三种防腐剂对鲜切甜瓜品质及微生物指标的影响

朱银涛，高飞飞，王斌

（石河子大学食品学院，新疆 石河子 832000）

三种防腐剂对鲜切甜瓜品质及微生物指标的影响

朱银涛，高飞飞，王斌*

（石河子大学食品学院，新疆 石河子 832000）

对甜瓜进行鲜切处理，不仅具有保障营养丰富和新鲜度高的优点，同时能够很大程度上方便消费者购买，减少环境污染。本文以厚皮甜瓜“金红宝”为试材，研究了苯甲酸钠、山梨酸钾和Nisin三种防腐剂对鲜切甜瓜5℃销售货架期间品质及微生物指标的影响。结果表明，0.02%的Nisin处理可有效维持鲜切甜瓜的感官品质，延缓糖度及硬度的下降，保持果肉色度，抑制了销售货架期间霉菌、细菌及酵母菌的生长，尤以抑制酵母菌生长最为显著。Nisin是一种无毒安全的防腐剂，效果优于传统的防腐剂（苯甲酸钠、山梨酸钾），应用前景更广阔。

鲜切甜瓜；防腐剂；Nisin；品质；微生物

甜瓜属葫芦科一年蔓生草本植物，原产于非洲热带沙漠地区，大约在北魏时期随着西瓜一同传入中国，明朝开始广泛种植。据统计，我国甜瓜的栽培面积和产量均居世界第一位[1]，2015年甜瓜种植面积增至42.31万hm2，产量达到1433.70万t，在世界十大水果中其收获面积次于葡萄、香蕉、柑橘、苹果，居第五位。多食甜瓜有利于人体心脏和肝脏以及肠道系统的活动，促进内分泌和造血机能[2]。进行鲜切甜瓜的保鲜，不仅具有保障营养和新鲜度等优点[3]，同时能够很大程度上方便消费者购买，减少环境污染。

针对鲜切甜瓜存在的色泽、硬度、口感变化以及微生物滋生快等问题，国内外主要开展了涂膜、保鲜剂、臭氧、热激处理、气调包装等技术研究。保鲜剂、涂膜技术虽然对鲜切甜瓜的感官品质有所改善，但却不可避免地增加了甜瓜的异味感[4]。热激处理如果温度过高则会影响甜瓜品质，温度过低则效果有限。虽然采用臭氧技术可以对甜瓜进行冷藏保鲜，但其强氧化性极易造成产品的生理伤害。臭氧技术不但杀菌效果对杀菌介质依赖性大，而且其强氧化性也极易造成产品的生理伤害，紫外线杀菌是一种传统、有效的消毒方法，波长在190～350nm，其中260nm左右的波长为DNA的吸收峰，抑制DNA复制，导致微生物突变或死亡[5]。同其他贮藏保鲜技术相比，紫外线技术具有投资少、操作方便、效果好的特点，但是紫外线穿透能力差，通常只能对样品表面进行消毒杀菌，且其灭菌效果易受障碍物、温度、湿度、照射强度等因素影响[6]，且对鲜切甜瓜的生理作用也有一定影响。

苯甲酸钠和山梨酸钾都是常见的食品级防腐添加剂[7-9]，但是超量使用会对人体产生毒害作用。而Nisin（乳链球菌素）是乳酸链球菌产生的一种多肽抗菌素类物质，由34个氨基酸组成，有研究表明，Nisin它能有效地抑制许多引起食品腐败的革兰式阳性菌（G+）及其芽孢的生长和繁殖，特别对耐热芽孢杆菌、肉毒梭菌以及李斯特氏菌有抑制作用。进入人体即被酶分解为多种氨基酸，无残留，不产生抗药性，不影响人体益生菌，是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂。Nisin对霉菌抑制主要是作用于细胞膜，在细胞膜上形成孔道产生抑菌作用。孔道形成使维持生命所必须的离子梯度、质子动力耗散，从而终止一系列能量依赖反应，导致细胞死亡[10,11]。苯甲酸钠和山梨酸钾的抑菌效力随介质pH值而定，酸性越大效果越好，而在碱性介质中几乎无效[12]，而pH值对于Nisin的抑菌效果并无太大影响。

