不同清洗方式對(duì)鮮食花生保鮮效果的研究

趙 莉，郭艷萍，黨彥學(xué)，劉雪平，趙孝東，孫崇德

（1.臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院，山東 臨沂 276012；2.浙江大學(xué)山東（臨沂）現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院，山東 臨沂 276034）

花生是我國(guó)重要的油料作物和經(jīng)濟(jì)作物，是人們膳食中重要的食用油和植物蛋白來源[1]。我國(guó)花生品種的篩選主要以收獲成熟莢果并加工食用油和其他食品為主要目的，直接用于鮮食的花生很少[2]。近年來，隨著消費(fèi)者對(duì)食物原生態(tài)和高品質(zhì)的追求，對(duì)鮮嫩味美、營(yíng)養(yǎng)豐富、口感甜脆的鮮食花生的需求量也日益增加[3]，部分含糖量高、低脂肪、高蛋白、化渣率低的鮮食花生專用品種亦應(yīng)運(yùn)而生[4]。然而，鮮食花生極易在自然條件下失水、發(fā)芽、霉變[1]，即使收獲后放入冷庫(kù)中貯藏也容易產(chǎn)生黑斑，影響其銷售價(jià)值[5]。目前鮮食花生的產(chǎn)后保鮮工作仍處于起步階段，產(chǎn)品多以初級(jí)形態(tài)進(jìn)入市場(chǎng)，未經(jīng)保鮮包裝處理，因此不但會(huì)造成鮮食花生品質(zhì)劣變和資源的浪費(fèi)，而且不能滿足生鮮電商的發(fā)展需求。因此，開展鮮食花生產(chǎn)后保鮮方面的研究對(duì)推動(dòng)我國(guó)花生產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效，實(shí)現(xiàn)鮮食花生周年供應(yīng)具有重要意義。

鮮食花生材料直接來自農(nóng)田，會(huì)有不同程度的農(nóng)藥殘留、微生物與雜質(zhì)等有害物質(zhì)，因此選擇一種安全有效的清洗殺菌方式對(duì)抑制微生物生長(zhǎng)、保持鮮花生品質(zhì)、延長(zhǎng)貨架期至關(guān)重要。次氯酸鈉作為最常見以及應(yīng)用最廣泛的清洗消毒劑，對(duì)多數(shù)微生物都具有殺滅能力，由于使用過程中會(huì)產(chǎn)生三氯甲烷等對(duì)人體有害的物質(zhì)，需嚴(yán)格控制使用[6]。隨著安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，人們也在積極尋求新的更加安全的冷殺菌技術(shù)，如電解水、臭氧化水、超聲波等[7]。微酸性電解水是通過電解稀鹽酸溶液獲得的一種pH值接近中性，具有較低有效氯濃度的新型機(jī)能水，具有綠色安全、高效經(jīng)濟(jì)、制備方便的特點(diǎn)[8]。其中的有效氯成分會(huì)對(duì)細(xì)菌細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)造成破壞，使胞內(nèi)物質(zhì)大量溢出，進(jìn)而導(dǎo)致細(xì)菌死亡[9]。臭氧化水由臭氧氣體溶于水制得，具有很強(qiáng)的殺菌能力，能迅速透過細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，造成微生物細(xì)胞結(jié)構(gòu)損傷、蛋白質(zhì)變性、DNA降解等，從而導(dǎo)致微生物死亡[10]。超聲波是以機(jī)械振動(dòng)的形式在媒介中傳播的聲波，主要通過工作過程中產(chǎn)生的機(jī)械效應(yīng)、空化作用和化學(xué)效應(yīng)使微生物細(xì)胞膜破裂，具有操作簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保的特點(diǎn)[11-12]。以上3種冷殺菌技術(shù)均具有傳統(tǒng)殺菌工藝不可比擬的廣譜高效、安全無污染的優(yōu)點(diǎn)，目前研究多以單一組分或多技術(shù)結(jié)合應(yīng)用于果蔬、畜禽和水產(chǎn)品的貯藏保鮮工作中[8-13]，但目前鮮有關(guān)于微酸性電解水、臭氧化水和超聲波處理對(duì)鮮食花生保鮮效果的報(bào)道。

本試驗(yàn)采用微酸性電解水、臭氧化水、超聲波、次氯酸鈉溶液和自來水不同清洗方式對(duì)鮮食花生進(jìn)行浸泡清洗處理，分析鮮食花生在清洗后冷藏過程中的菌落總數(shù)、霉菌數(shù)量、色澤變化以及質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的變化情況，從而探討以上冷殺菌技術(shù)在鮮食花生保鮮領(lǐng)域中應(yīng)用的可能性，以期為發(fā)展綠色、安全的鮮食花生貯運(yùn)保鮮技術(shù)提供參考借鑒。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

