电生功能水对果蔬的保鲜作用分析

◎ 高羽歌

（西南大学，重庆 400715）

水果和蔬菜含有多种对人体健康有益的生物活性物质，如维生素、多酚、有机酸和膳食纤维，已经成为人们日常生活中不可缺少的一部分。然而，大多数新鲜果蔬不耐储藏，在采后的运输、储存和销售阶段迅速腐烂变质。此外，果蔬采后往往携带病原微生物，大大增加了食源性疾病的发生概率。果蔬采收后仍进行呼吸作用，产生的内源乙烯向外释放，促使果实的成熟与衰老，果实衰老时会引起自由基含量急剧升高，产生过氧化作用使果皮中多酚氧化酶和过氧化物酶活性增强，加速了果皮的酶促褐变，影响果实品质，使色泽、口感发生变化。因此，对果蔬进行保鲜处理是在长时间运输过程中确保品质的重要措施。传统的保鲜方法有低温保鲜、低温自发气调贮藏保鲜、化学药物处理保鲜等方法，但存在易发生冻害、药物残留等问题，不利于市场销售。有研究报道，电生功能水具有一定的保鲜作用，能够有效降低乙烯的释放，减缓果实衰老，还具有极强的杀灭病菌和微生物的作用，对环境危害小、使用安全、无残留，目前被广泛用于农产品的保鲜和作物病虫害防治中。因此，研究分析电生功能水在果蔬保鲜上的应用，具有较大的经济效益，是对电生功能水保鲜功能的进一步突破，可以进一步满足市场需求，是未来保鲜技术的发展方向。

1 电生功能水概况

电生功能水（Electrolyzed functional water，EFW）又称电解水或离子水，是将水在一种特殊装置中经电场处理后，使水的pH值、氧化还原电位（ORP值）、有效氯浓度（ACC）等指标发生改变而产生的具有特殊功能的酸性离子水和碱性离子水的总称。按照电解程度的不同大致可分为强酸性电生功能水、弱酸性电生功能水、强碱性电生功能水及弱碱性电生功能水等。其中强酸性离子水具有很强的杀菌效力，且适用范围广，对于各类微生物均具有非常强的杀灭作用。电生功能水无毒无害，环保效应高，对于各类微生物具有强杀灭效用，在食品行业应用广泛，尤其在保鲜作用方面，电生功能水被广泛运用于果蔬的保鲜处理中[1]。

2 电生功能水的保鲜原理

2.1 杀菌功能

电生功能水的高氧化还原电位可以改变细胞内电流以致造成代谢通量和ATP的变化，电生功能水低pH值可以使细菌细胞外膜变得敏感，有助于次氯酸进入细菌细胞并经过抑制葡萄糖氧化从而杀死微生物。电生功能水中氯离子干扰蛋白质的合成，造成DNA损伤和染色体变异破坏关键酶从而导致代谢失衡[2]。研究表明，电解氧化水对多种微生物都具有抗菌能力，包括绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、沙门氏菌、蜡样芽孢杆菌、李斯特菌和副溶血性弧菌等[3]。

2.2 延缓衰老

由于新鲜果蔬仍然保持着一系列的生理代谢过程，因此在采后的运输、储存和销售过程中会自然快速老化。随着代谢的进行，细胞内大量底物被降解，导致其物理、生化和风味属性等品质的恶化[4]。因此，延缓衰老和保持采后食品的质量是可持续粮食系统的关键。研究表明，与对照组相比，电生功能水处理的甜樱桃的呼吸速率降低，然而高浓度的处理会对果实结构造成损害，并增加呼吸速率[5]。因此，电生功能水对采后贮藏果实呼吸速率的抑制作用可能与抑制微生物活性有关。

2.3 抑制褐变

鲜果蔬在采后处理、加工和销售过程中经常发生褐变现象，褐变会使鲜食材失去营养和良好的外观，直接影响消费者对鲜食材的接受程度，褐变导致果蔬细胞结构破坏，酶的活性受到抑制。褐变是与鲜切水果和蔬菜保质期缩短有关的一个主要问题，常使果实颜色变成褐色，主要是由多酚氧化酶引起的。多酚氧化酶在催化酚类物质转化为无色奎宁并聚合成黑色化合物的过程中起着至关重要的作用。研究表明，酶促褐变引起的采后热带水果损失高达50%[6]。电生功能水处理可降低多酚氧化酶活性，抑制样品褐变，使果实保持原有的色泽。有研究表明，用5～25 mg·L-1不同浓度的电生功能水处理蘑菇，可以延迟蘑菇的褐变[7]。

