基于等離子活化水處理的生菜采后殺菌工藝研究

沈超怡，吳清燕，林夢樺，吳迪

（浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江杭州 310058）

生菜屬菊科萵苣屬一兩年生草本植物，又名葉用萵苣[1-2]。生菜營養(yǎng)價值高，具有助消化、解便秘的功效，含有纖維素、蛋白質(zhì)、糖類、維生素B1、維生素B2、維生素C，以及大量的鈣、鐵、磷等營養(yǎng)物質(zhì)[3－4]。生菜口感清爽，色澤鮮綠，深受消費者喜愛[5]。在貯藏過程中，由于生菜含水量高達(dá)94%以上，易失水枯萎[6]，容易受到病原微生物的侵染，導(dǎo)致腐爛，影響運輸和銷售[7]。

等離子體是物質(zhì)的第四狀態(tài)，按溫度高低可分為低溫等離子體和高溫等離子體[8]。非熱等離子體殺菌是近年來興起的新型殺菌保鮮方法，相比于傳統(tǒng)的氣調(diào)、臭氧等保鮮方式存在費用昂貴、營養(yǎng)易破壞等缺點，非熱等離子體殺菌技術(shù)具有簡便易行、低能低耗、殺菌效果好、無次生污染等優(yōu)勢[9]。等離子活化水（PAW）是非熱等離子體的一種，具有良好的殺菌效果，能保持果蔬的內(nèi)在和外在品質(zhì)[10]。

本試驗選擇新鮮生菜為原料，通過設(shè)計正交試驗，以生菜表面菌落總數(shù)為評價指標(biāo)，研究了PAW 殺菌保鮮技術(shù)中不同水量、電流、制備時間、處理時間等因素對菌落總數(shù)的影響，確定了PAW 殺菌技術(shù)的最佳參數(shù)，并評價了PAW 對生菜顏色的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮生菜，購于杭州某超市，挑選大小一致、無病蟲害的生菜若干，半小時內(nèi)運送至浙江大學(xué)紫金港校區(qū)實驗室；PCA 培養(yǎng)基，浙江格陵設(shè)備科技有限公司；氯化鈉，浙江同力信息科技有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CTE-2000KW 低溫等離子試驗電源和水處理反應(yīng)器，南京蘇曼等離子科技有限公司；色差儀，上海信聯(lián)創(chuàng)作電子有限公司；BSA2202S 電子天平，sartorius 公司；移液槍，德國eppendorf 公司；搖床，華立達(dá)公司。

1.3 方法

1.3.1 正交試驗設(shè)計

選擇水量、制備時間、處理時間、電流為因素，設(shè)置3個水平，評價指標(biāo)為生菜表面菌落總數(shù)，進(jìn)行L9(34)正交試驗，試驗設(shè)計見表1。

表1 正交試驗因素水平表Table 1 Factor and level table of orthogonal test

1.3.2 生菜處理

在室溫下，用低溫等離子試驗電源和水處理反應(yīng)器制備PAW，將生菜放入PAW 中清洗，用手輕輕攪拌，使其清洗均勻。將清洗好的生菜濾干水分備用。

1.3.3 CFU 計數(shù)法

將處理完畢的生菜切成方塊狀，取7±1 g 置于63 mL、質(zhì)量濃度為0.85%的氯化鈉溶液中，配成生菜與氯化鈉溶液的質(zhì)量比為1:10（g/mL），置于搖床上充分搖晃。取100 μL 原液，分別用無菌蒸餾水稀釋10、100、1 000倍，共3 個梯度。吸取各稀釋液100 μL，于無菌PCA 培養(yǎng)基上涂布均勻，等待培養(yǎng)基上無水滴后于37 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng)48 h 后進(jìn)行平板菌落計數(shù)。計算生菜表面菌落總數(shù)[11]。

1.3.4 色差測定

取處理完畢的生菜，每隔24 h 用色差儀對每組10顆生菜的表面顏色進(jìn)行測定，記錄a*、b*、L*值，相關(guān)計算公式見式（1）～（3）。

鑒定生菜的顏色差異[12]。每顆生菜取側(cè)面4 個讀數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 正交試驗結(jié)果分析

表2 正交試驗結(jié)果分析表Table 2 Result analysis table of orthogonal test

2.2 微生物分析

分布在生菜表面的微生物包括細(xì)菌類和真菌類，通常是對人體健康造成危害的主要原因，也是導(dǎo)致生菜腐敗變質(zhì)的主要因素。本試驗采用CFU 法對清水處理后（CK 組）和PAW 處理的生菜表面菌落總數(shù)進(jìn)行測定。結(jié)果顯示（見圖1），CK 組表面菌落總數(shù)是5.70 log CFU/g，處理組表面菌落總數(shù)是2.26 log CFU/g，說明PAW 有效地降低了生菜表面的菌落總數(shù)。

2.3 色差分析

顏色是生菜的一個重要的外在品質(zhì)指標(biāo)，色澤鮮綠的生菜更易受到消費者的青睞。對貯藏3 d 內(nèi)的生菜進(jìn)行色差測定，結(jié)果如圖2 和表3 所示。由圖表知，處理組與CK 組的顏色并無顯著性差異（P>0.05），各組在不同貯藏時間內(nèi)顏色也無顯著性差異（P>0.05），這說明PAW對生菜顏色沒有影響。

表3 生菜貯藏過程中色差變化Table 3 Color variation during storage of lettuce

3 結(jié)論

本研究通過改變水量、制備等離子水時間、處理生菜時間、電流，探究了PAW 殺菌工藝的最佳參數(shù)。試驗結(jié)果表明，PAW 處理可以有效降低生菜表面菌落總數(shù)，其中水量對PAW 殺菌效果影響最大，其次是電流，然后是制備時間，影響最小的是生菜處理時間。最佳參數(shù)是15 L 水量，1.5 h 制備時間，15 min 清洗生菜時間，6 A 電流，此參數(shù)條件下菌落總數(shù)只有2.26 log CFU/g，而清水處理后的生菜表面菌落總數(shù)達(dá)到了5.70 log CFU/g。PAW 殺滅生菜表面微生物的同時不會影響其貯藏過程中的顏色品質(zhì)。PAW 作為一種高效、綠色的新型物理綠色殺菌保鮮方法，具有較好的應(yīng)用前景。