随着人们的生活水平不断提高,果蔬逐渐丰富着消费者的餐桌。随着人们对果蔬的需求量逐年提升,果蔬的保鲜与流通运输日益频繁。目前,果蔬在全球食品消费市场份额中占八成以上[1]。预计到2028年全球果蔬市场规模将达到100 305.8亿元[2]。我国果蔬产业迅猛发展,是世界果蔬生产和消费的第一大国。果蔬是我国居民日常生活饮食必不可少的主要组成部分。2021年以来,城乡居民蔬菜瓜果消费量不断增加,全国果蔬产量也随之增加[3]。预计到2025年我国水果行业市场规模达到27 460.1亿元左右。水果和蔬菜中富含多种维生素和矿物质,所含的糖类物质可被人体直接吸收。此外,果蔬中有很多膳食纤维,可以促进消化。而且果蔬具有抗菌、消炎、抗氧化、抗癌等健康益处[4]。然而,新鲜果蔬普遍存在贮藏期短及运输成本高等突出问题,尤其在采后的保鲜过程中会有细菌滋生,霉菌大量繁殖,导致果蔬褐变腐烂,极大地缩短了货架期。跨区域运输时果蔬更难保持保鲜度,这样不仅给果蔬经销商带来损失,也降低了消费者满意度。
据统计,我国每年有约800万吨的果蔬被浪费损耗,经济损失巨大[5]。而通过最大限度地减少采后损失和延长果蔬产品保质期才能促进可持续生产[6]。为满足全国地区一年四季均有新鲜果蔬供应和人民多样化需求,提高采后果蔬保鲜技术势在必行。近年来为减少果蔬采后损失和提高果蔬的商品价值,采后贮藏保鲜行业在不断探索进步。
微酸性电解水(slightly acidic electrolytic water,SAEW)已被多个国家列为食品添加剂中的合法杀菌剂,广泛应用于食品、农业、医疗等方面[5]。其pH值接近中性,大部分以HClO分子的形式存在,HClO为主要灭菌成分。SAEW绿色环保、无毒无害、制取方便、成本低廉,且杀菌效果优于酸性电解水。由于其具有侵蚀性小、无残留等特性,在果蔬、水产品等方面相继开展大量研究[7]。经过不断的实验证明,SAEW可瞬时杀菌,更加安全高效,在食品安全卫生领域获得认可[8]。马江林等[3]研究得出,SAEW促进了果蔬杀菌保鲜行业的高效发展。张建中等[9]重点对SAEW的杀菌效果、安全性特点、清洗消毒中的应用做了详细介绍。朱峰等[10]研究了SAEW在水产品保鲜中的研究进展。但是SAEW对采后果蔬的保鲜作用机理方面未开展深入探究。
基于此,本文对SAEW的制备原理及方法进行阐述,总结探讨了SAEW对果蔬产品保鲜的作用机理及研究进展,介绍了将SAEW与其他物理化学、生物保鲜技术协同处理对果蔬保鲜的影响,以期为果蔬贮藏保鲜提供理论参考。
1 微酸性电解水的制备原理及方法
SAEW有轻微氯味且无色透明,pH值在5.0～6.5,有效氯浓度(available chlorine concentration,ACC)在10～100 mg/L,氧化还原电位(oxidation reduction potential,ORP)在700～900 mV[8]。SAEW的制备方法目前共有2种[11],一种是通过无离子交换隔膜式电解槽进行电解。在无离子交换隔膜式电解槽内,有以下3种制取方式:a)在电解稀盐酸和NaCl溶液混合溶液中制取;b)在电解稀盐酸后,加入软化水稀释制取;c)在电解NaCl溶液之后,加入稀盐酸调节pH制取。另一种制备方法是在有离子交换隔膜式分离的电解槽内,电解稀NaCl溶液,将阴极和阳极的酸性与碱性电解水混合制得。2种方法的制备原理图如图1所示。目前,多采用无隔膜式生成设备,加入稀盐酸或NaCl溶液,于一定电压下通过阴极和阳极发生电解,产生具有氧化作用的酸性水溶液[12]。SAEW可瞬时杀菌,在杀菌后可还原为普通水,无残留且腐蚀性小,而且密闭贮存半年以上仍较好的杀菌效果[13]。据报道,SAEW运营成本较低且节水,经济适用性较高,在食品保鲜方面广泛推广使用[10]。
