次氯酸鈉溶液對鮮毛豆莢清洗殺菌效果的研究

高　佳,朱永清,羅芳耀,袁懷瑜,賀紅宇

(四川省農業科學院農產品加工研究所,四川成都 610066)

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次氯酸鈉溶液對鮮毛豆莢清洗殺菌效果的研究

高佳,朱永清*,羅芳耀,袁懷瑜,賀紅宇

(四川省農業科學院農產品加工研究所,四川成都 610066)

以新鮮毛豆莢為試材,研究了不同濃度次氯酸鈉溶液作為清洗劑對毛豆莢清洗后冷藏過程中表面微生物、組織電導率和感官品質的影響。通過實驗表明,次氯酸鈉溶液清洗處理能顯著降低毛豆莢表面微生物的數量,延緩貯藏過程中微生物的增長,且使用濃度越高殺菌效果越好,但較高劑量的次氯酸鈉溶液反而會加速貯藏過程中毛豆莢的品質劣變。有效氯濃度為250 mg/L的酸化次氯酸鈉水溶液清洗處理,結合聚乙烯薄膜包裝和冷藏,可延長毛豆莢商品貨架期至31 d。

次氯酸鈉,毛豆莢,清洗,殺菌,貯藏

毛豆,又稱青毛豆、菜用大豆,是指籽粒鼓滿期至初熟期之間收獲的青莢大豆,豆莢呈嫩綠色,口感鮮嫩,營養豐富,深受消費者喜愛[1-2]。鮮毛豆莢的采收期通常為每年8～10月,氣溫較高,采后水分含量高,呼吸代謝旺盛,極易出現萎蔫失水和腐爛變黃等現象,縮短了產品貨架期[1-3]。為解決鮮毛豆莢長途運輸和銷售過程中品質保持等問題,生產中常采用采后預冷,薄膜包裝、加冰或冷藏車運輸等方式延長保鮮期。此外,鮮豆莢表面生長著一層致密絨毛,靠近地表土壤生長且直接暴露于空氣中,采收后雜質較多,為提高其商品性,常需經過清洗處理再集中上市銷售。關于蔬菜采后清洗方面的研究比較多[2-5],但目前生產中應用最為廣泛、安全性、穩定性和經濟性最好的仍然是以次氯酸鈉為主的含氯清洗劑[6-8]。影響次氯酸鈉溶液對蔬菜表面殺菌效果的主要因素包括使用濃度、清洗時間、pH、溶液溫度、蔬菜中有機物質含量等,而在生產中通過自動化蔬菜清洗機連續作業,清洗時間、溶液溫度和pH都比較固定,蔬菜種類不同,表面結構和微生物種類數量不同,蔬菜采后加工方式不同,都會影響次氯酸鈉溶液清洗后的殺菌效果[6-9]。有研究表明,次氯酸鈉溶液使用濃度并不是越高越好[7,9-10]。因此針對特定蔬菜表面結構選擇合適的次氯酸鈉使用濃度對有效抑制蔬菜表面微生物生長,降低腐爛率,延長蔬菜采后保鮮期十分重要。

本研究以新鮮毛豆莢為試材,采用次氯酸鈉溶液為清洗劑,研究不同有效氯濃度的次氯酸鈉水溶液作為清洗劑對鮮毛豆莢采后貯藏過程中微生物及貯藏品質變化的影響,并結合聚乙烯薄膜包裝和冷藏,探索適宜于生產推廣的鮮毛豆莢采后初加工及冷藏保鮮方式,提高產品商品性,延長貨架期。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

新鮮毛豆莢購于四川省成都市金堂縣官倉果蔬專業合作社青豆種植基地。

平板計數瓊脂培養基和馬鈴薯-葡萄糖-瓊脂培養基購于北京奧博生物技術有限責任公司;次氯酸鈉溶液購于成都市科龍化工試劑廠;硫酸、碘化鉀、硫代硫酸鈉、氯化鈉等均為分析純。

DDSJ-308A型電導儀上海儀電科學儀器股份有限公司;PHS-3C型pH計上海康儀儀器有限公司;JA31002型電子天平上海精天電子儀器有限公司;SUP-250型生化培養箱上海精宏實驗設備有限公司;HBM-400B型均質器天津恒奧科技發展有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1材料預處理新鮮毛豆莢采收后12 h內運回實驗室,1 ℃冷庫預冷處理存放,剔除殘、病、次樣品,開展后續實驗。

