臭氧水清洗蔬菜可延長(zhǎng)保質(zhì)期嗎

下面實(shí)驗(yàn)是用臭氧水清晰小白菜后，檢測(cè)葉綠素變化，進(jìn)而影響保質(zhì)期的實(shí)驗(yàn)。

杭白菜又名小白菜，屬于十字花科大白菜的變種，在江浙滬地區(qū)種植面積較為廣泛[1]，以其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和清香可口的口感贏得了大眾的喜愛。杭白菜作為極好的VC和錳元素的來源，合理生食在一定程度上能起到抗氧化、增強(qiáng)免疫力、預(yù)防癌癥的功效[2]，因此受到了越來越多的關(guān)注。有研究[3]表明蔬菜采后清洗是去除農(nóng)藥殘留、清潔蔬菜很為簡(jiǎn)潔有效的方式，其中以臭氧水處理杭白菜保鮮效果很為顯著。隨著人們生活節(jié)奏的加快和對(duì)食品營(yíng)養(yǎng)攝入要求的提高，生食蔬菜的方式已越來越受到現(xiàn)代人的認(rèn)可和追捧，鮮切蔬菜更是以其便捷、安全的優(yōu)勢(shì)被廣泛接受，逐步實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商品化[4]，但在商品化鮮切蔬菜的物流貯藏和實(shí)際銷售中，蔬菜品質(zhì)會(huì)受到環(huán)境影響，因此，通過貨架期模型預(yù)測(cè)鮮切蔬菜流通中品質(zhì)變化具有一定的實(shí)用價(jià)值。

Arrhenius方程是一種常用的食品貨架期預(yù)測(cè)模型[5-7]。張利平等[8]利用Arrhenius方程結(jié)合動(dòng)力學(xué)通過色差指標(biāo)預(yù)測(cè)了雞毛菜的貨架期，且誤差小于0.6 d，為監(jiān)控雞毛菜的品質(zhì)變化提供了有力的依據(jù)；謝晶等[9]也通過測(cè)定抗壞血酸、葉綠素、色差以及感官評(píng)分等多個(gè)指標(biāo)結(jié)合Arrhenius方程進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到以時(shí)間、溫度和不同品質(zhì)指標(biāo)為變量的上海青貨架期動(dòng)力學(xué)模型方程，使得感官壽命與預(yù)測(cè)值誤差小于0.3 d，為上海青的貯藏及流通提供了科學(xué)依據(jù)。大量研究[10-15]表明Arrhenius方程能有效地預(yù)測(cè)蔬菜貨架期，因此本試驗(yàn)擬通過對(duì)臭氧水處理后貯藏在不同溫度下的鮮切杭白菜進(jìn)行菌落總數(shù)、葉綠素、抗壞血酸含量、感官評(píng)分等指標(biāo)測(cè)定，結(jié)合Arrhenius方程建立貨架期預(yù)測(cè)模型，并對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，以期能為鮮切杭白菜在貯藏運(yùn)輸過程中品質(zhì)的變化進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，從而避免不必要的損耗和浪費(fèi)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

杭白菜：購(gòu)于上海市浦東新區(qū)古棕路菜市場(chǎng)，選用色澤鮮亮、新鮮飽滿、大小勻稱且無(wú)明顯缺陷的杭白菜；

2,6-二氯靛酚鹽、丙酮、抗壞血酸、碳酸氫鈉、碳酸鈣、草酸：分析純，國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

PCA平板計(jì)數(shù)培養(yǎng)基：青島海博生物技術(shù)有限公司；

低溫恒溫培養(yǎng)箱：MIR-554-PC型，日本三洋電機(jī)株式會(huì)社；

超凈工作臺(tái)：VS-1300L-U型，蘇凈集團(tuán)安泰有限公司；

電熱鼓風(fēng)干燥箱：DHG-9053A型，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

紫外可見分光光度計(jì)：WFZ UV-2100型，上海龍尼柯儀器有限公司；

全自動(dòng)壓力蒸汽滅菌器：YXQ-LS-30SH型，上海博訊實(shí)業(yè)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)前處理 挑選光鮮飽滿、大小均勻、無(wú)蟲害無(wú)缺損的杭白菜浸泡于1.8 mg/L的臭氧水中清洗5 min[3]，清洗后置于通風(fēng)陰涼的試驗(yàn)臺(tái)快速瀝干，隨即用經(jīng)消毒的菜刀對(duì)瀝干后的杭白菜進(jìn)行鮮切處理，將其切成5～8 cm適宜正常食用的小段，模仿售賣狀態(tài)使用敞口塑料盒包裝100 g樣品并用保鮮膜封口，分別貯藏在0，5，10，15，20 ℃的恒溫箱中，每組大約準(zhǔn)備8～10盒，以備后續(xù)指標(biāo)測(cè)定。