图1 SAEW的2种制备方法
Fig.1 Two methods of preparing SAEW
注:左为有隔膜式,右为无隔膜式。
2 微酸性电解水在果蔬产品中的保鲜机理
采摘后的新鲜果蔬由于自然成熟、运输过程中发生机械损伤、贮藏温度、湿度、pH值等因素的影响,极易发生腐烂变质,造成经济损失。一般鲜切果蔬在5 ℃下储藏期不超过10 d[7]。为延缓果蔬成熟和腐败,近年来许多学者使用SAEW技术处理果蔬表面的微生物,延长货架期。SAEW可抑制果蔬酶促褐变,提高抗氧化性能进而延缓果蔬衰老,在提升杀菌效果的同时,有效防止采后果蔬的衰老,同时护色保鲜。
2.1 抑制酶促褐变
果蔬采后在一定时间段内保持新鲜状态,但其经过包装、切分等加工处理后,极易发生品质软化劣变,颜色褐变,会降低果蔬的食用价值[14]。酶促褐变多发生于果蔬产品的采摘、运输、贮藏过程中,是鲜切果蔬行业的研究热点。酶促褐变的生理过程较为复杂,涉及多种理论,关于褐变机制的学说中,目前普遍认可的理论为:自由基伤害假说、保护酶系统假说、酚-酚酶区域分布学说[15]。目前酚-酚酶区域分布学说最具说服力,认为果蔬中的酚类物质与多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)在细胞内不同区域,果蔬产品在受到机械或物理损伤后,物理组织破坏,叶绿体破裂释放PPO与液泡破裂后释放的酚类化合物接触,在有氧条件下,多酚类物质在酶的催化作用下发生氧化反应聚合生成醌类物质,醌进一步聚合成褐色素,产生褐色或黑色的色素沉淀。不同果蔬品种的多酚类物质不尽相同。而PPO是发生酶促褐变的主要酶[7]。
果蔬发生酶促褐变后,对其色泽口感均产生不利影响,也不利于果蔬的运输销售。大多数鲜切果蔬都会面临酶促褐变。而果蔬经过SAEW处理后,显著抑制了酶促褐变的发生。SAEW的pH值在5.0～6.5,PPO的最适pH值在6～7,SAEW会降低PPO的活性,减少了醌类物质的合成,进而抑制了酶促褐变。相关研究表明,SAEW浸泡可抑制酶促褐变[13]。SAEW抑制酶促褐变的可能机制如图2所示。HE等[16]发现SAEW可以延缓蘑菇中PPO的形成,显著抑制了类黑色素相关化合物的形成,诱导了PPO的构象变化,结果表明SAEW在食品行业具有作为PPO抑制剂的潜力。
图2 SAEW抑制酶促褐变的可能机制
Fig.2 Possible mechanism of SAEW inhibition of enzymatic browning
俞静芬等[17]将鲜切莴苣进行SAEW(pH值为6.5,ACC值为30 mg/L)处理,可降低褐变度,抑制PPO及POD的活性,对酶促褐变有明显抑制作用,进而提升保鲜效果。GAO等[18]研究了SAEW处理对鲜切苹果贮藏品质的影响,发现在4 ℃下SAEW中ACC值为21 mg/L时,浸泡5 min可以抑制酶促褐变。赵德锟等[19]对鲜切云南红梨进行SAEW(ACC值为30 mg/L)处理3.69 min,发现可抑制PPO活性,延缓维生素C含量和降低总糖含量,延缓品质衰减。因此,SAEW可降低PPO活性,减少酶和酚类底物的接触,或直接参与多酚氧化抑制褐变的发生,延长果蔬的贮藏期。
