喬永祥 謝 晶 雷 昊 張栓栓
(上海海洋大學食品學院,上海 201306)
酸性電解水聯合氣調包裝對鮮切生菜品質的影響
喬永祥 謝 晶 雷 昊 張栓栓
(上海海洋大學食品學院,上海 201306)
以鮮切散葉生菜為研究對象,在4 ℃貯藏條件下研究酸性電解水聯合氣調包裝對其保鮮效果的影響。研究表明:與pH 2.3、有效氯含量為60 mg/L的酸性電解水聯合空氣包裝(21% O2+1% CO2)的對照組相比,電解水聯合氣調包裝可以有效抑制鮮切生菜微生物的生長繁殖,延緩水分和VC的損失,抑制新陳代謝和可溶性固形物含量的減少,抑制葉綠素的分解,延緩褐變黃化的速度,保持鮮綠的外觀,維持鮮切生菜的感官品質。采用酸性電解水聯合氣調包裝(5% O2和10% CO2)可以將鮮切生菜的貨架期從6~9 d延長到15 d,并保持良好的感官品質。
電解水;氣調包裝;鮮切生菜;感官品質;貨架期
生菜又稱葉用萵苣,根據葉的形態(tài)可分為散葉生菜和結球生菜,是一種營養(yǎng)豐富綠色健康的綠葉蔬菜,由于生菜中富含維生素、碳水化合物和礦物質等營養(yǎng)物質,常作為蔬菜沙拉食用[1-2]。隨著人們生活水平的提高,鮮切生菜由于方便即食、營養(yǎng)豐富而越來越受到人們的歡迎,特別是在生活節(jié)奏較快的大城市,鮮切生菜的需求量越來越大[3-4]。在生產銷售過程中切割邊緣褐變是鮮切生菜最常見的問題之一,由于機械損傷,導致褐變反應加劇、呼吸作用加強進而加速生菜腐爛變質等一系列不良反應,從而縮短其貨架期[5]。因此找到切實可行的加工工藝對維持生菜的感官品質、保證食用安全十分重要。
氣調包裝是一種通過改變包裝袋內的氣體組分,能經濟高效延長新鮮蔬菜貨架期的保鮮技術。通過氣調包裝可以降低新鮮蔬菜的代謝活性和化學氧化反應速率,延緩成熟和衰老,抑制微生物生長,減緩褐變反應,降低蒸騰速率和呼吸速率,降低乙烯等產物的生物合成,從而使蔬菜初始的新鮮狀態(tài)得到最大限度的保留[5-6]。此外,酸性電解水由于其廣譜高效、殺菌效果顯著、操作簡單、安全無害,近幾年來也受到了廣泛關注,已成為一種應用廣泛的新型殺菌劑[7]。有研究表明:與傳統(tǒng)殺菌劑次氯酸鈉相比,酸性電解水可以更好地殺滅蔬菜表面的病原菌,其中Rahman等[8]通過用酸性電解水、次氯酸鈉等清洗劑處理菠菜5 min,發(fā)現酸性電解水殺菌效果最好,可使大腸桿菌O157:H7和單增李斯特菌分別減少2.3 lg(CFU/g)和2.43 lg(CFU/g);李華貞等[9]比較了酸性電解水和次氯酸鈉對菠菜殺菌效果,研究發(fā)現酸性電解水使菠菜表面致病菌下降2.07 lg(CFU/g),次氯酸鈉僅為1.41 lg(CFU/g)。氣調包裝雖然可以抑制鮮切蔬菜的新陳代謝,延緩衰老,延長貨架期,但對鮮切生菜表面殘留的微生物沒有殺滅效果,因此本試驗將酸性電解水的殺菌作用與氣調包裝相結合,擬研究其對鮮切生菜感官品質的影響,以期找到一種能更好地維持鮮切生菜感官品質的保鮮方法。
1.1 試驗材料
新鮮生菜:購自上海市浦東新區(qū)臨港新城某菜市場,挑選顏色鮮亮、脆嫩、無腐爛蟲害、大小一致的生菜為試驗原料。
1.2 儀器與設備
超凈工作臺:VS-1300L-U型,蘇凈集團安泰有限公司;
冰箱:BCD-252MHV型,蘇州三星電子有限公司;
酸性電解水生成器:FW-200型,日本AMANO有限公司;
電熱鼓風干燥箱:DHG-9053A型,上海一恒儀器有限公司;
高速冷凍離心機:H-2050R-1型,長沙湘儀離心機有限公司;
全自動壓力蒸汽滅菌器:YXQ-LS-30SH型,上海博訊實業(yè)有限公司;
紫外分光光度計:UV-1102型,上海天美儀器有限公司;
手持式折光儀:WYT-32型,泉州光學儀器廠;
電熱恒溫培養(yǎng)箱:DHP-9162型,上海一恒科技有限公司;
色彩色差儀:CR-400型,日本尼康有限公司。
1.3 試驗方法
1.3.1 電解水制備 電解水生成器電解0.8% NaCl 產生,經測定pH值為2.3,有效氯含量(ACC)為60 mg/L的強酸電解水。