每次指標(biāo)測(cè)定時(shí)，每個(gè)溫度各使用一盒，均檢測(cè)樣品的菌落總數(shù)、葉綠素含量、抗壞血酸含量和感官品質(zhì)評(píng)分等，0，5 ℃樣品每3 d檢測(cè)一次，10 ℃樣品每2 d檢測(cè)一次，15，20 ℃樣品每天都進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)指標(biāo)均進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，計(jì)算平均值及標(biāo)準(zhǔn)差。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)及方法

(1) 菌落總數(shù)測(cè)定：參照GB 4789.2—2010，使用PCA平板計(jì)數(shù)法進(jìn)行測(cè)定。

(2) 葉綠素含量測(cè)定：參照文獻(xiàn)[16]，用丙酮提取，通過測(cè)定吸光值計(jì)算。

(3) 抗壞血酸含量測(cè)定：參照GB 6195—1986，使用2,6-二氯酚靛酚滴定法測(cè)定。

(4) 感官品質(zhì)評(píng)定：參考文獻(xiàn)[17～18]，挑選5～6名具有專業(yè)感官評(píng)定素質(zhì)的評(píng)定員，每次試驗(yàn)從鮮切杭白菜的色澤、氣味、質(zhì)地等多個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)定，很后取平均值。

(5) 貨架期預(yù)測(cè)模型的建立：蔬菜品質(zhì)變化常用一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)模擬[19]，Arrhenius方程能有效呈現(xiàn)反應(yīng)速率k和絕對(duì)溫度T之間的函數(shù)關(guān)系：

k=A0exp(-)，

(1)

式中：

k——化學(xué)反應(yīng)速率；

A0——指前因子，其值為活化能為0時(shí)的化學(xué)反應(yīng)速率；

R——?dú)怏w常數(shù)，其數(shù)值為8.314 51 J/(mol·K)；

T——絕對(duì)溫度，K；

EA——活化能，J/mol。

一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型：

lnX=lnX0+kt，

(2)

式中：

X——貯藏到第t天時(shí)指標(biāo)數(shù)值；

X0——指標(biāo)初始值；

T——貯藏時(shí)間，d。

結(jié)合式(1)、(2)即可得到以貨架期tsl，指標(biāo)數(shù)值X和溫度T為變量的預(yù)測(cè)模型方程：

tsl=，

(3)

2 結(jié)果與分析

2.1 貯藏溫度對(duì)鮮切杭白菜菌落總數(shù)的影響

菌落總數(shù)能有效反映蔬菜在貯藏過程中的新鮮程度，直接影響到其能否食用，是評(píng)定樣品是否腐敗的重要因素。有研究[20]稱蔬菜菌落總數(shù)達(dá)到6 lg CFU/g時(shí)，該蔬菜即到達(dá)可食臨界點(diǎn)，當(dāng)超過該臨界值則表明蔬菜處于腐敗狀態(tài)，失去正常食用價(jià)值。由圖1可知，在貯藏過程中，各溫度組菌落總數(shù)均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，可能是鮮切操作對(duì)組織結(jié)構(gòu)造成了破壞，使得細(xì)胞內(nèi)汁液流出，為細(xì)菌生長(zhǎng)提供了營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和有利條件[21]。貯藏溫度越低安全食用期越長(zhǎng)，如20 ℃樣品在第3天時(shí)便達(dá)到6.1 lg CFU/g，而0 ℃下菌落總數(shù)增速很緩，在貯藏第12天才到達(dá)5.88 lg CFU/g，這是因?yàn)闇囟容^低影響到微生物新陳代謝，從而延緩了微生物的生長(zhǎng)[22]，與王超等[23]使用不同溫度貯藏菠菜得到的結(jié)果相同，充分說明低溫能有效延緩細(xì)菌的滋生。

2.2 貯藏溫度對(duì)鮮切杭白菜感官品質(zhì)的影響

感官評(píng)價(jià)是直接通過外表觀察實(shí)物的色澤、氣味、質(zhì)地等指標(biāo)來評(píng)判樣品的品質(zhì)變化，是很為直觀地反映蔬菜價(jià)值的重要指標(biāo)。由圖2可知，在20 ℃貯藏條件下，感官評(píng)分下降得非常迅速，在第3天已經(jīng)出現(xiàn)腐敗變質(zhì)的現(xiàn)象，并伴隨有組織液流出，基本失去了食用價(jià)值；15 ℃貯藏條件下的鮮切杭白菜在第4天左右也出現(xiàn)了部分褐變、腐敗的狀況；0，5 ℃條件下貯藏的樣品感官評(píng)分較好，在第12天還處在6分以上，只有部分的萎蔫和黃化，依舊處于消費(fèi)者可接受范圍。

