Zusammenfassung Frisch geschnittenes Obst und Gemüse wird von Verbrauchern wegen seiner verzehrfertigen, praktischen, nahrhaften, frischen und sicheren Eigenschaften bevorzugt. Die mechanische Beschädigung durch minimale Verarbeitung ist jedoch nicht förderlich für die Erhaltung der Qualität von frisch geschnittenem Obst und Gemüse, was die Entwicklung der Obst- und Gemüseverarbeitungsindustrie einschränkt. Daher ist die Frage, wie die Qualität effektiv erhalten und die Haltbarkeit verlängert werden kann, ein zentrales Problem, das bei der Verarbeitung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse gelöst werden muss. Eine ordnungsgemäße und präzise Verpackung kann die Umgebung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse verbessern, die Anzahl der Mikroorganismen verringern und die Haltbarkeit verlängern und die Qualität erhalten. Allerdings erfordern verschiedene Arten von frisch geschnittenem Obst und Gemüse aufgrund ihrer eigenen Eigenschaften oft unterschiedliche Verpackungstechniken. In diesem

In diesem Artikel werden die Forschungsfortschritte bei der Klassifizierung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse und deren anwendbaren Verpackungstechnologien untersucht und die Konservierungsprinzipien der Niedertemperaturlagerung, der Verpackung in modifizierter Atmosphäre, der Ozonwasseraufbereitung, der Vakuumverpackung, der Verpackung unter ultrahohem Druck, der essbaren Beschichtung, der Nanoverpackung und der Verpackungstechnologien mit Mikrokapseln sowie deren Anwendungen bei frisch geschnittenem Obst und Gemüse systematisch analysiert.

Frisch geschnittenes Obst und Gemüse, auch als halbverarbeitetes Obst und Gemüse oder leicht verarbeitetes Obst und Gemüse bekannt, wird frisch gewaschen, geschält und entkernt, geschnitten, konserviert, verpackt und auf andere Weise behandelt, um es zu frischen, nahrhaften, praktischen, grünen und gesunden verzehrfertigen Produkten zu machen. Frisch geschnittenes Obst und Gemüse wird von den Verbrauchern wegen seiner Frische, Bequemlichkeit und Schnelligkeit geschätzt und wird weltweit in großem Umfang an die Gastronomie und den Einzelhandel geliefert [1]. Eine minimale Verarbeitung verändert jedoch die Integrität von Obst und Gemüse, mindert die Qualität von frisch geschnittenem Obst und Gemüse und begrenzt die Entwicklung ihrer Verarbeitungsindustrie [2]. Daher ist die Frage, wie die Qualität effektiv erhalten und die Lagerzeit verlängert werden kann, das Hauptproblem, das bei der Verarbeitung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse gelöst werden muss. Eine ordnungsgemäße Verpackung kann den Verderb von frisch geschnittenem Obst und Gemüse verlangsamen, indem sie mikrobielle Infektionen reduziert, die enzymatische und nicht-enzymatische Bräunung verzögert und den Stoffwechsel und die Atmungsintensität der Gewebestruktur verringert, wodurch die Haltbarkeit von frisch geschnittenem Obst und Gemüse verlängert wird [3]. Allerdings müssen verschiedene Arten von frisch geschnittenem Obst und Gemüse aufgrund ihrer unterschiedlichen Atmungsstärke, Nährstoffe, Bräunungsgrade usw. normalerweise in unterschiedlichen Frischhalteverpackungen verpackt werden. Daher ist es von großer Bedeutung, die geeignete Frischhalteverpackungstechnologie für die Produktion von frisch geschnittenem Obst und Gemüse und die Entwicklung seiner Branche zu wählen. In diesem Artikel werden Obst und Gemüse klassifiziert, die Frischhalteverpackungstechnologie zusammengefasst, die für verschiedene Arten von frisch geschnittenem Obst und Gemüse geeignet ist, und die im In- und Ausland für frisch geschnittenes Obst und Gemüse verwendete Frischhalteverpackungstechnologie für fest verschlossene Verpackungen vorgestellt, um eine gewisse Referenz und Referenz für die weitere Forschung und Förderung der Frischhalteverpackungstechnologie für fest verschlossene Verpackungen für frisch geschnittenes Obst und Gemüse in China zu bieten.

