60Coγ輻照處理對鮮切蓮藕采后貯藏品質(zhì)的影響

方　凌,張繼剛,錢世兵,鄭如程

(1.銅陵市食品藥品檢測中心,安徽銅陵 244000;2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽合肥 230036)

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60Coγ輻照處理對鮮切蓮藕采后貯藏品質(zhì)的影響

方凌1,張繼剛2,*,錢世兵1,鄭如程1

(1.銅陵市食品藥品檢測中心,安徽銅陵 244000;2.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)茶與食品科技學(xué)院，安徽合肥 230036)

對真空聚乙烯袋包裝的鮮切蓮藕片進(jìn)行60Coγ輻照殺菌處理,輻照劑量為0、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy,然后放置于(2±0.5) ℃,75%±5%(RH)的冷庫貯藏,期間對其色澤、硬度、可溶性糖、PPO酶活、VC、淀粉,多酚等指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)果顯示,0.3 kGy劑量的輻照貯藏效果最好,在貯藏第12 d時L*亮度值和硬度相比為最好,PPO酶活在整個貯藏期間得到較好的抑制(平均為0.21 OD420/min·g),淀粉和多酚含量分別為6.7%和3.5%,VC為9.21 mg/100 g。與0.3 kGy劑量相比,其他劑量不利于鮮切蓮藕片貯藏。采后貯藏期間各指標(biāo)相關(guān)性分析結(jié)果顯示PPO酶活與VC和多酚含量呈顯著負(fù)相關(guān)。綜合比較,0.3 kGy為鮮切蓮藕片最適合的輻照殺菌劑量,在12 d內(nèi)有較好的貯藏效果。

蓮藕,鮮切,輻射,品質(zhì),貯藏

蓮藕(NelumbonuciferaGaertn.)屬睡蓮科多年生大型草本水生植物的根莖,是我國產(chǎn)銷量最大的水生蔬菜,有很高的食用和經(jīng)濟(jì)價值[1]。主要栽培于長江流域的江蘇,浙江,湖南,湖北等地,產(chǎn)量每年不但滿足國內(nèi)消費還大量出口至日本,韓國,美國,東南亞等國[2]。

蓮藕含水量高,營養(yǎng)豐富,皮質(zhì)松脆,在采后易發(fā)生褐變,惡化品質(zhì),影響加工和運銷。據(jù)報道蓮藕采后褐變主要是由酶促褐變引起,即在PPO酶參與下,O2將多酚類物質(zhì)氧化成醌,在進(jìn)行聚合成有色物質(zhì),引發(fā)褐變[3]。目前,很多蓮藕貯藏的研究從鈍化酶,改變貯藏溫度和氣體環(huán)境著手,利用物理、化學(xué)、生物等技術(shù)手段,研究各種貯藏保鮮方法以延長貨架期[4]。60Coγ輻照處理是一種以電離輻射產(chǎn)生的高能γ射線輻照,使食品內(nèi)部產(chǎn)生氧化或自由基,或者破壞分子化學(xué)鍵,從而改變分子結(jié)構(gòu),達(dá)到對食品殺菌,消毒或延長保質(zhì)期的目的。而且60γ輻照處理具有穿透力強(qiáng),照射均勻,可精準(zhǔn)控制,節(jié)約能源,安全可靠等特點[5],已經(jīng)在果蔬采后保鮮處理上有了廣泛的研究[6-9],也取得較好的保鮮效果。但對鮮切蓮藕片保鮮,殺菌相關(guān)的研究未見報道。本文從控制輻照劑量的角度著手,研究不同輻照對鮮藕切片貯藏期間的營養(yǎng),感官,生理等方面保鮮效果的影響。

表1　不同輻照劑量處理對蓮藕貯藏期間色澤的影響Table 1　Effect of different doses of 60Coγ-irradiation on L-value of fresh-cut lotus root during storage

注:結(jié)果表示為:平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤,上標(biāo)字母為多重比較標(biāo)示,含有相同字母的不同處理和時間的各組數(shù)據(jù)間無顯著性(p>0.05)差異。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

蓮藕(鷹嘴藕)2014年3月17日采自安徽銅陵市東湖區(qū)藕塘,采收后選擇無機(jī)械傷、病害和根莖結(jié)實粗壯、白嫩、大小均勻的蓮藕(保持完整藕節(jié))6 h內(nèi)運回實驗室,用實驗室純水輕輕洗去蓮藕表面泥漬,晾干。

