一種提高藍莓貯藏期營養價值的方法
【專利摘要】本發明公開一種提高藍莓貯藏期營養價值的方法，具體采用不同放電時間的大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體處理藍莓，等離子體處理組藍莓果實表面微生物總數、腐爛率均顯著低于對照，處理組藍莓果實含糖量、Vc含量、花色苷含量和SOD活性均高于對照，說明大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體確實具有提高藍莓果實品質的作用。等離子體處理組之間相比，6min處理組的保鮮效果好于其他各個處理組，更有利于延長藍莓貯藏保鮮期和提高藍莓貯藏期的營養價值。此方法的優勢在于：放電方式簡單，處理效果明顯，能量消耗低，無毒性，操作安全使用方便靈活等，便于工業化應用。
【專利說明】一種提高藍莓貯藏期營養價值的方法

【技術領域】
[0001]本發明屬于食品工程【技術領域】，具體涉及到一種用于提高果蔬品質的方法，特別涉及一種利用低溫等離子體技術使水果提高保鮮期的營養價值的方法。

【背景技術】
[0002]藍莓(Sementrigonellae/Blueberry)學名越橘(Vaccinium sp.),屬于杜胃$ 花科(Ericaceae)越橘屬(Vaccinium)植物。藍莓鮮果中除含有常規的碳水化合物、蛋白質、氨基酸、V。外，還富含S0D、花色苷、多酚類抗氧化物?；ㄉ蘸头宇惢衔锉徽J為是藍莓中對人體健康貢獻最大的成分，可以提高認知和記憶力，阻止泌尿系統感染，減少患癌癥風險，改善視力健康和限制性心血管疾病。由于藍莓的營養和藥用價值，被聯合國糧農組織列為人類五大健康食品之一，譽為“黃金漿果”。
[0003]但是，由于藍莓果實采收期集中，且正值高溫多雨季節，果實極不耐貯藏保鮮，常溫條件貨架期只有2-4天，致使藍莓鮮果上市期短，不耐長途運輸，限制了銷售范圍和銷售量。因此，開發新型的保鮮貯藏方法，延長藍莓的鮮食期和供應期具有重要經濟意義。目前，為長時間保持易腐水果的鮮度，采收后一般將其置于低溫環境下進行保鮮。通常采用的是機械冷卻裝置——冷藏庫，這種冷藏裝置，由于溫度波動較大，往往影響貯藏壽命。因此，發展一種新型、高效的貯藏技術具有重要應用意義。
[0004]冷等離子體技術是一門新興的、綠色過程技術。近年，冷等離子體技術作為一項強有力的工具，用于食品包裝材料表面的滅菌凈化。Tappi等人的研究表明，大氣壓介質阻擋放電等離子體(dielectric barrier discharge (DBD) plasma at atmospheric pressure)可以降低多酚氧化酶的活性，從而抑制鮮切蘋果的褐化現象。迄今為止，將大氣壓冷等離子體用于提高藍莓貯藏期營養價值的研究幾乎未見報道。本研究旨在通過大氣壓介質阻擋放電等離子體不同時長處理藍莓，分析貯藏期間藍莓果實品質的變化，探索出適宜的藍莓保藏方法，從而達到延長藍莓貨架期的同時提高藍莓貯藏期營養價值、保障食品安全、減少經濟損失的目的。


【發明內容】

[0005]本發明的目的是基于克服傳統藍莓貯藏方法的不足，提供一種大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體處理藍莓的方法，不僅可以降低果實表面微生物總數，減少腐爛率，同時提高藍莓果實含糖量、Vc含量、花色苷含量和SOD活性，從而有效證明大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體確實具有提高藍莓果實品質的作用，效果明顯且成本低廉，有利于推廣應用。
[0006]本發明所述的提高藍莓貯藏期營養價值的方法，包括以下操作步驟:將藍莓置于低溫等離子體放電裝置中；然后調整低溫等離子體放電裝置上下電極間間隙為I?8mm，打開氣瓶，氣瓶中的反應氣體可以選擇最經濟的空氣，還可以用氧氣、氦氣、氮氣、氬氣，調節氣體流量為20?400mL/min ;打開電源，調節電源放大器，調節電源電壓和電流，控制電源功率為10?300W ;對藍莓連續處理2-60min。
[0007]本發明所用的低溫等離子體放電裝置為本領域技術人員常用裝置，可以通過商業途徑購買獲得，只要能夠滿足本發明所需的參數控制即可。本申請所用的上下電極材質可以選用鋁制、不銹鋼、銅等，實施例中所用的電極是鋁制的；有機玻璃反應腔介質可以選用石英、玻璃，本申請實施例中所用的是石英。