1.3.2 生菜預處理 挑選顏色鮮亮、脆嫩、無腐爛蟲害、大小一致的生菜在電解水中浸泡5 min撈出瀝干,將整棵生菜切成3 cm小段并裝真空保鮮袋,按照表1充填氣體(氣體比例參照Paillart等[10-11]研究結果),在4 ℃冰箱冷藏保存,每次試驗每組樣品隨機抽取3袋,每隔2 d測一次感官和理化指標。
表1 包裝方案Table 1 Modified atmosphere packaging treatments %
1.3.3 感官質量評價 參照King等[12]的方法,并稍加修改:每次邀請3名經過培訓具有一定蔬菜感官評價經驗的葉菜感官評價員組成評定小組,采用數字化評分方法(1~9分)對各試驗結果進行判別打分:9分為色澤鮮艷,質地脆嫩,無褐變;7分為色澤較鮮艷,無異味;5分為色澤黯淡,輕微褐變,有異味;3分為褐變嚴重,葉片萎蔫,有異味;1分為嚴重腐爛,有異味。
1.3.4 菌落總數的測定 按GB/T 4789.2—2008《食品衛(wèi)生微生物學檢驗菌落總數測定》執(zhí)行。
1.3.5 理化指標測定
(1) 葉綠素含量測定:采用分光光度計測量[13]。
(2) 色差測定:利用色差儀測定鮮切生菜葉片表面色澤,并記錄L*和a*值。
(3) VC含量測定:2,6-二氯靛酚法[14]。
(4) 含水量:按式(1)計算。
(1)
式中:
A——失重率,%;
A1——空坩堝質量,g;
A2——坩堝和生菜的質量,g;
A3——干燥后坩堝和蔬菜的質量,g。
(5) 可溶性固形物:折光儀法,用手持式折光儀測定。
1.3.6 數據處理與統(tǒng)計分析 各指標均做3次平行,均采用Microsoft Excel 2013軟件進行數據整理,試驗結果以“平均值±標準差”表示;用Origin 7.5軟件繪圖,應用SPSS Statistics 19.0進行差異顯著分析(P<0.05為差異顯著),用Duncans法進行多重比較。
2.1 鮮切生菜感官品質的變化
由圖1可知,隨著貯藏時間的延長,各處理組的樣品感官評分逐漸降低,其中對照組樣品感官品質衰敗的最快,在貯藏第6天與各氣調包裝組差異顯著(P<0.05),其感官評分為6.5分,有輕微異味,失去脆嫩質感,而在第9天有明顯的臭味,色澤黯淡,失去商品價值;在處理組樣品中B組感官評分最高,在第15天才開始出現異味,葉片失去脆嫩的質感,達到銷售極限,而此時對照組樣品葉片萎蔫褐變,腐爛變質,可能是對照組中的氧氣含量較高,微生物比較活躍,新陳代謝快,從而使空氣包裝樣品的貨架期大大縮短。在各氣調包裝組中,A組和B組差異不顯著(P>0.05),C組和D組差異顯著(P<0.05),在第12天 C組感官評分為5.1,出現異味,失去商業(yè)價值,而D組在第15天才出現異味,這可能是在氧氣濃度(10%)一定時,適當提高二氧化碳濃度可以抑制鮮切生菜的代謝活動,抑制褐變,從而延長貨架期。Garrido等[15]研究發(fā)現采用低氧高二氧化碳對菠菜進行氣調包裝可以抑制組織衰老和異味的產生,表明適當提高二氧化碳濃度可以改善蔬菜的外觀品質。
圖1 電解水聯合氣調包裝對鮮切生菜感官品質的影響
Figure 1 Effect of electrolytic water combined with modified atmosphere packaging on the sensory quality of fresh-cut lettuce
2.2 鮮切生菜菌落總數的變化
蔬菜經過切割處理后,容易被微生物污染,出現腐爛變質,失去商業(yè)價值。由圖2可知,隨著貯藏時間的增加,不同處理組菌落總數呈現上升趨勢,其中對照組樣品菌落總數急劇增長,在貯藏第6天細菌總數高于6.00 lg(CFU/g),可能是對照組氧氣充足,更利于微生物生長繁殖;有研究[16]顯示,當細菌總數小于6.00 lg(CFU/g)時,生菜不會發(fā)生腐敗變質,對照組在第9天菌落總數達到6.53 lg(CFU/g),開始腐爛變質。而各氣調包裝組在第15天才超過臨界值,且各處理組之間差異不顯著(P>0.05)。在貯藏期間,A組菌落總數高于B組,C組高于D組,可能是在氧氣含量一定的情況下,高濃度的二氧化碳抑制了微生物的生長繁殖,說明在氧氣比例適當的情況,高濃度二氧化碳可以抑制鮮切生菜的腐爛變質。
