菜豆中贮藏品质检测方案(质构分析仪)

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食品科技FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY食品开发2016年第41卷第06期 超声波、酸性电生功能水及结合处理对菜豆贮藏品质的影响 张玉蕾12，张誉丹12，牛晓峰23，王愈1.2* (1.山西农业大学食品科学与工程学院，晋中030801；2.山西省农畜产品加工研究生教育创新中心，晋中030801；33.太原六味斋实业有限公司，太原030000) 摘要：以菜豆为试材，以未处理菜豆为对照组，研究超声波(频率：40kHZ，功率：240W)、酸性电生功能水[pH：2.5±0.3，ACC(有效氯浓度)：99.3±3.2)mg/kg， ORP(氧化还原电位)：(1130±5)mV)]、超声波结合酸性电生功能水AEW)处理对菜豆贮藏品质的影响。结果表明：超声波结合AEW 处理能够起到协同杀菌的作用，使菜豆的菌落总数、霉菌和酵母菌数分别降低了1.81、1.94 lg cfu/g， 且贮藏中处理组菜豆的微生物数量始终比CK 对照组)低。此外，超声波结合AEW处理能使菜豆的呼吸峰值降低7.06mg/kg·h，并且可以延缓菜豆贮藏过程中硬度的下降和还原糖、叶绿素、抗坏血酸等营养物质的降解，但不会对菜豆的细胞膜透性产生不利的影响。因此，可将超声波与AEW结合用于菜豆的采后保鲜中，以提高其贮藏品质，减少贮运损失。 关键词：超声波；酸性电生功能水；菜豆；品质 中图分类号：TS255.1 文献标志码： A 文章编号：1005-99892016)06-0032-06 DOI：10.13684/j.cnki.spkj.2016.06.008 Effect of ultrasound， acid electrolyzed functional water and used incombination on quality of Phaseolus vulgaris L. during storage ZHANG Yu-lei，ZHANG Yu-dan，NIU X iao-feng，WANG Yu 1.C ollege ofFood Science and Engineering， ShanxiAgricu lturalU n ivers ity， Jinzhong030801；2.Agricu lturaland Livestock Products Processing Postgraduate E ducation InnovationC enterofShanxiProvince，Jinzhong 030801；3.ShanxiLiuw eizhai Industry L in ited Com pany， ( 收稿日期：20 1 6-04-01 *通讯作者 ) ( 基金项目：山 西 省 科技攻科计划项目2015031102 0 -1)。 ) ( 1 0 ] 曹 建康，毕阳，李 永才 ，等 .水 杨 酸 处理对苹 果梨 采后黑斑病及 贮 藏品 质的 影响[.甘 肃 农业大 学 学报，2 0 0 1，36 4)： 438 - 442 ) ( [ 11 ] 李 丽 ， 刘 涛 ， 张凡 华，等 .不同 温度下磷化氢在 脐橙 中的吸 附、 残留 和 对 脐 橙品质的影响研究[. 西 南 大 学学 报 (自然科学版)， 2 0 10，328 ) 29-32 ) ( [ 12 ] 张凡华 ， 刘波，王 跃 进 . 低温 条 件下磷化氢熏蒸 对 不同 水 果 品质 的影响[.食品科技 ， 20 1 0 ，6)： 48 - 5 0 ) ( 1 3 ] Zh a ng H， W a n g L， Z he ng X ， e t a l . 