微酸性电解水对蓝莓保鲜效果的影响

“海南科技职业大学”拟以蓝莓果实为原料,研究优化SAEW对蓝莓表面杀菌的工艺条件,并对贮藏期间蓝莓的坏果率、硬度、呼吸强度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青素含量和丙二醛(MDA)含量等相关参数进行分析,以探究其对蓝莓的保鲜效果,为蓝莓的保鲜提供依据.质构仪:TMS-Pro型,美国FTC公司质构仪检测结果：由图３可知,随着贮藏时间的延长,SAEW处理组和对照组的硬度均呈下降趋势,但经SAEW处理的蓝莓硬度变化幅度小于对照组.贮藏第３５天,SAEW处理组的硬度是对照组的１．４２倍,差异显著(P＜０．０５).果实硬度降低是由于果实内部的果胶酶将果实细胞之间的果胶分解,而SAEW处理可以抑制酶活性,减缓果胶的分解,保持果实的硬度.研究发现,微酸性电解水处理蓝莓的最佳杀菌条件为有效氯质量浓度１２０mg/L、处理温度２０℃、浸泡时间２０min,该条件下杀菌率为９２．６％.微酸性电解水处理能有效抑制蓝莓呼吸作用,杀灭果实表面微生物,延缓其贮藏过程中果实硬度、可溶性固形物含量和花青素含量等成分下降,减少丙二醛生成,防止蓝莓烂果及品质指标下降.微酸性电解水对果蔬具有较好的杀菌效果,同时,克服了传统的化学杀菌方法对环境的不友好,且制备方便,成本低廉;且制备方便,成本低廉; 在杀菌的同时,还可改善果蔬的贮藏品质,在果蔬保鲜领域具有很大开发价值.后续可进一步加强微酸性电解水对果蔬杀菌及品质影响机理的研究,进一步提高其对果蔬的杀菌和保鲜效果.FOOD 8. MACHINERY第38卷第10期总第252期|2022年10月|食品与机械 黄丽萍等：微酸性电解水对蓝莓保鲜效果的影响F&M| Vol，38， No，10 DOI ：10.13652/j .spjx.1003.5788.2022.90208 [文章编号 ]1003-5788(2022)10-0134-05 微酸性电解水对蓝莓保鲜效果的影响 Effects of slightly acidic electrolytic water on blueberry sterilization process and storage qual i ty 黄丽萍 靳学远 李 勇 薛 静2 HUANG LI -pi ng JIN Xue -yua n 2 LI Y o n g XUE Jing (1.海南科技职业大学临 床 医药学院，海南海口 571126： 2.郑 州 轻工业大学食品与生物工程学院 ，河南郑州 450002) (1. C ol leg e of C l in i cal M e dici n e ， H ain an V ocational U n i versit y o f S cie n ce and Tec hn olog y， Ha iko u， Ha ina n 571126， C hina ； 2. C ollege of F o o d a n d Bioengin e erin g ， Z h e n gzho u University of Li g ht I ndu str y ， Z h en g z h o u， He nan 450002， Ch ina) 摘要 ：目的：提高蓝莓保鲜品质 。方法：以微酸性电解水 有效氯质量浓度、处理温度和浸泡时间为影响因素 ，以蓝 莓表面微生物杀 菌率 为响应值 ，采用正交试验优化工艺 条件，将最优条件处理 的 蓝莓和以无菌水处理的蓝莓(对 照组)于(25±1)℃贮藏 ，每7d取样测定蓝莓的坏果率、硬度、呼吸强度、可溶性固形物含量 、可 滴定酸含量 、花青 素含量及丙二醛(MD A )含量 。结果 ：最佳杀菌条件为有 效氯质量浓度120 m g/L 、处理温度20℃和浸泡时 间 20 mi n ，该 条 件下杀菌率为92.6%。结论：S AE W 处理对 蓝莓果实具有较好的保鲜效果。 