微酸性电解水与气调包装对鲜切莴苣保鲜效果研究

俞静芬，尚海涛，林旭东，卢超儿，陈曙颖

（1 宁波市农业科学研究院；2 宁波市绿盛菜篮子商品配送有限公司：315100，浙江宁波）

莴苣，又称莴笋，菊科莴苣属莴苣种能形成肉质嫩茎的变种，一二年生草本植物，原产地中海沿岸，现我国各地均有种植。莴苣富含维生素、膳食纤维以及矿物质钙、磷、铁等[1]。其肉质茎和嫩叶均可食用，但其外表皮易纤维化，嫩叶易损伤，不耐贮藏，而且食用前必须去皮，十分适合鲜切加工[2]。

鲜切果蔬又称为轻度加工果蔬，是对新鲜果蔬进行分级整理、清洗、切分、包装等处理，并使果蔬保持新鲜状态的制品[3,4]。鲜切莴苣经去皮、切分后，组织结构受到伤害，原有的保护层被破坏，汁液外溢，易受微生物侵染[5]。另外，在切割过程中，其内源酶与底物的区域化被破坏，酶与底物直接接触，发生各种生理生化反应，如多酚氧化酶（PPO）催化酚类物质氧化反应，被氧化生成醌类物质，醌进一步在植物体内缩合或者与蛋白质反应，生成褐色或黑色物质，从而严重影响果蔬的感官品质，且易造成营养成分流失[6-9]。

微酸性电解水（Slightly acidic electrolyzed water,SAEW）是将电解质溶液经电解后，得到的具有氧化能力的水，其具有高氧化还原电位和一定量的有效氯[10,11]。微酸性电解水可以产生羟基自由基，其氧化能力强，能与很多有机物、无机物或生物大分子发生各种类型化学反应，能够发挥氧化作用杀灭微生物[12，13]。微酸性电解水具有很高的安全性，无污染、无残留，制取方便且价格低廉，已广泛应用于医疗、食品、农业和环保等行业[14]。近年来，其在果蔬加工业中杀菌保鲜方面的应用引起广泛关注。Koide[15]、Abadias[16]、胡朝晖[17]等分别用微酸性电解水对鲜切卷心菜、鲜切生菜、鲜切莲藕进行杀菌处理，结果均表明其具有较好的杀菌效果。此外，SAEW 处理在有效控制鲜切云南红梨表面微生物数量的同时，能够抑制多酚氧化酶活性，并且能够延缓其贮藏过程中Vc 含量和总糖含量的降低[14]。目前，关于SAEW 处理对鲜切水果贮藏品质影响的报道较少。

本研究选取莴苣为原料，研究SAEW 处理对莴苣贮藏过程中微生物及相关贮藏品质参数的影响，以探究SAEW 在控制微生物污染和保持鲜切水果贮藏品质中的应用前景。

1 材料、仪器与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂 新鲜莴苣购于康谱园基地，挑选颜色鲜亮、脆嫩、无腐烂虫害、大小一致的莴苣为实验原料。福林酚购于上海源叶生物科技有限公司；2,6-二氯吲哚酚购于上海市阿拉丁生化科技股份有限公司；没食子酸、邻苯二酚、愈创木酚购于上海市麦克林生化科技有限公司；H2O2、PVPP 购于国药集团化学试剂有限公司；Trition X-100 购于Biosharp 生物科技有限公司；平板计数琼脂（Plate Count Agar，PCA）购于青岛海博生物技术有限公司；所用其他试剂均为分析纯。

1.1.2 仪器与设备 FX-SWS100 型微酸性电解水生成器，烟台方心水处理公司；LS-3750 型灭菌锅，日本SANYO 公司；AL240 型电子分析天平，北京瑞利分析仪器有限公司；TU-1810 型紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；TGL-16M 型台式高速冷冻离心机，上海卢湘仪离心机仪器有限公司；SC-80C型全自动色差仪，北京康光光学仪器有限公司；PHSJ-3F型pH/ORP 计，上海仪电科学仪器股份有限公司；RC-3F型高浓度有效氯测定仪，日本笠原理化工业株式会社；PAL-1 型数显折光仪，成都一科仪器设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 SAEW 的制备 SAEW 由电解水生成器电解体积分数为0.9% 的NaCl 产生，采用PHSJ-3F 型pH/ORP计测定pH 值和ORP 值，采用RC-3F 型高浓度有效氯测定仪测定有效氯浓度（ACC）。经测定，微酸性电解水pH 为6.5，ACC 为30 mg/L 。气调包装气体成分（体积）：O2为5%，CO2为10%，N2为85%。

