鮮切山藥兩種物理保鮮處理方式的比較

錢 井 滿 杰 韋 強 林 瓊

(1. 北京市農業技術推廣站，北京 100029；2. 中國農業科學院農產品加工研究所，北京 100193)

山藥為薯蕷科薯蕷屬多年生草本植物，口感清脆，營養豐富[1-2]，具有補中益氣，提高人體免疫力、改善消化功能、降血脂[3]、抗氧化[4]、抗衰老[5]等藥理作用，是中國傳統保健食品之一。鮮切蔬菜因方便快捷，被越來越多的消費者所喜愛，是現代蔬菜消費的新趨勢[6-7]。鮮切山藥既保留了山藥的營養成分，同時又具備鮮切果蔬方便快捷、可完全食用的特點，是目前山藥最合適的加工方式之一[8]，其生產以山藥片、去皮山藥段、山藥塊3種加工形式為主，由于在加工過程中經過了去皮和切分處理，產品易受微生物污染[9]，嚴重影響鮮切山藥的食用和商品價值[10]，而殺菌可有效抑制微生物生長，保持鮮切蔬菜品質，因此，清洗殺菌工藝至關重要[11]。

目前，國內外鮮切果蔬主要通過物理和化學兩種方式進行殺菌，結合低溫貯藏、氣調保鮮、生物及化學保鮮等技術抑制微生物生長，延長貨架期[12-14]。京郊鮮切蔬菜往往采用次氯酸鈉溶液清洗殺菌，結合低溫、氣調或者真空包裝等方法，以保證較長的貨架期[15]，然而，化學保鮮劑如亞硫酸鹽存在一定的安全隱患[16]。UV-C照射作為一種物理殺菌方法，具有簡單、安全、經濟的特點，被處理的產品無污染、無化學殘留，滿足現階段生產者和消費者對綠色環保處理方式的需求[17]，在食品保鮮中具有良好的應用前景[18]。研究表明，UV-C照射利于保持藍莓[19]、鮮切蓮藕[20]、鮮切甘蔗[21]、鮮切黃瓜片[22]產品品質，但有關UV-C照射對去皮山藥段貯藏品質的研究報道較少。超聲波對鮮切芹菜[23]、鮮切胡蘿卜[24]具有較好的抑菌效果，然而，超聲波在鮮切山藥保鮮中的研究尚未見報道。研究擬以去皮山藥段為研究對象，探究貯藏期間UV-C照射與超聲波處理對其保鮮效果的影響，并以次氯酸鈉和未殺菌處理作為對照，明確兩種物理殺菌方式的保鮮效果，以期為鮮切果蔬的貯藏保鮮提供依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料與試劑

普通山藥：北京市天安農業發展有限公司；

次氯酸鈉溶液：食品級，廣州市九品環保科技有限公司；

平板計數瓊脂：北京奧博星生物技術有限責任公司；

碳酸鈉、鄰苯二酚、Folin-Ciocalteu：分析純，天津市光復科技發展有限公司；

乙醇：分析純，天津市永大化學試劑有限公司。

1.1.2 主要儀器設備

恒溫水浴鍋：HHS-21-4型，上海博迅實業有限公司醫療設備廠；

生化培養箱：SPX-1508-7型，上海博迅實業有限公司醫療設備廠；

立式壓力蒸汽滅菌鍋： BXM-30R型，上海博迅實業有限公司醫療設備廠；

超凈工作臺：HDL APPARATUS型，北京東聯哈爾儀器制造；

雙頻數控超聲波清洗機器：KQ-500VDE型，昆山市超聲儀器有限公司；

分光測色儀：NS-A-1608型，深圳市三恩時科技有限公司；

菌落計數器：YLA-30A型，北京中興偉業儀器有限公司；

超純水系統：Easy2-15型，上海康雷分析儀器有限公司；

電子天平：AR2202CN型，奧豪斯儀器(上海)有限公司；

水果硬度計：GY-4型，浙江托普儀器有限公司；

漩渦振蕩器：QL-901型，海門市其林貝兒儀器制造有限公司；

紫外分光光度計：UA8000A型，上海市元析儀器科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 試驗方法 選擇粗細均勻、無機械損傷的山藥，去除表面泥沙，去皮、切段(8～10 cm)。分別采用超聲波(頻率45 kHz)處理3 min、3 kJ/m2的UV-C正反面各照射240 s(去皮山藥段距燈管20 cm，紫外線強度0.623 mW/cm2)；并以50 mg/L次氯酸鈉溶液浸泡3 min和未殺菌處理(自來水浸泡3 min)作為對照。自然瀝干，真空包裝，每個處理重復20次，每袋真空包裝300 g，于溫度0～2 ℃、相對濕度85%～95%下冷藏14 d，測定其硬度、褐變度、感官品質、菌落總數、總酚和多酚氧化酶活性變化情況。

