應用于易褐變的鮮切果蔬能保持其果蔬的良好感官品質。仁果類(蘋果、梨)鮮切果蔬由于呼吸強度較低，易于貯藏，通常采用可食性涂膜[8]、熱處理保鮮方式進行貯藏包裝[7]。而核果類(桃、李、杏等)的果蔬因呼吸強度較大，不易于貯藏。可采用超高壓結合真空[9]及納米ZnO包裝技術[10-11]進行保鮮。由此可見，不同種類鮮切果蔬因其本身特點需要采用不同的包裝技術進行保鮮。表1總結了不同種類鮮切果蔬適用的精準保鮮包裝技術。

2 鮮切果蔬保鮮包裝技術

2.1 低溫保鮮技術

溫度是影響鮮切果蔬貯藏期品質劣變的重要因素，采用低溫貯藏是鮮切果蔬保鮮中最常見的方法[2]。低溫可抑制各種氧化酶的活性、降低鮮切果蔬的呼吸強度及酶促褐變反應速度，從而控制果蔬體內的生理生化反應，延緩衰老和腐敗，同時低溫還能夠抑制腐敗菌的生長和繁殖，從而起到良好的保鮮效果[13]。但當溫度低于某一程度時會產生冷害作用，不利于鮮切果蔬的貯藏，因此使用低溫貯藏保鮮需注意溫度的控制。低溫貯藏屬于基礎保鮮，通常是將其與真空包裝、可食性涂膜等技術聯合使用。但不是所有鮮切果蔬都適用低溫貯藏，如香蕉、梨等容易產生冷害的鮮切果蔬，不易用較低溫貯藏進行保鮮，而通常采用熱處理[15]、可食性涂膜[2]等技術進行保鮮包裝。

表1 不同種類鮮切果蔬適用的精準保鮮包裝技術Table 1 Precise fresh-keeping packaging technology for different types of fresh-cut fruits and vegetables

吳漢東等[31]以鮮切萵筍為原料，研究真空包裝鮮切萵筍在低溫貯藏期間品質的變化。研究結果表明，真空包裝聯合低溫貯藏能有效緩解鮮切萵筍的失重率、可滴定酸含量、呼吸強度、VC及葉綠素損失率的下降、并顯著降低鮮切萵筍表面的細菌總數，提高萵筍的感官品質和營養價值。

2.2 氣調包裝

氣調包裝技術是通過調節和控制氣體比例而使鮮切果蔬得以延長貨架期的方法[7]。它是在低溫貯藏的基礎上，將鮮切果蔬放入密封包裝袋內，同時改變貯藏環境氣體比例的一種保鮮技術。其保鮮原理是通過降低O2濃度，增大CO2濃度來減弱鮮切果蔬呼吸作用引起的發酵與腐爛，同時降低微生物的生長繁殖速度和乙烯的生成量[13]，起到延長鮮切果蔬貨架期的目的。氣調包裝可分為自發氣調包裝(MAP)和控制氣調包裝(CAP)2種。

2.2.1 自發氣調包裝

自發氣調包裝是利用鮮切果蔬自身的呼吸作用消耗O2，產生CO2逐漸使包裝袋內構成低O2與高CO2的氣調環境，進而達到鮮切果蔬保鮮的目的[3]。GHIDELLI等[38]評價了貯藏期間大豆蛋白可食性涂膜和傳統及特殊氣調包裝結合對鮮切茄子質量的影響，研究發現傳統氣調包裝可以良好保持果實硬度,維持果實重量，鮮切茄子的貯藏期可達到6 d，而應用特殊氣調(80 kPa O2)進行包裝，鮮切茄子的商業貨架期延長至8～9 d。此外，自發氣調包裝還常用于鮮切哈密瓜、蘋果、胡蘿卜、萵筍及西蘭花等果蔬的保鮮包裝中，并取得良好保鮮效果[3]。