1] 1 Präzise Frischhalte-Verpackungstechnologie für verschiedene Sorten frisch geschnittenes Obst und Gemüse

2] Verschiedene Arten von frisch geschnittenem Obst und Gemüse erfordern aufgrund ihrer unterschiedlichen Atmungsstärke, ihres Wassergehalts, ihres Nährstoffgehalts, ihrer Bräunungsgeschwindigkeit und ihrer Textur normalerweise unterschiedliche Präzisionsverpackungstechnologien, um ihr Aussehen, ihren Nährstoffgehalt, ihre Frische und andere Eigenschaften zu bewahren. Blattgemüse (Sellerie, Salat, Spinat usw.) ist aufgrund seiner weichen Textur und der leichten Beschädigung der Blätter frisch geschnittenes Gemüse, was es unmöglich macht, es durch Verpackungstechnologien mit hohem Druck wie Ultrahochdruck und Vakuumbehandlung zu konservieren. Normalerweise werden Ozonbehandlung [4], Lagerung bei niedriger Temperatur [5], Verpackung mit modifizierter Atmosphäre [6] und andere Technologien für Frischhalteverpackungen verwendet. Geschnittene Kartoffeln, Äpfel und Birnen sind sehr anfällig für Bräunung, und Verpackungstechnologien wie Wärmebehandlung [7], Verpackung mit modifizierter Atmosphäre [7] und essbare Überzugsfolie [8] können die Bräunung erheblich hemmen, sodass die Anwendung dieser Technologien auf frisch geschnittenes Obst und Gemüse, das zur Bräunung neigt, die gute sensorische Qualität von Obst und Gemüse bewahren kann. Frisch geschnittenes Obst und Gemüse (Äpfel, Birnen) lässt sich aufgrund seiner geringen Atmungsintensität leicht lagern und wird normalerweise durch essbare Beschichtung [8] und Wärmebehandlung [7] gelagert und verpackt. Steinobst (Pfirsiche, Pflaumen, Aprikosen usw.) lässt sich aufgrund seiner hohen Atmungsintensität nicht leicht lagern. Zur Konservierung kann Ultrahochdruck in Kombination mit Vakuum [9] und Nano-ZnO-Verpackungstechnologie [10-11] verwendet werden. Es ist ersichtlich, dass verschiedene Arten von frisch geschnittenem Obst und Gemüse aufgrund ihrer eigenen Eigenschaften mit unterschiedlichen Verpackungstechnologien konserviert werden müssen. Tabelle 1 fasst die Präzisionsverpackungstechnologien zur Konservierung zusammen, die für verschiedene Arten von frisch geschnittenem Obst und Gemüse anwendbar sind.

3] 2. Konservierungs- und Verpackungstechnologie für frisch geschnittenes Obst und Gemüse

4] 2.1 Niedrigtemperatur-Konservierungstechnologie

5] Die Temperatur ist ein wichtiger Faktor, der die Qualitätsverschlechterung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse während der Lagerung beeinflusst, und die Lagerung bei niedriger Temperatur ist die gängigste Methode, um die Frische von frisch geschnittenem Obst und Gemüse zu bewahren [2]. Niedrige Temperaturen können die Aktivität verschiedener Oxidasen hemmen, die Atmungsintensität und die enzymatische Bräunungsreaktionsrate von frisch geschnittenem Obst und Gemüse verringern und so die physiologischen und biochemischen Reaktionen in Obst und Gemüse kontrollieren, Alterung und Verderb verzögern und das Wachstum und die Vermehrung von Verderbnisbakterien hemmen, wodurch eine gute Konservierungswirkung erzielt wird [13]. Wenn die Temperatur jedoch unter einem bestimmten Grad liegt, hat dies einen kühlenden Effekt, der der Lagerung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse nicht förderlich ist. Daher muss bei der Lagerung und Konservierung bei niedriger Temperatur auf die Temperaturkontrolle geachtet werden. Die Lagerung bei niedriger Temperatur ist eine grundlegende Form der Konservierung, die normalerweise in Kombination mit Technologien wie Vakuumverpackung und essbarer Beschichtung verwendet wird. Allerdings eignet sich nicht alles frisch geschnittene Obst und Gemüse für die Lagerung bei niedrigen Temperaturen. Bananen, Birnen und anderes frisch geschnittenes Obst und Gemüse beispielsweise sind anfällig für Kälteschäden und können nicht leicht bei niedrigeren Temperaturen gelagert werden, um die Frische zu bewahren. Daher werden sie üblicherweise mittels Wärmebehandlung [15], essbarer Beschichtung [2] und anderen Technologien verpackt.