[0008]對于上文所述的技術方案中，優選的情況下，所述調整低溫等離子體放電裝置的上下電極間間隙為3mm。
[0009]對于上文所述的技術方案中，優選的情況下，所述調節氣體流量為70mL/min。
[0010]對于上文所述的技術方案中，優選的情況下，所述控制電源功率65W。
[0011]對于上文所述的技術方案中，優選的情況下，所述對藍莓連續處理6?8min。
[0012]本發明的創新特征是:
[0013]I)提高藍莓果實含糖量、Vc含量、花色苷含量和SOD活性；
[0014]2)可減少藍莓果實表面微生物總數，從而降低腐爛率；
[0015]3)具有低成本、低能耗、高效率等特點；
[0016]4)實驗裝置結構簡單，使用方法方便靈活；
[0017]5)處理后無廢氣產生；
[0018]6)通過等離子體放電產生的電離氣體處理藍莓，該電離氣體含有電子、離子、自由激進的分子和原子，這使等離子體同時具有物理活性和化學活性；
[0019]7)低溫等離子體放電裝置設備造價低廉。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1:大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體放電裝置示意圖，其中:1為氣瓶；2為質量流量控制器；3為有機玻璃反應腔；4為進氣口 ；5為玻璃培養皿；6為藍莓；7為上電極；8為石英介質；9為出氣口 ；10為下電極；11為電源放大器；12為實驗電源。
[0021]圖2大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體對藍莓表面細菌和霉菌總數的影響(Ρ〈0.005)。
[0022]圖3大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體對貯藏期間藍莓腐爛率影響(aΡ〈0.05，bP〈0.005)。
[0023]圖4大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體對貯藏期間藍莓糖分影響(a P<0.05, bΡ〈0.005，cP〈0.001)。
[0024]圖5大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體對貯藏期間藍莓Vc含量影響(a P〈0.05，bΡ〈0.005，c Ρ〈0.001)。
[0025]圖6大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體對貯藏期間藍莓花色苷含量影響(aΡ〈0.05，bP〈0.005，c Ρ〈0.001)。
[0026]圖7大氣壓介質阻擋放電等離子體對貯藏期間藍莓SOD活性影響(a P〈0.05，bΡ〈0.005，cP〈0.001)。

【具體實施方式】
[0027]下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。
[0028]實施例2?7的供試品種“藍雨”藍莓果實于2012年7月中旬采自大連市金州區華家屯鎮新石村的大連大學藍莓研究所科研實驗基地。
[0029]細菌培養基:牛肉膏蛋白胨瓊脂培養基(IL):3.0g牛肉膏，10.0g蛋白胨，5.0gNaCl，20g 瓊脂，ρΗ7.4-7.6。
[0030]霉菌培養基:馬鈴薯葡萄糖瓊脂培養基(IL):20(^去皮馬鈴薯，20.(^葡萄糖，20.0g瓊脂。
[0031]統計學處理:實施例2?7的所有數據來自三次實驗平均值，實驗結果采用mean土SEM表示,統計學處理使用origin 7.0軟件通過單因素方差分析，P〈0.05統計學認為對照組與實驗組具有顯著性差異。
[0032]實施例1大氣壓低溫等離子體裝置的具體結構及對藍莓的處理方法
[0033]本發明所用大氣壓低溫等離子體裝置分為三部分:電源部分，反應器部分和氣路部分。低溫等離子體電源部分和介質阻擋放電裝置購于南京蘇曼電子有限公司(CTP-2000K)。
[0034]低溫等離子體放電電源部分包括實驗電源12和電源放大器11。反應腔部分包括介質阻擋放電裝置和有機玻璃反應腔，介質阻擋放電裝置包括上電極7，下電極10，和覆在上下電極上的石英介質8 ;有機玻璃反應腔3為自制，規格(20cmX20cmX20cm)。氣路部分由氣瓶1、質量流量控制器2 (LZB,沈陽北星儀表制造有限公司)、進氣口 4和出氣口 9組成。
