凌建刚 1，李 娇 2，康孟利 1，沈 健 2，俞静芬 1，陈健初 2，丁 甜 2
（1.宁波市农业科学研究院农产品加工研究所，浙江 宁波 315040；2.浙江大学食品科学与营养系，浙江 杭州 310058）
摘 要：研究弱酸性电位水（slightly acidic electrolyzed water，SAEW）处理对茭白微生物状态和贮藏品质的影响。以未经处理的茭白作对照，用有效氯质量浓度30 mg/L SAEW浸泡茭白5 min后自然晾干，包装后置于4 ℃冰箱中贮藏12 d，贮藏期内每3 d进行感官评定，测定茭白根部微生物数量及色泽、硬度、质量损失率、呼吸速率及木质素含量、蛋白质含量、VC含量、可溶性固形物含量、过氧化物酶（POD）活性、多酚氧化酶（PPO）活性和过氧化氢酶（CAT）活性。结果显示，SAEW处理后茭白根部菌落总数下降1.62（lg（CFU/g）），并且在贮藏期内能有效控制微生物数量。同时能够降低茭白贮藏期的呼吸作用，减缓茭白褐变、变软、失水、木质化，对保持可溶性固形物、VC含量有一定作用；另外SAEW处理可使POD与PPO保持在较低活性，而使CAT活性提高。结果表明，SAEW在茭白杀菌防腐、保持其贮藏品质方面具有一定的潜力。
关键词：茭白；弱酸性电位水；微生物；贮藏品质
茭白（Zizania latifolia）属禾本科宿根性多年水生草本植物，又名茭瓜、菰首、茭笋，在长江流域以南栽培面积最大，是仅次于莲藕的第二大水生蔬菜 [1]。茭白味道鲜美、营养丰富，被视为蔬菜中的佳品，深受消费者的喜爱。菜用茭白可食用部位含水量高达93%，组织脆嫩，不耐贮藏，极易出现失水萎蔫、茭壳变黄、茭肉发青、木质化、软化、腐烂等问题，常温条件下保存2～3 d就会失去食用价值 [2]。因此，研究茭白贮藏期间的生理生化变化，采取适宜的采后处理手段，减少微生物污染，提高贮藏品质，对发展茭白产业具有重要意义 [3]。
维持茭白的新鲜度和贮藏品质，首先要抑制其自身的生命活动和微生物的生长繁殖。常见的贮藏保鲜措施，如超高压、气调、涂膜、热处理等措施 [4-8]，着力于抑制果蔬自身的生命活动，对微生物抑制效果微弱。电位水是一种新型的杀菌剂，在果蔬防腐及保鲜中的应用正日益显示出良好的前景 [9]，其中的弱酸性电位水（slightly acidic electrolyzed water，SAEW）是将稀盐酸或氯化钠溶液注入没有隔膜的电解槽中电解后获得的，杀菌能力强，安全性高而且环保。SAEW的pH值在5.0～6.5之间，具有接近中性的pH值，蔬菜经过其处理后有效残留氯也低于其他氯系消毒剂 [10]。现有的研究主要致力于SAEW杀灭果蔬表面微生物的作用，其对鲜切甘蓝、香菜、番茄、菌菇等 [11-14]表面的微生物有很好的杀菌效果，但是其对果蔬贮藏期间品质参数的影响研究比较少 [15]。
本实验以茭白为原料，研究了SAEW对贮藏期内微生物污染情况以及相关贮藏品质参数的影响，以探究SAEW在减少茭白微生物污染、调节生理代谢、提高贮藏品质的应用前景。
1.1 材料与试剂
茭白采自浙江省湖州市德清县下窑村。
无水乙醇、氯化钠、盐酸、硫酸、冰乙酸、无水乙酸钠、十二水合磷酸氢二钠、二水合磷酸二氢钠、十水合硼酸钠、硼酸、考马斯亮蓝、牛血清白蛋白、VC、过氧化氢 上海国药集团化学试剂有限公司；2,6-二氯酚靛酚钠盐、儿茶酚、愈创木酚 上海晶纯生化科技股份有限公司；琼脂培养基 青岛高科园海博生物技术有限公司；保鲜膜 脱普日用化学品（中国）有限公司。
1.2 仪器与设备
SAEW生成器 北京洲际环境科学与技术有限公司；pH-氧化还原电位（oxidation-reduction potential，ORP）测定仪 美国赛多利斯公司；有效氯测定仪英国百灵达有限公司；iMix拍打器 法国Interscience公司；电子天平 华徐衡器实业有限公司；Checkmate 3气体测定仪 丹麦Dansensor公司；TA-XT2i质构仪 英国Stable Micro System公司；WSD-Ⅲ色差计 北京康光仪器有限公司；全自动折光仪 济南海能仪器股份有限公司；UV-2550分光光度计 日本岛津仪器公司；HC-3018R高速冷冻离心机 安徽中科中佳科学仪器有限公司；冰箱 美的集团股份有限公司。
1.3 方法
1.3.1 样品准备
新鲜茭白采后立即运回实验室，置于（1±1） ℃条件下过夜预冷12 h以上。操作过程中，采用75%酒精消毒原料可能接触到的刀具、菜板等用具。选取成熟度适中、大小均匀、形状正常、新鲜、无机械损伤、肉质白嫩的茭白，剔除老茭、虫茭、病茭和青茭，留2～3 片包叶，切去茎尖和基部苔管，修整一致，备用 [16]。
1.3.2 SAEW的制备
