CN104126645B - 一种提高蓝莓贮藏期营养价值的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种提高蓝莓贮藏期营养价值的方法，具体采用不同放电时间的大气压空气介质阻挡放电等离子体处理蓝莓，等离子体处理组蓝莓果实表面微生物总数、腐烂率均显著低于对照，处理组蓝莓果实含糖量、Vc含量、花色苷含量和SOD活性均高于对照，说明大气压空气介质阻挡放电等离子体确实具有提高蓝莓果实品质的作用。等离子体处理组之间相比，6min处理组的保鲜效果好于其他各个处理组，更有利于延长蓝莓贮藏保鲜期和提高蓝莓贮藏期的营养价值。此方法的优势在于：放电方式简单，处理效果明显，能量消耗低，无毒性，操作安全使用方便灵活等，便于工业化应用。

Description

一种提高蓝莓贮藏期营养价值的方法

技术领域

本发明属于食品工程技术领域，具体涉及到一种用于提高果蔬品质的方法，特别涉及一种利用低温等离子体技术使水果提高保鲜期的营养价值的方法。

背景技术

蓝莓(Semen trigonellae/Blueberry)学名越橘(Vaccinium sp.)，属于杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vaccinium)植物。蓝莓鲜果中除含有常规的碳水化合物、蛋白质、氨基酸、V_C外，还富含SOD、花色苷、多酚类抗氧化物。花色苷和酚类化合物被认为是蓝莓中对人体健康贡献最大的成分，可以提高认知和记忆力，阻止泌尿系统感染，减少患癌症风险，改善视力健康和限制性心血管疾病。由于蓝莓的营养和药用价值，被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一，誉为“黄金浆果”。

但是，由于蓝莓果实采收期集中，且正值高温多雨季节，果实极不耐贮藏保鲜，常温条件货架期只有2-4天，致使蓝莓鲜果上市期短，不耐长途运输，限制了销售范围和销售量。因此，开发新型的保鲜贮藏方法，延长蓝莓的鲜食期和供应期具有重要经济意义。目前，为长时间保持易腐水果的鲜度，采收后一般将其置于低温环境下进行保鲜。通常采用的是机械冷却装置——冷藏库，这种冷藏装置，由于温度波动较大，往往影响贮藏寿命。因此，发展一种新型、高效的贮藏技术具有重要应用意义。

冷等离子体技术是一门新兴的、绿色过程技术。近年，冷等离子体技术作为一项强有力的工具，用于食品包装材料表面的灭菌净化。Tappi等人的研究表明，大气压介质阻挡放电等离子体(dielectric barrier discharge(DBD)plasma at atmospheric pressure)可以降低多酚氧化酶的活性，从而抑制鲜切苹果的褐化现象。迄今为止，将大气压冷等离子体用于提高蓝莓贮藏期营养价值的研究几乎未见报道。本研究旨在通过大气压介质阻挡放电等离子体不同时长处理蓝莓，分析贮藏期间蓝莓果实品质的变化，探索出适宜的蓝莓保藏方法，从而达到延长蓝莓货架期的同时提高蓝莓贮藏期营养价值、保障食品安全、减少经济损失的目的。

发明内容

本发明的目的是基于克服传统蓝莓贮藏方法的不足，提供一种大气压空气介质阻挡放电等离子体处理蓝莓的方法，不仅可以降低果实表面微生物总数，减少腐烂率，同时提高蓝莓果实含糖量、Vc含量、花色苷含量和SOD活性，从而有效证明大气压空气介质阻挡放电等离子体确实具有提高蓝莓果实品质的作用，效果明显且成本低廉，有利于推广应用。

本发明所述的提高蓝莓贮藏期营养价值的方法，包括以下操作步骤：将蓝莓置于低温等离子体放电装置中；然后调整低温等离子体放电装置上下电极间间隙为1～8mm，打开气瓶，气瓶中的反应气体可以选择最经济的空气，还可以用氧气、氦气、氮气、氩气，调节气体流量为20～400mL/min；打开电源，调节电源放大器，调节电源电压和电流，控制电源功率为10～300W；对蓝莓连续处理2-60min。

本发明所用的低温等离子体放电装置为本领域技术人员常用装置，可以通过商业途径购买获得，只要能够满足本发明所需的参数控制即可。本申请所用的上下电极材质可以选用铝制、不锈钢、铜等，实施例中所用的电极是铝制的；有机玻璃反应腔介质可以选用石英、玻璃，本申请实施例中所用的是石英。

