次氯酸钠溶液对鲜毛豆荚清洗杀菌效果的研究

高　佳,朱永清,罗芳耀,袁怀瑜,贺红宇

(四川省农业科学院农产品加工研究所,四川成都 610066)



次氯酸钠溶液对鲜毛豆荚清洗杀菌效果的研究

高佳,朱永清*,罗芳耀,袁怀瑜,贺红宇

(四川省农业科学院农产品加工研究所,四川成都 610066)

以新鲜毛豆荚为试材,研究了不同浓度次氯酸钠溶液作为清洗剂对毛豆荚清洗后冷藏过程中表面微生物、组织电导率和感官品质的影响。通过实验表明,次氯酸钠溶液清洗处理能显著降低毛豆荚表面微生物的数量,延缓贮藏过程中微生物的增长,且使用浓度越高杀菌效果越好,但较高剂量的次氯酸钠溶液反而会加速贮藏过程中毛豆荚的品质劣变。有效氯浓度为250 mg/L的酸化次氯酸钠水溶液清洗处理,结合聚乙烯薄膜包装和冷藏,可延长毛豆荚商品货架期至31 d。

次氯酸钠,毛豆荚,清洗,杀菌,贮藏

毛豆,又称青毛豆、菜用大豆,是指籽粒鼓满期至初熟期之间收获的青荚大豆,豆荚呈嫩绿色,口感鲜嫩,营养丰富,深受消费者喜爱[1-2]。鲜毛豆荚的采收期通常为每年8～10月,气温较高,采后水分含量高,呼吸代谢旺盛,极易出现萎蔫失水和腐烂变黄等现象,缩短了产品货架期[1-3]。为解决鲜毛豆荚长途运输和销售过程中品质保持等问题,生产中常采用采后预冷,薄膜包装、加冰或冷藏车运输等方式延长保鲜期。此外,鲜豆荚表面生长着一层致密绒毛,靠近地表土壤生长且直接暴露于空气中,采收后杂质较多,为提高其商品性,常需经过清洗处理再集中上市销售。关于蔬菜采后清洗方面的研究比较多[2-5],但目前生产中应用最为广泛、安全性、稳定性和经济性最好的仍然是以次氯酸钠为主的含氯清洗剂[6-8]。影响次氯酸钠溶液对蔬菜表面杀菌效果的主要因素包括使用浓度、清洗时间、pH、溶液温度、蔬菜中有机物质含量等,而在生产中通过自动化蔬菜清洗机连续作业,清洗时间、溶液温度和pH都比较固定,蔬菜种类不同,表面结构和微生物种类数量不同,蔬菜采后加工方式不同,都会影响次氯酸钠溶液清洗后的杀菌效果[6-9]。有研究表明,次氯酸钠溶液使用浓度并不是越高越好[7,9-10]。因此针对特定蔬菜表面结构选择合适的次氯酸钠使用浓度对有效抑制蔬菜表面微生物生长,降低腐烂率,延长蔬菜采后保鲜期十分重要。

本研究以新鲜毛豆荚为试材,采用次氯酸钠溶液为清洗剂,研究不同有效氯浓度的次氯酸钠水溶液作为清洗剂对鲜毛豆荚采后贮藏过程中微生物及贮藏品质变化的影响,并结合聚乙烯薄膜包装和冷藏,探索适宜于生产推广的鲜毛豆荚采后初加工及冷藏保鲜方式,提高产品商品性,延长货架期。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

新鲜毛豆荚购于四川省成都市金堂县官仓果蔬专业合作社青豆种植基地。

平板计数琼脂培养基和马铃薯-葡萄糖-琼脂培养基购于北京奥博生物技术有限责任公司;次氯酸钠溶液购于成都市科龙化工试剂厂;硫酸、碘化钾、硫代硫酸钠、氯化钠等均为分析纯。

DDSJ-308A型电导仪上海仪电科学仪器股份有限公司;PHS-3C型pH计上海康仪仪器有限公司;JA31002型电子天平上海精天电子仪器有限公司;SUP-250型生化培养箱上海精宏实验设备有限公司;HBM-400B型均质器天津恒奥科技发展有限公司。

