殺菌劑對鮮切西蘭花的保鮮作用

陳學(xué)玲，張莉會，何建軍，梅新，施建斌，蔡沙，隋勇，嚴守雷，楊繼華，陳志文

（1湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北武漢 430064）(2華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北武漢 430070))3山東中綠食品股份有限公司，山東莒縣 276500）

西蘭花又稱為稱花椰菜、青花菜等，西蘭花不僅含有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，而且相對全面，主要包括糖類、脂類、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、胡蘿卜素和維生素C等，高于其他同類蔬菜，被譽為“蔬菜皇冠”[1]，與此同時，西蘭花還含有酚類等天然誘變抑制劑物質(zhì)，能很好地預(yù)防癌變的發(fā)生。然而，西蘭花采后呼吸代謝旺盛，在貯藏過程中很容易發(fā)生黃化褪綠、褐變、衰老、腐爛及品質(zhì)劣變等問題，造成其營養(yǎng)成分損失、功能下降等[2～4]。

由于在貯藏過程中西蘭花易受微生物的侵染，因此殺菌這一環(huán)節(jié)顯得尤為重要，這不僅能夠除去化學(xué)農(nóng)藥在果蔬中的殘留，還能抑制甚至殺死微生物，從而延長其貨架期。近年來，國內(nèi)外有許多學(xué)者將不同的殺菌劑應(yīng)用于蔬菜保鮮，肖衛(wèi)華等[5]采用酸性電位水對草莓進行了研究，研究表明，酸性電位水能顯著抑制草莓的呼吸以及多聚半乳糖醛酸酶及羧甲基纖維素酶的酶活。吳勝[6]研究了二氧化氯對鮮莢毛豆品質(zhì)的影響，發(fā)現(xiàn)二氧化氯清洗劑有助于延緩葉綠素的分解，并降低丙二醛的含量，保持和延長綠毛豆的商品價值和保質(zhì)期。唐偲雨等[7]研究發(fā)現(xiàn)次氯酸鈉清洗鮮切馬鈴薯能有效抑制微生物生長，保持良好的感官品質(zhì)。本研究通過對西蘭花切分后選擇次氯酸鈉、二氧化氯、酸性電位水三種殺菌劑處理，以自來水處理為對照，通過測定Vc、葉綠素、可溶性固形物、呼吸強度、失重率、丙二醛、過氧化物酶活性和菌落總數(shù)等生理生化指標，探究三種殺菌劑對鮮切西蘭花的保鮮和抑菌效果，以期解決鮮切西蘭花的軟化、腐爛變質(zhì)等問題，從而延長鮮切西蘭花貯藏期。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 原料

市售西蘭花：購于湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院菜市場。

一次性果蔬保鮮PET托盤：型號為ZY-T1912D，北京正耀包裝制品有限公司。

巧心食品保鮮膜：食品包裝級 PE聚乙烯，30 cm×(30+10)m，二氧化碳透過率 36300 cm3/(m2·24 h·atm)，氧氣透過率 10030 cm3/(m2·24 h·atm)，水蒸氣透過率25 g/(m2·24 h)，寧波新力包裝材料有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

LCE-3000A綠植養(yǎng)護機Ⅰ型，海思普潤_湖北珞格商用設(shè)備有限責(zé)任公司；722G可見分光光度計，上海精密科學(xué)儀器有限公司；RE-52二氧化碳測定儀，上海亞榮生化儀器廠。

1.2 試驗方法

1.2.1 工藝流程

原材料→整理分級→修整→殺菌劑清洗→瀝干→包裝

1.2.2 操作要點

（1）原材料的選擇：選擇新鮮、飽滿、成熟度適中、無異味、無病蟲害的西蘭花。

（2）整理分級：按照西蘭花大小進行分級。

（3）修整：用鋒利的刀具將其切分成直徑3～4 cm的小花球[8]。

（4）殺菌劑清洗：先用清水沖洗西蘭花，再用配制好殺菌劑浸泡10 min，各清洗劑的pH、氧化還原電位（ORP）以及有效氯濃度（ACC）指標檢測結(jié)果見表1。

