Effects of Ultrasonic Treatment Combined with Microporous Modified Atmosphere Packaging on Cold Storage Quality of Fresh-cut Jackfruit
-
摘要: 为了明确超声波（US）处理结合微孔气调包装（MMAP）对鲜切菠萝蜜微生物总数和冷藏品质的影响，并确定最佳保鲜手段，采用对照（蒸馏水，10 min）、US（300 W，10 min）、MMAP（蒸馏水，10 min，5% O2、6% CO2，15个打孔数）以及US+MMAP四种方式处理鲜切菠萝蜜，样品在10±1 ℃下储存8 d，每2 d一次测定微生物及理化指标。结果表明，与对照相比，三种处理均可显著抑制鲜切菠萝蜜冷藏期间菌落总数、霉菌和酵母菌数生长繁殖（P<0.05），有效地延缓了由微生物引起的腐败变质，维持了鲜切菠萝蜜较高的组织硬度、可溶性固形物、可滴定酸，VC和总酚含量等，同时降低了丙二醛含量、多酚氧化酶和过氧化物酶活性，抑制了果实褐变，且US+MMAP联合处理显著优于单一处理。因此，超声波处理结合微孔膜气调包装（US+MMAP）能有效延长鲜切菠萝蜜的保鲜期。Abstract: The aim of this study was to investigate the effects of ultrasonic (US) treatment combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on the microbial count and refrigerated quality of fresh-cut jackfruit, and to determine the optimal means of preservation. This study employed four treatment methods for fresh-cut jackfruit: control (distilled water, 10 min), US (300 W, 10 min), MMAP (distilled water, 10 min, 5% O2, 6% CO2, 15 holes), and US+MMAP. Samples were stored at 10±1 ℃ for 8 d and microbial and physicochemical parameters were measured every 2 d. The results showed that compared with the control treatment, all three treatments significantly inhibited the growth and reproduction of bacteria, mold, and yeast in fresh-cut jackfruit during refrigerated storage (P<0.05), effectively delaying spoilage caused by these microorganisms. Additionally, these treatments maintained higher tissue firmness, total soluble solid content, titratable acidity, vitamin C content, and total phenolic content in fresh-cut jackfruit, while reducing the malondialdehyde content and polyphenol oxidase and peroxidase activity, thereby inhibiting browning. Notably, the US+MMAP combined treatment was significantly superior to the individual treatments. In summary, ultrasonic and microporous modified atmosphere packaging treatment has a good preservative effect on fresh-cut jackfruit.
-
Keywords:
- fresh-cut /
- jackfruit /
- ultrasonic /
- atmosphere packaging /
- storage quality
-
菠萝蜜（Artocarpus heterophyllus Lam.），又称树菠萝，属于桑科热带常绿大型树生水果，不仅具有食用和药用价值，其果树对生态环境具有积极影响[1−2]。然而，菠萝蜜具有体积庞大、含糖量高、耐贮性差和整果销售利润低等局限性[3]。此外，菠萝蜜果皮坚硬，切开后渗出大量白色粘液，纤维状果丝紧密包裹着果肉，消费者食用极为不便[4]。因此，鲜切菠萝蜜因其便利性而更受市场青睐。然而，新鲜菠萝蜜切分后，原本完整结构和组织会遭受不同程度的破坏，暴露于空气中，失去外果皮保护的果肉在贮藏过程中会产生褐变、失水、腐烂等现象，严重影响其货架期和安全性。通过适当的保鲜处理，不仅可以维持菠萝蜜原有的风味和口感，还能实现菠萝蜜产业链增值。
超声波作为一种安全、环保且便捷的非热杀菌技术，在果蔬加工与保鲜领域得到了广泛的应用[5]。低频超声波（20~100 kHz）通过强烈的机械作用和空化效应实现果蔬清洗除尘；此外，空化效应产生的局部高温和高压会破坏植物细胞和微生物的细胞壁与细胞膜，进而导致酶和微生物失活，实现杀菌和抑制褐变的作用[6]。目前，超声波保鲜技术的应用在鲜切芹菜[7]、番茄和丝瓜[8]、苹果[9]等果蔬中已取得良好效果。微孔气调包装是一种安全、高效且低廉的被动气调包装方式。与传统气调包装相比，微孔膜气调包装通过精细调控微孔数量与孔径，突破了高阻隔性商用膜的局限。它利用微孔与果蔬呼吸速率的相互作用，实时动态地调节包装内氧气（O2）和二氧化碳（CO2）的浓度，有效抑制果蔬呼吸作用，显著延缓其衰老进程。目前微孔气调包装在杨梅[10]和甜瓜[11]等果蔬中已取得良好保鲜效果。但超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜的冷藏品质的影响鲜见报道。
本文研究US、MMAP及US+MMAP对鲜切菠萝蜜冷藏期间品质（微生物、理化）的影响，深入分析US+MMAP处理对鲜菠萝蜜的保鲜作用。旨在为采用超声波结合微孔膜气调（US+MMAP）处理提升鲜切菠萝蜜的品质与贮藏性能提供坚实的理论与实践基础。
1. 材料与方法
1.1 材料与仪器