2.2.2 控制氣體包裝

控制氣體包裝是指人為地建立鮮切果蔬氣調包裝所需要的O2、CO2、N2等氣體的比例，即選擇能更好保持鮮切果蔬品質的氣體來替代原包裝內的氣體成分，得以延長鮮切果蔬的貨架期[3]。氣調包裝通常需要保持鮮切果蔬內部含2%～5% O2和 5%～10% CO2，以利于維持鮮切果蔬的品質[13]。LI等[17]研究了4 ℃低溫貯藏結合64 μm PP薄膜氣調包裝對鮮切獼猴桃品質及貨架期的影響，研究表明，10% CO2與 5% O2的氣調包裝可良好維持果實硬度、總酚和葉綠素含量，其中10% CO2或40% CO2的活性氣調包裝均可減少微生物的侵染。但在鮮切果蔬的貯藏保鮮過程中，O2濃度容易過低，會因無氧呼吸而對鮮切果蔬造成損傷，不利于貯藏。而高氧、Ar和N2O氣調包裝可解決低氧氣調包裝的弊端問題，其中高氧氣調包裝作為低氧氣調包裝的一種替代形式，適用于蘑菇、芹菜及獼猴桃等易發生褐變及發酵的鮮切果蔬[3]。

2.3 臭氧水處理

臭氧水處理是一種物理保鮮技術[16]。由于其對細菌、真菌、病毒以及真菌孢子具有顯著的抗菌活性，因此在最近幾年受到食品保鮮工業的廣泛關注[35]。它主要通過穿透胞壁，作用于外殼的脂蛋白和內部的脂多糖，從而改變微生物細胞膜的通透性，造成菌體蛋白質變性及破壞菌體酶系統，導致微生物溶解死亡[13]。其次，臭氧是強氧化劑，能消除鮮切果蔬呼吸所釋放的乙烯，且臭氧與乙烯反應生成的中間產物還可抑制霉菌的生長繁殖。此外，臭氧處理還能降低鮮切果蔬呼吸強度及營養物質消耗，延緩果蔬后熟和衰老，達到延長鮮切果蔬貨架期的作用[13]。目前臭氧水處理常用于鮮切西蘭花[16]，萵苣[35]，生菜[10]等葉菜類蔬菜的保鮮，并取得良好的保鮮效果。

張麗華等[16]研究不同濃度臭氧水處理對鮮切獼猴桃感官品質及微生物質量的影響，研究表明，0.7 mg/L的臭氧水處理可以減緩鮮切獼猴桃貯藏期間可溶性固形物含量、色差值(L*值和a*值)和抗壞血酸含量的下降，并可以顯著抑制鮮切獼猴桃表面的細菌總數，采用濃度為0.7 mg/L的臭氧水浸漬鮮切獼猴桃5 min，置于4 ℃條件貯藏，可使鮮切獼猴桃的貨架期延長至14 d。

2.4 真空包裝技術

真空包裝一般選用非透氣的包裝材料，通過抽真空將包裝袋內氧含量降低，達到預定的真空度后，完成封口工序，以起到延長鮮切果蔬貯藏期的效果[3]。

真空包裝保鮮原理主要是通過降低空氣中的壓力，同時等于把包裝袋內和鮮切果蔬細胞內的氧氣抽掉，使食品與外界空氣隔絕，在真空氣氛中的水蒸氣、氧含量降低，既避免了食品的氧化反應，又使微生物失去生存空間[3]，同時還能降低鮮切果蔬的呼吸強度，并抑制乙烯的合成，從而減慢鮮切果蔬的成熟及衰老，最終達到保鮮的目的[39]。真空包裝操作方法簡單，保鮮效果較好，特別是對鮮切果蔬色澤、香味及質地等方面的保持。但其不能抑制厭氧菌的生長繁殖，將其與冷藏、輻照、臭氧水處理等技術聯合使用能達到更好的保鮮效果。因真空包裝過程會產生較大壓力，會對質地較軟的香蕉、菠菜、生菜等鮮切果蔬組織結構產生破壞，不利于貯存。而將其應用于質地較硬的鮮切果蔬，如鮮切馬鈴薯、蓮藕、胡蘿卜等中能起到良好保鮮效果。