用SAEW生成器电解质量分数为0.1%的氯化钠和0.025%的盐酸溶液，制备得到SAEW。用pH-ORP测定仪测定其pH值和ORP，用有效氯测定仪测定其有效氯质量浓度（available chlorine concentration，ACC）。本实验所用SAEW各项指标分别为pH （6.1±0.2），ACC（30±2） mg/L，ORP（893±0.68） mV。
1.3.3 样品处理
以未经处理的茭白作对照，实验组用30 mg/L SAEW浸泡5 min，捞出在阴凉处晾干，以无水滴为准。用厚度为0.01 mm的聚乙烯保鲜膜覆盖样品，无重叠地摆放于（4±1）℃冰箱中贮藏12 d，每隔3 d取样测定相关指标；并将样品于液氮中速冻，贮于-80 ℃冰箱中，用于生化指标的测定。每个处理做3 个平行。
1.3.4 指标测定
1.3.4.1 感官评定标准
参照郜海燕等 [17]的茭白感官质量评分标准并修改（表1）。
表1 茭白贮藏期间感官评分标准
Table1 Criteria of sensory evaluation of Zizania latifolia stteemmss during storraaggee
感官指标2 分1 分0 分外观质量茭叶鲜绿，无脱水，无霉点茭叶绿色，微失水，无霉点茭叶黄褐色，皱缩严重，霉点严重茭肉表面质量形态饱满，无脱水，表面纯白色，有光泽形态饱满，无脱水，表面微黄色皱缩严重，表面黄绿色茭肉横切面质量形态饱满，无脱水，表面纯白色，有光泽组织有空心小孔，切面颜色变暗变黄气味具有本品特有的清香味，无异味微有酒精味或其他异味酒精味浓，并有其他异味口感质地鲜嫩、咀嚼无渣质感质地鲜嫩、咀嚼微有渣质感质地发老、咀嚼有明显渣质感组织稍有脱水、切面洁白、出现糠心，但无明显空心小孔
1.3.4.2 微生物计数
取10 g茭白样品（根部）与90 mL无菌生理盐水在无菌均质袋中混合，用拍打式均质机均质2 min，参照国标法 [18]，进行实验操作。用琼脂培养基进行菌落总数计数。
1.3.4.3 质量损失率的测定
采用称重法测定。
1.3.4.4 呼吸强度的测定
采用O 2-CO 2气体测定仪测定。
1.3.4.5 硬度的测定
采用质构仪测定茭白中部表皮与横截面硬度，探头为圆柱形，底面直径5 mm，接触到物体表面后的下行距离为4 mm。每种样品重复测定10 次取平均值。
1.3.4.6 色泽的测定
采用色差计测定茭白根部和中部表皮的L*、a*、b*。白色指数值根据以下公式计算。
白度指数=100-[（100-L*） 2＋a* 2＋b* 2] 1/2
1.3.4.7 可溶性固形物含量的测定
采用全自动折光仪进行测定。
1.3.4.8 木质素含量的测定
采用Klason法 [19]测定。
1.3.4.9 VC含量的测定
采用2,6-二氯靛酚滴定法 [20]进行测定。
1.3.4.10 蛋白质含量的测定
采用考马斯亮蓝法 [21]进行测定。
1.3.4.11 多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）、过氧化物酶（peroxidase，POD）和过氧化氢酶（catalase，CAT）活性的测定
参照Luo Haibo等 [22]的方法。
1.4 数据处理
每个处理重复3 次，实验结果表示为3 次测定
±s，并用统计软件SPSS进行单因素方差分析，以P＜0.05作为差异显著性判断标准。
2.1 SAEW处理对茭白感官质量的影响
表2 SAEW处理对茭白感官品质的影响
Table2 Effect of SAEW on sensory quality of Zizania latifolia stteemmss during storraaggee
组别感官指标贮藏时间/d 036912实验组外观质量2.001.901.571.371.03茭肉表面质量2.001.871.431.300.83茭肉横切面质量2.001.901.831.501.27气味2.002.002.001.701.33口感2.002.001.801.431.23总分10.009.678.637.305.69对照组外观质量2.001.831.431.000.43茭肉表面质量2.001.701.230.800.37茭肉横切面质量2.001.801.571.070.73气味2.002.002.001.501.00口感2.002.001.501.030.73总分10.009.337.735.403.26
