傅 佳，平 凡，沈超怡，吳清燕，吳 迪

（浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院，浙江杭州 310058）

草莓是薔薇科多年生草本植物，因果實顏色鮮紅，芳香濃郁，酸甜可口，柔軟多汁，素有“水果皇后”之美譽(yù)[1]。草莓中含有礦物質(zhì)、膳食纖維等營養(yǎng)素，還富含花色苷、黃酮類化合物及酚類化合物等天然抗氧化劑，具有較高的營養(yǎng)價值[2]。但在采摘及運(yùn)輸過程中，由于缺乏果皮保護(hù)，草莓易受微生物侵染而導(dǎo)致腐爛變質(zhì)，影響商品價值[3]。因此，減少草莓果實表面微生物的數(shù)量非常重要。

等離子體是物質(zhì)的第四狀態(tài)，按溫度高低可分為低溫等離子體和高溫等離子體[4]。等離子體處理氣體（plasmaprocessed air，PPA）滅菌法是一種間接的低溫等離子體滅菌法，是將含有電子、離子、激發(fā)態(tài)分子、高能粒子、原子、活性氧、活性氮等活性成分的等離子氣體通過氣泵通入密閉容器中進(jìn)行產(chǎn)品殺菌的方法[5-6]，相比于傳統(tǒng)的化學(xué)殺菌劑、臭氧等保鮮方式存在的保鮮劑殘留、費(fèi)用昂貴、營養(yǎng)被破壞等缺點，該法具有簡便易行、低能低耗、殺菌效果好、無次生污染等優(yōu)勢，是近年來興起的新型殺菌保鮮方法[7-9]。

目前針對等離子殺菌保鮮效果的研究多集中在單次處理上，較少考慮在貯藏期內(nèi)間歇性處理對果實保鮮效果的影響。本試驗以新鮮草莓為原料，在整個貯藏期內(nèi)持續(xù)進(jìn)行PPA 處理，并測定了草莓的菌落總數(shù)、腐爛率、色度、硬度、失重率、可溶性固性物含量及pH 值等指標(biāo)，探究了PPA 連續(xù)處理對草莓采后貯藏保鮮效果的影響。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

新鮮草莓，購于杭州市世紀(jì)聯(lián)華超市，在半小時內(nèi)運(yùn)送至浙江大學(xué)紫金港校區(qū)實驗室，挑選大小一致、無病蟲害的草莓若干，備用；PDA 培養(yǎng)基，北京陸橋技術(shù)股份有限公司；氯化鈉，分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

CTE-2000KW 低溫等離子試驗電源，南京蘇曼等離子科技有限公司；TC-P2A 色差儀，上海信聯(lián)創(chuàng)作電子有限公司；TA-XT2i 質(zhì)構(gòu)儀，Stable Micro System 公司；DO-35634-40 pH 計，美國oaklon 公司；PR101-α 折光儀，日本atago 公司；JN-400i 拍擊式均質(zhì)器，寧波江南儀器廠；BSA2202S 電子天平，sartorius 公司；移液槍，德國eppendorf 公司；SM-290W 旋渦式噴氣機(jī)，南京蘇曼等離子科技有限公司；樂扣盒，尺寸30 cm×25 cm×15 cm，購于杭州市世紀(jì)聯(lián)華超市。

1.3 方法

將草莓置于滅過菌的密閉樂扣盒中，用低溫等離子試驗電源制備低溫等離子體，待電源連通后，利用鼓風(fēng)機(jī)使低溫PPA 通過管道到達(dá)裝有草莓的密閉空間進(jìn)行殺菌。將草莓分為3 組，CK 組不進(jìn)行任何處理；一次處理組進(jìn)行一次PPA 處理，處理時間為5 min，電流為6 A，草莓處理量為30 顆；連續(xù)處理組每隔72 h 進(jìn)行一次PPA 處理，處理時間為5 min，電流為6 A，草莓處理量為每次30顆，共進(jìn)行5 次PPA 處理。每個處理設(shè)3 組重復(fù)。處理后的果實置于90%濕度、10 ℃的冷庫中貯藏。

1.4 測定指標(biāo)與方法

1.4.1 菌落總數(shù)

菌落總數(shù)采用CFU 計數(shù)法進(jìn)行統(tǒng)計[10]。每隔72 h 取處理完畢的草莓，每組取5 顆，質(zhì)量為（20±1）g，置于質(zhì)量濃度為0.85%的氯化鈉溶液中，草莓與氯化鈉溶液的質(zhì)量比為1∶5（g/mL），置于拍擊式均質(zhì)器上勻速拍打90 s。取100 μL 拍打后的原液，分別用質(zhì)量濃度為0.85%的氯化鈉溶液稀釋0、10、100 倍，共3 個梯度。吸取各稀釋液100 μL 于無菌PDA 培養(yǎng)基上涂布均勻，等待培養(yǎng)基上無水滴后于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)48 h 后進(jìn)行平板菌落計數(shù)。

