貨架陳列期紅光照射延緩鮮切西瓜品質(zhì)劣變

時(shí)月 張慧君 馬越 王宇濱 趙曉燕 張超

摘 要： 為了評(píng)價(jià)貨架陳列期間光照處理對(duì)鮮切西瓜品質(zhì)的影響，在4 ℃貨架陳列期間，使用白光、紅光、綠光和藍(lán)光對(duì)鮮切西瓜進(jìn)行光照處理4 d，比較樣品失重率、硬度、顏色和風(fēng)味等品質(zhì)特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅光處理的光源主要發(fā)射峰位于620～650 nm，光譜純度為100%，強(qiáng)度為（1 104.7±55.7） lx。紅光處理使鮮切西瓜的失重率降低至1.81%，比白光處理的失重率降低了51.1%，可溶性固形物含量比白光處理提高4.9%，并且紅光處理有效維持果實(shí)原有的硬度、顏色和香氣。因此，紅光處理可延緩鮮切西瓜品質(zhì)的劣變。

關(guān)鍵詞： 鮮切西瓜；無(wú)籽西瓜；紅光照射；劣變；風(fēng)味

Abstract： The effect of light exposure treatment during shelf display on qualities of fresh-cut watermelon was evaluated. The fresh-cut watermelon was exposed with white， red， green， and blue light exposure during the shelf display at 4 oC for 4 d， and their weight loss， firmness， color， and aroma were compared. The maximum emissions of red exposure was located in 620-650 nm with the purity of 100% and intensity of （1 104.7±55.7） lx. Red exposure reduced the weight loss rate to 1.81%， which was 51.1% less than the white light exposure. The red exposure also improved the soluble solid content， 4.9% higher than the white exposure. Moreover， the red exposure maintained the firmness， color， and aroma of fruit cubes. Therefore， the red light exposure could retard the quality deterioration of the fresh-cut watermelon.

Key words：Fresh-cut watermelon；Seedless watermelon；Red exposure；Deterioration；Aroma

鮮切西瓜是將新鮮西瓜經(jīng)過(guò)清洗、去皮、切塊和包裝等工序生產(chǎn)的快速消費(fèi)品，具有安全、方便和無(wú)廢棄物等優(yōu)點(diǎn)，深受消費(fèi)者喜愛[1-2]。目前，鮮切西瓜主要是陳列于商場(chǎng)或超市的4 ℃冷藏柜中，采用白色日光燈管照明，一般銷售的貨架期為3～5 d。但是，在貨架陳列期間，鮮切西瓜易出現(xiàn)汁液滲出和風(fēng)味劣變等問(wèn)題[3-6]。

光照處理是在貨架陳列期間采用特定波長(zhǎng)的光源進(jìn)行照射，延長(zhǎng)水果或蔬菜貨架期，具有操作簡(jiǎn)單、安全、無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)[7-10]。并且，光照處理作為植物代謝過(guò)程中的光控制信號(hào)因子，是維持部分果實(shí)正常代謝的必要條件[11-12]。研究發(fā)現(xiàn)，藍(lán)光照射（405 ± 5 nm）可以抑制鮮切木瓜和杧果中的Salmonella spp.的生長(zhǎng)，延長(zhǎng)其貨架期[8， 12]；使用2 500 lx的白光照射可以延緩鮮切生菜的褐變和腐敗[13]；白光照射將新鮮花菜中多酚氧化酶和過(guò)氧化物酶的活性分別降低至26%和16% [9]；白光照射還降低豇豆的失水率，維持其可溶性固形物含量[14]。但是關(guān)于特定波長(zhǎng)光照對(duì)鮮切西瓜品質(zhì)影響的研究還鮮有報(bào)道。

項(xiàng)目組研究發(fā)現(xiàn)，使用3 000 lx的白光照射可以抑制鮮切西瓜的汁液損失，延長(zhǎng)其貨架期[3]。但是，白光是由紅光、綠光、藍(lán)光等不同波段的光譜組成。因而，本研究進(jìn)一步討論紅光、綠光和藍(lán)光對(duì)鮮切西瓜品質(zhì)的影響。筆者以無(wú)籽西瓜‘國(guó)蜜2號(hào)為原料，分別使用紅光、綠光和藍(lán)光代替現(xiàn)有的白光進(jìn)行照明，評(píng)價(jià)果實(shí)在貨架期期間失重率、硬度、顏色和風(fēng)味等品質(zhì)特征的變化規(guī)律，探索適用于鮮切西瓜的陳列方式，為延長(zhǎng)鮮切西瓜貨架期提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

無(wú)籽西瓜‘國(guó)蜜2號(hào)（北京蔬菜研究中心農(nóng)場(chǎng)），DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼），乙醇，Trolox原液，熒光素鈉，磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀，鉬酸銨，草酸-EDTA，5%硫酸，偏磷酸-乙酸緩沖液，試劑均為分析純。

商用陳列柜（北京二商福島機(jī)電）；紅、綠、藍(lán)、白T8分體型LED燈管（中山市藍(lán)鯊照明有限公司），規(guī)格1.2 m，18 W；TS型削皮機(jī)為實(shí)驗(yàn)室研制；TA-XT plus 質(zhì)構(gòu)分析儀（英國(guó)Stable Micro System公司）；電子鼻（德國(guó)Airsense分析儀器有限公司）；CM-3700臺(tái)式分光測(cè)色儀（KONICA MINOLTA公司）；UV-1800紫外分光光度儀（日本島津）；便攜式可溶性固形物測(cè)定儀（廣州愛宕科學(xué)儀器有限公司）；EOS 600D型數(shù)碼相機(jī)（日本佳能公司）；光通量TES-1339R Data Logger（德生電器有限公司，中國(guó)臺(tái)北）；照度計(jì)（美能達(dá)D500，美能達(dá)科技有限公司，日本）。

