超聲波聯合微酸電解水清洗對生菜品質的影響

王延輝 陳方園 師邱毅 陳祖滿 何艷麗

摘要[目的]研究超聲波對微酸電解水的穩定性及其對微酸電解水處理生菜品質的影響。[方法]以余氯濃度為指標，考察了超聲波對微酸性電解水穩定性的影響；以生菜的菌落總數和質構為指標，考察了超聲波聯合微酸電解水處理對生菜品質的影響。[結果]超聲波聯合微酸性電解水時，超聲波會對微酸性電解水產生一定的影響，兩者聯合使用對生菜的滅菌能力則有很大的提高，且對生菜的品質不會產生較大的影響。[結論]該研究可為相關清洗設備的研發及基礎研究提供理論依據。

關鍵詞電解水；超聲波；有效氯；滅菌；生菜

中圖分類號S636.2文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）08-0086-03

Effect of Ultrasound Combined with Slightly Acidic Electrolyzed Water on Quality of Lettuce

WANG Yanhui， CHEN Fangyuan， SHI Qiuyi， HE Yanli* et al

（Zhejiang Pharmaceutical College， Ningbo， Zhejiang 315100）

Abstract[Objective] To study the effect of ultrasonic on stability of acidic electrolyzed water and quality of lettuce. [Method] With residual chlorine concentration as index， effect of ultrasonic on stability of acidic electrolyzed water was investigated； with total number of colonies and texture of lettuce as indicators， effects of ultrasound combined with slightly acidic electrolyzed water on quality of lettuce were investigated. [Result] Ultrasonic had a certain effect on slightly acidic electrolyzed water， the sterilization ability of lettuce was greatly improved， ultrasound combined with slightly acidic electrolyzed water had no significant effect on the quality of lettuce. [Conclusion] The study can provide theoretical basis for development and fundamental research of related cleaning equipment.

Key wordsElectrolyzed water；Ultrasonic；Available chlorine；Sterilization；Lettuce

生菜（Var.ramosa Hort.）又稱鵝仔菜、萵仔菜，屬菊科萵苣屬。生菜營養豐富，含有大量β胡蘿卜素、B族維生素、維生素E、維生素C和微量礦物元素，可改善腸胃的血液循環，促進蛋白質與脂肪的消化與吸收。

球生菜在生長過程中易存在農藥殘留，采后微生物增殖較快，常規浸洗方式清洗效果有限，并且微生物超標嚴重，導致生菜的鮮度下降、品質劣變等，直接影響生鮮蔬菜的食用安全性，危害人體健康。因此生食生菜原料的清洗問題亟待解決。

為確保生食蔬菜的鮮度及安全性，通常在食用前對其進行殺菌處理。目前，適用于生鮮蔬菜的常規殺菌方法有紫外線殺菌、臭氧殺菌、氯系列殺菌劑殺菌等。上述各種殺菌方法都有其各自的局限性，因此需要一種安全有效的殺菌劑以廣泛應用于生鮮蔬菜的殺菌。

超聲波在萃取、殺菌、乳化、均質、結晶等方面有著廣泛的應用[1]。李聰聰等[2]曾用PMA-qPCR 方法監測超聲波的滅菌效率，而電解水是將食鹽、鹽酸等含有氯離子的溶液電解，生成含有次氯酸的溶液，其中微酸性電解水的pH維持在5.0～6.5。在微酸性電解水中主要起殺菌作用的物質為次氯酸。次氯酸能損害細胞膜，致使細胞內的蛋白酶、RNA 和DNA 無法發揮正常的生化活性，導致微生物死亡，且與微生物及有機物接觸后立即還原為水。相對于強酸性電解水，微酸性電解水具有運輸方便、對儲存裝置的要求不高、無殘留等特點，在食品安全以及農業方面，微酸性電解水有很高的環保效益和經濟效益[3-4]。李華貞等[5-6]曾做過有關酸性電解水對果蔬殺菌及保鮮效果方面的研究，王燕等[7]也曾做過微酸性電解水對擦拭物品表面消毒效果的相關試驗。目前鮮有超聲波聯合微酸電解質水清洗用于生菜殺菌的報道。