圖2 電解水聯合氣調包裝對鮮切生菜細菌總數的影響
Figure 2 Effect of electrolytic water combined with modified atmosphere packaging on total bacterial count of fresh-cut lettuce
2.3 鮮切生菜葉綠素含量的變化
新鮮蔬菜中的葉綠素由于其不穩(wěn)定容易被分解,從而使新鮮蔬菜的正常光合作用無法進行,造成黃化衰老,影響其外觀,失去商品價值[17]。由圖3可知,隨著貯藏時間的延長各處理組葉綠素含量整體呈下降趨勢,在貯藏前9 d,對照組樣品中葉綠素含量迅速降低,由1.31 mg/g降低到0.70 mg/g,與各處理組差異顯著(P<0.05);而各氣調包裝組在貯藏初期葉綠素損失緩慢,在貯藏末期葉綠素損失嚴重,且差異不顯著(P>0.05),這可能是由于貯藏末期,鮮切生菜組織的細胞膜遭到破壞,細胞液外露,導致葉綠素被空氣中的氧氣氧化分解,造成萎蔫黃化[18]。
2.4 鮮切生菜色差的變化
新鮮蔬菜的外觀是消費者考慮的重要因素之一,色澤與其外觀關系密切,在一定程度上可以反映新鮮果蔬的品質狀況。由表2可知,隨著貯藏時間的延長各組樣品L*值呈下降趨勢,a*值大體呈上升趨勢,其中氣調包裝組可以明顯延緩L*值的下降。L*值越低說明鮮切生菜表面色澤越暗,褐變程度越高,a*值越大說明鮮切生菜由綠變紅的程度越大[19-20]。在第9天對照組L*值為49.49,與貯藏初期相比下降了12.6%,與處理組差異顯著(P<0.05),而各氣調包裝組在第15天L*值仍保持在較高水平,同時各氣調包裝組a*值上升趨勢比對照組較緩,且各處理組之間差異不顯著(P>0.05),可能是相對于對照組的高氧氣濃度,各處理氧氣濃度較低,呼吸作用減弱,抑制褐變速度,延緩鮮切生菜變暗和由綠變紅的速度,從而維持鮮切生菜鮮亮的外觀。Escalona等[21]研究發(fā)現鮮切生菜在低濃度氧環(huán)境下可以抑制呼吸作用,延緩新陳代謝,使鮮切生菜保持良好的外觀,這與本試驗研究結果一致。
圖3 電解水聯合氣調包裝對鮮切生菜葉綠素的影響
Figure 3 Effect of electrolytic water combined with modified atmosphere packaging on the chlorophyll content of fresh-cut lettuce
表2 電解水聯合氣調包裝對鮮切生菜色澤的影響?Table 2 Effect of electrolytic water combined with MAP on color of fresh-cut lettuce
? 同列母表示不同處理之間的顯著性差異(P<0.05)。
2.5 鮮切生菜VC含量的變化
新切蔬菜中營養(yǎng)物質VC容易被氧化,造成損失,因此VC含量是衡量貯藏期間蔬菜品質和反映營養(yǎng)價值的一個重要指標[22]。由圖4可知,所有樣品在貯藏初期VC下降速度較快,貯藏末期趨于平緩,其中對照組在前6 d下降幅度最大,與其他處理組存在顯著性差異(P<0.05),可能是對照組樣品中氧氣含量高(達21%),貯藏初期生菜組織呼吸作用較強,從而加速了VC的損失。在整個貯藏過程中,各處理組之間差異不顯著(P>0.05),A組和B組樣品VC損失速度相對C組和D組較緩,是因為A、B兩組氧氣比例均為5%,相對于C、D兩組的10%低,在相同貯藏條件下,延緩了VC的降解,這表明低濃度氧氣有利于保護鮮切生菜中的VC含量,這與Sim?es等[23]研究的降低氧氣濃度可以更好地維持VC含量相符。而B組在貯藏前6 d VC損失速度明顯小于A組的VC損失速度,可能是B組氣調包裝二氧化碳含量較高,抑制了呼吸作用,表明低氧高二氧化碳氣調包裝對保護鮮切生菜中VC具有良好的效果。這與Radziejewska-Kubzdela E[24]研究的在貯藏初期提高二氧化碳濃度對蔬菜中的VC具有保護作用相一致。
