弱酸性電位水在茭白防腐保鮮中的應(yīng)用

凌建剛，李 嬌，康孟利，沈 健，俞靜芬，陳健初，丁 甜

（1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，浙江 寧波 315040；2.浙江大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)系，浙江 杭州 310058）

弱酸性電位水在茭白防腐保鮮中的應(yīng)用

凌建剛1，李 嬌2，康孟利1，沈 健2，俞靜芬1，陳健初2，丁 甜2

（1.寧波市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，浙江 寧波 315040；2.浙江大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)系，浙江 杭州 310058）

研究弱酸性電位水（slightly acidic electrolyzed water，SAEW）處理對茭白微生物狀態(tài)和貯藏品質(zhì)的影響。以未經(jīng)處理的茭白作對照，用有效氯質(zhì)量濃度30 mg/L SAEW浸泡茭白5 min后自然晾干，包裝后置于4 ℃冰箱中貯藏12 d，貯藏期內(nèi)每3 d進行感官評定，測定茭白根部微生物數(shù)量及色澤、硬度、質(zhì)量損失率、呼吸速率及木質(zhì)素含量、蛋白質(zhì)含量、VC含量、可溶性固形物含量、過氧化物酶（POD）活性、多酚氧化酶（PPO）活性和過氧化氫酶（CAT）活性。結(jié)果顯示，SAEW處理后茭白根部菌落總數(shù)下降1.62（lg（CFU/g）），并且在貯藏期內(nèi)能有效控制微生物數(shù)量。同時能夠降低茭白貯藏期的呼吸作用，減緩茭白褐變、變軟、失水、木質(zhì)化，對保持可溶性固形物、VC含量有一定作用；另外SAEW處理可使POD與PPO保持在較低活性，而使CAT活性提高。結(jié)果表明，SAEW在茭白殺菌防腐、保持其貯藏品質(zhì)方面具有一定的潛力。

茭白；弱酸性電位水；微生物；貯藏品質(zhì)

茭白（Zizania latifolia）屬禾本科宿根性多年水生草本植物，又名茭瓜、菰首、茭筍，在長江流域以南栽培面積最大，是僅次于蓮藕的第二大水生蔬菜[1]。茭白味道鮮美、營養(yǎng)豐富，被視為蔬菜中的佳品，深受消費者的喜愛。菜用茭白可食用部位含水量高達93%，組織脆嫩，不耐貯藏，極易出現(xiàn)失水萎蔫、茭殼變黃、茭肉發(fā)青、木質(zhì)化、軟化、腐爛等問題，常溫條件下保存2～3 d就會失去食用價值[2]。因此，研究茭白貯藏期間的生理生化變化，采取適宜的采后處理手段，減少微生物污染，提高貯藏品質(zhì)，對發(fā)展茭白產(chǎn)業(yè)具有重要意義[3]。

維持茭白的新鮮度和貯藏品質(zhì)，首先要抑制其自身的生命活動和微生物的生長繁殖。常見的貯藏保鮮措施，如超高壓、氣調(diào)、涂膜、熱處理等措施[4-8]，著力于抑制果蔬自身的生命活動，對微生物抑制效果微弱。電位水是一種新型的殺菌劑，在果蔬防腐及保鮮中的應(yīng)用正日益顯示出良好的前景[9]，其中的弱酸性電位水（slightly acidic electrolyzed water，SAEW）是將稀鹽酸或氯化鈉溶液注入沒有隔膜的電解槽中電解后獲得的，殺菌能力強，安全性高而且環(huán)保。SAEW的pH值在5.0～6.5之間，具有接近中性的pH值，蔬菜經(jīng)過其處理后有效殘留氯也低于其他氯系消毒劑[10]。現(xiàn)有的研究主要致力于SAEW殺滅果蔬表面微生物的作用，其對鮮切甘藍、香菜、番茄、菌菇等[11-14]表面的微生物有很好的殺菌效果，但是其對果蔬貯藏期間品質(zhì)參數(shù)的影響研究比較少[15]。

本實驗以茭白為原料，研究了SAEW對貯藏期內(nèi)微生物污染情況以及相關(guān)貯藏品質(zhì)參數(shù)的影響，以探究SAEW在減少茭白微生物污染、調(diào)節(jié)生理代謝、提高貯藏品質(zhì)的應(yīng)用前景。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