超聲波聯合電解水可廣泛用于食堂加工、清洗環節，尤其針對食材、餐具的清洗、凈化，可有效保障公共衛生及安全，降低食源性感染導致的疾病。日本在2002年由食品安全委員會通過，將微酸電解水作為安全的食品添加劑使用，并廣泛用于食品加工。

筆者探究了超聲波對微酸電解水穩定性的影響，并以生菜為研究對象，將超聲波聯合微酸電解水對生菜進行清洗殺菌，考察其對生菜品質的影響，以期為相關清洗設備研發以及基礎研究提供理論依據和技術參考。

1材料與方法

1.1材料

1.1.1原料。生菜，新鮮球生菜購于當地菜市場，新鮮，無腐爛；微酸電解水，有效氯含量為（57±7）mg/L，pH 5.6，氧化還原電位（880±20）mV。

1.1.2主要儀器設備。

微酸性電解水制備設備，采用上海富強旺衛生用品有限公司生產的型號為HD-240L的電解水生成機，在流速為4.0 L/min、電流為1.5 A的條件下，電解介質為6%的HCl；KS-600EI型超聲波清洗機；HH-2數顯恒溫水浴鍋；TMS-touch質構儀。

1.2方法

1.2.1微酸性電解水穩定性的影響因素。

用棕色試劑瓶接收500 mL新制備的微酸電解水，放置于超聲波清洗機，改變超聲波的功率、超聲時間以及超聲溫度等條件，用碘量法測定微酸電解水中有效氯（HClO）的含量。平行樣測定3次，同時做試劑空白試驗。

1.2.2超聲聯合微酸性電解水對生菜的滅菌能力。

分別用自來水、微酸電解水、自來水聯合超聲波、微酸電解水聯合超聲波對新鮮生菜進行清洗處理。

按GB 4789.2—2010《食品安全國家標準 食品微生物學檢驗 菌落總數測定》來測定不同清洗方式后生菜中的菌落總數。

1.2.3超聲聯合微酸性電解水對生菜質構的影響。

分別用自來水、電解水、自來水結合超聲波、電解水結合超聲波對挑選的新鮮、無腐爛的生菜進行不同時長的處理（超聲功率均為150 W，25 ℃）。用質構儀檢測樣品的相關指標（形變量70%；檢測速度30 mm/min；起始力0.040 N）。

2結果與分析

2.1微酸性電解水穩定性

該試驗考察了清洗的溫度、超聲波功率、清洗時間等對微酸電解水穩定性的影響，結果如圖1所示。25和30 ℃處理時，微酸電解水余氯濃度沒有明顯變化；當溫度高于35 ℃時，余氯濃度明顯降低，可能是環境溫度升高，造成微酸電解水中有效氯的分解，從而降低了微酸電解水中余氯的濃度。在150 W功率超聲波處理時，25和30 ℃處理的微酸電解水余氯濃度有一定程度降低。隨著溫度的升高，余氯濃度逐漸穩定，沒有明顯變化。從節約能源和降低對環境的影響考慮，超聲波聯合微酸電解水清洗溫度設定為30 ℃。

對微酸電解水中次氯酸的含量有一定影響。隨著超聲清洗溫度升高、超聲波功率增大、超聲波清洗的時間延長，微酸電解水中有效氯的含量有降低的趨勢。研究發現，當超聲波清洗功率超過600 W時，微酸電解水余氯濃度急劇降低至44 mg/L，可能是大功率超聲波的空穴效應造成微酸電解水中次氯酸的分解。因此為保證微酸電解水的穩定性，降低超聲波處理對微酸電解水的影響，將超聲波功率設定為300 W，溫度30 ℃。