关键词：微酸 性 电 解水；蓝莓 ；保鲜 ；贮藏品质 Abstract： Objective ： T o i mprove t h e p r ese r va t io n q uali t y of b lue -be rr y. Methods： B ased on t he i n f luen ci n g factor s of th e effective chlorine co n cent r at i on ， tr e atment tempe r a t u r e and soaking t ime of t he S A EW ， a a n n d d t t h h e e r r e e s sponse value o f the microb i al ste r i l izatio n rate on the surface o f bl ueberries ， th e ort h og o nal te s t was used to o pt i mize the p rocess cond i tions. At th e same t i me，th e o p t i m a lly treate d bl ueberries a n d ster i le wate r -treated bl u e -berries (control group) were stored at (25±1)℃， and t h e b a d f rui t rate， hard n e s s， res p iration st r e n gth ， solub l e solids content ，ti t rata bl e acid content ， anthocyanin conte n t. an d malondialdehyde (MDA) content of blue b e r r i es we r e mea s ure d every 7 days. Results ： T he op t i mal ste r il i za t ion conditions were an effective chl o r ine concentration o f 120 mg /L ， a treatme n t temperature of 20 ℃ an d a s o aking t i me of 20 min ， a n d the steri -l i za t io n rate under this condi ti on was 92.6%. Conclusion ： T he 基金项目 ：海南省重点研发计 划 (编号：ZDYF2021X DNY143) 作者 简 介 ：黄丽萍.女 ，河南科技职业大学药剂师 ，硕士 。 通 信 作 者：靳学远(1958一 )，男，海南科技职业大学教授，硕士 。E-mail：jxy 28888@126.com 收稿日期：2022-02-15 改回日期：2022-08-17 Keywords ： slightly acidic e l ectrolytie wa t e r； bluebe rr y ； preserva -tion： storage q ua l i t y 蓝莓(B l ueb err y)学 名 越橘(V acci n ium ss p .)，属杜鹃 花科(E ricaseae)越橘属(V acciniu m )植物 ，富含微量元 素、花青 素 和 维生素等功能和营养成分川 。蓝莓果实皮 薄 汁多 ，采摘后容易失水软化 ，且容易受病原菌侵染而腐 烂变质议 。 程欣等发现 茉 莉酸甲酯复合涂膜可使蓝莓失重率 和腐烂指数明显降低 ，糖 、酸和花 青 素含量变 化 减缓 ，果 实可保 持 较高的硬度和弹性；孙贵宝研究发现，高压静 电 场下的蓝莓果的贮藏保鲜度明显提高 ，呼吸量减小 ，新 鲜物重的减少明显受到抑制 ；张红等采用紫外线照射 结合保鲜膜 挽 口包装对蓝莓进行保鲜处理 ，可降低蓝莓 腐烂率，延缓其可溶性固形物、花青素含量和微 生 物 水 平 的下降 ，增加过氧化物酶(POD )和 超氧 化 物歧 化 酶 (S OD )活性；于 刚等 ”研究发现，蓝莓采摘后进行适当时 长的 U V -C处理，对控制病变、延长贮藏 期、保障品质具 有良 好的效果 。果蔬的腐烂与其表面的微生物数量密 切 相关 。酸 性电 解 水 (sl ightly ac i d ic e l ec t roly zed wa t er ，S AE W )是将电解质溶液经 电 解后 ，得到 具 有氧化能力的 水 8，具有 低pH 、高氧 化 还原电位的特性，且含有 一 定 量的有效氯 ，可发挥氧 化作 用而杀灭细菌，具有安 全 、无 残留 、对环境无污染、价格 低廉等优点 ，已被应用 于 果蔬 的保鲜中 P四。研究拟以蓝莓果实为 原 料，优 化 S A EW 对蓝莓表面杀菌的工艺条件 ，并 对贮藏期间蓝莓的坏果 率、硬度、呼吸强度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、花青素含量和 丙 二醛(MD A)含量等相关参数 进 行分析， 以探究其对蓝莓的保鲜效果，为蓝莓的保鲜提 供依 据。 