微酸性电解水对蓝莓保鲜效果的影响

黄丽萍 靳学远 李 勇 薛 静

蓝莓(Blueberry)学名越橘(Vacciniumssp．)，属杜鹃花科(Ericaseae)越橘属(Vaccinium)植物，富含微量元素、花青素和维生素等功能和营养成分[1]。蓝莓果实皮薄汁多，采摘后容易失水软化，且容易受病原菌侵染而腐烂变质[2]。

程欣等[3]发现茉莉酸甲酯复合涂膜可使蓝莓失重率和腐烂指数明显降低，糖、酸和花青素含量变化减缓，果实可保持较高的硬度和弹性；孙贵宝[4]研究发现，高压静电场下的蓝莓果的贮藏保鲜度明显提高，呼吸量减小，新鲜物重的减少明显受到抑制； 张红等[5]采用紫外线照射结合保鲜膜挽口包装对蓝莓进行保鲜处理，可降低蓝莓腐烂率，延缓其可溶性固形物、花青素含量和微生物水平的下降，增加过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性；于刚等[6]研究发现，蓝莓采摘后进行适当时长的UV-C处理，对控制病变、延长贮藏期、保障品质具有良好的效果。果蔬的腐烂与其表面的微生物数量密切相关。酸性电解水(slightly acidic electrolyzed water, SAEW)是将电解质溶液经电解后，得到具有氧化能力的水[7-8]，具有低pH、高氧化还原电位的特性，且含有一定量的有效氯，可发挥氧化作用而杀灭细菌，具有安全、无残留、对环境无污染、价格低廉等优点，已被应用于果蔬的保鲜中[9-11]。研究拟以蓝莓果实为原料，优化SAEW对蓝莓表面杀菌的工艺条件，并对贮藏期间蓝莓的坏果率、硬度、呼吸强度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青素含量和丙二醛(MDA)含量等相关参数进行分析，以探究其对蓝莓的保鲜效果，为蓝莓的保鲜提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

蓝莓：选取成熟度一致、大小均一、无机械损伤和病虫害的新鲜蓝莓，市售；

氯化钠、无水乙醇等：分析纯，河南省华丰化学试剂有限公司；

酸性氧化电位水生成器：HRW-1500型，火人京创(北京)医疗器材有限公司；

质构仪：TMS-Pro型，美国FTC公司；

紫外可见分光光度计：T6 型，北京普析通用仪器有限责任公司；

气相色谱仪：SP-9890型，山东金普分析仪器有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 蓝莓SAEW处理及贮藏 将蓝莓浸泡于SAEW中，取出晾干后用聚乙烯薄膜袋包装，于(25±1) ℃恒温箱中贮藏，每7 d 取样测定蓝莓的坏果率、硬度、呼吸强度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青素含量、MDA含量，以蒸馏水浸泡样品为对照。

1.2.2 蓝莓SAEW处理单因素试验 以浸泡菌液后的蓝莓为试验材料，于不同处理温度(5，10，15，20，25 ℃)下，将蓝莓分别置于不同有效氯质量浓度(60，80，100，120，140 mg/L)的SAEW中分别浸泡5，10，15，20，25 min，测定SAEW对蓝莓表面微生物的杀菌率；固定各因素水平为有效氯质量浓度120 mg/L、处理温度20 ℃、浸泡时间20 min。

1.2.3 蓝莓SAEW处理工艺优化 在单因素试验基础上，以有效氯质量浓度、处理温度和浸泡时间为因素，采用L9(3)3正交试验对SAEW处理工艺进行优化。

1.2.4 杀菌率测定 蓝莓经表面喷涂75%酒精消毒后用无菌水去除酒精；制备金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的混合菌悬液，将蓝莓浸泡于菌悬液中，得到菌落总数为4～5 lg(CFU/g)的样品；采用SAEW处理，测定处理后的菌落总数，并按式(1)计算杀菌率。

(1)

式中：

S——杀菌率，%；

C1——杀菌前菌落总数，lg(CFU/g)；

C2——杀菌后菌落总数，lg(CFU/g)。

1.2.5 坏果率测定 按式(2)计算坏果率。

(2)

