宋漢嬌,王錫昌,吳 娜,謝沛凝

(上海海洋大學,上海 201306)

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脂肪酸消毒液對蘋果殺菌效果及貯藏品質的影響

宋漢嬌,王錫昌*,吳 娜,謝沛凝

(上海海洋大學,上海 201306)

本研究采用一種新型脂肪酸消毒液對新鮮富士蘋果進行處理,考察了浸泡和噴灑兩種處理方式的殺菌效果和對果實整體感官的影響,以及對蘋果在常溫貯藏條件下品質的影響。殺菌結果表明:相同稀釋倍數(shù)的脂肪酸消毒液浸泡組殺菌效果優(yōu)于噴灑組;兩種處理方式的500倍和800倍稀釋液殺菌時間延長至4 min后,菌落總數(shù)無顯著性變化;脂肪酸消毒液稀釋處理組對蘋果味道、顏色的感官評分影響無顯著性差異,對氣味影響顯著,與噴灑組相比,浸泡組對蘋果的氣味影響較大。貯藏結果表明:脂肪酸消毒液稀釋液處理蘋果10 min后于20 ℃條件貯藏40 d,500倍稀釋組能有效抑制蘋果的呼吸強度、多酚氧化酶(PPO)的活性,延緩失重率、硬度、可滴定酸含量、可溶性固形物含量的下降,顯著減少腐爛率,有利于延長蘋果的貯藏期并保持蘋果固有的風味品質。

脂肪酸消毒液,蘋果,殺菌,貯藏品質

蘋果是最常見的水果,被譽為溫帶水果之王[1],蘋果樹屬于薔薇科,落葉喬木,葉橢圓形,有鋸齒。其果實球形,味甜,口感爽脆,且營養(yǎng)豐富,是世界四大水果之冠。根據(jù)聯(lián)合國糧農組織統(tǒng)計,2013年全世界的蘋果產量為8082萬噸,排世界第二位[1]。中國農業(yè)部確定其為11種優(yōu)勢農產品之一,也是中國第一大果品產業(yè)[2],其產量占中國水果總產量的26.6%[3]。雖然蘋果品種很多,但是成熟期基本都集中在7～9月,后期蘋果的銷售經過較長時間的貯藏,在其貯藏過程中因表面附著大量微生物,且富含水分和糖分，蘋果稍有磕碰極易造成微生物繁殖,這就大大降低蘋果的商業(yè)價值,同時對食用安全性造成了威脅。

目前關于清洗殺菌劑應用于果蔬類產品的報道已有很多,允許濃度的含氯消毒劑清洗掉果蔬表皮后細菌數(shù)減少1～2 lg cfu[4];李華貞等[5]研究表明微酸性電解水可有效抑制菠菜表面的微生物活性;Kim等[6]對接種了熒光假單胞菌的生菜進行實驗時發(fā)現(xiàn),臭氧的除菌數(shù)量不到1 lg cfu。鮮有脂肪酸消毒液對果蔬殺菌效果及對其貯藏品質影響的研究[7]。萃取于椰子油的天然脂肪酸辛酸、壬酸和癸酸制成的脂肪酸消毒液具有高效廣譜的殺菌功能,并且具有良好的穩(wěn)定性,對不銹鋼設備無腐蝕,對人皮膚、呼吸道無刺激,使用后排放會自然降解等優(yōu)良的環(huán)保性能。Kelsey[8]研究了多種脂肪酸及其甘油單酯對金黃色葡萄球菌的抑制效果;Skrivanova[9]研究了產氣英膜梭狀芽袍桿菌對C2～C18脂肪酸的敏感程度,Bergsson[10]研究了多種脂肪酸及其單酯對白色念珠菌的抗菌效果,均證實了辛酸、壬酸和癸酸高效廣譜的抑菌性。Kabara[11]等對許多研究結果作了整理,發(fā)現(xiàn)一般的商品飽和脂肪酸的經口LD50值都在無毒范圍內,且刺激性小。因為脂肪酸天然存在于許多動植物體內,所以人們很少去懷疑天然脂肪酸在小劑量下的安全性。大部分脂肪酸被美國FDA認證GRAS(一般公認安全)[12]。

