鲜切马铃薯加工及货架期品质控制的研究进展

摘    要：过去马铃薯加工以淀粉、全粉为主，随着鲜切加工行业的快速发展，马铃薯的鲜切产品有了广阔的发展前景。加工过程中出现的酶促褐变现象，导致鲜切马铃薯品质下降，因此如何抑制褐变发生来保障货架期品质是一项很重要的研究课题。总结了从清洗、加工、包装到贮藏、保鲜各个环节延长鲜切马铃薯产品货架期的方法。在清洗环节可以采用安全的化学杀菌剂进行清洗；在加工环节可以使用化学、生物、天然保鲜剂、热处理、超声、超高压处理；在包装环节可以采用真空或气调包装；在贮藏环节可以进行短时的回温或者低温贮藏；在保鲜过程中，往往会进行复合处理，将多种保鲜技术进行综合应用，使其发挥出最佳的保鲜效果。对鲜切马铃薯加工的未来发展方向提出了展望，以期能为鲜切马铃薯货架期品质控制研究和应用提供参考。

关键词：鲜切马铃薯；加工；货架期；保鲜；品质

中图分类号：S532 文献标志码：A 文章编号：1637-2871（2023）10-010-06

Research progress on processing and shelf-life quality control of fresh cut potatoes

WANG Haiyan， TIAN Guokui， WANG Lichun， LI Fengyun， PAN Yang， PANG Ze， DING Kaixin， HAO Zhiyong

（Keshan Branch of Heilongjiang Academy of Agricultural Sciences/Potato Biology and Genetics Key Laboratory of Ministry of Agriculture and Rural Affairs of the People's Republic of China， Qiqihaer 161005， Heilongjiang， China）

Abstract： In the past， potato processing was dominated by starch and potato granules. With the rapid development of fresh-cut processing industry， the development prospect of fresh-cut potato products was very broad. One of the main reasons for the quality decline of fresh-cut potatoes during processing was enzymatic browning. How to control browning to ensure shelf-life quality， which was a very important research topic. The article introduced the methods of cleaning， peeling， and slicing fresh cut potatoes before processing， and summarized the means of extending shelf life from cleaning， processing， packaging， storage. Safe chemical fungicides could be used in the cleaning process. Chemical， biological， and natural preservatives as well as heat treatment， ultrasound or ultra-high pressure treatment could be used during the processing. Vacuum or modified atmosphere packaging could be used in the packaging process. The storage process could be treated with short-term warming or low-temperature storage. During the preservation process， composite treatments were often carried out. The comprehensive application of multiple preservation technologies could achieve the best preservation effect， which was currently the most commonly used method for controlling shelf-life quality. The article provided prospects for the future development direction， hoping to provide a reference for the research and application of quality control of fresh cut potato shelf-life.

Key words： Fresh-cut potato; Processing; Shelf life; Preservation; Quality

马铃薯营养丰富，含有蛋白质、脂肪、粗纤维、糖类和各种维生素等营养成分，食用后有很强的饱腹感，可以作为日常的主粮食用[1]。鲜切马铃薯是一种在冷柜销售的即用型蔬菜制品，加工过程分为分级、清洗、薯皮去除、薯块的切分、产品的保鲜、包装及低温运输[2]。鲜切马铃薯是一种新兴的快速消费食品，它完全保留马铃薯块茎原有的品质和风味，而且新鲜、卫生、食用方便[3]，可以节省烹饪时间，易于运输，越来越被广大的消费者和加工企业所青睐[4]。马铃薯中含有大量的多酚氧化酶，鲜切马铃薯在制作过程中经过去皮切分极易发生酶促褐变[5]，这严重影响了它的外观品质和营养价值，因此要把握好鲜切制品的每个环节，避免褐变现象的发生。鲜切马铃薯制品的防褐变处理，一般是在薯块切分之后和包装环节进行，以此来延长鲜切马铃薯制品的货架期并保证其品质。笔者对鲜切马铃薯加工前处理方式、加工中各个环节延长货架期的方法进行了总结，并对控制鲜切马铃薯的加工品质提出了未来的发展方向。