2.2超聲波聯合微酸性電解水對生菜菌落總數的影響

采用流動自來水（TW）、自來水+超聲波（TW+Ultro）、微酸電解水（EW）、微酸電解水+超聲波（EW+Ultro）分別對新鮮生菜進行清洗處理，菌落總數處理結果見圖2。

由圖2可見，微酸電解水、超聲波清洗都能夠抑制微生物的生長，超聲波聯合電解水清洗以及電解水單獨作用于生菜的除菌能力遠大于超聲波和自來水共同作用或者只用自來水沖洗的效果。

在只對生菜進行自來水超聲清洗的情況下，超聲作用時間越長，菌落總數下降越多；僅用微酸電解水清洗的情況下，生菜菌落總數隨著作用時間延長而降低；但微酸電解水聯合超聲波清洗同時作用于生菜時，隨著作用時間延長，其減菌效果有一定程度降低。

與生菜初始菌落總數相比，微酸電解水聯合超聲波清洗生菜3 min，菌落總數下降44.80%，與單獨使用微酸電解水清洗生菜9 min的減菌效果相當。

2.3超聲聯合微酸性電解水對生菜質構的影響

超聲波聯合微酸電解水清洗對生菜質構的影響，可采用生菜的硬度、內聚性、彈性、膠黏性和咀嚼性表示。從表1可知，隨著清洗時間的延長，生菜的硬度、咀嚼性下降，有較大差異，而生菜的彈性則呈現先增加后降低的趨勢，內聚性無明顯差異。相較于微酸性電解水短時作用而言，長時間的浸泡清洗對生菜的質構品質影響更大。

綜上所述，超聲或者微酸性電解水對生菜品質不會有較大差異的影響。在各方法作用于生菜的過程中，所用時間越短，與原生菜品質越接近。

3結論

為更好地發揮超聲波、電解水的聯合作用，應盡可能降低超聲對微酸性電解水的影響，所以需要采用較低的超聲功率及溫度和較短的超聲時間。

在自來水清洗、超聲波、微酸性電解水以及超聲聯合微酸性電解水4種對生菜滅菌的處理方法中，超聲聯合微酸性電解水的處理方法對生菜的短時滅菌效果最好。在短時滅菌中，兩者聯合使用時起主導作用的為微酸性電解水，起輔助作用的為超聲波。超聲聯合微酸性電解水相較于其他滅菌方式而言更安全；滅菌能力更高效且能夠廣譜殺菌；操作簡便；使用時間更短；成本較低，能夠更好地普及于社會；對環境負荷小，符合可持續發展原則；同時兩者的聯合使用對生菜的品質不會有較大的影響。由此可見，超聲聯合微酸性電解水可以應用于許多領域，如食品領域中果蔬等食品的滅菌保鮮、餐具等器具的滅菌消毒，醫學領域中儀器的滅菌等。超聲聯合微酸性電解水的種種優勢使其在各領域中有很大的應用價值，應用前景廣闊。

安徽農業科學2017年

參考文獻

[1] 江玉龍，趙兵，杜新剛，等.超聲技術在新資源食品行業中的應用[J].農業工程，2012，2（5）：37-39.

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[3] 和勁松，祁凡雨，葉章穎，等.微酸性電解水儲藏和殺菌過程中有效氯衰減的動力學模型[J].農業工程學報，2013，29（15）：263-270.

[4] 梁永婭，余曉青，KURAHASHI M，等.微酸性電解水的研究與應用展望[J].科技創新導報，2012（34）：27-28.

[5] 李華貞，劉海杰，宋曙輝，等.微酸性電解水殺滅菠菜表面微生物的影響因素[J].食品科學，2011，32（17）：95-99.

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[7] 王燕，錢培芬，孫芳艷.微酸性電解水對物體表面擦拭消毒的效果評價[J].上海護理，2012，12（5）：5-7.

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