表1 蘋果感官評定

本文選用消費者喜愛、銷售量大的富士蘋果作為研究對象,采用脂肪酸消毒液對其進行不同的處理,并即時對殺菌處理后的蘋果感官評分,另外置于常溫條件下貯藏?？疾炝酥舅嵯疽簩μO果的殺菌效果、整體感官和貯藏品質的影響,為提高果蔬的食用安全性和貯藏保鮮效果提供一種新方法,并為其在食品工業(yè)中的應用提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

脂肪酸消毒液 為一種淡黃色液體,均勻無沉淀,活性成份為萃取于天然椰子油的脂肪酸辛酸、壬酸和癸酸,采用微乳化技術加工而成，有效脂肪酸濃度為10.4%的新型消毒液,由上海市龍蟒科技公司提供;蘋果 購自學校附近農貿市場,挑選成熟度、色澤、大小一致、無機械損傷和病蟲害的新鮮山東紅富士蘋果。

FHT-15水果硬度計 廣州蘭泰儀器有限公司;BT224S型電子天平 賽多利斯科學儀器(北京)有限公司;NGP40-CO2紅外線CO2分析儀 寧波高新區(qū)高品科技有限公司;凈化工作臺 上海新苗醫(yī)療機械制造有限公司;SPX-25085-II 型生化培養(yǎng)箱 上海新苗醫(yī)療機械制造有限公司;UV2300紫外分光光度計 尤尼柯(上海)儀器有限公司;WYT-4型手持式糖量計 上海易測儀器設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 脂肪酸消毒液的配制 分別取脂肪酸消毒液原液20、12.5、10 mL,用去離子水稀釋至10 L,配制成500、800、1000倍稀釋液,其稀釋液有效抑菌濃度分別為200、125、100 mg/L。

1.2.2 蘋果的殺菌保鮮處理

1.2.2.1 殺菌實驗 取有效脂肪酸濃度為10.4%的脂肪酸消毒液原液20、12.5、10 mL,用去離子水稀釋至10 L,配制成500、800、1000倍稀釋液,另設對照組(用去離子水代替脂肪酸消毒液),分別采用浸泡和噴灑方式殺菌,浸泡組料液比為1∶5,每60個樣果噴灑用量為300 mL,兩組時間均分別控制為0.5、1、2、4、10 min,每個處理設置3個平行。

1.2.2.2 貯藏實驗 取配制好的500、800、1000倍稀釋液,另設對照組。采用浸泡和噴灑方式處理,浸泡組料液比為1∶5,每60個樣果噴灑用量為300 mL,浸泡和噴灑處理時間均控制為10 min,自然晾干后的蘋果分裝到覆蓋有0.03 mm聚乙烯薄膜的瓦楞紙箱中,每個處理設置3個平行,每箱裝果60個,于20 ℃、相對濕度75%～85%的環(huán)境條件下貯藏,定期測定各項指標。每個處理其中2箱(一個處理6箱)為測定失重率和腐爛率樣,剩余箱測定蘋果內在品質。

1.3 測定指標和方法

1.3.1 整體感官質量評價 6名經過專門培訓的感官評價員對殺菌處理后的蘋果,根據(jù)蘋果的感官評定標準(見表1)從味道、顏色、氣味三個方面進行評分,分值范圍1～5分;5=非常好;4=很好;3=好;2=一般;1=差(不可接受)[13]。

1.3.2 微生物總數(shù)檢測 每個處理取8個蘋果置超凈工作臺自然晾干,沿赤道周圍均勻取果皮(0.5～1 mm厚),用于測定果實表面的菌落,方法參照GB 4789.2-2010,實驗重復三次。

