超声波辅助涂层技术和紫外线照射作为提升新鲜切苹果抗褐变及杀菌效果的技术手段

《Ultrasonics Sonochemistry》：Ultrasonic-assisted coating and UV irradiation as hurdle technology to augment anti-browning and disinfection efficacy on fresh-cut apples

鲜切苹果的酶促褐变与微生物污染可通过超声雾化（UA）结合紫外线（UV）协同处理有效抑制。1% AA经UA处理3分钟，或UV处理10分钟单独使用效果良好，而7分钟UV后3分钟UA的协同处理（CT）在褐变指数（BI）、PPO和POD酶活性抑制及微生物灭活方面表现最优，BI值较对照组降低57-60%，Salmonella和E. coli O157:H7对数减少达4.04，且未影响苹果硬度。该方法兼具非热加工特性，避免了传统涂层的液体浪费和交叉污染风险。

　　鲜切水果在储存过程中容易出现酶促褐变和微生物污染等问题，这不仅影响其外观品质，还可能对食品安全构成威胁。针对这些问题，研究人员探索了一种结合紫外线（UV）照射和超声雾化涂膜（UA）的非热处理技术，以期实现更有效的保鲜效果。该技术相比传统的消毒和涂膜方法具有显著优势，如减少液体浪费、避免交叉污染，并能提供更持久的保护作用。本文通过实验验证了该技术在鲜切苹果上的应用效果，重点分析了不同处理方式对褐变指数、酶活性以及微生物数量的影响。

鲜切水果在加工过程中因机械损伤，细胞结构被破坏，导致多酚类物质外泄并与氧化酶类如多酚氧化酶（PPO）和过氧化物酶（POD）发生反应，从而引发酶促褐变。这种现象不仅降低了水果的感官品质，还可能影响其市场价值。传统的保鲜技术如浸泡涂膜虽然能有效抑制微生物生长和褐变，但存在液体消耗量大和交叉污染的风险。而UV照射作为一种非热处理技术，能够通过破坏微生物DNA结构，抑制酶活性，从而延缓褐变过程。然而，UV照射的抑菌效果通常只能在短时间内维持，无法提供长期的保护。相比之下，UA技术利用高频超声波将涂膜溶液雾化，形成细小的液滴覆盖在水果表面，不仅减少了液体使用量，还避免了直接接触带来的污染风险。因此，将UA与UV相结合，可能在保持水果新鲜度的同时，实现更持久的抑菌效果。

本研究选择苹果作为实验对象，因为其是鲜切水果中常见的品种，且酶促褐变现象较为显著。实验中采用的AA（抗坏血酸）是一种天然抗氧化剂，具有良好的抑菌和抗褐变性能。通过优化处理参数，如AA浓度、雾化时间和UV照射时间，研究人员发现1% AA在雾化处理3分钟时能有效抑制褐变，而UV照射10分钟则表现出较强的抑菌能力。进一步研究显示，将UV照射与AA雾化结合，即先进行7分钟的UV照射，再进行3分钟的AA雾化处理，能够更有效地降低PPO和POD的活性，从而显著减少褐变指数。此外，这种组合处理对微生物的抑制效果优于单独使用UV或AA，特别是在储存后的第1至第2天，表现出最低的微生物数量。

在微生物控制方面，实验结果显示，UV和CT（联合处理）组在第0天对大肠杆菌O157:H7和沙门氏菌Typhimurium的灭活效果显著优于UA组，而UA组在储存后的第1至第2天表现出较低的微生物数量，说明AA在雾化后仍能持续发挥抗菌作用。这表明，虽然UV在初期具有较强的杀菌能力，但其效果无法长期维持；而UA则通过形成一层保护膜，提供持续的抑菌效果。因此，联合处理技术能够在初期快速灭菌的同时，通过AA的持续作用延长保鲜期，从而在保证食品安全的基础上，提升鲜切水果的储存稳定性。

在感官品质方面，实验发现，所有处理组对鲜切苹果的硬度均无明显影响，说明该技术不会导致水果质地变软。同时，AA的使用并未显著影响水果的风味，这为该技术在实际应用中的可行性提供了支持。此外，实验还观察到，UV处理在储存期间会导致微生物数量的回升，而UA处理则能维持较低的微生物水平。这一现象可能与AA在水果表面形成的保护层有关，该层能够阻止微生物的进一步生长。

综上所述，UV-UA联合处理技术在鲜切水果的保鲜方面展现出良好的应用前景。它不仅能够有效抑制酶促褐变，还能够显著降低微生物污染风险，同时避免传统方法带来的液体浪费和交叉污染问题。该技术的优化处理参数（1% AA雾化3分钟，UV照射7分钟）在实验中表现出最佳效果，为未来鲜切水果的保鲜技术提供了新的思路和方法。然而，目前研究仍需进一步探索该技术对酶促褐变的具体作用机制，以及如何通过与其他保鲜剂的组合应用，进一步延长鲜切水果的货架期。未来的研究可以结合多组学技术，深入分析处理过程中微生物变化和酶活性变化的分子机制，以期开发出更加高效和安全的保鲜方案。