表1 洋葱功能成分表
Table 1 Onion functional composition table
管磬馨，胡文忠*，陈晨，刘程惠，张越，葛佳慧，孙小渊
1(大连民族大学 生命科学学院，辽宁 大连，116600) 2(生物技术与资源利用教育部重点实验室，辽宁 大连，116600)
摘 要 随着人们生活水平的不断提高，鲜切果蔬凭借自身优势在生鲜食品工业中得到快速发展，鲜切洋葱因其营养性和方便性进入了人们的日常生活。该文通过对鲜切洋葱贮藏期间的品质变化以及不同保鲜方式对其生理生化的影响进行综述，旨在为鲜切洋葱的深入研究提供参考。
关键词 鲜切洋葱；成分；品质变化；保鲜方法
DOI:10.13995/j.cnki.11-1802/ts.018123
第一作者：硕士研究生(胡文忠教授为通讯作者，E-mail：hwz@dlnu.edu.cn)。
基金项目：“十三五”国家重点研发计划项目(2016YFD0400903)；国家自然科学基金项目(31471923，31172009)；国家“十二五”科技支撑计划项目(2012BAD38B05)
收稿日期：2018-06-26，改回日期：2018-07-20
洋葱，是广泛用于食品和医药行业的重要农作物之一，作为第二大种植蔬菜，已经在170多个国家进行了商业种植[]。洋葱不仅含有丰富的营养成分，同时还具有抗癌、抗氧化等药用价值，被誉为“蔬菜皇后”[2-3]。在日常生活中，切割洋葱残留在手上的辛辣味和“催泪”反应让人们感到极大的不快和不便，鲜切洋葱的出现可很好弥补这些缺陷。然而鲜切的机械损伤会破坏新鲜洋葱的组织结构，同时也会引发一系列生理生化反应，导致风味下降，组织变色，衰老加速等问题，从而缩短货架期[4]。近年来，国内外学者对鲜切洋葱贮藏期间生理生化及品质变化进行了系统的研究，并针对其存在的生理问题采用了物理、化学等多种方法进行保鲜。本文对鲜切洋葱贮藏期间的品质变化及不同保鲜方式对其生理变化的影响等方面进行综述，旨在为鲜切洋葱的深入研究提供理论依据。
洋葱有很高的营养价值，是膳食纤维、低聚果糖和有机酸的良好来源，同时洋葱也含有大量维生素、矿物质(K、Na、Fe、Co、Se、Mn)等[5]。
洋葱的功能价值体现在其含有的生物活性成分上，包括大量的黄酮类化合物和有机硫化合物等生物活性物质。表1总结了洋葱的功能成分、存在部位及其发挥的功效[7-17]。EWALD等[6]认为每摄入10 g洋葱可提供约4 mg槲皮素，相当于成人每日膳食营养素推荐摄入VE的量；此外，红皮洋葱对自由基的清除能力高于黄皮洋葱。由于洋葱中生物活性物质化学结构的热不稳定性，为了保护洋葱中的功能成分，其消费方式应为生食或者适度烹饪加工，例如，鲜切洋葱是一种可以很好地保持洋葱的功效或者营养的方法。
表1 洋葱功能成分表
Table 1 Onion functional composition table
鲜切果蔬从原料生产、加工、贮藏及销售的整个供应链中发生的许多品质劣变都归因于微生物侵染。鲜切处理例如剥皮和切割等操作，会使洋葱接触外界的表面积增加并形成组织损伤，从而导致营养素的流失和微生物生长速度的加快，发生腐败变质[18]。同时，鲜切洋葱表面形成的切割伤口会增加水分活度，水分活度的上升会促使腐败微生物的繁殖。此外，鲜切果蔬的即食即用性，也存在着病原体污染等风险[19]。