菠萝蜜（马来西亚1号） 采摘于屏边菠萝蜜种植基地，并挑选成熟度相近（可溶性固形物含量20%~22%）、无病虫害、无机械伤的菠萝蜜，采摘后立即送至实验室，并于10±1 ℃条件下预冷24 h后备用；PCA培养基、孟加拉红琼脂培养基 北京奥博生物技术有限责任公司；抗坏血酸标准试剂 分析纯，西陇化工股份有限公司；氢氧化钠、酚酞、3,5-二硝基水杨酸、2-硫代巴比妥酸、盐酸、甲醇、三氯乙酸、福林酚、乙酸、过氧化氢、乙酸钠、邻苯二酚、愈创木酚等主要实验试剂 分析纯，国药集团化学试剂有限公司。
DT-6B型气调包装保鲜机 成都市罗迪波尔机械设备有限公司；SK5200HP型超声波清洗器 上海科导超声仪器有限公司；DZX-50KBS立式压力蒸汽灭菌器 上海申安医疗器械厂；SW-CJ-1F洁净工作台 苏净集团苏州安泰空气技术有限公司；250HL恒温恒湿培养箱 江苏金怡仪器科技有限公司；WSC-S型测色色差仪 中国上海精密仪器有限公司；LB90A型糖度计 广州市明睿电子科技有限公司；TA.newplus型质构仪 上海瑞玢国际贸易有限公司；SY-1022果蔬呼吸测定仪 石家庄世亚科技有限公司；LTGL200M台式冷冻离心机 湖南湘立科技仪器有限公司；T6新世纪紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司。
1.2 实验方法
1.2.1 样品处理
将预冷24 h后的菠萝蜜切开取出大小相近、果型完整的菠萝蜜果苞随机分成四组，装入聚乙烯盒（PP盒，长×宽×高为18 cm×12 cm×5.5 cm）中。分别命名为CK组（无菌蒸馏水浸泡10 min后，0.03 mm保鲜膜覆盖）；US处理组（参考文献[12−15]和前期预实验，选择300 W超声处理10 min，0.03 mm保鲜膜覆盖）；MMAP处理组（无菌蒸馏水浸泡10 min后，进行微孔气调封装[16]：O2浓度5%、CO2浓度6%、打孔数15个）；US+MMAP处理组（300 W超声处理10 min，进行微孔气调封装）。每盒质量控制在200±10 g，置于10±1 ℃条件下进行贮藏，每隔2 d测一次指标，共测定8 d。
1.2.2 测定指标及方法
1.2.2.1 菌落总数、霉菌和酵母菌
分别参照GB 4789.2-2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》和GB 4789.15-2022《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》方法测定，结果均以lgCFU/g表示。
1.2.2.2 失重率
采用称重法测定。
失重率(%)=初始重量−终点重量初始重量×100 1.2.2.3 硬度
采用质构仪测定。随机选取每个处理组的3 个菠萝蜜，探头直径为2 mm，测定速度为1 mm/s，穿刺深度为3 mm，测定位置为赤道附近且取样点间隔大于5 mm，每个果平行5次取平均值，结果以N表示。
1.2.2.4 色差
采用色差仪进行测定。在自然光线下，用标准白板校准（L*=94.31，a*=0.04，b*=0.42），随机测定各处理组菠萝蜜表面的颜色的变化（L*、a*和b*值）。
1.2.2.5 可溶性固形物（TSS）含量
样品切碎后用洁净的纱布挤出汁液后，向校零后的糖度计凹槽中滴入滤汁，记录读数，平行3次取平均值，结果以%表示。
1.2.2.6 可滴定酸（TA）含量
采用酸碱滴定法进行测定[16]。称取5 g样品研磨匀浆，并用蒸馏水定容至100 mL，振荡30 min并用滤纸过滤，吸取20 mL滤液（含1%酚酞指示剂）用标定的0.01 mol/L NaOH标准溶液滴定至30 s内不褪色，结果以%表示。
1.2.2.7 还原糖含量
采用3,5-二硝基水杨酸法[3]测定。将0.5 g样品研磨匀浆并用蒸馏水定容至10 mL，80 ℃恒温水浴中30 min，冷却后离心20 min（10000 r/min，4 ℃），随后吸取0.5 mL上清液，补蒸馏水至2 mL，加入1.5 mL 3,5-二硝基水杨酸试剂充分混匀，沸水浴加热5 min，在540 nm处测定吸光度，结果以mg/g表示。
1.2.2.8 呼吸强度
采用果蔬呼吸强度测定仪测定。随机选取2个菠萝蜜，置于0.25 L的呼吸室中，平行3次取平均值，结果以mg CO2/（kg·h）表示。
1.2.2.9 抗坏血酸（VC）含量
采用紫外分光光度法[17]进行测定。将2 g菠萝蜜与5 mL 1%预冷盐酸在冰浴上充分研磨成匀浆，而后转移至棕色离心管进行离心20 min（10000 r/min，4 ℃），得到上清液。将盛有0.2 mL，10%盐酸棕色具塞比色管中加入1 mL上述上清液，用蒸馏水定容至10 mL，在243 nm处测定吸光度值，结果以mg/100 g表示。
1.2.2.10 总酚含量
采用Folin-Ciocalteu法[3]测定。在冰浴条件下，将1 g样品与少量预冷的1% HCl-甲醇溶液充分研磨匀浆，随后用1% HCl-甲醇溶液将匀浆液定容至10 mL。40 ℃超声仪中提取30 min，然后离心30 min（5000 r/min，4 ℃）。取0.5 mL上清液与0.25 mmol/L福林酚试剂1 mL摇匀后，避光条件下反应5 min，紧接着加入7% Na2CO3溶液3 mL，用蒸馏水定容至10 mL。随后摇匀置于室温避光反应2 h后于765 nm处测量吸光度，结果以μg/g表示。
1.2.2.11 丙二醛（MDA）含量
采用硫代巴比妥酸法[12]进行测定。在冰浴条件下，将1 g样品加入2 mL预冷的100 g/L三氯乙酸匀浆，用100 g/L三氯乙酸定容至5 mL。随后离心20 min（4 ℃，10000 r/min）弃滤渣，取2 mL上清液与2 mL 6.7 g/L硫代巴比妥酸溶液充分混合，煮沸20 min，冷却后再次离心获得上清液。以100 g/L三氯乙酸溶液代替粗提取物作为空白，在450、532和600 nm处分析上清液吸光度，结果用nmol/g表示。
1.2.2.12 多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）活性
参照Zeng等[3]方法测定，5 g菠萝蜜加入5 mL 0.1 mmol/L乙酸-乙酸钠缓冲液（pH5.5，4%（w/v） PVPP），在冰浴条件下研磨至均匀的浆状物。在4 ℃条件下浸提1 h，并离心30 min（10000 r/min，4 ℃）获得上清液，所收集的上清液即为酶提取液。PPO酶的测定：吸取上述0.1 mL酶提取物，2.0 mL 0.1 mol/L pH5.5乙酸-乙酸钠缓冲液和0.5 mL 50 mmol/L邻苯二酚溶液，在420 nm处记录吸光度变化3 min，测定PPO活性，结果表示为U/（g·min）。POD酶的测定：吸取0.5 mL酶提取物，3 mL 2%愈创木酚和0.5 mL 500 mmol/L H2O2，在470 nm处记录吸光度变化3 min，测定POD活性，结果表示为U/（g·min）。
1.3 数据处理