6] Tabelle 1 Präzise Frischhalteverpackungstechnologie für verschiedene Arten von frisch geschnittenem Obst und Gemüse

7] Tabelle 1 Präzise Frischhalteverpackungstechnologie für verschiedene Arten von frisch geschnittenem Obst und Gemüse

8] 

9] 1] Unter Verwendung von frisch geschnittenem Salat als Rohmaterial wurde die Qualität von vakuumverpacktem frisch geschnittenem Salat während der Lagerung bei niedrigen Temperaturen untersucht. Die Ergebnisse zeigten, dass Vakuumverpackung in Kombination mit Lagerung bei niedrigen Temperaturen den Gewichtsverlust, den titrierbaren Säuregehalt und die starke Atmung von frisch geschnittenem Salat wirksam lindern konnte

2.2 Verpackung unter Schutzatmosphäre

Verpacken unter modifizierter Atmosphäre (MAP) ist eine Methode zur Verlängerung der Haltbarkeit von frisch geschnittenem Obst und Gemüse durch Anpassung und Kontrolle des Gasanteils [7]. Es handelt sich um eine Konservierungstechnologie, bei der frisch geschnittenes Obst und Gemüse auf der Grundlage einer Lagerung bei niedriger Temperatur in versiegelte Verpackungsbeutel gegeben wird und gleichzeitig der Anteil der Gase in der Lagerumgebung geändert wird. Das Prinzip der Konservierung besteht darin, die durch die Atmung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse verursachte Gärung und Fäulnis durch Verringerung der O2-Konzentration und Erhöhung der CO2-Konzentration zu verringern und gleichzeitig das Wachstum und die Reproduktionsrate von Mikroorganismen sowie die Menge des produzierten Ethylens zu verringern [13], um so die Haltbarkeit von frisch geschnittenem Obst und Gemüse zu verlängern. Verpacken unter modifizierter Atmosphäre kann in zwei Typen unterteilt werden: selbstinitiiertes Verpacken unter modifizierter Atmosphäre (MAP) und kontrolliertes Verpacken unter modifizierter Atmosphäre (CAP).

2.2.1 Spontane Verpackung unter Schutzatmosphäre

Beim spontanen Verpacken mit modifizierter Atmosphäre wird die Atmung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse genutzt, um O2 zu verbrauchen und CO2 zu produzieren, wodurch im Verpackungsbeutel allmählich eine Umgebung mit modifizierter Atmosphäre mit niedrigem O2- und hohem CO2-Gehalt entsteht, um den Zweck des frisch geschnittenen Obstes und Gemüses zu erreichen [3]. GHIDELLI ET AL. [38] Die Wirkung der Kombination aus einer eßbaren Beschichtung aus Sojaprotein und herkömmlicher und spezieller Verpackung mit modifizierter Atmosphäre auf die Qualität frisch geschnittener Auberginen während der Lagerung wurde untersucht. Dabei wurde festgestellt, dass bei herkömmlicher Verpackung mit modifizierter Atmosphäre die Härte und das Gewicht der Früchte erhalten bleiben und die Lagerdauer frisch geschnittener Auberginen 6 Tage betragen kann. Die kommerzielle Haltbarkeit frisch geschnittener Auberginen kann durch spezielle modifizierte Atmosphäre (80 kPa O2) auf 8 bis 9 Tage verlängert werden. Darüber hinaus wird die selbstinitiierte Verpackung mit modifizierter Atmosphäre auch häufig zum Frischhalten von frisch geschnittenen Kantalupen, Äpfeln, Karotten, Salat, Brokkoli und anderen Obst- und Gemüsesorten verwendet und hat gute Konservierungsergebnisse erzielt [3].