PIERCEY等[21]使用高锰酸钾气体吸收剂来吸收在PE包装膜中鲜切洋葱挥发出的含硫化合物，未使用吸收剂的样品在2 ℃条件下贮存10 d后，细菌计数不超过106CFU / g，而处理过的鲜切洋葱中细菌数高达7.1 lg CFU/g，超出空白对照组细菌总数1.3 lg CFU / g。这些研究发现表明鲜切洋葱自身含有的挥发性化合物可作为一种天然的抗菌物质抑制微生物的生长繁殖。鲜切洋葱发生典型的腐败变质现象是黏稠聚集体表面的形成，大都是由于微生物的滋生以及容器中水分的积聚引起的。嗜冷菌是导致鲜切洋葱腐败变质的主要细菌[20]，同时大肠菌群、乳酸菌、假单胞菌和酵母菌也会加速其腐败变质的过程。
呼吸是维持鲜切果蔬新鲜度的必要条件，同时也是影响鲜切产品货架期的重要因素[20]。若鲜切果蔬处于O2和CO2比例不断变化的环境条件下，会引发其内部发生更快的物质代谢，导致鲜切果蔬品质的劣变。鲜切处理过程，如切割、剥皮、洗涤等都会影响果蔬的呼吸速率，而呼吸作用的加强会消耗果蔬中的糖分和其他可溶性底物的含量。
例如，鲜切洋葱片在-2 ℃贮藏条件下，其微生物的繁殖速度和呼吸速率低于贮藏在4 ℃和10 ℃的条件中[23]。同样，BERNO等[20]研究发现鲜切洋葱在15 ℃贮藏条件下的呼吸速率比0 ℃贮藏条件下高8倍，并且不同类型切割方式也会影响鲜切洋葱呼吸速率，切块会比切条引起更高的呼吸速率，原因是鲜鲜洋葱切块处理时形成的比表面积较大，呼吸商变强，贮藏性变差。鲜切洋葱贮藏期间呼吸速率的加快部分归因于微生物的生长，2%(体积分数)O2和10%(体积分数)CO2的气调环境可有效抑制鲜切洋葱中微生物的生长，降低了鲜切洋葱的呼吸速率[22-23]。此外，鲜切洋葱的呼吸速率还受到贮藏温度的影响，通常情况下贮藏温度越高，呼吸速率越强。
2.3.1 外观颜色
外观颜色是消费者度量鲜切洋葱产品可接受性的主要标准，也是制约鲜切洋葱发展的主要因素之一。褐变(黄化)是鲜切黄皮洋葱外观品质下降的指标之一，通常采用b*值代表黄度和蓝度，在贮藏期间b*值的增加，就表示褐变程度越严重。而紫皮或者红皮洋葱在贮藏后期，表皮会发生粉化现象，这是由于花青素在内部细胞间的转移[24]。因此，需要对颜色的改变加以控制，从而提高鲜切洋葱的商业化价值。此外，不同的切割方式也会影响鲜切洋葱的外观颜色，BERNO等[20]比较了切块洋葱和切条洋葱在贮藏期间外观的变化，结果表明切条洋葱可以较好地维持其色泽和整体感官，而切块洋葱因较大的机械损伤会加快花青素转移代谢引起粉化现象，不利于外观颜色的维持。
2.3.2 风味
洋葱特有的香气和风味主要来源于硫代亚磺酸盐挥发性化合物，丙酮酸是伴随着蒜氨酸酶形成且不同于硫代亚磺酸盐的产物，通常作为洋葱中辣味和风味指数的量度[25]。SULERIA等[26]将不同种洋葱中丙酮酸的含量进行了研究比较，结果发现，红皮洋葱中丙酮酸的含量最高。洋葱中辛辣物质和糖物质的含量决定了洋葱的甜度，而正是由于洋葱的高辛辣味可以掩盖甜味，因此洋葱通常不会表现出甜味。鲜切操作带来的组织损伤会导致更多的酸浸出，使辛辣味的降低，剥皮和消毒也由于洋葱组织的破坏和挥发性化合物的蒸发损失使其的辛辣度大大减少[27]。然而，在食品工业的实际生产过程中，大都对丙酮酸含量少即辛辣度较低的洋葱有着很高的需求，所以鲜切处理造成洋葱辛辣度的降低并不会阻碍鲜切洋葱的发展，而是顺应了当今消费发展的趋势。另外，鲜切洋葱会因加工过程中造成的组织损伤和贮藏过程中的微生物繁殖而产生难闻的气味，因此需要开发一种用来控制鲜切洋葱异味产生的包装材料。
2.3.3 质构
切割导致的不良生化反应会使鲜切洋葱的质地结构发生变化[28]。质地软化是鲜切洋葱存在的主要质构缺陷，也是消费者判断鲜切洋葱品质的主要依据之一[23]。果胶甲基酯酶和多聚半乳糖醛酸酶等催化洋葱的细胞壁发生降解，二者活力提高会加快鲜切洋葱质地软化的进程。温度都是影响切条洋葱质构的重要因素，有研究表明，鲜切洋葱在-2 ℃贮藏，其硬度显著高于在4 ℃和10 ℃贮藏条件下样品的硬度，是由于在低温环境可减缓鲜切洋葱内部的物质代谢，降低它的呼吸速率和微生物生长速度，可很好地保护鲜切洋葱的细胞壁，维持其硬度[23]。
