紫外線在果蔬保鮮方面的研究進展

洪雅敏，朱慶慶，劉 清，孫金才*

(1．浙江醫(yī)藥高等?？茖W校 食品學院，浙江 寧波 310053；2.寧波大學 海洋學院，浙江 寧波 315211)

紫外線在果蔬保鮮方面的研究進展

洪雅敏1，朱慶慶2，劉 清2，孫金才1*

(1．浙江醫(yī)藥高等?？茖W校 食品學院，浙江 寧波 310053；2.寧波大學 海洋學院，浙江 寧波 315211)

總結(jié)分析了紫外線對果蔬的保鮮作用相關(guān)方面的研究成果，對紫外結(jié)合傳統(tǒng)保鮮技術(shù)在果蔬保鮮方面的應用進行了總結(jié)，及對紫外在保鮮領(lǐng)域的進一步發(fā)展做出了展望。

紫外線；保鮮；果蔬

紫外線(Ultraviolet，UV)是電磁波譜中波長從10～400 nm輻射的總稱。依據(jù)紫外線自身波長的不同，可將紫外線分為長波紫外線(315～400 nm，UV-A)、中波紫外線(280～315nm，UV-B)、短波紫外線(200～280 nm，UV-C)和真空紫外線(100～200 nm)。短波紫外線屬于可殺菌波段范圍，能殺死細菌和病毒[1]。UV-C(尤其是波長254 nm)能穿透微生物的細胞膜，引起同一DNA鏈中相鄰的胸腺嘧啶和胞嘧啶之間發(fā)生交聯(lián)，導致DNA翻譯和復制受阻，危害細胞的功能，最終導致細胞死亡。它能通過殺滅表面微生物、刺激產(chǎn)生非生物脅迫效應等作用改善食品的保鮮品質(zhì)。UV-C 處理能夠誘導新鮮農(nóng)產(chǎn)品提高抗病性，產(chǎn)生功能成分，延緩成熟衰老，抑制病原微生物的生長繁殖[2-3]。如用 254 nm 的 UV-C 處理馬鈴薯，能減少貯藏過程中鐮刀菌(Fusariumsolani)引起的干腐病，而且不影響馬鈴薯中淀粉的含量和成分[4]。

美國已研制出適用于果蔬采后處理與加工的UV-C處理設(shè)備，經(jīng)在蘋果采后處理中應用，效果很好[5]。在我國，該項技術(shù)雖然還沒有開發(fā)用于商業(yè)，但其應用于果蔬商品化處理的前景非常好。而且UV-C處理具有操作簡單，投資小，無化學試劑殘留等優(yōu)點，因而成為近年來保鮮領(lǐng)域的研究熱點[6]。

1 紫外線在果蔬采后保鮮方面的研究

果蔬是人們生活中必不可少的一部分。但因為地域和時間的阻礙，有很多都腐爛在運輸途中和貯藏期間，每年因此造成的損失也不可想象。美國等發(fā)達國家約30%的采后果蔬因腐爛而損失[7],我國由于采后處理能力及冷藏設(shè)施不足,采后腐爛更加嚴重，所以一種合適高效的果蔬保鮮技術(shù)對我們來說很重要。目前傳統(tǒng)而普遍的保鮮技術(shù)有氣調(diào)和冷藏，但其成本比較高，效果也有一定的限制。這幾年，紫外線照射作為一種新型保鮮技術(shù)出現(xiàn)在人們的視野，一些學者和研究人員也進行了相關(guān)實驗并取得了相應的研究成果。

經(jīng)過紫外線處理后的水果可以降低水果的發(fā)病率同時可以提高果蔬的品質(zhì)。如汪開治[8]用UV-C照射成熟芒果10 min，增加了芒果皮組織中多胺含量，起到了防止芒果腐爛的效果。吳芳芳等[9]報道，低劑量UV-C照射能在一定程度上降低蘋果炭疽病發(fā)病率，抑制蘋果采后炭疽病的發(fā)生。楊震峰[10]等的研究結(jié)果顯示草莓果實在10 ℃，12 d 貯藏期間，3 kJ/m2UV-C 處理能顯著抑制草莓果實采后腐爛的發(fā)生和MDA 的積累，延緩果實失重、硬度和可溶性固形物含量的降低。同時還能延緩草莓果實中抗氧化組分含量的下降，維持果實較高的營養(yǎng)品質(zhì)。榮瑞芬[11]等報道，0.25～0.5 kJ/m2劑量UV-C能較好地減輕桃子貯期腐爛，推遲發(fā)病，顯著降低了發(fā)病率，誘導了果實提高抗病性。除此以外，王中元[12]等研究結(jié)果表明：短波紫外線處理能夠顯著推遲木薯硬度的下降和色澤的轉(zhuǎn)變，保持果實的貯藏品質(zhì)，推遲果實的成熟軟化過程。張倩等[13]的研究表明5 kJ/m2的UV-C處理能夠顯著抑制鴨梨病斑的擴展。蔣紫洮[14]等報道：紫外處理能夠減慢龍眼失重率和相對電導率的上升，保持龍眼的貯藏品質(zhì)，推遲龍眼的成熟軟化過程。

