脂肪酸消毒液对苹果杀菌效果及贮藏品质的影响

宋汉娇,王锡昌,吴 娜,谢沛凝

(上海海洋大学,上海 201306)



脂肪酸消毒液对苹果杀菌效果及贮藏品质的影响

宋汉娇,王锡昌*,吴 娜,谢沛凝

(上海海洋大学,上海 201306)

本研究采用一种新型脂肪酸消毒液对新鲜富士苹果进行处理,考察了浸泡和喷洒两种处理方式的杀菌效果和对果实整体感官的影响,以及对苹果在常温贮藏条件下品质的影响。杀菌结果表明:相同稀释倍数的脂肪酸消毒液浸泡组杀菌效果优于喷洒组;两种处理方式的500倍和800倍稀释液杀菌时间延长至4 min后,菌落总数无显著性变化;脂肪酸消毒液稀释处理组对苹果味道、颜色的感官评分影响无显著性差异,对气味影响显著,与喷洒组相比,浸泡组对苹果的气味影响较大。贮藏结果表明:脂肪酸消毒液稀释液处理苹果10 min后于20 ℃条件贮藏40 d,500倍稀释组能有效抑制苹果的呼吸强度、多酚氧化酶(PPO)的活性,延缓失重率、硬度、可滴定酸含量、可溶性固形物含量的下降,显著减少腐烂率,有利于延长苹果的贮藏期并保持苹果固有的风味品质。

脂肪酸消毒液,苹果,杀菌,贮藏品质

苹果是最常见的水果,被誉为温带水果之王[1],苹果树属于蔷薇科,落叶乔木,叶椭圆形,有锯齿。其果实球形,味甜,口感爽脆,且营养丰富,是世界四大水果之冠。根据联合国粮农组织统计,2013年全世界的苹果产量为8082万吨,排世界第二位[1]。中国农业部确定其为11种优势农产品之一,也是中国第一大果品产业[2],其产量占中国水果总产量的26.6%[3]。虽然苹果品种很多,但是成熟期基本都集中在7～9月,后期苹果的销售经过较长时间的贮藏,在其贮藏过程中因表面附着大量微生物,且富含水分和糖分，苹果稍有磕碰极易造成微生物繁殖,这就大大降低苹果的商业价值,同时对食用安全性造成了威胁。

目前关于清洗杀菌剂应用于果蔬类产品的报道已有很多,允许浓度的含氯消毒剂清洗掉果蔬表皮后细菌数减少1～2 lg cfu[4];李华贞等[5]研究表明微酸性电解水可有效抑制菠菜表面的微生物活性;Kim等[6]对接种了荧光假单胞菌的生菜进行实验时发现,臭氧的除菌数量不到1 lg cfu。鲜有脂肪酸消毒液对果蔬杀菌效果及对其贮藏品质影响的研究[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广谱的杀菌功能,并且具有良好的稳定性,对不锈钢设备无腐蚀,对人皮肤、呼吸道无刺激,使用后排放会自然降解等优良的环保性能。Kelsey[8]研究了多种脂肪酸及其甘油单酯对金黄色葡萄球菌的抑制效果;Skrivanova[9]研究了产气英膜梭状芽袍杆菌对C2～C18脂肪酸的敏感程度,Bergsson[10]研究了多种脂肪酸及其单酯对白色念珠菌的抗菌效果,均证实了辛酸、壬酸和癸酸高效广谱的抑菌性。Kabara[11]等对许多研究结果作了整理,发现一般的商品饱和脂肪酸的经口LD50值都在无毒范围内,且刺激性小。因为脂肪酸天然存在于许多动植物体内,所以人们很少去怀疑天然脂肪酸在小剂量下的安全性。大部分脂肪酸被美国FDA认证GRAS(一般公认安全)[12]。

表1 苹果感官评定

本文选用消费者喜爱、销售量大的富士苹果作为研究对象,采用脂肪酸消毒液对其进行不同的处理,并即时对杀菌处理后的苹果感官评分,另外置于常温条件下贮藏。考察了脂肪酸消毒液对苹果的杀菌效果、整体感官和贮藏品质的影响,为提高果蔬的食用安全性和贮藏保鲜效果提供一种新方法,并为其在食品工业中的应用提供了理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

