低温等离子体活化水与介质阻挡放电联合处理对草莓冷杀菌效果及品质的影响

赵 莹，严龙飞，严文静,2，章建浩,2,*

（1.南京农业大学食品科学技术学院，江苏 南京 210095；2.南京苏曼等离子体工程研究院，江苏 南京 210095）

草莓采后表面附着的细菌、酵母和霉菌是引起腐烂变质、影响安全品质的重要因素。草莓目前采用的杀菌保鲜方法以化学杀菌剂、短波紫外线杀菌等为主，但化学杀菌剂容易产生残留，短波紫外线杀菌效率较低，基本无商业化应用。因此，寻求一种高效、安全、可规模化应用的草莓冷杀菌技术是当前研究热点。

果蔬采后商品化处理包括清洗、包装、运输、销售等过程，PAW与DBD联合处理满足商品化处理的要求，通过PAW浸泡清除果蔬表面大部分微生物及污物，包装后进行DBD处理，避免从清洗到包装过程中的二次污染且无化学残留，既能够提升果蔬表面杀菌效果，又能够维持生鲜品质，延长保鲜期，充分提高运输和贮藏稳定性，在大规模工业化生产中具有良好的应用前景。本研究通过SA调控PAW的pH值，并采用PAW结合DBD的方法对草莓进行冷杀菌，探究PAW与DBD联合处理对草莓杀菌效果及其品质的影响，为草莓现代物流安全品质控制提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

‘红颜’草莓 江苏省南京市江宁区草莓生态园。

平板计数琼脂（plate count agar，PCA）培养基、孟加拉红琼脂（rose bengal agar，RBA）培养基、结晶紫中性红胆盐琼脂（violet red bile agar，VRBA）培养基、煌绿乳糖胆盐肉汤（brilliant green lactose bile broth，BGLB） 青岛海博生物技术有限公司；SA、氯化钠、三氯乙酸、磷酸、三氯化铁、抗坏血酸 国药集团化学试剂有限公司；无水乙醇 广东光华科技股份有限公司；红菲啰啉 上海阿拉丁生化科技股份有限公司。所有试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

PG-1000ZD等离子体射流装置 南京苏曼等离子体有限公司；MAP-H360复合气调保鲜包装机 苏州森瑞保鲜设备有限公司；DBD低温等离子体冷杀菌设备南京屹润等离子体有限公司；UV-2600紫外分光光度计日本岛津公司；PAL-BX ACID F5型数显糖度计 日本ATAGO公司；TA.XT2i质构仪 英国Stable Micro Systems公司；CR-400型全自动测色色差仪 日本柯尼卡美能达公司。

1.3 方法

1.3.1 低温等离子体发生装置

本实验采用两种低温等离子体发生装置，分别为等离子体射流装置（图1A）与介质阻挡放电装置（图1B）。等离子体射流装置以空气为工作气体，流速为22.5 L/min，工作电流、电压、频率分别为0.024 mA、19 kV、20 kHz。介质阻挡放电装置采用双高压差分电源，在两个铝电极板之间（间距设置为35 mm）放置包装后的样品，上下介质阻挡绝缘板紧贴包装盒，通过电离包装盒内空气产生等离子体。

图1 等离子体射流装置（A）与介质阻挡放电装置（B）示意图Fig. 1 Schematic diagram of plasma jet device (A) and dielectric barrier discharge plasma device (B)

1.3.2 样品预处理

2021年3—4月分批采摘草莓后2 h内运回实验室，散去田间热。选取形状均一、成熟度一致、无病虫害、无机械损伤的草莓，摘除花萼。PAW制备：将PG-1000ZD等离子体射流装置的喷枪口浸没于300 mL一定浓度的SA溶液中，制备一定时间后，将PAW置于密闭容器中，待温度降至20 ℃备用。PAW处理草莓：将24 颗草莓分别置于900 mL PAW中分别浸泡一定时间，平铺于无菌滤纸上沥干，然后装入聚丙烯包装盒（150 mm×100 mm×35 mm），每盒均匀放置8 颗草莓，采用塑料薄膜密封包装。DBD处理：采用DBD低温等离子体冷杀菌设备处理包装好的草莓，设置不同DBD工作电压、处理时间、工作频率。以未处理草莓为对照组，每组重复3 次，处理结束后于20 ℃放置2 h，然后测定草莓菌落总数及霉菌和酵母总数。

