李海蓝，李 湃，吴 迪，刘舒彦，宫雅婷，鉏晓艳,*

（1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究院，湖北 武汉 430071；2.浙江大学农业与生物技术学院，浙江 杭州 310058；3.武汉设计工程学院，湖北 武汉 430205）

青椒（Capsicum annuumL.）属茄科辣椒属，别名灯笼椒、柿子椒、菜椒，原产于南美洲，20世纪初引入我国，主要集中于东北、华北、华东以及东南沿海各省种植[1]。作为大宗蔬菜之一，青椒颜色翠绿，富含VC、VB和胡萝卜素等营养成分，广受消费者青睐。青椒是一种冷敏型蔬菜，在采后贮藏、流通和销售等环节中容易发生失水干瘪、软烂和变红等现象，使其商品价值和食用品质降低[2-3]。为解决流通和销售环节的不必要损失，切分蔬菜工艺技术逐步开始普及。切分蔬菜是以新鲜蔬菜为原料，经清洗、切分、包装等加工过程而制成可直接食用或烹饪的产品[4]，是蔬菜加工领域的重要方向之一。青椒作为最常见的鲜切蔬菜之一，容易受到冻害，并且由于鲜切过程中的机械损伤导致其更容易被微生物侵染，因此鲜切青椒保鲜难度大，货架期不稳定[5]。传统蔬菜保鲜和杀菌方法（如二氧化硫熏蒸、紫外线、臭氧处理、气调包装等）存在化学物质残留、杀菌效果不理想等缺点[6]。新兴的蔬菜保鲜方法如辐照保鲜[7]、高压处理[8]等存在成本高昂、难以规模化操作等问题。因此，如何选用适宜的灭菌方法来保证鲜切青椒的品质，并延长其贮藏期，对鲜切青椒保鲜有极其重要的意义。

低温等离子体活化水（Plasma-activatedwater，PAW）是通过在水中或水表面进行等离子体放电而得到的液体[9]，具有低pH、高电导率和高氧化还原电位值等特性，对食品腐败菌和食源性致病菌具有抑制作用[10-11]。已有研究表明，PAW对杭白菜腐败微生物[12]、双孢菇腐败真菌[13]、草莓金黄色葡萄球菌[14]和葡萄酿酒酵母[15]等均有良好的抑制作用，且抑菌的同时能够保持被处理食品的新鲜度和品质。

目前，PAW在鲜切青椒上的应用尚未见研究报道。因此，本研究对鲜切青椒进行了大肠杆菌染菌和PAW喷雾处理，通过测定鲜切青椒的菌落总数、感官评分、失重率、硬度、色度和VC含量等指标，探究PAW对大肠杆菌及鲜切青椒品质的影响，为PAW在鲜切青椒保鲜中的应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

1.1.1 材料与试剂

新鲜青椒80个，武汉市洪山区武商量贩（农科城店）提供；大肠杆菌（Escherichia coli）冻干管，中国典型培养物保藏中心（China center for type culture collection，CCTCC）提供，保藏号CCTCCAB93154。PDA培养基、PDB培养基，青岛科园博生物技术有限公司提供；无水乙醇、氯化钠、氢氧化钠、盐酸标准溶液、抗坏血酸、丙酮等分析纯试剂，国药集团化学试剂有限公司提供。

1.1.2 仪器与设备

PG-3000型低温等离子液体处理发生器，南京苏曼等离子科技有限公司；CRH-150型生化培养箱箱，上海一恒科技有限公司；IX7型OLYMPUS显微成像系统，日本奥林巴斯株式会社；UH5300型紫外分光光度计，日本日立公司；TA.XTPlus型质构仪，英国SMS公司；CR-400型色彩色差仪，柯尼卡美能达光学公司。

1.2 方法

1.2.1 PAW的制备

使用低温等离子液体处理发生器制备PAW。准备娃哈哈纯净水30 L，采用6.3 A外加电流分别循环放电0、15、30、45、60 min，制备获得的PAW分别记为PAW0、PAW15、PAW30、PAW45和PAW60，冷却至室温备用。

1.2.2 PAW对大肠杆菌的抑制作用

吸取浓度为1×106CFU/mL的大肠杆菌菌液0.5 mL，与不同制备时间PAW 2 mL于10 mL离心管中混匀，放置5 min，然后再次混匀。吸取0.1 mL混合液在PDA培养基平板上进行涂布，37℃培养18 h，观察大肠杆菌生长情况并计数。参照杨转琴等[16]的液体培养比浊法，准备PDB培养基5瓶，50 mL/瓶，高温灭菌后分别加入不同制备时间的PAW 50 mL摇匀，接种3 mL菌液，37℃、90 r/min的恒温摇床培养18 h。使用紫外分光光度计在波长410 nm处测定菌液吸光度值，空白管为1∶1混合的无菌液体培养基和PAW，重复测定3次。按下列公式计算抑菌率。

