清洗方式對空心菜采后保鮮效果的影響

楊沖，謝晶

1(上海海洋大學 食品學院，上海，201306)2(農業部冷庫及制冷設備質量監督檢驗測試中心(上海)，上海，201306)3(上海冷鏈裝備性能與節能評價專業技術服務平臺，上海，201306)4(上海海洋大學 食品科學與工程國家級實驗教學示范中心，上海，201306)

收稿時間：2018-04-19，改回時間：2018-05-11

空心菜(Ipomoeaequatica)又名藤藤菜、蕹菜、通心菜、無心菜等，旋花科、番薯屬，是一年或多年蔓性草本植物，生長季節為夏秋兩季，分布于亞熱帶地區[1]。空心菜含有大量維生素和微量元素，具有清熱、解毒、利尿，涼血的功效[2]。空心菜葉片較薄，葉片面積較大，含水量較高，采后流通、銷售過程中，品質極易下降(特別是在炎熱的夏季)。品質降低主要表現在葉片失水萎蔫，維生素、葉綠素等含量下降，菌落數量上升。通過控制采后空心菜貯藏條件可以維持其品質。

凈菜通常在貯藏之前需要通過清洗殺菌處理。由于次氯酸鈉廉價、殺菌高效，是我國目前允許使用的果蔬清洗主要殺菌劑，我國衛生部規定允許使用有效氯含量為100～200 mg/L的次氯酸鈉溶液作為蔬菜清洗劑[3-4]。有些國家允許使用含有效氯濃度為不超過200 mg/L的次氯酸溶液作為蔬菜洗滌劑，如西班牙等國還允許使用含100 mg/L次氯酸的清洗劑清洗蔬菜[5-7]。不過這種清洗方式會產生微量CHCl3等有害副產物殘留，一些國家包括德國、瑞士、荷蘭等已禁止使用次氯酸鈉溶液作為蔬菜清洗劑。因而近年來許多新的、更加安全的清洗方式如臭氧水、超聲波清洗等在果蔬清洗中得到了研究和應用。臭氧具有較強的殺菌特性和強氧化性，能快速殺滅果蔬中的有害病菌和氧化乙烯，從而延長蔬菜貨架期，美國食品藥品管理局(Food and Drug Administration，FDA)規定可以將臭氧水作為清洗殺菌劑用于食品清洗[8-9]。超聲波是一種非熱殺菌技術，在食品加工中用于滅活微生物，有助于提高微生物安全性并延長貨架期，具有安全環保的特點[10-11]。超聲波清洗已作為一種重要的清洗技術應用于水果和蔬菜采后清洗加工中。本研究采用感官評價、菌落總數、VC、水分遷移等指標比較新鮮空心菜經過不同清洗方式(自來水、次氯酸鈉溶液、臭氧水和超聲波清洗)，研究清洗后對其后期貯藏保鮮效果的影響，旨在尋找空心菜的適宜清洗殺菌工藝，為空心菜采后清洗工藝提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

空心菜：購于上海市臨港古棕櫚路菜市場，由農戶采后立即配送至實驗室，要求顏色新鮮、大小均勻，無病蟲害及明顯機械損傷。

抗壞血酸、NaCl、草酸、丙酮、CaCO3、石英砂、NaHCO3、2，6-二氯靛酚鹽(分析純)，國藥集團化學試劑有限公司；平板計數培養基(PCA)，青島海博生物技術有限公司。

1.2 儀器與設備

LHS-100CA型恒溫恒濕培養箱，上海一恒科學儀器有限公司；VS-1300L-U型超凈工作臺，蘇凈集團安泰有限公司；YXQ-LS-30SH型全自動壓力蒸汽滅菌器，上海博訊實業有限公司；H-2050R-1型高速冷凍離心機，長沙湘儀離心機有限公司；WFZ UV-2100型紫外可見分光光度計，上海龍尼柯儀器有限公司；SB-25-12DT型超聲波清洗機，寧波新芝生物科技股份有限公司；PQ 001型臺式脈沖核磁共振分析儀，上海紐邁電子科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 空心菜預處理

挑選無病蟲害、無機械損傷、無干枯萎蔫、翠綠新鮮、大小一致的空心菜，切去莖基部，保留15～20 cm的嫩莖。將處理后的空心菜隨機分為4組，每組2 000 g 左右。參考前人對雞毛菜、杭白菜等葉類蔬菜者洗保鮮的研究成果[12-13]，并根據預試驗的研究結果，確定空心菜的不同清洗方式的清洗工藝如下表1所示。將清洗后的樣品瀝干，然后將每組樣品用0.18 mm的PE包裝袋包裝，每組樣品分裝24袋，每袋重80 g，貯藏在(10±1)℃的恒溫恒濕箱中。測定空心菜Vc、葉綠素、水分含量、菌落總數等指標，每組進行3次平行試驗，取其平均值。

