徐為雯，王順民，羅 麗，王思蒙，彭文蘋

(安徽工程大學(xué) 生物與食品工程學(xué)院，安徽 蕪湖 241000)

鮮切食品具有方便、多樣的特點(diǎn)，可以滿足人們?nèi)找婵旃?jié)奏的生活方式[1]。例如萵筍常被切割成不同的切塊進(jìn)行市場(chǎng)售賣，即食的鮮切萵筍因其酥脆的口感和獨(dú)特的香氣在火鍋中非常受青睞[2]。但隨著市場(chǎng)的擴(kuò)大，鮮切食品的保存也成為其中關(guān)鍵問題。鮮切食品貯藏過程中最常見和最嚴(yán)重的問題是組織褐變。其次鮮切食品在采后的處理和加工過程中更易受微生物感染，導(dǎo)致其貨架壽命短，質(zhì)量差[3]。加工新鮮萵筍的操作，如切割和干燥，都會(huì)使其組織損傷，導(dǎo)致質(zhì)量迅速惡化和保質(zhì)期縮短[4]。因此，降低鮮切萵筍質(zhì)量損失，從而延長(zhǎng)其保質(zhì)期是有意義的[5]。

超聲波作為一種新穎、安全的技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于食品加工和儲(chǔ)藏[6-9]。頻率高于16 kHz的高功率超聲波具有機(jī)械、化學(xué)和生化效應(yīng)，可用于改變不同食物系統(tǒng)的理化性質(zhì)[10]。當(dāng)超聲通過生物結(jié)構(gòu)傳播時(shí)，會(huì)引起介質(zhì)粒子的壓縮和凹陷，發(fā)生許多物理、化學(xué)和生化效應(yīng)并產(chǎn)生大量的能量，這使得超聲的各種應(yīng)用成為可能。在食品工業(yè)中，超聲波的使用不僅可以清潔食物表面，還能殺死細(xì)菌，滅活病毒[11]。研究表明，經(jīng)超聲處理的番茄能保持良好的貯藏品質(zhì)[12]，超聲處理過的梅子細(xì)菌計(jì)數(shù)減少了0.42～1.47 logCFU/g[13]。超聲波也常常被用于保存鮮切食品[3]。雖然超聲處理有利于減少微生物，延長(zhǎng)鮮切食品的保質(zhì)期，但僅用超聲處理效果有限。研究表明超聲與其他方法相結(jié)合是一種加強(qiáng)鮮切食品保鮮效果的更高效方法[14]。因此，鮮切產(chǎn)業(yè)已嘗試用超聲與其他保鮮方法，如有機(jī)酸、精油、臭氧或消毒劑相結(jié)合，以提高保鮮效果[3]。人們也正在尋找更加新穎的材料或技術(shù)與超聲相結(jié)合來加強(qiáng)保鮮效果[15]。

近年來，功能性金屬氧化物經(jīng)美國食品藥品管理局(21CFR182.8991)批準(zhǔn)已被用于改善薄膜的力學(xué)和抗菌特性[16]。其中納米氧化鋅(ZnO NPs)由于其低毒性作為鋅補(bǔ)充劑和抗菌劑被廣泛應(yīng)用于食品工業(yè)中，以延長(zhǎng)果蔬的貯藏時(shí)間[17-21]。ZnO NPs能夠作為抗菌劑使用，一是由于ZnO NPs表面與水反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(OH)或過氧化氫，二是ZnO NPs可以在紫外區(qū)域獲得光子能量，形成電子和空穴對(duì)，進(jìn)一步與水和氧氣反應(yīng)產(chǎn)生活性氧進(jìn)行殺菌[22]。ZnO NPs在作為抗菌劑時(shí)甚至很少表現(xiàn)出介導(dǎo)的細(xì)菌耐藥性和低細(xì)胞毒性[23]。