脂肪酸消毒液 为一种淡黄色液体,均匀无沉淀,活性成份为萃取于天然椰子油的脂肪酸辛酸、壬酸和癸酸,采用微乳化技术加工而成，有效脂肪酸浓度为10.4%的新型消毒液,由上海市龙蟒科技公司提供;苹果 购自学校附近农贸市场,挑选成熟度、色泽、大小一致、无机械损伤和病虫害的新鲜山东红富士苹果。

FHT-15水果硬度计 广州兰泰仪器有限公司;BT224S型电子天平 赛多利斯科学仪器(北京)有限公司;NGP40-CO2红外线CO2分析仪 宁波高新区高品科技有限公司;净化工作台 上海新苗医疗机械制造有限公司;SPX-25085-II 型生化培养箱 上海新苗医疗机械制造有限公司;UV2300紫外分光光度计 尤尼柯(上海)仪器有限公司;WYT-4型手持式糖量计 上海易测仪器设备有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 脂肪酸消毒液的配制 分别取脂肪酸消毒液原液20、12.5、10 mL,用去离子水稀释至10 L,配制成500、800、1000倍稀释液,其稀释液有效抑菌浓度分别为200、125、100 mg/L。

1.2.2 苹果的杀菌保鲜处理

1.2.2.1 杀菌实验 取有效脂肪酸浓度为10.4%的脂肪酸消毒液原液20、12.5、10 mL,用去离子水稀释至10 L,配制成500、800、1000倍稀释液,另设对照组(用去离子水代替脂肪酸消毒液),分别采用浸泡和喷洒方式杀菌,浸泡组料液比为1∶5,每60个样果喷洒用量为300 mL,两组时间均分别控制为0.5、1、2、4、10 min,每个处理设置3个平行。

1.2.2.2 贮藏实验 取配制好的500、800、1000倍稀释液,另设对照组。采用浸泡和喷洒方式处理,浸泡组料液比为1∶5,每60个样果喷洒用量为300 mL,浸泡和喷洒处理时间均控制为10 min,自然晾干后的苹果分装到覆盖有0.03 mm聚乙烯薄膜的瓦楞纸箱中,每个处理设置3个平行,每箱装果60个,于20 ℃、相对湿度75%～85%的环境条件下贮藏,定期测定各项指标。每个处理其中2箱(一个处理6箱)为测定失重率和腐烂率样,剩余箱测定苹果内在品质。

1.3 测定指标和方法

1.3.1 整体感官质量评价 6名经过专门培训的感官评价员对杀菌处理后的苹果,根据苹果的感官评定标准(见表1)从味道、颜色、气味三个方面进行评分,分值范围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 微生物总数检测 每个处理取8个苹果置超净工作台自然晾干,沿赤道周围均匀取果皮(0.5～1 mm厚),用于测定果实表面的菌落,方法参照GB 4789.2-2010,实验重复三次。

1.3.3 呼吸强度的测定 每个处理随机各取12个果实,装入干燥器内用红外线CO2分析仪进行测定,实验重复三次。

1.3.4 硬度的测定 用FHT-15水果硬度计(测头直径3.5 mm)测定,在苹果赤道线上均匀取3个点测定,求其平均值,每个处理方式测定的样本容量为5个样本。

图1 脂肪酸消毒液浸泡(a)和喷洒(b)处理苹果感官实验结果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 取果实赤道部位果肉研磨后,用双层纱布挤出滤液,用糖度计测定,实验重复三次。

1.3.6 可滴定酸含量 采用酸碱滴定法,将苹果去皮、核取10 g果肉,加入少量蒸馏水用调理机粉碎均匀,双层纱布过滤取10 mL滤液,定容到200 mL容量瓶,用0.01 mol/L NaOH滴定。结果以苹果酸百分数表示,其换算系数为0.067,单位为%,实验重复三次。