1.4.2 腐爛率

以草莓果實表面出現(xiàn)水漬狀病斑作為果實腐爛的判別依據(jù)。每隔72 h 測定腐爛果的個數(shù)，每組30 顆果實，按照公式（1）計算腐爛率[11]。

1.4.3 腐爛指數(shù)

按果實腐爛面積大小將果實劃分為5 級：0 級，無腐爛；1 級，腐爛面積小于果實面積的25%；2 級，腐爛面積占果實面積的25%～50%；3 級，腐爛面積大于果實面積的50%；4 級，果實完全腐爛[11]。每隔72 h 測定腐爛指數(shù)，每組取30 顆果實，按式（2）計算腐爛指數(shù)。

1.4.4 色差

每隔72 h 取處理完畢的草莓，用色差儀對每組10顆草莓的表面顏色進(jìn)行測定，記錄a*、b*、L*值，判斷草莓的顏色差異，按照公式（3）計算色差[12]。每顆草莓取側(cè)面四個讀數(shù)。

1.4.5 硬度

每隔72 h 取處理完畢的草莓，用裝備3 mm 探頭的質(zhì)構(gòu)儀對每組10 顆草莓進(jìn)行硬度分析[13]，設(shè)定測前速率為5.00mm/s，測中速率為5.00mm/s，返回速率為5.00mm/s，壓縮距離為8 mm。

1.4.6 失重率

每隔72 h 測定一次質(zhì)量，每組30 顆果實，按照公式（4）計算失重率[14]。

1.4.7 可溶性固形物含量和pH 值

每隔72 h 取處理完畢的草莓，分別用折光儀和pH計對每組10 顆草莓進(jìn)行可溶性固形物含量和pH 值的測定[15]。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)均設(shè)有3 組重復(fù)，并計算標(biāo)準(zhǔn)偏差（standard deviation，SD）。利用IBM SPSS Statistics 24 軟件，通過鄧肯分析進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，P＜0.05 為差異顯著。采用Origin 2021 軟件進(jìn)行繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對草莓表面菌落總數(shù)的影響

分布在草莓表面的微生物，通常是對人體健康造成危害的主要原因，也是導(dǎo)致草莓腐敗變質(zhì)的主要影響因素。不同處理后果實在貯藏期內(nèi)表面菌落總數(shù)的變化如圖1 所示。由圖知，在貯藏期間，PPA 連續(xù)處理組草莓表面菌落數(shù)始終最低，其次為一次處理組，CK 組果實表面菌落數(shù)最多，并且從第9 天開始，CK 組草莓表面菌落呈增加趨勢，而連續(xù)處理組呈下降趨勢，這可能是PPA 中含有的活性氧、活性氮等活性物質(zhì)對微生物產(chǎn)生了滅活作用[5]，且連續(xù)處理效果更佳。貯藏結(jié)束時，CK 組果實表面微生物含量為4.41lg（CFU/g），一次處理組為3.40lg（CFU/g），連續(xù)處理組為2.88lg（CFU/g），存在顯著差異（P＜0.05），說明PPA 處理能降低草莓表面的菌落總數(shù)，而且連續(xù)處理的效果更明顯。

圖1 不同處理對草莓表面菌落總數(shù)的影響Fig.1 Effect of different treatments on the total number of colonies on the strawberry surface

2.2 不同處理對草莓生理指標(biāo)的影響

2.2.1 對腐爛率和腐爛指數(shù)的影響

腐爛率和腐爛指數(shù)是判斷果蔬保鮮效果的重要指標(biāo)。不同處理后果實在貯藏期內(nèi)腐爛率和腐爛指數(shù)的變化如圖2（見下頁）所示。CK 組果實在第6 天開始腐爛，腐爛率為1.11%，腐爛指數(shù)為0.27%，而一次處理組和PPA 連續(xù)處理組則沒有發(fā)生腐爛。貯藏6～15 d 中，各組腐爛率和腐爛指數(shù)均逐漸增加，但一次處理組和PPA 連續(xù)處理組草莓的腐爛率和腐爛指數(shù)均低于CK 組。在貯藏期結(jié)束時，CK 組草莓腐爛率為48.33%，腐爛指數(shù)為21.94%；一次處理組草莓腐爛率為38.33%，腐爛指數(shù)為20.56%；PPA 連續(xù)處理組草莓腐爛率為26.67%，腐爛指數(shù)為15.83%；連續(xù)處理組草莓的腐爛率和腐爛指數(shù)顯著低于CK 組（P＜0.05），且明顯低于一次處理組，說明PPA 處理能降低草莓的腐爛率和腐爛指數(shù)，而且連續(xù)處理的效果更好。

圖2 不同處理對果實腐爛率（A）、腐爛指數(shù)（B）的影響Fig.2 Effect of different treatments on the decay rate（A）and decay index（B）of fruit

