微酸性電解水對采后香蔥抑菌特性及貯藏品質的影響

焦 賀，孟 敵，韓 穎，王馨渝，李鵬霞，胡花麗，李國鋒,,*，劉 玲,*

（1.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110866；2.江蘇省農業科學院農業設施與裝備研究所，江蘇 南京 210014；3.農業農村部農產品冷鏈物流技術重點實驗室，江蘇 南京 210014）

香蔥是一種典型的百合科類蔬菜，因其質地柔嫩、味清香微辣、可調味去腥等特點而成為一種廣受歡迎的食品調味品[1]。另外，香蔥中含有豐富的黃酮類化合物、含硫化合物、甾體化合物、多糖等活性成分，在抗血小板凝集、抑菌、抗氧化等方面具有一定的功效，也是一種兼具營養及藥用價值的蔬菜[2]。然而，在采后貯藏過程中，香蔥組織易發生干枯、腐爛，導致蔥葉失水、失綠黃化及營養物質降解劣變等問題。

近年來，隨著香蔥鮮食需求數量及質量要求的提升，提高香蔥貯藏保鮮技術已經成為亟需解決的問題。Yoshihiro等[3]的研究表明，在20 ℃條件下，10%或20% CO2處理香蔥7 d可減少葉綠素的降解和總游離氨基酸的積累，延緩葉片變黃衰老。Wu Chuanwan等[4]的研究表明，0.5 μL/L的1-甲基環丙烯處理顯著降低了采后香蔥的質量損失率，維持了較高的葉綠素和抗壞血酸含量，降低了苯丙氨酸解氨酶、肉桂醇脫氫酶和過氧化物酶的活性，抑制了木質素和纖維素的積累。但截至目前，關于香蔥采后腐爛的控制技術鮮有報道。

微酸性電解水（slightly acidic electrolyzed water，SAEW）是在直流電壓下電解NaCl生成的一種水溶液。與常用的次氯酸鈉相比，SAEW因克服了次氯酸鈉用于食品消毒時存在的殘留氯高、用后處理困難、生成有害物質三氯甲烷的缺點而廣泛應用于果蔬、水產品、肉產品等保鮮中[5]。Hao Jianxiong等[6]以次氯酸鈉溶液作為對照，研究了SAEW對接種大腸桿菌和枯草芽孢桿菌的香菜樣品中微生物的影響，結果表明，SAEW對鮮切香菜具有較強的殺菌能力，可替代次氯酸鈉溶液。唐志龍等[7]的研究顯示，SAEW凝膠在控制天麻鮮切片表面微生物的危害和延緩品質衰減方面有一定潛力。此外，胡朝暉等[8]發現，使用SAEW處理鮮切蓮藕可以明顯降低附著在產品上的各類微生物數量，增加產品的食用安全性，而且與強酸性電解水相比，SAEW有著更強的殺菌效果。然而，目前尚鮮見SAEW處理對采后香蔥抑菌保鮮方面的研究。

因此，本實驗以采后香蔥為研究對象，探究SAEW對采后香蔥的抑菌效果及貯藏品質的影響，旨在明確SAEW處理采后香蔥抑菌及衰老特性，為采后香蔥的抑菌保鮮提供理論依據和技術參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

香蔥采購于江蘇省南京市玄武區孝陵衛集貿市場。采購后于1 h內送到江蘇省農業科學院農業設施與裝備研究所處理實驗室。將整簇的香蔥分離成單棵，挑選新鮮、大小均勻的香蔥作為實驗材料。

濃鹽酸、濃硫酸 上海凌峰化學試劑有限公司；對氨基苯磺酸、考馬斯亮藍G-250 國藥集團化學試劑有限公司；茚三酮、2-硫代巴比妥酸、L-亮氨酸、L-抗壞血酸 上海麥克林生化科技有限公司；無水乙醇（分析純）上海久億化學試劑有限公司；冰醋酸（分析純）西隴科學股份有限公司。