2.2 提高抗氧化能力
提高果蔬的抗氧化能力可为日常生活中饮食结构的优化提供参考,在SAEW提高果蔬抗氧化能力的过程中,可以将其分为酶促反应和非酶促反应。这两类反应在果蔬机体内共同协作,以清除自由基、减缓氧化应激,从而保护果蔬细胞和组织免受损伤。检测果蔬抗氧化能力的指标有:活性氧(reactive oxygen species,ROS)含量、DPPH自由基清除能力。当植物受到干旱、极端温度等非生物胁迫时,植物内ROS含量急剧增加,激活抗氧化酶活性,与抗氧化剂共同使用可以清除多余ROS[19]。植物中的ROS含量过多会造成氧化损伤,破坏细胞结构,使细胞代谢缓慢从而降低果蔬的品质。
而SAEW清除ROS和DPPH自由基的能力主要体现在增强抗氧化酶活性和提高抗氧化物质含量构成ROS清除系统[20]。酶促反应主要是通过增强抗氧化酶的作用来实现的,果蔬中抗氧化系统的主要酶分别为超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、过氧化物酶(peroxidase,POD)。它们能够清除体内的自由基,降低氧化应激水平。LI等[21]使用SAEW处理西兰花芽,提高了抗氧化酶(SOD、CAT、POD)的活性。苏超[22]将韭菜经过SAEW(ACC值为50 mg/L)处理,发现可以提高POD、SOD、CAT的活性,延长了韭菜的货架期。SAEW中含有有效氯成分和·OH等ROS成分,因此可通过增强ROS清除能力保持细胞膜的结构完整性,提高果蔬的抗氧化能力,延长新鲜果蔬的保质期。DPPH自由基清除能力测定是常见的抗氧化能力评估方法,SAEW处理会提高抗氧化酶活性从而延缓果蔬中DPPH自由基清除能力的下降[23]。SUN等[24]将鲜切猕猴桃通过SAEW(pH值为6.25,ACC值为30 mg/L)处理,可以提高SOD、POD的活性,消除细胞中多余的ROS,抗氧化活性增强,延缓腐烂;DPPH自由基清除能力得到增强,维持了良好的质构。SUO等[25]研究发现,杨梅经过SAEW(pH值为5.5,ACC值为50 mg/L)浸泡,在贮藏期间可以提高DPPH自由基清除能力,抑制PPO的活性,提高了SOD和CAT的活性,延长了杨梅的贮藏期。
在SAEW增强果蔬抗氧化能力的过程中,非酶促反应主要是通过提高抗氧化物质含量来构成ROS清除系统来实现的,果蔬中的抗氧化物质主要有抗坏血酸又称为维生素C,是一种水溶性维生素,具有抗氧化性,通过抗坏血酸过氧化酶的作用,进而抑制了自由基的生成。抗坏血酸含量越高,果蔬的抗氧化能力越强。SAEW处理提高了抗坏血酸的含量。孟敌等[26]实验结果表明,采后娃娃菜经过SAEW处理会延缓抗坏血酸含量的下降。韩颖[27]发现SAEW处理采后西兰花可维持抗坏血酸含量,维持了西兰花的贮藏品质。SAEW处理还抑制了ROS的过量生成,膜脂过氧化产物的产生量减少,因此降低了对果蔬组织的伤害[28]。而膜脂过氧化过程是ROS与生物膜的大分子物质发生脂质过氧化反应形成脂质过氧化产物,产物过量积累会使细胞膜的流动性和通透性发生变化,最终改变细胞的结构和功能。