二氧化氯和臭氧杀菌处理对菜心贮藏品质的影响

陈学玲，杨晓庆，范传会，梅新，施建斌，蔡沙，隋勇，何建军

（湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉430064）

菜心，又称菜薹，因其清甜可口、品质柔嫩、营养丰富，在两广地区深受欢迎，被誉为“蔬菜之冠”[1]。据报道，每100 g 菜心食用部分，其能量为89 kJ、水分93.5 g、粗蛋白2.15 g、粗脂肪0.69 g、碳水化合物1.65 g、维生素C 52.16 mg、总黄酮达1.73 mg/g[2]。菜心属叶类蔬菜，具有叶表面积大、含水量高、组织脆嫩等特点，收获后水分蒸发快，易受机械损伤，呼吸作用旺盛，呼吸热产生量大，故常发生黄化、脱帮和腐烂而难于贮藏[3]。因此，有必要研究菜心保鲜技术，延长其贮藏期，保持食用品质。

目前，菜心保鲜技术主要包括低温保鲜[4]、包装材料[5]、化学保鲜[6-7]、气调保鲜[8]、涂膜保鲜[9]等。但是，菜心在生产、采收时表面携带了微生物，选择适合的杀菌剂，不仅能抑制甚至杀死微生物，而且还能保持品质，从而延长其货架期。唐偲雨等[10]研究发现次氯酸钠清洗鲜切马铃薯能有效抑制微生物生长，保持良好的感官品质。陈学玲等[11]在鲜切西兰花的保鲜试验中，对比了次氯酸钠、二氧化氯和酸性电解水3 种杀菌剂，发现酸性电解水杀菌效果最好，可抑制微生物生长繁殖，延缓营养物质的流失，延长了鲜切西兰花货架期。

本文在预试验的基础上，选用臭氧（O3）、二氧化氯（ClO2）作为杀菌剂，研究二者对菜心贮藏期间品质的影响。通过对比贮藏过程中菜心各项指标的变化，筛选较优杀菌剂，以期延长菜心的货架期。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

菜心：湖北省农科院菜场，无病虫害、无黄叶，成熟度适当、无机械损伤。硫代巴比妥酸、愈创木酚、过氧化氢：分析纯，国药集团化学试剂有限公司；苯丙氨酸解氨酶活性检测试剂盒：北京索莱宝科技有限公司。

1.2 仪器与设备

UV1100 紫外可见分光光度计：北京莱伯泰科仪器股份有限公司；Tel 7001 红外二氧化碳分析仪：美国Telaire 公司；3K15 高速冷冻离心机：德国希格玛公司；CS-580B 分光测色仪：杭州彩谱科技有限公司；QCQJ-1-3 臭氧机：武汉威蒙环保科技有限公司；GY-4 硬度计：乐清市艾德堡仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料处理

新鲜菜心经清洗、挑选、沥干水分；选用O3（3 mg/L、5 min），ClO2（50 mg/L，5 min）对菜心进行杀菌处理，对照组（CK）不做任何处理。晾干，置于PET 托盘中，PE膜封口包装，4 ℃贮藏。每3 d 测一次指标。

1.3.2 呼吸强度测定

采用二氧化碳分析仪测定，结果以mg/（kg·h）表示。

1.3.3 硬度测定

采用GY-4 果实硬度计测定。

1.3.4 色泽测定

采用分光测色仪进行测定，每组平行测定10 次，记录a*值，取平均值[12]。

1.3.5 丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量测定

参见文献[13]。

1.3.6 过氧化物酶（peroxidase，POD）活性测定

参见文献[13]。

1.3.7 苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase，PAL）活性测定

参照Solarbio 活性（PAL）检测试剂盒进行检测。

1.4 数据处理

数据取3 次测定的平均值，利用Origin 8.5 分析与作图。

2 结果与分析

2.1 杀菌处理对菜心呼吸强度的影响

呼吸作用是衡量果蔬新陈代谢强弱的一个重要指标。叶菜采后，同化作用基本停止，呼吸作用成为新陈代谢的主导。呼吸作用直接、间接地联系着各种生理生化过程，因此也影响着叶菜的耐贮性。呼吸作用越旺盛，各种过程变化越快，生命终止也就越早[14]。杀菌处理对菜心呼吸强度的影响见图1。