茭白采自浙江省湖州市德清縣下窯村。

無水乙醇、氯化鈉、鹽酸、硫酸、冰乙酸、無水乙酸鈉、十二水合磷酸氫二鈉、二水合磷酸二氫鈉、十水合硼酸鈉、硼酸、考馬斯亮藍、牛血清白蛋白、VC、過氧化氫 上海國藥集團化學(xué)試劑有限公司；2,6-二氯酚靛酚鈉鹽、兒茶酚、愈創(chuàng)木酚 上海晶純生化科技股份有限公司；瓊脂培養(yǎng)基 青島高科園海博生物技術(shù)有限公司；保鮮膜 脫普日用化學(xué)品（中國）有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

SAEW生成器 北京洲際環(huán)境科學(xué)與技術(shù)有限公司；pH-氧化還原電位（oxidation-reduction potential，ORP）測定儀 美國賽多利斯公司；有效氯測定儀英國百靈達有限公司；iMix拍打器 法國Interscience公司；電子天平 華徐衡器實業(yè)有限公司；Checkmate 3氣體測定儀 丹麥Dansensor公司；TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀 英國Stable Micro System公司；WSD-Ⅲ色差計 北京康光儀器有限公司；全自動折光儀 濟南海能儀器股份有限公司；UV-2550分光光度計 日本島津儀器公司；HC-3018R高速冷凍離心機 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司；冰箱 美的集團股份有限公司。

1.3 方法

1.3.1 樣品準備

新鮮茭白采后立即運回實驗室，置于（1±1） ℃條件下過夜預(yù)冷12 h以上。操作過程中，采用75%酒精消毒原料可能接觸到的刀具、菜板等用具。選取成熟度適中、大小均勻、形狀正常、新鮮、無機械損傷、肉質(zhì)白嫩的茭白，剔除老茭、蟲茭、病茭和青茭，留2～3 片包葉，切去莖尖和基部苔管，修整一致，備用[16]。

1.3.2 SAEW的制備

用SAEW生成器電解質(zhì)量分數(shù)為0.1%的氯化鈉和0.025%的鹽酸溶液，制備得到SAEW。用pH-ORP測定儀測定其pH值和ORP，用有效氯測定儀測定其有效氯質(zhì)量濃度（available chlorine concentration，ACC）。本實驗所用SAEW各項指標分別為pH （6.1±0.2），ACC（30±2） mg/L，ORP（893±0.68） mV。

1.3.3 樣品處理

以未經(jīng)處理的茭白作對照，實驗組用30 mg/L SAEW浸泡5 min，撈出在陰涼處晾干，以無水滴為準。用厚度為0.01 mm的聚乙烯保鮮膜覆蓋樣品，無重疊地擺放于（4±1）℃冰箱中貯藏12 d，每隔3 d取樣測定相關(guān)指標；并將樣品于液氮中速凍，貯于-80 ℃冰箱中，用于生化指標的測定。每個處理做3 個平行。

1.3.4 指標測定

1.3.4.1 感官評定標準

參照郜海燕等[17]的茭白感官質(zhì)量評分標準并修改（表1）。

表1 茭白貯藏期間感官評分標準Table1 Criteria of sensory evaluation of Zizania latifolia stteemmss during storraaggee

1.3.4.2 微生物計數(shù)

取10 g茭白樣品（根部）與90 mL無菌生理鹽水在無菌均質(zhì)袋中混合，用拍打式均質(zhì)機均質(zhì)2 min，參照國標法[18]，進行實驗操作。用瓊脂培養(yǎng)基進行菌落總數(shù)計數(shù)。

1.3.4.3 質(zhì)量損失率的測定

采用稱重法測定。

1.3.4.4 呼吸強度的測定

采用O2-CO2氣體測定儀測定。

1.3.4.5 硬度的測定

采用質(zhì)構(gòu)儀測定茭白中部表皮與橫截面硬度，探頭為圓柱形，底面直徑5 mm，接觸到物體表面后的下行距離為4 mm。每種樣品重復(fù)測定10 次取平均值。