1.2实验方法

1.2.1材料预处理新鲜毛豆荚采收后12 h内运回实验室,1 ℃冷库预冷处理存放,剔除残、病、次样品,开展后续实验。

1.2.2次氯酸钠水溶液清洗处理根据次氯酸钠(NaClO)溶液中有效氯(ClO-)浓度梯度,设置7个清洗处理:对照,不清洗;清水(自来水)清洗;50 mg/L ClO-处理(有效氯浓度为50 mg/L,pH为6.5的酸化NaClO水溶液[7],采用柠檬酸溶液调节pH)清洗;100 mg/L ClO-处理清洗;250 mg/L ClO-处理清洗;500 mg/L ClO-处理清洗;750 mg/L ClO-处理清洗。模拟生产中两节清洗槽连续清洗,所有处理均在21 ℃室温条件下清洗两次,第一次洗1 min,第二次洗30 s。清洗后测定清洗液中有效氯含量,并于手动型蔬菜脱水机快速甩除毛豆荚表面多余水分,采用尺寸为10 cm×15 cm,厚度为0.03 mm的低密度聚乙烯薄膜包装袋密封包装后4 ℃下冷藏。每处理3袋,每袋重(70.0±0.5)g。

1.2.3相关指标的测定方法

本文提出的基于自适应虚拟阻抗的分布式控制策略,在DG网络拓扑结构下,各DG单元只需利用本地和相邻单元的实时输出的电流和虚拟阻抗值,根据系统特性自动调节等效输出虚拟阻抗,较好地解决了直流微电网中线路电阻不匹配和负荷不对称情况下各DG单元之间电流分配不平衡的问题,同时改善了母线的电压质量。

1.2.3.1组织电导率参考Hong[11]的方法测定。每个样品取(70.0±0.5)g毛豆荚倒入300 mL蒸馏水中于20 ℃条件下浸泡30 min,期间不断搅动,测定浸泡液电导率记为E1。测定完后将样品连同蒸馏水浸泡液置于-20 ℃中冷冻24 h,取出冷冻样液于室温下缓慢解冻至20 ℃,再次测定浸泡液电导率记为E2。样品组织电导率计算公式为:E(%)=E1/E2×100,每处理重复测定3袋。

1.2.3.2菌落总数参考GB/T4789.2-2010方法测定,每个样品重复2个平板,每处理重复测定3袋,菌落个数在30～300之间的视为有效数据。

1.2.3.3霉菌和酵母数量参考GB/T4789.15-2010方法测定,评价值为霉菌和酵母菌计数之和,每个样品重复2个平板,每处理重复测定3袋,菌落个数在30～300之间的视为有效数据。

1.2.3.4感官评定参考Bai[12]的方法测定。9名科研人员根据毛豆荚贮藏过程中颜色、腐烂程度等总体感官情况进行排序法评分,最高分为9分,表明贮藏效果非常好;7分为贮藏效果较好;5分为商品界限;3分为贮藏效果不好;1分为严重损坏,贮藏效果非常不好。同时对购买欲望进行排序法评分,9分为肯定购买;5分为可能购买也可能不买;1分为肯定不会购买。

1.2.3.5溶液中有效氯及损失率清洗溶液中有效氯的测定采用碘量法[13],计算公式为:X(mg/L)=(C×Vst×0.03545)×105/V;X为有效率含量,mg/L;C为硫代硫酸钠滴定溶液浓度,mol/L;Vst为滴定用去硫代硫酸钠滴定液体积,mL;V为量取消毒剂原药体积,mL;0.03545为1 mol/L硫代硫酸钠滴定液1 mL相当于有效率的量。有效率损失率(%)=(清洗前溶液中有效率含量-清洗后溶液中有效率含量)×100%/清洗前溶液中有效率含量。

1.2.4数据分析采用DPS数据处理系统对实验数据进行贮藏时间和实验处理间的两因素完全随机设计统计分析,差异显著性检验采用LSD法,p<0.05为差异显著,p<0.01为差异极显著。误差线采用标准误差(SE)表示。