2.2.2 Kontrolle der Gasverpackung

Unter kontrollierter Gasverpackung versteht man die künstliche Herstellung des Anteils von O2, CO2, N2 und anderen Gasen, die für die Verpackung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse mit modifizierter Atmosphäre erforderlich sind, d. h. die Auswahl von Gasen, die die Qualität von frisch geschnittenem Obst und Gemüse besser erhalten können, um die Gaskomponenten in der Originalverpackung zu ersetzen und so die Haltbarkeit von frisch geschnittenem Obst und Gemüse zu verlängern [3]. MAP muss normalerweise den inneren Gehalt von 2–5 % O2 und 5–10 % CO2 in frisch geschnittenem Obst und Gemüse aufrechterhalten, um die Qualität von frisch geschnittenem Obst und Gemüse zu erhalten [13]. LI et al. [17] untersuchten die Auswirkungen einer Niedertemperaturlagerung bei 4 °C in Kombination mit einer Verpackung mit modifizierter Atmosphäre aus 64 μm PP-Folie auf die Qualität und Haltbarkeit von frisch geschnittenen Kiwis und zeigten, dass eine Verpackung mit modifizierter Atmosphäre mit 10 % CO2 und 5 % O2 die Festigkeit der Frucht sowie den Gesamtphenol- und Chlorophyllgehalt erhalten kann und dass eine Verpackung mit modifizierter Atmosphäre mit 10 % CO2 oder 40 % CO2 mikrobielle Infektionen verringern kann. Bei der Lagerung und Konservierung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse kann es jedoch vorkommen, dass die O2-Konzentration zu niedrig wird, was zu Schäden am frisch geschnittenen Obst und Gemüse aufgrund der anaeroben Atmung führt, was der Lagerung nicht förderlich ist. Verpackungen in modifizierter Atmosphäre (MAP) mit Nitrox, Ar und N2O können die Nachteile von ALC lösen, und HEC ist eine alternative Form von LEC und eignet sich für frisch geschnittenes Obst und Gemüse wie Pilze, Sellerie und Kiwis, die zum Bräunen und Fermentieren neigen [3].

2.3 Ozon-Wasseraufbereitung

Die Ozonwasserbehandlung ist eine physikalische Konservierungstechnik [16]. Aufgrund seiner signifikanten antimikrobiellen Wirkung gegen Bakterien, Pilze, Viren und Pilzsporen hat es in den letzten Jahren große Aufmerksamkeit in der Lebensmittelkonservierungsindustrie auf sich gezogen [35]. Es wirkt auf die Lipoproteine ​​der Außenschale, hauptsächlich indem es die Zellwand durchdringt

2.5 Ultrahochdruck-Frischhalteverpackungstechnologie

Bei der Ultrahochdruck-Konservierungstechnologie handelt es sich um eine nicht-thermische Verarbeitungstechnologie, bei der frisch geschnittenes Obst und Gemüse bei Raumtemperatur oder einer niedrigeren Temperatur von über 100 MPa einem Hochdruck ausgesetzt wird. Unter dem hohen Druck werden die Proteine ​​verformt und die Enzymaktivität in frisch geschnittenem Obst und Gemüse passiviert, während gleichzeitig die meisten Bakterien, Schimmelpilze und Hefen abgetötet werden[41].