本试验以厚皮甜瓜“金红宝”为试材，通过研究不同浓度苯甲酸钠、山梨酸钾、Nisin处理鲜切甜瓜对其感官评价、可溶性固形物含量、硬度、色度、菌落总数、霉菌总数、酵母菌总数的影响，最终筛选出适宜鲜切甜瓜的防腐剂及使用浓度，以达到延长鲜切甜瓜货架寿命的目的。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验品种为厚皮甜瓜——“金红宝”，购买于石河子农贸市场。

试剂：苯甲酸钠、山梨酸钾、Nisin均为食品级添加剂，均购于天津市光复精细化工研究所。

1.2 仪器与设备

AL204型电子天平，郑州南北实验设备有限公司生产；MX-1型超净工作台，南通沪南科学仪器有限公司生产；SHP-800恒温培养箱，常州金坛良友仪器有限公司生产；SP60型精密色差仪，邦亿精密量仪有限公司生产；GY-1型手持硬度计，广州市铭睿电子科技有限公司生产；WYT-32手持糖度计，上海平轩科学仪器有限公司；微生物快速检测试纸，广州绿洲生化股份有限公司生产。

1.3 方法

1.3.1 处理方法

选择成熟甜瓜果实，去蒂。在无菌条件下使用锋利刀具快速进行手工去皮、籽，切分成上底约3cm，下底约5cm，高约3cm，厚约1cm的梯形块进行试验。切分好后，立即将甜瓜块分别放入不同浓度苯甲酸钠、山梨酸钾和Nisin的低温无菌溶液中浸泡5min，沥干，装入保鲜盒，置于5℃的冷库中贮藏[13]（试验设置空白对照组，将甜瓜块置于无菌蒸馏水中浸泡5min，其他条件与处理组保持相同）。分别于第0d、3d、6d对其可溶性固形物（TSS）含量、硬度、色度、菌落总数等进行检测和感官品质进行评价，以确定最佳药剂及其浓度。

1.3.2 测定指标及方法

（1）感官评价

由8人组成感官评价小组，通过对甜瓜色泽、新鲜度、香气和口感四个方面进行评价，其中色泽占4分、新鲜度占2分、香气占2分、口感占2分[14]，满分为10分，感观评分标准见表1（下页）。

（2）可溶性固形物含量

将瓜块均匀挤压，产生汁液并使汁液完全覆盖糖度计上的检测区域，静置2s读数。每块鲜切瓜块选取3个点进行测量，每次测定时处理和对照各取10块，计算平均值和标准差。

表1 感官评价评分标准

表2 感官评价评分表（分）

（3）硬度

将瓜块取出，用果实硬度计探头垂直对准瓜块切面，均匀用力压入，读取并记录数据。每个鲜切瓜块测4个点，每次测定处理和对照各取10块，计算平均值和标准差。

（4）色度

采用色差计在鲜切瓜块两个外侧面进行测定，每次测定时处理和对照各取10块，计算平均值和标准差。色差计原始数据中L表示光泽明亮度，L值越大，亮度越高；a代表红/绿，正值越大，红色越深，为负值时表示绿色，负值越小，绿色越深；b代表黄/蓝，正值越大，黄色越深，为负值时表示蓝色，负值越小，蓝色越深。用L、a和b值分别表示果皮亮度、绿色值和黄色值。

（5）微生物

采用微生物快速检测试纸，按照其说明方法测定样品菌落、霉菌和酵母菌总数。

1.4 数据处理

全部实验数据采用Microsoft Excel 2007软件计算平均值并制图。

2 结果分析

对不同浓度苯甲酸钠、山梨酸钾、Nisin处理的鲜切甜瓜在第0d、3d、6d取样进行感官评价。由表2（见上页）可知，随着苯甲酸钠、山梨酸钾浓度的升高，鲜切甜瓜感官评分逐渐下降。高浓度山梨酸钾会导致甜瓜细胞大量脱水，使产品表面干硬且色泽暗淡，而0.10%山梨酸钾处理的甜瓜水分保持最好；高浓度的山梨酸钾和苯甲酸钠处理的甜瓜有明显异味，而低浓度基本没有，0.20%苯甲酸钠处理的甜瓜脆度较好；0.01%Nisin处理的甜瓜易软烂，0.04%Nisin处理的甜瓜表面较干，无水分，而0.02% Nisin处理的甜瓜水分、口感最优。综合甜瓜色泽、新鲜度、香气、口感四方面考虑，对于不同浓度的同一防腐剂处理的产品的感官评价进行比较，发现感官评价最好的分别是0.05%苯甲酸钠、0.05%山梨酸钾、0.02%Nisin处理的甜瓜。因此，选用0.05%苯甲酸钠、0.05%山梨酸钾、0.02%Nisin作为本试验添加防腐剂的最优浓度。