圖1 貯藏溫度對(duì)鮮切杭白菜菌落總數(shù)的影響

Figure 1 Effect of different temperatures storage on total viable count of fresh cut Hang cabbage

圖2 貯藏溫度對(duì)鮮切杭白菜感官品質(zhì)的影響

Figure 2 Effect of different temperatures storage on sensory quality of fresh cut Hang cabbage

2.3 貯藏溫度對(duì)鮮切杭白菜VC含量的影響

VC是評(píng)定果蔬營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的一項(xiàng)重要指標(biāo)。由圖3可知，鮮切杭白菜在不同溫度貯藏過程中，VC含量總體呈現(xiàn)減少趨勢(shì)，且溫度越高下降速度越快，其中20 ℃條件下貯藏，VC含量損失很為顯著，0，5 ℃條件下VC含量下降速率明顯緩慢且差異性顯著(P<0.05)，貯藏到18 d時(shí)依舊含有15 mg/100 g左右，說明低溫能有效延緩VC含量的降低。

圖3 貯藏溫度對(duì)鮮切杭白菜VC含量的影響

Figure 3 Effect of different temperatures storage on Vitamin C content of fresh cut Hang cabbage

2.4 貯藏溫度對(duì)鮮切杭白菜葉綠素含量的影響

葉綠素含量能直觀反映在貯藏過程中蔬菜的新鮮程度，直接影響到蔬菜的黃化程度，因此是蔬菜貯藏過程中重要的測(cè)定指標(biāo)。由圖4可知，在不同溫度條件下貯藏的鮮切杭白菜，葉綠素含量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，其中以20，15 ℃樣品下降速度很快，在20 ℃條件下貯藏第3天葉綠素含量便從初始的0.85 mg/g下降至0.53 mg/g，而0，5 ℃在貯藏至第9天仍保持在0.6 mg/g以上，低溫有效地延緩了葉綠素含量的降低。

圖4 貯藏溫度對(duì)鮮切杭白菜葉綠素含量的影響

Figure 4 Effect of different temperatures storage on chlorophyll content of fresh cut Hang cabbage

2.5 貨架期模型的建立

根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，利用一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型結(jié)合Arrhenius方程，使用Origin軟件分別對(duì)0，5，15，20 ℃貯藏條件下鮮切杭白菜的菌落總數(shù)、VC含量、葉綠素含量指標(biāo)進(jìn)行線性回歸擬合，得到不同指標(biāo)在不同貯藏溫度下的回歸方程，見表1。

表1中相關(guān)系數(shù)R2越趨近于1，表示擬合精度越高，各溫度指標(biāo)相關(guān)系數(shù)均大于0.9，表明數(shù)據(jù)可用于擬合。通過計(jì)算得到鮮切杭白菜的菌落總數(shù)、VC含量及葉綠素含量的活化能(EA)分別為49.08，54.87，38.80 kJ/mol，指前因子A0分別為4.93×107，1.00×109，1.22×106，代回式(3)可得：

菌落總數(shù)貨架期預(yù)測(cè)模型：

tslT=。

(4)

VC含量貨架期預(yù)測(cè)模型：

tslV=。

(5)

葉綠素含量貨架期預(yù)測(cè)模型：

tslC=。

(6)

式中：

tslT、tslV、tslC——鮮切杭白菜菌落總數(shù)、VC含量、葉綠素含量的預(yù)測(cè)貨架期；

XT、XV、XC——貯藏第t天時(shí)菌落總數(shù)、VC含量、葉綠素含量的測(cè)定值；

XT0、XV0、XC0——菌落總數(shù)、VC含量、葉綠素含量的初始值。

根據(jù)以上模型即可計(jì)算出0～20 ℃貯藏條件下，經(jīng)臭氧水處理后鮮切杭白菜的預(yù)測(cè)貨架期，也可以通過貯藏溫度和以貯藏時(shí)間推測(cè)出經(jīng)歷該流通歷程后鮮切杭白菜的品質(zhì)狀況。

2.6 貨架期模型的驗(yàn)證與評(píng)價(jià)