（5）瀝干：漂洗后必須瀝干西蘭花表面水分，避免西蘭花腐敗，采用瀝水法去除西蘭花表面的水分。

（6）包裝：將切分后的西蘭花放入PET塑料盤中擺放整齊，每盤6個，再用保鮮膜密封，稱重，貼上標簽，在4 ℃下冷藏。

表1 殺菌劑參數(shù)Table 1 bactericide parameters

1.3 指標測定與方法

Vc參考果蔬采后生理生化實驗指導(dǎo)方法測定[9]。葉綠素采用王丹等人的方法測定[10]?？扇苄怨绦挝锊捎檬殖终酃鈨x測定。呼吸強度的測定采用Telaire7001便攜式O2/CO2測定儀測定。失重率采用質(zhì)量法測定。丙二醛、過氧化物酶活性參考植物生理生化實驗原理和技術(shù)測定[11]。菌落總數(shù)參考GB 4789.2-2016。

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)為3次重復(fù)試驗的平均值，用SPSS.22軟件進行相關(guān)性分析和多重差異顯著性分析采用Duncan’s法。p＜0.05表示差異顯著，p＜0.01表示差異極顯著。

2 結(jié)果與討論

2.1 對鮮切西蘭花貯藏期Vc含量的影響

圖1殺菌劑對鮮切西蘭花VC含量的影響Fig.1 Effects of different fungicides on the Vc content of fresh -cut broccoli during storage

Vc是果蔬重要的營養(yǎng)成分，具有維持人體生理機能的作用，其含量下降的越多，說明其保存的效果越差，食用品質(zhì)越低[11]。由圖1可知，在貯藏期間4組西蘭花的Vc含量均呈下降的變化趨勢，對照組Vc含量顯著低于3個處理組（p＜0.05），且下降迅速；貯藏第12 d，次氯酸鈉組、二氧化氯組及酸性電解水組的Vc含量分別為112.63 mg/100g、101.48 mg/100g及114.84 mg/100g，且3組之間差異顯著（p＜0.05）。可見，3種殺菌劑均能有效降低Vc的損失，且次氯酸鈉與酸性電位水效果較好。這與王丹[10]、周會玲[12]的研究結(jié)果相似。然而，在黃豆芽的研究中，清水對照組的Vc含量最高，3種殺菌劑促進了Vc氧化[13]。因此，殺菌劑對Vc的影響有待進一步研究。

2.2 對鮮切西蘭花貯藏期葉綠素含量的影響

圖2 不同殺菌劑對鮮切西蘭花貯藏期葉綠素含量的影響Fig.2 Effects of different Fungicides on the chlorophyll content of fresh - cut broccoli during storage

綠色蔬菜在貯藏過程中，由于其葉綠素極其不穩(wěn)定，很容易受到外界環(huán)境因素的影響，生成脫鎂葉綠素使蔬菜黃化，最終喪失其商品價值。新鮮西蘭花色澤鮮綠，葉綠素含量高，采后隨著貯藏時間的延長，其葉綠素不斷降解，西蘭花綠色色澤逐漸消褪變黃，嚴重影響西蘭花的感官品質(zhì)[14]。由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，西蘭花中葉綠素含量呈下降的趨勢，尤其是貯藏第3 d，葉綠素損失嚴重，且各處理組差異顯著（p＜0.05）。貯藏后期，殺菌劑處理的鮮切西蘭花葉綠素含量顯著高于對照組（p＜0.05），貯藏12 d后，對照組葉綠素含量僅0.32 mg/g，經(jīng)次氯酸鈉、酸性電位水處理的西蘭花葉綠素下降速率僅為對照組一半，其含量分別為0.58 mg/g、0.54 mg/g、0.71 mg/g，經(jīng)酸性電位水處理的西蘭花葉綠素含量最高，這表明酸性電位水能夠較好地抑制鮮切西蘭花葉綠素的降解，林永艷等[15]的研究表明，酸性電位水較次氯酸鈉清洗處理，能更好的抑制鮮切生菜中葉綠素含量的降解。