所有实验数据采用Microsoft Excel统计处理，采用IBM SPSS 22.0软件中的单因素方差分析（ANOVA）和Duncan法检验显著性（P<0.05）。以Origin 2021软件绘图。
2. 结果与分析
2.1 US+MMAP处理对菠萝蜜菌落总数、霉菌和酵母数的影响
如图1A和图1B所示，样品处理完初期，与CK相比，US和US+MMAP处理使得样品的初始菌落总数由3.32 lgCFU/g减少到2.86、2.81 lgCFU/g，初始霉菌和酵母数由2.37 lgCFU/g减少到2.00、1.90 lgCFU/g，而MMAP处理差异不显著（P>0.05），类似研究结果表明超声处理可以降低草莓和白菜的初始微生物数[18−19]。随着贮藏时间的延长，微生物数量呈现逐渐上升的趋势。值得注意的是，在贮藏第8 d，菌落总数CK组为5.56 lgCFU/g，US、MMAP以及US+MMAP处理组，分别为4.48、5.09和4.30 lgCFU/g；霉菌和酵母数CK组为4.90 lgCFU/g，US、MMAP以及US+MMAP处理组，分别为4.11、4.43和3.82 lgCFU/g，各处理组之间均有显著差异（P<0.05），这说明三种处理方式均抑制了菌落总数、霉菌和酵母数的增长，其中抑菌效果US+MMAP>US>MMAP，而且US+MMAP复合处理对抑制鲜切菠萝蜜中微生物的繁殖具有协同增效作用。这可能归因于US在液体中产生强大压力、剪切力和局部高温，使生物结构在液体介质中因细胞内空化而发生物理化学变化，导致微生物细胞壁、细胞膜和DNA遭到破坏，从而达到杀灭微生物的目的[20]。在鲜切紫甘蓝[21]和鲜切芦笋[22]等也观察到类似的结论。此外，MMAP的低氧环境会抑制需氧菌的生长繁殖。综上所述，与单一处理相比，US+MMAP处理在延缓鲜切菠萝蜜微生物的生长方面效果最佳。
![]()
2.2 US+MMAP处理对菠萝蜜失重率和硬度的影响
如图2A所示，所有样品在冷藏过程中失重率均逐渐增加，但是，经过处理的果实失重率显著低于CK组（P<0.05），这可能是因为US能保护菠萝蜜中的水分子和大分子间的氢键，降低水分流失和代谢速度[23]。同时，MMAP包装有效地抑制了菠萝蜜的呼吸，降低了其新陈代谢，保护了其营养和质量的损失，陆一菲等[24]在薄荷中也得到同样的结果。其中，US+MMAP处理的样品在8 d内失重率最低，说明联合处理的效果最佳。Fan等[25]同样报道了US处理可有效减少气调包装鲜切黄瓜的质量损失。
![]()
图 2 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜失重率（A）和硬度（B）的影响Figure 2. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on weight loss (A) and firmness (B) of fresh-cut jackfruit果肉的硬度是衡量鲜果品质和贮藏性状的重要指标，反映细胞壁强度和细胞间黏附程度[26]。如图2B所示，随着贮藏时间增加，所有样品的硬度都逐渐下降。到第8 d，CK组的硬度降至4.25 N，减少了47.39%，相比之下，其他处理组的硬度更高，尤其是US+MMAP处理组硬度最大，仅减少了17.95%，与其它处理组差异显著（P<0.05）。这可能归因于US处理降低了水的流动性和酶活性，从而延缓了硬度下降[23]，而MMAP处理提供了适宜的气调环境，降低了菠萝蜜的新陈代谢。
2.3 US+MMAP处理对菠萝蜜色差的影响
鲜切果蔬的色泽是决定消费者对其购买及品质评价的重要因素。由表1可知，色泽指标L*值在贮藏期间逐渐下降，a*和b*值逐渐增加，这说明鲜切菠萝在贮藏过程中随时间的延长，鲜切面的亮度逐渐变暗，颜色逐渐偏红黄色。第8 d时，US+MMAP组的L*值显著高于其他组（P<0.05），a*和b*值低于其他组（P<0.05），这说明US+MMAP处理可以更好的维持鲜切菠萝蜜的色泽，减少褐变。鲜切产品的机械伤会加速微生物污染和诱导酶促褐变，有研究表明[25]超声波能抑制微生物生长和相关酶的活性，保持贮藏期间鲜切果蔬的品相。
表 1 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜颜色的影响Table 1. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on the color of fresh-cut jackfruit贮藏时间（d） 处理组 L* a* b* 0 − 87.43±1.88 3.47±0.38 46.19±0.87 2 CK 77.10±2.16b 8.83±0.84a 57.02±0.54a US 84.99±0.42a 4.25±0.57b 52.78±1.03b MMAP 84.09±0.96a 4.48±0.26b 53.66±0.84b US+MMAP 85.70±1.19a 4.22±0.73b 48.1±1.78c 4 CK 76.71±1.33c 8.00±1.29a 60.07±2.12a US 82.64±0.79a 5.17±0.47b 56.02±0.66bc MMAP 80.40±0.51b 6.04±0.26b 57.09±0.91b US+MMAP 83.84±1.29a 5.72±0.07b 53.13±2.05c 6 CK 76.35±1.23c 9.72±0.04a 64.98±0.12a US 80.73±0.65b 6.47±0.86c 59.14±0.34b MMAP 79.86±0.68b 8.40±0.47b 60.11±0.88b US+MMAP 83.20±0.62a 6.22±0.41c 48.6±2.08c 8 CK 69.08±1.78d 12.36±1.21a 65.15±1.73a US 78.04±1.32b 8.90±0.61bc 60.23±1.49b MMAP 74.32±1.47c 10.13±0.74b 57.17±2.6b US+MMAP 81.06±1.26a 7.80±0.43c 51.14±1.49c 注：同列不同小写字母表示不同处理组在同一贮藏时间下有显著性差异，P<0.05。 2.4 US+MMAP处理对菠萝蜜TSS含量、TA含量、还原糖含量的影响
TSS代表果蔬里可溶性糖类、酸、维生素等物质的总量，反映了果蔬的保存状态和成熟度[27]。图3A显示，各处理组的TSS值随时间增加而上升，但CK组在贮藏6 d后，TSS明显下降，这可能是因为呼吸消耗、微生物活动和果实快速变质造成的[28]。整个贮藏期间，MMAP与US处理的TSS差异不显著（P>0.05），而US+MMAP处理TSS含量的增加显著低于其余处理组（P<0.05），表明US+MMAP处理可以显著延缓TSS含量增加，这可能是US+MMAP处理降低了呼吸强度和代谢相关的酶活性[29]。
![]()