1.3.3 单因素试验

本研究分别考察PAW制备时间、SA浓度、浸泡时间及DBD工作电压、处理时间和工作频率对草莓菌落总数及霉菌和酵母总数的影响。单因素试验参数设置具体如下：1）考察PAW制备时间（0、30、60、90、120 s）对草莓杀菌效果的影响时，固定水杨酸浓度0.25 mmol/L、浸泡时间3 min、DBD工作电压40 kV、DBD处理时间30 s、DBD工作频率60 Hz；2）选取杀菌效果较好的PAW制备时间，在不同水杨酸浓度（0、0.25、0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L）下，浸泡时间3 min、DBD工作电压40 kV、DBD处理时间30 s、DBD工作频率60 Hz；3）选取杀菌效果较好的PAW制备时间、水杨酸浓度，在不同浸泡时间（0、3、5、10、15 min）下，DBD工作电压40 kV、DBD处理时间30 s、DBD工作频率60 Hz；4）选取杀菌效果较好的PAW制备时间、水杨酸浓度、浸泡时间，在不同DBD工作电压（0、40、45、50、55、60 kV）下，DBD处理时间30 s、DBD工作频率60 Hz；5）选取杀菌效果较好的PAW制备时间、水杨酸浓度、浸泡时间、DBD工作电压，在不同DBD处理时间（0、30、60、90、120、150 s）下，DBD工作频率60 Hz；6）选取杀菌效果较好的PAW制备时间、水杨酸浓度、浸泡时间、DBD工作电压、DBD处理时间，考察不同DBD工作频率（0、60、90、120、150 Hz）的杀菌效果。

参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 菌落总数测定》和GB 4789.15—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 霉菌和酵母计数》的方法并略作修改，测定草莓菌落总数及霉菌和酵母总数。取8 颗草莓加入200 mL无菌生理盐水振荡30 min，取0.5 mL样液稀释10 倍，每个稀释梯度取1 mL样液于无菌培养皿中，分别倒入20 mL PCA、RBA培养基，摇晃均匀，冷却凝固后将PCA平板在37 ℃培养24 h，RBA平板在28 ℃培养48 h，重复3 次，结果以（lg（CFU/g））计。

预实验结果发现DBD处理条件强度较高时易破坏草莓表皮，因此固定PAW制备时间90 s、SA浓度1.0 mmol/L、浸泡时间5 min，将DBD（60 kV、60 Hz）处理30 s、DBD（45 kV、60 Hz）处理150 s、以及DBD（45 kV、150 Hz）处理时间90 s的草莓样品在20 ℃贮藏8 d后拍照并观察草莓外观完整性，以确定最佳因素水平。

1.3.4 Plackett-Burman试验设计

本研究以PAW制备时间、SA浓度、浸泡时间及DBD工作电压、处理时间和工作频率为自变量，以菌落总数对数值减少量为响应值，在单因素试验基础上，采用Plackett-Burman试验设计（表1），通过较少的试验次数从多因素中筛选出对响应值贡献较大的显著性因素。

表1 Plackett-Burman试验因素与水平Table 1 Levels of independent variables for Plackett-Burman design

1.3.5 Box-Behnken试验设计

根据Plackett-Burman试验结果，选取影响草莓菌落总数的主要因素，以菌落总数对数值减少量为响应值，设计Box-Behnken试验（表2），确定最佳杀菌条件。采用单因素及回归优化结果处理草莓，测定草莓的菌落总数对数值减少量进行验证。

表2 Box-Behnken试验因素与水平Table 2 Levels of independent variables for Box-Behnken design

1.3.6 亚硝酸盐与硝酸盐含量的测定

根据单因素试验及回归优化结果（联合处理参数：PAW制备时间96 s、SA浓度1.1 mmol/L、浸泡时间5 min、DBD工作电压46 kV、处理时间90 s、工作频率90 Hz）处理草莓，为检验本研究所用处理方法是否会造成硝酸盐及亚硝酸盐残留过量，测定草莓中硝酸盐及亚硝酸盐含量。设置对照组去离子水（deionized water，DIW）组及5 个处理组（SA、PAW、PAW+SA、DBD、PAW+SA+DBD组），参数与联合处理组保持一致。取DIW、SA、PAW、PAW+SA、DBD及PAW+SA+DBD组样品，参照GB 5009.33—2016《食品安全国家标准 食品中亚硝酸盐和硝酸盐的测定》中分光光度法测定亚硝酸盐和硝酸盐含量，重复3 次，单位为mg/kg。