1.3.3 呼吸強度的測定 每個處理隨機各取12個果實,裝入干燥器內用紅外線CO2分析儀進行測定,實驗重復三次。

1.3.4 硬度的測定 用FHT-15水果硬度計(測頭直徑3.5 mm)測定,在蘋果赤道線上均勻取3個點測定,求其平均值,每個處理方式測定的樣本容量為5個樣本。

圖1 脂肪酸消毒液浸泡(a)和噴灑(b)處理蘋果感官實驗結果Fig.1 The sense evaluation results of fatty acid disinfectant soak (a) and spray (b) treatment on apple

1.3.5 可溶性固形物含量 取果實赤道部位果肉研磨后,用雙層紗布擠出濾液,用糖度計測定,實驗重復三次。

1.3.6 可滴定酸含量 采用酸堿滴定法,將蘋果去皮、核取10 g果肉,加入少量蒸餾水用調理機粉碎均勻,雙層紗布過濾取10 mL濾液,定容到200 mL容量瓶,用0.01 mol/L NaOH滴定。結果以蘋果酸百分數(shù)表示,其換算系數(shù)為0.067,單位為%,實驗重復三次。

1.3.7 多酚氧化酶(PPO)活測定 樣品蘋果1∶1(W/V)比例與0.03 mol/L磷酸緩沖液pH6.0(內含0.02 mol/L疏基乙醇,0.001 mol/L EDTA,5%甘油,1%聚乙烯吡咯烷酮)混合,勻漿4層后紗布過濾,濾液以6000 r/min離心10min,棄除沉淀得酶提取液。在反應管中加入0.1 mol/L,pH5.0醋酸鹽緩沖液3.4 mL,0.1 mol/L鄰苯二酚0.5 mL,粗酶液0.1 mL,30 ℃恒溫水浴保溫30 min,紫外可見分光光度計測420 nm處光密度(OD值),每隔20 s記錄1次,以煮沸滅活的酶液為比色對照,以每克果肉每分鐘光密度值增加0.01定義為一個酶活力單位(U)。單位記為U/(g·min)[14]。

1.3.8 失重率的測定 用稱重法進行測定,計算公式為:失重率(%)=(初始質量-終止質量)/初始質量×100

1.3.9 腐爛率的測定 按果實腐爛面積大小將果實劃分為4級:0級無腐爛;1級果面有1～3個小腐爛斑點;2級腐爛面積占果實面積的25%～50%;3級 腐爛面積大于果實面積的50%。按下式計算腐爛率:

腐爛率(%)=∑[(腐爛級別×該級果實數(shù))/(最高腐爛級別×總果實數(shù))]×100

1.4 數(shù)據(jù)分析

并采用SPSS Statistics19.0軟件進行方差分析,以p<0.05 的Duncan’s新復極差法進行顯著性分析,Excel軟件進行圖形處理。

2 結果與分析

2.1 脂肪酸消毒液處理對蘋果感官品質的影響

由圖1可知,殺菌方式、稀釋液濃度及作用時間3個因素對蘋果的味道、色澤影響甚微,采用浸泡殺菌方式對蘋果氣味的影響比采用噴灑殺菌方式要顯著;采用浸泡方式時,隨著作用時間的延長和有效抑菌濃度升高,對氣味感官評分影響越大,500倍與800倍稀釋組之間的差異性不顯著(p>0.05)。采用噴灑方式時,同一稀釋液濃度,氣味感官評分隨著作用時間的延長先轉變?yōu)榻咏舅嵯疽合♂屢簹馕?當作用時間較長時反而氣味減輕,分析原因可能是由于時間較長揮發(fā)所致。

表2 浸泡殺菌實驗結果(菌落總數(shù)lg CFU/g)

注:a～d表示列顯著性差異,A～D表示行顯著性差異,其中n=3,p<0.05；表3同。

表3 噴灑殺菌實驗結果(菌落總數(shù)lg CFU/g)