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The results indicated thatultrasound in combination with AEW treatment not only removed about 1.81 lg cfu/g for total bacteria and1.94 lg cfu/g for yeast and mold， respectively， which had synergetic germicidal effect， but also maintainedrelatively low microbial loads contrast with CK during storage. In addition， ultrasound in combinationwith AEW treatment could put down respiration rate about 7.06 mg/kg·h， delay the progress of hardnessdecline and the degradation of nutrients， such as reducing sugar， chlorophyll， ascorbic acid， etc， which didnot show adverse effect on the cell membrane permeability during storage. In consequence， ultrasound incombination with AEW treatment can be used in the preservation of Phaseolus vulgaris L. for the purposeto improve quality and reduce the loss during storage and transportation K ey words： ultrasound； acidic electrolyzed functional water； Phaseolus vulgaris L； quality 菜豆 Phaseolus vulgaris L.)， 别名四季豆、豆角、架豆、芸豆、刀豆等，营养丰富，，富含多种蛋白质、氨基酸，还含有钙、磷、铁及多种微量元素和多种维生素，因此深受广大消费者喜爱。但其豆荚组织幼嫩，呼吸强度高，极不耐贮藏，采收后如不及时处理就会很快发生纤维化、萎蔫、褪色、腐烂及产生大量锈斑，失去商品价值4-2。因此，探究适宜的采后处理方式以减少其腐烂损失具有很重要的现实意义。 酸性电生功能水(acid electrolyzed functionalwater， AEW )作为一种新兴的杀菌剂，具有杀菌能力强、杀菌范围广、无污染、无残留，对人体安全，制取方便、价格低廉等优点3-41。近年来已得到了广泛的关注，已应用于多种草莓5、菠菜、葡萄、番茄8、桃、樱桃、黄瓜101、鲜切马铃薯、鲜切胡萝卜等果蔬的保鲜中。超声波作为一种有效的辅助杀菌方式，，已被成功地用于废水处理，饮用水消毒等领域，并在新鲜果蔬的杀菌中得到应用12。超声波应用于果蔬清洗过程中，不仅能杀灭致病菌3和病毒14，还能去除农药残留151，具有操作简便、高效、清洁等优点。这2种处理方法均在果蔬保鲜方面具有显著的作用，但目前，将AEW与超声波结合应用于果蔬保鲜的的研究报道不多，仅见其应用于樱桃番茄、草莓中16。 本试验以菜豆作为研究对象，分别采用AEW、超声波及两者结合进行处理，以未处理组作为对照，通过对菜豆菌落总数、霉菌和酵母菌 数、呼吸强度、品质参数的分析，探究不同处理. 对菜豆杀菌和保鲜效果的影响，为菜豆保鲜提供一种安全有效的方法，为保障果蔬的使用安全性和提高其贮藏稳定性提供思路。 1 材料和方法 1.1 材料与试剂 本试验于2015年8月进行，菜豆(品种为架豆王)：市售，于采收当天运至实验室，并放入10℃冰箱中进行预冷。挑选成熟度适中，无病虫害，无机械损伤，顺直、均匀的豆荚作为试验材料。 营养琼脂培养基、马铃薯葡萄糖琼脂培养基：青岛高科园海博生物技术有限公司；2，6-二氯酚靛酚钠：：上海晶纯生化科技股份有限公司；3，5-二硝基水杨酸：申光化学品股份有限公司；三氯乙酸(TCA)：天津天力化学试剂有限公司；硫代巴比妥酸：永叶化学试剂厂。 