1.3.7 贮藏期品质分析

1.3.7.1 样品处理

取1.3.6节制备的DIW、SA、PAW、PAW+SA、DBD及PAW+SA+DBD组样品在（20±2）℃、相对湿度（85±5）%的恒温恒湿培养箱中贮藏8 d，分别在贮藏0、2、4、6、8 d取样，每组取6 盒（48 颗草莓），观察草莓腐败情况并测定菌落总数及霉菌和酵母总数、大肠菌群总数及生鲜品质指标，重复3 次。

1.3.7.2 草莓菌落总数及霉菌和酵母总数、大肠菌群总数测定

菌落总数及霉菌和酵母总数的测定方法同1.3.3节，草莓大肠菌群总数的测定参照GB 4789.3—2016《食品安全国家标准 食品微生物学检验 大肠菌群计数》的方法并略作修改。取8 颗草莓加入200 mL无菌生理盐水振荡30 min，取0.5 mL样液稀释10 倍，重复3 次，结果以（lg（CFU/g））计。

1.3.7.3 生鲜品质测定

腐烂率的测定参照文献[27]，将具有可见真菌或细菌病变的腐烂果实作为判断腐烂的依据，腐烂率按下式计算。

可溶性固形物（total soluble solids，TSS）含量用糖度计测定，重复24 次，单位为°Brix。

采用色差仪测定草莓赤道轴两侧亮度（*值）、红绿度（*值），重复24 次。

硬度采用质构仪测定，力量感应元50 N，选取直径为5 mm的圆柱形探头对草莓进行质地剖面分析，参数设置如下：下压形变量30%，下压间隔5 s，测试速率1.0 mm/s，重复24 次，单位为N。

抗坏血酸含量采用邻菲啰啉比色法测定，重复3 次，单位为mg/100 g。

1.4 数据处理与统计分析

实验设置3 个重复，结果以平均值±标准偏差表示。采用SPSS 23.0软件进行单因素方差分析，采用Duncan’s多重比较进行显著性分析，＜0.05表示差异显著。采用Design-Expert v 8.0.6软件进行Plackett-Burman、Box-Behnken试验。采用Origin 2021软件作图。采用SPSS 23.0软件对草莓贮藏过程中腐烂率与微生物及其余生鲜品质指标结果进行Pearson相关性分析。

2 结果与分析

2.1 单因素试验结果

2.1.1 PAW制备时间、SA浓度和浸泡时间对草莓菌落总数及霉菌和酵母总数的影响

由图2E、F可知，不同浸泡时间对草莓表面菌落总数及霉菌和酵母总数影响总体差异不显著（＞0.05），这可能是在沥干过程中，由于草莓表面粗糙不平，部分等离子体活化液留于表面，起到持续破坏微生物细胞的作用，导致延长浸泡时间对草莓杀菌效果的影响被弱化。当浸泡时间达到5 min时，菌落总数从3.64（lg（CFU/g））降至1.40（lg（CFU/g）），霉菌和酵母总数从3.84（lg（CFU/g））降至2.04（lg（CFU/g））。丁甜等研究酸性电位水的浸泡时间对草莓微生物数量的影响时，同样发现浸泡时间从5 min延长至10 min对草莓微生物无显著影响（＞0.05）。因此，选取浸泡时间5 min进行后续单因素试验。综上，宜选用PAW制备时间60～120 s、SA浓度0.5～1.5 mmol/L、浸泡时间3～10 min。

图2 不同PAW制备时间、SA浓度及浸泡时间对草莓表面菌落总数、霉菌和酵母总数的影响Fig. 2 Effect of PAW preparation time, salicylic acid concentration and soaking time on the TBC and total mold and yeast count on strawberries