目前關(guān)于超聲波、ZnO NPs溶液?jiǎn)为?dú)對(duì)鮮切萵筍保鮮效果影響的報(bào)道較多，但是超聲協(xié)同ZnO NPs處理對(duì)鮮切萵筍保鮮效果影響的報(bào)道相對(duì)較少。本研究采用超聲波、ZnO NPs溶液對(duì)鮮切萵筍分別進(jìn)行單因素保鮮處理，再利用響應(yīng)面試驗(yàn)對(duì)超聲協(xié)同ZnO NPs進(jìn)行條件優(yōu)化，探索上述方法對(duì)鮮切萵筍保鮮效果及品質(zhì)指標(biāo)的影響，從而為進(jìn)一步提高鮮切萵筍的保鮮效果提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試紫葉“金農(nóng)”萵筍購自蕪湖鏡湖區(qū)新城中心蔬菜市場(chǎng)。選取大小均一、表面無機(jī)械損傷、內(nèi)部無空心、無病蟲害的新鮮萵筍,采購后立即運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室。丙酮、無水乙醇(國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)；ZnO NPs(Merk-aldrich化學(xué)試劑公司)。

1.2 主要儀器與設(shè)備

手持式精密色差儀(CHINSPEC，中國彩譜儀器有限公司)；液晶超聲波清洗器(KS-100DE，昆山潔力美超聲儀器有限公司)；可見分光光度計(jì)(L3S，上海儀電分析儀器有限公司)；電子天平(JY1002，上海精密科學(xué)儀器有限公司)；醫(yī)用離心機(jī)(TGL-16A，長(zhǎng)沙平凡儀器儀表有限公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

(1)材料處理。將挑選好的萵筍隨機(jī)分為6組，去葉清洗后晾干去皮，切成片狀(厚度為0.4 cm)分別用蒸餾水及不同條件的5個(gè)因素水平浸泡處理10 min，晾干后分裝于8 cm×12 cm×5 cm聚乙烯(PE)一次性密封塑料袋中，每袋約10 g，置于4 ℃、相對(duì)濕度為45%～75%條件下冷藏。

(2)單因素試驗(yàn)。①前期處理好的鮮切萵筍分別在超聲功率為100、200、300、400、500 W，超聲溫度為45 ℃條件下，超聲處理10 min；②前期處理好的鮮切萵筍分別在超聲溫度為25、35、45、55、65 ℃，超聲功率為300 W條件下，超聲處理10 min；③前期處理好的鮮切萵筍在超聲功率300 W和超聲溫度45 ℃條件下，分別超聲處理3、5、10、15、20 min；④前期處理好的鮮切萵筍分別在ZnO NPs溶液濃度為0.01、0.03、0.05、0.07、0.09 g/L條件下浸泡10 min；分別于貯藏0、2、4、6、8 d時(shí)取樣測(cè)定鮮切萵筍的4個(gè)品質(zhì)測(cè)定指標(biāo)(失重率、感官評(píng)價(jià)、a*值和葉綠素含量)，研究每個(gè)因素對(duì)鮮切萵筍保鮮效果的影響。本研究中每個(gè)處理組和對(duì)照組均重復(fù)3次。

(3)響應(yīng)面試驗(yàn)。根據(jù)Box-Behnken響應(yīng)面設(shè)計(jì)原理，以超聲功率、超聲時(shí)間、超聲溫度和ZnO NPs溶液濃度為4個(gè)變量，分別以鮮切萵筍的失重率、a*值和葉綠素含量作為響應(yīng)值進(jìn)行4因素3水平的中心組合試驗(yàn)，利用Design Expert 8.0.6軟件分析數(shù)據(jù)，確定超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮方法的最佳工藝條件。響應(yīng)面分析因素與水平設(shè)計(jì)如表1所示。

表1 Box-Behnken設(shè)計(jì)因素及水平表

(4)失重率的測(cè)定。失重率的測(cè)定采用差量法，分別記錄各因素處理的樣品第0、2、4、6、8 d的重量，用式(1)計(jì)算處理樣品的失重率。

(1)

式中,M1為貯藏前重量；M2為貯藏后對(duì)應(yīng)天數(shù)重量。

(5)感官評(píng)價(jià)的測(cè)定。參照王羽等[24]的研究，稍作修改。選取經(jīng)過培訓(xùn)的10名食品專業(yè)本科生依據(jù)鮮切萵筍感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(見表2)對(duì)鮮切萵筍橫切面的色澤、氣味、硬度和品質(zhì)進(jìn)行綜合感官評(píng)價(jià)。

(6)a*值的測(cè)定。采用色差儀測(cè)定a*值。選取鮮切萵筍樣品橫切面任意面積測(cè)定，重復(fù)3次，其中a*值正、負(fù)值分別表示偏紅和偏綠。

