微酸性電解水對藍莓保鮮效果的影響

黃麗萍 靳學遠 李 勇 薛 靜

藍莓(Blueberry)學名越橘(Vacciniumssp．)，屬杜鵑花科(Ericaseae)越橘屬(Vaccinium)植物，富含微量元素、花青素和維生素等功能和營養成分[1]。藍莓果實皮薄汁多，采摘后容易失水軟化，且容易受病原菌侵染而腐爛變質[2]。

程欣等[3]發現茉莉酸甲酯復合涂膜可使藍莓失重率和腐爛指數明顯降低，糖、酸和花青素含量變化減緩，果實可保持較高的硬度和彈性；孫貴寶[4]研究發現，高壓靜電場下的藍莓果的貯藏保鮮度明顯提高，呼吸量減小，新鮮物重的減少明顯受到抑制； 張紅等[5]采用紫外線照射結合保鮮膜挽口包裝對藍莓進行保鮮處理，可降低藍莓腐爛率，延緩其可溶性固形物、花青素含量和微生物水平的下降，增加過氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)活性；于剛等[6]研究發現，藍莓采摘后進行適當時長的UV-C處理，對控制病變、延長貯藏期、保障品質具有良好的效果。果蔬的腐爛與其表面的微生物數量密切相關。酸性電解水(slightly acidic electrolyzed water, SAEW)是將電解質溶液經電解后，得到具有氧化能力的水[7-8]，具有低pH、高氧化還原電位的特性，且含有一定量的有效氯，可發揮氧化作用而殺滅細菌，具有安全、無殘留、對環境無污染、價格低廉等優點，已被應用于果蔬的保鮮中[9-11]。研究擬以藍莓果實為原料，優化SAEW對藍莓表面殺菌的工藝條件，并對貯藏期間藍莓的壞果率、硬度、呼吸強度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青素含量和丙二醛(MDA)含量等相關參數進行分析，以探究其對藍莓的保鮮效果，為藍莓的保鮮提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

藍莓：選取成熟度一致、大小均一、無機械損傷和病蟲害的新鮮藍莓，市售；

氯化鈉、無水乙醇等：分析純，河南省華豐化學試劑有限公司；

酸性氧化電位水生成器：HRW-1500型，火人京創(北京)醫療器材有限公司；

質構儀：TMS-Pro型，美國FTC公司；

紫外可見分光光度計：T6 型，北京普析通用儀器有限責任公司；

氣相色譜儀：SP-9890型，山東金普分析儀器有限公司。

1.2 試驗方法

1.2.1 藍莓SAEW處理及貯藏 將藍莓浸泡于SAEW中，取出晾干后用聚乙烯薄膜袋包裝，于(25±1) ℃恒溫箱中貯藏，每7 d 取樣測定藍莓的壞果率、硬度、呼吸強度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青素含量、MDA含量，以蒸餾水浸泡樣品為對照。

1.2.2 藍莓SAEW處理單因素試驗 以浸泡菌液后的藍莓為試驗材料，于不同處理溫度(5，10，15，20，25 ℃)下，將藍莓分別置于不同有效氯質量濃度(60，80，100，120，140 mg/L)的SAEW中分別浸泡5，10，15，20，25 min，測定SAEW對藍莓表面微生物的殺菌率；固定各因素水平為有效氯質量濃度120 mg/L、處理溫度20 ℃、浸泡時間20 min。

1.2.3 藍莓SAEW處理工藝優化 在單因素試驗基礎上，以有效氯質量濃度、處理溫度和浸泡時間為因素，采用L9(3)3正交試驗對SAEW處理工藝進行優化。

1.2.4 殺菌率測定 藍莓經表面噴涂75%酒精消毒后用無菌水去除酒精；制備金黃色葡萄球菌和大腸桿菌的混合菌懸液，將藍莓浸泡于菌懸液中，得到菌落總數為4～5 lg(CFU/g)的樣品；采用SAEW處理，測定處理后的菌落總數，并按式(1)計算殺菌率。

(1)

式中：

S——殺菌率，%；

C1——殺菌前菌落總數，lg(CFU/g)；

C2——殺菌后菌落總數，lg(CFU/g)。

1.2.5 壞果率測定 按式(2)計算壞果率。

(2)

