全程无硫护色与超声波联用技术绿色养护新鲜兰州百合

李芳蓉 张继

摘 要：目的：研究全程无硫护色与超声波联用技术绿色养护保鲜的方法。方法：将新鲜兰州百合依次进行护色和养护：预清洗，在含NaCl 1.5g/100mL的水中预清洗;超声波清洗，在含维生素C 0.8g/100mL、H3Cit 0.8g/100mL的水溶液的无硫护色液中超声清洗10～15min，超声功率150～400W;O3杀菌，护色液中通O3杀菌消毒3～5min，O3发生量1.0～6.0mg/L;振荡沥水，在振动沥水机上弹性沥水3～5min;风干，用翻转式气流风干机风干;UV-C照射灭菌，用15～40W的紫外线灯照射杀菌处理20～30min，照射距离0.5～1.0m;气调包装，包装袋抽真空至气压0.06M～0.08MPa，再使用气调包装机充入气调比1%～5%O2、5%～15%CO2和80%～95%N2的混合气体，充气时间30～40s，充气压强0.2～0.4Pa，封口，3～7℃冷库贮存。结果：产品保持兰州百合固有洁白色泽和甜脆清香、滑糯爽口的口感特征，化学残留物量低，能满足食品安全要求;3～7℃贮存，保质期延长至2个月。结论：全程无硫护色，安全、绿色的超声波清洗、O3灭菌和紫外线（UV-C）消毒等高效、交互养护作用及气调包装保鲜，使新鲜百合能够保持固有口感特征和色泽，保质期延长至2个月。

关键词：全程无硫护色;超声波联用技术;绿色养护;兰州百合

兰州百合是原卫生部首批颁布的“药食兼用”的珍贵植物资源，其食用营养和药用价值极高[1]。现代药理研究表明，兰州百合在抗疲劳、抗肿瘤、抗抑郁、降血糖、抗氧化、免疫调节、止咳等方面疗效显著[2]，发展前景广阔。但因多糖和水分含量较高，且球茎表面无明显保护结构，收获后新鲜兰州百合常温贮存保鲜期仅3～4d，易褐变，影响外观及口感风味，降低产品营养及经济效益，故其瓣片护色、保鲜极其重要。目前较多采用SO2护色剂（如Na2S2O5等）和化学杀菌结合冷藏处理。护色效果虽好，但可能SO2含量超标，影响口感，危害食用者健康;冷藏结合化学杀菌处理保鲜贮藏耗能大、成本高、质量欠稳定、保鲜期短（约30d），还须采用高成本的航空运输等尽快运输至销售点;化学杀菌会有药剂残留，危害人的健康，且长期使用易导致植物病原菌产生抗药性，杀菌作用降低。故兰州百合产业发展亟待解决的问题之一是寻求保鲜期长且绿色环保的杀菌护色保鲜技术[3]。为了有效解决现有新鲜兰州百合保鲜存贮方法保鲜期短、产品质量稳定性差、运输成本高、因化学杀菌剂残留超标而有食品安全隐患等问题，以全程无硫护色与超声波、O3和UV-C联用技术及气调包装绿色养护新鲜兰州百合，得到贮存安全、保鲜周期较长的新鲜兰州百合的绿色养护技术方法，以期为新鲜兰州百合安全生产和超声波联用绿色技术的合理应用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材料及仪器

1.1.1 药材来源 新鲜兰州百合，由兰州市西果园百合种植基地提供，收采后随即运至实验室0～2℃保存备用。

1.1.2 仪器 电子天平（精度0.000 1g），上海海康电子仪器厂;可调超声波清洗机，（GVT-30L、600W、40 kHz，500*300*200），深圳市够威科技有限公司出品;手提式臭氧发生器（CH-KTB，臭氧产量可调20%～100%），广州创环臭氧电器设备有限公司;振动沥水机（YBGD-05），友邦工贸有限公司;翻转式气流风干机（FG），大洋食品机械有限公司。

1.1.3 试剂 氯化钠（NaCl）、抗坏血性酸（维生素C）、柠檬酸（H3Cit），均为国产分析纯;试验用水为一次蒸馏水。

1.2 方法

1.2.1 预清洗 挑选新鲜无明显病虫害、无机械损伤、瓣片色白且肥厚的兰州百合进行试验，将已挑选的新鲜兰州百合瓣片加入到配备好的预清洗液（含NaCl 1.5g/100mL的自来水），预清洗液的温度为室温，清洗干净并浸泡30～60min，至下一步试验开始时取出。