1 酶促褐变的过程和机制

植物组织完整的细胞中含有大量的酚类物质，它可以作为呼吸传递物质，在酚和醌互变的氧化还原反应过程中保持动态平衡，但当植物组织受到破坏后，随着氧气的大量侵入，会打破这种平衡，使得氧化产物醌进行大量的积累和进一步的聚合、氧化，形成了黑色物质，这一现象称之为酶促褐变。酶促褐变需要多酚类物质、多酚氧化酶、氧气三者同时存在时才会发生[6]。多酚类物质主要存在于液泡中，多酚氧化酶一般存在于细胞质中，当植物组织处于异常环境或者受到机械损伤时，便会发生酶促褐变，反应比较迅速，在短时间内就可完成[7]。在马铃薯中，褐变的主要底物是酪氨酸[8]。酶促褐变对鲜切产品的感官品质和营养价值会产生严重的影响[9]。

2 马铃薯清洗方式

马铃薯从出苗到成熟的过程均需要在土壤中完成，收获后马铃薯块茎包裹着泥土，或者带有害虫和病菌，存在食品安全隐患，因此在加工之前必须进行有效的清洗才能进入下一道工序。清洗在农产品加工过程中是一个重要环节，清洗效果直接影响加工产品的品质。马铃薯的清洗方式按照加工的需求可以分为水洗和干洗2种[10]。

2.1 水洗

水洗是通过水的浸泡，结合高压喷淋完成清洗任务。水洗可以去除马铃薯表面的土壤、农药残留及微生物等，主要用于食用加工和精深加工领域，如加工薯的生产环节。马铃薯水洗方式可以分为喷淋刷辊式清洗、滚筒式清洗和鼠笼式清洗[11]。

2.2 干洗

干洗可以通过特定的装置和机构来完成清洗的任务，不需要水的参与，可以避免水分浸泡使清洗后马铃薯腐烂的现象发生。干洗可以去除收获时马铃薯块茎表面的浮土和残留的土豆秧，以及混有的石块、土块等杂质。一般在初级加工领域，如商品薯的生产环节采用此种方式清洗。

3 鲜切马铃薯加工前处理方式

马铃薯在加工前，去皮是关键的环节，目的是除去马铃薯块茎中不适宜食用的部分[12]。鲜切马铃薯加工前处理包括去皮和切分（包括切片、切丁或切条）。

3.1 去皮

马铃薯去皮方式有3类，分别是机械式去皮、化学去皮和蒸汽式去皮[13]。

机械式去皮可以分为连续式和间歇式，主要是马铃薯随着转盘在滚筒内旋转，使其表皮与滚筒内壁产生摩擦，达到去皮的目的。这种方式去皮率高，成本低，对环境无污染，但是效率不高，原料损耗大，要求马铃薯块茎为卵圆形、芽眼不可过深[14]。

化学去皮是利用碱液对马铃薯块茎的腐蚀作用，加上果蔬脱皮机的刷动从而达到去皮的目的。这种方式去皮率比较高，去皮后马铃薯块茎表面比较光滑，薯块的硬度、色泽与营养无变化[15]。这种方式对马铃薯块茎的形状没有要求，需要加热（85～95 ℃）设备，缺点是原料损耗率高，成本高，影响食品安全，对环境有污染，薯皮不能再利用，因此这种去皮方式并不常用。

蒸汽式去皮需要一个密闭的容器，马铃薯放入容器后施加瞬间的高温高压使表皮脱落。这种去皮方式对马铃薯的形状没有要求，去皮率高，去皮后马铃薯表面光滑，无污染，缺点是设备的成本较高，能耗大，薯皮只能部分利用，需要加热（150～200 ℃）设备[16]。蒸汽式去皮原料的损耗率有4%～6%，加工500个马铃薯只需要1 s即可完成，速度很快[17]。蒸汽式去皮设备和技术都比较成熟，目前应用比较广泛。