图 3 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜可溶性固形物含量（A）、可滴定酸含量（B）、还原糖含量（C）的影响Figure 3. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP)on TSS content (A), TA content (B), and reducing sugar content (C) of fresh-cut jackfruit如图3B所示，随着贮藏时间增加，TA含量总体呈先上升后下降趋势。其中CK组TA含量在第2 d达到峰值并迅速下降，TA含量的减少归因于呼吸作用消耗有机酸[30]和微生物作用引起可滴定酸的损失[31]。如图3B所示，随着贮藏时间延长，TA（可滴定酸）含量先上升，随后下降。特别地，CK组的TA含量在第2 d达到最高值后迅速减少。这种减少主要因为呼吸作用消耗了有机酸[30]，同时微生物活动也导致了可滴定酸的损失[31]。US处理在第4 d达到峰值，说明US处理可以延缓有机酸的降解，在樱桃[32]中也发现类似结果。贮藏8 d时，CK、US、MMAP和US+MMAP处理的鲜切菠萝蜜中TA含量分别为0.25%、0.28%、0.29%和0.31%，说明US+MMAP处理能维持较高的TA含量。
菠萝蜜在后熟过程中，淀粉会被水解成还原糖，还原糖含量的增加可以反映机体代谢的活跃度。如图3C所示，贮藏过程中还原糖含量总体呈上升趋势，贮藏至第6 d时，CK组还原糖含量迅速下降，这与上述TSS变化规律一致。贮藏至第8 d CK、MMAP、US和US+MMAP处理还原糖含量分别为34.0、32.3、31.9和29.4 mg/g，这说明US+MMAP处理极大程度抑制了菠萝蜜中淀粉的水解，延缓鲜切菠萝蜜后熟的进程。
2.5 US+MMAP处理对菠萝蜜呼吸强度的影响
呼吸强度是决定新鲜果实采后品质和耐贮性的重要因素之一，呼吸强度越大，代谢越旺盛。新鲜果实在采摘后的品质与耐贮藏性显著受到呼吸强度的影响，呼吸强度的增强预示着果实内部代谢活动的加剧和旺盛。如图4所示，CK组呼吸强度贮藏期间呼吸速率呈现先上升后下降的趋势，第4 d达到呼吸最高峰，而所有处理呼吸高峰不明显，且呼吸强度显著低于CK组（P<0.05），这说明处理抑制了呼吸峰值的出现，推迟了后熟。其中尤以US+MMAP抑制效果最为显著（P<0.05）。这可能是因为MMAP通过调节气体比例抑制呼吸强度，US通过空化气泡会产生化学能和机械能效应，从而抑制呼吸强度及代谢相关的酶活性[32]，两者联用这种抑制效果更为显著。
![]()
图 4 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜呼吸强度的影响Figure 4. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on the respiration intensity of fresh-cut jackfruit2.6 US+MMAP处理对菠萝蜜VC含量和总酚含量的影响
VC是果蔬中重要的营养成分和抗氧化物质，有利于果蔬衰老过程中自由基的清除，其含量可用于衡量果蔬的品质[33]。如图5A所示，冷藏期间，各处理中VC含量逐渐降低。到第8 d，CK、US、MMAP、US+MMAP的VC含量与贮藏初期相比分别减少了47.62%、36.43%、43.18%和31.24%，表明各处理组均能显著降低贮藏过程中VC的损失（P<0.05），且整个贮藏期内，US+MMAP处理组保持了较高的VC含量。
![]()
图 5 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜VC含量（A）和总酚含量（B）的影响Figure 5. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on VC content (A) and total phenolic content (B) of fresh-cut jackfruit多酚是水果和蔬菜的重要生物活性物质，具有较强的抗氧化和自由基清除能力，其含量能够反映果蔬的抗氧化活性[10]。如图5B含量呈上升的趋势。第8 d时，CK与MMAP处理的总酚含量无显著差异（P>0.05），US、US+MMAP处理鲜切菠萝蜜的总酚含量分别是CK组的1.07倍、1.10倍。一方面可能是当植物受到US处理等外部刺激时，产生非生物胁迫，通过苯丙素代谢途径加速次级代谢产物（酚类化合物）的合成[34]；另一方面可能是空化现象破坏细胞壁基质，导致细胞内容物释放，例如酚类化合物[35]。类似研究[36]证实US能提高果实的酚类含量。其中，US+MMAP处理可以更有效维持鲜切菠萝蜜较高的总酚含量。
综上，US、MMAP、US+MMAP可以较好地保持鲜切菠萝蜜中的VC、总酚等营养及生物活性物质含量，提升贮藏期间鲜切菠萝蜜的营养品质，US+MMAP处理效果最佳。
2.7 US+MMAP处理对菠萝蜜MDA含量的影响
MDA含量的变化紧密关联着细胞组织的衰老过程和膜系统中脂质的氧化情况[37]。如图6所示，MDA含量随贮藏时间逐渐上升，且各处理组的MDA含量均显著低于CK组（P<0.05）。贮藏末期，CK、US、MMAP、US+MMAP处理的MDA含量分别为7.41、4.91、5.54、3.43 nmol/g。US+MMAP处理MDA含量最低。Li等[13]也发现US处理可以抑制蘑菇贮藏过程中MDA含量的增加。这可能是由于US处理降低了水分迁移率和酶活性，从而降低了MDA含量的积累。US和MMAP单一作用在一定程度可以减缓细胞膜过氧化程度的增加，而US+MMAP处理可以显著降低鲜切菠萝蜜贮藏过程中活性氧自由基积累导致的细胞膜损害（P<0.05），延缓鲜切菠萝蜜的衰老，保持其品质。
![]()
图 6 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜MDA含量的影响Figure 6. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on the MDA content of fresh-cut jackfruit2.8 US+MMAP处理对菠萝蜜PPO活性和POD活性的影响
PPO和POD是导致果蔬酶促褐变的主要酶，在果蔬采后成熟、衰老和贮藏过程中，组织褐变与PPO活性密切相关。如图7A所示，储藏期间，鲜切菠萝蜜的PPO活性先升高后降低。贮藏第2 d时，CK组PPO活性最大，为319.6 U/（g·min）。与CK组相比，所有处理组在贮藏期间PPO活性显著降低（P<0.05）。整个贮藏期内，US+MMAP处理组的PPO活性显著低于单一处理组（P<0.05）。一方面可能是US处理产生的自由基引起酶结构的改变，导致PPO活性受到抑制[38]；另一方面可能是气调降低果蔬生理活动，从而抑制PPO活性，类似研究[39]发现气调和PE/PA组合包装抑制了PPO活性，从而降低紫甘蓝冷链运输过程中的褐变程度。