2　结果与分析

2.1次氯酸钠溶液浓度对鲜毛豆荚清洗后贮藏过程中微生物指标的影响

随着贮藏时间的延长,各处理间菌落总数、霉菌和酵母菌数量呈现有规律性的极显著增长趋势(p<0.01)(图1)。整个贮藏过程中,未清洗处理组微生物数目一直处于最高水平,其次是清水处理组,而添加ClO-处理组的微生物数目显著低于未清洗组和清水组(p<0.05),并且随着ClO-添加量的增加,各测定点上微生物数目梯度减少,其中添加量750 mg/L ClO-处理在整个贮藏过程中显著低于其它所有处理(p<0.05)。未清洗处理和清水处理菌落总数数量从第1 d至第7 d快速增长,第7 d以后增长趋势放缓;贮藏至第19 d以后,未清洗处理和清水处理间以及清水处理和50 mg/L ClO-处理之间菌落总数无显著性差异(p>0.05);在第19 d至第25 d贮藏期内,500 mg/L和750 mg/L ClO-处理间菌落总数增长趋势放缓(图1A)。未清洗处理、清水处理和50 mg/L ClO-处理鲜毛豆荚中霉菌和酵母数量呈现先快速增长,之后趋于平缓,再缓慢增长的趋势;250 mg/L ClO-处理和500 mg/L ClO-处理间霉菌和酵母数量除第13 d和第31 d以外,其余贮藏期内无显著性差异(p>0.05)(图1B)。

图1　次氯酸钠清洗浓度对鲜毛豆荚冷藏过程中微生物生长情况的影响(n=3)Fig.1　Effect of washing concentrationwith sodium hypochlorite water solution on microbial growth(log CFU/g)of green soybean pods during 4 ℃ storage(n=3)

2.2次氯酸钠溶液浓度对鲜毛豆荚清洗后贮藏过程中组织电导率的影响

各处理组织电导率的变化趋势在整个贮藏期内波动较大,变化规律不明显(图3)。经过统计分析可以得出,在整个贮藏期内,未处理和750 mg/L ClO-处理电导率水平最高,而其他几个处理间无显著性差异(p>0.05)。所有处理中250 mg/L ClO-处理电导率水平一直处于相对较低的状态。

图2　次氯酸钠清洗浓度对鲜毛豆荚冷藏过程中组织电导率的影响(n=3)Fig.2　Effect of washing concentrationwith sodium hypochlorite water solution on tissue electrolyte leakage rate of green soybean pods during 4 ℃ storage(n=3)

2.3次氯酸钠溶液浓度对鲜毛豆荚清洗后贮藏过程中感官评定指标的影响

各处理总体感官质量和消费者购买欲望随着贮藏时间的延长逐渐降低,且在1～19 d的测定时间内降低趋势较缓慢,均具有商品性,但25、31 d时除250 mg/L ClO-和500 mg/L ClO-两个处理外,其余处理均极显著降低(p<0.01)(图3)。添加ClO-处理组在贮藏过程中可以显著提高毛豆荚的感官质量和消费者的购买欲望,但ClO-的添加量不是越多越好,过高的添加量反而会对毛豆荚产生负面影响,如添加量为750 mg/L ClO-处理组在贮藏25、31 d时的感官评定和购买欲望已经低于未处理组和清水处理组。在整个贮藏过程中,添加量为250 mg/L ClO-处理组可以较好的保持鲜毛豆荚的外在品质,且在贮藏31 d后总体感官质量(5.22±0.17)仍高于商品临界值,具有较好的商品性,500 mg/L ClO-处理次之。

图3　次氯酸钠清洗浓度对鲜毛豆荚冷藏过程中感官评定的影响(n=9)Fig.3　Effect of washing concentrationwith sodium hypochlorite water solution on sensory attributes of green soybeanpods during 4 ℃ storage(n=9)

2.4清洗后清洗溶液中有效氯含量变化

清洗后所有含次氯酸钠处理中有效氯含量均产生不同程度的降低,且第一次清洗后有效氯损失率均高于第二次清洗后(表1)。第一次清洗后有效氯损失率在24.15%～49.56%之间,而第二次清洗后有效氯损失率在6.64%～41.39%之间。随着清洗溶液有效氯含量的增加,两次清洗后损失率呈现先升高后降低的趋势。