表1 不同處理方式Table 1 Different processing methods

1.3.2 感官質量評定

感官評定可參照文獻[14]的評定方法，略作修改。挑選5名經過培訓過的評定人員對空心菜的外觀、色澤、氣味等方面進行評定，采用數字化評分(1～9分)：9分為顏色光鮮，質地硬挺、平整；7分為顏色較鮮艷、質地略平整伸展；5分為顏色略微暗淡，小部分葉片發生黃化，輕微萎蔫、腐化，產生輕微異味；3分為大部分葉片發生黃化，大部分葉片萎蔫、腐化，有明顯異味產生；1分為葉片嚴重黃化、腐敗，腐味嚴重。

1.3.3 菌落總數測定

按GB4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢驗菌落總數測定》執行。

1.3.4 理化指標測試及方法

(1)水分變化測定：低場核磁共振T2譜測定：取大小一致的空心菜葉片切成方形(2.5 cm×3.5 cm)，然后放入直徑為70 mm的核磁檢測管中。測試條件：線圈溫度32 ℃，質子共振頻率24 MHz，使用CPMG序列，采樣頻率SW為200 Hz，模擬增益RG1為20，P1為18.00 μs，數字增益PRG1為3，TD為499 614，PRG1為3，重復采樣次數TW為2 500 ms，累加次數NS為16，P2為37 μs，回波時間TE為0.25，回波個數NECH為10 000。用上海紐邁科技有限公司提供的分析軟件進行迭代反演得到T2圖譜[15]。

T2圖譜中每個波峰代表一種成分，峰的橫坐標對應的是某種成分的弛豫時間，縱坐標對應的是弛豫信號強度，信號強度間接反應成分含量，峰面積越大表示某種成分含量越高。

(2)葉綠素含量測定：采用分光光度計測量[16]。

(3)VC含量測定：用2，6-二氯靛酚法[17]。

(4)丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量測定：采用硫代巴比妥酸法[16]。

1.3.5 數據分析

各項指標均使用Origin 8.5軟件進行處理及繪圖，使用SPSS 19.0軟件進行分析(P<0.05為顯著差異)。

2 結果與分析

2.1 對空心菜感官品質的影響

感官品質是直觀反映樣品品質變化的重要指標。由圖1可知，隨著空心菜貯藏時間的延長，各組樣品感官評分整體呈下降趨勢，自來水清洗組(對照組)感官品質下降顯著快于其他處理組。可見，適當的清洗處理可以較好地保持空心菜采后感官品質。對照組在第9天左右葉片開始失水萎蔫，并發生黃化、衰敗，感官評分低于5分，低于消費者可接受程度；次氯酸鈉溶液和超聲波處理組樣品在第10天的評分分別為5分、5.2分，感官品質較差，而臭氧水處理組在第12天感官評分為4.6分，感官評分才低于5分。可見次氯酸鈉溶液、臭氧水、超聲波清洗處理有利于保持樣品貯藏過程中的感官品質，利于保鮮，其中臭氧水清洗的樣品貯藏保鮮效果最佳。

圖1 清洗方式對空心菜感官品質的影響Fig.1 Effect of different cleaning methods on sensory quality of Ipomoea aquatica

2.2 對空心菜菌落總數變化的影響

菌落總數是衡量果蔬安全性的重要指標，直接決定果蔬的可食用性，根據張立奎等[18]的研究結果，菌落總數低于6 lg CFU/g，葉菜組織不會發生腐敗。由圖2可知，不同的清洗處理組樣品菌落總數均呈現上升趨勢。

圖2 清洗方式對空心菜菌落總數的影響Fig.2 Effect of different cleaning methods on total viable count of Ipomoea aquatica

第0天，對照組、次氯酸鈉溶液處理組、臭氧水處理組、超聲波處理組樣品的菌落總數分別為5.1lg CFU/g、4.37lg CFU/g、4.12lg CFU/g、4.6lg CFU/g，可見開始貯藏時對照組菌落總數就明顯高于其他組(P<0.05)。