![]()
图 7 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜PPO活性（A）和POD活性（B）的影响Figure 7. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on PPO activity (A) and POD activity (B) of fresh-cut jackfruitPOD参与了酚类物质的氧化聚合反应，会加速鲜切果蔬的褐变[40]。如图7B所示，POD活性与PPO活性变化相似。与CK组相比，处理组均能显著降低POD活性（P<0.05），且US+MMAP处理组显著低于单一处理组。综上所述，US+MMAP处理可通过降低PPO和POD活性来延缓鲜切菠萝蜜的褐变，提高了鲜切菠萝蜜的感观质量。这一结果与色差变化一致。
3. 结论
采用CK、US、MMAP和US+MMAP四种方式对鲜切菠萝蜜进行处理，结果表明，US+MMAP对鲜切菠萝蜜的保鲜效果显著优于单一处理和对照组（P<0.05）。贮藏期间，US+MMAP显著降低了菌落总数、霉菌和酵母数（P<0.05）。US+MMAP利用超声波的空化效应和气调保鲜的协同作用有效地降低了失重率、硬度、TSS、TA的损失，抑制呼吸强度，维持较高Vc、总酚含量，降低MDA含量、PPO和POD活性，延缓膜氧化损伤和抑制褐变。综上所述，超声波处理结合微孔膜气调包装（US+MMAP）能有效延长鲜切菠萝蜜的保鲜期。
-
![]()
![]()
图 2 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜失重率（A）和硬度（B）的影响
Figure 2. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on weight loss (A) and firmness (B) of fresh-cut jackfruit
![]()
图 3 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜可溶性固形物含量（A）、可滴定酸含量（B）、还原糖含量（C）的影响
Figure 3. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP)on TSS content (A), TA content (B), and reducing sugar content (C) of fresh-cut jackfruit
![]()
图 4 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜呼吸强度的影响
Figure 4. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on the respiration intensity of fresh-cut jackfruit
![]()
图 5 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜VC含量（A）和总酚含量（B）的影响
Figure 5. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on VC content (A) and total phenolic content (B) of fresh-cut jackfruit
![]()
图 6 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜MDA含量的影响
Figure 6. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on the MDA content of fresh-cut jackfruit
![]()
图 7 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜PPO活性（A）和POD活性（B）的影响
Figure 7. Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on PPO activity (A) and POD activity (B) of fresh-cut jackfruit
表 1 超声波处理结合微孔气调包装对鲜切菠萝蜜颜色的影响
Table 1 Effects of ultrasonic treatment (US) combined with microporous modified atmosphere packaging (MMAP) on the color of fresh-cut jackfruit
贮藏时间（d） 处理组 L* a* b* 0 − 87.43±1.88 3.47±0.38 46.19±0.87 2 CK 77.10±2.16b 8.83±0.84a 57.02±0.54a US 84.99±0.42a 4.25±0.57b 52.78±1.03b MMAP 84.09±0.96a 4.48±0.26b 53.66±0.84b US+MMAP 85.70±1.19a 4.22±0.73b 48.1±1.78c 4 CK 76.71±1.33c 8.00±1.29a 60.07±2.12a US 82.64±0.79a 5.17±0.47b 56.02±0.66bc MMAP 80.40±0.51b 6.04±0.26b 57.09±0.91b US+MMAP 83.84±1.29a 5.72±0.07b 53.13±2.05c 6 CK 76.35±1.23c 9.72±0.04a 64.98±0.12a US 80.73±0.65b 6.47±0.86c 59.14±0.34b MMAP 79.86±0.68b 8.40±0.47b 60.11±0.88b US+MMAP 83.20±0.62a 6.22±0.41c 48.6±2.08c 8 CK 69.08±1.78d 12.36±1.21a 65.15±1.73a US 78.04±1.32b 8.90±0.61bc 60.23±1.49b MMAP 74.32±1.47c 10.13±0.74b 57.17±2.6b US+MMAP 81.06±1.26a 7.80±0.43c 51.14±1.49c 注：同列不同小写字母表示不同处理组在同一贮藏时间下有显著性差异，P<0.05。 
下载: 导出CSV
-