DZ-700-2S多功能真空包裝機(jī)諸城市海諾機(jī)械有限公司;TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀英國Stable Micro System公司;TU-1950紫外可見分光光度計北京普析通用儀器有限責(zé)任公司;梅特勒-托利多電子天平ML204;WSC-S色差儀上海華巖儀器設(shè)備有限公司;輻照設(shè)備安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)輻照中心。

1.2實驗方法

將洗干凈的蓮藕在室溫下去皮后,立即橫切為0.5 cm左右的圓形薄片,投入溶液(0.065%檸檬酸+0.042%檸檬酸鈉+0.011%抗壞血酸鈉)浸泡5 min,然后撈出瀝干水分,用食品聚乙烯袋(200 mm×140 mm×0.12 mm)抽真空密封包裝,每個包裝內(nèi)放約300 g鮮藕片,共做35份重復(fù)。

將包裝好的樣品在(2±0.5) ℃下于30 min內(nèi)送至安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)輻照中心,進(jìn)行60Coγ輻照處理,輻照劑量設(shè)定為0(對照組),0.1,0.3,0.5,1.0 kGy,輻照吸收率為0.926 Gys-1,每個輻照劑量組設(shè)7個重復(fù),輻照好的樣品立即返回至實驗室冷庫進(jìn)行貯藏,并標(biāo)記為貯藏的第0 d。貯藏環(huán)境為(2±0.5) ℃,相對濕度75%±5%,避光貯藏。

輻照完成后,從每個輻照劑量組中取出一份包裝進(jìn)行第一次測量,指標(biāo)有色澤,多酚氧化酶,硬度,可溶性糖,VC,淀粉總酚。以后每隔一天對上述指標(biāo)做一次檢測。

1.3測定指標(biāo)及方法

色澤:用WSC-S色差計測量表面色澤,以L*值表示。

多酚氧化酶(PPO)活性:參照曹建康方法[10]測定。酶活:每克鮮重每分鐘吸光度變化值增加1為一個酶活性單位,單位OD420/min·g。

硬度:使用TA.XT.Plus質(zhì)構(gòu)儀分析藕片貯藏期間的硬度。探頭類型:P/6柱狀探頭,測定參數(shù):測前速度1.5 mm·s-1,測試速度2 mm·s-1,測后上行速度5 mm·s-1,測定距離20 mm,感應(yīng)力5 g,壓縮比30%。

可溶性糖:蒽酮試劑法[11]。

VC:2,4-二硝基苯肼比色法[12]。

淀粉:按照國標(biāo)GB/T 5009.9-2008[13]方法測定。

總酚:福林酚比色法[14]。

1.4數(shù)據(jù)分析

對不同輻照劑量和不同貯藏時間的測量指標(biāo)進(jìn)行方差分析,并進(jìn)行多重比較。對測定指標(biāo)與輻照劑量之間的關(guān)系進(jìn)行相關(guān)性分析,所有數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。

2　結(jié)果與分析

2.1不同輻照對蓮藕色澤的影響

如表1所示,經(jīng)不同劑量60Coγ輻照后,鮮切蓮藕片色澤L*值在整個貯藏期間是不斷下降的。剛輻照后,0.5、1.0 kGy劑量組的L*值立即出現(xiàn)下降,并明顯低于(p<0.05)對照和其他各組,說明0.5、1.0 kGy的輻照使得蓮藕色澤立刻出現(xiàn)變暗的現(xiàn)象,其他輻照劑量對色澤暫時無影響。在以后的貯藏期,0.1 kGy劑量組和對照組的L*值一直無顯著差異,即這兩組色澤基本一致。0.3 kGy劑量組的色澤在貯藏的第6 d明顯高于其他組,并在以后的第8,10,12 d相比色澤也較其他組亮。而1.0 kGy輻照組色澤從第2 d開始就一直低于對照組,說明1.0 kGy的輻照劑量可能過大,導(dǎo)致色澤變暗,不利于藕片保藏。

表2　不同輻照劑量處理對蓮藕貯藏期間硬度(kg)的影響Table 2　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on hardness(kg)of fresh-cut lotus root during storage