Das Prinzip der Ultrahochdruckkonservierung beeinflusst hauptsächlich die physiologischen Aktivitäten von Mikroorganismen, indem es Veränderungen in der Morphologie mikrobieller Zellen verursacht und die Struktur ihrer Zellwände, Zellmembranen und Interzellularräume zerstört, was wiederum zum Tod von Mikroorganismen führt [42]. Darüber hinaus wurden die nichtkovalenten Bindungen und die Tertiärstruktur von Proteinen in Bakterienproteinen nach der Ultrahochdruckbehandlung zerstört, was zu einer Proteinkoagulation und einer verringerten katalytischen Aktivität von Qualitätsenzymen in frisch geschnittenem Obst und Gemüse führte. Daher kann durch die Ultrahochdruckbehandlung eine Sterilisation und Enzyminaktivierung erreicht werden, wodurch das Risiko von durch Lebensmittel übertragenen Krankheiten verringert und die Lagerzeit von frisch geschnittenem Obst und Gemüse verlängert wird. Aufgrund des hohen Drucks ist die Ultrahochdruck-Frischschnittverpackungstechnologie jedoch nicht für frisch geschnittenes Obst und Gemüse mit weicher Textur wie Bananen, Salat, Spinat usw. geeignet, wird jedoch häufig für frisch geschnittenes Obst und Gemüse mit harter Textur wie Äpfel und Kantalupmelonen verwendet.

2.6 Verpackungstechnologie für die Konservierung von essbaren Überzugsfolien

Bei der Innenverpackung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse kommt üblicherweise eine Beschichtungskonservierungstechnologie zum Einsatz. Dabei wird das frisch geschnittene Obst und Gemüse in ein ungiftiges, essbares flüssiges Polymerbeschichtungsmittel eingeweicht, um auf der Oberfläche des frisch geschnittenen Obstes und Gemüses einen halbatmungsaktiven Film mit Pfad- und Barriereeigenschaften zu bilden und so die Haltbarkeit des frisch geschnittenen Obstes und Gemüses zu verlängern [1].

Nach minimaler Verarbeitung wird eine große Menge an Oberfläche der Luft ausgesetzt, was dazu führt, dass die phenolischen Substanzen in den Geweben von Obst und Gemüse mit einer großen Menge Sauerstoff in Kontakt kommen, und unter der Katalyse der Polyphenoloxidase (PPO) kommt es zur Ansammlung von Chinon, und das Chinon wird weiter oxidiert und zu braunen Pigmenten polymerisiert, d. h. es tritt eine enzymatische Bräunung auf [1]. Nach der Verpackung in essbarer Folie kann diese wirksam verhindern, dass eine große Menge an Sauerstoff in der Luft in das frisch geschnittene Obst und Gemüse gelangt, die Aktivität der Polyphenoloxidase wirksam hemmen, die Bräunung von Obst und Gemüse verlangsamen und die Lagerqualität von Obst und Gemüse verbessern [45]. Das Schneiden von Obst und Gemüse verursacht Gewebestrukturschäden, die das ursprüngliche Schutzsystem zerstören, und der austretende Saft liefert gute Nährstoffe für mikrobielles Wachstum und Vermehrung [1]. Filmbildende Substanzen wie Chitosan haben bestimmte antibakterielle und bakterizide Wirkungen, und die Behandlung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse mit ihnen kann die Wahrscheinlichkeit einer mikrobiellen Infektion verringern. Gleichzeitig kann die Beschichtungsbehandlung auch die Atmung von frisch geschnittenem Obst und Gemüse hemmen, die Bildung von Ethylen verzögern und die Stoffwechselrate verringern, um die Qualität und Stabilität des Produkts aufrechtzuerhalten. Essbare Beschichtungsfolien zerstören jedoch die Form und Struktur von Gemüseblättern und führen dazu, dass sie welken. Daher sind sie für frisch geschnittenes Blattgemüse nicht geeignet.

2.7 Nano-Frischhalteverpackungstechnologie

Nano-Frischhalteverpackungen sind ein neues Forschungsgebiet, und Nano-Verpackungsmaterialien beziehen sich hauptsächlich auf die Summe einer Klasse von Lebensmittelverpackungsmaterialien, die Nanotechnologie verwenden, um Verpackungsprodukte nanozufügen, nanomodifizieren und nanosynthetisieren, um ihnen bestimmte Eigenschaften oder Funktionen zu verleihen [48]. Nanopartikel können Rohstoffe deutlich verbessern