鮮食花生：由臨沂市農(nóng)業(yè)科學(xué)院花生實(shí)驗(yàn)站提供，運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室后，用自來水沖洗干凈表面泥土，挑選果實(shí)飽滿、成熟度均一、無機(jī)械傷和病蟲害的果實(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。微酸性電解水（有效氯含量（85±2）mg/L，pH值5.8±0.2）：衡水舒之潔日用品有限公司；10%次氯酸鈉溶液：南京化學(xué)試劑股份有限公司。

1.1.2 儀器與設(shè)備

LDZX-50KBS立式壓力蒸汽滅菌器：上海申安醫(yī)療器械廠；SW-CJ-2FD超凈工作臺(tái)：上海一恒科學(xué)儀器有限公司；MJX-250B-Z電熱恒溫培養(yǎng)箱：上海博訊實(shí)業(yè)有限公司；VIIYI森肽基臭氧發(fā)生器：濟(jì)南新活電器有限公司；YXL-3便攜式有效氯檢測(cè)儀、CY-2A便攜式臭氧檢測(cè)儀：北京同德創(chuàng)業(yè)科技有限公司；NR10QC便攜式色差儀：柯尼卡-美能達(dá)公司；TA.XTC-18型質(zhì)構(gòu)儀：上海保圣實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司；KQ5200E超聲波清洗機(jī)：昆山市超聲儀器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 清洗劑的制備

（0.2±0.02）mg/L臭氧化水：將臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧氣通入盛有自來水的密閉容器，通氣一定時(shí)間后，立即用臭氧檢測(cè)儀檢測(cè)臭氧濃度；（125±2）mg/L次氯酸鈉溶液：由次氯酸鈉溶液稀釋制得。

1.2.2 樣品處理

將挑選后的鮮食花生隨機(jī)分為5組，每組2 kg。處理組分別用臭氧化水、次氯酸鈉溶液、微酸性電解水和超聲波（頻率40 000 Hz，功率200 W）以質(zhì)量體積比1∶2（g/mL）的比例浸泡清洗5 min，自來水浸泡清洗為對(duì)照組（CK）。將清洗后的鮮食花生瀝干表面水分，每組樣品用無菌聚乙烯（PE）自封袋（30 mm×40 mm）包裝并置于4℃環(huán)境冷藏，于0、1、4、7、10、15 d測(cè)定其細(xì)菌菌落總數(shù)、霉菌數(shù)量、色差指標(biāo)、質(zhì)構(gòu)特性等指標(biāo)。每組進(jìn)行3次平行試驗(yàn)，結(jié)果取平均值。

1.2.3 測(cè)定項(xiàng)目與方法

1.2.3.1 菌落總數(shù)

參照GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 菌落總數(shù)測(cè)定》[14]中的方法測(cè)定。

1.2.3.2 霉菌數(shù)量

參照GB 4789.15—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食品微生物學(xué)檢驗(yàn) 霉菌和酵母計(jì)數(shù)》[15]中的方法測(cè)定。

1.2.3.3 色差

使用NR10QC便攜式色差儀直接測(cè)定鮮食花生冷藏過程中花生殼L*值、ΔE的變化，L*值代表顏色的明暗程度，其值越高代表花生顏色越亮，ΔE表示花生在某段時(shí)間的總體褐變程度，其值越高表示褐變?cè)矫黠@[16]。每個(gè)測(cè)試組隨機(jī)取15個(gè)果實(shí)，結(jié)果取平均值。

1.2.3.4 質(zhì)構(gòu)特性

使用TA.XTC-18型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定鮮食花生冷藏過程中花生仁硬度和脆度指標(biāo)的變化，探頭為TA-2（2.0 mm柱形探頭），下壓形變50%，測(cè)試前速度3 mm·s-1，測(cè)試速度1 mm·s-1，每組隨機(jī)取15個(gè)花生種仁，結(jié)果取平均值。

1.2.4 數(shù)據(jù)處理

使用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，SPSS軟件的Duncan多重比較檢驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性分析，Origin 2019b軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同清洗方式對(duì)鮮食花生菌落總數(shù)的影響