2.3 對鮮切西蘭花貯藏期可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量的高低，在一定程度上反映了貯藏過程中果蔬營養(yǎng)物質(zhì)保留的多少。由圖3可知，在貯藏期間，鮮切西蘭花的可溶性固形物含量均呈下降趨勢。貯藏0～6d，4組可溶性固形物含量無顯著差異（p＞0.05）。貯藏12d，4組可溶性固形物含量大幅下降；與貯藏0d相比，對照組的可溶性固形物含量下降75.63%，次氯酸鈉、二氧化氯、酸性電位水處理組分別下降了54.84%、71.56%、71.92%，且對照組與3個處理組間差異顯著。于曉霞[15]對鮮切哈密瓜研究中發(fā)現(xiàn)，殺菌劑對可溶性固形物含量的維持作用明顯。究其原因，可能是殺菌劑可減少微生物對鮮切西蘭花的作用，從而降低可溶性營養(yǎng)物質(zhì)的消耗，較好地保持鮮切西蘭花可溶性固形物的含量[16]。在此，次氯酸鈉減緩鮮切西蘭花可溶性固形物含量下降的效果最好。

圖3 不同殺菌劑對鮮切西蘭花貯藏期可溶性固形物含量的影響Fig.3 Effects of different fungicides on the content of soluble solids of fresh - cut broccoli during storage

2.4 對鮮切西蘭花貯藏期呼吸強度的影響

圖4 不同殺菌劑對鮮切西蘭花貯藏期呼吸強度的影響Fig.4 Effects of different fungicides on respiration intensity of fresh - cut broccoli during storage

呼吸作用是衡量果蔬新陳代謝強弱的一個重要指標。由圖4可知，4組鮮切西蘭花在貯藏過程中，呼吸強度均呈先增大后降低的趨勢。貯藏前期，由于西蘭花切分后，細胞組織結(jié)構(gòu)遭到破壞，CO2被釋放出來，大量的O2則通過維管組織進入組織內(nèi)部，使得呼吸速率明顯增大[17]；而貯藏后期，西蘭花逐漸衰老，因此呼吸減弱。貯藏3 d，對照組達到呼吸高峰，峰值為41.31mg/(kg?h)。貯藏6d，3個處理組達到呼吸高峰，可見殺菌劑處理有助于推遲呼吸高峰。貯藏12 d，二氧化氯和酸性電位水處理組的鮮切西蘭花呼吸強度顯著低于對照組和次氯酸鈉組（p＞0.05）。在鮮切豇豆研究中，殺菌劑同樣具有抑制呼吸的作用[18]。

2.5 對鮮切西蘭花貯藏期失重率的影響

圖5 不同殺菌劑對鮮切西蘭花貯藏期失重率的影響Fig.5 Effects of different fungicides on the weight loss rate of fresh - cut broccoli during storage

果蔬采后的呼吸作用和蒸騰作用會導(dǎo)致其水分的損失以及重量的損失，影響其生理代謝和外觀品質(zhì)，即失重率的變化反映果蔬品質(zhì)的變化，失重率越高表明果蔬品質(zhì)下降越嚴重[19]。由圖5可知，隨著貯藏時間的延長，4組鮮切西蘭花的失重率均逐漸升高，這是由于西蘭花在切分后，受到了嚴重的機械損傷，而且大面積暴露于空氣中，蒸騰和呼吸作用迅速增強，底物大量被消耗，因此造成西蘭花切分后質(zhì)量下降。貯藏期間，對照組的失重率顯著高于 3個處理組（p＞0.05）。貯藏12d，對照組失重率達7.4%，次氯酸鈉、二氧化氯和酸性電解水處理組西蘭花失重率分別為3.1%、5.6%和3.6%，且4組間差異顯著（p＞0.05）。由此可見，殺菌劑處理可減少鮮切西蘭花質(zhì)量損失，延緩失重，這與殺菌劑對鮮切菠菜[20]失重率的影響相似。