材料与方法 1.1 材料与仪器 蓝莓：选取成熟度 一 致、大小均 一 、无机械损伤和病 虫 害 的新鲜蓝莓，市售 ： 氯化 钠、无水乙醇等 ：分析纯，河南省华 丰 化学试剂 有限公司； 酸性氧 化 电位 水 生成器 ：HRW -1500 型，火人京创 (北 京)医 疗器材 有 限公司 ； 质构 仪：T M S -Pro 型 ，美 国 F T C公司 ； 紫外可见分光光度计：T 6型 ，北京普析通用仪器有 限责任公司； 气相色谱仪 ：S P-9890 型，山 东金普分 析 仪器有限公司。 1.2 试验方法 1.2.1 蓝莓 S A EW 处理及贮藏 将蓝莓浸泡 于 S A EW 中，取出晾干后用聚乙烯薄膜袋包装，于(25±1)℃恒 温 箱 中 贮藏，每7d 取样测定蓝莓的坏果率、硬度、呼 吸强 度、可溶性固形物含量 、可 滴定酸含量、花青素含量、M DA 含量，以 蒸馏水浸泡样品为对照。 1.2.2 蓝莓 S A EW 处理 单 因素试验 以浸泡菌液后的 蓝莓为试验 材 料 ，于不同处理温度(5，10，15，20，25℃)下 ，将蓝莓分别置于不同有效氯质量浓度(60，80，100，120，140 mg /L )的 SA EW 中分别浸泡 5，10，15，20，25 m i n，测定 SA EW 对蓝 莓表 面微 生 物的杀菌 率 ；固定各 因素 水 平为有效氯质量浓度 120 mg /L、处理温度20℃、浸泡时间 20 min 。 1.2.3 蓝莓 SA EW 处理工艺 优 化 在单因素试验基础 上，以有 效氯质量浓度、处理 温 度 和 浸泡时间为因 素 ，采 用 L (3)正 交试验对 SA EW 处理工艺进行优化。 1.2.4 杀菌率测定 蓝莓经表 面 喷涂75%酒精消毒后用 无菌 水 去除酒精；制备金黄色葡萄 球 菌和大肠杆菌的混 合菌悬液 ，将蓝莓浸泡于菌悬液 中 ，得到 菌 落总数为4~5 lg (C FU /g)的样品 ；采 用 S A W 处理 ，测定处理后的菌 落总数 ，并按式(1)计 算杀菌率。 式 中 ： S ——杀菌率，%； Ci ——杀菌前菌落总数 ，l g(CF U /g)； C ?——杀菌后菌落总数 ，l g(CF U /g)。 1.2.5 坏果率测定 按式(2)计 算坏果率。 式 中： R ——坏果率，%； m：——杀 菌前贮藏果数，l g(CF U /g)； m2——贮藏后坏果数，lg(CFU /g)。 1.2.6 呼 吸强度测 定 采 用 气相色谱法(G C )，将蓝莓果 实置于密封容器中，于常温条件下密闭 1h 后 ，抽 取 1m L 气 体，采用G C 测定 C O产生量。呼吸强度表示为单位质 量、单 位时间产生的C O 体积 2。 1.2.7 理化指 标 测定 (1)果实硬度：采用质构 仪 测定。 (2)总可溶 性 固形物(TSS )含量 ：采用手持糖度仪 测定。 (3)花青 素含量：采用比 色 法13。 (4)丙二醛(M D A )含量 ：采 用硫代 巴 比妥酸法 。 (5)可 滴定酸含量 ：根 据 GB/T 12456—2008。 1.2.8 数据处理 每组数 据 测定3次 ，以 N ±SD 表示。采用 E xcel 2007 软件绘图 .SP SS 18.0 软件进行显著性分 析 ，P ≤0.05表示差异显著 。 2 结果与分析 2.1 SA EW 处理单因素试验 由图1可知 ，随着酸性电解水 有 效氯质量浓度的增 加，杀菌率增 加 ，但达到120 m g/L 后，杀菌率增加 不显 著，可能是酸 性 电解水杀菌主要是由于 其中 有效氯 生 成 次氯酸，形 成 杀菌作 用 。有效氯浓度越大 ，次氯酸生成 量大，但 达到一定浓度后 ，耐受力弱的细菌基本被杀灭，其 余耐受力强的芽孢菌等很难被继续杀灭。随着处理温 度的升高，杀 菌率增加，但达到20℃后 ，杀菌率增加不 显 著，是由于处 理 温度升高 ，有利于氯离子 向 细胞 内 的渗 透，达到20℃后，渗透已经可 以 迅速完成。随着浸泡时 间的延长 ，杀菌率增加，但 达到 20 min 后，杀菌率增加不 显著，是由于浸泡 20 min 后 ，渗透已达到 平 衡。综 上，选 用 有 效氯质量浓度 120 m g /L、处理温度20℃、浸泡 时 间 20 min 为适宜的杀菌条件 。 