1.3.4.6 色澤的測定

采用色差計測定茭白根部和中部表皮的L*、a*、b*。白色指數(shù)值根據(jù)以下公式計算。

白度指數(shù)=100-[（100-L*）2＋a*2＋b*2]1/2

1.3.4.7 可溶性固形物含量的測定

采用全自動折光儀進行測定。

1.3.4.8 木質(zhì)素含量的測定

采用Klason法[19]測定。

1.3.4.9 VC含量的測定

采用2,6-二氯靛酚滴定法[20]進行測定。

1.3.4.10 蛋白質(zhì)含量的測定

采用考馬斯亮藍法[21]進行測定。

1.3.4.11 多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、過氧化物酶（peroxidase，POD）和過氧化氫酶（catalase，CAT）活性的測定

參照Luo Haibo等[22]的方法。

1.4 數(shù)據(jù)處理

2 結(jié)果與分析

2.1 SAEW處理對茭白感官質(zhì)量的影響

表2 SAEW處理對茭白感官品質(zhì)的影響Table2 Effect of SAEW on sensory quality of Zizania latifolia stteemmss during storraaggee

如表2所示，茭白的感官品質(zhì)隨著貯藏時間延長而不斷下降，尤其是在貯藏期的后6 d。對照茭白貯藏第6天表皮微綠，頂端失水，切面微黃色，出現(xiàn)糠心，未有異味，微有渣質(zhì)感；貯藏9 d時表皮綠色，失水加重，切面變黃，糠心加重，微有異味，渣質(zhì)感加重，但可勉強食用；貯藏12 d時表皮黃綠色，皺縮嚴重，切面黃色，出現(xiàn)空心小孔，有異味，渣質(zhì)感嚴重，已沒有食用價值。而SAEW處理的茭白其貯藏效果優(yōu)于對照，總體來說，其感官評分高于對照組，并且兩者的差距隨貯藏時間延長不斷加大；第12天，實驗組的評分是對照組的1.74 倍；兩者經(jīng)單方差分析呈顯著（P＜0.05）。由此可見，SAEW處理能夠緩解茭白感官品質(zhì)的下降，使茭白能夠在更長的貯藏期內(nèi)保持較好的感官質(zhì)量。

2.2 SAEW處理對茭白根部菌落總數(shù)的影響

圖1 SAEW處理對茭白貯藏期間菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of SAEW on total bacterial loads of Zizania latifolia stems during storage

如圖1所示，用30 mg/L SAEW浸泡5 min后，茭白根部菌落總數(shù)下降了1.62（lg（CFU/g））。在隨后的貯藏期內(nèi)，茭白根部的菌落總數(shù)呈增加趨勢，但是實驗組菌落總數(shù)一直低于對照組，差距在1～2（lg（CFU/g））之間。整個貯藏期間，相關(guān)性分析呈顯著（P＜0.05）。這表明，SAEW不僅能降低茭白表面的菌落總數(shù)，并且能在一定的貯藏期內(nèi)使其表面菌落總數(shù)處在一個較低水平。

2.3 SAEW處理對茭白呼吸速率的影響

圖2 SAEW處理對茭白貯藏期間呼吸速率的影響Fig.2 Effect of SAEW on respiration rate of Zizania latifolia stems during storage

茭白采后仍在進行生命活動，特別是呼吸作用，而呼吸作用會消耗其營養(yǎng)物質(zhì)，并導(dǎo)致其出現(xiàn)劣變。如圖2所示，茭白在貯藏期內(nèi)呼吸速率整體呈下降趨勢，這說明茭白為非呼吸躍變類型，采后沒有呼吸高峰，與大部分蔬菜采后無呼吸高峰的情況相同。經(jīng)過SAEW處理后，茭白的呼吸速率加快了5.75 mg CO2/（kg·h），之后不斷下降，并且一直都低于對照組茭白的呼吸速率。經(jīng)過相關(guān)性分析，從貯藏期第6天起，兩組相關(guān)性顯著（P＜0.05）。原因可能是初期SAEW處理后，刺激了茭白的呼吸作用，使呼吸速率加快；但是由于SAEW明顯的殺菌作用，使得茭白表面的微生物大量減少，所以隨著貯藏時間延長，呼吸速率下降并低于對照組茭白。SAEW處理抑制茭白呼吸作用的機理有待進一步探索。

2.4 SAEW處理對茭白營養(yǎng)品質(zhì)的影響

表3 茭白貯藏期營養(yǎng)物質(zhì)含量變化Table3 Changes in nutrient contents of of Zizania latifoolliiaa steemmss during storraaggee