貯藏第6天時，對照組菌落總數就達到6.17 lg CFU/g；次氯酸鈉溶液處理組樣品在貯藏第8天時菌落總數為6.14lg CFU/g；臭氧水、超聲波處理組樣品貯藏至第9天時菌落總數才開始超過6lg CFU/g。可見次氯酸鈉溶液、臭氧水、超聲波清洗殺菌處理可有效殺滅樣品中的菌落，保持樣品貯藏過程中微生物安全性，其中臭氧水、超聲波處理組殺菌效果最明顯，貯藏保鮮效果最佳。臭氧水較強的殺菌能力可能是因為臭氧與水反應生成活性氧化劑·OH， 對細菌具有較強的殺滅效果[19]。而超聲波的殺菌機理是因為超聲波在液體介質中傳播時會產生氣蝕作用，包括氣泡的形成、變大以及潰滅，氣蝕作用會產生局部的化學能和機械能，即氣泡中蒸汽分解產生自由基并同時產生局部的高溫、高壓，所產生的化學能、機械能會造成微生物的失活[20]。

2.3 對空心菜葉片水分變化的影響

水分是蔬菜的重要成分，其含量及分布狀態與蔬菜的品質密切相關，由圖3可知，空心菜葉片中的水分主要以3種狀態存在：通常將弛豫時間最長的定義為自由水，即T23(20～1 000 ms)，弛豫時間較長的定義為不易流動水，即T22(2～20 ms)，弛豫時間最短的定義為結合水，即T21(0～2 ms)[21-22]。

A-自來水處理組;B-次氯酸鈉溶液處理組；C-臭氧水處理組；D-超聲波處理組圖3 貯藏溫度下空心菜T2圖譜Fig.3 Effect of different cleaning methods on T2 relaxation spectra of Ipomoea aquatic

測定空心菜在10 ℃，經過不同清洗處理后的貯藏前、中、后3個貯藏階段水分變化的T2圖譜，可得到空心菜通過不同清洗處理后在貯藏期間，從新鮮狀態到半新鮮狀態、腐敗狀態時對應的水分遷移情況。由圖3可知，通過信號強度及峰面積的變化可知貯藏過程中結合水和不易流動水含量變化緩慢，自由水含量下降明顯。4組樣品在貯藏前期(0～6 d)結合水含量不斷下降，不易流動水含量增加，貯藏后期(6～12 d)不易流動水含量不斷下降。在整個貯藏過程中對照組自由水含量下降明顯，其次為次氯酸鈉、超聲波處理組，變化最緩慢的為臭氧水處理組。這說明適當的清洗措施有利于延緩樣品在貯藏過程中水分的遷移速度，保持樣品的含水量，其中臭氧水清洗對樣品水分的維持效果最佳。適宜的清洗殺菌處理延緩樣品中水分遷移可能是因為樣品經殺菌處理后，可以降低細菌對樣品組織的破壞，從而降低因組織損傷而造成的水分損失。此外，清洗劑可以抑制組織的衰老代謝，比如臭氧可以降低乙烯的含量，通過降低樣品組織衰老代謝抑制水分含量的降低[8]。

2.4 對空心菜葉綠素含量的影響

葉綠素的含量可作為衡量綠色葉菜色澤品質的重要指標，葉綠素降解是葉片衰老初期最明顯的特征，采后貯藏過程中，葉綠素的降解，導致空心菜商品性的下降。由圖4可知，在貯藏期間，各組樣品中葉綠素含量呈整體下降趨勢，其中第2天后，對照組葉綠素下降速率高于同期其他組別。貯藏第14天時，對照組葉綠素含量為0.82 mg/g，次氯酸鈉溶液、臭氧水、超聲波處理組葉綠素含量分別為0.86、0.93、0.90 mg/g， 相較對照組，葉綠素保存率分別提高了4.9%、9.7%、13.4%。可見適宜的清洗措施有利于維持樣品葉綠素含量，有利于空心菜的保鮮，其中臭氧水處理對空心菜葉綠素含量維持效果最佳，其次為超聲波處理組、次氯酸鈉溶液處理組。有研究指出，葉綠素主要的一個降解途徑是酶促降解，另外乙烯等催熟成分對葉綠素的降解也有促進作用，而臭氧既可以鈍化葉綠素降解酶，又可以氧化乙烯，從而抑制了葉綠素分解[23-24]。

圖4 清洗殺菌方式對空心菜葉綠素含量的影響Fig.4 Effect of different cleaning methods on chlorophyll content of Ipomoea aquatica

2.5 對空心菜Vc含量的影響

Vc即抗壞血酸，其含量多少是衡量蔬菜營養品質的一個重要指標，也是反映果蔬抗衰老、抗逆境能力的一個指標[25]。由圖5可知，各組樣品在貯藏過程中Vc含量均不斷下降，臭氧水處理組Vc含量下降最緩慢，其次為次氯酸鈉溶液、超聲波處理組。