鮮食花生的品質(zhì)和安全性與其本身的菌落總數(shù)密切相關(guān)，清洗環(huán)節(jié)可有效減少其表面微生物數(shù)量。圖1A為鮮食花生經(jīng)不同清洗劑處理后殘留的菌落總數(shù)。由圖1A可見，經(jīng)自來水浸泡清洗5 min后，花生中的菌落總數(shù)為4.81（lg（CFU/g））。與自來水對(duì)照組相比，微酸性電解水和次氯酸鈉溶液處理能顯著降低鮮食花生中攜帶的菌落總數(shù)（P＜0.05），分別降低1.17（lg（CFU/g））和1.29（lg（CFU/g））。臭氧化水和超聲波處理對(duì)鮮食花生中初始微生物也有明顯的殺滅效果，但其殺菌作用顯著低于微酸性電解水和次氯酸鈉（P＜0.05），二者相比，臭氧化水的殺菌效果優(yōu)于超聲波處理。

圖1 不同清洗方式對(duì)鮮食花生初始菌落總數(shù)（A）和冷藏過程中菌落總數(shù)（B）的影響Fig.1 Effectsof different cleaning methods on initial total numbersof bacteria(A)in fresh peanuts and total numbers of bacteria(B)duringrefrigeration

圖1B為經(jīng)過清洗處理后鮮食花生在冷藏過程中菌落總數(shù)的變化情況。由圖1B可見，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，處理組和對(duì)照組鮮食花生的菌落總數(shù)均呈上升趨勢(shì)，但與對(duì)照組相比，4種清洗處理對(duì)菌落總數(shù)的增長(zhǎng)均有不同程度的抑制作用。在貯藏初期（0～7 d），次氯酸鈉溶液處理組對(duì)鮮食花生表面菌落總數(shù)增長(zhǎng)的抑制作用最佳，在鮮食花生貯藏至7 d以后，次氯酸鈉溶液處理組的菌落數(shù)量快速增多，超過微酸性電解水處理組，冷藏后期，微酸性電解水處理組抑菌作用最好，且在貯藏期結(jié)束時(shí)，菌落總數(shù)為6.02（lg（CFU/g）），顯著低于其他處理組（P＜0.05）。與對(duì)照組相比，臭氧化水清洗與超聲波清洗對(duì)細(xì)菌的增長(zhǎng)也有顯著的抑制作用（P＜0.05），前者抑菌作用更好，這與圖1A的結(jié)果相吻合。與大部分果蔬不同，鮮食花生材料直接來源于土壤，表面微生物組成復(fù)雜，且花生表皮凹凸不平，在清洗過程中對(duì)其本身攜帶的微生物起到保護(hù)作用，這也是超聲波清洗沒有起到顯著殺菌作用的原因，鮮食花生中的大部分微生物沒有暴露在超聲波空化有效區(qū)。在這5種清洗方式中，微酸性電解水和次氯酸鈉對(duì)初始微生物的殺滅效果和對(duì)冷藏過程中菌落總數(shù)增長(zhǎng)的抑制作用最好。

2.2 不同清洗方式對(duì)鮮食花生霉菌數(shù)量的影響

鮮食花生在采收和保存過程中極易受到霉菌的污染，而由霉菌產(chǎn)生的真菌毒素對(duì)人體具有極大的安全隱患[17-19]，因此，有效控制鮮食花生中霉菌的繁殖具有重要意義。如圖2所示，對(duì)照組鮮食花生中初始霉菌數(shù)為1.80（lg（CFU/g）），經(jīng)臭氧化水、微酸性電解水、超聲波和次氯酸鈉溶液清洗處理的鮮食花生中初始霉菌數(shù)均有所減少，在后續(xù)冷藏過程中，對(duì)照組和處理組霉菌的數(shù)量均隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增加。自來水對(duì)照組霉菌數(shù)始終顯著高于其他處理組（P＜0.05），次氯酸鈉溶液處理組霉菌數(shù)除在第7天高于微酸性電解水處理組以外，霉菌數(shù)量均處于最低水平。微酸性電解水對(duì)霉菌的增長(zhǎng)有顯著的抑制作用，抑菌能力優(yōu)于超聲波和臭氧化水處理，這一趨勢(shì)與對(duì)菌落總數(shù)結(jié)果相吻合。在貯藏末期，次氯酸鈉溶液處理組與微酸性電解水處理組中霉菌數(shù)量分別為2.95（lg（CFU/g））和2.98（lg（CFU/g）），均未超過3（lg（CFU/g））。超聲波和臭氧化水處理對(duì)霉菌的增長(zhǎng)也具有不同程度的抑制作用，1～10 d，相較于超聲波處理，臭氧化水處理抑制霉菌的能力更強(qiáng)，冷藏10 d以后，超聲波處理比臭氧化水處理具有更好的抑菌作用。