2.5 超高壓保鮮包裝技術

超高壓保鮮技術是一種非熱加工技術，是指在常溫或較低溫度條件下對鮮切果蔬進行100 MPa以上的高壓處理，在高壓作用下使蛋白質變形和鈍化鮮切果蔬中酶的活性，同時殺死其中絕大多數的細菌、霉菌和酵母菌，由于處理溫度較低，不會破壞鮮切果蔬原有的品質、風味及營養物質，因此將超高壓殺菌技術應用于鮮切果蔬保鮮包裝中，可以有效地延長鮮切果蔬的貨架期[41]。

超高壓保鮮原理主要是通過引起微生物細胞形態的改變，破壞其細胞壁、細胞膜及細胞間隙的結構來影響微生物的生理活動，繼而導致菌體死亡[42]。另外經過超高壓處理后菌體蛋白中的非共價鍵及蛋白質三級結構被破壞，導致蛋白質凝固及鮮切果蔬中所含品質酶的催化活性降低。因此超高壓處理可以達到殺菌滅酶從而降低食源性疾病的風險和延長鮮切果蔬貯藏期的效果。但超高壓保鮮包裝技術由于壓力較大，導致其不適用于香蕉、生菜、菠菜等質地較軟的鮮切果蔬，而常用于蘋果、哈密瓜等質地較硬的鮮切果蔬保鮮包裝。

XU等[43]研究表明，120 MPa超高壓處理10 min后，可顯著降低鮮切梨的水分遷移率、總酚含量、呼吸速率和乙烯產量，同時還可延遲鮮切梨腐敗微生物的生長繁殖，有效抑制過氧化氫酶和過氧化物酶的活性，并發現將超高壓結合化學試劑浸泡處理在4 ℃條件下貯藏可維持鮮切梨良好的感官品質，延長其貨架期至14 d。WU等[44]研究表明，鮮切蘋果經150 MPa高壓處理10 min中后，可顯著降低呼吸速率和乙烯產量，同時延緩鮮切蘋果在貯藏期間的酶促褐變和微生物的生長，在4 ℃貯藏條件下可延長鮮切蘋果貨架期至12 d。TRIBST等[22]研究表明，600 MPa下持續30 min超高壓處理能夠抑制與褐變相關的PPO和POD活性，保持鮮切胡蘿卜顏色參數和新鮮度不變。

2.6 可食性涂膜保鮮包裝技術

涂膜保鮮技術通常用在鮮切果蔬的內包裝上，是指將鮮切果蔬浸泡在無毒的液態高分子可食性涂膜劑中，在鮮切果蔬表層形成具有通途和阻隔特性的半透氣薄膜，以達到延長鮮切果蔬貨架期的目的[1]。

果蔬經過最小加工處理后，大量表面積暴露于空氣中，使果蔬組織中的酚類物質與大量氧氣接觸，在多酚氧化酶(PPO)的催化下，發生醌的積累，醌在進一步氧化聚合成褐色色素，即發生酶促褐變[1]。通過可食性涂膜包裝后能夠有效阻止空氣中大量的氧氣進入鮮切果蔬內部，有效抑制多酚氧化酶的活性，減緩果蔬褐變，從而達到改善果蔬貯藏品質的效果[45]。果蔬由于切割而引起組織結構損傷，使其原有的保護系統遭到破壞，汁液的外流為微生物生長繁殖提供了良好的營養物質[1]。而像殼聚糖這類成膜物質本身具有一定的抑菌、殺菌作用，用其處理鮮切果蔬能減少微生物的侵染機會。同時涂膜處理還能抑制鮮切果蔬呼吸作用，延緩乙烯生成及降低代謝速度，起到保持產品的質量和穩定性。但可食性涂膜會破壞蔬菜葉片的形狀結構，導致其萎蔫，因此并不適用于鮮切葉菜類蔬菜的保鮮包裝。