1.2.2 超声波清洗 将已经预清洗的兰州百合瓣片从预清洗液中取出，随即加入到装有配制好的无硫护色液（含维生素C 0.8g/100mL、H3Cit 0.8g/100mL的水溶液）的超声波清洗器中超声波清洗10～15min，清洗及护色过程中，无硫护色液的量以恰好能够完全浸没兰州百合瓣片为宜，无硫护色液温度为室温;超声波功率为150～400W。

1.2.3 O3灭菌 将已预清洗和超声波清洗并浸泡于室温下无硫护色液中的兰州百合瓣片，利用O3发生器通O3杀菌消毒3～5min，O3产量调至50%以上，O3发生量1.0～5.0 mg/L。

1.2.4 振动沥水 將已经预清洗和超声波清洗、无硫护色和O3杀菌消毒的兰州百合瓣片从护色液中取出，在振动沥水机上进行弹性振动沥水3～5min，通过振动振除清洗干净的百合瓣片表面的水分，至无明显水滴滴下。弹性振动沥水过程中，随时调整控制振动沥水机的振幅，避免百合瓣片发生破损。

1.2.5 风干 将已经预清洗和超声波清洗、无硫护色、O3杀菌消毒和弹性振荡沥水的兰州百合瓣片，再用翻转式气流风干机风干至表面看不见水，风干机的作用是将百合瓣片表面的水分通过气流快速吹干，并将百合瓣片冷却至10℃以下。

1.2.6 UV-C照射灭菌 将已经预清洗和超声波清洗、无硫护色、O3杀菌消毒和弹性振荡沥水及旋转风干冷却后的百合瓣片摊平，用15～40W的紫外线灯照射，进行UV-C辐照杀菌处理20～30min，照射距离0.5～1.0m。

1.2.7 气调包装 将已经预清洗和超声波清洗、无硫护色、O3杀菌消毒和弹性振荡沥水及旋转风干冷却并紫外灭菌的百合瓣片转入包装袋，再将装有百合瓣片及干燥剂小袋的包装袋抽真空至气压0.06M～0.08MPa后，采用气调包装机充入气调比2%～5%O2、5%～15%CO2和80%～95%N2的混合气体，充气时间为30～40s，充气压强0.2～0.4Pa，封口。最后将完成真空气调包装的鲜兰州百合放入温度3～7℃的冷库进行贮存。

2 结果与讨论

本研究表明，以全程无硫护色与超声波、O3杀菌消毒和UV-C照射联用技术及气调包装绿色养护鲜兰州百合，得到贮存安全、保鲜周期较长的一种即食兰州百合的绿色养护方法。经此法养护得到的兰州百合产品能够保持兰州百合固有的洁白色泽和甜脆清香、滑糯爽口的口感特征，化学残留物的含量降低，能够满足食品安全的要求;在贮存条件为真空气调包装，3～7℃贮存温度的情况下，延长所养护兰州百合的保质期至2个月，所得即食兰州百合产品保鲜质量稳定，可实现普通公路、铁路、轮船等长途运输，降低运输成本，有效解决了保鲜的难题。

2.1 预清洗液氯化钠水溶液和无硫护色液的护色作用

百合的贮藏、加工过程中，因多酚氧化酶（PPO）等的存在会引起褐变，严重影响其风味和感官品质，导致百合产品品质下降，商品经济价值降低，影响市场竞争力[4]。褐变按其发生的作用机理分为酶促褐变（生化褐变）和非酶促褐变（非生化褐变）两大类。酶促褐变是指在有氧条件下，因PPO的作用，邻位酚类物质被氧化成醌，醌快速聚合成为褐色素而引起组织褐变。非酶褐变是没有酶参与的情况下，糖类化合物与还原性物质发生反应，最终生成了褐色素导致颜色变化;非酶褐变包括羰氨反应和焦糖化作用等[5]。

本研究所使用的预清洗液为NaCl质量浓度为1.5g/100mL水溶液，NaCl水溶液具有一定的护色作用，原因是：一方面NaCl对酶的活力有一定的抑制和破坏作用，另一方面O2在盐水中的溶解度比纯水中小，故在一定程度上降低了氧化性物质的浓度，减缓色素被氧化的速度，起到护色效果。维生素C进行果蔬养护，可以减少环境中的O2，阻止色素氧化;抑制酶促褐变的作用，抑制由于酚类化合物氧化成醌及其聚合物引起的产品褐变。H3Cit是应用最广泛且护色效果较好的一种褐变抑制剂，能使产品的pH降低，降低PPO的活性;同时H3Cit的3个羧基具有很强的螯合金属离子的作用，可螯合多酚氧化酶的铜辅基;H3Cit还能增强其他抗氧化剂的抗氧化作用。另外，将维生素C与H3Cit结合使用，可以增加维生素C的护色效果。H3Cit可以抗氧化，即在有O2的条件下，会先与O2发生反应，保护染色剂或色素，使得颜色依然鲜明。在加工蔬菜罐头时，一些蔬菜呈碱性反应，用H3Cit作pH调整剂，不但可以起到调味作用，还可保持其品质。H3Cit所具有螯合作用和调节pH的特性使其在速冻食品加工中能增加抗氧剂的性能，抑制酶活性，延长食品保存期。