1.2.2次氯酸鈉水溶液清洗處理根據次氯酸鈉(NaClO)溶液中有效氯(ClO-)濃度梯度,設置7個清洗處理:對照,不清洗;清水(自來水)清洗;50 mg/L ClO-處理(有效氯濃度為50 mg/L,pH為6.5的酸化NaClO水溶液[7],采用檸檬酸溶液調節pH)清洗;100 mg/L ClO-處理清洗;250 mg/L ClO-處理清洗;500 mg/L ClO-處理清洗;750 mg/L ClO-處理清洗。模擬生產中兩節清洗槽連續清洗,所有處理均在21 ℃室溫條件下清洗兩次,第一次洗1 min,第二次洗30 s。清洗后測定清洗液中有效氯含量,并于手動型蔬菜脫水機快速甩除毛豆莢表面多余水分,采用尺寸為10 cm×15 cm,厚度為0.03 mm的低密度聚乙烯薄膜包裝袋密封包裝后4 ℃下冷藏。每處理3袋,每袋重(70.0±0.5)g。

1.2.3相關指標的測定方法

本文提出的基于自適應虛擬阻抗的分布式控制策略,在DG網絡拓撲結構下,各DG單元只需利用本地和相鄰單元的實時輸出的電流和虛擬阻抗值,根據系統特性自動調節等效輸出虛擬阻抗,較好地解決了直流微電網中線路電阻不匹配和負荷不對稱情況下各DG單元之間電流分配不平衡的問題,同時改善了母線的電壓質量。

1.2.3.1組織電導率參考Hong[11]的方法測定。每個樣品取(70.0±0.5)g毛豆莢倒入300 mL蒸餾水中于20 ℃條件下浸泡30 min,期間不斷攪動,測定浸泡液電導率記為E1。測定完后將樣品連同蒸餾水浸泡液置于-20 ℃中冷凍24 h,取出冷凍樣液于室溫下緩慢解凍至20 ℃,再次測定浸泡液電導率記為E2。樣品組織電導率計算公式為:E(%)=E1/E2×100,每處理重復測定3袋。

1.2.3.2菌落總數參考GB/T4789.2-2010方法測定,每個樣品重復2個平板,每處理重復測定3袋,菌落個數在30～300之間的視為有效數據。

1.2.3.3霉菌和酵母數量參考GB/T4789.15-2010方法測定,評價值為霉菌和酵母菌計數之和,每個樣品重復2個平板,每處理重復測定3袋,菌落個數在30～300之間的視為有效數據。

1.2.3.4感官評定參考Bai[12]的方法測定。9名科研人員根據毛豆莢貯藏過程中顏色、腐爛程度等總體感官情況進行排序法評分,最高分為9分,表明貯藏效果非常好;7分為貯藏效果較好;5分為商品界限;3分為貯藏效果不好;1分為嚴重損壞,貯藏效果非常不好。同時對購買欲望進行排序法評分,9分為肯定購買;5分為可能購買也可能不買;1分為肯定不會購買。

1.2.3.5溶液中有效氯及損失率清洗溶液中有效氯的測定采用碘量法[13],計算公式為:X(mg/L)=(C×Vst×0.03545)×105/V;X為有效率含量,mg/L;C為硫代硫酸鈉滴定溶液濃度,mol/L;Vst為滴定用去硫代硫酸鈉滴定液體積,mL;V為量取消毒劑原藥體積,mL;0.03545為1 mol/L硫代硫酸鈉滴定液1 mL相當于有效率的量。有效率損失率(%)=(清洗前溶液中有效率含量-清洗后溶液中有效率含量)×100%/清洗前溶液中有效率含量。

1.2.4數據分析采用DPS數據處理系統對實驗數據進行貯藏時間和實驗處理間的兩因素完全隨機設計統計分析,差異顯著性檢驗采用LSD法,p<0.05為差異顯著,p<0.01為差異極顯著。誤差線采用標準誤差(SE)表示。