[1] 丁燕, 郭佳慧, 范紫云, 等. ‘海大2号’菠萝蜜茎尖组培褐变过程中酚类物质及相关酶活性的影响[J]. 热带作物学报,2023,44(3):562−568. [DING Y, GUO J H, FAN Z Y, et al. Effects of phenolic substances and related enzyme activities in the process of tissue culture browning of Artocarpus heterophyllus Stem tips of ‘Haida 2’[J]. Chinese Journal of Tropical Crops,2023,44(3):562−568.] doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.03.013 DING Y, GUO J H, FAN Z Y, et al. Effects of phenolic substances and related enzyme activities in the process of tissue culture browning of Artocarpus heterophyllus Stem tips of ‘Haida 2’[J]. Chinese Journal of Tropical Crops, 2023, 44（3）: 562−568. doi: 10.3969/j.issn.1000-2561.2023.03.013
[2] 何宇宁, 黄和, 钟赛意, 等. 菠萝蜜果醋发酵菌种的选育及发酵特性[J]. 食品科学,2020,41(14):183−189. [HE Y N, HUANG H, ZHONG S Y, et al. Screening and fermentation characteristics of acetic acid bacteria for production of jackfruit (Artocarpus heterophyllus Lam.) vinegar[J]. Food Chemistry,2020,41(14):183−189.] HE Y N, HUANG H, ZHONG S Y, et al. Screening and fermentation characteristics of acetic acid bacteria for production of jackfruit （Artocarpus heterophyllus Lam.） vinegar[J]. Food Chemistry, 2020, 41（14）: 183−189.
[3] ZENG L P, FAN A P, YANG G M, et al. Nisin and ε-polylysine combined treatment enhances quality of fresh-cut jackfruit at refrigerated storage[J]. Frontiers in Nutrition,2024,11:1299810. doi: 10.3389/fnut.2024.1299810
[4] 范振梅, 宋贤良, 陈晓维, 等. 不同保鲜方式下鲜切菠萝蜜的品质比较[J]. 现代食品科技, 2023, 39(6):93−100. [FAN Z M, SONG X L, CHEN X W, et al. Comparison of the quality of fresh-cut jackfruit under different preservation methods[J]. Modern food technology, 2023, 39(6):93−100.] FAN Z M, SONG X L, CHEN X W, et al. Comparison of the quality of fresh-cut jackfruit under different preservation methods[J]. Modern food technology, 2023, 39（6）: 93−100.
[5] LI S, HU N N, ZHU J Y, et al. Influence of modification methods on physicochemical and structural properties of soluble dietary fiber from corn bran[J]. Food Chemistry X,2022,14:100298. doi: 10.1016/j.fochx.2022.100298
[6] FAN K, ZHANG M, WANG W Q, et al. A novel method of osmotic-dehydrofreezing with ultrasound enhancement to improve water status and physicochemical properties of kiwifruit[J]. International Journal of Refrigeration,2020,113:49−57. doi: 10.1016/j.ijrefrig.2020.02.013
[7] LEE H W, BAK J Y J, MIN S C. Effects of ultrasound-assisted plasma-activated water washing on the inhibition of natural microorganisms on fresh-cut celery and celery quality properties[J]. Food Science and Biotechnology, 2024:1−12.
[8] 章潇天, 张慜, 过志梅. 超声波-气调联合处理对番茄、丝瓜混合贮藏保鲜效果的影响[J]. 食品与生物技术学报,2020,39(12):62−70. [ZHANG X T, ZHANG M, GUO Z M. Effect of ultrasound combined with modified atmosphere packaging on preservation quality of tomato and loofah mixed storage[J]. Journal of Food Science and Biotechnology,2020,39(12):62−70.] ZHANG X T, ZHANG M, GUO Z M. Effect of ultrasound combined with modified atmosphere packaging on preservation quality of tomato and loofah mixed storage[J]. Journal of Food Science and Biotechnology, 2020, 39（12）: 62−70.