BRASIL等[46]研究發現用多聚糖基多層抗菌涂膜處理鮮切木瓜可以維持良好品質，延長貨架期。LI等[47]采用納米ZnO涂膜薄膜包裝鮮切富士蘋果，可維持鮮切蘋果良好的感官品質，并降低大量微生物的侵染機會，達到延長貯藏期的目的。李芳菲等[12]研究殼聚糖涂膜對鮮切桃品質的影響，研究表明，殼聚糖涂膜后能顯著降低PPO、POD活性，使鮮切桃維持良好的色澤及硬度，同時可降低果實酸度和腐敗率、減緩可溶性固形物的分解，使鮮切桃貨架期達到4～8 d。

2.7 納米保鮮包裝技術

納米保鮮包裝是一種新型的研究領域，納米包裝材料主要指使用納米技術,對包裝產品進行納米添加、納米改性、納米合成,使其具有某種特性或功能的一類食品包裝材料的總和[48]。納米粒子可以顯著改善原始材料的物理和化學性質，如機械強度、熱穩定性、導電性等[10]。同時經過納米化加工的復合包裝材料,除了對O2、CO2、揮發性物質和香味等具有良好的阻隔性能外，納米顆粒還可以用作抗菌劑和添加劑的載體，將其用于鮮切果蔬的保鮮包裝中，可通過控制果蔬呼吸交換來延長其保質期[49]。

納米復合包裝材料可以提供多功能的活性，如納米Ag顆粒不僅可作為乙烯氧化的催化劑，將其加入鮮切果蔬包裝材料中可加速氧化果蔬釋放的乙烯，減少包裝乙烯含量，達到良好的保鮮效果，同時還能抑制大量細菌和微生物的生長，因此在鮮切果蔬保鮮包裝方面被認為是一種有前途的抗菌材料。COSTA等[50]研究納米Ag、納米蒙脫土(MMT)的可食性涂膜對鮮切胡蘿卜貨架期的影響，特別是在貯藏期間對感官品質及微生物質量進行檢測。研究發現，納米Ag顆粒可食性涂膜可以控制鮮切胡蘿卜貯藏期間微生物的生長繁殖及水分損失,可延長貨架期到大約70 d，而對照組只有4 d。納米ZnO作為一種多功能無機納米粒子，具有抑制微生物生長的潛力。LI等[47]研發了一種新型聚氯乙烯薄膜，將其與納米ZnO顆粒粉末混合，用于鮮切蘋果保鮮效果的研究。結果表明，與對照樣品(PVC薄膜包裝)相比，納米ZnO包裝顯著降低了鮮切蘋果腐爛率21.9%，并延長鮮切“富士”蘋果的貨架期6 d。納米TiO2是抗菌效果優良的無機抗菌劑，能夠抑制大腸桿菌的生長繁殖，對大腸桿菌具有100%的殺滅作用。此外，納米TiO2具有廣譜的滅菌作用，對其他致病病毒、細菌、噬菌體、真菌、癌細胞等也具有良好的抑制效果[51]。

納米保鮮包裝在水果、蔬菜等多種生鮮或加工食品中加以研究應用，因納米復合包裝材料特有的形狀、大小、表面形態以及內部結構使得納米金屬氧化物能夠吸收光中的能量并產生催化作用，起到調節O2和CO2的水平，抑制乙烯及各種微生物的生長與繁殖[51]，將其應用于鮮切果蔬的包裝中可以有很好的貯藏保鮮效果，且納米包裝材料可以改善包裝材料，抑制生理代謝、減少腐爛變質、防止微生物的入侵作用，起到延緩鮮切果蔬品質劣變和延長貨架期的目的[48]。納米技術應用于鮮切果蔬的保鮮包裝方面還處于初步階段，它在鮮切果蔬保鮮領域中還有很大發展空間和廣闊的應用前景。目前已將其用于鮮切蘋果、胡蘿卜、馬鈴薯等的保鮮包裝中并取得較好的保鮮效果。FANG等[52]制備了納米銀、納米TiO2和納米SiO2包裝材料，并評價了金針菇貯藏期間質量的變化，研究表明，納米復合包裝材料可調節O2和CO2含量，降低乙烯的生成率，同時可提高金針菇的VC，維持可溶性蛋白質和總可溶性固體含量不變，延長其貨架期至14 d。MENG等[53]評價了超聲波處理聯合納米ZnO可食性涂膜對鮮切獼猴桃品質的影響，研究表明，使用40 kHz的超聲聯合1.2 g/L納米ZnO涂膜處理后可顯著降低樣品的CO2與乙烯含量的產生，減少水分流失，質地得到更好的保持，在很大程度上延長鮮切獼猴桃的貨架期。