1.2 儀器與設備

CLD-35L-III次氯酸生成器 南京氯盾科技有限公司；電子天平、Seven Multi pH計 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；H3-16KR臺式高速冷凍離心機 湖南可成儀器設備有限公司；TU-1810紫外-可見分光光度計北京普析通用儀器有限責任公司；HH-4數顯恒溫水浴鍋常州萬達升試驗儀器有限公司；Tissuelyser-64多樣品快速研磨儀 上海凈信實業發展有限公司。

1.3 方法

1.3.1 SAEW的制備

使用次氯酸生成器，以一定量的NaCl溶液和水作為原料，通過電解模塊進行脈沖循環電解（pulse cycle electrolysis，PCE）生成SAEW。使用pH計測定其pH值，用碘量法測定其有效氯質量濃度（SAEW的pH值為5.85，有效氯質量濃度為300 mg/L）。實驗中所需要的樣品質量濃度以300 mg/L的SAEW加入水進行稀釋。

1.3.2 SAEW處理質量濃度的篩選

挑選符合實驗要求的香蔥隨機分為4 組，每處理重復3 次，每組共180 棵。分別采用0、100、200 mg/L和300 mg/L SAEW浸泡處理5 min。處理完畢后置于架子上瀝干水分，隨后裝入帶孔的聚丙烯袋（490 mm×300 mm，20 μm）中，將包裝好的香蔥置于（4±1）℃環境中貯藏，在貯藏第5天進行取樣，每組隨機選取20 棵香蔥，選取每棵香蔥中部（10±1）cm的葉片作為實驗材料，進行表型觀察和菌落總數的測定。

1.3.3 SAEW對香蔥貯藏品質的影響

根據SAEW處理質量濃度的優選結果，將符合實驗要求的香蔥分為兩組，每組240 棵，分別采用200 mg/L的SAEW和自來水（對照，CK）浸泡處理5 min，處理完畢后置于架子上瀝干水分，將兩組香蔥分別裝入帶孔的聚丙烯袋（490 mm×300 mm，20 μm）中，置于（4±1）℃條件下貯藏7 d，隔天取樣，每次每處理取60 棵香蔥，選取每棵香蔥中部（10±1）cm的葉片作為實驗材料。鮮樣用于測定菌落總數，其余樣品液氮冷凍，用于其他各項指標的測定，每個處理重復3 次。

1.3.4 指標測定

1.3.4.1 質量損失率的測定

采用稱重法測定香蔥的質量損失率，每個處理重復測定3 次。

1.3.4.2 腐爛率的測定

參考康晨等[9]的方法測定香蔥的腐爛率。以香蔥葉片出現水漬狀腐爛，并且腐爛面積大于香蔥葉片總面積的30%為標準，腐爛棵數為每次統計腐爛棵數的累加，按下式計算腐爛率：

1.3.4.3 菌落總數的測定

采用GB 4789.2—2022《食品微生物學檢驗 菌落總數測定》[10]測定香蔥葉片中菌落總數。

1.3.4.4 葉綠素含量的測定

參考安容慧等[11]的方法測定香蔥中葉綠素含量。

1.3.4.5 VC含量的測定

參照GB 5009.86—2016《食品中抗壞血酸的測定》[12]測定香蔥葉片中VC的含量。

1.3.4.6 可溶性糖含量的測定

參考李文硯等[13]的方法測定香蔥中可溶性糖含量。

1.3.4.7 可溶性蛋白含量的測定

參考Jiang Ke等[14]的方法稍作修改。準確稱取0.5 g研磨后的香蔥樣品，加入5 mL 0.1 mol/L磷酸緩沖溶液（pH 7.2），混勻后離心（4 ℃、10 000×g，15 min），取0.1 mL上清液，加入5 mL考馬斯亮藍G-250溶液，混勻后于595 nm波長處測定吸光度。重復測定3 次，取平均值。