圖2 不同清洗方式對(duì)鮮食花生冷藏過程中霉菌數(shù)量的影響Fig.2 Effectsof different cleaningmethodson mold quantitiesof fresh peanuts during refrigeration

2.3 不同清洗方式對(duì)鮮食花生色澤的影響

花生殼中含有的多酚和黃酮類物質(zhì)極易在貯藏與加工過程中發(fā)生氧化褐變反應(yīng)，使花生果殼色澤灰暗，進(jìn)而影響鮮食花生的外觀品質(zhì)[20]。圖3為不同清洗方式對(duì)鮮食花生貯藏過程中花生殼L*值的影響，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，對(duì)照組與處理組花生殼L*值整體均呈下降趨勢(shì)，表明花生表面顏色亮度逐漸降低。尤其是冷藏初期，花生殼亮度下降最顯著，隨后的貯藏過程中亮度下降趨勢(shì)減緩。在整個(gè)貯藏過程中，臭氧化水處理組鮮食花生殼的L*值始終顯著低于其他處理組（P＜0.05），亮度損失最嚴(yán)重。除第1天和第4天微酸性電解水對(duì)鮮食花生亮度保持的效果略低于次氯酸鈉溶液處理組以外，其對(duì)花生亮度的保持效果始終處于最佳水平，其次是次氯酸鈉溶液處理。與對(duì)照組相比，超聲波處理也具有一定的護(hù)色作用，但后期效果不顯著。

圖3 不同清洗方式對(duì)鮮食花生冷藏過程中L*值的影響Fig.3 Effectsof different cleaning methods on L*valuesof fresh peanutsduring refrigeration

由圖4可見，無論是對(duì)照組還是處理組，鮮食花生的褐變程度均隨著冷藏時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，尤其在冷藏4 d以后，ΔE值明顯上升，貯藏7 d以后，ΔE值變化速度減緩。除第1天與第4天臭氧化水處理組花生的ΔE值與其他組區(qū)別不大以外，其他貯藏時(shí)間點(diǎn)ΔE值明顯高于其他處理組，褐變程度最深。冷藏7 d內(nèi)，微酸性電解水處理組、次氯酸鈉溶液處理組和超聲波處理組與對(duì)照組的ΔE值相差不大，7 d以后，3個(gè)處理組ΔE值低于對(duì)照組，褐變程度較輕；冷藏至15 d時(shí)，次氯酸鈉溶液和超聲波處理組ΔE值無顯著性差異，微酸性電解水處理組ΔE值最小，對(duì)鮮食花生的褐變抑制作用最好。

圖4 不同清洗方式對(duì)鮮食花生冷藏過程中ΔE值的影響Fig.4 Effectsof different cleaning methods onΔE valuesof fresh peanuts during refrigeration

2.4 不同清洗方式對(duì)鮮食花生質(zhì)構(gòu)特性的影響

鮮食花生的硬度和脆度是影響口感的兩大重要因素。由圖5可見，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，鮮食花生的種仁硬度也不斷增加，0～10 d，對(duì)照組鮮食花生的種仁硬度增加最快，硬度最高，其次分別是臭氧化水、微酸性電解水、超聲波和次氯酸鈉溶液處理組。貯藏至第15天，超聲波處理組花生的種仁硬度超過微酸性電解水處理組，與臭氧化水處理無顯著性差異。在整個(gè)貯藏過程中，臭氧化水、微酸性電解水、超聲波和次氯酸鈉溶液處理均能有效延緩鮮食花生種仁硬度的增加。

圖5 不同清洗方式對(duì)鮮食花生冷藏過程中種仁硬度的影響Fig.5 Effectsof different cleaning methods on kernel hardnessof fresh peanuts during refrigeration

由圖6可知，鮮食花生的種仁脆度隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，0～1 d，臭氧化水、超聲波和次氯酸鈉溶液處理組脆度損失最快，隨后的貯藏時(shí)間內(nèi)下降速率減緩。在貯藏前期，各個(gè)處理組之間的脆度無顯著性差異，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各個(gè)處理組之間的差異逐漸增大，貯藏后期，次氯酸鈉溶液和微酸性電解水對(duì)脆度降低的抑制作用較強(qiáng)。

圖6 不同清洗方式對(duì)鮮食花生冷藏過程中種仁脆度的影響Fig.6 Effects of different cleaningmethodson kernel brittleness of fresh peanutsduring refrigeration