对于上文所述的技术方案中，优选的情况下，所述调整低温等离子体放电装置的上下电极间间隙为3mm。

对于上文所述的技术方案中，优选的情况下，所述调节气体流量为70mL/min。

对于上文所述的技术方案中，优选的情况下，所述控制电源功率65W。

对于上文所述的技术方案中，优选的情况下，所述对蓝莓连续处理6～8min。

本发明的创新特征是：

1)提高蓝莓果实含糖量、Vc含量、花色苷含量和SOD活性；

2)可减少蓝莓果实表面微生物总数，从而降低腐烂率；

3)具有低成本、低能耗、高效率等特点；

4)实验装置结构简单，使用方法方便灵活；

5)处理后无废气产生；

6)通过等离子体放电产生的电离气体处理蓝莓，该电离气体含有电子、离子、自由激进的分子和原子，这使等离子体同时具有物理活性和化学活性；

7)低温等离子体放电装置设备造价低廉。

附图说明

图1：大气压空气介质阻挡放电等离子体放电装置示意图，其中：1为气瓶；2为质量流量控制器；3为有机玻璃反应腔；4为进气口；5为玻璃培养皿；6为蓝莓；7为上电极；8为石英介质；9为出气口；10为下电极；11为电源放大器；12为实验电源。

图2大气压空气介质阻挡放电等离子体对蓝莓表面细菌和霉菌总数的影响(P<0.005)。

图3大气压空气介质阻挡放电等离子体对贮藏期间蓝莓腐烂率影响(a P<0.05,bP<0.005)。

图4大气压空气介质阻挡放电等离子体对贮藏期间蓝莓糖分影响(a P<0.05,b P<0.005,cP<0.001)。

图5大气压空气介质阻挡放电等离子体对贮藏期间蓝莓Vc含量影响(a P<0.05,bP<0.005,c P<0.001)。

图6大气压空气介质阻挡放电等离子体对贮藏期间蓝莓花色苷含量影响(a P<0.05,bP<0.005,c P<0.001)。

图7大气压介质阻挡放电等离子体对贮藏期间蓝莓SOD活性影响(a P<0.05,b P<0.005,cP<0.001)。

具体实施方式

下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。

实施例2～7的供试品种“蓝雨”蓝莓果实于2012年7月中旬采自大连市金州区华家屯镇新石村的大连大学蓝莓研究所科研实验基地。

细菌培养基：牛肉膏蛋白胨琼脂培养基(1L)：3.0g牛肉膏，10.0g蛋白胨，5.0gNaCl，20g琼脂，pH7.4-7.6。

霉菌培养基：马铃薯葡萄糖琼脂培养基(1L)：200g去皮马铃薯，20.0g葡萄糖，20.0g琼脂。

统计学处理：实施例2～7的所有数据来自三次实验平均值，实验结果采用mean±SEM表示，统计学处理使用origin 7.0软件通过单因素方差分析，P<0.05统计学认为对照组与实验组具有显著性差异。

实施例1 大气压低温等离子体装置的具体结构及对蓝莓的处理方法

本发明所用大气压低温等离子体装置分为三部分：电源部分，反应器部分和气路部分。低温等离子体电源部分和介质阻挡放电装置购于南京苏曼电子有限公司(CTP-2000K)。

低温等离子体放电电源部分包括实验电源12和电源放大器11。反应腔部分包括介质阻挡放电装置和有机玻璃反应腔，介质阻挡放电装置包括上电极7，下电极10，和覆在上下电极上的石英介质8；有机玻璃反应腔3为自制，规格(20cm×20cm×20cm)。气路部分由气瓶1、质量流量控制器2(LZB，沈阳北星仪表制造有限公司)、进气口4和出气口9组成。