2　結果與分析

2.1次氯酸鈉溶液濃度對鮮毛豆莢清洗后貯藏過程中微生物指標的影響

隨著貯藏時間的延長,各處理間菌落總數、霉菌和酵母菌數量呈現有規律性的極顯著增長趨勢(p<0.01)(圖1)。整個貯藏過程中,未清洗處理組微生物數目一直處于最高水平,其次是清水處理組,而添加ClO-處理組的微生物數目顯著低于未清洗組和清水組(p<0.05),并且隨著ClO-添加量的增加,各測定點上微生物數目梯度減少,其中添加量750 mg/L ClO-處理在整個貯藏過程中顯著低于其它所有處理(p<0.05)。未清洗處理和清水處理菌落總數數量從第1 d至第7 d快速增長,第7 d以后增長趨勢放緩;貯藏至第19 d以后,未清洗處理和清水處理間以及清水處理和50 mg/L ClO-處理之間菌落總數無顯著性差異(p>0.05);在第19 d至第25 d貯藏期內,500 mg/L和750 mg/L ClO-處理間菌落總數增長趨勢放緩(圖1A)。未清洗處理、清水處理和50 mg/L ClO-處理鮮毛豆莢中霉菌和酵母數量呈現先快速增長,之后趨于平緩,再緩慢增長的趨勢;250 mg/L ClO-處理和500 mg/L ClO-處理間霉菌和酵母數量除第13 d和第31 d以外,其余貯藏期內無顯著性差異(p>0.05)(圖1B)。

圖1　次氯酸鈉清洗濃度對鮮毛豆莢冷藏過程中微生物生長情況的影響(n=3)Fig.1　Effect of washing concentrationwith sodium hypochlorite water solution on microbial growth(log CFU/g)of green soybean pods during 4 ℃ storage(n=3)

2.2次氯酸鈉溶液濃度對鮮毛豆莢清洗后貯藏過程中組織電導率的影響

各處理組織電導率的變化趨勢在整個貯藏期內波動較大,變化規律不明顯(圖3)。經過統計分析可以得出,在整個貯藏期內,未處理和750 mg/L ClO-處理電導率水平最高,而其他幾個處理間無顯著性差異(p>0.05)。所有處理中250 mg/L ClO-處理電導率水平一直處于相對較低的狀態。

圖2　次氯酸鈉清洗濃度對鮮毛豆莢冷藏過程中組織電導率的影響(n=3)Fig.2　Effect of washing concentrationwith sodium hypochlorite water solution on tissue electrolyte leakage rate of green soybean pods during 4 ℃ storage(n=3)

2.3次氯酸鈉溶液濃度對鮮毛豆莢清洗后貯藏過程中感官評定指標的影響

各處理總體感官質量和消費者購買欲望隨著貯藏時間的延長逐漸降低,且在1～19 d的測定時間內降低趨勢較緩慢,均具有商品性,但25、31 d時除250 mg/L ClO-和500 mg/L ClO-兩個處理外,其余處理均極顯著降低(p<0.01)(圖3)。添加ClO-處理組在貯藏過程中可以顯著提高毛豆莢的感官質量和消費者的購買欲望,但ClO-的添加量不是越多越好,過高的添加量反而會對毛豆莢產生負面影響,如添加量為750 mg/L ClO-處理組在貯藏25、31 d時的感官評定和購買欲望已經低于未處理組和清水處理組。在整個貯藏過程中,添加量為250 mg/L ClO-處理組可以較好的保持鮮毛豆莢的外在品質,且在貯藏31 d后總體感官質量(5.22±0.17)仍高于商品臨界值,具有較好的商品性,500 mg/L ClO-處理次之。

圖3　次氯酸鈉清洗濃度對鮮毛豆莢冷藏過程中感官評定的影響(n=9)Fig.3　Effect of washing concentrationwith sodium hypochlorite water solution on sensory attributes of green soybeanpods during 4 ℃ storage(n=9)

2.4清洗后清洗溶液中有效氯含量變化

清洗后所有含次氯酸鈉處理中有效氯含量均產生不同程度的降低,且第一次清洗后有效氯損失率均高于第二次清洗后(表1)。第一次清洗后有效氯損失率在24.15%～49.56%之間,而第二次清洗后有效氯損失率在6.64%～41.39%之間。隨著清洗溶液有效氯含量的增加,兩次清洗后損失率呈現先升高后降低的趨勢。