2.1 三种防腐剂对鲜切甜瓜贮藏期可溶性固形物含量的影响

图1 三种防腐剂对鲜切甜瓜可溶性固形物含量的影响

检测经防腐处理后不同贮藏时间鲜切甜瓜可溶性固形物（TSS）的含量变化，由图1可知，随着贮藏时间的延长，产品的TSS含量总体呈下降趋势。第0d时，TSS含量均为13.86%，随着贮藏时间的延长，在第3d以及第6d时，0.02%Nisin处理的高于其他处理，而且下降的速率低于其他处理。因此，0.02%Nisin在抑制TSS含量下降方面效果最好。

2.2 三种防腐剂对鲜切甜瓜贮藏期硬度的影响

图2 三种防腐剂对鲜切甜瓜贮藏期硬度的影响

由图2可知，经过防腐剂处理的鲜切甜瓜硬度随着贮藏时间的延长而逐渐降低，其中对照组甜瓜的硬度也呈现明显的下降趋势。从图中可知，随着贮藏时间的延长，在第3d以及第6d时，0.02%Nisin处理的硬度值高于其他处理，而且下降的速率低于其他处理。因此0.02% Nisin在抑制硬度下降方面效果最好。

2.3 三种防腐剂对鲜切甜瓜贮藏期色度的影响

图3 三种防腐剂对鲜切甜瓜贮藏期色度的影响

食品的色度是由亮度（L值）、绿色值（a值）、黄色值（b值）共同反映的。由图3可以看出，L值先增加后降低，a值、b值总体呈明显的下降趋势，而且0.02%处理的L、a、b值都比其他处理及对照组的高，说明亮度、绿色值、黄色值都高于其他处理的产品，也就是说，0.02%Nisin处理对鲜切甜瓜的影响最小，是保持产品色度最优的处理。

2.4 三种防腐剂对鲜切甜瓜贮藏期微生物的影响

防腐剂主要是作用于微生物细胞壁和细胞膜系统、遗传物质或遗传微粒结构、酶或功能蛋白，从而抑制微生物的生长繁殖，使瓜块保持特有的品质和感官指标，表现出很好的防腐效果。

2.4.1 三种防腐剂对鲜切甜瓜菌落总数的影响

图4 三种防腐剂对鲜切甜瓜菌落总数的影响

由图4可知，鲜切甜瓜经0.05%苯甲酸钠、0.05%山梨酸钾、0.02%Nisin、CK处理后，随贮藏天数的增加，CK组的甜瓜菌落总数呈明显的增长趋势，而经0.05%山梨酸钾处理的甜瓜，在0～3d菌落总数为0，在3d之后，逐渐增长。经0.05%苯甲酸钠、0.02%Nisin处理的甜瓜在0～6d的贮藏过程中菌落总数始终为0。因此，0.05%苯甲酸钠和0.02%Nisin能够很好地抑制微生物的生长繁殖。

2.4.2 三种防腐剂对鲜切甜瓜霉菌总数的影响

图5 三种防腐剂对鲜切甜瓜霉菌总数的影响

由图5可知，鲜切甜瓜经0.05%苯甲酸钠、0.05%山梨酸钾、0.02%Nisin、CK浸泡处理后，随贮藏天数（3d、6d）的增加，CK处理的甜瓜的霉菌总数呈明显的增长趋势，而经0.05%山梨酸钾处理的甜瓜，在0～3d霉菌总数为0，在3d之后，呈逐渐增长的趋势。经0.05%苯甲酸钠、0.02%Nisin处理的甜瓜在0～6d的贮藏过程中霉菌总数始终为0。因此，0.05%苯甲酸钠和0.02%Nisin能够很好地抑制霉菌的生长繁殖，对保持鲜切甜瓜品质具有明显的效果。