当天采摘的蓝莓，选取成熟度及大小一致、无病虫害、无机械损伤的鲜果1800粒，将其分为6组，每组又分为三个平行组(100粒/平行组)，分别记录每组质量，将蓝莓放入直径6cm平皿中，每组分别放置等离子体放电腔室内，如图1所示。调解上电极与下电极间隙为3mm；打开气瓶，气瓶中的反应气体(空气)，调节气体流量为70mL/min，依次打开实验电源和电源放大器，调解电源电压和电源电流，当电源电压为36V，电源电流为1.8A，电源功率为65W时，气体产生放电得到均匀的空气介质阻挡放电等离子体；处理时间为0-10min，间隔2min。随后放置室温，分别在第1、4、8、12、16、20d测定实施例2～7中的各项指标，包括微生物总数测定、腐烂率测定、Vc含量测定、还原糖含量测定、花色苷测定、超氧化歧化酶(SOD)测定；每个处理组重复3次。

实施例2 等离子体处理蓝莓果实的微生物总数测定

1.每个处理组取蓝莓果粒3颗，分别记录每组蓝莓果实质量，加入到10mL无菌生理盐水中，振荡30min，对溶液进行平板菌落记数，分别统计溶液中的细菌总数及霉菌总数。

2实验结果

等离子体对蓝莓果实表面微生物总数的影响：腐烂是蓝莓贮藏过程中经常出现的问题，控制腐烂是蓝莓保鲜中的重要问题，蓝莓经过大气压介质阻挡放电等离子体处理不同时间后其微生物指标如图2所示。

由图2可知，蓝莓果实经大气压介质阻挡放电等离子体处理后，细菌和霉菌总数均显著下降(P＜0.005)。等离子体处理0-6min，细菌总数下降1.6个对数值，处理8-10min，蓝莓果实表面细菌总数为0；等离子体处理0-10min，真菌总数下降0.9个对数值。这一结果说明，大气压空气介质阻挡放电等离子体对蓝莓果实表面的细菌和真菌均具有杀灭作用，这可能是延长蓝莓保鲜期的原因之一。同时，大气压空气介质阻挡放电等离子体对细菌的杀灭能力大于真菌，这可能是由于细菌组成简单，由单细胞构成，细胞壁主要由肽聚糖构成；而霉菌组成复杂，由菌丝和孢子构成，细胞壁由β-葡聚糖、糖蛋白和几丁质微纤维三层构成。因此，大气压冷等离子体产生的活性物质更容易与组成简单，细胞壁薄的细菌相互作用。所以，在相同大气压介质阻挡放电等离子体处理条件下，结构简单的细菌更容易被杀死。

实施例3 等离子体处理蓝莓果实腐烂率测定

1.腐烂率(％)＝(总果数量－好果数量)/总果数量×100％

2实验结果

等离子体对蓝莓腐烂率的影响：腐烂率是衡量果实贮藏保鲜效果的一个重要指标。蓝莓贮藏期间，易受微生物(细菌和霉菌)侵染而发生病变，影响品质。图3显示各个处理组在贮藏期内的调查统计结果。

由图3可知，各个处理组从贮藏4d开始出现腐烂，随着贮藏时间的延长，腐烂率呈上升趋势。在贮藏过程中，6min和8min组腐烂率普遍低于对照；贮藏12d、16d、20d，6min和8min处理组腐烂率显著低于对照(P<0.05，P<0.005)；处理4min蓝莓果在贮藏16d和20d时，腐烂率显著高于对照。这一结果说明，大气压介质阻挡放电等离子体可以降低蓝莓果腐烂率，延长贮藏保鲜期，而且保鲜效果与等离子体处理时间有关。等离子体处理6min和8min的抑菌保鲜效果最好。

实施例4 等离子体处理蓝莓果实还原糖含量测定

1.蓝莓提取液制备方法

分别取各组蓝莓果去皮并称重量，放入预冷研钵中，加入20mL 2％草酸，冰浴匀浆，4℃冰冻离心机10000rpm离心30min，取上清，-20℃冷冻备用。

还原糖含量测定采用3,5-二硝基水杨酸比色法(DNS法)；

2实验结果

蓝莓总糖含量的测定：果实品质在很大程度上取决于果实内所含糖的种类和数量，糖不仅是影响果实甜度的物质，而且还是酸、类胡萝卜素和其它营养成分及芳香物质等合成的基础原理。因而，糖积累是果实品质形成的关键。储藏期间，蓝莓果实糖分不断累积使含糖量逐渐上升，之后糖分被作为呼吸底物逐渐消耗，含糖量下降。由图4可知，贮藏期蓝莓含糖量先升高，后下降。对照组蓝莓果实含糖量在贮藏8d达到峰值，随后下降。大气压介质阻挡放电等离子体处理6-10min蓝莓果实含糖量上升缓慢，下降时间推迟，处理6min和8min蓝莓果实含糖量在贮藏12d达到峰值，随后开始下降；处理10min蓝莓果实含糖量贮藏16d达到峰值，随后开始下降。结果表明，大气压介质阻挡放电等离子体处理蓝莓果实，可以推迟果实含糖量下降时间，较好的保持了果实糖分，并且蓝莓果实糖分下降时间与等离子体处理时间有关，6-10min的等离子体处理能延缓蓝莓果实糖分消耗，保持果实品质。