2.6 鮮切生菜含水量的變化
生菜中水分含量高達97%,采后的蔬菜通過蒸騰作用失水,導致蔬菜劣變,通常失水率達到5%時就會呈現出萎蔫狀態(tài),失去商品價值[25]。由圖5可知,鮮切生菜的初始含水量為96.7%,在貯藏前期含水量損失較快,在貯藏末期對照組的含水量為92.4%,水分損失嚴重,可能是切割等機械損傷大大加快鮮切生菜的蒸騰作用,造成前期失水嚴重。在貯藏期間含水量總體呈現下降趨勢,在第3天處理組B與對照組差異顯著(P<0.05),可能是高濃度的二氧化碳抑制了生菜的代謝活動,從而延緩了水分的損失。同時結合圖1感官評價可知,對照組在第9天失去脆嫩的質感,葉片萎蔫,而氣調包裝組在第15天脆嫩質感才消失,是因為對照組鮮切生菜在貯藏期間代謝活躍,水分大量損失,阻礙鮮切生菜的呼吸作用,促進褐變發(fā)生,縮短其貨架期[26]。說明氣調包裝可以有效抑制鮮切生菜的代謝活動,減少水分損失,維持品質,延長生菜的貨架期。
圖4 電解水聯合氣調包裝對VC含量的影響
Figure 4 Effect of electrolytic water combined with modified atmosphere packaging on the vitamin C of fresh-cut lettuce
圖5 電解水結合氣調包裝對鮮切生菜含水量的影響
Figure 5 Effect of electrolytic water combined with modified atmosphere packaging on water content of fresh-cut lettuce
2.7 鮮切生菜可溶性固形物的變化
新鮮蔬菜可溶性固形物含量可以直接反映蔬菜的成熟程度和品質狀況。由圖6可知,在貯藏期間鮮切生菜可溶性固形物含量呈現下降趨勢,其中對照組與各氣調包裝組差異顯著(P<0.05),前6 d對照組的可溶性固形物含量下降幅度較大,而各氣調包裝組下降幅度較平緩,且差異不顯著(P>0.05),可能是對照組中氧氣含量較高(為21%),鮮切生菜代謝活動較活躍,大量消耗糖類物質,造成貯藏初期鮮切生菜中可溶性固形物含量迅速下降[27]。
圖6 電解水結合氣調包裝對鮮切生菜可溶性物固形 物含量的影響
Figure 6 Effect of electrolytic water combined with modified atmosphere packaging on the soluble solid content of fresh-cut lettuce
本試驗研究發(fā)現在4 ℃貯藏條件下,對照組(21% O2+1% CO2)在第6天就出現輕微異味,在9天有明顯的異味,失去商業(yè)價值,而氣調包裝組B(5% O2+10% CO2)在第15天菌落總數才超過臨界值6 lg(CFU/g) ,有效抑制了微生物的生長繁殖,貯藏期間感官評分最高,更好地維持VC和葉綠素的含量,可以將鮮切生菜的貨架期延長至15 d,這與余江濤[28]和徐燕新[29]等研究結果相符。
同時研究發(fā)現在氧氣濃度一定的情況下,提高二氧化碳濃度可以更好地維持鮮切生菜的營養(yǎng)價值,其中在感官評價、延緩VC損失、抑制微生物生長和葉綠素降解等方面,氣調包裝組B(5% O2+10% CO2)和D(10% O2+10% CO2)的效果分別優(yōu)于氣調包裝組A(5% O2+5% CO2)和C(10% O2+5% CO2)。因此在今后試驗中可以側重研究氧氣和二氧化碳濃度比例,深入研究氧氣和二氧化碳濃度與鮮切生菜營養(yǎng)指標和微生物指標的關系,從而找到更好地維持鮮切生菜的營養(yǎng)價值和延長貨架期的氣調包裝技術。
[1] 馮雙慶, 趙玉梅. 水果蔬菜保鮮實用技術[M]. 北京: 化學工業(yè)出版社, 2004: 172.