紫外線對蔬菜以及菌類的保鮮具有一定的效果。陸健東[15]等的研究表明UV-C 3 kJ/m2處理劑量的輻照能夠顯著抑制杏鮑菇的失重，抑制杏鮑菇的脂質(zhì)過氧化，降低MDA 在貯藏期間的積累，并能使杏鮑菇抗氧化物活性維持在相對較高的水平。李波[16]等的研究表明，UV-C處理雞腿菇，能夠顯著延長其保鮮時間，抑制后熟作用，降低多酚氧化酶(polyphenol oxidase，PPO)活性及呼吸強度，延緩褐變反應，但UV-C處理時間越長，帶給雞腿菇的損傷(如褐變、呼吸增強)越強烈。姜天甲等[17]的研究結(jié)果表明:經(jīng)2.0 kJ/m2或4.0 kJ/m2的短波紫外線處理，能夠較好地保持香菇的感官品質(zhì)和營養(yǎng)價值,延長香菇的貯藏保鮮期。周春梅等[18]的研究結(jié)果表明:當UV-C處理20 min時,保鮮效果最佳。鄭楊等[19]的研究表明，1.7 kJ/m2UV-C 處理能夠顯著降低韭菜的黃變率和腐爛率。結(jié)果表明UV-C 處理為有效的韭菜保鮮方法。榮瑞芬等[20-21]的研究結(jié)果表明2.4～3.6 kJ/m2照射劑量能推遲呼吸及乙烯釋放高峰1～3 d,延緩番茄的成熟和轉(zhuǎn)色,控制貯期病害發(fā)生。綠熟番茄經(jīng)2.4 kJ/m2UV-C照射后,果皮中防御酶活性被誘導升高,貯期自然發(fā)病率和人工接種發(fā)病率降低。楊華等[22]的研究表明 0.9 kJ/m2UV-C處理可以有效地延緩牛角椒果實的采后衰老進程,保持果實品質(zhì)。

UV-C處理對水果和蔬菜會有一定的保鮮作用，當然同時對于不同品種的果蔬，UV-C處理的效果也不盡相同，故在對不同種類的果蔬應有相對應的UV-C處理工藝，也是需要進一步研究的領(lǐng)域。

2 紫外線在鮮切果蔬保鮮方面的研究

鮮切果蔬又稱微加工果蔬、輕( 淺) 度加工果蔬、切割果蔬、半加工果蔬、調(diào)理果蔬等，因其新鮮、健康、衛(wèi)生、方便等特點使其在果蔬加工業(yè)中占據(jù)了越來越重要的地位，特別在大多數(shù)發(fā)達國家，鮮切果蔬產(chǎn)品的需求量日益增加，已成為銷售增長最快的零售食品之一。但由于果蔬經(jīng)切割后極易發(fā)生組織褐變、營養(yǎng)成分損失、微生物侵染等不良現(xiàn)象，造成很大的損失和浪費。因此，保持品質(zhì)、延長保鮮期是鮮切果蔬加工工藝的關(guān)鍵。目前我國常用的保鮮技術(shù)主要有氣調(diào)、可食膜的應用、冷藏和防腐劑的使用等。這些傳統(tǒng)的保鮮技術(shù)通常一次性投資大、耗時長，而且有一些保鮮手段還會使果蔬表面存在化學殘留物，危害人類健康。

相比于傳統(tǒng)保鮮技術(shù)，紫外輻照保鮮是一種物理保鮮方法，不添加任何化學試劑，無任何殘留物。紫外輻照只能穿透果蔬的表面組織，破壞果蔬中殘留的細菌、病毒等微生物的 DNA，從而達到延長果蔬保鮮時間的作用[23]。