图1 杀菌处理对菜心呼吸强度的影响Fig.1 Effects of sterilization on the respiration intensity of cabbage

由图1 可知，贮藏期间，各组菜心呼吸强度整体呈“升-降”趋势，且差异较大。贮藏3 d，ClO2和O3杀菌处理的菜心达呼吸高峰，分别为289.04、240.89 mg/（kg·h）；随着贮藏期的延长，呼吸强度逐渐下降。CK 组菜心贮藏至9 d 达呼吸高峰，随后下降。贮藏9 d～12 d，ClO2处理的菜心呼吸强度较弱，CK 组的呼吸强度显著高于2 个处理组。杀菌处理使菜心呼吸高峰提前到达，但贮藏中后期（6 d～9 d）杀菌组的呼吸强度低于CK组。而申小静[15]研究发现ClO2具有降低鲜枣呼吸强度的作用，王瑾等[16]发现O3抑制了花椰菜的呼吸。由此可见，杀菌处理对果蔬采后呼吸的影响较大。

2.2 杀菌处理对菜心硬度的影响

采后果蔬硬度有两种相反的变化，即硬化和软化。采后根茎类蔬菜出现硬化现象主要是由组织纤维化、木质化引起[17]。杀菌处理对菜心硬度的影响见图2。

图2 杀菌处理对菜心硬度的影响Fig.2 Effects of sterilization on the hardness of cabbage

由图2 可知，贮藏0～3 d，3 组菜心的硬度均呈上升趋势，ClO2和O3杀菌处理组的硬度高于CK 组。贮藏 3 d～12 d，ClO2组菜心硬度保持 3 d 后逐渐降低；O3组菜心硬度于贮藏3 d 后快速下降；CK 组菜心硬度于贮藏6 d 达到峰值，随后下降；贮藏12 d，ClO2组菜心硬度介于其他2 组之间，但高于鲜样。菜心硬度下降可能由于失水导致的细胞膨压降低，细胞膜完整性降低、乙烯作用、呼吸作用、内容物含量的变化、细胞壁成分的变化等[17]。侯玉茹等[18]研究发现臭氧水降低了鲜切苹果的硬度。

2.3 杀菌处理对菜心色泽的影响

果蔬的色泽是食品品质评定的一个重要指标。绿色是菜心重要的感官性状，在采后贮藏中会造成颜色损失。a*为负值时表示绿的程度，a*值越小，说明越绿[12]。杀菌处理对菜心色泽的影响见图3。

图3 杀菌处理对菜心色泽的影响Fig.3 Effects of sterilization on the color of cabbage

如图3 所示，贮藏前期0～3 d，ClO2杀菌的菜心a*值逐渐降低，即菜心叶片变绿；贮藏后期，ClO2组菜心a*值趋于稳定，且低于鲜样（贮藏0 d）。贮藏期间，O3组菜心a*值略高于鲜样，且中后期保持稳定，与臭氧水处理鲜切猕猴桃的研究结论相似[19]。CK 组菜心a*值呈平稳增大趋势，可知其绿色逐渐损失。对比发现，ClO2杀菌处理有利于保持菜心绿色。

2.4 杀菌处理对菜心MDA含量的影响

MDA 是植物器官在衰老时或逆境条件下发生脂质过氧化的最终产物，它的浓度可以反映脂质过氧化程度[20]，因此，MDA 的积累将加速植物细胞和组织的衰老，其可用作衰老指标[21]。杀菌处理对菜心MDA 含量的影响见图4。