1.2 仪器及设备 XY-L-150型电生功能灭菌水生成器： 宝鸡新宇光机电有限责任公司；Q/SGYM111008型电子天平：奥豪斯(上海)仪器有限公司；WFJ2100型可见分光光度计：尤尼克(上海)有限公司； TMS-PRO型质构仪：美国FTC公司； SSW 型电热恒温水槽、Starter 2C型pH计：上海博迅实业有限公司；Centrifuge 5424型冷冻离心机： Eppendorf艾本德股份公司；KQ3200型超声波清洗器：：昆山市超声仪器有限公司；HY-2型调速多用振荡器：国华电器有限公司； SPX-250-C型恒温恒湿培养箱：无锡 苏南实验设备有限公司。 1.3 方法 1.3.1 电生功能水的制备 本试验使用XY-L150型电生功能灭菌水生成器制备电生功能水，用3%NaCl电解得到AEW [pH：：②.5±0.3)， ACC：99.3±3.2)mg/kg， ORP：1130±5)mV)]。 AEW 各指标的测定： pH值及ORP值使用多功 能参数测定仪测定， ACC采用碘量法滴定。 1.3.2 处理方法 菜豆贮藏设置4个处理组，每组重2kg， 重复3次，按料液比为1：6(gmL)的比例浸泡，以未处理组作为对照，分别用超声波清洗器频率：40kHZ，功率：200W)、AEW、超声波结合AEW 将AEW放于超声波清洗槽中)处理5m in后放于无菌工作台中沥干水分并装入聚乙烯袋中，置于(15±2)℃下贮藏，每2天测定各项指标。 1.3.3测定指标及方法 1.3.3.1 菌落总数、霉菌和酵母菌数单位： lgcfu/g)样品处理采用剪碎振摇法7，菌落总数测定采用GB4789.2一2010《食品微生物学检验菌落总数测定》，采用无菌操作，将100 g经处理的菜豆剪碎混匀，从中取25g，装入带有225mL无菌生理盐水和适量直径为5mm的玻璃珠的无菌三角瓶中，盖紧瓶盖，用调速多用振荡器以200 r/min震荡5m in， 制成1：10的样品稀释液。取1mL上述溶液加入到9mL无菌生理盐水中，震荡混匀制成1：100的样品稀释液，按照上述步骤，制备10倍系列稀释样品稀释液，1每递增稀释1次，换用一次1mL无菌吸管。选择2~3个适宜稀释度的样品稀释液液，吸取1 mL于无菌平皿中，每个稀释度做2个平皿，同时，分别吸取1mL无菌生理盐水加入2个无菌平皿内作空白对照，平皿内再加入(15~20)mL冷却至46℃的平板计数琼脂培养基，待凝固后翻转平板，37±1)℃培养48±2)h后取出按标准方法计算样品的菌落总数。霉菌和酵母菌数测定采用GB4789.152010《食品微生物学检验霉菌和酵母计数》，取样方法同上，使用马铃薯葡萄糖琼脂培养基Potato D extrose A gar， PDA)于28±1)℃培养5d计数。 1.3.3.2 呼吸强度[单位： mgC0，/kg· h)]采用静置法测定18。 1.3.3.3 品质参数的测定 硬度单位： kg/cm²)：用美国产TMS-PRO型质构仪进行测定，探头直径为4mm，探头回收高度15mm，挤压距离5mm，检测速度为90 mm /s， 起始力为0.4N，两次压缩测试 间隔时间为5 s， 测试后速度为200 mm/s，每个处理组选取6根豆荚，对每个豆豆进行4次测试(有豆部位和无豆部位各2次)，结果取平均值；还原糖含量(单位：mg/g)：采用3，5-二硝基水杨酸DNS)比色法测定18]，：1叶绿素含量(单位： mg/g)：采用Amon法测定181，抗坏血酸Vc)单位： mg/100 g)：采用2，6-二氯酚靛酚法测定181；细胞膜透性(相对电导率)单位：%)：采用电导率仪法测定181. 1.4 数据处理与分析 利用Excel 2007分析数据并绘图， SPSS19.0软件对数据进行差异显著性分析。 2 结果与分析 2.1 不同处理对菜豆贮藏期间表面菌落总数、霉菌和酵母菌数的影响 贮藏时间/d 图1 不同处理对菜豆贮藏期间表面菌落总数的影响 图2不同处理对菜豆贮藏期间表面霉菌和酵母菌总数的影响 如图1、图2所示，超声波、AEW、超声波结合AEW 处理5min分别使菜豆表面的菌落总数显著降低了0.67、1.38、1.81 lg cfu/g， 霉菌和酵母菌数显著降低了0.33、1.36、1.94 lg cfu/g(<0.05)；随着贮藏时间的延长，所有样品的微生物数量呈缓慢增长趋势，但处理组的微生物数量始终显著低于对照组(<0.05)；在贮藏的第12天，对照组、超声波处理组、AEW处理组及二者结合处理组的菌落总数分别为5.08、4.35、3.84 lg cfu/g；霉菌和酵母菌数分别为5.42、4.96、4.68 lg cfu/g。