1.3.4.8 總游離氨基酸含量的測定

采用茚三酮比色法[15]測定香蔥中總游離氨基酸的含量。

1.3.4.9 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量的測定

采用硫代巴比妥酸法[16]測定香蔥中MDA的含量。

1.3.4.10 亞硝酸鹽含量的測定

參考GB 5009.33—2016《食品中亞硝酸鹽與硝酸鹽的測定》[17]的方法稍作修改。準確稱取0.5 g研磨后的香蔥樣品，加入2.5 mL飽和硼砂溶液，研磨后向其中加入2.5 mL 70～80 ℃的蒸餾水，混勻后于沸水浴中加熱15 min，取出后冷卻10 min，隨后向其中加入1 mL亞鐵氰化鉀溶液，搖勻后加入1 mL乙酸鋅溶液，搖勻靜置30 min后離心（4 ℃、10 000×g，15 min），取上清液備用。吸取2.5 mL上清液，加入2 mL對氨基苯磺酸溶液，混勻靜置3～5 min后加入1 mL鹽酸萘乙二胺溶液，混勻后靜置15 min，于538 nm波長處測定吸光度。重復測定3 次，取平均值。

1.4 數據處理與分析

2 結果與分析

2.1 SAEW處理香蔥的質量濃度篩選

2.1.1 不同質量濃度SAEW處理對采后香蔥外觀品質的影響

不同質量濃度SAEW處理采后香蔥貨架5 d的外觀品質情況如圖1所示，各處理組香蔥均出現不同程度的腐爛現象，低質量濃度（100 mg/L）SAEW處理對香蔥表型的影響不明顯，然而200 mg/L的SAEW處理明顯減輕了香蔥組織的腐爛情況。值得注意的是，300 mg/L的SAEW處理可能對香蔥存在傷害，該處理加重了香蔥的腐爛。

圖1 不同質量濃度SAEW處理對香蔥外觀品質的影響Fig.1 Effects of different concentrations of SAEW treatment on the appearance quality of chives

2.1.2 不同質量濃度SAEW處理對采后香蔥菌落總數的影響

不同質量濃度SAEW處理香蔥貨架5 d的菌落總數如圖2所示，與0 d相比，貯藏到第5天時，香蔥組織中的菌落總數顯著增加（P＜0.05）。然而，200 mg/L SAEW處理組的菌落總數較對照、100 mg/L和300 mg/L的SAEW處理組分別低了45.7%、41.9%和45.9%，可見，適宜質量濃度的SAEW處理能有效降低香蔥組織中的菌落總數。

圖2 不同質量濃度SAEW處理對香蔥中菌落總數的影響Fig.2 Effects of different concentrations of SAEW treatment on the total number of colonies in chives

因此，基于以上不同質量濃度SAEW處理對采后香蔥外觀品質以及菌落總數的影響特點，優選出200 mg/L的SAEW用于后續實驗。

2.2 SAEW對采后香蔥貯藏品質的影響

2.2.1 外觀品質

由圖3可看出，對照組的香蔥從貯藏第1天開始即出現腐爛現象，隨著貯藏時間的延長，這種腐爛癥狀不斷加重。然而，SAEW能夠在一定程度上延緩香蔥的腐爛情況，該處理組的香蔥僅在貯藏第7天時表現出輕微的腐爛癥狀。這與圖1質量濃度篩選的實驗結果一致，進一步表明200 mg/L的SAEW處理在維持香蔥外觀品質方面有一定作用。

圖3 SAEW處理對采后香蔥外觀品質的影響Fig.3 Effect of SAEW treatment on the appearance quality of postharvest chives

2.2.2 質量損失率

由圖4可看出，隨著貯藏時間的延長，采后香蔥的質量損失率逐漸上升。在貯藏前3 d，對照和SAEW處理組的質量損失率之間無顯著差異，但在貯藏5～7 d期間，SAEW處理香蔥的質量損失率顯著低于對照組。在貯藏第5天和第7天時，SAEW處理組的質量損失率比對照組分別降低了20.6%和17.2%。綜上，SAEW處理能夠顯著減緩采后香蔥貯藏過程中的質量損失。