3.2 切片

马铃薯在鲜切过程中，往往要进行大量的切片工作，单纯靠人工切片效率非常低，这就需要专业的切片机械进行操作。马铃薯切片主要是以滚动轴承为支撑，利用刀头的旋转将马铃薯块茎切成片[18]。我国马铃薯切片方式有滑动式、推动式、摇动式、轮转式、冰冻式。

3.3 切丁

传统的切丁方式以人工为主，工作效率低下，人工难以承受高强度的工作，而且切出来的马铃薯丁大小和尺寸难以保证。切丁方式已经从不能实现连续送料和切削的二维机械切割方式，发展为能够连续送料和切削的三维机械切割方式，切出的马铃薯丁规格为20 mm×20 mm×20 mm，形状比较规则[19]。

3.4 切条

薯条加工的关键程序之一就是切条，它影响产品最终的形状和成品率。切出的薯条要满足3点要求：一是切制薯条时要沿着薯体最大长度方向，而且要有一定的长度；二是切出的薯条不能有明显的弯曲；三是切出的薯条截面要呈正方形，切面光滑，切出的薯条尺寸一定且规则[20]。目前马铃薯切条工作主要由机械操作完成。

4 鲜切马铃薯货架期品质控制方法

果蔬的货架期是指在特定的贮存条件下保持其最佳质量的可预期时间。特定时间内果蔬食用是安全的，营养成分与标注的相符合，而且具有消费者能接受的感官品质，同时理化和微生物指标都要达到标准。货架期受果蔬自身的呼吸作用、酶活性及微生物等因素影响，从清洗、加工、包装到贮藏的各个环节都会对货架期产生影响[21]。

4.1 清洗环节处理

马铃薯在进行鲜切之前要进行清洗消毒，清洗效果会对货架期产生影响。唐偲雨等[22]认为，用次氯酸钠清洗效果最佳，可使鲜切马铃薯货架期延长至8～12 d，可以减少微生物数量，保持感官品质，而且残留的化学物质（三氯甲烷）浓度符合国家饮用水安全标准，对人体无害。李小卫等[23]研究认为，用过氧乙酸清洗效果最好，货架期可达7 d，同时菌落数最少。过氧乙酸可以将果蔬表面的致病菌进行有效的清洗，防止加工中的交叉污染[24]。还有研究认为，次氯酸钠的水温为5 ℃、清洗时间为10 min时，对微生物的生长和繁殖的抑制效果最好，而且对营养品质无损害[25]。

4.2 加工环节处理

4.2.1 化学保鲜剂 化学保鲜剂可以起到防腐的作用，使鲜切马铃薯片保持原有的营养、色泽和硬度，同时抑制细菌和微生物的繁殖，抑制多酚氧化酶的活性。尽管化学保鲜剂对人体存在潜在的危害，但因为其使用剂量低，价格经济，而且保鲜时间长，所以得到了广泛的应用。常用的护色剂有柠檬酸、抗坏血酸、L-半胱氨酸、曲酸[26]。王定仙等[27]认为，用0.3%苯甲酸钠+0.3%柠檬酸+1.5%氯化钠+1.0%氯化钙进行护色，可以明显抑制褐变发生和淀粉含量的变化，配合真空包装，在4 ℃的环境下鲜切马铃薯的货架期可以超过8 d。程立君等[28]研究认为，最佳的护色剂配方是0.28%L-半胱氨酸+0.47%柠檬酸+0.54%氯化钙+0.05%D-异抗坏血酸钠，此配方可以抑制95.13%的多酚氧化酶的活性。Tsouvaltzis等[29]研究认为，柠檬酸抑制鲜切马铃薯褐变的效果最好，可以使多酚氧化酶和过氧化物酶的活性降低，从而保持鲜切产品的品质。