注:結(jié)果表示為:平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)誤,上標(biāo)字母為多重比較標(biāo)示,含有相同字母的不同處理和時間的各組數(shù)據(jù)間無顯著性(p>0.05)差異。

2.2不同輻照對蓮藕多酚氧化酶(PPO)的影響

輻照后的鮮切蓮藕貯藏期間PPO酶變化如圖1所示,在剛經(jīng)過輻照后,不同劑量組PPO酶活性呈顯著差異,對照組的酶活最高,為0.54 OD420/min.g,0.1,0.3,0.5,1.0 kGy各輻照劑量組的酶活依次為0.45,0.32,0.27,0.22 OD420/min·g,輻照劑量與PPO酶活呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.8429,p<0.05)。在冷庫貯藏第2 d,除1.0 kGy外其他輻照組和對照的PPO酶活有明顯的下降,并在以后貯藏期呈緩慢上升再下降的趨勢。1.0 kGy輻照組的PPO酶活在整個貯藏期間變化趨勢成M形,在第2到8 d一直為所有處理組的最高。通過比較發(fā)現(xiàn),0.3 kGy輻照處理的PPO酶活在貯藏期間的各個檢測點都為最低,即0.3 kGy輻照顯著抑制了蓮藕貯藏期間的酶活性。

圖1　不同輻照劑量處理對蓮藕貯藏期間PPO酶活的影響Fig.1　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on PPO activity of fresh-cut lotus root during storage

2.3不同輻照對蓮藕硬度的影響

鮮切蓮藕片由于組織發(fā)生機(jī)械損傷及采后呼吸作用的消耗,整體上組織呈現(xiàn)軟化降解的過程。由表2可知,輻照前后,蓮藕片硬度在不同輻照組并未呈現(xiàn)顯著差異,但隨著貯藏時間延長,不同輻照劑量組硬度發(fā)生差異。1.0 kGy輻照組蓮藕片軟化的速度在所有處理組中為最快,從貯藏第2 d開始顯著低于其他各組,說明1.0 kGy 輻照加快了蓮藕片組織降解過程,而且1.0 kGy輻照組貯藏期間PPO酶活也是所有組中最高,高的酶活加快了新陳代謝,促進(jìn)了組織降解,加快了軟化過程。相比較,0.3 kGy輻照組的硬度在貯藏期間高于其他各組,維持了良好的組織狀態(tài),有助于保鮮。

2.4不同輻照對蓮藕可溶性糖的影響

可溶性糖作為呼吸的底物,是蓮藕采后重要的生理指標(biāo)。由圖2所示,輻照過后,1.0 kGy輻照組的可溶性糖出現(xiàn)顯著下降。貯藏期間,0.1,0.5,1.0 kGy輻照組以相似的變化趨勢呈現(xiàn)先降低,再緩慢升高,最后快速升高的過程,且這三個處理組的可溶性糖顯著高于0.3 kGy。對照組和0.3 kGy劑量組在前4 d貯藏期可溶性糖顯著低于其他輻照組,這可能與貯藏前期呼吸消耗糖,同時輻照處理又部分抑制代謝中淀粉向糖的轉(zhuǎn)化有關(guān),而其他輻照組抑制程度不同。但此后,對照組的可溶性糖呈現(xiàn)線性上升趨勢直至貯藏結(jié)束。值得注意的是0.1 kGy輻照組的可溶性糖在貯藏期的最后變化較為平穩(wěn)。

圖2　不同輻照劑量處理對蓮藕貯藏期間可溶性糖的影響Fig.2　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on soluble sugar of fresh-cut lotus root during storage

2.5不同輻照對蓮藕VC的影響

VC作為一種預(yù)防PPO酶促褐變的物質(zhì),其含量的高低,與蓮藕營養(yǎng)和感觀品質(zhì)密切相關(guān)。如圖3所示,輻照處理后蓮藕VC在貯藏過程中呈顯著下降。對照組VC初始含量為24.36 mg/100 g,輻照后,0.1,0.3,0.5,1.0 kGy各輻照劑量組VC含量與對照組相比分別下降了6.6%,12.3%,23%,29.1%,VC含量與輻照劑量呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.9327,p<0.05)。在貯藏的前6 d,各輻照組和對照組VC呈快速下降,隨后趨于平緩,到第12 d時各處理組VC含量較為接近(平均為9.4 mg/100 g),但0.5,1.0 kGy與對照組差異顯著。整個貯藏期間,對照組VC含量最高,輻照劑量越大,VC含量越低。