選取樣品在10 ℃條件下的貨架期實(shí)測(cè)值，驗(yàn)證預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性。由于國(guó)標(biāo)中沒有規(guī)定蔬菜VC及葉綠素含量腐敗標(biāo)準(zhǔn)，因此本試驗(yàn)采用感官不可接受值所得日期作為VC及葉綠素含量的貨架期終止日期，菌落總數(shù)以6 lg CFU/g為可食用標(biāo)準(zhǔn)，樣品菌落總數(shù)超過允許范圍即視為貨架期終止，貨架期實(shí)測(cè)值與預(yù)測(cè)模型求得的預(yù)測(cè)值見表2。

表1鮮切杭白菜不同溫度下各指標(biāo)回歸方程

Table 1 The regression equation of each indicator at different temperatures of fresh cut Hang cabbage

表2 10 ℃貯藏條件下鮮切杭白菜貨架期預(yù)測(cè)誤差

Table 2 The shelf life prediction error of fresh cut Hang cabbage at 10 ℃

由表2可知，通過動(dòng)力學(xué)模型計(jì)算得出不同指標(biāo)的貨架期和實(shí)際貨架期相對(duì)誤差均在10%以內(nèi)，表明該預(yù)測(cè)模型能較好地反映臭氧水處理的鮮切杭白菜菌落總數(shù)、VC含量和葉綠素含量等指標(biāo)在0～20 ℃的變化趨勢(shì)。其中以菌落總數(shù)指標(biāo)建立的貨架期模型，預(yù)測(cè)值和實(shí)測(cè)值誤差很小，以VC含量指標(biāo)所建立的動(dòng)力學(xué)貨架期模型，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相差較大，可能是GB/T 29605—2013中沒有明確規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)致只能通過感官結(jié)果來確定實(shí)際貨架期，從而造成了誤差。

3 結(jié)論

本試驗(yàn)以1.8 mg/L臭氧水清洗5 min的鮮切杭白菜為試驗(yàn)材料，分別在0，5，10，15，20 ℃條件下貯藏，隨后通過對(duì)樣品理化指標(biāo)的測(cè)定和分析，建立動(dòng)力學(xué)預(yù)測(cè)模型。結(jié)果表明：貯藏在0～20 ℃不同溫度下鮮切杭白菜的菌落總數(shù)呈現(xiàn)上升趨勢(shì)，VC和葉綠素含量總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且隨著溫度的升高，上升或下降的速率越快，此變化趨勢(shì)符合一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型。結(jié)合Arrhenius方程對(duì)不同指標(biāo)的反應(yīng)速率和溫度進(jìn)行線性擬合得到的貨架期預(yù)測(cè)模型方程相關(guān)系數(shù)R2均大于0.9，擬合精度較高，可以相對(duì)準(zhǔn)確地進(jìn)行貨架期預(yù)測(cè)。通過10 ℃下各指標(biāo)的實(shí)測(cè)值和貨架期模型方程得出的預(yù)測(cè)值對(duì)比，相對(duì)誤差均在10%以下，其中以菌落總數(shù)為指標(biāo)的預(yù)測(cè)模型很為準(zhǔn)確。由此可得，該試驗(yàn)所建立的貨架期預(yù)測(cè)模型能較準(zhǔn)確地對(duì)在0～20 ℃條件下貯藏或流通的臭氧水處理后的鮮切杭白菜進(jìn)行品質(zhì)與貨架期的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

參考文獻(xiàn)

[1] 倪瑋怡. 上海市郊土壤—蔬菜系統(tǒng)中重金屬來源及貢獻(xiàn)研究[D]. 上海: 華東師范大學(xué), 2016: 16-17.

[2] JOVABOVIC G D, KLAUS A S, NIKSIC M P. Antimicrobial activity of chitosan films with essential oils against listeria monocytogenes on cabbage[J]. Jundishapur Journal of Microbiology, 2016, 9(9): e34 804.

[3] 雷昊, 謝晶, 喬永祥, 等. 清洗殺菌方式對(duì)鮮切杭白菜保鮮效果的影響[J]. 食品與機(jī)械, 2016, 32(12): 105-107.

[4] 雷昊, 謝晶. 新鮮蔬菜采后清洗、包裝處理研究進(jìn)展[J]. 食品與機(jī)械, 2016, 32(6): 215-219.

[5] JAFARI S M, GANJE M, DEHNAD D, et al. Arrhenius equation modeling for the shelf life prediction of tomato paste containing a natural preservative[J]. Journal of the Science of Food & Agriculture, 2017, DOI: 10.1002/jsfa.8404.

[6] 馬妍, 謝晶, 周然, 等. 暗紋東方鲀?cè)诓煌瑑霾販囟认缕焚|(zhì)變化的動(dòng)力學(xué)研究[J]. 中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2012, 17(1): 138-142.