2.4 减缓冻害

低温贮藏由于降低了果蔬的代谢率，可以大大延长采后的贮藏时间。但低温贮藏多用于热带和亚热带水果，容易引起冷害。根据水果种类的不同，冻害症状的具体表现也不同。常见症状包括内部褐变、表面点蚀和纸浆絮凝，伴有细胞膜完整性破坏。因此，低温会直接损害水果的风味、质地和外观，降低消费者对水果的接受度[8]。有研究表明，电生功能水控制细胞膜通透性和双醛含量，电生功能水处理能增强采后果实抗氧化系统[9]。因此，电生功能水对采后果实冻害的改善与活性氧代谢的调节有关。

3 电生功能水在果蔬保鲜中的应用

3.1 电生功能水清除农药残留作用

食物中残留的农药可能对人体有潜在危害，并可能导致严重的健康问题。在人们接触农药的途径中，直接食用新鲜水果和蔬菜产品是最主要的途径。采后食品在食用前通常要进行清洗，但由于大多数农药是疏水性的，清水清洗不能有效减少农药残留。目前，电生功能水已被用于去除新鲜食品中的农药残留。早期的研究表明，在水果和蔬菜样品中含有甲胺磷或乐果残留。电生功能水处理能使农药含量降低90%以上，有研究表明，电生功能水处理10 min后，菠菜中的农药残留量显著降低了50%[10]。

3.2 电生功能水保证果蔬品质

外观、风味、质地以及营养价值等感官属性是决定新鲜水果和蔬菜品质的基本元素。新鲜水果和蔬菜作为代谢活性产物，在采后期间仍可经历物质代谢等一系列生理过程，如果在采收后不及时进行处理，很容易造成品质降低。电生功能水能在一定程度上减少微生物的繁殖和生长。朱旭冉等[2]研究表明，电生功能水清洗过程对西兰花的维生素C、可溶性总糖，甘蓝的可溶性蛋白、可溶性总糖以及彩椒的维生素C、可溶性蛋白、可溶性总糖影响较小。张玉雷等[6]研究表明，在贮藏期内，酸性电生功能水处理能有效抑制菜豆表面微生物数量的增长，降低失重率，使菜豆的硬度、抗坏血酸、叶绿素含量维持在较高的水平，减少果实营养物质的消耗和色素的降解，降低锈斑指数，提高商品率。

3.3 电生功能水提高收获后果蔬物理特性

果蔬质地的变化可以用来评估水果的新鲜度和品质。电生功能水能够在运输过程中保持果实的硬度，防止由于形态的损伤导致的腐烂。研究认为，甜樱桃在4 ℃的贮藏条件下，贮藏前10 d硬度显著下降，而通过电生功能水处理后硬度下降不明显[11]。CHEN等[12]人用电生功能水洗涤蓝莓，结果表明，在4 ℃保存15 d后，蓝莓的硬度显著高于未处理的蓝莓。研究发现电生功能水处理延迟水果软化的原因是它使聚半乳糖醛酸酶失活。研究发现，生菜、西兰花、草莓和椰枣在电生功能水处理前后，颜色参数发生明显的变化[13]。

4 结语

近年来，随着农产品商业化的范围不断扩大，我国农产品进出口总额持续增长。有关研究已证明电生功能水可应用于有机产品，作为一种绿色、可持续的清洁和消毒解决方案。许多研究评价了电生功能水用于果蔬采后处理对延长果蔬货架期的效果。然而，目前的研究主要集中在其消毒特性上，对果蔬保鲜作用的研究较少。尽管电解功能水存在许多问题，但安全、高效的保鲜作用仍然十分瞩目，在有机食品的保鲜方面有着绝对的优势，随着研究的不断深入，设备的改进和技术的提高，电生功能水必将走进人们的日常生活，在食品工业尤其是有机食品工业上的应用前景将十分广阔。