式中：

R——壞果率，%；

m1——殺菌前貯藏果數，lg(CFU/g)；

m2——貯藏后壞果數，lg(CFU/g)。

1.2.6 呼吸強度測定 采用氣相色譜法(GC)，將藍莓果實置于密封容器中，于常溫條件下密閉1 h 后，抽取1 mL氣體，采用GC測定CO2產生量。呼吸強度表示為單位質量、單位時間產生的CO2體積[12]。

1.2.7 理化指標測定

(1) 果實硬度：采用質構儀測定。

(2) 總可溶性固形物(TSS)含量：采用手持糖度儀測定。

(3) 花青素含量：采用比色法[13]。

(4) 丙二醛(MDA)含量：采用硫代巴比妥酸法[14]。

(5) 可滴定酸含量：根據GB/T 12456—2008。

1.2.8 數據處理 每組數據測定3次，以N±SD表示。采用Excel 2007軟件繪圖，SPSS 18.0軟件進行顯著性分析，P<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 SAEW處理單因素試驗

由圖1可知，隨著酸性電解水有效氯質量濃度的增加，殺菌率增加，但達到120 mg/L后，殺菌率增加不顯著，可能是酸性電解水殺菌主要是由于其中有效氯生成次氯酸，形成殺菌作用[15]。有效氯濃度越大，次氯酸生成量大，但達到一定濃度后，耐受力弱的細菌基本被殺滅，其余耐受力強的芽孢菌等很難被繼續殺滅。隨著處理溫度的升高，殺菌率增加，但達到20 ℃后，殺菌率增加不顯著，是由于處理溫度升高，有利于氯離子向細胞內的滲透，達到20 ℃后，滲透已經可以迅速完成。隨著浸泡時間的延長，殺菌率增加，但達到20 min后，殺菌率增加不顯著，是由于浸泡20 min后，滲透已達到平衡。綜上，選用有效氯質量濃度120 mg/L、處理溫度20 ℃、浸泡時間20 min為適宜的殺菌條件。

2.2 SAEW處理工藝優化

在單因素基礎上，選擇有效氯質量濃度、處理溫度和浸泡時間為影響因素，以殺菌率為指標進行正交試驗，各因素水平見表1，正交試驗設計及結果見表2。

由表2可知，各因素對SAEW殺菌處理影響大小為處理溫度>有效氯質量濃度>浸泡時間。最佳殺菌條件為 A2B2C2，即有效氯質量濃度120 mg/L、處理溫度20 ℃、浸泡時間20 min。

由表3可知，處理溫度和有效氯質量濃度對SAEW殺菌處理影響顯著，浸泡時間對SAEW殺菌處理影響不顯著，采用SAEW殺菌最佳條件進行重復3次處理，平均殺菌率為92.6%。

2.3 SAEW處理對藍莓貯藏品質特性的影響

2.3.1 壞果率 由圖2可知，隨著貯藏時間的延長，SAEW處理組和對照組處理的藍莓果實壞果率均呈上升趨勢，但經SAEW處理的藍莓壞果率的增加幅度小于對照組。貯藏第35天，SAEW處理組的壞果率是對照組的34.1%，差異顯著(P<0.05)。SAEW處理使用的酸性電解水pH低、氧化還原電位高，并且含有一定量的有效氯，可發揮氧化作用而殺滅細菌，防止果實腐敗。

圖1 SAEW處理對殺菌率的影響Figure 1 Effects of the SAEW treatment on the sterilization rate

表1 因素水平表Table 1 Factor and level table

表2 正交試驗設計及結果Table 2 Results of orthogonal test design

表3 方差分析Table 3 Analyses of variance

圖2 貯藏過程中藍莓壞果率的變化Figure 2 Changes of bad fruit rate of blueberries during storage

2.3.2 硬度 由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，SAEW處理組和對照組的硬度均呈下降趨勢，但經SAEW處理的藍莓硬度變化幅度小于對照組。貯藏第35天，SAEW處理組的硬度是對照組的1.42倍，差異顯著(P<0.05)。果實硬度降低是由于果實內部的果膠酶將果實細胞之間的果膠分解，而SAEW處理可以抑制酶活性，減緩果膠的分解，保持果實的硬度。