1.3.7 多酚氧化酶(PPO)活测定 样品苹果1∶1(W/V)比例与0.03 mol/L磷酸缓冲液pH6.0(内含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,匀浆4层后纱布过滤,滤液以6000 r/min离心10min,弃除沉淀得酶提取液。在反应管中加入0.1 mol/L,pH5.0醋酸盐缓冲液3.4 mL,0.1 mol/L邻苯二酚0.5 mL,粗酶液0.1 mL,30 ℃恒温水浴保温30 min,紫外可见分光光度计测420 nm处光密度(OD值),每隔20 s记录1次,以煮沸灭活的酶液为比色对照,以每克果肉每分钟光密度值增加0.01定义为一个酶活力单位(U)。单位记为U/(g·min)[14]。

1.3.8 失重率的测定 用称重法进行测定,计算公式为:失重率(%)=(初始质量-终止质量)/初始质量×100

1.3.9 腐烂率的测定 按果实腐烂面积大小将果实划分为4级:0级无腐烂;1级果面有1～3个小腐烂斑点;2级腐烂面积占果实面积的25%～50%;3级 腐烂面积大于果实面积的50%。按下式计算腐烂率:

腐烂率(%)=∑[(腐烂级别×该级果实数)/(最高腐烂级别×总果实数)]×100

1.4 数据分析

并采用SPSS Statistics19.0软件进行方差分析,以p<0.05 的Duncan’s新复极差法进行显著性分析,Excel软件进行图形处理。

2 结果与分析

2.1 脂肪酸消毒液处理对苹果感官品质的影响

由图1可知,杀菌方式、稀释液浓度及作用时间3个因素对苹果的味道、色泽影响甚微,采用浸泡杀菌方式对苹果气味的影响比采用喷洒杀菌方式要显著;采用浸泡方式时,随着作用时间的延长和有效抑菌浓度升高,对气味感官评分影响越大,500倍与800倍稀释组之间的差异性不显著(p>0.05)。采用喷洒方式时,同一稀释液浓度,气味感官评分随着作用时间的延长先转变为接近脂肪酸消毒液稀释液气味,当作用时间较长时反而气味减轻,分析原因可能是由于时间较长挥发所致。

表2 浸泡杀菌实验结果(菌落总数lg CFU/g)

注:a～d表示列显著性差异,A～D表示行显著性差异,其中n=3,p<0.05；表3同。

表3 喷洒杀菌实验结果(菌落总数lg CFU/g)

2.2 脂肪酸消毒液对苹果的杀菌处理

由表2可知,采用浸泡方式对苹果进行杀菌处理,不同稀释倍数的脂肪酸消毒液的杀菌效果不相同,脂肪酸消毒液对苹果浸泡时间为0.5 min时,与对照组相比500、800倍稀释液分别使苹果表面的微生物数量下降1.31、1.01 lg CFU/g,而1000倍稀释液降低苹果表面的微生物数量为0.1 lg CFU/g。500倍和800倍稀释液显著优于1000倍稀释液,是因为有效抑菌成份浓度较高,更多的RCOO-与细菌细胞蛋白质的相互作用达到灭菌效果。实验组中1000倍稀释液组除菌效果最差,这是因为稀释液中有效抑菌成份含量低,主要通过冲泡作用去除微生物。各组均随着浸泡时间的延长苹果表面的微生物数量下降越多,当浸泡时间为10 min时脂肪酸消毒液稀释组均使苹果表面的微生物数量下降到1 lg CFU/g内。

由表3可知,采用喷洒方式对苹果进行杀菌处理,脂肪酸消毒液对苹果喷洒时间控制为0.5 min时脂肪酸消毒液稀释组杀菌效果均存在显著性差异,500倍稀释液组杀菌效果明显优于其他组,喷洒时间控制到2 min内对照组和1000倍稀释组没有显著性差异(p>0.05),喷洒时间控制在4 min时800倍稀释组和1000倍稀释组不存在显著性差异,而喷洒时间延长到10 min时,脂肪酸消毒液稀释组之间均不存在显著性差异(p>0.05)。对照组和实验组均随着喷洒时间的延长,苹果表面微生物数量下降增多。