过氧化产物用丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量测定,其含量变化可反映细胞质膜过氧化的水平。MDA含量可表征植物遭受逆境伤害的程度[29]。研究证实,SAEW可维持较高的自由基清除能力并延缓MDA含量的积累,提高果蔬的耐受性。焦贺等[30]对采后香葱进行SAEW处理,结果显示其可降低MDA的积累,达到香葱保鲜效果;黄丽萍等[31]发现SAEW可降低蓝莓的MDA含量,抑制呼吸作用,杀菌率也显著提高。赵安琪等[23]发现,SAEW处理可以维持较高的DPPH自由基清除率并抑制果实MDA含量的积累。支欢欢等[32]发现,“尖脆枣”经过SAEW处理可降低MDA含量。周然等[33]发现SAEW可对水蜜桃起到护色保鲜作用,抑制了MDA含量,降低了果蔬细胞膜的通透性,延缓果实衰老。
如前所述,SAEW处理能够通过增强抗氧化酶活性和提高抗坏血酸含量,增强果蔬中DPPH自由基清除能力,同时消除细胞中多余的ROS并延缓MDA含量的累积,保持细胞膜的结构完整性,提高果蔬的抗氧化性能,延长新鲜果蔬的保质期,延缓果蔬衰老,维持其良好的质构特性。
2.3 加速微生物灭活
采后果蔬易受到微生物致病菌的污染,果蔬表面的水分利于微生物生长,腐烂的果蔬可能会造成全球人类疾病爆发[34]。SAEW富含各种化学元素,包括HClO、H2O2和羟基,构成了有效杀灭细菌的化学因子。SAEW中的HClO分子可有效杀死致病菌,使细胞的表面形态发生改变,细胞破裂后其细胞内液消散[7]。SAEW在杀菌过程中的作用效果强弱与pH值、ACC值、ORP值密切相关[5]。由于其低pH值特性,会破坏微生物细胞膜,促进HClO进入微生物内,细胞内部结构及酶受到损害无法正常生长繁殖甚至死亡。高ORP值的电解水会破坏蛋白质的二级结构,打破细胞氧化还原状态,损伤细菌的内外膜,改变细胞膜的通透性[19]。图3则表示SAEW处理下果蔬表面微生物细胞膜发生的变化。
图3 SAEW处理下果蔬表面微生物细胞膜发生的变化
Fig.3 Changes of microbial cell membrane on the surface of fruits and vegetables under SAEW treatment
ACC值可以反映SAEW的消毒能力,其含量与消毒能力呈正比,是抑菌的关键因素。庞文婷等[35]研究发现,随着ACC值的增加,苹果鲜切片表面抑菌效果显著提升。张秋婷等[36]亦报道SAEW对鲜切胡萝卜的杀菌实验结果表明,ACC越高,SAEW的杀菌效果越明显,ACC达到30 mg/L时SAEW具有较为理想的杀菌效率。
SAEW逐渐成为工业中广泛使用的新型消毒剂,可以杀死单核细胞增生李斯特氏菌、空肠弯曲菌、大肠杆菌、沙门氏菌和副溶血性弧菌等多种致病菌。SAEW处理后的副溶血性弧菌和单核细胞增生李斯特氏菌的细胞形态坍塌溶解,基因组DNA降解,蛋白成分泄露[37]。其中,梁铎[38]研究发现SAEW可破坏菌体细胞膜,导致蛋白质、核酸等物质泄露,造成DNA变性降解。ZHANG等[39]发现SAEW可以对蜡样芽孢杆菌孢子灭活。李嘉慧等[40]发现SAEW可杀灭大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌和枯草杆菌。