2.3.4 失重
水分是洋葱的主要成分[5]，在代谢中发挥重要的生理作用。鲜切洋葱在贮藏过程中质量的减少，是由蒸腾作用和呼吸作用共同引起的，且由蒸腾作用引起的鲜切洋葱组织水分散失是主要原因[29]。在SIDDIQ等[11]将热处理后的鲜切洋葱放入聚苯乙烯材质的刚性容器中，置于4 ℃条件下贮藏21d。结果显示，经50 ℃热处理后鲜切洋葱的失重率明显低于空白组以及60 ℃和具有良好阻隔性能的薄膜包装可以降低鲜切洋葱产品中水分的损失[30]。70 ℃热处理的样品。这证明较高的温度会破坏鲜切洋葱原生质体的胶体结构，消耗其鳞茎组织内的干物质。此外，鲜切洋葱失重的增加不但会影响其感官品质，还会导致鲜切洋葱褐变的发生，营养物质含量的流失。适宜的微波处理、真空减压技术等能有效降低鲜切蔬菜失重率，有利于鲜切果蔬的采后保鲜[31-32]。今后的研究我们可以考虑将其他能有效控制鲜切果蔬失重率的保鲜方式应用于鲜切洋葱，通过温度、包装等技术对鲜切果蔬内部的水分蒸发进行调控，不受地域距离等外界环境的限制，环保无污染且能在实际应用中有较好的可行性。
2.3.5 pH
鲜切洋葱与其他最小加工的蔬菜一样，都属于弱酸性食品[33]。洋葱的pH值会受加工和贮藏条件的影响，较高的温度和较大的机械损伤会使鲜切洋葱中有机酸的积累，从而使pH值降低[28]。伴随着鲜切洋葱贮藏过程中可滴定酸度的逐渐增加，其pH值会随之降低。同时，贮藏温度的升高也会导致pH值的降低，原因是高温加快了鲜切洋葱的新陈代谢过程，使有机酸含量的升高。此外，切割的方式也会影响鲜切洋葱的pH值，例如切块会导致比切条更高的酸度和更低的pH值[20]。
2.3.6 多酚类物质
多酚类物质含量是鲜切洋葱中重要的生理功能物质成分，研究表明，鲜切洋葱的切割带来的组织损伤会引发其苯丙烷代谢过程，从而使多酚类物质的含量升高[4]。BERNO等[20]认为贮藏温度和时间是影响鲜切洋葱中多酚类物质含量的主要因素，在15 ℃条件贮藏15 d后的鲜切洋葱比0 ℃、5 ℃和10 ℃的鲜切样品中多酚类物质的含量更高，0 ℃是保持鲜切洋葱中多酚类物质含量的最佳温度，这说明较高的温度会破坏鲜切洋葱氧化还原反应的平衡，使多酚类产物迅速积累，导致褐变；而鲜切洋葱中槲皮素的含量不受温度和切割方式的影响，随着贮藏期的延长，鲜切洋葱中的槲皮素含量会下降，但是仍会高于其他果蔬。多酚类物质对鲜切等逆境胁迫有保护作用，因此多酚的合成对于维持果蔬良好的品质十分重要。
鲜切洋葱的货架期主要以微生物指标和/或感官指标为评判标准。微生物指标通常是指鲜切洋葱中细菌、霉菌、酵母菌等的数量，而感官指标是指鲜切洋葱的外观颜色、风味等[34]。在4 ℃贮藏条件下，鲜切洋葱的货架期通常为10～14 d。下面我们就目前延长鲜切洋葱货架期的物理和化学方法做出总结。
物理保鲜是利用非化学的技术手段来保持果蔬品质的方法，其基本原理主要是通过改变温度、湿度、压力、气体成分等非化学参数，钝化果蔬中酶的活性，降低其自身的生理生化反应速度，最终实现对果蔬的保鲜。
3.1.1 温度