2.3 苹果经脂肪酸消毒液处理后贮藏期间品质的变化

2.3.1 脂肪酸消毒液对苹果硬度的影响 硬度的变化反映果实耐贮性,影响食用口感[15]。由图2可知,苹果常温贮藏40 d内的硬度不断下降,脂肪酸消毒液处理可延缓苹果在贮藏期内硬度的下降速度;浸泡处理500倍和800倍稀释组苹果硬度显著高于对照组(p<0.05),500倍稀释组硬度下降最缓慢,平均每天下降5.7%,喷洒处理500倍稀释组在贮藏期保持苹果硬度的效果最佳,方差分析其他3组之间差异性不显著(p>0.05)。由此说明,500倍稀释的脂肪酸消毒液处理能延缓苹果在贮藏期硬度的下降,保持果实品质。

图2 脂肪酸消毒液浸泡(a)和喷洒(b)处理对苹果硬度的影响Fig.2 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on firmness of apple

2.3.2 脂肪酸消毒液对苹果可滴定酸含量的影响 糖、酸含量的绝对值和糖酸比决定苹果的甜酸风味[16-17],可滴定酸含量对苹果风味的优劣有较大影响。由图3可知,苹果的可滴定酸含量随着贮藏时间的延长呈不断下降趋势,因为有机酸作为重要的呼吸能量来源被细胞呼吸作用不断的分解。两种处理方式的脂肪酸消毒液500倍稀释组可滴定酸含量均始终高于其他3组,且储藏后期500倍稀释组浸泡处理相比于喷洒组可滴定酸含量的下降较缓慢。浸泡处理500倍稀释组与对照组存在显著差异性(p<0.05),贮藏结束时可滴定酸含量比对照组高出1.1倍;喷洒处理800倍和1000倍稀释组与对照组之间无显著性差异(p>0.05)。由此说明,500倍稀释的脂肪酸消毒液处理能有效抑制苹果贮藏期可滴定酸含量的下降,有利于保持苹果风味。

图3 脂肪酸消毒液浸泡(a)和喷洒(b)处理对苹果可滴定酸含量的影响Fig.3 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on titratable acid of apple

图4 脂肪酸消毒液浸泡(a)和喷洒(b)处理对苹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 脂肪酸消毒液对苹果可溶性固形物含量的影响 可溶性固形物是溶解于水的化合物的总称。包括糖、酸、维生素、矿物质等。可溶性固形物含量是苹果的重要品质指标[18-19]。由图4可知,苹果的可溶性固形物含量在贮藏过程中呈现先上升后不断下降的趋势。两种处理方式的实验组和对照组均在贮藏15 d达到峰值,浸泡处理实验组可溶性固形物含量均显著高于对照组(p<0.05),贮藏结束时500、800、1000倍稀释组可溶性固形物含量依次比对照组高出9.5%、5.8%、3.7%;喷洒处理500倍稀释组贮藏期内固形物含量始终高于其他组,在贮藏第30 d时含量为13%,与对照组达最大差异。由此说明,500倍稀释的脂肪酸消毒液处理可有效抑制苹果贮藏期可溶性固形物含量的下降,能较好保持苹果品质。

2.3.4 脂肪酸消毒液对苹果呼吸强度的影响 由图5可知,苹果在贮藏期内呼吸强度呈现先上升,在第20 d达到呼吸峰值,之后逐渐下降的趋势。浸泡处理时,实验组苹果呼吸强度始终低于对照组,但800倍和1000倍稀释组之间差异性不显著(p>0.05);喷洒处理的脂肪酸消毒液500倍稀释组呼吸强度值最低,800倍和100倍稀释组与对照组相比不存在显著差异性。总体上比较浸泡处理比喷洒处理更有利于抑制苹果在贮藏期内的呼吸强度。由此说明500倍稀释的脂肪酸消毒液处理能有效抑制苹果呼吸强度,降低呼吸峰值,从而延长苹果的贮藏时间。