SAEW可以瞬时杀菌的内在机理是快速夺取病原菌的电子电位,病原菌无法在短时间内形成抗性,从而杀灭率高[39]。焦贺等[30]使用SAEW杀灭采后香葱的致病菌,发现当ACC值为200 mg/L时,杀菌效果显著,菌落总数减少。黄丽萍等[31]研究发现,ACC值为120 mg/L的SAEW处理蓝莓后,杀灭了表面微生物,减少了蓝莓烂果的数量。丁年平等[41]使用SAEW(pH值为6.5,ACC值为50 mg/L)浸泡黄瓜,发现可以杀死大量的黄瓜表面大肠杆菌、沙门氏菌及其他天然菌群,不影响其营养品质。ACC值为40 mg/L的SAEW对灰葡萄孢菌的杀菌率高达99.97%,且杀菌效果与ACC呈正相关。SAEW可以进入灰葡萄孢菌内,导致细胞质壁分离,细胞发生皱缩,抑制孢子生长繁殖,从而达到杀菌效果[30]。因此,果蔬表面的微生物可以通过SAEW浸泡来灭活,病原菌的DNA变性,降低了果蔬腐烂率。
3 微酸性电解水单一处理及结合其他处理技术在果蔬产品中应用
3.1 单一使用微酸性电解水技术
SAEW具有广谱高效、绿色无毒、制取方便等优点,单独使用SAEW也相继开展了许多研究,广泛应用于果蔬加工领域。
为了改善采后果蔬容易酶促褐变、品相不良的问题,使用SAEW浸泡处理采后果蔬,不仅能有效抑制低温贮藏期间果蔬中菌落总数的增长,而且可以减缓维生素C含量的下降,降低MDA含量的积累,有效提高了果蔬的护色保鲜效果[18,27,30]。
同时,为了维持采后果蔬的货架品质,研究者将采后果蔬进行SAEW处理,结果表明,SAEW处理降低呼吸速率且抑制了细胞膜通透性的增加,采后果蔬的失重率及褐变度降低,防止了果蔬腐烂,改善了果蔬的贮藏品质[29,31]。进一步证明SAEW是一种高效抑酶杀菌剂,在果蔬加工方面可以广泛的应用。
ZHANG等[42]将芹菜和香菜经过SAEW处理后,蔬菜表面的微生物菌群显著减少,且感官品质没有发生变化。此外,使用SAEW可灭活鲜切卷心菜中引起软腐病的细菌,有效降低病菌污染[43]。
然而,单独使用SAEW处理技术对食源性致病菌作用能力有限,且长期暴露在空气和光照下会减弱杀菌效果。同时,SAEW只能在一定范围内使果蔬腐败率降低。因此,将其与多种技术的结合和协同才是进一步提高果蔬保鲜水平的有效方法。
3.2 微酸性电解水结合物理保鲜技术
气调包装、真空预冷、静电场及超声波均为物理保鲜技术。气调包装技术是通过改变O2、CO2及N2、Ar等惰性气体的比例,抽走部分空气,加入所选的气体在食品四周形成保护气氛,可以延长食品的货架期[44]。使用SAEW与气调包装联合处理鲜切莴苣,发现两者联合处理组的褐变度最低,对鲜切莴苣的酶促褐变具有显著的抑制作用。此外,联合处理抑制了PPO和POD的活性,减少了多酚的消耗,两者协同处理比SAEW单独处理效果更好[17]。
真空预冷是一种除去采后果蔬田间热的预冷技术,真空泵降低压力后使水的沸点降低,进而快速高效的吸收热量,在果蔬、肉类保鲜中广泛应用[45]。赵安琪等[23]探究了真空预冷中雾化SAEW协同处理对鸡毛菜货架期品质的影响,发现真空预冷+SAEW组延缓采后黄化衰老及维持了较高的抗氧化能力,DPPH自由基清除能力也随之下降。