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)研究比較了微酸性電解水、臭氧化水、超聲波、次氯酸鈉溶液和自來水5種清洗方式對(duì)鮮食花生保鮮效果的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：有效氯含量為（85±2）mg/L的微酸性電解水對(duì)鮮食花生初始微生物的殺菌效果與傳統(tǒng)的殺菌劑次氯酸鈉殺菌能力相當(dāng)，且在冷藏后期對(duì)菌落總數(shù)的抑制作用更好。相似的結(jié)論在他人的研究結(jié)果中也有報(bào)道，Koide等[21]在研究微酸性電解水對(duì)鮮切白菜的處理效果時(shí)發(fā)現(xiàn)，有效氯含量為20 mg/L的微酸性電解水與有效氯含量為150 mg/L的次氯酸鈉產(chǎn)生的抑菌效果相近，并證實(shí)了微酸性電解水見光易分解、無殘留的理論。Park等[22]將有效氯含量為30 mg/L的微酸性電解水作用于生菜葉等葉片類蔬菜，發(fā)現(xiàn)微酸性電解水殺菌作用時(shí)間少于次氯酸鈉溶液，具有殺菌能力強(qiáng)，殺菌速度快的優(yōu)點(diǎn)。除具有高效的抑菌效果之外，微酸性電解水對(duì)鮮食花生的色澤保持也具有顯著的效果，這可能與微酸性電解水對(duì)鮮食花生殼中的酶作用有關(guān)。有研究表明，微酸性電解水能夠通過對(duì)多酚氧化酶的親和作用而抑制蝦體內(nèi)多酚氧化酶活性，并減輕蝦頭黑變的速度[23]。由于其在抑制內(nèi)源酶活性方面的特點(diǎn)，微酸性電解水也常與其他保鮮技術(shù)相結(jié)合應(yīng)用于水產(chǎn)品以及果蔬產(chǎn)品的保鮮[23-24]。由此可見，微酸性電解水作為一種新型的殺菌方式具有其他消毒劑不可比擬的優(yōu)勢(shì)。

近年來，臭氧化水在果蔬保鮮貯藏的應(yīng)用也是研究熱點(diǎn)[25]，但本試驗(yàn)中，臭氧濃度為（0.2±0.02）mg/L的臭氧化水的殺菌與抑菌能力較弱，這可能是由于臭氧化水濃度較低，且臭氧在水溶液中半衰期短，極易分解為氧氣，實(shí)際殺菌能力達(dá)不到預(yù)期效果，但高濃度的臭氧化水會(huì)對(duì)操作人員的呼吸道造成損傷，而且產(chǎn)品的品質(zhì)也會(huì)受到不可逆的影響[26]。Cao等[27]和Okpala[28]指出，臭氧化水的強(qiáng)氧化性會(huì)導(dǎo)致樣品中蛋白的變性與脂肪的氧化作用。這也解釋了本試驗(yàn)結(jié)果中臭氧化水處理對(duì)鮮食花生色澤的保持并沒有優(yōu)勢(shì)的原因，可能是由于臭氧化水產(chǎn)生的活性氧加速了花生殼中多酚類與黃酮類物質(zhì)的氧化反應(yīng)，使褐變更明顯。

本研究中4種清洗劑處理均能在不同程度上起到保持鮮食花生種仁硬度和脆度的作用，尤以次氯酸鈉溶液和微酸性電解水處理較好。鮮食花生采后貯藏過程中種仁硬度的增加以及脆度的降低可能是與鮮食花生水分的損失以及糖類物質(zhì)向淀粉的轉(zhuǎn)化有關(guān)。李雪華[29]研究表明，鮮食花生在貯藏過程中確實(shí)存在水分和可溶性糖含量降低，淀粉含量增加等問題，低溫和保鮮袋處理有利于延緩果實(shí)水分、可溶性蛋白、可溶性糖、抗壞血酸含量的降低，抑制果實(shí)失重率、霉變率、電導(dǎo)率、淀粉含量和硬度的增加，延長(zhǎng)貯藏期。李麗等[7]在研究不同清洗方式對(duì)青椒失重率的影響時(shí)發(fā)現(xiàn)，臭氧化水、二氧化氯溶液、超聲波和次氯酸鈉溶液清洗有利于維持青椒的水分含量，這可能也是本試驗(yàn)中次氯酸鈉溶液處理與微酸性電解水處理能有效維持鮮食花生質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的主要原因。

綜合分析，微酸性電解水對(duì)鮮食花生的抑菌效果、色澤和質(zhì)構(gòu)的保持效果比臭氧化水和超聲波清洗更好，且比次氯酸鈉溶液安全性更高，可作為鮮食花生保鮮貯運(yùn)過程中更安全有效的清洗方式。