圖3　不同輻照劑量處理對蓮藕貯藏期間VC的影響Fig.3　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on VC content of fresh-cut lotus root during storage

2.6不同輻照對蓮藕淀粉含量的影響

淀粉是蓮藕重要的特性物質(zhì),在貯藏過程中是呼吸作用的貯備物。如圖4所示,淀粉含量隨貯藏時間的延長逐漸下降,淀粉整個貯藏期間下降約6%左右。不同輻照處理前后,淀粉含量未立即出現(xiàn)顯著差異,到隨后貯藏的第4 d和第6 d,各組間含量差異較大,0.3 kGy輻照組淀粉含量達(dá)最高,并顯著高于對照組,1.0 kGy組淀粉含量最低。這可能是由于0.3 kGy部分抑制了代謝進(jìn)程,而1.0 kGy劑量較大,可能破壞組織結(jié)構(gòu),加快代謝,加速軟化,這與前面硬度在1.0 kGy劑量時最低是一致的。隨后的貯藏期,各處理組淀粉差異逐漸縮小,到貯藏的12 d時,0.3 kGy組淀粉依然最高,而對照組為最低,其他組居于中間。

表3　采后貯藏期間感官性狀、營養(yǎng)指標(biāo)和PPO酶活之間的Pearson’s相關(guān)系數(shù)Table 3　Pearson’s correlation coefficients between sensory attributes,nutrition and PPO activity of fresh-cut lotus root during storage

圖4　不同輻照劑量處理對蓮藕貯藏期間淀粉的影響Fig.4　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on starch content of fresh-cut lotus root during storage

注:**表示相關(guān)性達(dá)0.01的極顯著水平(p<0.01);*表示相關(guān)性達(dá)0.05的顯著水平(p<0.05)。

2.7不同輻照對蓮藕總酚含量的影響

多酚是抗氧化物質(zhì),是蓮藕中重要的營養(yǎng)物質(zhì)。其含量高低與酶促褐變和蓮藕品質(zhì)密切相關(guān)。由圖5所示,蓮藕片在貯藏期間總酚含量呈下降變化。鮮藕片初始多酚含量為4.32%,經(jīng)過不同輻照處理后,1.0 kGy劑量組含量顯著低于對照組,其他處理組間多酚含量無統(tǒng)計差異。在貯藏前6 d,0.1,0.3 kGy和對照組藕片多酚含量較高,且之間無統(tǒng)計差異,自第8 d開始0.3 kGy多酚顯著高于其他各組,0.1 kGy和0對照居后,0.5和1.0 kGy輻照組在整個貯藏期多酚含量都較低。

圖5　不同輻照劑量處理對蓮藕貯藏期間總酚含量的影響Fig.5　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on total phenol of fresh-cut lotus root during storage

2.8采后貯藏期間指標(biāo)的相關(guān)性分析

蓮藕采后貯藏過程中各感官、營養(yǎng)和生理指標(biāo)變化的相關(guān)性分析如表3所示,PPO酶活與VC(r=-0.929,p<0.01)、多酚(r=-0.936,p<0.01),淀粉(r=-0.785,p<0.01)之間極顯著負(fù)相關(guān),與可溶性糖(r=0.742,p<0.01)極顯著正相關(guān)。VC含量與L值(r=0.908,p<0.01)和多酚(r=0.864,p<0.01)間極顯著正相關(guān)。蓮藕硬度與淀粉含量(r=0.683,p<0.05)顯著正相關(guān),與可溶性糖含量(r=-0.673,p<0.05)顯著負(fù)相關(guān),而可溶性糖與淀粉(r=0.620,p<0.05)之間顯著負(fù)相關(guān),多酚與可溶性糖含量(r=0.638,p<0.05)顯著正相關(guān)?？梢钥闯龆喾友趸富钚浴⒍喾雍蚔C三種指標(biāo)是連接其他營養(yǎng)素的核心,而這三者之間相互依存也非常緊密。