1.2.2 褐變指數測定 采用色差儀分別測定去皮山藥段中間和兩端的L*、a*、b*值，結果取平均值，并根據文獻[25]計算褐變指數。

1.2.3 硬度測定 采用水果硬度計分別穿刺測定山藥段邊緣、中心位置硬度，結果取平均值。

1.2.4 感官品質評價 由5名專業人員根據產品的顏色、組織狀態、氣味情況進行感官評價，6分為商業拒絕點，具體評價標準根據文獻[26-27]修改，如表1所示。

表1 鮮切山藥感官評價標準

1.2.5 菌落總數測定 根據文獻[28]。

1.2.6 總酚測定 根據文獻[29]并修改。

(1) 樣品液制備：稱取1.0 g樣品，研磨至勻漿狀，按料液比1∶20 (g/mL)加入80%乙醇溶液，超聲30 min(頻率45 kHz，功率30 W)，12 000 r/min離心20 min，取上清液用于總酚測定。

(2) 總酚測定：取1 mL適當稀釋的提取液，加入1 mL Folin-Ciocalteu試劑，加入2.0 mL質量分數為7%的Na2CO3溶液，搖勻，30 ℃水浴2 h，測定760 nm處吸光值，以沒食子酸為標準品，總酚含量以mg/100 g(以鮮樣計)為單位表示，重復3次。

1.2.7 多酚氧化酶活性檢測 根據文獻[30]并修改。

(1) PPO粗提液：稱取1 g樣品，加入5 mL預冷后的pH為6.8的磷酸緩沖液(0.1 mol/L，PBS)，冰浴下充分研磨至勻漿狀后轉移至離心管，于4 ℃、12 000 r/min離心15 min，收集上清液于4 ℃冰箱暫存。

(2) PPO活性測定：移取1.0 mL PBS溶液于試管中，加入1 mL 0.02 mol/L鄰苯二酚溶液，35 ℃水浴10 min，加入1 mL PPO粗提取液，混合后倒入比色皿中，測定410 nm處吸光值，以PBS溶液為空白參照，每30 s測定1次，連續測定5 min，以每克組織每分鐘吸光值變化0.01定義為一個酶活力單位(U)。

1.2.8 數據統計方法 每組平行3 次，采用Excel 2016軟件進行數據統計，結果以平均值±標準差表示；采用OriginPro 8.5軟件作圖；采用 SPSS 20.0軟件進行差異顯著性分析，P≤0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 對去皮山藥段褐變指數的影響

由圖1可知，去皮山藥段褐變指數隨貯藏時間的延長而增加。貯藏前期(0～9 d)，各處理對去皮山藥段褐變的影響差異不顯著，可能與低溫及真空包裝抑制各處理組褐變反應有關。貯藏第7天，UV-C處理的褐變指數顯著低于超聲處理的(P≤0.05)，可能與UV-C處理的抗褐變效果較好有關，也可能是因為檢測時取樣個體間存在一定差異。貯藏第13天，UV-C處理的褐變指數顯著低于其他處理的(P≤0.05)，與劉容等[30]的結論一致，可能與貯藏后期UV-C處理組酚類積累、抗氧化活性升高有關。綜上，13 d貯藏期內，UV-C處理可有效抑制去皮山藥段褐變。

圖1 殺菌方式對去皮山藥段褐變指數的影響

2.2 對去皮山藥段硬度的影響

由圖2可知，去皮山藥段硬度隨貯藏時間的增加而降低。貯藏前期(0～7 d)，各處理組山藥硬度無顯著差異。貯藏末期(11～13 d)，UV-C處理的硬度顯著高于其他處理的(P≤0.05)，說明UV-C處理在保持山藥硬度方面優于其他處理。解新方等[20]研究發現，UV-C處理可以減緩鮮切蓮藕硬度的下降，與試驗結果基本一致，這可能是因為UV-C照射會增加果實組織中多胺(腐胺、精胺等)，而多胺物質可以抑制細胞壁降解酶的體外活性，從而使果實組織保持較高的硬度，保持細胞完整性，延緩果實的軟化[31-32]。綜上，UV-C照射處理可以減緩去皮山藥段硬度的下降。