[0035]當天采摘的藍莓，選取成熟度及大小一致、無病蟲害、無機械損傷的鮮果1800粒，將其分為6組，每組又分為三個平行組(100粒/平行組)，分別記錄每組質量，將藍莓放入直徑6cm平皿中，每組分別放置等離子體放電腔室內，如圖1所示。調解上電極與下電極間隙為3mm;打開氣瓶，氣瓶中的反應氣體(空氣)，調節氣體流量為70mL/min，依次打開實驗電源和電源放大器，調解電源電壓和電源電流，當電源電壓為36V，電源電流為1.8A,電源功率為65W時，氣體產生放電得到均勻的空氣介質阻擋放電等離子體；處理時間為O-lOmin，間隔2min。隨后放置室溫，分別在第1、4、8、12、16、20d測定實施例2?7中的各項指標，包括微生物總數測定、腐爛率測定、Vc含量測定、還原糖含量測定、花色苷測定、超氧化歧化酶(SOD)測定；每個處理組重復3次。
[0036]實施例2等離子體處理藍莓果實的微生物總數測定
[0037]1.每個處理組取藍莓果粒3顆，分別記錄每組藍莓果實質量，加入到1mL無菌生理鹽水中，振蕩30min，對溶液進行平板菌落記數，分別統計溶液中的細菌總數及霉菌總數。
[0038]2實驗結果
[0039]等離子體對藍莓果實表面微生物總數的影響:腐爛是藍莓貯藏過程中經常出現的問題，控制腐爛是藍莓保鮮中的重要問題，藍莓經過大氣壓介質阻擋放電等離子體處理不同時間后其微生物指標如圖2所示。
[0040]由圖2可知，藍莓果實經大氣壓介質阻擋放電等離子體處理后，細菌和霉菌總數均顯著下降(P < 0.005)。等離子體處理0-6min，細菌總數下降1.6個對數值，處理8-10min，藍莓果實表面細菌總數為O ;等離子體處理O-lOmin，真菌總數下降0.9個對數值。這一結果說明，大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體對藍莓果實表面的細菌和真菌均具有殺滅作用，這可能是延長藍莓保鮮期的原因之一。同時，大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體對細菌的殺滅能力大于真菌，這可能是由于細菌組成簡單，由單細胞構成，細胞壁主要由肽聚糖構成；而霉菌組成復雜，由菌絲和孢子構成，細胞壁由β-葡聚糖、糖蛋白和幾丁質微纖維三層構成。因此，大氣壓冷等離子體產生的活性物質更容易與組成簡單，細胞壁薄的細菌相互作用。所以，在相同大氣壓介質阻擋放電等離子體處理條件下，結構簡單的細菌更容易被殺死。
[0041]實施例3等離子體處理藍莓果實腐爛率測定
[0042]1.腐爛率(％ )=(總果數量一好果數量)/總果數量X 100%
[0043]2實驗結果
[0044]等離子體對藍莓腐爛率的影響:腐爛率是衡量果實貯藏保鮮效果的一個重要指標。藍莓貯藏期間，易受微生物(細菌和霉菌)侵染而發生病變，影響品質。圖3顯示各個處理組在貯藏期內的調查統計結果。
[0045]由圖3可知，各個處理組從貯藏4d開始出現腐爛，隨著貯藏時間的延長，腐爛率呈上升趨勢。在貯藏過程中，6min和8min組腐爛率普遍低于對照；C:藏12d、16d、20d，6min和8min處理組腐爛率顯著低于對照(P〈0.05, P<0.005);處理4min藍莓果在貯藏16d和20d時，腐爛率顯著高于對照。這一結果說明，大氣壓介質阻擋放電等離子體可以降低藍莓果腐爛率，延長貯藏保鮮期，而且保鮮效果與等離子體處理時間有關。等離子體處理6min和8min的抑菌保鮮效果最好。
[0046]實施例4等離子體處理藍莓果實還原糖含量測定
[0047]1.藍莓提取液制備方法
[0048]分別取各組藍莓果去皮并稱重量，放入預冷研缽中，加入20mL 2%草酸，冰浴勻漿，4°C冰凍離心機1000rpm離心30min，取上清，_20°C冷凍備用。
[0049]還原糖含量測定采用3，5- 二硝基水楊酸比色法(DNS法)；
[0050]2實驗結果