[9] PUTNIK P, KOVACEVIC D B, HERCEG K, et al. Influence of antibrowning solutions, air exposure, and ultrasound on color changes in fresh-cut apples during storage[J]. Journal of Food Processing and Preservation,2017,41(6):e13288. doi: 10.1111/jfpp.13288
[10] 雷婷婷, 殷诚, 孙陟岩, 等. 气态臭氧结合微孔气调包装对杨梅品质和抗氧化性能的影响[J]. 食品科学,2023,44(13):112−119. [LEI T T, YIN C, SUN Z Y, et al. Effect of ozone gas combined with perforated modified atmosphere packaging on quality and antioxidant capacity of Chinese bayberry[J]. Food Chemistry,2023,44(13):112−119.] LEI T T, YIN C, SUN Z Y, et al. Effect of ozone gas combined with perforated modified atmosphere packaging on quality and antioxidant capacity of Chinese bayberry[J]. Food Chemistry, 2023, 44（13）: 112−119.
[11] SHINDE R, VINOKUR Y, FALLIK E, et al. Effects of genotype and modified atmosphere packaging on the quality of fresh-cut melons[J]. Foods,2024,13(2):256. doi: 10.3390/foods13020256
[12] 刘梦培, 孙文文, 韩卫娟, 等. 超声波处理对采后甜柿品质及相关酶活性的影响[J]. 食品工业科技,2021,42(17):301−307. [LIU M P, SUN W W, HAN W J, et al. Effects of ultrasonic treatment on the quality and related enzyme activities of sweet persimmon after post-harvest[J]. Science and Technology of Food Industry,2021,42(17):301−307.] LIU M P, SUN W W, HAN W J, et al. Effects of ultrasonic treatment on the quality and related enzyme activities of sweet persimmon after post-harvest[J]. Science and Technology of Food Industry, 2021, 42（17）: 301−307.
[13] LI N, CHEN F M, CUI F, et al. Improved postharvest quality and respiratory activity of straw mushroom (Volvariella volvacea) with ultrasound treatment and controlled relative humidity[J]. Scientia Horticulturae,2017,225:56−64. doi: 10.1016/j.scienta.2017.06.057
[14] CHEN L B, FAN K. Influence of ultrasound treatment in combination with modified atmosphere on microorganisms and quality attributes of fresh-cut lettuce[J]. International Journal of Food Science and Technology,2021,56(10):5242−5249. doi: 10.1111/ijfs.15256
[15] AMARAL R D A, BENEDETTI B C, PUJOLA M, et al. Effect of ultrasound on quality of fresh-cut potatoes during refrigerated storage[J]. Food Engineering Reviews,2015,7(2):176−184. doi: 10.1007/s12393-014-9091-x
[16] 赵文汇, 刘欣瑶, 梁金甜, 等. 微孔气调包装对鲜切菠萝蜜保鲜效果的影响[J]. 包装工程, 2024, 45(5):65−73. [ZHAO W H, LIU X Y, LIANG J T, et al. Effects of microporous modified atmosphere packaging on preservation of fresh-cut jackfruit[J]. 2024, 45(5):65−73.] ZHAO W H, LIU X Y, LIANG J T, et al. Effects of microporous modified atmosphere packaging on preservation of fresh-cut jackfruit[J]. 2024, 45（5）: 65−73.
[17] HASHEMI S M B. Effect of pulsed ultrasound treatment compared to continuous mode on microbiological and quality of mirabelle plum during postharvest storage[J]. International Journal of Food Science and Technology,2018,53(3):564−570. doi: 10.1111/ijfs.13629
[18] CAO S F, HU Z C, PANG B, et al. Effect of ultrasound treatment on fruit decay and quality maintenance in strawberry after harvest[J]. Food Control,2010,21(4):529−532. doi: 10.1016/j.foodcont.2009.08.002
[19] ALENYOREGE E A, MA H, AHETO J H, et al. Response surface methodology centred optimization of mono-frequency ultrasound reduction of bacteria in fresh-cut Chinese cabbage and its effect on quality[J]. LWT,2020,122:108991. doi: 10.1016/j.lwt.2019.108991
[20] FENG X P, ZHOU Z Y, WANG X Q, et al. Comparison of high hydrostatic pressure, ultrasound, and heat treatments on the quality of strawberry-apple-lemon juice blend[J]. Foods,2020,9(2):218. doi: 10.3390/foods9020218
[21] HONG C, ZHOU H C, ZHAO Y M, et al. Ultrasonic washing as an abiotic elicitor to induce the accumulation of phenolics of fresh-cut red cabbages:Effects on storage quality and microbial safety[J]. Frontiers in Nutrition,2022,9:1006440. doi: 10.3389/fnut.2022.1006440
[22] WANG M W, LI J W, FAN L P. Quality changes in fresh-cut asparagus with ultrasonic-assisted washing combined with cinnamon essential oil fumigation[J]. Postharvest Biology and Technology,2022,187:111873. doi: 10.1016/j.postharvbio.2022.111873
[23] FENG L, ZHANG M, ADHIKARI B, et al. Effect of ultrasound combined with controlled atmosphere on postharvest storage quality of cucumbers (Cucumis sativus L.)[J]. Food and Bioprocess Technology,2018,11(7):1328−1338. doi: 10.1007/s11947-018-2102-9
[24] 陆一菲, 张慧娟, 王思文, 等. 不同气调包装对薄荷贮藏品质的影响及薄荷保鲜呼吸速率模型的建立[J]. 食品工业科技,2024,45(9):11−25. [LU Y F, ZHANG H J, WANG S W, et al. Effects of different modified atmosphere packages on storage quality of peppermint and establishment of respiration rate model of peppermint preservation[J]. Science and Technology of Food Industry,2024,45(9):11−25.] LU Y F, ZHANG H J, WANG S W, et al. Effects of different modified atmosphere packages on storage quality of peppermint and establishment of respiration rate model of peppermint preservation[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024, 45（9）: 11−25.