如表2所示，茭白的感官品质随着贮藏时间延长而不断下降，尤其是在贮藏期的后6 d。对照茭白贮藏第6天表皮微绿，顶端失水，切面微黄色，出现糠心，未有异味，微有渣质感；贮藏9 d时表皮绿色，失水加重，切面变黄，糠心加重，微有异味，渣质感加重，但可勉强食用；贮藏12 d时表皮黄绿色，皱缩严重，切面黄色，出现空心小孔，有异味，渣质感严重，已没有食用价值。而SAEW处理的茭白其贮藏效果优于对照，总体来说，其感官评分高于对照组，并且两者的差距随贮藏时间延长不断加大；第12天，实验组的评分是对照组的1.74 倍；两者经单方差分析呈显著（P＜0.05）。由此可见，SAEW处理能够缓解茭白感官品质的下降，使茭白能够在更长的贮藏期内保持较好的感官质量。
2.2 SAEW处理对茭白根部菌落总数的影响
图1 SAEW处理对茭白贮藏期间菌落总数的影响
Fig.1 Effect of SAEW on total bacterial loads of Zizania latifolia stems during storage
如图1所示，用30 mg/L SAEW浸泡5 min后，茭白根部菌落总数下降了1.62（lg（CFU/g））。在随后的贮藏期内，茭白根部的菌落总数呈增加趋势，但是实验组菌落总数一直低于对照组，差距在1～2（lg（CFU/g））之间。整个贮藏期间，相关性分析呈显著（P＜0.05）。这表明，SAEW不仅能降低茭白表面的菌落总数，并且能在一定的贮藏期内使其表面菌落总数处在一个较低水平。
2.3 SAEW处理对茭白呼吸速率的影响
图2 SAEW处理对茭白贮藏期间呼吸速率的影响
Fig.2 Effect of SAEW on respiration rate of Zizania latifolia stems during storage
茭白采后仍在进行生命活动，特别是呼吸作用，而呼吸作用会消耗其营养物质，并导致其出现劣变。如图2所示，茭白在贮藏期内呼吸速率整体呈下降趋势，这说明茭白为非呼吸跃变类型，采后没有呼吸高峰，与大部分蔬菜采后无呼吸高峰的情况相同。经过SAEW处理后，茭白的呼吸速率加快了5.75 mg CO 2/（kg·h），之后不断下降，并且一直都低于对照组茭白的呼吸速率。经过相关性分析，从贮藏期第6天起，两组相关性显著（P＜0.05）。原因可能是初期SAEW处理后，刺激了茭白的呼吸作用，使呼吸速率加快；但是由于SAEW明显的杀菌作用，使得茭白表面的微生物大量减少，所以随着贮藏时间延长，呼吸速率下降并低于对照组茭白。SAEW处理抑制茭白呼吸作用的机理有待进一步探索。
2.4 SAEW处理对茭白营养品质的影响
表3 茭白贮藏期营养物质含量变化
Table3 Changes in nutrient contents of of Zizania latifoolliiaa steemmss during storraaggee
注：肩标不同小写字母表示同一贮藏时间实验组与对照组数据差异显著（P＜0.05）。
项目组别贮藏时间/d 0 3 6 912可溶性固形物含量/%实验组4.60±0.44 a4.67±0.12 a4.13±0.06 a3.70±0.10 a3.37±0.25 a对照组4.60±0.44 a4.33±0.25 a3.63±0.15 b3.13±0.06 b3.00±0.10 bVC含量/（mg/100 g）实验组4.85±0.08 a4.68±0.05 a4.50±0.06 a4.02±0.09 a3.84±0.03 a对照组4.85±0.08 a4.49±0.06 b3.93±0.04 b3.67±0.04 b3.30±0.19 b蛋白质含量/（μg/g）实验组83.95±2.11 a80.37±1.87 a68.56±1.33 a66.67±0.24 a61.69±1.54 a对照组83.95±2.11 a75.86±1.69 b65.47±1.42 a59.25±3.37 b55.89±0.64 b
表3显示，贮藏过程中，茭白的可溶性固形物和VC含量随着采后生理活动的消耗整体呈下降趋势，但是实验组含量在贮藏期内高于对照组，其原因可能是SAEW处理降低了茭白表面微生物含量，降低生理生化反应速度，减少了营养成分的消耗，从而说明SAEW处理后对可溶性固形物和VC含量的保持有一定的积极作用。而蛋白质含量虽然也呈下降趋势，但是在贮藏前期，实验组与对照组的差别并不显著（P＞0.05），到了贮藏末期差别才开始稍呈显著，说明SAEW处理对蛋白质含量基本无影响。总体来说，SAEW处理较好保持了茭白的营养品质和稳定性。
2.5 SAEW处理对茭白质量损失率和硬度的影响
茭白采后的水分蒸腾作用是其一个重要的生命现象。水分损失到一定程度则会导致产品出现明显的萎蔫和表皮起皱现象，影响茭白的品质，缩短货架寿命。如图3A所示，实验组与对照组茭白的质量损失率都呈现上升的趋势，贮藏结束时实验组的质量损失率为7.04%，显著低于对照组的8.12%。
图3 SAEW处理对茭白贮藏期间质量损失率（A）、茭白表皮硬度（B）和茭肉硬度（C）的影响