表1　清洗后溶液中次氯酸钠溶液

3　讨论

次氯酸钠溶液是一种广泛使用的含氯杀菌剂,能有效杀除蔬菜表面附着的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草杆菌黑色变种芽孢等微生物[8,14],同时能降解蔬菜表面的农药残留[15]等有害物质。次氯酸钠的杀菌原理主要依靠次氯酸的氧化作用,可穿透细菌的细胞膜进入细胞与胞内蛋白质产生氯化反应使细胞液凝固,有效杀死细菌[16]。通常情况下次氯酸浓度越高,作用时间越长,杀菌效果越强[8,17]。本实验中随着次氯酸钠有效氯浓度的增加,毛豆荚表面菌落总数和霉菌和酵母数量越低,且在后期冷藏过程中微生物的增长速度也越慢。因此,在清洗过程中适当提高次氯酸钠使用量对蔬菜表面微生物的抑制具有明显作用。但有报道指出过量氯杀菌后余氯残留可形成三卤甲烷等有毒有害物质[17],也会使果蔬产品具有残留氯的臭气[16]。本实验中次氯酸钠有效氯的最大使用剂量为750 mg/L,清洗后毛豆荚并未出现明显的刺激气味,且当有效氯浓度为750 mg/L时组织电导率及感官评定指标显示毛豆荚在贮藏后期品质劣变较明显,比低剂量的有效氯浓度处理保鲜效果差。因此,综合考虑杀菌效果、外观品质和次氯酸钠的残留问题,选择有效氯浓度为250 mg/L的次氯酸钠溶液作为毛豆荚的清洗剂更为适合。未清洗的样品微生物指标和电导率较高可能受毛豆荚表面杂质和样品本身品质劣变的影响,750 mg/L ClO-处理贮藏后期电导率较高表明已出现品质劣变。可见,鲜毛豆荚采后适当的清洗处理对于改善产品外观品质,清除和抑制微生物生长,延长产品保鲜期具有重要作用。

经过清洗后次氯酸钠溶液中有效氯均产生了损失现象,这可能与次氯酸本身的挥发作用和蔬菜对次氯酸的消耗有关[7,16]。有关研究表明,蔬菜汁液渗出的有机质越多,对次氯酸钠溶液杀菌效果影响越大[7,9]。因此,在实际生产中随着流水式作业蔬菜清洗量的批量更新和增加,常常需要不断向清洗液中添加新的次氯酸钠溶液来保证清洗液具有较好的杀菌效果[6-7,18]。次氯酸钠使用量的增大和清洗后产生的有害物积累也成为争议焦点与制约蔬菜加工工业自动化管理的难题[7]。本实验中由于鲜毛豆荚并未经过进一步的切分处理,产生的渗出汁液不多,因此对清洗液中有效氯的损失率不高。实验结果误差值较大与次氯酸挥发作用导致测定值变化较大有关。为了提高清洗效果,降低对次氯酸钠溶液的使用量,生产中可先将毛豆荚经过清水预洗去除泥沙杂质,再经过次氯酸钠溶液清洗,以此达到较好的杀菌保鲜效果。

4　结论

本研究表明,次氯酸钠溶液使用浓度越高,贮藏过程中抑菌效果越好;但当次氯酸钠溶液中有效氯浓度大于500 mg/L时,抑菌效果增长不明显,且在一定程度上还会破坏贮藏过程中产品外观品质,加速品质劣变。综合考虑,有效氯浓度为250 mg/L的酸化次氯酸钠水溶液,配合厚度为0.03 mm的低密度聚乙烯薄膜包装袋密封包装和4 ℃冷藏,可有效地降低贮藏过程中毛豆荚外壳表面微生物繁殖,延长保鲜期至31 d,可作为鲜毛豆荚采后初加工和保鲜的适宜方法。

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Effect of sodium hypochlorite water solution on the washing sterilization of fresh green soybean pods

GAO Jia,ZHU Yong-qing*,LUO Fang-yao,YUAN Huai-yu,HE Hong-yu

(Institute of Agro-Products Processing Science and Technology,Sichuan Academy of Agricultural Sciences,Chengdu 610066,China)

The effect of washing concentration of sodium hypochlorite water solution for fresh soybean pods on surface microbial population,tissue electrolyte leakage rate and sensory attribution during cold storage were investigated. The result showed that,sodium hypochlorite water solution can reduce and delay the growth of soybean pods surface microorganisms during the storage time,and the higher concentration the better antibacterial effect,but higher concentration of sodium hypochlorite water solution also might accelerate soybean pods quality fission. 250 mg/L free chlorine concentration of acidification sodium hypochlorite as washing solution with polyethylene film packaging and cold storage can extend the shelf life of fresh soybean pods to 31 days.

sodium hypochlorite;green soybean pod;washing;sterilizing;storage

2015-12-16

高佳(1983-)，女，博士，副研究员，研究方向：果蔬贮藏保鲜与加工，E-mail:jiagao129@163.com。

朱永清(1968-)，男，博士，副研究员，研究方向：果蔬贮藏保鲜与加工，E-mail:zhuyongqing68@sina.com。

四川省科技支撑计划项目(2011NZ0095 & 2014NZ0004)。

TS255.36

A

1002-0306(2016)11-0096-04

10.13386/j.issn1002-0306.2016.11.011