表1　清洗后溶液中次氯酸鈉溶液

3　討論

次氯酸鈉溶液是一種廣泛使用的含氯殺菌劑,能有效殺除蔬菜表面附著的大腸桿菌、金黃色葡萄球菌、枯草桿菌黑色變種芽孢等微生物[8,14],同時能降解蔬菜表面的農藥殘留[15]等有害物質。次氯酸鈉的殺菌原理主要依靠次氯酸的氧化作用,可穿透細菌的細胞膜進入細胞與胞內蛋白質產生氯化反應使細胞液凝固,有效殺死細菌[16]。通常情況下次氯酸濃度越高,作用時間越長,殺菌效果越強[8,17]。本實驗中隨著次氯酸鈉有效氯濃度的增加,毛豆莢表面菌落總數和霉菌和酵母數量越低,且在后期冷藏過程中微生物的增長速度也越慢。因此,在清洗過程中適當提高次氯酸鈉使用量對蔬菜表面微生物的抑制具有明顯作用。但有報道指出過量氯殺菌后余氯殘留可形成三鹵甲烷等有毒有害物質[17],也會使果蔬產品具有殘留氯的臭氣[16]。本實驗中次氯酸鈉有效氯的最大使用劑量為750 mg/L,清洗后毛豆莢并未出現明顯的刺激氣味,且當有效氯濃度為750 mg/L時組織電導率及感官評定指標顯示毛豆莢在貯藏后期品質劣變較明顯,比低劑量的有效氯濃度處理保鮮效果差。因此,綜合考慮殺菌效果、外觀品質和次氯酸鈉的殘留問題,選擇有效氯濃度為250 mg/L的次氯酸鈉溶液作為毛豆莢的清洗劑更為適合。未清洗的樣品微生物指標和電導率較高可能受毛豆莢表面雜質和樣品本身品質劣變的影響,750 mg/L ClO-處理貯藏后期電導率較高表明已出現品質劣變。可見,鮮毛豆莢采后適當的清洗處理對于改善產品外觀品質,清除和抑制微生物生長,延長產品保鮮期具有重要作用。

經過清洗后次氯酸鈉溶液中有效氯均產生了損失現象,這可能與次氯酸本身的揮發作用和蔬菜對次氯酸的消耗有關[7,16]。有關研究表明,蔬菜汁液滲出的有機質越多,對次氯酸鈉溶液殺菌效果影響越大[7,9]。因此,在實際生產中隨著流水式作業蔬菜清洗量的批量更新和增加,常常需要不斷向清洗液中添加新的次氯酸鈉溶液來保證清洗液具有較好的殺菌效果[6-7,18]。次氯酸鈉使用量的增大和清洗后產生的有害物積累也成為爭議焦點與制約蔬菜加工工業自動化管理的難題[7]。本實驗中由于鮮毛豆莢并未經過進一步的切分處理,產生的滲出汁液不多,因此對清洗液中有效氯的損失率不高。實驗結果誤差值較大與次氯酸揮發作用導致測定值變化較大有關。為了提高清洗效果,降低對次氯酸鈉溶液的使用量,生產中可先將毛豆莢經過清水預洗去除泥沙雜質,再經過次氯酸鈉溶液清洗,以此達到較好的殺菌保鮮效果。

4　結論

本研究表明,次氯酸鈉溶液使用濃度越高,貯藏過程中抑菌效果越好;但當次氯酸鈉溶液中有效氯濃度大于500 mg/L時,抑菌效果增長不明顯,且在一定程度上還會破壞貯藏過程中產品外觀品質,加速品質劣變。綜合考慮,有效氯濃度為250 mg/L的酸化次氯酸鈉水溶液,配合厚度為0.03 mm的低密度聚乙烯薄膜包裝袋密封包裝和4 ℃冷藏,可有效地降低貯藏過程中毛豆莢外殼表面微生物繁殖,延長保鮮期至31 d,可作為鮮毛豆莢采后初加工和保鮮的適宜方法。

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Effect of sodium hypochlorite water solution on the washing sterilization of fresh green soybean pods

GAO Jia,ZHU Yong-qing*,LUO Fang-yao,YUAN Huai-yu,HE Hong-yu

(Institute of Agro-Products Processing Science and Technology,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu 610066,China)

The effect of washing concentration of sodium hypochlorite water solution for fresh soybean pods on surface microbial population,tissue electrolyte leakage rate and sensory attribution during cold storage were investigated. The result showed that,sodium hypochlorite water solution can reduce and delay the growth of soybean pods surface microorganisms during the storage time,and the higher concentration the better antibacterial effect,but higher concentration of sodium hypochlorite water solution also might accelerate soybean pods quality fission. 250 mg/L free chlorine concentration of acidification sodium hypochlorite as washing solution with polyethylene film packaging and cold storage can extend the shelf life of fresh soybean pods to 31 days.

sodium hypochlorite;green soybean pod;washing;sterilizing;storage

2015-12-16

高佳(1983-)，女，博士，副研究員，研究方向：果蔬貯藏保鮮與加工，E-mail:jiagao129@163.com。

朱永清(1968-)，男，博士，副研究員，研究方向：果蔬貯藏保鮮與加工，E-mail:zhuyongqing68@sina.com。

四川省科技支撐計劃項目(2011NZ0095 & 2014NZ0004)。

TS255.36

A

1002-0306(2016)11-0096-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.11.011