表3顯示，貯藏過程中，茭白的可溶性固形物和VC含量隨著采后生理活動的消耗整體呈下降趨勢，但是實驗組含量在貯藏期內(nèi)高于對照組，其原因可能是SAEW處理降低了茭白表面微生物含量，降低生理生化反應(yīng)速度，減少了營養(yǎng)成分的消耗，從而說明SAEW處理后對可溶性固形物和VC含量的保持有一定的積極作用。而蛋白質(zhì)含量雖然也呈下降趨勢，但是在貯藏前期，實驗組與對照組的差別并不顯著（P＞0.05），到了貯藏末期差別才開始稍呈顯著，說明SAEW處理對蛋白質(zhì)含量基本無影響?？傮w來說，SAEW處理較好保持了茭白的營養(yǎng)品質(zhì)和穩(wěn)定性。

2.5 SAEW處理對茭白質(zhì)量損失率和硬度的影響

茭白采后的水分蒸騰作用是其一個重要的生命現(xiàn)象。水分損失到一定程度則會導(dǎo)致產(chǎn)品出現(xiàn)明顯的萎蔫和表皮起皺現(xiàn)象，影響茭白的品質(zhì)，縮短貨架壽命。如圖3A所示，實驗組與對照組茭白的質(zhì)量損失率都呈現(xiàn)上升的趨勢，貯藏結(jié)束時實驗組的質(zhì)量損失率為7.04%，顯著低于對照組的8.12%。

圖3 SAEW處理對茭白貯藏期間質(zhì)量損失率（A）、茭白表皮硬度（B）和茭肉硬度（C）的影響Fig.3 Effects of SAEW on weight loss (A) and fi rmness (B: outer layer, C: fl esh) of Zizania latifolia stems during storage

失水導(dǎo)致的另一個現(xiàn)象就是茭白硬度的下降，隨著貯藏時間的延長，茭白內(nèi)部組織因失水變得疏松，嚴重時出現(xiàn)空心。從圖3B、C可以看出，新鮮茭白表皮硬度大于茭肉截面硬度，但是衰老速度更快；茭肉截面中部與茭白表皮的硬度都呈現(xiàn)一個下降趨勢，并且SAEW處理后的茭白整個貯藏期硬度均要大于對照組，經(jīng)過統(tǒng)計分析，兩者差異顯著（P＜0.05）?？梢?，SAEW處理減少了茭白的水分損失，保持了茭白較高的硬度。

2.6 SAEW處理對茭白色澤和PPO活性的影響

圖4 SAEW處理對茭白貯藏期間色澤（A）和PPO活性（B）的影響Fig.4 Effects of SAEW on whiteness index (A) and polyphenol oxidase activity (B) of Zizania latifolia stems during storage

如圖4A所示，貯藏期間茭白的白度值指數(shù)呈下降趨勢，但實驗組茭白的白度指數(shù)值下降趨勢明顯緩于對照組，尤其在貯藏期后6 d，實驗組與對照組白度指數(shù)值下降速度分別為5.8%和13.1%，差距較大，并且兩者白度指數(shù)值相關(guān)性差異顯著（P＜0.05）。

通常PPO被認為是引起蔬菜褐變最關(guān)鍵的酶[23]。PPO活性在整個貯藏期內(nèi)呈現(xiàn)出一個先下降后上升的趨勢（圖4B），并且實驗組的茭白PPO活性一直低于對照組，經(jīng)過統(tǒng)計分析，在貯藏期的后6 d，兩組的PPO活性差異性顯著（P＜0.05）。通過上述分析，可見SAEW處理可以通過降低PPO活性，減少茭白褐變的發(fā)生，起到保鮮的作用。

2.7 SAEW處理對茭白木質(zhì)素含量和POD活性的影響

圖5 SAEW處理對茭白貯藏期間木質(zhì)素含量（A）和POD活性（B）的影響Fig.5 Effects of SAEW on lignin content (a) and peroxidase activity (b) of Zizania latifolia stems during storage

木質(zhì)化現(xiàn)象是另一個影響茭白品質(zhì)的重要因素。木質(zhì)化則是由于受到各種外界不利因素的影響，導(dǎo)致木質(zhì)素大量產(chǎn)生與積聚所造成的，使細胞壁增厚，從而導(dǎo)致木質(zhì)化，影響蔬菜質(zhì)地和品質(zhì)[24]。如圖5A所示，茭白中的木質(zhì)素含量呈上升狀態(tài)。實驗組與對照組的木質(zhì)素含量在第12天分別達到了貯藏初期的1.80、2.35 倍，兩者的木質(zhì)素含量差別顯著（P＜0.05）。