2.2 SA EW 处理工艺优化 在 单因素基础 上，选择有效氯质量浓度、处理温度和 浸泡时间为影响 因 素，以 杀菌率为指标进 行 正交试验，各 因素水平见表 1，正交试验设计及结果见表2。 由表2可知，各 因素对 SA EW 杀菌处理影响大 小 为 处理温度 >有效氯质量浓度 >浸泡时间。最佳杀菌条件 为 A B .C，即有效氯质量浓度 120 m g/L、处理温度 20℃、浸 泡 时 间 20 mi n 。 由表3可知 ，处理温度和 有 效氯质量浓度对 S A EW 杀菌处理影响显著 ，浸泡时间 对 SA EW 杀菌 处理 影响不 显著，采用 S A EW 杀菌最佳条 件进 行 重 复3次处理 ，平均 杀菌率为92.6%。 2.3 SA EW 处理对蓝莓贮藏品质特性的影响 2.3.1 坏果 率 由图2可知 ，随着贮藏 时 间的延 长 ，SA E W 处理组和对照组处理的蓝莓果实坏果 率均 呈上升 趋势 ，但经SA EW 处理的蓝莓坏果率的增加幅度 小 于 对 图 1 SA EW 处理 对 杀菌率的影响 F igu r e 1 Ef fec t s of the S AEW treat m ent on the ste r il iz ation ra t e T able 1 F acto r and l ev el ta b le 水平 A有效氯质量浓 度/(mg·L-) B处理温度/ ℃ C处理时间/ min 1 115 15 15 2 120 20 20 3 125 25 25 表 2正 交试验设计及结果 Tabl e 2 试验号 A B C 杀菌率/% 1 1 1 1 81.1±0.6 2 1 2 2 90.2±1.2 3 1 3 3 80.3±1.1 4 2 1 2 85.6±0.9 5 2 2 3 91.3±0.8 6 2 3 1 91.2±0.7 7 3 1 3 80.1±0.4 8 3 2 1 88.6±1.1 9 3 3 2 85.6±0.6 83.867 82.267 86.967 k： 89.367 90.033 87.133 k3 84.767 85.700 84.833 R 5.500 7.766 3.233 表 3方差分析 T a b le 3 A n aly s es of variance 因素 偏差平方和 自由度 F/F0.05 显著性 A 52.220 2 1.220 显著 B 90.887 2 2.124 显著 C 19.887 2 0.465 不显著 误差 171.160 8 图 2 贮藏过程中蓝莓坏果率的变化 Figure 2 C ha n ges of bad fr ui t rate o f b l ue ber ries dur in g s t orage 照组。贮藏第35天 ，S A EW 处理组的坏果 率是 对照 组 的 34.1%，差异显著(P <0.05)。SA EW 处 理使用的酸 性 电 解水pH 低 、氧 化还 原电位高，并且含 有 一定量的 有 效氯，可发挥氧化 作 用 而 杀灭细菌，防止果实 腐 败。 2.3.2 硬度 由 图3可知 ，随着贮藏 时 间的延长，S A EW 处 理 组和对照组的 硬 度均呈下降趋 势，但 经 SAE W 处理 的蓝莓硬度变化幅度小 于 对照组 。贮藏第35天，S A EW 处理组的硬度是对照组的1.42倍，差 异 显著(P ≤0.05)。果实硬度降低 是 由 于 果实内部的果胶酶将果实细胞之间 的果胶分解，而 S A EW 处 理可以 抑 制酶活 性 ，减缓果胶的 分解，保持果 实的 硬度。 St orage t i me /d 图3 贮藏过程 中蓝 莓硬度的变化 F igu re 3 Ch ange s of h a r d nes s of blu e be rri es d ur ing sto r age 2.3.3 呼吸强度 由 图 4可知，贮藏0~7d ，随着贮藏时 间的延 长 ，蓝 莓 果实的呼吸强度增加 ，但再延长贮藏时 间，呼吸强度反而下降。经S AEW 处理的蓝莓呼吸强度 变化幅度小于对照组。贮藏第35天 ，SAE W 处理组的呼 吸强度是对照组的56.7%，差 异 显著(P <0.05)。蓝莓在 贮藏过程中仍具有 生理 代谢能力，但 S A EW 处理可改变 细胞内的环境 和 细胞膜的通透性，影响其呼 吸 作用 。 图4 贮藏过程中蓝莓呼吸强度的变化 Figure 4 C ha n ges o f r esp ir ation str engt h of blueb err i es dur ing st o r age 2.3.4 可滴定酸含量 由图5可 知 ，贮藏0~14 d ，SA EW 处 理 组和对照组 处理 的蓝莓果实可滴定酸含量 下降，但继 续延长贮藏时 间，可滴定酸含量开始增加。