圖4 SAEW處理對采后香蔥質量損失率的影響Fig.4 Effect of SAEW treatment on the mass loss rate in postharvest chives

2.2.3 腐爛率

從圖5可看出，香蔥在貯藏過程中不斷腐爛。對照組的香蔥在貯藏3～5 d期間腐爛率急劇上升，到貯藏第5天和第7天時，對照組香蔥的腐爛率分別達到13.3%和17.5%，而SAEW處理組僅為4.2%和9.2%。可見，SAEW處理顯著延緩了香蔥在采后貯藏過程中的腐爛進程。

圖5 SAEW處理對采后香蔥腐爛率的影響Fig.5 Effect of SAEW treatment on the rot rate of postharvest chives

2.2.4 菌落總數

由圖6可看出，隨著貯藏時間的延長，對照香蔥中的菌落總數逐漸增加。盡管SAEW處理組也呈現相同的增加趨勢，但在整個貯藏期間，SAEW處理組香蔥中的菌落總數明顯低于對照組。到貯藏第5天時，對照組香蔥中的菌落總數已經達到5.00（lg（CFU/g）），而SAEW處理組香蔥中的菌落總數僅為3.20（lg（CFU/g）），比對照組低了35.5%。可見，SAEW能夠顯著抑制采后香蔥中菌落總數的增長。

圖6 SAEW處理對采后香蔥中菌落總數的影響Fig.6 Effect of SAEW treatment on the total number of colonies in postharvest chives

2.2.5 葉綠素含量

如圖7所示，在整個貯藏期間，所有香蔥中的葉綠素a、葉綠素b和總葉綠素的含量均呈下降趨勢。在貯藏的前3 d，對照與SAEW處理組香蔥之間的總葉綠素含量無顯著差異，但貯藏到5～7 d時，對照組香蔥中的總葉綠素含量急劇下降，且僅為SAEW處理組的39.7%和46.6%。可見，SAEW能夠顯著延緩香蔥中葉綠素含量的降低。

圖7 SAEW處理對采后香蔥中葉綠素a（A）、葉綠素b（B）和總葉綠素（C）含量的影響Fig.7 Effect of SAEW treatment on the contents of chlorophyll a (A),chlorophyll b (B) and total chlorophyll (C) in postharvest chives

2.2.6 VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量

如圖8A所示，在貯藏第1天時，對照和SAEW處理香蔥中的VC含量均升高，之后明顯下降。在貯藏第3、5、7天時，SAEW處理香蔥中的VC含量分別為13.5、12.6 mg/100 g和11.9 mg/100 g，比對照組分別高3.5%、6.5%和12.7%。可見，SAEW處理能有效延緩香蔥中VC含量的降低。

圖8 SAEW處理對采后香蔥中VC（A）、可溶性糖（B）和可溶性蛋白（C）含量的影響Fig.8 Effect of SAEW treatment on the contents of VC (A),soluble sugar (B) and soluble protein (C) in postharvest chives

由圖8B可看出，在貯藏第1天時，所有香蔥中的可溶性糖含量均急劇下降，在之后的3～7 d期間則呈緩慢下降趨勢。相比之下，SAEW處理明顯減緩了香蔥中可溶性糖含量的下降速率。在貯藏第7天時，SAEW處理香蔥中的可溶性糖含量是對照組的1.1 倍。

如圖8C所示，隨著貯藏時間的延長，所有香蔥中的可溶性蛋白含量均不斷下降。在貯藏第1天時，對照與SAEW處理香蔥中的可溶性蛋白含量之間無顯著差異。然而，在貯藏3～7 d期間，SAEW處理香蔥中的可溶性蛋白含量顯著高于對照組。可見，SAEW處理對香蔥采后貯藏過程中可溶性蛋白含量的下降起到明顯的抑制作用。