实施例5 等离子体处理蓝莓果实的Vc含量测定

1.蓝莓提取液制备方法

分别取各组蓝莓果去皮并称重量，放入预冷研钵中，加入20mL 2％草酸，冰浴匀浆，4℃冰冻离心机10000rpm离心30min，取上清，-20℃冷冻备用。

Vc含量采用2,6-二靛酚法测定；

2实验结果

果实Vc含量测定：维生素C是果实重要营养成分之一，具有抗氧化性，是衡量水果品质的重要指标之一。图5显示各个处理组在贮藏期Vc含量的变化。

由图5可知，各组Vc含量总体呈现先升高，再降低的趋势。大气压介质阻挡放电等离子体处理2-8min组Vc含量均显著高于对照组(P<0.05，P<0.005，P<0.001)，等离子体的作用推迟了蓝莓Vc含量的降低过程。对照组Vc含量峰值出现在贮藏期8d；而等离子体处理2-8min的蓝莓果实，其Vc含量峰值期分别出现在12d和16d；等离子体处理2min和6min的蓝莓果实，其Vc含量峰值出现在12d；等离子体处理4min和8min的蓝莓果实，其Vc含量峰值出现在16d；其中，等离子体处理4min组Vc含量在贮藏16d时含量最高。这些结果表明，大气压介质阻挡放电等离子体可以提高细胞内Vc含量，推迟其降低时间，并且这种变化与等离子体处理时间相关。

Vc的含量与Vc氧化酶活性有光。果实采后Vc氧化酶活性变化趋势是先降后升，与Vc变化呈负相关趋势，它是影响Vc含量变化的主要酶之一。因此，等离子体推迟Vc含量降低过程，可能是不同放电时间等离子体产生活性因子种类和浓度不同，它们对Vc氧化酶活性产生不同程度的影响，因此导致推迟Vc含量降低的时间不同。

实施例6 等离子体处理蓝莓果实花色苷测定

1.蓝莓提取液制备方法

分别取各组蓝莓果不去皮，称重量，放入预冷研钵中，加入20mL 2％草酸，冰浴匀浆，4℃冰冻离心机10000rpm离心30min，取上清，-20℃冷冻备用。

花色苷测定采用分光光度计法；

2实验结果

蓝莓花色苷含量的测定：蓝莓花色苷具有抗氧化、清除自由基、抗癌和改善视力等生物活性，具有巨大的保健功能。图7显示大气压介质阻挡放电等离子体处理后，对贮藏期蓝莓花色苷的影响。

花色苷含量的积累是蓝莓不断成熟的标志，蓝莓果皮颜色越深，花色苷含量越高，成熟度越高。由图6可知，储藏期的花色苷呈现出先升高，然后下降，再升高，最后降低的趋势。并且大气压空气介质阻挡放电等离子体处理不同时间的蓝莓果实，在贮藏期花色苷浓度和达到峰值的时间是不同的。贮藏期1d，大气压介质阻挡放电等离子体处理不同时间组花色苷含量显著高于对照组(P<0.005)，这说明大气压介质阻挡放电等离子体能够促进花色苷合成。对照组和4min组花色苷含量在贮藏8d达到峰值，4min组显著高于对照(P<0.001)；6min组花色苷含量在贮藏16d达到峰值，显著高于对照(P<0.001)；8min和10min组花色苷含量在贮藏4d达到峰值，显著高于对照组(P<0.001)。从减缓蓝莓成熟度和保持其营养价值的角度，等离子体处理6min组的保鲜效果最好。