[2] CHEN Zhao, ZHU Chuan-he, ZHANG Yan, et al. Effects of aqueous chlorine dioxide treatment on enzymatic browning and shelf-life of fresh-cut asparagus lettuce (Lactuca sativa, L.)[J]. Postharvest Biology & Technology, 2010, 58(3): 232-238.
[4] 王莉, 姜微波, 馮雙慶. 貯藏溫度與包裝方式對切割生菜品質的影響[J]. 食品科學, 2004, 25(1): 177-179.
[5] NIEMIRA B A, FAN X. Fruits and Vegetables: Advances in Processing Technologies to Preserve and Enhance the Safety of Fresh and Fresh-Cut Fruits and Vegetables[J]. Encyclopedia of Food Microbiology, 2014: 983-991.
[6] 張玉敏, 胡長鷹, 吳宇梅, 等. 氣調包裝對番石榴貯藏品質的影響[J]. 食品與機械, 2012, 28(2): 180-183.
[7] 楊敏. 酸性氧化電位水消毒機制及制備工藝研究[D]. 北京: 中國人民解放軍軍事醫(yī)學科學院, 解放軍軍事醫(yī)學科學院, 2006: 15-18.
[8] RAHMAN S M E, TIAN D, OH D H. Inactivation effect of newly developed low concentration electrolyzed water and other sanitizers against microorganisms on spinach[J]. Food Control, 2010, 21(10): 1 383-1 387.
[9] 李華貞, 鄭淑方, 宋曙輝, 等. 酸性電解水對果蔬殺菌及保鮮效果的研究[J]. 現代食品科技, 2011, 27(3): 361-365.
[10] PAILLART M J M, VAN DER VOSSEN J M B M, LEVIN E, et al. Bacterial population dynamics and sensorial quality loss in modified atmosphere packed fresh-cut iceberg lettuce[J]. Postharvest Biology & Technology, 2017, 124: 91-99.
[12] KING A D, MAGNUSON J. Microbial flora and storage quality of partially processed lettuce[J]. Journal of Food Science, 1991, 56(2): 459-461.
[13] INSKEEP W P, BLOOM P R. Extinction coefficients of chlorophyll a and B in n,n-dimethylformamide and 80% acetone[J]. Plant Physiology, 1985, 77(2): 483-485.
[14] 李合生. 植物生理生化試驗原理和技術[M]. 北京: 高等教育出版社, 2001: 134-138.
[15] GARRIDO Y, TUDELA J A, HERNNDEZ J A, et al. Modified atmosphere generated during storage under light conditions is the main factor responsible for the quality changes of baby spinach[J]. Postharvest Biology & Technology, 2016, 114: 45-53.