本研究在兰州百合的绿色养护之初，以NaCl水溶液作为预清洗液，对鲜百合进行护色处理，避免其在加工的初期发生褐变影响感官品质。再利用维生素C抑制酶促褐变的作用，利用H3Cit降低pH，降低PPO的活性;螯合多酚氧化酶的铜辅基对兰州百合进行护色，同时将维生素C与H3Cit结合使用，增加其护色效果。故经过两步三种护色物质的无色、无毒、高效、无硫、安全的全程护色作用使得兰州百合在加工和贮藏的过程保持了良好的感官特征和保鲜效果。

2.2 超声波清洗对鲜百合的养护作用

超声波清洗主要利用超声波的超声空化与超声振动、冲击等效应，撞击、剥离物体表面污物。清洗百合时可以将附着其表面的病原体、虫卵等杂物得到快速彻底的清洗[6]。超声空化作用亦可在细胞液与细胞壁等非均相间产生局部高压、高热和微射流，对病菌、霉菌、细菌等病原微生物产生强烈的杀灭作用。本试验在NaCl水溶液预清洗护色并以维生素C和H3Cit无硫护色的基础上，再利用超声波辅助清洗百合的过程中有效地发挥了其超声空化作用，抑制或杀灭细菌、霉菌、病菌等病原微生物，从而延长了兰州百合的安全贮藏时间。将兰州百合进行超声波清洗，提前消除隐患，防患于未然，是一种科学、绿色的养护技术。

2.3 O3灭菌对鲜百合的养护作用

O3是强氧化性的淡蓝色气体，是一种新兴的高效、环保、安全、无残留的灭菌剂，现已广泛应用于生产生活及医疗卫生等各领域。其灭菌机理及过程类属于生化过程，能氧化分解细菌内部必备的葡萄糖氧化酶。直接破坏细菌或病毒的细胞器或核糖核酸，分解蛋白质、DNA、RNA、多糖和脂质类等大分子，破坏细菌物质代谢生产和繁殖等[7]。渗透细胞胞膜组织，侵入膜内与外膜脂蛋白和内部脂多糖作用，致使细胞通透发生畸变，导致其溶解死亡。同时溶解变性灭活死亡菌体内遗传基因、寄生病毒粒子、寄生菌种、支原体、噬菌体及热原（细菌病毒代谢产物、内毒素）等。无菌技术对微生物作用的原理可分为抑菌、杀菌和溶菌等，O3灭菌属于溶菌。溶菌作用的效果是永久、彻底地消灭物体表面所有微生物。本研究在NaCl水溶液预清洗护色、维生素C和H3Cit无硫护色及超声波清洗的基础上，再利用高效、安全、环保、无残留的O3灭菌，消灭了可能存在的病毒与细菌，提高了杀菌消毒效果，可延长兰州鲜百合的安全贮藏期。

2.4 UV-C照射对鲜百合的养护作用

UV-C处理是一种无化学污染的纯物理方法，它既可诱导其相关酶如CAT、PAL和SOD等的产生，使果蔬抗病性提高，减少采后的腐烂等，降低经济损失[8-9]，又可减少各种化学保鲜剂的使用，符合“营养、安全、天然食品”的要求，是一条绿色环保的贮藏保鲜途径[10-11]。紫外线消毒机理是利用其较强的化学效应，使用容易穿透生物细胞壁，波长在200～280nm之间的紫外线照射待消毒物品，破坏生物机体细胞中的DNA或RNA的分子结构，使细胞死亡，从而达到杀灭细菌的消毒效果。本研究在NaCl水溶液预清洗护色、维生素C和H3Cit无硫护色及超声波清洗和O3灭菌的基础上，又通过无化学污染的物理处理方法UV-C照射对鲜百合进行绿色养护处理，进一步防止鲜兰州百合发生霉变、褐变，提高其安全保鲜效果，延长其安全贮藏时间。

