電生功能水對果蔬的保鮮作用分析

◎ 高羽歌

（西南大學，重慶 400715）

水果和蔬菜含有多種對人體健康有益的生物活性物質，如維生素、多酚、有機酸和膳食纖維，已經成為人們日常生活中不可缺少的一部分。然而，大多數新鮮果蔬不耐儲藏，在采后的運輸、儲存和銷售階段迅速腐爛變質。此外，果蔬采后往往攜帶病原微生物，大大增加了食源性疾病的發生概率。果蔬采收后仍進行呼吸作用，產生的內源乙烯向外釋放，促使果實的成熟與衰老，果實衰老時會引起自由基含量急劇升高，產生過氧化作用使果皮中多酚氧化酶和過氧化物酶活性增強，加速了果皮的酶促褐變，影響果實品質，使色澤、口感發生變化。因此，對果蔬進行保鮮處理是在長時間運輸過程中確保品質的重要措施。傳統的保鮮方法有低溫保鮮、低溫自發氣調貯藏保鮮、化學藥物處理保鮮等方法，但存在易發生凍害、藥物殘留等問題，不利于市場銷售。有研究報道，電生功能水具有一定的保鮮作用，能夠有效降低乙烯的釋放，減緩果實衰老，還具有極強的殺滅病菌和微生物的作用，對環境危害小、使用安全、無殘留，目前被廣泛用于農產品的保鮮和作物病蟲害防治中。因此，研究分析電生功能水在果蔬保鮮上的應用，具有較大的經濟效益，是對電生功能水保鮮功能的進一步突破，可以進一步滿足市場需求，是未來保鮮技術的發展方向。

1 電生功能水概況

電生功能水（Electrolyzed functional water，EFW）又稱電解水或離子水，是將水在一種特殊裝置中經電場處理后，使水的pH值、氧化還原電位（ORP值）、有效氯濃度（ACC）等指標發生改變而產生的具有特殊功能的酸性離子水和堿性離子水的總稱。按照電解程度的不同大致可分為強酸性電生功能水、弱酸性電生功能水、強堿性電生功能水及弱堿性電生功能水等。其中強酸性離子水具有很強的殺菌效力，且適用范圍廣，對于各類微生物均具有非常強的殺滅作用。電生功能水無毒無害，環保效應高，對于各類微生物具有強殺滅效用，在食品行業應用廣泛，尤其在保鮮作用方面，電生功能水被廣泛運用于果蔬的保鮮處理中[1]。

2 電生功能水的保鮮原理

2.1 殺菌功能

電生功能水的高氧化還原電位可以改變細胞內電流以致造成代謝通量和ATP的變化，電生功能水低pH值可以使細菌細胞外膜變得敏感，有助于次氯酸進入細菌細胞并經過抑制葡萄糖氧化從而殺死微生物。電生功能水中氯離子干擾蛋白質的合成，造成DNA損傷和染色體變異破壞關鍵酶從而導致代謝失衡[2]。研究表明，電解氧化水對多種微生物都具有抗菌能力，包括綠膿桿菌、金黃色葡萄球菌、大腸桿菌、沙門氏菌、蠟樣芽孢桿菌、李斯特菌和副溶血性弧菌等[3]。

2.2 延緩衰老

由于新鮮果蔬仍然保持著一系列的生理代謝過程，因此在采后的運輸、儲存和銷售過程中會自然快速老化。隨著代謝的進行，細胞內大量底物被降解，導致其物理、生化和風味屬性等品質的惡化[4]。因此，延緩衰老和保持采后食品的質量是可持續糧食系統的關鍵。研究表明，與對照組相比，電生功能水處理的甜櫻桃的呼吸速率降低，然而高濃度的處理會對果實結構造成損害，并增加呼吸速率[5]。因此，電生功能水對采后貯藏果實呼吸速率的抑制作用可能與抑制微生物活性有關。

2.3 抑制褐變

鮮果蔬在采后處理、加工和銷售過程中經常發生褐變現象，褐變會使鮮食材失去營養和良好的外觀，直接影響消費者對鮮食材的接受程度，褐變導致果蔬細胞結構破壞，酶的活性受到抑制。褐變是與鮮切水果和蔬菜保質期縮短有關的一個主要問題，常使果實顏色變成褐色，主要是由多酚氧化酶引起的。多酚氧化酶在催化酚類物質轉化為無色奎寧并聚合成黑色化合物的過程中起著至關重要的作用。研究表明，酶促褐變引起的采后熱帶水果損失高達50%[6]。電生功能水處理可降低多酚氧化酶活性，抑制樣品褐變，使果實保持原有的色澤。有研究表明，用5～25 mg·L-1不同濃度的電生功能水處理蘑菇，可以延遲蘑菇的褐變[7]。