2.8 微膠囊包裝技術

微膠囊技術上是指一種利用天然或合成的高分子成膜材料把分散均勻的固體微粒、液體或氣體包覆形成一種具有半途性或密封囊膜的微小固體顆粒的技術[54]。

微膠囊技術應用在鮮切果蔬保鮮方面，能夠有效防止有害物質直接與果蔬接觸，保持果蔬的抗氧化潛力及延緩果蔬的腐敗變質，從而達到延長鮮切果蔬貨架期的目的[55]。這是因為微膠囊具有保護活性物質，減少外界不良因素(如光、熱、氧氣等)與芯材反應，減少芯材向外界環境的蒸發或轉移，控制芯材的釋放，降低或覆蓋芯材的不良氣味、色澤，改變物料的物理性狀，方便運輸和處理，延長產品貨架期并減少組分的營養損失等眾多作用[56]。植物精油因其具有安全、天然及無毒等優點被廣泛應用于食品防腐中，但單純使用植物精油進行保鮮，會因其本身的氣味影響鮮切果蔬的風味，而微膠囊具有緩慢釋放的功能，將植物精油微膠囊化后能使它逐漸釋放到鮮切果蔬表面，減少精油對鮮切果蔬風味的不良影響，也能很好地保持抗菌效果。同時植物精油微膠囊化后可提高其穩定性及環境適應性，因此將微膠囊技術用于鮮切果蔬保鮮方面有著廣泛的應用前景。但目前該技術常用于肉制品及谷制品類的保鮮包裝，而在鮮切果蔬保鮮包裝方面的研究相對較少，所以將其應用在不同種類鮮切果蔬保鮮包裝上是一個值得研究的關注點。

王冰玉等[54]研究了檸檬醛微膠囊結合低溫貯藏對鮮切刺嫩芽的保鮮效果，研究表明，檸檬醛微膠囊可使鮮切鮮切刺嫩芽保持較好的色差，且降低失重率和硬度的變化，同時延緩了VC、總酚和可溶性糖含量的減少，其中，2 g和3 g微膠囊用量保鮮效果最好。

3 展望

包裝是鮮切果蔬保鮮加工的重要環節，而不同種類的鮮切果蔬因其本身特點不同，需要采用不同的精準包裝技術進行保鮮，且各種保鮮包裝技術在處理生產中依據其特性適用的范圍也有所區別。所以在實際生產中,應根據不同的鮮切果蔬原料性質特點來選擇適宜的保鮮包裝技術以達到最佳的保鮮效果且最大的經濟效益。目前，新開發的復合納米包裝技術及微膠囊保鮮技術已用于鮮切果蔬的保鮮，但相關領域的研究依舊較少，還應不斷地進行開發與實際應用的研究。

今后鮮切果蔬的保鮮包裝技術的研究方向應向著更安全、綠色及有效的方向發展。因此，鮮切果蔬包裝技術應在以下幾個方面加強研究：(1)將營養成分聯合保鮮包裝技術，進而用于鮮切果蔬的防腐保鮮研究較少，是一個研究關注點。(2)進一步開發緩釋性包裝、活性包裝、智能包裝、抗菌包裝等新型無公害、功能性保鮮包裝技術，并有效地聯合使用不同的保鮮包裝技術，為進一步改善鮮切果蔬外觀包裝以提高競爭力。(3)研究包裝技術與高效無毒的化學防腐劑聯合作用機理，開發更綠色安全的保鮮包裝技術，以期很好的保持鮮切果蔬的營養物質、新鮮度以及風味，促進鮮切果蔬的商業化生產。