2.1.2 DBD工作电压、处理时间和工作频率对菌落总数及霉菌和酵母总数的影响

由图3A、B可知，随着DBD工作电压增大，草莓菌落总数及霉菌和酵母总数显著减少（＜0.05），与Liu Zhenrong等实验结果一致，这是因为DBD的杀菌效果与活性氧浓度密切相关，工作电压增大，包装盒内活性氧浓度随之增加，杀菌效果增强。当工作电压增至45 kV时，草莓表面菌落总数由初始的3.64（lg（CFU/g））减少至1.13（lg（CFU/g）），说明在添加了1.0 mmol/L SA的PAW基础上结合DBD可使得菌落总数杀菌率从98.5%提高至99.7%，因此选取DBD工作电压45 kV进行后续单因素试验。

由图3C、D可知，草莓菌落总数及霉菌和酵母总数随DBD处理时间延长而显著减少（＜0.05），与Choi等研究结果一致。当DBD处理时间从0 s延长至90 s时，菌落总数由1.80（lg（CFU/g））降至0.91（lg（CFU/g）），霉菌和酵母总数由2.27（lg（CFU/g））减少至1.58（lg（CFU/g）），后者相对减少的数量较前者少，这是因为与细菌相比，真菌对等离子体具有更强的抵抗力。综合考虑选取DBD处理时间90 s进行后续单因素试验。

由图3E、F可知，不同DBD工作频率对草莓菌落总数及霉菌和酵母总数影响差异不显著（＞0.05）。当工作频率从0 Hz增至90 Hz时，草莓表面菌落总数降至0.85（lg（CFU/g）），霉菌和酵母总数降至1.50（lg（CFU/g）），因此选取DBD工作频率90 Hz进行后续单因素试验。当固定PAW制备时间90 s、SA浓度1.0 mmol/L、浸泡时间5 min时，DBD工作电压超过60 kV或处理时间超过150 s或工作频率超过150 Hz时，草莓出现褪色甚至表观破损（图4），这可能是由于高电压或长时间或高频率使自由基过量累积，发色基团氧化裂解，花青素大量损失。综上，DBD工作电压最佳选择范围为40～50 kV，处理时间宜选用60～120 s，工作频率选择范围为60～120 Hz。

图3 不同DBD工作电压、处理时间及工作频率对草莓表面菌落总数、霉菌和酵母的影响Fig. 3 Effect of DBD working voltage, treatment time and working frequency on the TBC and total mold and yeast count on strawberries

图4 20 ℃贮藏8 d后草莓表观情况Fig. 4 Appearance of strawberries during storage at 20 ℃ for eight days

2.2 Plackett-Burman试验结果

通过Plackett-Burman试验设计，对PAW制备时间、SA浓度、浸泡时间、DBD工作电压、DBD处理时间、DBD工作频率这6 个因素进行初步考察，筛选出对草莓菌落总数对数值减少量影响高度显著的因素，以达到节约实验资源、提高实验响应值的目的。Plackett-Burman试验设计及响应值结果见表3，由表4可知，＝0.991 5。对草莓菌落总数对数值减少量影响高度显著的因素依次为＞＞（＜0.001），对草莓菌落总数对数值减少量影响显著（＜0.05），和对草莓菌落总数对数值减少量影响不显著（＞0.05）。因此，选取PAW制备时间、SA浓度和DBD工作电压这3 个因素进行Box-Behnken试验。

表3 Plackett-Burman试验设计与结果Table 3 Plackett-Burman design with experimental results

表4 Plackett-Burman试验方差分析结果Table 4 Analysis of variance of experimental results from Plackett-Burman design

2.3 Box-Behnken试验结果

2.3.1 Box-Behnken试验设计与结果

试验设计及响应值结果见表5。经过数据处理分析后，该模型极显著（＜0.01），说明多元回归方程能较好地拟合试验结果，具有统计学意义；失拟项不显著（＝0.246 0＞0.05），说明该模型与实际试验结果拟合度较好；决定系数为0.965 2，调整决定系数为0.920 4，说明该模型拟合程度和相关性较好，能较好地解释试验结果。因此，该设计是可靠的，能较好地应用于低温等离子体联合处理对草莓杀菌效能影响的理论预测。模型一次项、、、交互项和平方项、对响应值菌落总数对数值减少量影响极显著（＜0.01）；交互项对响应值菌落总数对数值减少量影响显著（＜0.05）；交互项、平方项对响应值菌落总数对数值减少量不显著（＞0.05）。根据值的大小，判断3 个因素对菌落总数对数值减少量影响依次为＞＞。