[7] NOURIAN F, RAMASWAMY H S, KUSHALAPPA A C. Kinetics of quality change associated with potatoes stored at different temperatures[J]. LWT-Food Science and Technology, 2003, 36(1): 49-65.

[8] 張利平, 謝晶, 何蓉, 等. 雞毛菜(Brassica rapa L.Chinensis Group.)的顏色變化動(dòng)力學(xué)及兩種貨架期預(yù)測(cè)方法[J]. 食品工業(yè)科技, 2013, 34(16): 75-78.

[9] 謝晶, 張利平, 蘇輝, 等. 上海青蔬菜的品質(zhì)變化動(dòng)力學(xué)模型及貨架期預(yù)測(cè)[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2013, 29(15): 271-278.

[10] 曾悅予. 超高壓處理泡椒貨架期預(yù)測(cè)模型的建立[D]. 成都: 四川農(nóng)業(yè)大學(xué), 2013: 44-46.

[11] 張利平, 謝晶. Arrhenius方程結(jié)合特征指標(biāo)在蔬菜貨架期預(yù)測(cè)中的應(yīng)用[J]. 食品與機(jī)械, 2012, 28(5): 163-168.

[12] 任珂, 屠康, 潘磊慶, 等. 青花菜貯藏期間顏色變化動(dòng)力學(xué)模型的建立[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào), 2005, 21(8): 146-150.

[13] 孫婧, 李媚, 侯軍, 等. 不同溫濕度條件下青花菜失水率預(yù)測(cè)模型的建立[J]. 食品工業(yè)科技, 2011, 32(12): 69-71.

[14] GIANNAKOUROU M C, TAOUKIS P S. Kinetic modelling of Vitamin C loss in frozen green vegetables under variable storage conditions[J]. Food Chemistry, 2003, 83(1): 33-41.

[15] JUHASZ M, KITAHARA Y, TAKAHASHI S, et al. Thermal stability of vitamin C: Thermogravimetric analysis and use of total ion monitoring chromatograms[J]. J Pharm Biomed Anal, 2012, 59(3): 190-193.

[16] 曹建康, 姜微波, 趙玉梅. 果蔬采后生理生化試驗(yàn)指導(dǎo)[M]. 北京: 中國(guó)輕工業(yè)出版社, 2007: 31.

[17] 林永艷, 謝晶, 朱軍偉, 等. 真空預(yù)冷對(duì)青菜貯藏品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技, 2012, 33(21): 314-317.

[18] AGUERO M V, PONCE A G, MOREIRA M R, et al. Lettuce quality loss under conditions that favor the wilting phenomenon[J]. Postharvest Biology & Technology, 2011, 59(2): 124-131.

[19] 謝晶, 張利平, 高志立, 等. 雞毛菜的品質(zhì)動(dòng)力學(xué)分析及貨架期預(yù)測(cè)模型[J]. 食品科學(xué), 2014, 35(10): 268-272.

[20] 張立奎. 鮮切生菜在貯藏期間的微生物生長(zhǎng)模型[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2004, 30(2): 49-49.

[21] ALLENDE A, LUO Y, MCEVOY J L, et al. Microbial and quality changes in minimally processed baby spinach leaves stored under super atmospheric oxygen and modified atmosphere conditions[J]. Postharvest Biology & Technology, 2004, 33(1): 51-59.

[22] 徐曉霞, 陳安均, 桑偉娜, 等. 不同溫度貯藏鮮切生菜腐敗細(xì)菌的分離及鑒定[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè), 2016, 42(1): 53-58.

[23] 王超, 劉斌, 鞏玉芬, 等. 鮮切菠菜在不同冷藏溫度下品質(zhì)變化的動(dòng)力模型[J]. 制冷學(xué)報(bào), 2015, 36(6): 98-103.

Establishment and evaluation of shelf life model on fresh cut Hang cabbage processed by ozone water

LEI Hao1,2XIEJing1,2QIAOYong-xiang1,2

(1.CollegeofFoodScienceandTechnology,ShanghaiOceanUniversity,Shanghai201306,China; 2.QualitySupervision,InspectionandTestingCenterforColdStorageandRefrigerationEquipment,MinistryofAgriculture,Shanghai201306,China)

DOI：10.13652/j.issn.1003-5788.2017.08.027

基金項(xiàng)目：2015年度國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào)：2015GA680007)；上海市綠葉菜產(chǎn)業(yè)體系建設(shè)資助項(xiàng)目

作者簡(jiǎn)介：雷昊，男，上海海洋大學(xué)在讀碩士研究生。

通信作者：謝晶(1968—)，女，上海海洋大學(xué)教授，博士。 E-mail：jxie@shou.edu.cn

收稿日期：2017—05—17