Fig.3 Effects of SAEW on weight loss (A) and fi rmness (B: outer layer, C: fl esh) of Zizania latifolia stems during storage
失水导致的另一个现象就是茭白硬度的下降，随着贮藏时间的延长，茭白内部组织因失水变得疏松，严重时出现空心。从图3B、C可以看出，新鲜茭白表皮硬度大于茭肉截面硬度，但是衰老速度更快；茭肉截面中部与茭白表皮的硬度都呈现一个下降趋势，并且SAEW处理后的茭白整个贮藏期硬度均要大于对照组，经过统计分析，两者差异显著（P＜0.05）。可见，SAEW处理减少了茭白的水分损失，保持了茭白较高的硬度。
2.6 SAEW处理对茭白色泽和PPO活性的影响
图4 SAEW处理对茭白贮藏期间色泽（A）和PPO活性（B）的影响
Fig.4 Effects of SAEW on whiteness index (A) and polyphenol oxidase activity (B) of Zizania latifolia stems during storage
如图4A所示，贮藏期间茭白的白度值指数呈下降趋势，但实验组茭白的白度指数值下降趋势明显缓于对照组，尤其在贮藏期后6 d，实验组与对照组白度指数值下降速度分别为5.8%和13.1%，差距较大，并且两者白度指数值相关性差异显著（P＜0.05）。
通常PPO被认为是引起蔬菜褐变最关键的酶 [23]。PPO活性在整个贮藏期内呈现出一个先下降后上升的趋势（图4B），并且实验组的茭白PPO活性一直低于对照组，经过统计分析，在贮藏期的后6 d，两组的PPO活性差异性显著（P＜0.05）。通过上述分析，可见SAEW处理可以通过降低PPO活性，减少茭白褐变的发生，起到保鲜的作用。
2.7 SAEW处理对茭白木质素含量和POD活性的影响
图5 SAEW处理对茭白贮藏期间木质素含量（A）和POD活性（B）的影响
Fig.5 Effects of SAEW on lignin content (a) and peroxidase activity (b) of Zizania latifolia stems during storage
木质化现象是另一个影响茭白品质的重要因素。木质化则是由于受到各种外界不利因素的影响，导致木质素大量产生与积聚所造成的，使细胞壁增厚，从而导致木质化，影响蔬菜质地和品质 [24]。如图5A所示，茭白中的木质素含量呈上升状态。实验组与对照组的木质素含量在第12天分别达到了贮藏初期的1.80、2.35 倍，两者的木质素含量差别显著（P＜0.05）。
POD是与采后茭白木质化有关的一种酶 [25]，图5B显示，POD活性整体上呈先下降后上升的趋势，与对照组相比，SAEW处理抑制了POD活性的上升，相关性分析呈显著性差异（P＜0.05）。木质化机理以及SAEW处理后对木质化进程的延缓有待于深入研究。
2.8 SAEW处理对茭白CAT活性的影响
图6 SAEW处理对茭白贮藏期间CAT活性的影响
Fig.6 Effect of SAEW on catalase activity of Zizania latifolia stems during storage
由图6可见，CAT活性在0 d活力即达到了242.67 U/g，而后在前6 d迅速下降，在后6 d内呈现上升的趋势，并且实验组CAT活性显著高于对照组，尤其在后6 d。CAT活性的增强有利于清除活性氧自由基，减缓茭白的劣变过程。
SAEW处理不仅能够起到杀菌的作用，并且在贮藏期内使得茭白表面的微生物数量一直维持在较低的水平。同时，研究显示，SAEW处理能够可较好地保持茭白的色泽、降低失水、延缓木质化现象的出现，维持相对较高的可溶性固形物、VC含量，抑制褐变相关酶PPO活性、木质化相关酶POD活性而提高抗氧化酶类CAT活性。因此，茭白采后用SAEW进行处理，能够减少微生物污染，提高贮藏中的品质，对茭白起到一定的防腐保鲜作用。研究表明SAEW在控制果蔬贮藏过程中品质劣变具有潜在价值，可继续进行更深入的研究，使之服务于果蔬贮藏及加工产业。
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Application of Slightly Acidic Electrolyzed Water (SAEW) in Preservation of Zizania latifolia Stems
LING Jiangang
1, LI Jiao
2, KANG Mengli
1, SHEN Jian
2, YU Jingfen