2.2 脂肪酸消毒液對蘋果的殺菌處理

由表2可知,采用浸泡方式對蘋果進行殺菌處理,不同稀釋倍數(shù)的脂肪酸消毒液的殺菌效果不相同,脂肪酸消毒液對蘋果浸泡時間為0.5 min時,與對照組相比500、800倍稀釋液分別使蘋果表面的微生物數(shù)量下降1.31、1.01 lg CFU/g,而1000倍稀釋液降低蘋果表面的微生物數(shù)量為0.1 lg CFU/g。500倍和800倍稀釋液顯著優(yōu)于1000倍稀釋液,是因為有效抑菌成份濃度較高,更多的RCOO-與細菌細胞蛋白質的相互作用達到滅菌效果。實驗組中1000倍稀釋液組除菌效果最差,這是因為稀釋液中有效抑菌成份含量低,主要通過沖泡作用去除微生物。各組均隨著浸泡時間的延長蘋果表面的微生物數(shù)量下降越多,當浸泡時間為10 min時脂肪酸消毒液稀釋組均使蘋果表面的微生物數(shù)量下降到1 lg CFU/g內。

由表3可知,采用噴灑方式對蘋果進行殺菌處理,脂肪酸消毒液對蘋果噴灑時間控制為0.5 min時脂肪酸消毒液稀釋組殺菌效果均存在顯著性差異,500倍稀釋液組殺菌效果明顯優(yōu)于其他組,噴灑時間控制到2 min內對照組和1000倍稀釋組沒有顯著性差異(p>0.05),噴灑時間控制在4 min時800倍稀釋組和1000倍稀釋組不存在顯著性差異,而噴灑時間延長到10 min時,脂肪酸消毒液稀釋組之間均不存在顯著性差異(p>0.05)。對照組和實驗組均隨著噴灑時間的延長,蘋果表面微生物數(shù)量下降增多。

2.3 蘋果經脂肪酸消毒液處理后貯藏期間品質的變化

2.3.1 脂肪酸消毒液對蘋果硬度的影響 硬度的變化反映果實耐貯性,影響食用口感[15]。由圖2可知,蘋果常溫貯藏40 d內的硬度不斷下降,脂肪酸消毒液處理可延緩蘋果在貯藏期內硬度的下降速度;浸泡處理500倍和800倍稀釋組蘋果硬度顯著高于對照組(p<0.05),500倍稀釋組硬度下降最緩慢,平均每天下降5.7%,噴灑處理500倍稀釋組在貯藏期保持蘋果硬度的效果最佳,方差分析其他3組之間差異性不顯著(p>0.05)。由此說明,500倍稀釋的脂肪酸消毒液處理能延緩蘋果在貯藏期硬度的下降,保持果實品質。

圖2 脂肪酸消毒液浸泡(a)和噴灑(b)處理對蘋果硬度的影響Fig.2 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on firmness of apple

2.3.2 脂肪酸消毒液對蘋果可滴定酸含量的影響 糖、酸含量的絕對值和糖酸比決定蘋果的甜酸風味[16-17],可滴定酸含量對蘋果風味的優(yōu)劣有較大影響。由圖3可知,蘋果的可滴定酸含量隨著貯藏時間的延長呈不斷下降趨勢,因為有機酸作為重要的呼吸能量來源被細胞呼吸作用不斷的分解。兩種處理方式的脂肪酸消毒液500倍稀釋組可滴定酸含量均始終高于其他3組,且儲藏后期500倍稀釋組浸泡處理相比于噴灑組可滴定酸含量的下降較緩慢。浸泡處理500倍稀釋組與對照組存在顯著差異性(p<0.05),貯藏結束時可滴定酸含量比對照組高出1.1倍;噴灑處理800倍和1000倍稀釋組與對照組之間無顯著性差異(p>0.05)。由此說明,500倍稀釋的脂肪酸消毒液處理能有效抑制蘋果貯藏期可滴定酸含量的下降,有利于保持蘋果風味。