表5 Box-Behnken试验设计与结果Table 5 Box-Behnken design with experimental results

2.3.2 回归方程的建立及交互作用分析结果

经Design Expert 8.06软件拟合得到二次多项式回归拟合方程：＝-14.409 75+0.101 43+3.491 50+0.435 05-8.666 67×10-1.166 67×10-0.023 000-1.797 22×10-0.597-3.170 00×10，根据回归方程可得表6及表7。

表6 不同PAW制备时间下SA浓度对菌落总数对数值减少量临界值的影响Table 6 Effect of salicylic acid concentration on the critical value of the log reduction in TBC under different PAW preparation times

表7 不同PAW制备时间下DBD工作电压对菌落总数减少量临界值的影响Table 7 Effect of DBD working voltage on the critical value of the log reduction in TBC under different PAW preparation times

由图5A可知，PAW制备时间和SA浓度曲面倾斜程度较大，根据近似椭圆形的等高线图可以看出PAW制备时间和SA浓度的交互作用对草莓菌落总数对数值减少量影响显著（＜0.05）。由表6可知，当DBD工作电压处于0 kV水平时，SA浓度临界值随着PAW制备时间延长而减少，将SA浓度临界值对PAW制备时间进行线性回归分析可知，SA浓度临界值随着PAW制备时间延长呈线性下降趋势（＝-0.007 3+2.057 4，＝0.999 99）。当PAW制备时间从60 s延长至108 s时，菌落总数对数值减少量临界值由2.61（lg（CFU/g））增至2.90（lg（CFU/g）），延长至120 s时，菌落总数对数值减少量临界值略有下降。

由图5B可知，根据近似椭圆形的等高线图表明PAW制备时间和DBD工作电压交互作用对草莓菌落总数对数值减少量影响显著（＜0.05），且PAW制备时间的曲面斜率较DBD工作电压大，说明PAW制备时间相对DBD工作电压对草莓菌落总数对数值减少量影响更显著（＜0.05）。由表7可知，当SA浓度处于0 mmol/L水平时，DBD工作电压临界值随PAW制备时间延长而减少，将DBD工作电压临界值对PAW制备时间进行线性回归分析可知，DBD工作电压临界值随着PAW制备时间延长呈线性下降趋势（＝-0.184+64.992，＝0.999 99）。当PAW制备时间从60 s延长至120 s时，菌落总数对数值减少量临界值迅速上升后趋于平缓，与单因素结果相互印证。

图5 各因素交互作用对草莓菌落总数对数值减少量影响的响应面及等高线图Fig. 5 Response surface and contour plots showing the interactive effects of various factors on the log reduction of TBC on strawberry fruit

2.3.3 回归优化结果

通过软件分析，获得低温等离子体处理草莓的最佳工艺条件：PAW制备时间96 s、SA浓度1.1 mmol/L、DBD工作电压46 kV，此基础上草莓菌落总数对数值减少量的理论预测值为2.86（lg（CFU/g））。为检验所得结果的可靠性，按照上述条件进行重复验证实验，实际测得草莓菌落总数对数值减少量为2.81（lg（CFU/g）），实际值与预测值的结果基本一致，说明模型拟合较好，响应面优化得到的工艺条件值得参考，具有一定实际意义。

2.4 草莓中硝酸盐与亚硝酸盐含量

本实验通过检测草莓中亚硝酸盐与硝酸盐的含量来判断低温等离子体处理是否会造成过量的硝酸盐及亚硝酸盐残留。由图6A可知，草莓的硝酸盐含量在250～350 mg/kg之间，经过低温等离子体处理后其含量有所增加，但仍低于可生食标准（≤432 mg/kg），不会威胁人体健康。由图6B可知，不同处理组对亚硝酸盐含量无显著影响（＜0.05）。与对照组（1.78 mg/kg）相比，经PAW、PAW+SA和联合处理后草莓的亚硝酸盐含量略有增加，分别为2.07、2.08、2.12 mg/kg，说明草莓经低温等离子体处理后会有部分亚硝酸盐附着于表面，但其含量不会对人体造成危害。上述结果与钱婧等研究黄鱼经PAW浸泡后表面的亚硝酸盐残留量结果相似。另外，随着贮藏时间的延长，细胞质和周质中亚硝酸盐还原酶逐渐将亚硝酸盐降解为一氧化氮，同时草莓中抗坏血酸和多酚类化合物也能促进亚硝酸盐不可逆还原。