[0051]藍莓總糖含量的測定:果實品質在很大程度上取決于果實內所含糖的種類和數量，糖不僅是影響果實甜度的物質，而且還是酸、類胡蘿卜素和其它營養成分及芳香物質等合成的基礎原理。因而，糖積累是果實品質形成的關鍵。儲藏期間，藍莓果實糖分不斷累積使含糖量逐漸上升，之后糖分被作為呼吸底物逐漸消耗，含糖量下降。由圖4可知，貯藏期藍莓含糖量先升高，后下降。對照組藍莓果實含糖量在貯藏8d達到峰值，隨后下降。大氣壓介質阻擋放電等離子體處理6-10min藍莓果實含糖量上升緩慢，下降時間推遲，處理6min和Smin藍莓果實含糖量在貯藏12d達到峰值，隨后開始下降；處理1min藍莓果實含糖量貯藏16d達到峰值，隨后開始下降。結果表明，大氣壓介質阻擋放電等離子體處理藍莓果實，可以推遲果實含糖量下降時間，較好的保持了果實糖分，并且藍莓果實糖分下降時間與等離子體處理時間有關，6-10min的等離子體處理能延緩藍莓果實糖分消耗，保持果實品質。
[0052]實施例5等離子體處理藍莓果實的Vc含量測定
[0053]1.藍莓提取液制備方法
[0054]分別取各組藍莓果去皮并稱重量，放入預冷研缽中，加入20mL 2%草酸，冰浴勻漿，4°C冰凍離心機1000rpm離心30min，取上清，_20°C冷凍備用。
[0055]Vc含量采用2，6- 二靛酚法測定；
[0056]2實驗結果
[0057]果實Vc含量測定:維生素C是果實重要營養成分之一，具有抗氧化性，是衡量水果品質的重要指標之一。圖5顯示各個處理組在貯藏期Vc含量的變化。
[0058]由圖5可知，各組Vc含量總體呈現先升高，再降低的趨勢。大氣壓介質阻擋放電等離子體處理2-8min組Vc含量均顯著高于對照組(P〈0.05,P<0.005, P<0.001)，等離子體的作用推遲了藍莓Vc含量的降低過程。對照組Vc含量峰值出現在貯藏期8d ;而等離子體處理2-8min的藍莓果實，其Vc含量峰值期分別出現在12d和16d ;等離子體處理2min和6min的藍莓果實，其Vc含量峰值出現在12d ;等離子體處理4min和8min的藍莓果實，其Vc含量峰值出現在16d ;其中，等離子體處理4min組Vc含量在忙藏16d時含量最高。這些結果表明，大氣壓介質阻擋放電等離子體可以提高細胞內Vc含量，推遲其降低時間，并且這種變化與等離子體處理時間相關。
[0059]Vc的含量與Vc氧化酶活性有光。果實采后Vc氧化酶活性變化趨勢是先降后升，與Vc變化呈負相關趨勢，它是影響Vc含量變化的主要酶之一。因此，等離子體推遲Vc含量降低過程，可能是不同放電時間等離子體產生活性因子種類和濃度不同，它們對Vc氧化酶活性產生不同程度的影響，因此導致推遲Vc含量降低的時間不同。
[0060]實施例6等離子體處理藍莓果實花色苷測定
[0061]1.藍莓提取液制備方法
[0062]分別取各組藍莓果不去皮，稱重量，放入預冷研缽中，加入20mL 2%草酸，冰浴勻漿，4°C冰凍離心機1000rpm離心30min，取上清，_20°C冷凍備用。
[0063]花色苷測定采用分光光度計法；
[0064]2實驗結果
[0065]藍莓花色苷含量的測定:藍莓花色苷具有抗氧化、清除自由基、抗癌和改善視力等生物活性，具有巨大的保健功能。圖7顯示大氣壓介質阻擋放電等離子體處理后，對貯藏期藍莓花色苷的影響。
[0066]花色苷含量的積累是藍莓不斷成熟的標志，藍莓果皮顏色越深，花色苷含量越高，成熟度越高。由圖6可知，儲藏期的花色苷呈現出先升高，然后下降，再升高，最后降低的趨勢。并且大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體處理不同時間的藍莓果實，在貯藏期花色苷濃度和達到峰值的時間是不同的。貯藏期ld，大氣壓介質阻擋放電等離子體處理不同時間組花色苷含量顯著高于對照組(P〈0.005)，這說明大氣壓介質阻擋放電等離子體能夠促進花色苷合成。對照組和4min組花色苷含量在忙藏8d達到峰值，4min組顯著高于對照(P〈0.001) ;6min組花色苷含量在貯藏16d達到峰值，顯著高于對照(Ρ〈0.001) ;8min和1min組花色苷含量在貯藏4d達到峰值，顯著高于對照組(P〈0.001)。從減緩藍莓成熟度和保持其營養價值的角度，等離子體處理6min組的保鮮效果最好。
[0067]藍莓在貯藏過程中，花色苷含量出現升高一減低一升高一降低的趨勢。等離子體處理過的藍莓果貯藏Id時，花色苷含量高于對照，這可能是等離子體激活了藍莓果實中花色苷的合成，但是由于剛采摘的藍莓花色苷因氧化作用和呼吸作用而分解，含量逐漸下降。在貯藏過程中，由于藍莓成熟度升高，花色苷的合成增加且大于消耗，含量升高。貯藏后期，藍莓合成花色苷能力下降，合成小于消耗，含量降低。一定放電時間的大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體延緩藍莓衰老，在一定程度上推遲了花色苷含量達到峰值的時間。