这表明， 超声波、AEW处理均能减低菜豆表面的微生物数目，并且将两者结合使用处理菜豆能起到更好的杀菌作用。这与张弥左等9及葛枝6的研究结果一致，均表明超声波与电位水结合具有协同杀菌的作用。另外，本试验还发现，在贮藏过程中，处理组的微生物数量始终保持在较低水平，且超声波结合AEW 处理的微生物数量最低， AEW处理的微生物数量略高，超声波处理的微生物数量最高。这表明，超声波、AEW及两者结合处理都能对菜豆起到杀菌作用并能抑制微生物的生长，且超声波结合AEW 处理的效果最佳。 2.2 不同处理对菜豆贮藏期间呼吸强度的影响 图3 不同处理对菜豆贮藏期间呼吸强度的影响 由图3可以看出，超声波、超声波与AEW结合处理5m in分别使菜豆初始的呼吸强度显著提高了11.29、11.85 mg/kg·hb<0.05)， AEW处理菜豆5m in使菜豆的呼吸强度降低了0.95 mg/kg·h(与对照组无显著差异)。这说明经超声波处理可使菜豆的呼吸强度增强，这可能是由于超声波在处理菜豆时产生机械效应，从而使得超声波处理和超声波与AEW结合处理的呼吸强度加快，而AEW 处理对菜豆初期的呼吸强度无显著影响 在贮藏过程中，对照组的菜豆在贮藏第6天出现呼吸高峰，最高峰值为96.45 mg/kg·h， 而超声波、超声波结合AEW处理组菜豆的呼吸高峰分别在贮藏的第4、6天出现，峰值分别为88.03、89.39mg/kg·h， AEW 处理组菜豆的呼吸高峰在贮藏的第8天出现，峰值为83.29 mg/kg·h，这表明超声波处理可使菜豆呼吸高峰时间提前，起到促进呼吸的作用，而AEW处理可推迟菜豆呼吸高峰的来临，起到抑制呼吸的作用，超声波结合AEW处理对呼吸高峰出现的时间没有影响，但却降低了呼吸高峰时的呼吸强度。 2.3 不同处理对菜豆贮藏期间品质参数的影响 2.3.1.1不同处理对菜豆贮藏期间硬度的影响 图4不同处理对菜豆贮藏期间硬度的影响 由图4可看出，随着贮藏时间的延长，菜豆的硬度不断降低。在贮藏的前2d，所有处理组的硬均缓慢下降，各处理组与CK的硬度无明显差异。从贮藏的第4天开始，超声波结合AEW处理的菜豆硬度显著高于其他处理组，超声波处理组的硬度较低， AEW 处理组的菜豆硬度最低，但也显著高于对照组(<0.05)。这表明3种处理均能延缓菜豆在贮藏过程中硬度的下降，并且超声波处理效果较好， AEW 处理的效果次之，两者结合处理的效果最佳，具有增效作用。AEW处理能够使菜豆贮藏过程中的硬度下降速度降低与纪淑娟等10的研究结果一致，这可能与菜豆豆AEW处理后吸水且AEW能够抑制相关的酶活性有关。超声波处理能够保持菜豆的硬度这与Cao等3及葛枝8的研究结果一致，他们推测这可能是因为超声波使果胶甲酯酶 Peetin m ethylesterase， PME)和多聚半乳糖醛酸酶 Polygalacturonase， PG)酶活性降低，从而抑制了果胶的分解。 2.3.2不同处理对菜豆贮藏期间还原糖、叶绿素、抗坏血酸含量的影响 图5不同处理对菜豆贮藏期间还原糖含量的影响 还原糖是果蔬重要组成成分，由图5可知，在贮藏前期菜豆的还原糖含量较高，且各处理组的含量无显著差异。随着贮藏时间的延长，菜豆中的还原糖含量不断降低，这是由于随着贮藏时间的延长，果蔬呼吸需要消耗一部分糖，并且随着菜豆的纤维化，一部分还原糖会转变为纤维类物 图6不同处理对菜豆贮藏期间叶绿素含量的影响 图7 不同处理对菜豆贮藏期间抗坏血酸含量的影响质，从而导致还原糖含量在不断地下降。从贮藏的第2天开始，AEW 处理组的菜豆还原糖含量始终高于其他处理组和CK， 且下降速率较缓慢，这表明AEW处理能够抑制菜豆中还原糖降解，而超声波处理和超声波结合AEW 处理组的菜豆的还原糖含量与CK相比无显著差异，这说明超声波处理和超声波结合AEW处理对菜豆的还原糖含量基本无影响。 叶绿素是构成菜豆荚皮颜色的主要色素成分，其变化会影响菜豆的感官品质。因此叶绿素含量可作为评价菜豆贮藏效果的一个指标。由图6可知，随着贮藏时间的延长，菜豆中的叶绿素含量不断降低。