图4 杀菌处理对菜心MDA 含量的影响Fig.4 Effects of sterilization on MDA content in cabbage

如图4 所示，贮藏 0～6 d，3 组菜心的 MDA 含量均下降；贮藏6 d～9 d，3 组菜心的MDA 含量略有上升，9 d 后下降。在贮藏期间，3 组菜心MDA 含量低于鲜样，且CK 组菜心MDA 含量一直低于2 个处理组。由此可见，ClO2和O3杀菌处理使菜心MDA 含量上升，具有加速其衰老的趋势。这与ClO2处理鲜切西兰花[11]、O3处理黄瓜[22]的结论相反。但是，由于2 个处理组的MDA含量较低（＜2×10-3μmol/g），其 MDA 的累积促进菜心衰老的作用有限。

2.5 杀菌处理对菜心POD活性的影响

过氧化物酶（POD）是果蔬成熟和衰老的生理指标，参与果蔬酶促褐变，可以催化酚类物质、谷胱甘肽、抗坏血酸的氧化，使果皮变色，酶对新鲜果蔬的色泽造成不良影响，影响产品感官品质和运销[23]。杀菌处理对菜心POD 活性的影响见图5。

图5 杀菌处理对菜心POD 活性的影响Fig.5 Effects of sterilization on POD activity of cabbage

如图5 所示，ClO2组与CK 组的POD 活性变化规律相近，但 ClO2组的较低；贮藏 0～9 d，3 组菜心 POD 活性均呈现“升-降”趋势，ClO2组的POD 活性最低。贮藏6d，O3处理的菜心酶活达到最大值，为32.94 U/（g·min），分别比CK 组、ClO2组高26.67%、38.03%。贮藏后期（9 d～12 d），O3组菜心 POD 活性不断降低至最小；CK组达最大值。由此可见，O3处理不利于维持POD 酶活；ClO2处理能稳定维持偏低的POD 酶活性，延缓菜心的衰老。ClO2处理在鲜切西兰花试验具有相似作用[11]。

2.6 杀菌处理对菜心PAL活性的影响

苯丙氨酸解氨酶（PAL）是植物中催化苯丙烷类代谢途径的关键酶和限速酶[14]，参与木质素合成与积累，受抑制时木质素合成也受到抑制，而木质素可以增加细胞壁木质化程度[24]。杀菌处理对菜心PAL 活性的影响见图6。

如图6 所示，贮藏期内，3 组菜心的PAL 活性呈现先升后降的趋势，其中CK 组上升和下降的幅度最大。贮藏 3 d，CK 组菜心 PAL 酶活达最大值（12.29 U/g），与2 个杀菌处理组有显著性差异；ClO2杀菌的菜心，酶活最小（7.19 U/g）。贮藏 6 d～12 d，3 组菜心的 PAL活性均下降，且差异不显著。这与罗自生等[25]研究的固载二氧化氯处理可抑制PAL 活性的结论一致。可见ClO2处理可降低菜心抑制PAL 活性，减轻茎部木质化的程度，延缓其衰老。

图6 杀菌处理对菜心PAL 活性的影响Fig.6 Effects of sterilization on PAL activity of cabbage

3 结论

菜心在保鲜、加工过程中，杀菌处理是必不可少的环节。本试验采用ClO2和O3对菜心进行杀菌处理，二者对菜心品质的影响各不相同。贮藏期间，ClO2和O3对菜心呼吸的影响是先促进后抑制；ClO2对其呼吸的抑制优于O3。与O3组和CK 组对比，ClO2处理有利于保持菜心的绿色、维持低水平的POD 活性、抑制PAL 活性，延缓其木质化和衰老，保持品质。贮藏前期（0～3 d），ClO2和 O3提高了菜心硬度；贮藏后期（9 d～12 d），ClO2组菜心硬度适中。ClO2处理组菜心 MDA 含量高于其他2 组，因其累积量偏小，难以促进菜心衰老。综合各项指标，ClO2更适合杀菌处理菜心，货架期可达12 d。

杀菌处理不仅具有抑菌效果，而且可提高果蔬采后品质，延长货架期。但是，杀菌剂的种类、浓度及时间等对果蔬品质产生影响，或提高或降低。因此，有必要系统研究杀菌剂对果蔬品质的影响规律，为不同果蔬选择更加适合的杀菌剂，指导生产实践。