圖3 脂肪酸消毒液浸泡(a)和噴灑(b)處理對蘋果可滴定酸含量的影響Fig.3 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on titratable acid of apple

圖4 脂肪酸消毒液浸泡(a)和噴灑(b)處理對蘋果可溶性固形物含量的Fig.4 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on soluble solid of apple

2.3.3 脂肪酸消毒液對蘋果可溶性固形物含量的影響 可溶性固形物是溶解于水的化合物的總稱。包括糖、酸、維生素、礦物質等?？扇苄怨绦挝锖渴翘O果的重要品質指標[18-19]。由圖4可知,蘋果的可溶性固形物含量在貯藏過程中呈現(xiàn)先上升后不斷下降的趨勢。兩種處理方式的實驗組和對照組均在貯藏15 d達到峰值,浸泡處理實驗組可溶性固形物含量均顯著高于對照組(p<0.05),貯藏結束時500、800、1000倍稀釋組可溶性固形物含量依次比對照組高出9.5%、5.8%、3.7%;噴灑處理500倍稀釋組貯藏期內固形物含量始終高于其他組,在貯藏第30 d時含量為13%,與對照組達最大差異。由此說明,500倍稀釋的脂肪酸消毒液處理可有效抑制蘋果貯藏期可溶性固形物含量的下降,能較好保持蘋果品質。

2.3.4 脂肪酸消毒液對蘋果呼吸強度的影響 由圖5可知,蘋果在貯藏期內呼吸強度呈現(xiàn)先上升,在第20 d達到呼吸峰值,之后逐漸下降的趨勢。浸泡處理時,實驗組蘋果呼吸強度始終低于對照組,但800倍和1000倍稀釋組之間差異性不顯著(p>0.05);噴灑處理的脂肪酸消毒液500倍稀釋組呼吸強度值最低,800倍和100倍稀釋組與對照組相比不存在顯著差異性?？傮w上比較浸泡處理比噴灑處理更有利于抑制蘋果在貯藏期內的呼吸強度。由此說明500倍稀釋的脂肪酸消毒液處理能有效抑制蘋果呼吸強度,降低呼吸峰值,從而延長蘋果的貯藏時間。

圖5 脂肪酸消毒液浸泡(a)和噴灑(b)處理對蘋果可呼吸強度的影響Fig.5 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on respirations of apple

2.3.5 脂肪酸消毒液對蘋果PPO的影響 PPO在有氧的條件下可氧化組織中內源性酚類物質形成鄰醌,鄰醌再相互聚合或與蛋白質、氨基酸等作用生成高分子絡合物而使果實組織發(fā)生褐變,對蘋果的品質造成嚴重影響[20]。由圖6可知,PPO活性在蘋果貯藏期內呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢;5 d內,兩種處理方式的PPO活性值均處在較高水平;500倍稀釋組PPO活性值始終低于其他組。貯藏結束時浸泡處理500倍稀釋組PPO活性值為7.45 U/(g·min)顯著(p<0.05)低于對照組。貯藏第10 d噴灑處理500倍稀釋組PPO活性值為17.56 U/(g·min)，與對照達最大差異。由此說明,500倍稀釋的脂肪酸消毒液處理能抑制蘋果多酚氧化酶(PPO)活,有利于保持蘋果品質。

圖6 脂肪酸消毒液浸泡(a)和噴灑(b)處理對PPO活性的影響Fig.6 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on PPO of apple

2.3.6 脂肪酸消毒液對蘋果失重率的影響 由圖7可知,蘋果經浸泡、噴灑處理后貯藏期內對照組和實驗組的失重率都呈線性增加趨勢,且對照組失重率始終高于處理組。方差分析表明,浸泡處理的500、800倍稀釋組失重率顯著低于對照組(p<0.05),噴灑處理的500倍稀釋組失重率顯著低于其他3組;兩種處理方式均是500倍稀釋組抑制蘋果失重效果最佳,由此說明,500倍稀釋的脂肪酸消毒液處理可以抑制蘋果貯藏期水分散失,有利于蘋果的保鮮。