式中：A0为PAW0组吸光度值；At为PAW15、PAW30、PAW45、PAW60组吸光度值。

1.2.3 PAW对染菌鲜切青椒菌落总数的影响

制备浓度为107CFU/mL的大肠杆菌菌液。将新鲜青椒洗净，用无菌手术刀切成2 cm×2 cm的块状，用酒精喷壶对其表面进行杀菌消毒，晾干。取25块青椒于菌液中浸泡5 min，取出后于37℃下培养6 h。用PAW对染菌青椒分别进行0、30、60、90、120 min喷雾处理，每5 min喷1次，每组5个平行，总质量为10 g。将喷雾处理好的青椒块放入无菌袋中用10 mL生理盐水冲洗，取0.1 mL洗液在PDA平板上进行涂布，37℃下培养18 h，观察菌落生长情况并计数。

1.2.4 PAW对贮藏期染菌鲜切青椒品质的影响

染菌鲜切青椒块用最优PAW分别进行0、30、60、90、120 min喷雾处理。置于托盘中，并用普通的PE保鲜膜覆盖密封，25℃贮藏5 d，每天取样进行感官评价，并进行失重率、硬度、色度和VC含量的测定，每个处理3个平行。

1.2.5 测定项目与方法

1.2.5.1 感官评价

以青椒的色泽、鲜嫩度、腐烂程度以及气味为指标制定感官评分标准。邀请8名具有品评经验的人员组成评定小组，对样品进行打分，评分标准见表1。

表1 鲜切青椒感官评分标准Table1 Sensory evaluation standardsof fresh cut green peppers

1.2.5.2 失重率

采用差重法测定。

式中：W0为贮藏前青椒质量，g；W1为调查取样青椒质量，g。

1.2.5.3 硬度和色度

使用质构仪测定青椒的硬度，其硬度会随贮藏时间延长而变化。条件：P/2探头，形变为75%，测试前速度3 mm/s,测试速度3 mm/s，测试后速度10 mm/s。使用色差仪分别测定青椒切块表皮的L（亮度）、a（红度）和b（黄度）值，每处理3个平行。

1.2.5.4 VC含量

参考马宏飞等[17]的方法进行VC标准曲线绘制和青椒VC含量的测定，标准曲线为y=0.093x+0.068（R2=0.999 7）。称取青椒10 g，加入1%HCl 10 mL，研磨匀浆。用蒸馏水稀释，过滤得待测青椒提取液。移取青椒提取液1 mL，加入2 mL 10%HCl，用蒸馏水定容至50 mL，摇匀。以蒸馏水为参比，在244 nm处测定其吸光度。再移取待测青椒提取液1 mL，加入4 mL 1 mol/L NaOH和10 mL蒸馏水，混匀后静置20 min，加入4 mL 10%HCl，定容至50 mL。在244 nm处测定碱处理青椒提取液的吸光度，待测青椒提取液与碱处理青椒提取液吸光度之差为青椒样品吸光度。根据标准曲线和公式可算出青椒VC含量。

式中：C为根据VC标准曲线方程计算的青椒VC浓度，μg/mL；V1为吸取青椒提取液的体积，mL；V总为吸取青椒提取液后定容总体积，mL；V待测总为待测青椒提取液总体积，mL；W总为青椒质量，g。

1.2.6 数据处理

应用Microsoft Excel 2010和SASSystem 8.0软件对数据进行整理、制图及统计，结果以平均值±标准偏差表示。运用单因素Anova法Duncan’s法进行多组间显著性分析。

2 结果与分析

2.1 PAW对大肠杆菌的抑制效果

由表2可以看出，随着PAW制备时间的延长，其抑菌效果逐渐增强；其中，PAW60组的菌落总数最少，抑菌率可达95.52%，显著高于其他各组（P＜0.05）。PAW的抑菌作用与其低pH、高电导率和高氧化还原电位有关[18]，PAW中含有的带电粒子、自由基、氮氧化物等活性成分可以破坏微生物细胞壁，引起菌体表面蛋白的变性和核酸的水解[19-20]。

表2 不同制备时间PAW对大肠杆菌的抑制作用Table 2 Inhibitory effectsof PAWat different preparation timeson Escherichia coli

2.2 PAW对染菌鲜切青椒菌落总数的影响

由表3可知，随着制备时间和喷雾时间的延长，PAW对染菌鲜切青椒的抑菌效果增强，菌落总数减少；其中，PAW60对青椒喷雾90min时，其菌落总数显著低于喷雾0～60 min组（P＜0.05），但与喷雾120 min组相比无显著差异。根据上述结果，选择PAW60对鲜切青椒进行处理，考察在贮藏过程中PAW喷雾时间对鲜切青椒品质的影响。

表3 PAW对染菌鲜切青椒大肠杆菌总数的影响Table 3 Effectsof PAWon the total numbersof Escherichia coli in infected fresh cut green peppers 单位：×102 CFU/g

2.3 PAW60对染菌鲜切青椒感官评分的影响

根据表4结果可知，随着贮藏时间的延长，未染菌组和染菌组鲜切青椒的色泽、鲜嫩度、腐败程度以及气味均有劣变，综合感官评分降低。PAW60喷雾时间延长，染菌鲜切青椒的感官评分先上升后下降；贮藏5 d时，喷雾30～90 min组鲜切青椒的感官评分与对照组相比分别提高了28.05%、22.23%和9.62%；喷雾120 min组鲜切青椒的感官评分比未染菌组下降了25.96%，比对照组下降了12.85%。说明喷雾时间过长，PAW对鲜切青椒感官品质有一定的负面影响，会导致青椒色泽变黄，出现软烂状态，且有腐败性气味。因此，较理想的喷雾时间为30～90 min。