3　結(jié)論與討論

60γ輻照保鮮已經(jīng)應(yīng)用到多種果蔬,如草菇[15]、大蒜[16]、馬鈴薯[17]等。然而對于不同的果蔬,取得最好保鮮效果的輻照劑量不同,如草菇為0.8 kGy[15],大蒜為0.5 kGy[16],馬鈴薯為0.3 kGy[17]。本研究顯示,針對真空包裝的鮮切蓮藕片,60Coγ輻照最適合的劑量為0.3 kGy,在此輻照劑量下生理酶PPO活性抑制到最低,感官指標(biāo)色澤和硬度都相對保持較好,對多酚,可溶性糖,淀粉等營養(yǎng)也得到較好的保存,VC損失相對能夠接受,其他輻照劑量(0,0.1,0.5,1.0 kGy)在保鮮效果方面與0.3 kGy相比較差。這可能是由于低劑量0.1 kGy不足以抑制和延緩采后生理進(jìn)程,而0.5、1.0 kGy則可能是輻照劑量過大,破壞了組織或細(xì)胞結(jié)構(gòu),導(dǎo)致代謝紊亂,從而加速采后衰敗的進(jìn)程。

另外,輻照處理顯著降低了蓮藕中VC含量,這種影響一直持續(xù)到貯藏期結(jié)束。VC是抗氧化物質(zhì),能夠清除自由基,而60Coγ輻照所產(chǎn)生的γ射線能夠破壞食品內(nèi)部結(jié)構(gòu),產(chǎn)生自由基或氧化,這些損壞都會引起果蔬的抗逆反應(yīng),就會消耗VC維持果蔬正常的生理代謝,這與Mitchell G E等人[18]報道的輻照對水果蔬菜VC減少的量相似。但在貯藏期后期,輻照組間VC含量的差距慢慢縮小,這可能是代謝和衰老的過程中進(jìn)行了抗逆反應(yīng)和自我調(diào)控的結(jié)果。總體上,雖然輻照降低了蓮藕VC含量,但不足以對整體保鮮效果產(chǎn)生影響,結(jié)合其他測定指標(biāo),選擇0.3 kGy作為最適合的輻照劑量,也能達(dá)到較好的保鮮效果。

對貯藏過程中各蓮藕營養(yǎng)、感觀和PPO酶等測量指標(biāo)進(jìn)行的相關(guān)性分析結(jié)果顯示,PPO酶活性與VC、多酚含量呈極顯著負(fù)相關(guān),而且這三個指標(biāo)與其他指標(biāo)的依存關(guān)系非常緊密。

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Effect of60Coγirradiation on preservation quality of fresh-cut lotus root during storage

FANG Ling1,ZHANG Ji-gang2,*,QIAN Shi-bing1,ZHENG Ru-cheng1

(1.Institue for Food And Drug Control of Tongling,Tongling 244000,China;2.College of Tea & Food Science,Anhui Agricultural Univertiy,Hefei 230036,China)

Fresh-cut lotus roots packed in vacuum polyethylene bags were given60Coγirradiation doses of 0,0.1,0.3,0.5 and 1.0 kGy and stored at(2±0.5) ℃,75%±5%(RH)for 12 day. The changes of color(whiteness),hardness,soluble sugar,PPO activity,ascorbic acid(VC),starch and total phenol were determined at regular interval of 1 day during storage. The result showed that the optimal irradiation doses was 0.3 kGy,in which maintained a better sensory and nutrition quality of fresh-cut lotus roots during the entire storage. The higherL*value(57.23),hardness(4.36 kg)and starch(6.7%),total phenol(3.5%)content and less loss of VC(9.21 mg/100 g)content,and much inhibition of PPO(0.21 OD420/min·g)was obtained in 0.3 kGy doses irradiation at the end of storage,while other irradiation doses accelerated the process of nutrition degradation of fresh-cut lotus roots during storage. The Pearson’s correlation coefficients between sensory attributes,instrumental colour and nutrition constituents show that the PPO activity significant negatively associated with VCand total phenol content.

lotus roots;fresh-cut;irradiation;quality;preservation

2015-05-13

方凌(1987-)，男，本科生，研究方向：水生蔬菜開發(fā)利用, E-mail:422906931@qq.com。

張繼剛(1987-),男，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工貯藏，E-mail:Zhangjg12710030@sina.com。

TS255.36

A

1002-0306(2016)03-0334-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.03.061