在整个贮藏期内，所有处理组的叶绿素含量均快速下降，超声波结合AEW处理组的菜豆叶绿素含量下降最慢，超声波处理组和AEW处理组的叶绿素含量下降速度无显著差异，但均高于CK，在贮藏到第12天时，超声波结合AEW处理组、超声波处理组、AEW处理组的叶绿素含量分别为80.34、75.34、76.67 mg/kg，显著高于CK (p<0.05)。这说明超声波处理和AEW处理均能使菜豆的叶绿素降解速度减缓，且两者结合处理能够起到协同作用，使菜豆保持较高的叶绿素水平，延缓菜豆的衰老进程。 抗坏血酸(c)含量是衡量果蔬贮藏品质和营养价值的重要指标。由图7可知，随着贮藏时间的延长，菜豆的抗坏血酸含量不断降低。在贮藏的 前2d，各处理组的抗坏血酸含量均下降，但无显著差异(>0.05)。从贮藏的第2天开始，各处理组的抗坏血酸含量快速下降， CK的下降幅度最大，超声波结合AEW 处理组下降幅度最小，超声波处理组和AEW处理组介于两者之间，且无显著差异b>0.05)在贮藏到第12天时，超声波结合AEW 处理组、AEW处理组、超声波处理组的抗坏血酸含量均比CK高6.52、3.81、3.63 mg/100 g。这说明经超声波、AEW处理均能使抗坏血酸含量的下降速度减慢，且两者的作用无显著差异，两者结合处理菜豆能够起到增效作用，能够有效的降低菜豆中抗坏血酸含量的下降。 2.3.3不同处理对菜豆细胞膜透性的影响 图8不同处理对菜豆贮藏期间相对电导率的影响 由图8可以看出，随着贮藏时间的延长，菜豆在贮藏期间相对电导率呈现上升的趋势，在贮藏的前2d，各处理组的相对电导率快速升高，其中经超声波处理的菜豆的相对电导率最高，经AEW处理的菜豆的相对电导率最低。随着贮藏时间的延长，经超声波处理的菜豆的相对电导率始终最高，经AEW处理的菜豆的相对电导率始终保持在较低水平，与CK存在显著差异(p<0.05)， 而超声波与AEW结合处理的菜豆的相对电导率在整个贮藏期内均高于AEW处理组，与CK不存在显著差异(>0.05)。这表明AEW处理能显著减慢菜豆相对电导率上升的速度，而超声波处理使加快了菜豆相对电导率的上升速度，超声波结合AEW 处理对菜豆相对电导率基本无影响。这说明AEW 处理对菜豆的细胞膜结构与功能具有一定的保护作用，超声波处理可能破坏了的菜豆的细胞膜结构，提高其细胞膜透性，这可能与超声波在液体中会产生机械效应破坏了菜豆的细胞膜结构有关。 3 结论与讨论 超声波、AEW、超声波结合AEW处理不仅能对菜豆起到良好的杀菌效果，并且在贮藏过程中 能够抑制微生物的增长，尤其是超声波结合AEW处理能够起到协同杀菌的作用，可使菜豆的菌落总数、霉菌和酵母菌数分别降低了1.81、1.94 lgcfu/g，，且在贮藏末期能使菜豆的菌落总数、霉菌和酵母菌数仍比CK分别低1.54、0.94 lg cfu/g。超声波处理使菜豆呼吸高峰出现的时间提前了2d，AEW处理则推迟了2d，两者结合处理对呼吸高峰出现的时间没有影响，这3种处理均使菜豆的呼吸峰值降低，分别降低了8.41、13.16、7.06mg/kg·h。另外，这3种处理均能延缓菜豆贮藏过程中硬度的下降和还原糖、叶绿素、抗坏血酸等营养物质的降解，尤其是超声波结合AEW处理对于保持菜豆的硬度和营养物质具有增效作用。AEW处理能减慢菜豆相对电导率上升的速度，对菜豆的细胞膜结构与功能具有一定的保护作用，而超声波处理使加快了菜豆相对电导率的上升速度，可能破坏了的菜豆的细胞膜结构，超声波结合AEW 处理对菜豆相对电导率基本无影响。因此，将超声波与AEW结合用于菜豆的采后保鲜中，不仅可以提高杀菌效率，而且可以提高贮藏品质。然而，目前关于超声波和AEW对果蔬贮藏期品质影响的研究并未深入开展。超声波、AEW、二者结合或者与其他保鲜手段结合能否被用于其他的果蔬保鲜中，能否在杀灭微生物的同时提高其贮藏品质还有待进一步研究。 ( 参考文献： ) ( 1 ] 韩玉珠，薛 艳 杰，宋 述尧 .菜豆采后生理 及 贮藏 技 术 的 研 究 进 展 [. 食品科 学 ，2 0 13， 34( 13 )：3 45 - 34 9 ) ( 2 ] SA NCHE Z-M AT A M C ， CA M A R A M，DI E Z- M ARQUES C . 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