表4 贮藏期间鲜切青椒的感官评分Table 4 Sensory scores of fresh cut green peppers duringstorage 单位：分

2.4 PAW对染菌鲜切青椒失重率的影响

由表5可知，鲜切青椒失重率与贮藏时间呈正相关，呈现出持续上升的趋势；其中贮藏3 d时，鲜切青椒失重率大部分显著高于第2天（P＜0.05）；这与蔬菜切块后细胞结构被破坏、水分更容易从蔬菜内部迁移至创口进而蒸发有关[12]。随着喷雾时间的延长，染菌组鲜切青椒的失重率波动较大，总体呈上升趋势，但与未染菌组相比差异均不显著。

表5 贮藏期间鲜切青椒的失重率Table 5 Weight lossrates of fresh cut green peppersduring storage 单位：%

2.5 PAW对染菌鲜切青椒硬度的影响

根据表6结果可知，随着贮藏时间的延长，对照组及染菌组鲜切青椒的硬度持续下降，贮藏1 d的硬度值均显著低于初值（P＜0.05）。随着喷雾时间的延长，染菌鲜切青椒的硬度呈上升趋势；整个贮藏期间，PAW60喷雾60 min时，染菌青椒硬度与对照组大部分无显著性差异（P＜0.05）；喷雾90～120 min时，染菌鲜切青椒硬度与对照组相比显著提高（P＜0.05）。以上结果说明，大肠杆菌虽然不是植物源性腐败菌，但依然可以导致青椒品质下降，硬度降低，而PAW60在喷雾时间达到60～120 min时可以抑制大部分大肠杆菌，保持甚至提高染菌青椒的硬度。

表6 贮藏期间鲜切青椒的硬度Table 6 Firmnessof fresh cut green peppers during storage 单位：g

2.6 PAW对染菌鲜切青椒色度的影响

L表示颜色的明亮度；a值为正表示红色，为负表示绿色；b值为正表示黄色，为负表示蓝色[21]。由表7可知，随着贮藏时间的增加，各组鲜切青椒的亮度和绿度下降，黄度上升。随着喷雾时间的上升，染菌组鲜切青椒亮度下降，黄度上升，绿度变化波动较大。与对照组（未喷雾）相比，喷雾30～60 min可显著提高染菌鲜切青椒的亮度（P＜0.05），提高青椒绿度，降低青椒黄度。在贮藏的中后期，喷雾120 min可显著降低染菌青椒的亮度（P＜0.05），增加染菌青椒的黄度。说明PAW60对保持染菌青椒的色度有明显作用，但喷雾时间过长对色度会有不利影响，这与Go等[21]和Vleugels等[22]利用大气等离子体处理辣椒的研究结果相似。

表7 贮藏期间青椒的色度Table 7 Colors of green peppers during storage

续表7 贮藏期间青椒的色度Continue table 7 Firmness of fresh cut green peppersduring storage

2.7 PAW对染菌鲜切青椒VC含量的影响

由表8可以看出，各组鲜切青椒VC含量均随着贮藏时间的延长而下降；其中PAW60喷雾60～120 min时的青椒VC含量显著高于对照组（P＜0.05）。随着PAW60喷雾时间的延长，贮藏0～1 d时，染菌组鲜切青椒的VC含量呈上升趋势；贮藏2～5 d时则呈先上升后下降的趋势。贮藏4 d时，PAW60喷雾60 min的鲜切青椒VC含量高于30 min处理的染菌组，显著高于对照组、90 min和120 min处理的染菌组（P＜0.05）。以上结果表明，大肠杆菌侵染和贮藏时间的延长均会导致青椒VC含量下降，PAW60喷雾时间过长会在贮藏后期对鲜切青椒VC产生不利影响，这与PAW中大量的过氧化离子（O2、NOO-）及含氧自由基对VC的氧化破坏有关[12]。综合考虑，PAW60喷雾染菌鲜切青椒时间控制在60 min效果较好。

表8 贮藏期间鲜切青椒的VC含量Table 8 VCcontentsof fresh cut green peppersduring storage 单位：mg/100 g

3 结论

本试验结果表明：随着PAW制备时间的延长，抑菌效果逐渐增强，PAW60的抑菌率可达95.52%，且对染菌鲜切青椒的菌落总数有显著抑制作用。贮藏过程中，与对照组（未喷雾）相比，PAW60喷雾30～60 min可显著提高染菌鲜切青椒的亮度和绿度，降低青椒黄度。贮藏4 d时，PAW60喷雾60 min组青椒的VC含量高于或显著高于其他染菌组；喷雾时间过长时，青椒菌落总数较少，但会影响其色度及VC含量，降低品质。综合考虑，PAW制备时间和喷雾时间均控制在60 min对鲜切青椒的抑菌及品质保持效果较好。