圖3 貯藏過程中藍莓硬度的變化Figure 3 Changes of hardness of blueberries during storage

2.3.3 呼吸強度 由圖4可知，貯藏0～7 d，隨著貯藏時間的延長，藍莓果實的呼吸強度增加，但再延長貯藏時間，呼吸強度反而下降。經SAEW處理的藍莓呼吸強度變化幅度小于對照組。貯藏第35天，SAEW處理組的呼吸強度是對照組的56.7%，差異顯著(P<0.05)。藍莓在貯藏過程中仍具有生理代謝能力，但SAEW處理可改變細胞內的環境和細胞膜的通透性，影響其呼吸作用。

圖4 貯藏過程中藍莓呼吸強度的變化Figure 4 Changes of respiration strength of blueberries during storage

2.3.4 可滴定酸含量 由圖5可知，貯藏0～14 d，SAEW處理組和對照組處理的藍莓果實可滴定酸含量下降，但繼續延長貯藏時間，可滴定酸含量開始增加。經SAEW處理的藍莓可滴定酸含量下降幅度小于對照組，貯藏第35天，SAEW處理組的可滴定酸含量是對照組的1.17倍。藍莓貯藏過程中，呼吸作用會消耗藍莓果實中的總酸。

圖5 貯藏過程中藍莓可滴定酸含量的變化Figure 5 Changes of titratable acid content in blueberries during storage

2.3.5 可溶性固形物含量 由圖6可知，貯藏0～7 d，藍莓果實的TSS含量增加，但繼續延長貯藏時間，TSS含量開始下降。經SAEW處理的藍莓TSS含量變化幅度小于對照組，貯藏第35天，SAEW處理組的TSS含量是對照組的1.29倍，差異顯著(P<0.05)。藍莓貯藏過程中，由于仍有呼吸作用會將其他成分轉化為TSS，貯藏7 d后，呼吸作用轉為消耗藍莓果實內在儲存物質，使TSS含量下降。

2.3.6 花青素含量 由圖7可知，貯藏0～14 d，SAEW處理組和對照組處理的藍莓果實花青素含量增加，但繼續延長貯藏時間，花青素含量開始下降。經SAEW處理的藍莓花青素含量變化幅度小于對照組，貯藏第35天，SAEW處理組的花青素含量是對照組的1.23倍，差異顯著(P<0.05)。藍莓貯藏過程中，由于發生呼吸作用，會將其他成分轉化為花青素，貯藏14 d后，呼吸作用轉為消耗藍莓果實內在儲存物質，使花青素含量下降。

圖6 貯藏過程中藍莓TSS含量的變化Figure 6 Changes of TSS in blueberries during storage

圖7 SAEW處理的藍莓在貯藏過程中花青素含量的變化Figure 7 Changes of anthocyanin content in blueberries treated with SAEW during storage

2.3.7 MDA含量 由圖8可知，隨著貯藏時間的延長，SAEW處理組和對照組處理的MDA含量增加。經SAEW處理的藍莓MDA含量增加幅度小于對照組，貯藏第35天，SAEW處理組MDA含量是對照組的54.8%，差異顯著(P<0.05)。MDA含量是果實貯藏過程中膜脂的過氧化程度指標。貯藏過程中，藍莓果實會通過酶系統與非酶系統產生氧自由基攻擊生物膜，導致膜脂的過氧化，SAEW處理能有效抑制藍莓的采后呼吸作用，減緩氧化現象的發生。

圖8 貯藏過程中藍莓MDA的變化Figure 8 Changes of MDA in blueberries during storage

3 結論

研究發現，微酸性電解水處理藍莓的最佳殺菌條件為有效氯質量濃度120 mg/L、處理溫度20 ℃、浸泡時間20 min，該條件下殺菌率為92.6%。微酸性電解水處理能有效抑制藍莓呼吸作用，殺滅果實表面微生物，延緩其貯藏過程中果實硬度、可溶性固形物含量和花青素含量等成分下降，減少丙二醛生成，防止藍莓爛果及品質指標下降。微酸性電解水對果蔬具有較好的殺菌效果，同時，克服了傳統的化學殺菌方法對環境的不友好，且制備方便，成本低廉；在殺菌的同時，還可改善果蔬的貯藏品質，在果蔬保鮮領域具有很大開發價值。后續可進一步加強微酸性電解水對果蔬殺菌及品質影響機理的研究，進一步提高其對果蔬的殺菌和保鮮效果。