圖5 清洗殺菌方式對空心菜Vc含量的影響Fig.5 Effect of different cleaning methods on Vc content of Ipomoea aquatica

貯藏第10天，對照組Vc含量為0.024 4 mg/g，臭氧水處理組Vc含量為0.097 mg/g，較對照組提高了3倍，次氯酸鈉溶液處理組、超聲波處理組Vc含量分別為0.053 mg/g、0.054 mg/g，較對照組提高了1倍左右，可見各處理組Vc含量顯著高于對照組的(P<0.05)，尤其是臭氧水處理組。這說明次氯酸鈉溶液、臭氧水、超聲波清洗可以有效維持樣品中Vc含量，其中臭氧水處理效果最好。貯藏12 d后，各組別Vc含量均較低。次氯酸鈉溶液、臭氧水、超聲波清洗處理對Vc含量降低有延遲作用，可能是這3種清洗處理殺滅了樣品中的細菌，延緩了樣品組織受微生物破壞的速度，降低了機體抗逆作用的強度，從而使抗壞血酸的消耗有所降低。有研究指出，適宜的臭氧處理可以誘導植物產生抗氧化反應，這在一定程度上促進了Vc的合成，從而延緩貯藏過程中Vc含量下降的速度[26-27]。

2.6 對空心菜丙二醛含量的影響

丙二醛是植物氧化衰敗產生的一種中間產物，會使氨基酸變質后聚合成希夫(Shiff)堿，從而破壞植物細胞膜結構，丙二醛含量反映了脂膜過氧化程度，MDA含量是衡量果蔬品質的重要指標[28-29]。由圖6可知，在貯藏期間，各處理組MDA含量均呈上升趨勢。

圖6 清洗殺菌方式對空心菜MDA含量的影響Fig.6 Effect of different cleaning methods on MDA content of Ipomoea aquatica

從第4天開始，臭氧水處理組及超聲波處理組MDA含量顯著低于對照組(P<0.05)，而從第6天開始，次氯酸鈉溶液處理組MDA含量略低于對照組。貯藏第14天時，對照組MDA含量為1.89 nmol/g，次氯酸鈉溶液處理組、臭氧水處理組、超聲波處理組MDA含量分別為1.78、1.57、1.61 nmol/g，后2個處理組的MDA含量顯著低于對照組(P<0.05)。表明次氯酸鈉溶液、臭氧水處理組、超聲波處理能夠抑制空心菜樣品細胞膜脂氧化作用，其中臭氧水清洗、超聲波清洗的抑制效果更佳，特別是臭氧水清洗效果最佳。有研究表明[30]，臭氧可以抑制鮮切蘋果中MDA含量的積累，可以增強機體抗氧化能力，這與本實驗的研究結果一致。另有研究指出[31]，植物在病害及衰老時，細胞中產生超氧陰離子自由基和羥基自由基，能誘導膜脂中不飽和脂肪酸過氧化作用產生脂質自由基，促進脂膜的過氧化作用。本研究臭氧水處理組MDA含量較低，可能是因為一方面殺滅了致病菌，另一方面降低了乙烯等催熟成分的含量，使組織病害程度及衰老代謝速度均降低，從而延緩樣品脂膜過氧化反應。

3 結論

本研究表明一定濃度的次氯酸鈉溶液、臭氧水、超聲波清洗處理有利于空心菜的貯藏保鮮。其中用有效氯為100 mg/L的次氯酸鈉溶液，活性氧濃度為1.8 mg/L的臭氧水以及清洗頻率40 kHz、功率0.36 W/cm2超聲波分別清洗處理(清洗時間為5 min)空心菜，對空心菜貯藏(10±1) ℃期間品質的保存均具有較好的效果。且在這3種清洗工藝中，活氧濃度為1.8 mg/L的臭氧水清洗保鮮效果最好，不僅具有顯著的殺菌效果，較對照組相比，菌落總數開始超過6lg CFU/g (樣品開始發生腐敗)的時間延遲了3 d，延緩空心菜感官品質的下降，感官的可接受度較對照組延長了3 d，還能延緩空心菜貯藏期間水分遷移速率，有效維持葉綠素、Vc含量，對抑制MDA含量的積累，保持細胞膜完整性也具有顯著效果。超聲波清洗殺菌效果也較顯著，但是對其他理化品質、營養指標的保持效果不如臭氧水處理組，故推薦臭氧水清洗作為空心菜的清洗處理工藝。