2.6 對鮮切西蘭花丙二醛（MDA）含量的影響

丙二醛（MDA）是自由基作用植物體后引起膜系統(tǒng)脂質(zhì)過氧化的分解產(chǎn)物，MDA對膜和細胞中的許多生物功能分子均有很強的破壞作用，其含量的高低是衡量植物體衰老程度的一個重要指標[21]。由圖6可知，在貯藏期間，各組鮮切西蘭花MDA含量變化總體均呈上升趨勢；與對照相比，3個殺菌劑處理組的MDA含量在整個貯藏期內(nèi)均處于較低水平，且顯著差異（p＜0.05）。

圖6 不同殺菌劑對鮮切西蘭花貯藏期丙二醛的影響Fig.6 Effects of different fungicides on malondialdehyde of Broccoli during storage

貯藏 12d，二氧化氯、次氯酸鈉和酸性電位水處理組的西蘭花MDA含量分別是5.74 μmol/mL、6.22 μmol/mL 和 4.53 μmol/mL，而對照組高達 6.87 μmol/mL，說明三種殺菌劑處理能有效減緩 MDA的生成積累，能夠有效地減弱西蘭花細胞損傷程度，從而延緩西蘭花的衰老，這與酸性電解水處理哈密瓜[15]、切割黃瓜[22]的研究結(jié)論相似。三種殺菌劑相比較而言，酸性電解水能最大程度抑制MDA的升高，延緩鮮切西蘭花的衰老。

2.7 對鮮切西蘭花過氧化物酶（POD）含量的影響

圖7 不同殺菌劑對鮮切西蘭花貯藏期過氧化物酶的影響Fig.7 Effects of different fungicides on peroxidase of broccoli during storage

過氧化物酶（POD）與呼吸作用、光合作用及生長素的氧化等有著密切的關(guān)系，可以反映某一時期體內(nèi)代謝的變化。由圖7可以看出，整個貯藏過程中，鮮切西蘭花的 POD活性均呈現(xiàn)先上升后降低的變化趨勢，與對照組不同的是，殺菌劑可推遲鮮切西蘭花POD活性高峰的到來，于貯藏的第6 d達到活性高峰，貯藏至第12 d時，次氯酸鈉、二氧化氯和酸性電位水處理組POD酶活性分別為170.89 U/(min·g)、174.59 U/(min·g)和 222.85 U/(min·g)，而對照組 POD 活性僅為144.61 U/(min·g)，顯著低于殺菌劑處理組（p＜0.05），表明三種殺菌劑處理可顯著延緩鮮切西蘭花的 POD活性下降速率，其抑制機理有待進一步研究，其中，酸性電解水能最大程度延緩POD活性下降。

2.8 相關(guān)性分析

通過對三種殺菌劑處理的鮮切西蘭花貯藏期間品質(zhì)指標的測定，綜合各項指標，酸性電位水處理效果最好，因此選用酸性電位水各指標進行相關(guān)系數(shù)分析。

表2 各變量的相關(guān)系數(shù)矩陣Table 2 Correlation coefficient matrix of each variable

通過計算相關(guān)性矩陣（見表 2）發(fā)現(xiàn)，呼吸強度與可溶性固形物、POD活性彼此強相關(guān)，相關(guān)系數(shù)分別為0.701、0.544。失重率與Vc、葉綠素含量、可溶性固形物、MDA的相關(guān)系數(shù)均大于呼吸強度對應(yīng)的相關(guān)系數(shù)，說明與呼吸強度相比，失重率的變化趨勢與Vc、葉綠素含量、可溶性固形物、MDA的變化趨勢更接近。Vc含量與葉綠素MDA之間存在顯著的正相關(guān)，相關(guān)系數(shù)均達到了極顯著水平（p＜0.01），葉綠素與可溶性固形物、MDA相關(guān)系數(shù)分別為 0.698和0.883，由此可見，各指標之間存在相關(guān)性，彼此之間相互影響，相互關(guān)聯(lián)。