图6 不同处理组硝酸盐（A）与亚硝酸盐（B）的含量Fig. 6 Contents of nitrate (A) and nitrite (B) in strawberries subjected to different treatments

2.5 贮藏期间草莓品质变化

2.5.1 草莓表面微生物变化情况

最优条件下对照组与各个处理组在贮藏期内表面微生物情况如图7所示，在20 ℃贮藏期内草莓表面微生物不断生长繁殖，呈现上升趋势，其中处理组菌落总数、霉菌与酵母总数和大肠菌群总数显著低于对照组（＜0.05）。Lee等认为生鲜产品中微生物数量超过6（lg（CFU/g））会对人体产生不利影响。生鲜草莓初始菌落总数为3.64（lg（CFU/g）），由图7A可知，第0天时，与生鲜草莓相比，DIW、SA、DBD、PAW、PAW+SA组和联合处理组菌落总数的对数值分别减少0.30、0.98、0.89、1.02、2.03、2.81（lg（CFU/g）），一方面说明SA本身具有一定的抑菌性，向PAW中添加SA能使杀菌率从90.4%提高到99.0%，此基础上结合DBD能使杀菌率提高至99.8%；另一方面说明联合处理未达到“1+1＞2”的效果，这可能是因为PAW和DBD杀菌原理类似，两者均通过激发介质产生活性物质（活性氧、活性氮）达到杀菌效果，在PAW+SA将草莓表面大部分细菌杀灭的基础上，DBD对草莓表面细菌的作用被弱化。随着贮藏时间延长，联合处理组菌落总数的增长速率相对缓慢，贮藏至第6天时，对照组已增至6.57（lg（CFU/g）），达到不可食用阶段，而处理组均未超过限量；第8天时，联合处理组菌落总数达到5.14（lg（CFU/g）），未超过限定值，在所有组中保持最低生长水平。

图7 不同处理对草莓贮藏期内表面微生物数量的影响Fig. 7 Effect of different treatments on microbial load on strawberry surface during storage

霉菌与酵母的侵染是引起草莓腐败变质的重要因素，由图7B可以看出，第0天时，DIW组霉菌与酵母总数由3.87（lg（CFU/g））减少至3.75（lg（CFU/g）），联合处理组降至1.45（lg（CFU/g）），此后随着贮藏时间的延长，所有组均显著增加（＜0.05）；第8天时，联合处理组酵母与霉菌总数与第2天对照组的酵母与霉菌总数相近。

大肠菌群是生鲜产品中极易感染的革兰氏阴性细菌，如大肠杆菌，其较薄的肽聚糖层结构更易被活性氧穿透，引起细胞内核酸、蛋白质等的氧化，如图7C所示，第0天时，草莓表面初始大肠菌群总数为3.38（lg（CFU/g）），对照组与联合处理组分别减少至2.98、0.68（lg（CFU/g））。联合处理组大肠菌群总数在0～4 d呈现相对较快的增长趋势，在4～8 d增长相对较缓，第8天时大肠菌群总数达3.02（lg（CFU/g）），与第0天对照组大肠菌群总数相近。综上，联合处理组微生物数量在整个贮藏期内始终保持最低水平，说明低温等离子体联合处理能够有效抑制草莓表面微生物。

2.5.2 草莓表面生鲜品质变化情况

腐烂率是评价草莓贮藏期间品质优劣的最直观因素。由表8可以看出，DIW组草莓在20 ℃贮藏条件下，第2天就出现个别果实劣变现象，随着贮藏时间延长，腐烂率不断上升，能够肉眼可见地观察到更多腐烂区域和可见真菌病变，这与邵毅等研究草莓采后品质结果一致。PAW、SA和PAW+SA组第6天出现劣变现象，联合处理组直到第8天才出现劣变现象，且腐烂率远远低于对照组。