2.4 減緩凍害

低溫貯藏由于降低了果蔬的代謝率，可以大大延長采后的貯藏時間。但低溫貯藏多用于熱帶和亞熱帶水果，容易引起冷害。根據水果種類的不同，凍害癥狀的具體表現也不同。常見癥狀包括內部褐變、表面點蝕和紙漿絮凝，伴有細胞膜完整性破壞。因此，低溫會直接損害水果的風味、質地和外觀，降低消費者對水果的接受度[8]。有研究表明，電生功能水控制細胞膜通透性和雙醛含量，電生功能水處理能增強采后果實抗氧化系統[9]。因此，電生功能水對采后果實凍害的改善與活性氧代謝的調節有關。

3 電生功能水在果蔬保鮮中的應用

3.1 電生功能水清除農藥殘留作用

食物中殘留的農藥可能對人體有潛在危害，并可能導致嚴重的健康問題。在人們接觸農藥的途徑中，直接食用新鮮水果和蔬菜產品是最主要的途徑。采后食品在食用前通常要進行清洗，但由于大多數農藥是疏水性的，清水清洗不能有效減少農藥殘留。目前，電生功能水已被用于去除新鮮食品中的農藥殘留。早期的研究表明，在水果和蔬菜樣品中含有甲胺磷或樂果殘留。電生功能水處理能使農藥含量降低90%以上，有研究表明，電生功能水處理10 min后，菠菜中的農藥殘留量顯著降低了50%[10]。

3.2 電生功能水保證果蔬品質

外觀、風味、質地以及營養價值等感官屬性是決定新鮮水果和蔬菜品質的基本元素。新鮮水果和蔬菜作為代謝活性產物，在采后期間仍可經歷物質代謝等一系列生理過程，如果在采收后不及時進行處理，很容易造成品質降低。電生功能水能在一定程度上減少微生物的繁殖和生長。朱旭冉等[2]研究表明，電生功能水清洗過程對西蘭花的維生素C、可溶性總糖，甘藍的可溶性蛋白、可溶性總糖以及彩椒的維生素C、可溶性蛋白、可溶性總糖影響較小。張玉雷等[6]研究表明，在貯藏期內，酸性電生功能水處理能有效抑制菜豆表面微生物數量的增長，降低失重率，使菜豆的硬度、抗壞血酸、葉綠素含量維持在較高的水平，減少果實營養物質的消耗和色素的降解，降低銹斑指數，提高商品率。

3.3 電生功能水提高收獲后果蔬物理特性

果蔬質地的變化可以用來評估水果的新鮮度和品質。電生功能水能夠在運輸過程中保持果實的硬度，防止由于形態的損傷導致的腐爛。研究認為，甜櫻桃在4 ℃的貯藏條件下，貯藏前10 d硬度顯著下降，而通過電生功能水處理后硬度下降不明顯[11]。CHEN等[12]人用電生功能水洗滌藍莓，結果表明，在4 ℃保存15 d后，藍莓的硬度顯著高于未處理的藍莓。研究發現電生功能水處理延遲水果軟化的原因是它使聚半乳糖醛酸酶失活。研究發現，生菜、西蘭花、草莓和椰棗在電生功能水處理前后，顏色參數發生明顯的變化[13]。

4 結語

近年來，隨著農產品商業化的范圍不斷擴大，我國農產品進出口總額持續增長。有關研究已證明電生功能水可應用于有機產品，作為一種綠色、可持續的清潔和消毒解決方案。許多研究評價了電生功能水用于果蔬采后處理對延長果蔬貨架期的效果。然而，目前的研究主要集中在其消毒特性上，對果蔬保鮮作用的研究較少。盡管電解功能水存在許多問題，但安全、高效的保鮮作用仍然十分矚目，在有機食品的保鮮方面有著絕對的優勢，隨著研究的不斷深入，設備的改進和技術的提高，電生功能水必將走進人們的日常生活，在食品工業尤其是有機食品工業上的應用前景將十分廣闊。