(7)葉綠素含量的測(cè)定。參考余翔等[25]的方法，并稍做修改。稱取0.2 g鮮切萵筍樣品，放入盛有10 mL提取溶劑[V(80%丙酮)∶V(95%乙醇)=2∶1]的容量瓶中，封口，置于黑暗條件下浸提至萵筍呈無色時(shí)過濾出萵筍樣品，用提取溶劑定容至25 mL后，于645 nm和663 nm波長(zhǎng)處測(cè)定吸光度。將吸光度帶入式(2)、(3)中計(jì)算葉綠素含量。

Ct=8.02A663 nm+20.01A645 nm,

(2)

(3)

式中,Ct為分光光度法計(jì)算出的葉綠素質(zhì)量濃度(mg/L)；V為提取液體積(mL)；m為樣品質(zhì)量(g)。

表2 鮮切萵筍感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Sigmaplot 14.0作圖，實(shí)驗(yàn)結(jié)果取3次測(cè)定平均值，利用SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)、回歸分析及相關(guān)性分析(P<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 單因素試驗(yàn)結(jié)果

(1)超聲功率對(duì)鮮切萵筍保鮮效果的影響。超聲功率對(duì)鮮切萵筍品質(zhì)指標(biāo)的影響如圖1所示。由圖1可知，隨著超聲波功率的增加，鮮切萵筍的失重率和a*值隨功率的增加呈先下降后上升的趨勢(shì)，不同的超聲功率處理組失重率均呈顯著性差異(P<0.05)，而鮮切萵筍的感官評(píng)價(jià)和葉綠素含量則隨著功率的增加呈先上升后下降趨勢(shì)。第8 d時(shí)，300 W超聲功率處理下的鮮切萵筍失重率最低，為(1.362±0.255)%，比對(duì)照組降低了36.77%。當(dāng)超聲功率大于300 W后，鮮切萵筍失重率反而比對(duì)照組更高。原因可能是隨著超聲功率增大，破壞了果蔬中部分水分子和水分子之間的氫鍵，從而加速了水分的流失[26]。相應(yīng)的，300 W超聲功率處理下的鮮切萵筍感官評(píng)價(jià)最高，葉綠素含量最高，a*值相較于其他處理組別也最好。因此，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，選擇超聲功率為200、300、400 W進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)為宜。

(2)超聲時(shí)間對(duì)鮮切萵筍保鮮效果的影響。超聲時(shí)間對(duì)鮮切萵筍各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的影響如圖2所示。由圖2可知，不同超聲時(shí)間處理顯著影響鮮切萵筍的保鮮效果，超聲時(shí)間為10 min時(shí)失重率和a*值上升最為緩慢，第8 d時(shí)失重率相較于對(duì)照組降低了19.31%，而15 min和20 min的超聲時(shí)間可能因?yàn)槌晻r(shí)間過長(zhǎng)破壞了細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致其失水程度甚至高于對(duì)照組。萵筍經(jīng)切割后感官評(píng)價(jià)呈現(xiàn)出整體下降的趨勢(shì)，超聲時(shí)間10 min作用下能更好地減少萵筍表面的腐敗菌但較少破壞萵筍的組織結(jié)構(gòu)，故感官評(píng)價(jià)達(dá)(19.00±1.00)分，相較于其他條件得分更高，是對(duì)照組的0.508倍。新鮮萵筍中葉綠素的含量為4.900 mg/100 g，低溫貯藏8 d后超聲10 min處理?xiàng)l件下的鮮切萵筍葉綠素含量最高，相較于其他處理?xiàng)l件更好地維持了色澤品質(zhì)。因此，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，選擇超聲時(shí)間為5、10、15 min進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)為宜。

(3)超聲溫度對(duì)鮮切萵筍保鮮效果的影響。超聲溫度對(duì)鮮切萵筍各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的影響如圖3所示。由圖3可知，超聲處理溫度顯著影響鮮切萵筍的保鮮品質(zhì)。65 ℃處理時(shí)，處理組和對(duì)照組的a*值上升極為顯著；25 ℃處理下較為顯著；35 ℃和45 ℃處理時(shí)，處理組區(qū)別并不顯著；但45 ℃處理下a*值上升最為緩慢，是對(duì)照組的2.136倍。鮮切萵筍在前6 d時(shí)，65 ℃處理時(shí)處理組較其他組感官評(píng)價(jià)下降最為迅速，在第8 d用45 ℃處理時(shí)，處理組感官評(píng)價(jià)為(19.333±2.517)分，是對(duì)照組的0.465倍。葉綠素含量在貯藏期間呈下降趨勢(shì)，低溫貯藏2 d后，45 ℃處理?xiàng)l件下葉綠素含量下降最慢，對(duì)照組下降最快。經(jīng)過8 d低溫貯藏后45 ℃處理?xiàng)l件下的鮮切萵筍葉綠素含量最高，為(2.519±0.039) mg/100 g，相較于其他處理?xiàng)l件更好地維持了色澤品質(zhì)，這與上面有關(guān)色差的研究結(jié)果基本一致。因此，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，選擇超聲溫度為35、45、55 ℃進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)為宜。