1.2.2 细菌菌落总数的测定 按照GB/T 4789.2-2016《食品卫生微生物学检验：菌落总数测定》测定。

1.2.3 褐变度的测定 参考Min[18]的方法测定鲜切莴苣的褐变度。在4 ℃下用30 mL 蒸馏水将3.0 g 新鲜切碎莴苣以10 000 r/min 匀浆2 min，在4 ℃下以10 000 r/min离心10 min，收集上清液，在25 ℃水浴锅中保温5 min。使用紫外分光光度计在410 nm 测量吸光度，褐变度表示为A410×10。

1.2.4 失重率测定 采用Cheng[19]的方法测定失重率。使用精度为0.01 g 的天平测定鲜切莴苣的初始质量。之后，每3 d 测量一次鲜切莴苣在储藏期间的质量。

失重率=[（初始质量-观察时质量）/初始质量]×100%。

1.2.5 可溶性固形物含量测定 采用PAL-1 型数显折光仪直接测定各处理组样品的可溶性固形物含量，结果表示为°Brix。

1.2.6 Vc 含量测定 采用2,6-二氯吲哚酚滴定法[20]测定莴苣中VC含量，结果以10-2mg/g 表示。

1.2.7 总多酚含量测定 总多酚含量测定参考Singleton[21]的方法。用30 mL 体积分数为60%的乙醇溶液在10 000 r/min 匀浆5 min，并在4 ℃下以10 000 r/min 离心5 min。取10 mL 上清液，用40 mL 体积分数为60%的乙醇溶液稀释为总酚提取液，将0.25 mL 总酚提取液和0.25 mL 蒸馏水混合，然后加入1 mL 福林酚试剂（质量分数为10%）。充分混匀后，将反应液在室温下静置6 min，加入2 mL 体积分数为7%的Na2CO3溶液并加蒸馏水定容到10 mL。在25 ℃水浴锅中恒温避光反应60 min 后，在760 nm 处测定其吸光度。以没食子酸为标样绘制标准曲线，结果（鲜重）表示为没食子酸当量/100g（10-2mg/g）。所有处理均进行3 次重复。

1.2.8 多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）活性测定取新鲜莴苣切片2 g，加入4 mL 磷酸缓冲液（pH 6.8）、1 mL Trition X-100 和0.1 g 不溶性聚乙烯聚吡啶酮（PVPP）均质，16 000 r/min 离心10 min，收集上清液检测PPO 活性。取500 μL 上清液与500 μL 邻苯二酚（0.02 mol/L）和2.5 mL 磷酸盐缓冲液（pH 6.8）混匀，立即在420 nm 下测定其吸光度，连续测量3 min。吸光度每分钟增加0.001 为一个酶活单位[22]。同样地，取500 μL 上清液、300 μL H2O2（0.059 M）、600 μL 愈创木酚（质量分数为0.5%）和1.6 mL 磷酸盐缓冲液（pH 6.8）混匀，立即在470 nm 下测其吸光度，连续测量3 min，吸光度每分钟增加0.001 为一个酶活单位[23,24]。酶活单位表示为U/（min·g）。

1.3 数据处理

使用Excel 2007 进行数据处理，使用SPSS 20.0软件进行单因子方差分析，使用Origin 9 制图。所有数据均重复3 次。

2 结果与分析

2.1 细菌菌落总数

果蔬鲜切后易被微生物污染，发生腐烂变质的现象，严重影响果蔬品质和消费者接受程度[25]。图1 为不同处理条件下贮藏期间菌落总数的变化。在贮藏期间，各处理组菌落总数均呈现增加的趋势。在贮藏第6 d时，对照组菌落总数升高至6 log10cfu/g 以上，而处理组菌落总数在贮藏期间均小于未处理组。其中单独气调包装和微酸性电解水处理组在贮藏第6 d 时菌落总数达到5 log10cfu/g 以上，微酸性电解水联合气调包装处理组在第12 d 时菌落总数为5.3 log10cfu/g，这与谢晶[26]等人的研究一致。因此，微酸性电解水联合气调包装能够有效地失活鲜切莴苣表面的微生物，延长其货架期，从而达到保鲜的目的。

图1 微酸性电解水协同气调包装对鲜切莴苣细菌总数的影响

2.2 褐变度

鲜切果蔬在贮藏过程中极易发生酶促褐变，对鲜切果蔬的色泽、风味等感官品质和营养价值造成不利影响，并会缩短其货架期[27,28]。因此，在鲜切果蔬贮藏过程中有效抑制其酶促褐变对于保持果蔬新鲜品质具有重要意义。如图2 所示，在贮藏过程中，鲜切莴苣的褐变度随贮藏时间的延长而显著升高。与对照组相比，微酸性电解水和气调包装处理能够有效抑制鲜切莴苣的酶促褐变，其联合使用效果更好。贮藏12 d 时，处理组鲜切莴苣褐变度均显著低于未处理组，其中微酸性电解水联合气调包装处理组褐变度最低，对酶促褐变具有显著的抑制效果。以上结果表明，微酸性电解水联合气调包装处理对鲜切莴苣的褐变具有显著的抑制作用。