[16] 張立奎, 陸兆新, 汪宏喜. 鮮切生菜在貯藏期間的微生物生長模型[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2004, 30(2): 107-110.
[17] 楊曉棠, 張昭其, 龐學群. 果蔬采后葉綠素降解與品質變化的關系[J]. 果樹學報, 2005, 22(6): 691-696.
[18] 張引成, 雷云, 王志英, 等. 二氧化碳氣調包裝對鮮切結球萵苣貯藏品質和生理的影響[J]. 食品科學, 2012(8): 318-322.
[19] 魯莉莎, 喬勇進, 海宏. 熱處理對鮮切生菜品質的影響[J]. 四川農業(yè)大學學報, 2010, 28(3): 333-338.
[20] 曹娜, 杜傳來, 張心怡, 等. 加工和貯藏期間鮮切生菜品質變化研究[J]. 食品安全質量檢測學報, 2015(7): 2 516-2 523.
[21] ESCALONA V H, VERLINDEN B E, GEYSEN S, et al. Changes in respiration of fresh-cut butterhead lettuce under controlled atmospheres using low and superatmospheric oxygen conditions with different carbon dioxide levels[J]. Postharvest Biology & Technology, 2006, 39(1): 48-55.
[22] 王宏, 董大遠. 清洗劑對生菜貯藏保鮮效果的影響[J]. 食品研究與開發(fā), 2006, 27(8): 153-156.
[24] RADZIEJEWSKA-KUBZDELA E. The effect of pretreatment and modified atmosphere packaging on bioactive compound content in coleslaw mix[J]. LWT - Food Science and Technology, 2017, 75: 505-511.
[25] 馮雙慶. 園產品采后處理[M]. 北京: 中央廣播電視大學出版社, 2002: 45-52.
[26] 關文強. 果蔬物流保鮮技術[M]. 北京: 中國輕工業(yè)出版社, 2008: 61.
[27] 郭玉花, 黃震, 滕立軍, 等. 新鮮菠菜的納米活性氣調包裝研究[J]. 食品與機械, 2009, 25(4): 167-170.
[28] 余江濤, 謝晶. 臭氧水處理結合氣調包裝對鮮切生菜保鮮效果的影響[J]. 食品與機械, 2015, 31(1): 111-115.
[29] 徐燕新, 陳湘寧, 許麗. 鮮切生菜氣調包裝保鮮條件優(yōu)化[J]. 中國農學通報, 2016, 32(7): 185-190.
Effect of acidic electrolytic water combined with modified atmosphere packaging on the quality of fresh-cut lettuce
QIAO Yong-xiangXIEJingLEIHaoZHANGShuan-shuan
(CollegeofFoodScienceandTechnology,ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China)
The influence of acidic electrolytic water combined with modified atmosphere packaging (MAP) on preservation of fresh-cut lettuce during storage at 4 ℃ was studied. Results indicated that compared with the control group of acidic electrolytic water (pH 2.3, available chlorine content 60 mg/L) combined with air packaging (21% O2+1% CO2), the pretreatment of electrolysis water combined with MAP could effectively inhibit the growth and reproduction of microorganisms, delay loss of moisture and vitamin C, inhibit metabolism and reduction of soluble solids content as well. Moreover, it could inhibit the decomposition of chlorophyll and reduce its yellowing and browning rate. In addition, it also helped to maintain the good appearance and sensory quality of fresh-cut lettuce. Therefore, the shelf-life of fresh-cut lettuce could be extended from 6~9 days to 15 days by using acidic electrolytic water combined with MAP of 5% O2and 10% CO2to maintain good sensory quality.
acidic electrolytic water; modified atmosphere packaging; fresh-cut lettuce; sensory quality; shelf life
2015年度國家星火計劃資助項目(編號:2015GA680007);上海市綠葉菜產業(yè)體系建設項目
喬永祥,男,上海海洋大學碩士研究生。
謝晶(1968-),女,上海海洋大學教授,博士。 E-mail:jxie@shou.edu.cn
2017-01-02
10.13652/j.issn.1003-5788.2017.02.024