2.4.3 三种防腐剂对鲜切甜瓜酵母菌总数的影响

图6 三种防腐剂对鲜切甜瓜酵母菌总数的影响

由图6可知，鲜切甜瓜经0.05%苯甲酸钠、0.05%山梨酸钾、0.02%Nisin、CK浸泡处理后，随贮藏天数的增加酵母菌总数的变化不同。0.05%苯甲酸钠、0.05%山梨酸钾、CK处理的甜瓜的酵母菌总数呈逐渐增长趋势，其中CK处理的甜瓜酵母菌总数增长速率最快。而经0.02% Nisin处理的甜瓜在0～6d的贮藏过程中酵母菌总数始终为0。因此，0.02%Nisin能够很好地抑制酵母菌生长繁殖，对保持鲜切甜瓜品质具有明显的效果。

2.5 三种防腐剂对鲜切甜瓜贮藏期感官指标的影响

根据表1中感官评定指标对三种处理后的瓜块进行感官分析，如图7所示，鲜切甜瓜在第0d时各处理瓜块紧实有光泽，口感适宜，有明显的果香味，组织细润，具有甜瓜原有特性，其中0.02%Nisin处理的瓜块感官指标最高。第6d时，对照组瓜块色泽暗淡，口感不适，香气不明显，腐烂严重，失去了甜瓜该有的感官品质，而经过防腐剂处理的三组瓜块的色泽、口感、香气和新鲜度明显优于对照组，其中0.02%Nisin处理的瓜块的感官指标优于其他处理。总之，0.05%苯甲酸钠、0.05%山梨酸钾、0.02% Nisin均有效地抑制了瓜块色泽、口感、香气和腐烂的不良变化，其中0.02%Nisin处理最优。

图7 三种防腐剂对鲜切甜瓜感官指标的影响

3 结论

本实验通过鲜切甜瓜感官评价和品质理化指标的检测，将不同浓度的同一防腐剂（苯甲酸钠、山梨酸钾、Nisin）进行比较，筛选出较优的三种对应浓度防腐剂：0.05%苯甲酸钠、0.05%山梨酸钾、0.02%Nisin。然后，对经过以上三种防腐剂处理的产品及对照组CK进行TSS含量、硬度、色度的测定数据分析。结果表明，0.05%苯甲酸钠、0.05%山梨酸钾和0.02%Nisin均能减缓鲜切甜瓜的感官品质的劣变，抑制微生物的生长繁殖，延长货架寿命，表现出很好的防腐保鲜效果。其中，0.02%Nisin效果最佳，各项指标均高于其他的处理。因此，0.02%Nisin是本试验最优处理。另外，Nisin是一种高效、无毒、安全、无副作用的天然食品防腐剂，因此，Nisin可作为鲜切甜瓜的保鲜剂推广应用。

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Effect of Three Kinds of Preservatives on Quality and Microbial Index of Fresh Cut Melon

ZHU Yin-tao,GAO Fei-fei,WANG Bin*
(The Food College of Shihezi University,Shihezi 832000,China)

Fresh cut treatment of melon not only has the advantages of rich nutrition and high freshness,but also can greatly facilitate the purchase of consumers and reduce environmental pollution.The muskmelons(cv.Jinhongbao)were used as material.We studied effect of sodium benzoate,potassium sorbate and Nisin treatments on quality and microbial index of fresh cut melon during storage.The results showed that Nisin treatment at 0.02%effectively maintained sensory quality of fresh cut melon,delayed the decreasing of TSS and hardness,and kept color of pulp.Meanwhile,Nisin treatment significantly inhibited growth of fungi,bacterial and yeast.The maximum inhabitation was found against yeast.Nisin is a non-toxic and safe preservative,which is superior to conventional preservatives(sodium benzoate,potassium sorbate)and has a wider application prospect.

Fresh cut muskmelon;preservatives;Nisin;quality;microorganism

S652

A

1008-1038(2017)06-0001-06

10.19590/j.cnki.1008-1038.2017.06.001

2017-04-09

朱银涛（1994—），男，本科，研究方向为食品科学与工程

王斌（1985—），男，博士，讲师，研究方向为食品生物技术