静电场保鲜技术是新兴保鲜方式,施加电场改变果蔬产品的微生物环境,可以破坏细菌的细胞膜、保持湿度及控制氧气浓度,从而降低腐败速率[46]。按输出电压可分为高压静电场和低压静电场[47]。2～4 kV/cm的高压静电场可以减少樱桃番茄乙烯释放量及表面的大肠杆菌数量[48]。高压静电场一般大于2 500 V,消耗热能少,可改善果蔬产品的采后品质,但无法大规模使用[49]。CHENG等[50]研究了SAEW(pH值为6.7)与150 V、1 000 Hz的低压静电场结合对鲜切菠萝冷藏后的品质影响,两者结合处理与其他组相比降低了水分损失,抑制硬度下降及抗坏血酸的氧化分解,维持较高的总酚含量,抑制了ROS代谢,延缓褐变,从而保持了良好的感官品质。低压静电场小于等于2 500 V,安全性高,可以提高抗氧化能力,细胞膜的通透性降低,延缓了果蔬产品的衰老。
超声波是一种非热加工技术,在抑制微生物生长方面有良好功效[3]。超声波与SAEW协同处理可推动食品杀菌保鲜技术的研究进展。LI等[51]在55 ℃下对甘薯进行SAEW与超声波联合处理10 min,可以减少腐败微生物的繁殖,延长甘薯的贮藏期。GUO等[52]通过电子显微镜也发现,超声波与SAEW联合处理可以破坏大肠杆菌的细胞膜及细胞壁,加速大肠杆菌失活。
综上,SAEW与其他物理保鲜技术的结合处理有广阔远景和发展潜力,为以后的果蔬保鲜技术发展提供了科学参考。此外超高压[36]、温和加热处理[53]、紫外线发光二极管[54]也能够与SAEW结合处理,提高果蔬产品的贮藏保鲜效果,降低食源性微生物的活力。
3.3 微酸性电解水结合化学保鲜技术
化学保鲜技术由于残留问题和非法过量添加化学保鲜剂,不被消费者所青睐。化学保鲜技术大多数包括添加有机酸,钙处理法也在近年来不断开展实验研究。
有机酸(如富马酸)与SAEW结合可以灭活新鲜蔬菜的微生物,如大肠杆菌、沙门氏菌和单核细胞增生李斯特氏菌等。富马酸在玉米饼的制造中用来食品防腐,有时也代替柠檬酸来增加食物酸味。富马酸已被用作涂层剂来提高苹果、番茄的品质[55]。将SAEW结合抗氧化剂和富马酸处理鲜切甜椒,可使鲜切青椒的贮藏时间延长9 d,与其他单独处理组相比,细菌总数下降最多,维持了营养与感官特性[55]。
钙处理法是安全无毒、绿色环保的保鲜方法,此方法可以吸收果蔬呼吸作用产生的CO2,同时释放O2。钙处理还会提高果蔬内钙含量,抑制乙烯的合成与释放,缓解果实软化[56]。LI等[56]发现新鲜红枣经过SAEW联合Ca(NO3)2或Ca(OAc)2处理比单独处理更有效,可以增加抗衰老及生物活性成分的含量,增加果实刚度,延缓细胞壁果胶的分解。除此以外,支欢欢等[32]也发现,SAEW与Ca(OAc)2结合处理优于单一处理组,SAEW结合Ca(OAc)2处理可以保持鲜枣果实品质,延缓果实衰老,抑制硬度下降,提高抗氧化活性。当桃果实经过SAEW和质量分数1% Ca(NO3)2溶液处理,发现联合处理优于单一处理,可以减少腐烂,抑制水分流失,从而保持果实品质[57]。化学保鲜剂长期使用会造成微生物种群失衡,病原性微生物也会逐渐产生抗药性,研发高效无残留无毒害的化学杀菌剂势在必行。
3.4 微酸性电解水结合生物保鲜技术
生物保鲜技术是利用生物活性物质,调控代谢,延长果蔬的贮藏期限。因为其安全高效,逐渐取代传统的化学保鲜剂,但由于设备购置价格高昂及人力物料成本较高,需要不断加强技术创新。