[0068]實施例7等離子體處理藍莓果實超氧化歧化酶(SOD)測定
[0069]1.藍莓提取液制備方法
[0070]分別取各組藍莓果去皮并稱重量，放入預冷研缽中，加入20mL 2%草酸，冰浴勻漿，4°C冰凍離心機1000rpm離心30min，取上清，_20°C冷凍備用。
[0071]超氧化歧化酶(SOD)測定采用超氧化物歧化酶(SOD)測劑盒。
[0072]2實驗結果
[0073]超氧化物歧化酶SOD活性測定:超氧化歧化酶(SOD)是生物機體內抗氧化酶系統重要的抗氧化酶之一，是生物體內重要的超氧陰離子自由基清除劑，能專一地清除生物氧化中產生的超氧陰離子自由基，防止脂質的過氧化反應，延緩機體衰老等作用。
[0074]在正常情況下，SOD活性穩定，植物體內自由基處于產生和消除的動態平衡中。SOD活性增強能提高植物抗逆性，是植物抗逆性能力的指標。但是當植物成熟和衰老時，SOD的活性降低。由圖7可知，從整體來看，隨著貯藏期的延長，藍莓果實SOD活性呈先上升后下降趨勢，貯藏期Id時，各個等離子體處理組SOD活性顯著高于對照組(P〈0.05)。但是，對照組、2min、4min和6min等離子體組SOD活性在貯藏4d時達到峰值，且下降緩慢；而8min和1min等離子體處理組SOD活性在儲藏期Id達到峰值，顯著高于對照組(P〈0.0001,P〈0.05)。由此可見，大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體產生的活性物質首先激活藍莓中SOD活性，而SOD能在植物衰老過程中消除體內過量的活性氧，維持活性氧代謝平衡，延緩衰老提高藍莓抗病能力。因此，各個等離子體處理組SOD活性顯著高于對照。但是，較短時間的處理(2—6min)更有利于推遲藍莓SOD活性峰值出現時間，延緩藍莓果實衰老，起到保鮮作用。同時，藍莓果實中SOD活性的增加也提高了其抗氧化的營養和藥用價值。
[0075]綜上所述:采用不同放電時間的大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體處理藍莓，等離子體處理組藍莓果實表面微生物總數、腐爛率均顯著低于對照，處理組藍莓果實含糖量、Vc含量、花色苷含量和SOD活性均高于對照，說明大氣壓空氣介質阻擋放電等離子體確實具有提高藍莓果實品質的作用。等離子體處理組之間相比，6min處理組的保鮮效果好于其他各個處理組，更有利于延緩藍莓貯藏保鮮期和提高藍莓貯藏保鮮期的營養價值。
[0076]本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明披露的技術范圍內，根據發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種提高藍莓貯藏期營養價值的方法，其特征在于:包括以下操作步驟:將藍莓置于低溫等離子體放電裝置中；然后調整低溫等離子體放電裝置上下電極間間隙為I?8mm，反應氣體為空氣、氧氣、氦氣、氮氣或氬氣；調節氣體流量為20?400mL/min ;控制電源功率為10?300W ;對藍莓連續處理2?60min。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述調整低溫等離子體放電裝置的上下電極間間隙為3mm。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述調節氣體流量為70mL/min。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述控制電源功率65W。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于:所述對藍莓連續處理6?8min。
【文檔編號】A23B7/015GK104126645SQ201410389626
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年8月8日 優先權日:2014年8月8日
【發明者】董曉宇, 楊玉良 申請人:大連大學