圖1 超聲功率對(duì)鮮切萵筍品質(zhì)指標(biāo)的影響

圖2 超聲時(shí)間對(duì)鮮切萵筍品質(zhì)指標(biāo)的影響

(4)不同濃度ZnO NPs處理對(duì)鮮切萵筍保鮮效果的影響。ZnO NPs溶液濃度對(duì)鮮切萵筍各項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)的影響如圖4所示。由圖4可知，隨著ZnO NPs溶液濃度的增加，其鮮切萵筍失重率和a*值呈先下降后上升的趨勢(shì)，且第8 d時(shí)ZnO NPs溶液濃度為0.07 g/L的失重率最低，為(2.553±0.037)%，比對(duì)照組降低0.366倍；a*值上升最為緩慢。感官評(píng)價(jià)和葉綠素含量均呈先上升后下降趨勢(shì)，在第0 d時(shí)各處理組間差異性不大，均呈現(xiàn)出良好的感官品質(zhì)，然而自第2 d起，對(duì)照組開始較其他組感官評(píng)價(jià)下降迅速，0.07 g/L的ZnO NPs溶液濃度感官評(píng)價(jià)下降最慢；新鮮萵筍0.07 g/L濃度條件下葉綠素含量下降最慢，經(jīng)過8 d低溫貯藏后葉綠素含量最高，為(3.718±0.096) mg/100 g,比對(duì)照組增加了49.25%，相較于其他處理?xiàng)l件更好地維持了色澤品質(zhì)，這與上面有關(guān)色差的研究結(jié)果基本一致。因此，根據(jù)單因素實(shí)驗(yàn)結(jié)果結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，選擇ZnO NPs溶液濃度為0.05、0.07、0.09 g/L進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化試驗(yàn)為宜。

圖3 超聲溫度對(duì)鮮切萵筍品質(zhì)指標(biāo)的影響

圖4 ZnO NPs溶液濃度對(duì)鮮切萵筍品質(zhì)指標(biāo)的影響

2.2 響應(yīng)面試驗(yàn)結(jié)果

(1)響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)果。以超聲功率(A)、超聲時(shí)間(B)、超聲溫度(C)、ZnO NPs溶液濃度(D)為自變量，以失重率(Y1)、a*值(Y2)和葉綠素含量(Y3)作為響應(yīng)值，利用Design Expert 8.0.6軟件進(jìn)行響應(yīng)面試驗(yàn)，響應(yīng)面試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果如表3、4所示，再對(duì)響應(yīng)面結(jié)果進(jìn)行多元回歸擬合分析，分析結(jié)果如表5所示。

表3 超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮處理響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行多元回歸擬合，其失重率(Y1)與超聲功率(A)、超聲時(shí)間(B)、超聲溫度(C)和ZnO NPs濃度(D)的多元回歸方程為

Y1=0.36+0.11A+0.37B+0.67C+0.14D+0.23AB+0.065AC+0.013AD+0.49BC+

0.50BD-0.038CD+0.17A2+0.36B2+1.35C2+0.33D2。

由表5可見，鮮切萵筍失重率的回歸模型P值<0.01，說明該模型的回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。失擬項(xiàng)P值為0.172 2>0.05，說明失擬項(xiàng)無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，無失擬因素存在；模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.981 7，校正相關(guān)系數(shù)Adj.R2=0.963 4，說明該模型與實(shí)際情況擬合很好，實(shí)驗(yàn)誤差小，對(duì)鮮切萵筍失重率的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性高。在回歸模型中，一次項(xiàng)B、C，交互項(xiàng)BC、BD和二次項(xiàng)B2、C2、D2有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；一次項(xiàng)A、D，交互項(xiàng)AB和二次項(xiàng)A2有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。由此表明各個(gè)試驗(yàn)因子與響應(yīng)值之間的關(guān)系不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