圖7 脂肪酸消毒液浸泡(a)和噴灑(b)處理對蘋果失重率的影響Fig.7 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on weight loss rate of apple

2.3.7 脂肪酸消毒液對蘋果腐爛率的影響 紅富士蘋果常溫貯藏至23 d時,對照組果實開始出現(xiàn)腐爛果實,而實驗組蘋果未出現(xiàn)此情況。當貯藏結束時,浸泡殺菌方式的對照組，500、800、1000倍稀釋組的腐爛率為18.3%、2.3%、3.1%、4.4%,噴灑殺菌方式的對照組、500、800、1000倍稀釋組的腐爛率分別為20.2%、3.4%、3.9%、5.3%?？赡苡捎谥舅岚l(fā)揮了誘抗劑的作用,誘導果實對真菌、細菌和病毒病害的抗性,故在對紅富士蘋果的處理中起到了抑制病菌侵染,降低腐爛損失的作用。

3 結論

脂肪酸消毒液具有良好的殺菌效果,但其應用于食品的文獻報道較少。通過本實驗可知,浸泡和噴灑兩種處理方式的500倍稀釋組可較好的抑制蘋果在貯藏期間的呼吸作用,防止失水萎蔫,降低了果實重量的損失和硬度的下降,減少了果實腐爛率,降低了多酚氧化酶活性,同時抑制了可滴定酸含量、可溶性固形物的下降。

綜合各因素可知,脂肪酸消毒液稀釋液處理蘋果具有良好的殺菌效果,浸泡處理優(yōu)于噴灑處理,較長的噴灑時間對整體感官評分影響較小。此研究為脂肪酸消毒液今后應用于果蔬清洗提供了一定的理論指導。500倍脂肪酸消毒液稀釋液處理顯著有利于蘋果常溫儲藏的保鮮效果,為今后探索果蔬高效、低廉、無毒、無副作用的保鮮劑提供了新配方。但是低溫儲藏的保鮮效果和具體的保鮮機理有待進一步研究。

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Effect of fatty acid disinfectant on sterilization and quality during storage of apple

SONG Han-jiao,WANG Xi-chang*,WU Na,XIE Pei-ning

(College of Food Science and Technology,Shanghai Ocean University,Shanghai 201306,China)

In this study,a new type of fatty acid disinfectant was used to treat fresh apples,the influence of two sterilization methods(soaking,spraying)on sterilization and quality change during normal temperature storage were investigated. The results showed that the effect of sterilization by soaking was better than spraying in the same dilution multiples,with the longer of sterilized time,the number of microorganisms on apple surface reduced much. Meanwhile under 500 times and 800 times diluent the total number of colonies showed no significant change when sterilization time extended to 4 min later. There were no significant influenced on fruit tastes and colors of apple treated by fatty acid disinfectant dilution,but significant influenced on smells was discovered. Soaking had a worser influence on smells compared with spraying. Fresh apples were treated with fatty acid disinfectant diluent for 10 min and stored at 20 ℃ for 40 days,500 times diluent group effectively restrained respiration rate and poly-phenol oxidase(PPO)activity,delayed the declining of weight loss ration,firmness,titratable acid and soluble solid,availably reduced the decay rate of apple.

fatty acid disinfectant;apple;sterilization;storage quality

2016-05-06

宋漢嬌(1991-),女,碩士,研究方向:食品營養(yǎng)與風味,E-mail:1527123419@qq.com。

*通訊作者:王錫昌(1964-),男,教授,研究方向:食品營養(yǎng)與安全,E-mail:xcwang@shou.edu.cn。

TS255.36

A

1002-0306(2016)22-0329-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.22.056