式中：

R——坏果率，%；

m1——杀菌前贮藏果数，lg(CFU/g)；

m2——贮藏后坏果数，lg(CFU/g)。

1.2.6 呼吸强度测定 采用气相色谱法(GC)，将蓝莓果实置于密封容器中，于常温条件下密闭1 h 后，抽取1 mL气体，采用GC测定CO2产生量。呼吸强度表示为单位质量、单位时间产生的CO2体积[12]。

1.2.7 理化指标测定

(1) 果实硬度：采用质构仪测定。

(2) 总可溶性固形物(TSS)含量：采用手持糖度仪测定。

(3) 花青素含量：采用比色法[13]。

(4) 丙二醛(MDA)含量：采用硫代巴比妥酸法[14]。

(5) 可滴定酸含量：根据GB/T 12456—2008。

1.2.8 数据处理 每组数据测定3次，以N±SD表示。采用Excel 2007软件绘图，SPSS 18.0软件进行显著性分析，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 SAEW处理单因素试验

由图1可知，随着酸性电解水有效氯质量浓度的增加，杀菌率增加，但达到120 mg/L后，杀菌率增加不显著，可能是酸性电解水杀菌主要是由于其中有效氯生成次氯酸，形成杀菌作用[15]。有效氯浓度越大，次氯酸生成量大，但达到一定浓度后，耐受力弱的细菌基本被杀灭，其余耐受力强的芽孢菌等很难被继续杀灭。随着处理温度的升高，杀菌率增加，但达到20 ℃后，杀菌率增加不显著，是由于处理温度升高，有利于氯离子向细胞内的渗透，达到20 ℃后，渗透已经可以迅速完成。随着浸泡时间的延长，杀菌率增加，但达到20 min后，杀菌率增加不显著，是由于浸泡20 min后，渗透已达到平衡。综上，选用有效氯质量浓度120 mg/L、处理温度20 ℃、浸泡时间20 min为适宜的杀菌条件。

2.2 SAEW处理工艺优化

在单因素基础上，选择有效氯质量浓度、处理温度和浸泡时间为影响因素，以杀菌率为指标进行正交试验，各因素水平见表1，正交试验设计及结果见表2。

由表2可知，各因素对SAEW杀菌处理影响大小为处理温度>有效氯质量浓度>浸泡时间。最佳杀菌条件为 A2B2C2，即有效氯质量浓度120 mg/L、处理温度20 ℃、浸泡时间20 min。

由表3可知，处理温度和有效氯质量浓度对SAEW杀菌处理影响显著，浸泡时间对SAEW杀菌处理影响不显著，采用SAEW杀菌最佳条件进行重复3次处理，平均杀菌率为92.6%。

2.3 SAEW处理对蓝莓贮藏品质特性的影响

2.3.1 坏果率 由图2可知，随着贮藏时间的延长，SAEW处理组和对照组处理的蓝莓果实坏果率均呈上升趋势，但经SAEW处理的蓝莓坏果率的增加幅度小于对照组。贮藏第35天，SAEW处理组的坏果率是对照组的34.1%，差异显著(P<0.05)。SAEW处理使用的酸性电解水pH低、氧化还原电位高，并且含有一定量的有效氯，可发挥氧化作用而杀灭细菌，防止果实腐败。

图1 SAEW处理对杀菌率的影响Figure 1 Effects of the SAEW treatment on the sterilization rate

表1 因素水平表Table 1 Factor and level table

表2 正交试验设计及结果Table 2 Results of orthogonal test design

表3 方差分析Table 3 Analyses of variance

图2 贮藏过程中蓝莓坏果率的变化Figure 2 Changes of bad fruit rate of blueberries during storage

2.3.2 硬度 由图3可知，随着贮藏时间的延长，SAEW处理组和对照组的硬度均呈下降趋势，但经SAEW处理的蓝莓硬度变化幅度小于对照组。贮藏第35天，SAEW处理组的硬度是对照组的1.42倍，差异显著(P<0.05)。果实硬度降低是由于果实内部的果胶酶将果实细胞之间的果胶分解，而SAEW处理可以抑制酶活性，减缓果胶的分解，保持果实的硬度。