蓝莓在贮藏过程中，花色苷含量出现升高—减低—升高—降低的趋势。等离子体处理过的蓝莓果贮藏1d时，花色苷含量高于对照，这可能是等离子体激活了蓝莓果实中花色苷的合成，但是由于刚采摘的蓝莓花色苷因氧化作用和呼吸作用而分解，含量逐渐下降。在贮藏过程中，由于蓝莓成熟度升高，花色苷的合成增加且大于消耗，含量升高。贮藏后期，蓝莓合成花色苷能力下降，合成小于消耗，含量降低。一定放电时间的大气压空气介质阻挡放电等离子体延缓蓝莓衰老，在一定程度上推迟了花色苷含量达到峰值的时间。

实施例7 等离子体处理蓝莓果实超氧化歧化酶(SOD)测定

1.蓝莓提取液制备方法

分别取各组蓝莓果去皮并称重量，放入预冷研钵中，加入20mL 2％草酸，冰浴匀浆，4℃冰冻离心机10000rpm离心30min，取上清，-20℃冷冻备用。

超氧化歧化酶(SOD)测定采用超氧化物歧化酶(SOD)测剂盒。

2实验结果

超氧化物歧化酶SOD活性测定：超氧化歧化酶(SOD)是生物机体内抗氧化酶系统重要的抗氧化酶之一，是生物体内重要的超氧阴离子自由基清除剂，能专一地清除生物氧化中产生的超氧阴离子自由基，防止脂质的过氧化反应，延缓机体衰老等作用。

在正常情况下，SOD活性稳定，植物体内自由基处于产生和消除的动态平衡中。SOD活性增强能提高植物抗逆性，是植物抗逆性能力的指标。但是当植物成熟和衰老时，SOD的活性降低。由图7可知，从整体来看，随着贮藏期的延长，蓝莓果实SOD活性呈先上升后下降趋势，贮藏期1d时，各个等离子体处理组SOD活性显著高于对照组(P<0.05)。但是，对照组、2min、4min和6min等离子体组SOD活性在贮藏4d时达到峰值，且下降缓慢；而8min和10min等离子体处理组SOD活性在储藏期1d达到峰值，显著高于对照组(P<0.0001，P<0.05)。由此可见，大气压空气介质阻挡放电等离子体产生的活性物质首先激活蓝莓中SOD活性，而SOD能在植物衰老过程中消除体内过量的活性氧，维持活性氧代谢平衡，延缓衰老提高蓝莓抗病能力。因此，各个等离子体处理组SOD活性显著高于对照。但是，较短时间的处理(2—6min)更有利于推迟蓝莓SOD活性峰值出现时间，延缓蓝莓果实衰老，起到保鲜作用。同时，蓝莓果实中SOD活性的增加也提高了其抗氧化的营养和药用价值。

综上所述：采用不同放电时间的大气压空气介质阻挡放电等离子体处理蓝莓，等离子体处理组蓝莓果实表面微生物总数、腐烂率均显著低于对照，处理组蓝莓果实含糖量、Vc含量、花色苷含量和SOD活性均高于对照，说明大气压空气介质阻挡放电等离子体确实具有提高蓝莓果实品质的作用。等离子体处理组之间相比，6min处理组的保鲜效果好于其他各个处理组，更有利于延缓蓝莓贮藏保鲜期和提高蓝莓贮藏保鲜期的营养价值。

本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种提高蓝莓贮藏期营养价值的方法，其特征在于：

采用的大气压低温等离子体装置分为三部分：电源部分、反应器部分和气路部分，低温等离子体电源部分和介质阻挡放电装置购于南京苏曼电子有限公司，低温等离子体放电电源部分包括实验电源（12）和电源放大器（11），反应腔部分包括介质阻挡放电装置和有机玻璃反应腔，介质阻挡放电装置包括上电极（7），下电极（10），和覆在上下电极上的石英介质（8），有机玻璃反应腔（3）的规格为 20cm × 20cm × 20cm ，气路部分由气瓶 （1）、质量流量控制器（2）、进气口（4）和出气口（9）组成；

对蓝莓的具体处理步骤为：调解上电极与下电极间隙为3mm ，打开气瓶，气瓶中的反应气体为空气，调节气体流量为 70mL/min ，依次打开实验电源和电源放大器，调解电源电压和电源电流，当电源电压为36V ，电源电流为 1.8A ，电源功率为 65W 时，气体产生放电得到均匀的空气介质阻挡放电等离子体；处理6min后放置室温。