圖2 殺菌方式對去皮山藥段硬度的影響

2.3 對去皮山藥段感官品質的影響

由表2可知，感官評分隨貯藏時間的延長而減少。貯藏第5天，各處理組感官品質差異顯著(P≤0.05)，各殺菌處理組的感官評分顯著高于未殺菌對照的(P≤0.05)，說明殺菌處理可以顯著減緩山藥感官品質下降。貯藏第13天，各殺菌處理組的感官評分均顯著高于未殺菌對照的(P≤0.05)；超聲波處理的感官評分為5.57，低于商業拒絕點；UV-C處理的感官評分較高，僅次于次氯酸鈉處理組，且兩者無顯著差異。UV-C處理的感官評分較高，可能與UV-C照射有效抑制褐變、減緩微生物增加有關，也可能與UV-C照射抑制鮮切果蔬呼吸強度，減緩果肉硬度下降等因素有關，與高建曉等[33]的結果基本一致。綜上，UV-C照射可以減緩去皮山藥段感官品質劣變速度，具有一定的保鮮作用。

表2 殺菌方式對去皮山藥段感官品質的影響?

2.4 對去皮山藥段菌落總數的影響

由圖3可知，隨著貯藏時間的延長，菌落總數明顯增加。貯藏第5天，各殺菌處理的菌落總數顯著低于未殺菌對照的(P≤0.05)，說明殺菌處理可以有效抑制菌落增長。貯藏第11天，UV-C處理的菌落總數最低，與次氯酸鈉對照組無顯著差異。UV-C照射鮮切果蔬可能通過破壞微生物的DNA直接殺死微生物，控制果蔬表面微生物和病原菌生長繁殖[17]，同時提升鮮切果蔬自身抗病性。綜上，UV-C處理可以有效減緩菌落總數的增加速率，減輕微生物感染程度，具有一定的殺菌作用。

圖3 殺菌方式對去皮山藥段菌落總數的影響

2.5 對去皮山藥段總酚含量的影響

由圖4可知，貯藏期間，總酚含量呈先上升后下降的趨勢，主要是因為山藥切分后由于機械損傷誘導合成大量酚類物質，而后酚類物質發生氧化被消耗，含量降低[26]。貯藏第13天，UV-C處理的總酚含量是未殺菌對照的1.49倍，顯著高于超聲和未殺菌對照的(P≤0.05)，與文獻[21,30]的結論一致，這可能與UV-C誘導鮮切果蔬功能成分的增加有關，具體原因需進一步試驗明確。總之，貯藏期間，UV-C處理的總酚含量顯著高于其他處理的(P≤0.05)。

圖4 殺菌方式對去皮山藥段總酚含量的影響

2.6 對去皮山藥段PPO活性的影響

由圖5可知，貯藏期間，PPO活力呈先上升后下降趨勢，貯藏第7天，次氯酸鈉對照、超聲波與UV-C處理的PPO活力較未殺菌對照分別降低了35.08%，27.82%，16.53%，各處理間差異顯著(P≤0.05)。貯藏第13天，未殺菌對照的PPO活力顯著高于其他處理組的(P≤0.05)。PPO活力上升可能是因為山藥去皮切段加工后生物膜系統受到損傷，PPO被活化，催化酚類物質與氧氣結合；貯藏后期(7～13 d)，PPO活力下降，可能是因為鮮切蔬菜自身抗逆性增加，PPO活力受到抑制，UV-C等殺菌處理對PPO活力抑制程度較高，貯藏期間PPO活力變化相對較小。也有研究[34]發現貯藏期間鮮切山藥PPO活力呈單一上升趨勢，可能與山藥種類或貯藏條件有關，具體原因需進一步探究。綜上，次氯酸鈉、UV-C、超聲波3種殺菌處理可以在一定程度上抑制PPO活力，UV-C抑制PPO活力效果優于超聲波處理，可能與UV-C調節酶生產相關遺傳物質有關[35]。

圖5 殺菌方式對去皮山藥段PPO活性的影響

3 結論

試驗表明，在溫度0～2 ℃、相對濕度85%～95%的貯藏條件下，UV-C、超聲波兩種殺菌方式對鮮切山藥均具有一定的保鮮效果。UV-C處理的保鮮效果較好，貯藏期間可以有效減緩山藥感官品質下降速度、明顯抑制細菌繁殖、減輕氧化損傷，提升保鮮效果，貯藏第13天的感官評分為6.3，菌落總數為5.48 lg(CFU/g)且顯著低于其他處理的(P≤0.05)，說明其保鮮期可達13 d；超聲波處理的保鮮效果稍差，雖然貯藏期間褐變指數較高，但是可以明顯抑制細菌繁殖，減緩山藥感官品質下降速度，貯藏第11天的感官評分為6.4，說明其保鮮期可達11 d。后續可研究多種物理、化學和生物保藏技術的聯合應用，可能會更好地抑制微生物生長，延長鮮切果蔬的貨架期。