图3 贮藏过程中蓝莓硬度的变化Figure 3 Changes of hardness of blueberries during storage

2.3.3 呼吸强度 由图4可知，贮藏0～7 d，随着贮藏时间的延长，蓝莓果实的呼吸强度增加，但再延长贮藏时间，呼吸强度反而下降。经SAEW处理的蓝莓呼吸强度变化幅度小于对照组。贮藏第35天，SAEW处理组的呼吸强度是对照组的56.7%，差异显著(P<0.05)。蓝莓在贮藏过程中仍具有生理代谢能力，但SAEW处理可改变细胞内的环境和细胞膜的通透性，影响其呼吸作用。

图4 贮藏过程中蓝莓呼吸强度的变化Figure 4 Changes of respiration strength of blueberries during storage

2.3.4 可滴定酸含量 由图5可知，贮藏0～14 d，SAEW处理组和对照组处理的蓝莓果实可滴定酸含量下降，但继续延长贮藏时间，可滴定酸含量开始增加。经SAEW处理的蓝莓可滴定酸含量下降幅度小于对照组，贮藏第35天，SAEW处理组的可滴定酸含量是对照组的1.17倍。蓝莓贮藏过程中，呼吸作用会消耗蓝莓果实中的总酸。

图5 贮藏过程中蓝莓可滴定酸含量的变化Figure 5 Changes of titratable acid content in blueberries during storage

2.3.5 可溶性固形物含量 由图6可知，贮藏0～7 d，蓝莓果实的TSS含量增加，但继续延长贮藏时间，TSS含量开始下降。经SAEW处理的蓝莓TSS含量变化幅度小于对照组，贮藏第35天，SAEW处理组的TSS含量是对照组的1.29倍，差异显著(P<0.05)。蓝莓贮藏过程中，由于仍有呼吸作用会将其他成分转化为TSS，贮藏7 d后，呼吸作用转为消耗蓝莓果实内在储存物质，使TSS含量下降。

2.3.6 花青素含量 由图7可知，贮藏0～14 d，SAEW处理组和对照组处理的蓝莓果实花青素含量增加，但继续延长贮藏时间，花青素含量开始下降。经SAEW处理的蓝莓花青素含量变化幅度小于对照组，贮藏第35天，SAEW处理组的花青素含量是对照组的1.23倍，差异显著(P<0.05)。蓝莓贮藏过程中，由于发生呼吸作用，会将其他成分转化为花青素，贮藏14 d后，呼吸作用转为消耗蓝莓果实内在储存物质，使花青素含量下降。

图6 贮藏过程中蓝莓TSS含量的变化Figure 6 Changes of TSS in blueberries during storage

图7 SAEW处理的蓝莓在贮藏过程中花青素含量的变化Figure 7 Changes of anthocyanin content in blueberries treated with SAEW during storage

2.3.7 MDA含量 由图8可知，随着贮藏时间的延长，SAEW处理组和对照组处理的MDA含量增加。经SAEW处理的蓝莓MDA含量增加幅度小于对照组，贮藏第35天，SAEW处理组MDA含量是对照组的54.8%，差异显著(P<0.05)。MDA含量是果实贮藏过程中膜脂的过氧化程度指标。贮藏过程中，蓝莓果实会通过酶系统与非酶系统产生氧自由基攻击生物膜，导致膜脂的过氧化，SAEW处理能有效抑制蓝莓的采后呼吸作用，减缓氧化现象的发生。

图8 贮藏过程中蓝莓MDA的变化Figure 8 Changes of MDA in blueberries during storage

3 结论

研究发现，微酸性电解水处理蓝莓的最佳杀菌条件为有效氯质量浓度120 mg/L、处理温度20 ℃、浸泡时间20 min，该条件下杀菌率为92.6%。微酸性电解水处理能有效抑制蓝莓呼吸作用，杀灭果实表面微生物，延缓其贮藏过程中果实硬度、可溶性固形物含量和花青素含量等成分下降，减少丙二醛生成，防止蓝莓烂果及品质指标下降。微酸性电解水对果蔬具有较好的杀菌效果，同时，克服了传统的化学杀菌方法对环境的不友好，且制备方便，成本低廉；在杀菌的同时，还可改善果蔬的贮藏品质，在果蔬保鲜领域具有很大开发价值。后续可进一步加强微酸性电解水对果蔬杀菌及品质影响机理的研究，进一步提高其对果蔬的杀菌和保鲜效果。