果蔬涂膜技术是使用保鲜剂在果蔬产品表面涂一层均匀薄膜,可形成半封闭环境,防止外源致病菌的入侵,降低呼吸强度,从而达到护色保鲜的效果[58]。壳聚糖是存在于甲壳类动物与肢节昆虫体内的动物性纤维素,具有保健功能[59]。壳寡糖由壳聚糖解聚而成,因其分子质量低,水溶性显著优于壳聚糖,是壳聚糖的升级产品[60]。壳聚糖与壳寡糖涂膜都是可食用膜,壳聚糖可以减少营养物质和水分的流失,减少有机物损耗。壳寡糖有较强抑菌性,可以提高果蔬的抗病毒能力。高恒锦等[61]将柑橘经过SAEW浸泡1 min后,分别用质量分数为0.1%壳聚糖和1%壳寡糖做包衣。结果表明,室温贮藏期间SAEW浸泡与质量分数1%的壳寡糖结合效果最好,失重率降低,腐烂率最低。羧甲基壳聚糖可降解,安全卫生且成本低廉,极具优势,近年来关注度不断攀升。壳聚糖与壳寡糖材料进入人体后被分解成基本单位且不发生排斥反应,有很强的亲和力,应用前景广阔。
复合膜比单一涂膜更能优化性能,稳定抑菌。控制SAEW的pH值可以改善复合膜的性能,增加抗菌性[62]。但SAEW与复合膜协同处理的相关研究较少。
生物保鲜技术已成为新潮,包含植物源、动物源和微生物源等方面[63]。不但具有抗菌护色、抗氧化等作用,而且具有可降解性和生物兼容性,为将来果蔬保鲜产业的发展提供了新方向。SAEW与生物保鲜技术的协同处理相关研究较少,随着科学技术的不断发展,生物保鲜技术会不断探索。微酸性电解水与其他技术协同处理果蔬在保鲜中的应用如表1所示。
表1 SAEW与其他技术协同处理果蔬在保鲜中的应用
Table 1 Application of SAEW and other technologies in the cooperative treatment of fruits and vegetables in fresh-keeping
技术SAEW类型条件协同处理果蔬种类结论参考文献物理pH值6.5,ACC值30 mg/L(1±0.5) ℃,12 d气调包装(体积分数5% O2+10% CO2+85% N2)鲜切莴苣抑制PPO和POD的活性[17]ACC值50 mg/L4 ℃或20 ℃,4 d真空预冷(喷雾50 s)鸡毛菜协同处理延缓了采后黄化及衰老[23]pH值6.7,ACC值30 mg/L4 ℃,12 d低压静电场(150 V, 1 000 Hz)鲜切菠萝联合处理降低了失水率[50]pH值6.5～6.7,ORP值800～900 mV,ACC值80 mg/L40 ℃或55 ℃,20 d超声波(300、400、500 W)甘薯协同处理减少微生物数量[51]化学pH值2.5±0.320 ℃,9 d抗氧化剂(20 g抗坏血酸, 20 g Na3C6H5O7和10 g CaCl2 和1 L蒸馏水)+体积分数0.5% 富马酸鲜切甜椒细菌总数减少,保持了营养价值和感官特性[55]pH值5.95±0.11,ORP值(922±9) mV,ACC值(29.8±0.5) mg/L20 ℃,6 d10 g/L Ca(OAc)2或Ca(NO3)2“尖脆”枣SAEW与Ca(OAc)2结合处理可以保持鲜枣果实品质[56]pH值5.9,ORP值907.2 mV,ACC值29.8 mg/L20 ℃,6 d质量分数1% Ca(NO3)2桃果实联合处理组的杀菌效果优于单一处理[57]生物pH值5.3～5.6, ACC值60 mg/L3～5 ℃或20 ℃,60 d质量分数0.1%壳聚糖+ 1% 壳寡糖柑橘失重率降低,衰减率最低[61]pH值6.1,ORP值947.6 mV2 ℃, 44 d质量分数2% 羧甲基壳聚糖南汇水蜜桃延缓变色,PPO活性降低[33]