2.9 對鮮切西蘭花貯藏期菌落總數(shù)的影響

由表3可知，經(jīng)酸性電解水、次氯酸鈉、二氧化氯處理的鮮切西蘭花貯藏初期的菌落總數(shù)分別為 47 CFU/g、98 CFU/g、73 CFU/g，顯著低于對照組，由此可見，三種處理均使菌落總數(shù)下降，處理效果很明顯。在整個儲藏過程中，三種處理組的西蘭花表面的微生物均少于對照組，隨著貯藏時間的延長，貯藏前9 d，鮮切西蘭花表面的微生物迅速生長繁殖，這是因為蔬菜的細胞壁由于機械切割被嚴重破壞，使細胞汁液大量流出，增加了微生物生長的可能性，且西蘭花組織由于機械損傷抵抗微生物的能力也下降[24]。菌落總數(shù)含量控制在103CFU/g范圍內(nèi)，符合生產(chǎn)要求，對照組在貯藏第6 d時，菌落總數(shù)為1.04×103CFU/g，對照組鮮切西蘭花貯藏期可達到6 d，經(jīng)酸性電位水和二氧化氯處理的鮮切西蘭花貯藏期可達到12 d左右，次氯酸鈉處理的鮮切西蘭花貯藏期可達到9 d，由此可見，三種處理均有較好的殺菌效果，能有效延長鮮切西蘭花貨架期，其中酸性電位水和二氧化氯效果較好。

表3 各處理組鮮切西蘭花菌落總數(shù)Table 3 The total number of colonies in the treatment group of fresh-cut broccoli

3 結(jié)論

3.1 隨著科技的進步和西蘭花產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，急需進行適合西蘭花物流運輸保鮮技術(shù)的研究，以適應(yīng)市場的需求，如何將現(xiàn)有的貯藏保鮮技術(shù)與物流需求結(jié)合起來，是目前迫切需要解決的問題。二氧化氯、次氯酸鈉等，堿性條件下，ClO-易與有機物反應(yīng)生成有害氯化物，對人體有一定的危害。酸性電解水對粘膜無刺激、無致敏、無致癌，長期使用無毒副作用，使用經(jīng)過幾個小時后，遇光、空氣及有機物還原成普通水。本實驗選用次氯酸鈉、二氧化氯以及酸性電位水三種殺菌劑對鮮切西蘭花進行處理，三種殺菌劑均可以減輕鮮切西蘭花貯藏過程中的質(zhì)量損失，抑制葉綠素、及Vc的降解，能維持西蘭花的過氧化物酶（POD）活性處于較高的水平，抑制呼吸強度和丙二醛的升高，并具有較好的殺菌效果，從而保持了產(chǎn)品的品質(zhì)，延長了鮮切西蘭花的貨架期；從貯藏效果看，酸性電解水處理的鮮切西蘭花保鮮效果最好，且各生理生化指標之間具有相關(guān)性。

3.2 次氯酸鈉、二氧化氯以及酸性電位水不僅具有保鮮效果，還具有較好的殺菌效果，能抑制果蔬的褐變。有研究表明，酸性電解水對鮮切馬鈴薯酶促褐變有抑制作用[25]，葡萄經(jīng)酸性電解水浸泡處理后，果實表面微生物數(shù)量均顯著降低[26]。對于這三種殺菌劑還可以進一步探討研究，比如以不同類型的果蔬為基礎(chǔ)，研究三種殺菌劑對果蔬殺菌效果的影響，對果蔬抗氧化活性成分、揮發(fā)性成分的影響以及抑制果蔬褐變的機理，為我國現(xiàn)階段發(fā)展迅速的鮮切果蔬行業(yè)提供有利的理論基礎(chǔ)。