表4 超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮處理響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)結(jié)果

采用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行多元回歸擬合，其a*值(Y2)與超聲功率(A)、超聲時(shí)間(B)、超聲溫度(C)和ZnO NPs濃度(D)的多元回歸方程為

Y2=-9.93-0.16A-1.75B-3.22C-0.093D-0.17AB+0.10AC+0.030AD-0.70BC+

0.070BD-0.50CD+1.88A2+2.63B2+3.09C2+1.87D2。

由表5可見，鮮切萵筍a*值的回歸模型P值<0.01，說明該模型的回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。失擬項(xiàng)P值為0.077 8>0.05，說明失擬項(xiàng)無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，無失擬因素存在；模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.966 1，校正相關(guān)系數(shù)Adj.R2=0.932 2，說明模型的擬合程度較好，可用該回歸方程對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。在回歸模型中，一次項(xiàng)B、C和二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。

采用Design Expert 8.0.6軟件對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ瓦M(jìn)行多元回歸擬合，其葉綠素含量(Y3)與超聲功率(A)、超聲時(shí)間(B)、超聲溫度(C)和ZnO NPs濃度(D)的多元回歸方程為

Y3=0.77-8.333E-004A+3.333-003B+0.058C+6.667-003D+5.000-003AB-2.500

-003AC+0.010AD+0.060BC-0.020BD+0.030CD-0.093A2-0.12B2-0.087C2-0.16D2。

由表5可見，鮮切萵筍葉綠素含量的回歸模型P值<0.01，說明該模型的回歸方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。失擬項(xiàng)P值為0.978 8>0.05，說明失擬項(xiàng)無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，無失擬因素存在；模型的復(fù)相關(guān)系數(shù)R2=0.954 4，校正相關(guān)系數(shù)Adj.R2=0.908 8，說明該模型與實(shí)際情況擬合很好，實(shí)驗(yàn)誤差小，對(duì)鮮切萵筍葉綠素含量的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性高。在回歸模型中，一次項(xiàng)C和二次項(xiàng)A2、B2、C2、D2有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)，交互項(xiàng)BC有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。由此表明各試驗(yàn)因子與響應(yīng)值之間的關(guān)系不是簡(jiǎn)單的線性關(guān)系。

表5 回歸模型的方差分析

(2)失重率的響應(yīng)面曲線分析及優(yōu)化。鮮切萵筍中的水分和營養(yǎng)物質(zhì)因?yàn)楹粑饔煤驼趄v作用很容易被消耗，造成萵筍重量上的損失，這是鮮切萵筍失重的主要原因，同時(shí)水分流失也是導(dǎo)致果蔬萎蔫、變質(zhì)及腐爛的重要原因，故而失重率是評(píng)價(jià)鮮切萵筍失水程度的重要指標(biāo)之一，具有重要的實(shí)踐意義。兩因素相互作用影響超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮法失重率的響應(yīng)曲面圖及等高線圖如圖5所示。由圖5可知，超聲功率(A)和超聲時(shí)間(B)的等高線偏圓形，響應(yīng)面較為陡峭，說明AB間的交互作用對(duì)鮮切萵筍失重率的影響達(dá)到顯著水平；超聲時(shí)間(B)和超聲溫度(C)以及超聲時(shí)間(B)和ZnO NPs濃度(D)的等高線呈現(xiàn)橢圓形，響應(yīng)面更陡峭，說明BC間和BD間的交互作用非常顯著，且BC和BD的交互效應(yīng)對(duì)于鮮切萵筍失重率的影響程度較高。

圖5 兩因素相互作用影響超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮法失重率的響應(yīng)曲面圖及等高線圖

(3)a*值的響應(yīng)面曲線分析及優(yōu)化。鮮切萵筍在貯藏過程中的褐變主要是多酚物質(zhì)的氧化所導(dǎo)致的，當(dāng)萵筍呈新鮮狀態(tài)時(shí)，多酚與O2被區(qū)域化隔離，當(dāng)對(duì)萵筍進(jìn)行切割時(shí)，多酚與O2接觸，從而發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生紅棕色醌，醌在植物體內(nèi)可以發(fā)生自身聚合或與細(xì)胞內(nèi)的氨基酸和蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生黑色或褐色的沉淀物。兩因素相互作用影響超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮法a*值的響應(yīng)曲面圖及等高線圖如圖6所示。由圖6可知，超聲溫度對(duì)鮮切萵筍a*值影響較大，可能與溫度升高易破壞多酚氧化酶(PPO)活性有關(guān)。而超聲溫度、超聲功率和ZnO NPs溶液濃度對(duì)鮮切萵筍a*值的影響不顯著，表現(xiàn)為其響應(yīng)面較為平緩。