紫外線照射處理能抑制微生物的生長，提高鮮切果蔬的貨架期。Allende等[24-25]研究結(jié)果表明 4.74 和 8.14 kJ/m2劑量的 UV-C 能夠大量減少切分生菜的微生物數(shù)量(總菌落數(shù)、乳酸菌、酵母)，而且不影響品質(zhì)。Lamikanra 等[26]研究表明 UV-C 處理切分甜瓜能誘導過敏保衛(wèi)反應，導致抗壞血酸、過氧化物酶的積累，降低酯酶活性，減少呼吸，延緩硬度下降，提高貨架期。Francisco等[27]的研究表明，UV-C處理可抑制鮮切西瓜上微生物的生長，并顯著增強其抗氧化能力。耿亞娟等[23]的研究表明，用不同劑量的紫外照射處理，對于鮮切蘋果的貯藏期營養(yǎng)品質(zhì)影響不同。20 W 的紫外燈照射15 min，有利于保持鮮切蘋果貯藏期內(nèi)良好的營養(yǎng)品質(zhì)。祖鶴等[28]在波長254 nm短波紫外線下用不同時間照射鮮切菠蘿，結(jié)果表明：經(jīng)過短波紫外照射可以明顯殺滅鮮切菠蘿中大腸菌群，60～90 s可以顯著降低菠蘿中霉菌、酵母菌以及菌落總數(shù)的含量。閆帥等[29]的研究表明紫外線照射雞毛菜9 min，對鮮切雞毛菜具有較好的保鮮效果。燕平梅等[30]分別對西洋芹照射20、30、40、50、60 min,研究其最佳的保鮮效果。實驗表明當照射40 min時,殺菌效果最好,芹菜的保鮮效果最好。

3 紫外聯(lián)合傳統(tǒng)保鮮技術(shù)

保鮮一直是人們生活中比較熱門的話題，也一直與我們息息相關(guān)。隨著科學與技術(shù)的發(fā)展，保鮮技術(shù)也越來越先進，但還是阻擋不了活體腐爛衰老的腳步，所以我們也一直在這條道路上不斷前進。目前人們已經(jīng)廣泛使用的技術(shù)主要有:機械制冷貯藏保鮮技術(shù),氣調(diào)貯藏保鮮技術(shù),傳統(tǒng)窖藏保鮮技術(shù)以及保鮮劑、涂膜保鮮技術(shù)等[31]。

柯范生等[32]將氣調(diào)包裝(MAP)保鮮與紫外相結(jié)合延長了施氏鱘魚片的保鮮期。除此以外，王娟等[33]的研究結(jié)果表明：涂膜及紫外線處理可較好地保持鮮切木瓜的色澤，抑制褐變，保持較高的可溶性固形物含量，減少貯藏過程中的水分損失，抑制霉菌、酵母菌和細菌的增長。復合涂膜配方與紫外線處理可使貨架期至少達到6天，為鮮切木瓜保鮮提供技術(shù)參考。傳統(tǒng)與紫外線相結(jié)合的保鮮技術(shù)為保鮮提供了參考，至于能不能廣泛應用需要進一步的探究與驗證。

4 安全與展望

目前紫外線處理過的食品被普遍認為是安全的。美國食品和藥物管理局(FDA)和美國農(nóng)業(yè)部(USDA)認定 UV是安全的。2000年，F(xiàn)DA批準了UV-C可以用于果汁的巴氏殺菌，2002 年批準UV -C可用于食品表面消毒。FDA頒布了21CFR179.41法規(guī)，批準脈沖UV-C在食品生產(chǎn)、加工及處理過程中的使用。加拿大進行了UV-C處理蘋果汁的安全性評估。認為處理過的果汁不存在人類安全性問題。歐洲已經(jīng)將 UV-C 用于食品工業(yè)中的水和空氣消毒中[34]。

紫外線保鮮技術(shù)作為一種物理保鮮技術(shù)沒有化學保鮮的弊端，無污染，無殘留，深受人們的喜愛。而且其成本相對于其他保鮮技術(shù)來說有很大的優(yōu)勢，所以紫外線保鮮將逐漸擴大其覆蓋范圍，成為一種主流。日后還要針對與不同果蔬的需求研究不同的照射條件，或者將紫外線保鮮應用到更多的領(lǐng)域，又或者與其他保鮮技術(shù)相結(jié)合，創(chuàng)造出更多操作簡便又實用高效的保鮮方法，為保鮮領(lǐng)域開辟一條新的道路。

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Research Progress of Ultraviolet Radiation in Fruits and Vegetables

Hong Yamin1，Zhu Qingqing2, Liu Qing2, Sun Jincai1*

(1. School of food, Zhejiang Pharmaceutical College, Ningbo 310053, China；2. School of Marine Science, Ningbo University, Ningbo 315211, China)

This paper mainly summarizes and analyses the influence of ultraviolet effect of preservation of fruits and vegetables related research results, and the ultraviolet combined with traditional technology in applications for fruits and vegetables are summarized. Besides, the ultraviolet further development in the field of preservation are discussed.

Ultraviolet (UV); preservation; fruits and vegetables

10.3969/j.issn.1006-9690.2017.04.011

2016-03-18

浙江省公益技術(shù)研究計劃項目(2015C34012)。

洪雅敏，女，主要從事食品加工研究。

TS255.3

A

1006-9690(2017)04-0050-03

*通訊作者： 孫金才，男，教授，主要從事果蔬加工高新技術(shù)研究。