4 展望
随着经济增长及消费水平的提高,SAEW技术具备了良好的发展空间。SAEW是食品行业最具前途的杀菌剂之一,至今已有众多国内外学者将SAEW运用在果蔬产品保鲜方面,延长货架期。SAEW与物理、化学及生物保鲜技术相兼容,比单独使用更能提升果蔬耐贮性并且增强杀菌效果,在果蔬采后贮藏中具有广泛的应用前景。同时,生物保鲜方法高效环保,优于物理及化学保鲜方法,应用前景广阔,在将来技术开发中应不断开拓创新。
众多学者研究了SAEW对果蔬贮藏期间的杀菌效果和品质变化,探索了其杀菌及保鲜效果。而SAEW一般不会对食品造成明显的不利影响。在适量使用的情况下,SAEW能够去除食品表面的细菌和残留农药等有害物质,起到消毒和净化作用。如果过量或不当使用可能会影响食品的口感或营养价值,因此需要在食品加工和处理中合理使用。近年来,SAEW在食品加工企业或实际生产中尚未开展广泛应用。SAEW与其他保鲜技术结合处理技术应该不断深入钻研,有助于推动其产业化应用。SAEW进入家庭生活,可以用于厨房碗筷等用具的消毒,也可以用于清洗果蔬表面来去除农药残留。总而言之,SAEW在果蔬保鲜中具有很大市场潜力。
使用SAEW技术在提高果蔬商业价值的同时,为果蔬产品保鲜技术发展注入新活力。随着社会对食品质量安全的关注不断增加,SAEW技术得到了进一步的发展。SAEW能够通过改变微生物细胞膜的通透性,破坏内部结构和酶,使其无法生长繁殖甚至死亡,在抑菌保鲜的同时,尽可能降低对果蔬品质的影响。凭借着使用后无残留、对人体无害、操作简单方便、成本低廉及延长机器部件使用年限等优点在采后果蔬保鲜领域拥有广阔前景。但由于SAEW技术发展较晚,其技术应用目前还存在一些局限性,如对于食品的杀菌保鲜机理仍需要更深入广泛的研究,在应用范围和实际生产中有待推进等。SAEW作为新型杀菌保鲜剂虽然具有较大优势,但其储存性和稳定性差,且具有高度设备依赖性,长期暴露于空气和光线可能会影响SAEW的灭活微生物和保鲜果蔬的能力,针对现有问题,为更好地推广应用SAEW,今后果蔬采后保鲜领域SAEW技术的探索方向和研究重点主要包括以下几个方面:
a)SAEW处理采后果蔬保鲜贮藏品质参数建模与预测研究没有固定的模型,且预测值与实验测量值存在较大误差,需引入人工智能算法进一步开发新的模型或提高模型的精确度。
b)为了探究SAEW对果蔬的生理变化及其杀菌保鲜机制,应结合多学科深入研究与探讨,更进一步的明确其杀菌保鲜机理,这将为最大发挥电解水杀菌保鲜能力和后续利用推广提供理论基础。
c)由于SAEW不易保存,其杀菌活性成分易受时间、光照、空气及接触介质的影响。为了改善储存稳定性,应进一步探索SAEW的保存方式,这对其实际生产和应用具有重大意义。
d)大力研究制备SAEW最优生产工艺和条件,改进电解槽设计,优化电解过程,提高生产效率,推动SAEW应用技术标准,实现规模化生产,满足市场需求。
e)应用SAEW与其他技术联合处理,对杀菌保鲜效果有协同效应,如SAEW耦合流态冰技术,不但具有低温和稳定性优势,而且对微生物生长有较强的抑制作用,同时可以减轻果蔬的氧化程度,很好的保持其颜色,显著延长产品货架期。
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