1, CHEN Jianchu
2, DING Tian
2
(1. Institute of Ningbo Processing of Agricultural Products, Ningbo City Academy of Agricultural Sciences, Ningbo 315040, China; 2. Department of Food Science and Nutrition, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China)
Abstract：The effect of slightly acidic electrolyzed water (SAEW) on the microbial state and storage quality of Zizania latifolia stems was investigated. Untreated Z. latifolia stems were used as control and Z. latifolia stems in the experimental group were dipped into SAEW with an available chlorine concentration of 30 mg/L for 5 min, then dried, packaged and finally stored at 4 ℃ for 12 days. Changes in sensory evaluation, microbial colony number, whiteness index, firmness, weight loss rate, respiratory rate and the contents of lignin, protein, vitamin C and total soluble solids (TSS), and the activities of polyphenol oxidase (PPO), peroxidase (POD) and catalase (CAT) were measured at an interval of two days. The results showed that SAEW treatment signifi cantly reduced total bacterial counts by 1.62 (lg(CFU/g)) and maintained relatively low microbial growth during storage. It was also observed that treated samples decreased respiratory rate, delayed the appearance of browning, softening, dehydrating and lignifying, and maintained relatively high contents of TSS and vitamin C. Furthermore, SAEW treatment also inhibited the activities of PPO and POD but promoted the activities of CAT compared with the contro1 group. These results indicated that SAEW had the potential to ensure the microbial safety and control the quality deterioration of Z. latifolia stems during storage.
Key words：Zizania latifolia; slightly acidic electrolyzed water; microbial state; storage quality
中图分类号：TS255.3
文献标志码：A
文章编号：1002-6630（2015）22-0250-05
doi：10.7506/spkx1002-6630-201522047
收稿日期：2015-02-10
基金项目：宁波市重大择优委托项目（2013C11007）；“十二五”国家科技支撑计划项目（2013BAD19B05；2012BAD38B01-2）
作者简介：凌建刚（1973—），男，副研究员，硕士，研究方向为农产品保鲜与加工。E-mail：nbnjg@163.com