2.2.2 對草莓顏色的影響

顏色是草莓主要的外在品質(zhì)指標(biāo)之一，草莓顏色的變化受水分、花青素和呼吸速率的影響[16]。不同處理后果實在貯藏期內(nèi)色差變化如圖3 所示。由圖可知，在貯藏前期，各組色差變化無明顯差異（P＞0.05），但從第9 天開始，一次處理組和PPA 連續(xù)處理組的總色差ΔE明顯高于CK 組（P＜0.05），這可能是PPA 處理使得貯藏后期草莓水分流失加快，導(dǎo)致液泡中的色素濃度上升，色差變化增大。因此，PPA 連續(xù)處理在貯藏前期對草莓色差變化沒有影響，貯藏后期會對草莓色差變化產(chǎn)生一定影響，需要注意貯藏時間。

圖3 不同處理對果實顏色的影響Fig.3 Effect of different treatments on fruit color

2.2.3 對草莓硬度的影響

硬度是草莓果實主要品質(zhì)指標(biāo)之一，它與果實的后熟衰老密切相關(guān)[17]。不同處理后果實在貯藏期間內(nèi)硬度變化如圖4 所示。由圖可以看出，各處理組草莓硬度無明顯的變化規(guī)律（P＞0.05），各組草莓硬度之間的差異是由草莓個體差異造成，因此可認(rèn)為PPA 連續(xù)處理對草莓硬度沒有影響。在Ma 等[18]的研究中，也發(fā)現(xiàn)等離子處理后對草莓硬度沒有顯著影響的情況，與本研究結(jié)果類似。

圖4 不同處理對果實硬度的影響Fig.4 Effect of different treatments on fruit hardness

2.2.4 對草莓失重率的影響

失重率是衡量果實在貯藏過程中失水多少的指標(biāo)，失重率過高不但影響果實的外觀，也是貯藏過程中損耗的一種表現(xiàn)[19]。不同處理后果實在貯藏期內(nèi)失重率的變化如圖5 所示。由圖可知，隨著采后貯藏時間的延長，所有處理組草莓失重率均呈上升趨勢。對各組失重率進(jìn)行分析，結(jié)果顯示CK 組、一次處理組和PPA 連續(xù)處理組在貯藏期間內(nèi)失重率變化無明顯差異（P＞0.05），這可能由于草莓屬于非躍變型水果，在貯藏期間不出現(xiàn)呼吸高峰和后熟現(xiàn)象，因此PPA 連續(xù)處理對草莓失重率沒有影響。在Sudha 等[20]利用大氣冷等離子體處理草莓時也發(fā)現(xiàn)大氣冷等離子體處理對草莓失重率沒有影響的情況。

圖5 不同處理對果實失重率的影響Fig.5 Effect of different treatments on the fruit weight loss rate

2.2.5 對草莓可溶性固形物含量和pH 值的影響

可溶性固形物含量和pH 值是反映果實營養(yǎng)價值及判斷果實耐貯藏能力的重要指標(biāo)[21]。不同處理后果實在貯藏期內(nèi)可溶性固形物含量和pH 值變化如圖6 所示。

圖6 不同處理對果實可溶性固形物含量（A）、pH 值（B）的影響Fig.6 Effect of different treatments on soluble solid content（A）and pH value（B）of fruit

由圖6 可知，在貯藏結(jié)束時，一次處理組和PPA 連續(xù)處理組可溶性固形物含量均高于CK 組；但對整個貯藏期而言，CK 組、一次處理組和PPA 連續(xù)處理組可溶性固形物含量變化無明顯差異（P＞0.05），說明PPA 連續(xù)處理對草莓可溶性固形物含量沒有影響。此前也有研究表明，僅通過等離子體殺菌方式處理草莓對其可溶性固形物含量未產(chǎn)生明顯影響，如Sudha 等[20]發(fā)現(xiàn)大氣冷等離子體處理對草莓的可溶性固形物含量的變化無影響。

在貯藏期間，連續(xù)處理組的pH 值在6～12 d 時顯著高于CK 組，這可能是連續(xù)PPA 處理后果實表面微生物減少導(dǎo)致的。在Ma 等[18]的研究中，也發(fā)現(xiàn)等離子處理后草莓的pH值升高的情況，與本研究的結(jié)果類似。

3 結(jié)論

本文研究了PPA 連續(xù)處理對草莓果實表面菌落數(shù)、腐爛率、腐爛指數(shù)及相關(guān)生理指標(biāo)的影響。試驗結(jié)果顯示，在貯藏期間，PPA 連續(xù)處理組草莓果實的表面微生物數(shù)量、腐爛率和腐爛指數(shù)均顯著低于對照組（P＜0.05），且明顯低于一次處理組。生理指標(biāo)分析結(jié)果顯示，PPA連續(xù)處理對草莓貯藏過程中的硬度、失重率和可溶性固形物含量變化沒有影響，但在貯藏過程中，由于PPA 連續(xù)處理使得果實表面微生物減少，導(dǎo)致pH 值較對照組有所上升，且值得注意的是，PPA 連續(xù)處理對草莓貯藏后期色差變化有一定影響，需注意貯藏時間。綜上，PPA 連續(xù)處理較一次處理更能有效降低果實腐爛率和表面菌落數(shù)，具有較好的應(yīng)用前景。