图5 脂肪酸消毒液浸泡(a)和喷洒(b)处理对苹果可呼吸强度的影响Fig.5 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on respirations of apple

2.3.5 脂肪酸消毒液对苹果PPO的影响 PPO在有氧的条件下可氧化组织中内源性酚类物质形成邻醌,邻醌再相互聚合或与蛋白质、氨基酸等作用生成高分子络合物而使果实组织发生褐变,对苹果的品质造成严重影响[20]。由图6可知,PPO活性在苹果贮藏期内呈现逐渐下降的趋势;5 d内,两种处理方式的PPO活性值均处在较高水平;500倍稀释组PPO活性值始终低于其他组。贮藏结束时浸泡处理500倍稀释组PPO活性值为7.45 U/(g·min)显著(p<0.05)低于对照组。贮藏第10 d喷洒处理500倍稀释组PPO活性值为17.56 U/(g·min)，与对照达最大差异。由此说明,500倍稀释的脂肪酸消毒液处理能抑制苹果多酚氧化酶(PPO)活,有利于保持苹果品质。

图6 脂肪酸消毒液浸泡(a)和喷洒(b)处理对PPO活性的影响Fig.6 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on PPO of apple

2.3.6 脂肪酸消毒液对苹果失重率的影响 由图7可知,苹果经浸泡、喷洒处理后贮藏期内对照组和实验组的失重率都呈线性增加趋势,且对照组失重率始终高于处理组。方差分析表明,浸泡处理的500、800倍稀释组失重率显著低于对照组(p<0.05),喷洒处理的500倍稀释组失重率显著低于其他3组;两种处理方式均是500倍稀释组抑制苹果失重效果最佳,由此说明,500倍稀释的脂肪酸消毒液处理可以抑制苹果贮藏期水分散失,有利于苹果的保鲜。

图7 脂肪酸消毒液浸泡(a)和喷洒(b)处理对苹果失重率的影响Fig.7 Effect of fatty acid disinfectant soak(a) and spray(b)treatment on weight loss rate of apple

2.3.7 脂肪酸消毒液对苹果腐烂率的影响 红富士苹果常温贮藏至23 d时,对照组果实开始出现腐烂果实,而实验组苹果未出现此情况。当贮藏结束时,浸泡杀菌方式的对照组，500、800、1000倍稀释组的腐烂率为18.3%、2.3%、3.1%、4.4%,喷洒杀菌方式的对照组、500、800、1000倍稀释组的腐烂率分别为20.2%、3.4%、3.9%、5.3%。可能由于脂肪酸发挥了诱抗剂的作用,诱导果实对真菌、细菌和病毒病害的抗性,故在对红富士苹果的处理中起到了抑制病菌侵染,降低腐烂损失的作用。

3 结论

脂肪酸消毒液具有良好的杀菌效果,但其应用于食品的文献报道较少。通过本实验可知,浸泡和喷洒两种处理方式的500倍稀释组可较好的抑制苹果在贮藏期间的呼吸作用,防止失水萎蔫,降低了果实重量的损失和硬度的下降,减少了果实腐烂率,降低了多酚氧化酶活性,同时抑制了可滴定酸含量、可溶性固形物的下降。

综合各因素可知,脂肪酸消毒液稀释液处理苹果具有良好的杀菌效果,浸泡处理优于喷洒处理,较长的喷洒时间对整体感官评分影响较小。此研究为脂肪酸消毒液今后应用于果蔬清洗提供了一定的理论指导。500倍脂肪酸消毒液稀释液处理显著有利于苹果常温储藏的保鲜效果,为今后探索果蔬高效、低廉、无毒、无副作用的保鲜剂提供了新配方。但是低温储藏的保鲜效果和具体的保鲜机理有待进一步研究。

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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

宋汉娇(1991-),女,硕士,研究方向:食品营养与风味,E-mail:1527123419@qq.com。

*通讯作者:王锡昌(1964-),男,教授,研究方向:食品营养与安全,E-mail:xcwang@shou.edu.cn。

TS255.36

A

1002-0306(2016)22-0329-07

10.13386/j.issn1002-0306.2016.22.056