图2 微酸性电解水协同气调包装对鲜切莴苣褐变度的影响

2.3 失重率及可溶性固形物

在贮藏过程中，由于水分散失，鲜切果蔬的重量会降低，对果蔬品质造成不良影响。如图3 所示，在贮藏期间，失重率整体呈增加趋势。与对照组相比，微酸性电解水处理的鲜切莴苣失重率升高较为显著，而协同处理组失重率无显著性差异。图4 为SAEW 和MAP处理后鲜切莴苣在不同贮藏时间内可溶性固形物含量的变化。与未处理组相比，各处理组鲜切莴苣中可溶性固形物含量无显著变化。上述结果表明，SAEW 和MAP 处理对鲜切莴苣的品质无显著性影响。

图3 微酸性电解水协同气调包装对鲜切莴苣失重率的影响

图4 微酸性电解水协同气调包装对鲜切莴苣可溶性固形物的影响

2.4 Vc 含量

Vc 是一种重要的维生素，对人体健康有益，其含量是衡量果蔬营养价值的重要指标。如图5 所示，测定了微酸性电解水与气调包装处理对莴苣中Vc 含量的影响。未处理组Vc 含量初始值为15.31×10-2mg/g，随贮藏时间的延长Vc 含量略有降低。与未处理组相比，处理组Vc 含量在贮藏过程中略有降低，但整体上差异不显著。以上结果表明，微酸性电解水与气调包装处理对鲜切莴苣中Vc 含量无显著影响，能够较好地保持食品的营养成分。

图5 微酸性电解水协同气调包装对鲜切莴苣Vc 含量的影响

2.5 总多酚含量

果蔬中含有大量的酚类化合物，酚类物质是鲜切果蔬发生酶促褐变的底物，其与多酚氧化酶发生反应生成醌类物质，导致果蔬发生酶促褐变。图6 为微酸性电解水与气调包装处理对鲜切莴苣中总酚含量的影响。如图6 所示，随着贮藏时间的延长，酚类物质含量逐渐减少。对照组总酚含量最低，这可能是由于总酚参与酶促褐变反应被消耗掉。处理组的总酚含量均高于对照组，其中，微酸性电解水联合气调包装处理组的总酚含量最高，可能是因为二者协同处理能够抑制PPO的活性，从而导致多酚的消耗量减少。

图6 微酸性电解水协同气调包装对鲜切莴苣总多酚含量的影响

2.6 PPO、POD 含量测定

PPO 和POD 是引起果蔬酶促褐变的主要酶类，能催化氧气与果蔬中酚类物质反应，形成醌类物质，醌类物质发生聚合反应生成褐色物质，从而导致酶促褐变。酶促褐变严重影响果蔬的感官品质。由图7 可知，与对照组相比，当贮藏时间为12 d 时，微酸性电解水、气调包装和协同处理组PPO 活性分别降低了46.3，31.2 和81.5 U/（min·g）。以上结果表明，微酸性电解水与气调包装单独处理对PPO 活性有一定的抑制作用，但其二者联合使用抑制效果更为显著。

图7 微酸性电解水协同气调包装对鲜切莴苣PPO 活性的影响

POD 活力可以反映组织中的氧化应激程度[29,30]。当植物组织受到压迫、机械损伤时POD 活力激增。由图8可知，POD 活性呈现先上升后下降的趋势。这可能是由于莴苣在鲜切过程中组织受到破坏，发生氧化应激，从而导致POD 活性增加。与对照组相比，微酸性电解水联合气调包装处理能显著降低POD 活性。当贮藏时间为12 d时，协同处理组POD 活性降低了53.6 U/（min·g）。

图8 微酸性电解水协同气调包装对鲜切莴苣POD活性的影响

综上所述，微酸性电解水和气调包装通过抑制PPO 和POD 活性而抑制果蔬的酶促褐变，进而达到果蔬保鲜的目的。

3 结语

本研究采用微酸性电解水、气调包装以及二者协同的方法处理鲜切莴苣，发现微酸性电解水协同气调包装能够显著减少鲜切莴苣表面菌落总数、抑制其褐变，且能较好地维持其品质。在贮藏时间为12 d 时，协同处理组鲜切莴苣表面菌落总数为5.3 log10 cfu/g，与对照组相比，其褐变度显著降低，PPO 和POD 活性分别降低了81.5%和53.6%，且其Vc 含量、可溶性固形物、总酚含量均无显著性变化。因此微酸性电解水与气调包装协同处理能够有效地抑制鲜切莴苣的酶促褐变，更有利于鲜切莴苣的保鲜和贮藏。