温度是制约鲜切洋葱货架期长短的重要因素。适宜的低温可以有效减慢果蔬的衰老速度，可以很好地保持其品质。温度每降低10 ℃，果蔬间的酶活力会降低2～3倍[35]。黄野等[36]将Nisin(0.1 mg/mL)+柠檬酸(1%)复配溶液清洗后的鲜切洋葱，分别置于5、15、25 ℃的条件下贮藏16 d，同时空白组选用5 ℃贮藏不经任何处理的鲜切洋葱进行实验。结果表明，5 ℃ 低温贮藏条件能够有效降低处理后鲜切洋葱中DPPH清除自由基能力的损失，很好地维持其抗氧化能力，延缓鲜切洋葱的组织代谢分解。近年来，热处理作为一种新型贮藏保鲜技术，因其高效、省时的特点应用于延长鲜切洋葱的货架期。SIDDIQ等[11]将等量鲜切洋葱切条在50、60、70 ℃的热水中分别浸泡1 min，来研究热处理对鲜切洋葱切条生理生化的影响。结果表明，与空白组相比，适当的热处理可以达到灭酶而又不影响洋葱产品风味的目的，50 ℃和60 ℃ 可以增加鲜切洋葱的抗氧化物质的含量，从某种程度上有利于鲜切洋葱品质和抗氧化性能的维持。热处理能降低果蔬呼吸速率、乙烯生成及相关酶活性，很好地保持果蔬感官品质。温度对鲜切果蔬保鲜及贮藏和控制方法，使其保鲜运输及贮藏更加合理科学[37-38]。
3.1.2 气调贮藏
气调贮藏是通过创造适合鲜切洋葱贮藏的气体组分比例，达到延长其货架期目的的重要保鲜方法。据研究[26]，较高浓度的CO2和较低的温度通常是维持鲜切洋葱风味、抑制微生物生长和降低呼吸速率的良好贮藏条件，同时也会提高鲜切洋葱的感官品质。LIU等[23]将置于40%(体积分数)CO2+59%(体积分数)N2+1%(体积分数)O2气调环境和空白组的鲜切洋葱分别贮藏在10 ℃条件下，测定它们的微生物指标货架期分别为9 d和6 d，感官货架期分别为7 d和5 d。研究结果表明，40%(体积分数)CO2+59%(体积分数)N2+1%(体积分数)O2气调环境在一定程度上降低了微生物的生长速度，延长了其货架期。也有相关研究表明，2%～5%O2和10%～15%CO2是鲜切洋葱包装常用的气调比例，并且当CO2体积分数为10%～15%时，可有效清除鲜切洋葱新陈代谢产生的自由基，延缓其衰老，提升鲜切洋葱的感官品质[22]。目前，应用于果蔬保鲜的气调技术还有自发式气调，该法是根据果蔬自身的生理代谢及市场需求，进行包装贮藏，特点是不需任何外加气体成本投入，资源消耗较低。
化学方法保鲜果蔬是目前常用的方法，化学保鲜剂的保鲜效果因组分的不同有所差异，且其含有许多的活性成分都可有效抑制果蔬的品质的劣变[39]。因此，它也被应用在鲜切洋葱的保鲜上[40]。PIERCEY等[41]使用环糊精包裹烯丙基异硫氰酸酯(AIT)形成的包合物来处理鲜切洋葱，并对其微生物指标进行测定。结果表明，该方法能有效抑制鲜切洋葱中单增李斯特菌的生长，降低其腐烂率，延长鲜切洋葱的货架期。此外，采用抗氧化活性物质进行鲜切果蔬的保鲜处理能有效防控其腐败变质，并具有简单、经济和高效等特点。
单一的保鲜方法只能在一定程度上延长鲜切洋葱的货架期，因此，可以将不同种保鲜方法进行复合，发挥其不同保鲜作用，来达到最好的保鲜效果。吴旭敏等[42]对比研究了3种不同气调比例对鲜切洋葱贮藏过程中生理生化指标的影响，结果表明，80%(体积分数)O2+20%(体积分数)N2气调包装复合1.5%柠檬酸溶液浸泡处理的鲜切洋葱，在4 ℃贮藏条件下其货架期可达到17 d，对鲜切洋葱有较好的保鲜效果。生物保鲜剂具有成本低，污染小等特点，CHEN等[43]将50 μg/mL乳链菌肽和1%柠檬酸复配对鲜切洋葱进行清洗，实验结果表明与对照组相比，贮藏15 d后，经实验处理过的鲜切洋葱褐变程度明显改善，抗氧化能力也有很大的提高，感官品质较好。果蔬辐照处理一般采用射线或电子加速器产生的电子射线对食品进行处理，破坏病虫害和微生物的新陈代谢以及生长繁殖。类黄酮是评价鲜切洋葱品质的重要指标之一，减少类黄酮含量的损失，可以较好维持鲜切洋葱的品质。如PÉREZ-GREGORIO等[44]比较了用次氯酸钠、柠檬酸和UV-C辐射处理的鲜切洋葱中类黄酮的含量及整体质量品质，实验得出用UV-C处理的鲜切洋葱中类黄酮的含量可以提高35%，因此该法可用于鲜切洋葱的保鲜，同时不破坏其感官品质。复合保鲜技术因其高效、创新等特点成为当下果蔬保鲜的主要研究方向。