[25] FAN K, ZHANG M, JIANG F J. Ultrasound treatment to modified atmospheric packaged fresh-cut cucumber:Influence on microbial inhibition and storage quality[J]. Ultrasonics Sonochemistry,2019,54:162−170. doi: 10.1016/j.ultsonch.2019.02.003
[26] GU C, WANG L, WANG W, et al. Copy number variation of a gene cluster encoding endopolygalacturonase mediates flesh texture and stone adhesion in peach[J]. J Exp Bot,2016,67(6):1993−2005. doi: 10.1093/jxb/erw021
[27] ALAMDARI S, MIRZAEE O, NASIRI JAHROODI F, et al. Green synthesis of multifunctional ZnO/chitosan nanocomposite film using wild Mentha pulegium extract for packaging applications[J]. Surf Interfaces,2022,11,34:102349.
[28] JIANG L W, LUO Z, LIU H B, et al. Preparation and characterization of chitosan films containing lychee (Litchi chinensis Sonn.) pericarp powder and their application as active food packaging[J]. Foods,2021,10(11):2834. doi: 10.3390/foods10112834
[29] JIANG Y L, YU L, HU Y W, et al. Electrostatic spraying of chitosan coating with different deacetylation degree for strawberry preservation[J]. International Journal of Biological Macromolecules,2019,139:1232−1238. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2019.08.113
[30] LAN W T, LI S Y, SHAMA S T, et al. Investigation of ultrasonic treatment on physicochemical, structural and morphological properties of sodium alginate/agnps/apple polyphenol films and its preservation effect on strawberry[J]. Polymers,2020,12(9):2096. doi: 10.3390/polym12092096
[31] MUZAFFAR S, AHMAD M, WANI S M, et al. Ultrasound treatment:Effect on physicochemical, microbial and antioxidant properties of cherry (Prunus avium)[J]. Journal of Food Science and Technology,2016,53(6):2752−2759. doi: 10.1007/s13197-016-2247-3
[32] WANG J, FAN L P. Effect of ultrasound treatment on microbial inhibition and quality maintenance of green asparagus during cold storage[J]. Ultrasonics Sonochemistry,2019,58:104631. doi: 10.1016/j.ultsonch.2019.104631
[33] 田甲春, 田世龙, 李守强, 等. 低氧高二氧化碳贮藏环境对马铃薯品质的影响[J]. 食品科学,2020,41(15):275−281. [TIAN J C, TIAN S L, LI S Q, et al. Effects of low oxygen and high carbon dioxide storage environment on potato quality[J]. Food Science,2020,41(15):275−281.] TIAN J C, TIAN S L, LI S Q, et al. Effects of low oxygen and high carbon dioxide storage environment on potato quality[J]. Food Science, 2020, 41（15）: 275−281.
[34] CHENG D W, MA Q Y, ZHANG J H, et al. Cactus polysaccharides enhance preservative effects of ultrasound treatment on fresh-cut potatoes[J]. Ultrasonics Sonochemistry,2022,90:106205. doi: 10.1016/j.ultsonch.2022.106205
[35] FAN K, WU J X, CHEN L B. Ultrasound and its combined application in the improvement of microbial and physicochemical quality of fruits and vegetables:A review[J]. Ultrasonics Sonochemistry, 2021, 80.
[36] WANG J Y, WU Z X, WANG H B. Combination of ultrasound-peracetic acid washing and ultrasound-assisted aerosolized ascorbic acid:A novel rinsing-free disinfection method that improves the antibacterial and antioxidant activities in cherry tomato[J]. Ultrason Sonochem,2022,5,86:106001.
[37] WANG S J, HUANG J J, WANG X D, et al. Pagerf16 of populus promotes lateral root proliferation and sensitizes to salt stress[J]. Frontiers in Plant Science,2021,12:669143. doi: 10.3389/fpls.2021.669143
[38] SUO G W, ZHOU C L, SU W, et al. Effects of ultrasonic treatment on color, carotenoid content, enzyme activity, rheological properties, and microstructure of pumpkin juice during storage[J]. Ultrason Sonochem,2022,84:105974. doi: 10.1016/j.ultsonch.2022.105974
[39] HE L, LIN L X, RAN W R, et al. Quality of fresh-cut purple cabbage stored at modified atmosphere packaging and cold-chain transportation[J]. International Journal of Food Properties,2020,23:138−153.
[40] 袁晓, 易景怡, 付龙威, 等. 真空包装结合低温贮藏对鲜切芋头的保鲜效果[J]. 食品工业科技,2024,45(11):280−288. [YUAN X, YI J Y, FU L W, et al. Preservative effects of vacuum packaging combined with cold storage on fresh-cut taro[J]. Science and Technology of Food Industry,2024,45(11):280−288.] YUAN X, YI J Y, FU L W, et al. Preservative effects of vacuum packaging combined with cold storage on fresh-cut taro[J]. Science and Technology of Food Industry, 2024, 45（11）: 280−288.
下载:
计量
- 文章访问数: 42
- HTML全文浏览量: 14
- PDF下载量: 8