POD是與采后茭白木質(zhì)化有關(guān)的一種酶[25]，圖5B顯示，POD活性整體上呈先下降后上升的趨勢，與對照組相比，SAEW處理抑制了POD活性的上升，相關(guān)性分析呈顯著性差異（P＜0.05）。木質(zhì)化機理以及SAEW處理后對木質(zhì)化進程的延緩有待于深入研究。

2.8 SAEW處理對茭白CAT活性的影響

圖6 SAEW處理對茭白貯藏期間CAT活性的影響Fig.6 Effect of SAEW on catalase activity of Zizania latifolia stems during storage

由圖6可見，CAT活性在0 d活力即達到了242.67 U/g，而后在前6 d迅速下降，在后6 d內(nèi)呈現(xiàn)上升的趨勢，并且實驗組CAT活性顯著高于對照組，尤其在后6 d。CAT活性的增強有利于清除活性氧自由基，減緩茭白的劣變過程。

3 結(jié) 論

SAEW處理不僅能夠起到殺菌的作用，并且在貯藏期內(nèi)使得茭白表面的微生物數(shù)量一直維持在較低的水平。同時，研究顯示，SAEW處理能夠可較好地保持茭白的色澤、降低失水、延緩木質(zhì)化現(xiàn)象的出現(xiàn)，維持相對較高的可溶性固形物、VC含量，抑制褐變相關(guān)酶PPO活性、木質(zhì)化相關(guān)酶POD活性而提高抗氧化酶類CAT活性。因此，茭白采后用SAEW進行處理，能夠減少微生物污染，提高貯藏中的品質(zhì)，對茭白起到一定的防腐保鮮作用。研究表明SAEW在控制果蔬貯藏過程中品質(zhì)劣變具有潛在價值，可繼續(xù)進行更深入的研究，使之服務(wù)于果蔬貯藏及加工產(chǎn)業(yè)。

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Application of Slightly Acidic Electrolyzed Water (SAEW) in Preservation of Zizania latifolia Stems

LING Jiangang1, LI Jiao2, KANG Mengli1, SHEN Jian2, YU Jingfen1, CHEN Jianchu2, DING Tian2
(1. Institute of Ningbo Processing of Agricultural Products, Ningbo City Academy of Agricultural Sciences, Ningbo 315040, China; 2. Department of Food Science and Nutrition, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)

The effect of slightly acidic electrolyzed water (SAEW) on the microbial state and storage quality of Zizania latifolia stems was investigated. Untreated Z. latifolia stems were used as control and Z. latifolia stems in the experimental group were dipped into SAEW with an available chlorine concentration of 30 mg/L for 5 min, then dried, packaged and finally stored at 4 ℃ for 12 days. Changes in sensory evaluation, microbial colony number, whiteness index, firmness, weight loss rate, respiratory rate and the contents of lignin, protein, vitamin C and total soluble solids (TSS), and the activities of polyphenol oxidase (PPO), peroxidase (POD) and catalase (CAT) were measured at an interval of two days. The results showed that SAEW treatment signifi cantly reduced total bacterial counts by 1.62 (lg(CFU/g)) and maintained relatively low microbial growth during storage. It was also observed that treated samples decreased respiratory rate, delayed the appearance of browning, softening, dehydrating and lignifying, and maintained relatively high contents of TSS and vitamin C. Furthermore, SAEW treatment also inhibited the activities of PPO and POD but promoted the activities of CAT compared with the contro1 group. These results indicated that SAEW had the potential to ensure the microbial safety and control the quality deterioration of Z. latifolia stems during storage.

Zizania latifolia; slightly acidic electrolyzed water; microbial state; storage quality

TS255.3

A

1002-6630（2015）22-0250-05

10.7506/spkx1002-6630-201522047

2015-02-10

寧波市重大擇優(yōu)委托項目（2013C11007）；“十二五”國家科技支撐計劃項目（2013BAD19B05；2012BAD38B01-2）

凌建剛（1973—），男，副研究員，碩士，研究方向為農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工。E-mail：nbnjg@163.com