2.2.7 總游離氨基酸

如圖9所示，在整個貯藏期間，香蔥中的總游離氨基酸含量不斷增加，而SAEW處理香蔥中的總游離氨基酸含量始終低于對照組。在貯藏第1天時，對照和SAEW處理香蔥中的總游離氨基酸含量分別為129.4 mg/100 g和79.6 mg/100 g，到貯藏第7天時，對照組香蔥中的總游離氨基酸含量上升到464.2 mg/100 g，而SAEW處理組香蔥中的總游離氨基酸含量為329.5 mg/100 g，比對照組低29.1%。可見，SAEW處理能夠有效抑制香蔥中總游離氨基酸的積累。

圖9 SAEW處理對采后香蔥中總游離氨基酸含量的影響Fig.9 Effect of SAEW treatment on the content of total free amino acids in postharvest chives

2.2.8 MDA和亞硝酸鹽

如圖10A所示，隨著貯藏期的延長，所有香蔥中的MDA含量均逐漸增加。除了貯藏第5天外，其他貯藏時間，SAEW處理顯著降低了香蔥中的MDA含量。貯藏至結束時，SAEW處理使香蔥中的MDA含量比對照組降低了9.3%，表明SAEW處理可有效抑制采后香蔥貯藏過程中MDA的積累。

圖10 SAEW處理對采后香蔥中MDA（A）和亞硝酸鹽（B）含量的影響Fig.10 Effect of SAEW treatment on the contents of MDA (A) and nitrite (B) in postharvest chives

如圖10B所示，隨著貯藏時間的延長，香蔥中的亞硝酸鹽不斷積累。但在整個貯藏期間，SAEW處理組香蔥中的亞硝酸鹽均極顯著低于對照組。如在貯藏第7天時，對照香蔥中的亞硝酸鹽含量已達到0.5 mg/kg，而SAEW處理香蔥中的亞硝酸鹽含量僅為0.3 mg/kg。可見，SAEW處理能顯著延緩采后香蔥中亞硝酸鹽的積累。

2.2.9 相關性分析

如圖11所示，質量損失率與菌落總數、總游離氨基酸、MDA和亞硝酸鹽含量呈極顯著正相關，與葉綠素、VC、可溶性糖以及可溶性蛋白含量呈極顯著負相關，該結果表明，SAEW處理可減緩采后香蔥貯藏過程中的失水問題，降低香蔥中葉綠素和VC等營養物質的降解，同時抑制菌落總數的生長和亞硝酸鹽等有害物質的積累，維持香蔥較好的品質。

圖11 SAEW處理采后香蔥品質指標間的相關性分析Fig.11 Correlation analysis among quality indexes of postharvest chives treated with SAEW

3 討論與結論

采后香蔥易受許多食源性致病菌污染而腐爛，因此需要有效的處理方法。目前，SAEW作為一種廣譜殺菌劑，因其制取成本低、與普通水理化指標相近、對環境友好、對人體無毒副作用等優點在食品消毒、果蔬保鮮等領域被廣泛應用[18]。基于此，本研究使用SAEW處理采后香蔥，探究其對香蔥組織的殺菌和清潔作用。SAEW的主要成分為具有強氧化性的次氯酸，可通過破壞微生物結構和影響微生物生理生化反應殺滅致病菌[19]。本實驗發現，使用SAEW處理香蔥時，其殺菌效果隨著有效氯質量濃度的增加而增加，當有效氯質量濃度為200 mg/L時，其對香蔥中的菌落總數的殺菌效果最顯著，并且能較好地維持其外觀品質；但當有效氯質量濃度達到300 mg/L時，殺菌效果則減弱。進一步的實驗結果也表明，200 mg/L的SAEW處理有效延緩了香蔥中營養物質的降解，抑制了總游離氨基酸等有害物質的積累，從而維持了其良好的貯藏品質。類似的研究也表明，SAEW處理顯著抑制了菠菜、芹菜和生菜中菌落總數、大腸桿菌和沙門氏菌的生長[7,20-21]。Koide等[22]的研究結果表明，SAEW處理顯著減少了鮮切甘藍中總需氧細菌、霉菌和酵母菌的數量。因此，SAEW處理可作為一種有效的采后處理方法，提高蔬菜的質量和保鮮能力，為蔬菜行業的發展提供新的思路和方法。