经 S A EW 处 理 的蓝莓可滴定酸含量 下 降幅度小于 对 照组 ，贮藏第 35天，SA EW 处理组的可滴定酸含量是 对 照组的 1.17倍。蓝莓 贮藏过程中，呼吸 作 用会 消 耗蓝莓果实中的总酸。 S to rag e t i m e/d 图 5 贮藏过程 中 蓝莓 可 滴定酸含量的变化 Figu re 5 Ch a n ges of t i t r a t a b l e a ci d co nt ent in b lue b erries d ur ing storage 2.3.5 可溶性固形物含量 由图6可知，贮藏0~7d ，蓝 莓果实的 T S S 含量增加 ，但继续延长贮藏时间， T SS含量 开始下降。经 SA EW 处理的蓝莓 TS S 含量变 化 幅度 小 于对照组，贮藏第 35天 ，SA EW 处理组的 TSS 含量是对 照组的1.29倍，差异显 著 (P <0.05)。蓝莓贮藏过程中 ，由于仍 有呼吸作 用会将其他成分转化为 TSS.贮藏7d 后 ，呼吸作用转为消 耗 蓝莓果实内在储存物质，使 T S S 含 量下降。 2.3.6 花青素含量 由图7可知，贮藏0~14 d.S A EW 处 理 组和对照组处理的蓝莓果实花 青素含 量增加，但 继 图6 贮藏过程 中 蓝莓 TSS 含量的变化 F ig ure 6(C h ang es of TSS in b lu eb err i es during s torage 图7 S AE W 处理的蓝莓在贮藏过程中花青素 含量的变化 Figur e 77(Chan ge s of antho cy anin con t ent in b l u e b err i es t r eated with SAEW dur in g s t orage 续延长贮藏时间，花青 素含 量开始下降。经 S AE W 处理 的蓝莓花青素含量变化幅度小于对照组 ，贮藏第35天 ，SAE W 处理组的花青素含量是对照组的1.23倍，差异显 著(P ≤0.05)。蓝莓贮藏过程中，由于发 生 呼吸作用 ，会 将 其 他成分转化为花青素，贮藏14d后，呼吸 作 用转为消 耗蓝莓果实内在储存物质，使花青素含量 下 降。 2.3.7 M D A 含量 由 图8可知，随着贮藏时 间 的 延 长 ，S AE W 处理组和对照组 处 理的 M DA 含量增加。经 S AE W 处理的蓝莓 M D A 含量增加幅度小于对照 组 ，贮 藏第35天，S A EW 处 理 组 MDA 含 量是对照组的54.8%，差异显著(P ≤0.05)。 M D A 含量是果实贮藏过程中膜脂 的过氧化程度指标。贮藏过程 中，蓝莓果实会通过酶系 统与非酶系统产生氧自由基攻 击 生物膜，导致膜脂的过 图 8 贮藏过程中蓝 莓MD A的变化 F i g u r e 8 C ha n ges of MD A i n blueb e r r i es during stora g e 氧化 ，S AE W 处理能有效抑制蓝莓的采后呼吸 作 用，减缓 氧化现象的发 生 。 3 结论 研究发现，微酸 性电 解水处理蓝莓的最佳杀菌条 件 为有效氯质量浓度 120 mg /L 、处理温度20℃、浸 泡时 间 20 min，该条件 下 杀菌率为92.6%。微酸性 电 解水 处 理 能有效抑制蓝莓呼吸作用，杀灭果实表面微生物，延缓其 贮藏过程中果实硬度、可溶性固形物含量和花青素含量 等 成 分下 降，减少丙 二 醛生成 ，防 止 蓝莓烂果及品质指标 下降。微酸 性 电解 水 对果蔬具有较好的杀菌效果，同 时 ，克服了传统的 化 学杀菌方法对环境的 不 友 好 ，且制备方 便，成 本低廉；在 杀 菌的 同时.还可 改善 果 蔬的贮藏品质，在果蔬 保 鲜领域 具 有很大开发价 值 。后续可进 一 步 加强 微酸 性 电解 水 对果蔬杀菌及品质影响机理的研究，进 一 步提高其对果蔬的杀菌 和 保鲜效果。 参考文献 [1]金永学，冯建国，郑淘，等.蓝莓的功能成分、保健作用及其 开发利用[J].食品与机械，2020，36(5)：231-236.J I N Y X， FE NGJ G， Z HE N G T ， et al. 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