圖6 兩因素相互作用影響超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮法a*值的響應(yīng)曲面圖及等高線圖

(4)葉綠素含量的響應(yīng)面曲線分析及優(yōu)化。葉綠素含量是影響萵筍及其加工品色澤的重要因素，其在光照、高溫等條件下易分解導(dǎo)致葉綠素含量的降低。兩因素相互作用影響超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮法葉綠素含量的響應(yīng)曲面圖及等高線圖如圖7所示。由圖7可知，超聲時(shí)間(B)和超聲溫度(C)的等高線偏圓形，響應(yīng)面較為陡峭，說明BC間的交互作用對(duì)鮮切萵筍葉綠素含量的影響達(dá)到顯著水平。超聲時(shí)間和超聲溫度對(duì)鮮切萵筍葉綠素含量影響較大，可能是由于溫度過高加速了葉綠素的分解。

圖7 兩因素相互作用影響超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮法葉綠素含量的響應(yīng)曲面圖及等高線圖

(5)各因素間的交互作用分析。響應(yīng)面圖可以評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)因素對(duì)響應(yīng)值的交互作用的大小，以確定最佳的水平范圍。響應(yīng)曲面的坡度越陡峭，則表明響應(yīng)值對(duì)條件的改變?cè)矫舾?，相反，如果響?yīng)面的坡度相對(duì)平緩，則表明鮮切萵筍可以忍受處理?xiàng)l件的改變，而不影響到響應(yīng)值的大小。根據(jù)Design Expert 8.0.6軟件對(duì)不同條件處理鮮切萵筍的最佳工藝參數(shù)回歸方程擬合優(yōu)化后，得到超聲協(xié)同ZnO NPs處理鮮切萵筍保鮮的最佳工藝為超聲功率297.21 W、超聲時(shí)間10.50 min、超聲溫度46.47 ℃、ZnO NPs溶液濃度0.07 g/L。為方便實(shí)驗(yàn)，將最佳工藝優(yōu)化后取為超聲功率300 W、超聲時(shí)間10 min、超聲溫度46 ℃、ZnO NPs溶液濃度0.07 g/L。在此條件下保鮮貯藏8 d的鮮切萵筍失重率為(0.23±0.002)%，比對(duì)照組降低0.245倍；a*值和葉綠素含量分別為(-9.98±0.19) mg/100 g和(1.340±0.044) mg/100 g，比對(duì)照組增加66.89%和51.64%。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)研究不同超聲功率、超聲時(shí)間以及超聲溫度處理對(duì)鮮切萵筍保鮮效果的影響，并對(duì)最佳處理?xiàng)l件進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化，確定超聲協(xié)同ZnO NPs保鮮方法的最佳配比。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：①超聲協(xié)同ZnO NPs處理鮮切萵筍的最佳工藝條件為超聲功率300 W，超聲時(shí)間10 min，超聲溫度46 ℃，ZnO NPs溶液濃度0.07 g/L，在此條件下鮮切萵筍保鮮效果較好，a*值和葉綠素含量分別可達(dá)-9.98和1.340 mg/100 g，貯藏8 d后的鮮切萵筍失重率可降低至0.23%；②超聲協(xié)同ZnO NPs處理顯著抑制鮮切萵筍失重率的上升，抑制莖部切口褐變，延遲腐爛的速度，減緩葉綠素的降解，能夠較好地維持鮮切萵筍的感官品質(zhì)。但超聲功率過高會(huì)增大鮮切萵筍的失水速度，適宜功率的超聲波處理隨著時(shí)間的延長(zhǎng)也會(huì)增大鮮切萵筍的失水率，超聲溫度升高有助于減少鮮切萵筍表面微生物，但溫度升高到一定時(shí)，鮮切萵筍的失重率也會(huì)受到一定影響。溫度和功率均會(huì)影響鮮切果蔬保鮮過程中SOD、POD、PPO和CAT等相關(guān)酶的活性，從而影響鮮切果蔬的貯藏品質(zhì)。