由于采后葉類蔬菜不再從土壤等外界獲取能量，隨著呼吸作用的進行，葉類蔬菜中葉綠素和VC等營養物質含量會隨著貯藏時間的延長不斷下降，導致其出現褪綠、酸度增加等“亞健康”的狀態[23]。本研究結果顯示，盡管所有香蔥中的葉綠素、VC、可溶性糖和可溶性蛋白含量均隨著貯藏時間的延長而不斷下降，但SAEW處理顯著延緩了這些營養物質的降解。這與俞靜芬等[24]的研究結果基本一致。同樣的研究結果也顯示，SAEW與真空預冷的結合能夠有效減緩采后雞毛菜的黃化衰老進程，維持組織較高的可溶性蛋白和可溶性糖含量[25]。可見，SAEW可通過減緩香蔥中的營養物質的降解維持其較好的品質。另外本研究發現，在貯藏第1天時，對照與SAEW處理香蔥中VC含量均出現上升的現象。這與王馨渝等[26]的研究結果一致，該研究顯示，常溫處理上海青后，在4 ℃條件下進行低溫流通1 d時，上海青組織中的VC亦出現升高的現象。這可能是香蔥在進行低溫貯藏時出現了低溫脅迫，具體原因還需后續進行深入的研究。

在香蔥的貯藏過程中，蛋白質的水平逐漸下降，而總游離氨基酸的含量不斷增加。這與植物的衰老以及蛋白質分解和氨基酸之間的相互轉化增加有關[27]。因此，總游離氨基酸含量可以用來評估葉類蔬菜的新鮮程度。本研究表明，SAEW處理香蔥中的總游離氨基酸含量在整個貯藏期間均低于對照組。可見，SAEW處理極顯著抑制了香蔥組織中總游離氨基酸的積累。此外，MDA是組織膜脂過氧化的產物，其含量也是衡量組織衰老水平的重要指標[28]。本研究結果表明，隨著貯藏時間的延長，所有香蔥中的MDA含量均逐漸增加，而SAEW處理顯著抑制了香蔥中MDA的積累。艾春梅[29]的研究結果也表明，SAEW與紫外發光二極管結合顯著抑制了香菜中MDA含量的增加。近年來，隨著人們對食品安全和日常飲食關注度的提升，葉類蔬菜中亞硝酸鹽的含量受到越來越多的重視[30]。本研究結果顯示，香蔥中的亞硝酸鹽含量隨著貯藏時間的延長而增加，這與劉書彰等[31]發現葉類蔬菜在貯藏過程中亞硝酸鹽會不斷積累的研究結果相似。盡管所有香蔥中都存在亞硝酸鹽積累的情況，但SAEW處理顯著抑制了香蔥中亞硝酸鹽的積累。類似的研究還表明，SAEW可以有效地抑制采后西蘭花貯藏過程中MDA以及亞硝酸鹽的積累[32]。

綜上，200 mg/L的SAEW能夠抑制香蔥質量損失、腐爛率和菌落總數的增長，減緩葉綠素、VC、可溶性糖以及可溶性蛋白含量的下降，降低有害物質總游離氨基酸、MDA和亞硝酸鹽的積累。可見，SAEW處理能有效抑制香蔥營養品質的下降，可作為一種香蔥采后貯藏保鮮過程中的高效殺菌保鮮方法。