表8 不同处理对草莓贮藏期间品质的影响Table 8 Effects of different treatments on strawberry quality

在贮藏期内，TSS含量可以粗略地反映营养物质的变化情况。结果表明，低温等离子体联合处理能较好地维持TSS含量，减缓营养物质损失，这与Sarangapani等采用等低温离子体处理蓝莓所得研究结果一致。

颜色能够反映草莓的成熟与衰老，是影响消费者购买欲的重要指标，其中亮度（值）随贮藏时间的延长而下降，对照组值从第0天的34.75到第8天的27.80，下降20%，而联合处理组值下降7.5%，红度（值）呈先上升后下降的趋势，联合处理组达到峰值的时间晚于对照组，说明低温等离子体联合处理减缓草莓的成熟与衰老。

草莓硬度随贮藏时间的延长逐渐下降，这与酶和非酶反应引起的细胞壁聚合物的转变有关。贮藏初期时处理组与对照组差异不显著（＞0.05）；后期随着腐烂率上升，对照组硬度显著低于处理组（＜0.05），这可能是因为适当的低温等离子体处理可以抑制果胶、半纤维素和纤维素的细胞壁降解酶活性，诱导木质素含量形成，延缓果实硬度下降。

抗坏血酸是草莓的重要营养物质，在贮藏期内，抗坏血酸含量呈现先上升后下降的趋势，同时处理组抗坏血酸含量显著高于对照组（＜0.05），这可能与抗坏血酸的再生速率有关，之前有研究表明低温等离子体产生的活性物质可以通过提高脱氢抗坏血酸还原酶活性来促进抗坏血酸再生。综上，低温等离子体联合处理能有效抑制草莓腐烂，保持草莓生鲜品质。

2.5.3 相关性分析结果

对草莓贮藏过程中腐烂率与微生物及其余生鲜品质指标结果进行Pearson相关性分析，结果如表9所示。菌落总数、霉菌和酵母总数和大肠菌群总数均与腐烂率呈极显著正相关（＜0.01），说明微生物是引起果蔬腐烂变质的重要因素。腐烂率与TSS含量、值、值、硬度和抗坏血酸含量呈极显著负相关（＜0.01），说明草莓在20 ℃贮藏期内随着腐烂率的上升，糖度降低、色泽变暗、果实发软、营养成分流失。由此可知，低温等离子体联合处理通过抑制草莓致腐微生物的生长繁殖减少腐烂，从而维持草莓生鲜品质。

表9 腐烂率与微生物及其余生鲜品质指标的相关性分析结果Table 9 Correlation analysis between decay incidence and microbial and quality attributes

3 结 论

低温等离子体联合处理对草莓表面菌落总数及霉菌和酵母总数随PAW制备时间的延长和SA浓度的增大先减少后趋于平缓；不同浸泡时间及DBD工作频率无显著影响（＞0.05）；随DBD工作电压的增大和处理时间的延长，草莓表面菌落总数及霉菌和酵母总数逐渐减少，但超过60 kV或150 s时会引起草莓褪色甚至表观破损。选取PAW制备时间60～120 s、SA浓度0.5～1.5 mmol/L、浸泡时间3～10 min、DBD工作电压40～50 kV、处理时间60～120 s、工作频率60～120 Hz进行Plackett-Burman和Box-Behnken试验，确定对草莓菌落总数对数值减少量影响高度显著因素的主次顺序为SA浓度＞PAW制备时间＞DBD工作电压（＜0.001），且SA浓度及DBD工作电压临界值随PAW制备时间的延长呈线性下降趋势。回归优化结果：SA浓度1.1 mmol/L、PAW制备时间96 s和DBD工作电压46 kV，此条件下草莓菌落总数由3.64（lg（CFU/g））降至0.83（lg（CFU/g）），杀菌率达99.8%，霉菌和酵母总数由3.87（lg（CFU/g））减少至1.45（lg（CFU/g）），大肠菌群总数由3.38（lg（CFU/g））降至0.68（lg（CFU/g））。在贮藏期间，低温等离子体联合应用对草莓保鲜效果最好，其能有效抑制表面微生物生长繁殖，减缓腐败，维持生鲜品质，延长保鲜期。本实验可为草莓现代物流开拓新思路，前景广阔。