2.5 气调包装

气调保鲜是一种在密闭条件下，人为控制气调保鲜体系内气体中N2、O2、CO2等成分比例、湿度、温度（冰冻临界点以上）及气压，造成低氧环境，抑制害虫和微生物的生长繁殖，通过抑制储藏物细胞的呼吸量来延缓其新陈代谢过程，及贮藏物自身的氧化反应，使之处于近休眠状态，而非细胞死亡状态，从而能够较长时间的保持被储藏物的色泽、质地、口感、营养等基本不变，进而达到长期保鲜的效果。即使被保鲜储藏物脱离开气调保鲜环境后，其细胞生命活动仍将保持自然环境中的正常新陈代谢率，不会很快成熟腐败。本试验在NaCl水溶液预清洗护色、维生素C和H3Cit无硫护色及超声波清洗和O3滅菌的基础上，又通过无化学污染的物理处理方法UV-C照射对鲜百合进行高效消毒绿色养护处理之后，再利用抽真空并用气调比为1%～5%O2、5%～15%CO2和80%～95%N2的混合气体充气气调包装，给新鲜兰州百合提供了一种低氧、安全的良好贮藏环境，延缓了其新陈代谢及自身的氧化反应，使之处于近休眠状态，从而较长时间的保持新鲜百合的色泽、质地、口感和营养成分，进而达到长期保鲜的效果。

3 结论

兰州百合集补品、食品、药品于一身，但鲜百合常温贮存周期较短，易褐变，影响外观、口感风味，降低营养和经济价值，本研究通过全程无硫护色（NaCl及维生素C和H3Cit的交互护色），使用无毒、无害、无污染的安全、绿色的超声波辅助清洗、O3灭菌和UV-C照射消毒等高效、交互养护作用，以及气调包装保鲜，使新鲜百合能够保持固有的色泽、质地、口感和营养成分，甜脆清香、滑糯爽口色泽洁白，在真空气调包装，3～7℃贮存条件下，延长新鲜兰州百合的保质期至2个月，使得新鲜兰州百合产品保鲜质量稳定，并实现普通铁路、公路、轮船等长途运输，运输成本降低，有效解决了保鲜的难题;所得鲜百合产品中化学残留物含量较低，能够满足食品安全的要求，为新鲜兰州百合安全生产和超声波联用绿色养护技术的合理应用提供科学依据。

参考文献

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Whole-process Sulfur-free Color Protection and Ultrasonic Combined Technology for Green Conservation of Fresh Lanzhou Lily

LI Fang-rong1，ZHANG Ji2

（1 Pharmaceutical Teaching Department of Gansu Traditional Chinese Medicine University，Dingxi 743000，China;2 Northwest Normal University，Academy of Life Sciences，Lanzhou 730070，China）

Abstract：Objective To study the methods of green curing and preservation of sulfur-free color protection and ultrasonic combined technology.Method Fresh Lanzhou lily was sequentially subjected to the color protection and maintenance of the following steps.Pre-cleaning，pre-cleaning in water containing NaCl 1.5g/100mL.Ultrasonic cleaning，in aqueous solution containing vitamin C 0.8g/100mL，H3Cit 0.8g/100mL，ultrasonic cleaning of sulfur-free color protection solution for 10～15min，ultrasonic power was 150～400W.O3 sterilization，O3 sterilization in the color protection liquid for 3～5min，O3 occurrence amount l.0～6.0mg/L.Oscillation drainage，elastic draining on a vibrating drainer for 3～5min.Air drying，air drying with a reversing airflow dryer.UV-C irradiation sterilization，sterilizing treatment with 15～40W ultraviolet lamp for 20～30min，irradiation distance was 0.5～1.0m.Air-conditioned packaging，the bag was vacuumed to a pressure of 0.06M～0.08MPa，and then mixed with a gas-to-air ratio of 1%～5%O2，5%～15%CO2 and 80%～95%N2，the inflation time was 30～40s，inflation pressure 0.2～0.4Pa，sealing，3～7°C cold storage.Result The product maintained the inherent whiteness，sweet and crispy fragrance，smooth and refreshing taste characteristics of Lanzhou lily.The chemical residue was low and could meet the food safety requirements.The storage period was extended to 2 months at 3～7°C.ConclusionThe whole process of sulfur-free color protection，safe，green ultrasonic cleaning，O3 sterilization and UV-C disinfection and other efficient，interactive maintenance and modified atmosphere packaging，so that fresh lily can maintain the inherent taste characteristics and color，the shelf life is extended to 2 month.

Keywords：whole-process sulfur-free color protection;ultrasonic combined technology;green conservation;Lanzhou lily

（責任编辑 唐建敏）