除此之外，洋葱自身也含有天然的抗菌物质，用来抑制微生物的腐败变质和减缓其氧化褐变过程，这种特性与洋葱中含有的有机硫和黄酮类化合物有关[45]，其中槲皮素和山奈酚对Bacillus cereus、Staphylococcus aureus等革兰氏阳性菌有较强的抑制作用[46-47]。因此，开发一种能较好维持鲜切洋葱中挥发性物质的包装材料，可以延长它的货架期。
鲜切洋葱的出现，避免了洋葱因细胞组织破裂后释放的挥发性含硫化合物等催泪物质带给人们的不适感，使得鲜切洋葱存在很大的消费市场。鲜切洋葱的货架期是由自身的品质变化和保鲜技术决定的。因此，系统地了解鲜切洋葱在贮藏期间品质变化的机制，不仅有助于延长鲜切洋葱的货架期，也将有助于我们寻找出一种更为有效的方式来控制鲜切洋葱发生的品质劣化。目前，天然保鲜剂虽然已用于鲜切洋葱的保鲜，但是相关领域的研究依旧很少，并且可被应用在鲜切洋葱保鲜的保鲜剂种类也很少。此外，物理、化学及生物保鲜技术的结合以及鲜切洋葱包装材料的研究也应紧紧围绕实际生产的需要。因此，如何才能较好保持鲜切洋葱的品质和延长其保质期是未来亟待的问题。
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GUAN Qingxin, HU Wenzhong*, CHEN Chen, LIU Chenghui, ZHANG Yue, GE Jiahui, SUN Xiaoyuan
1(College of Life Science，Dalian Minzu University，Dalian 116600,China) 2(Key Laboratory of Biotechnology and Bioresources Utilization，Ministry of Education，Dalian 116600,China)
ABSTRACT As people’s living standards are improving continuously, fresh-cut fruits and vegetables have developed rapidly in fresh food industries with their own advantages. Fresh-cut onions have entered people’s daily lives because of their nutritional properties and convenience. In this paper, quality changes during storage and the effects of different preservation technologies on physiological and biochemical properties of fresh-cut onions were studied to provide references for further research on fresh-cut onions.
Key words fresh-cut onions; ingredients; quality change; fresh-keeping method