1.2 鮮切西瓜光照處理

將西瓜在10 ℃冷庫(kù)放置24 h，使用100 mg·L-1的次氯酸鈉溶液對(duì)果實(shí)表面進(jìn)行消毒，靜置瀝水，在潔凈車間內(nèi)使用削皮機(jī)去除西瓜果皮，手工將果肉切成2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm的果塊，置于保鮮盒中，每盒約280 g，放置于4 ℃的雙門冷藏柜貯藏，進(jìn)行白光、紅光、藍(lán)光和綠光處理，每個(gè)處理9盒。具體將冷藏柜的每層分別裝備白色、紅色、藍(lán)色和綠色的LED燈，層與層之間放置隔板避免光污染，冷藏柜外面維持30 lx的基礎(chǔ)照明，將樣品在各層進(jìn)行光照處理，貯藏4 d后取出測(cè)定樣品的品質(zhì)。試驗(yàn)共進(jìn)行3批處理，以未貯藏的樣品作為CK。

1.3 照射特性測(cè)定

使用照度計(jì)對(duì)光源進(jìn)行測(cè)定，將照度計(jì)探頭置于保鮮盒內(nèi)部，與樣品的實(shí)際高度和溫度保持一致。照度的顏色使用Yxy空間表示，Y表示亮度，x和y是從3刺激值XYZ中計(jì)算出來(lái)的色度值，見計(jì)算公式（1）。照度的純度為白點(diǎn)和樣品的距離除以白點(diǎn)和光譜點(diǎn)之間的距離。

將光通量計(jì)置于保鮮盒內(nèi)部，與樣品的實(shí)際高度和溫度保持一致測(cè)定光通量。

1.4 失重率、顏色和可溶性固形物含量的測(cè)定

樣品失重率為樣品貯藏前后的質(zhì)量差與貯藏前質(zhì)量之比作為樣品的失重率。顏色以反射率的方式進(jìn)行測(cè)定，每個(gè)處理正反面共測(cè)6次，取平均值。2個(gè)樣品之間的色差為2個(gè)樣品L值、a值和b值之差的平方和的平方根?？扇苄怨绦挝锖恳蕴嵌扔?jì)測(cè)定。

1.5 硬度

使用TA-XT plus質(zhì)構(gòu)分析儀的P/5探頭測(cè)定樣品硬度：測(cè)試前速度10 mm·s-1；測(cè)試速度2 mm·s-1；測(cè)試后速度10 mm·s-1，下壓距離15 mm，設(shè)定最小感知力5 g，選擇測(cè)試過(guò)程中平均力的大小表示硬度，每次測(cè)試位置均勻，每個(gè)樣品取20個(gè)點(diǎn)，取平均值。

1.6 水漬化損傷比例的測(cè)定

樣品使用Canon EOS600D拍照，保持所有照片的曝光參數(shù)一致，使用Image-Pro Plus軟件處理照片。將RGB色系中紅色序號(hào)140～190的像素點(diǎn)標(biāo)記為黃色。將黃色像素點(diǎn)的數(shù)量與果實(shí)像素點(diǎn)數(shù)量之比作為水漬化損傷比例。

1.7 電子鼻測(cè)定

分別稱取樣品10 g置于頂空進(jìn)樣瓶中，室溫25 ℃下，平衡5 min后直接將進(jìn)樣針頭插入樣品瓶，采用頂空吸氣法進(jìn)行電子鼻分析實(shí)驗(yàn)。測(cè)定條件：傳感器清洗時(shí)間100 s、傳感器歸零時(shí)間5 s、樣品準(zhǔn)備時(shí)間5 s、進(jìn)樣流量400 mL·min-1，檢測(cè)時(shí)間120 s。完成1次檢測(cè)后系統(tǒng)進(jìn)行清零和標(biāo)準(zhǔn)化，然后再進(jìn)行第2次頂空采樣。統(tǒng)計(jì)分析10個(gè)不同選擇性傳感器的G/G0值。采用主成分分析表征樣品之間的差別。

1.8 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

試驗(yàn)3次重復(fù)，將3次的試驗(yàn)結(jié)果計(jì)算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，使用統(tǒng)計(jì)分析軟件DPS 7.05進(jìn)行處理，Ducans新復(fù)極差法進(jìn)行顯著性分析。采用Origin 8.0軟件繪制圖像。

2 結(jié)果與分析

2.1 光源特性

圖1顯示光照處理中光源的特性。紅光、綠光和藍(lán)光處理中光源80%的能量分別集中于620～650、510～530和450～470 nm，無(wú)重合部位，而白光80%的能量與紅光、綠光和藍(lán)光均有重合部位，證明4種光源的特征性明顯，差別明顯；赫姆霍茲圖顯示出紅光和藍(lán)光均位于638和442 nm的主波長(zhǎng)軌跡上，純度接近100%，進(jìn)一步驗(yàn)證了上述光譜能量分布無(wú)重合的結(jié)論，而綠光的補(bǔ)充波長(zhǎng)位于520 nm，純度為86.4%；與紅光、綠光和藍(lán)光不同，白光位于黑體軌跡上，顯示出日光光譜特征；白光、紅光、綠光和藍(lán)光的照度強(qiáng)度分別為（2939.7±155.6）、（1104.7±55.7）、（2977±181.5）和（155.1±15.3）lx。因此，紅光、綠光和藍(lán)光處理的光譜特征差別顯著，具有對(duì)產(chǎn)品照明的功能；白光處理的光源接近于普通的日光照射，強(qiáng)度高于目前商場(chǎng)和超市冷藏柜的照明強(qiáng)度。

2.2 光照處理對(duì)鮮切西瓜失重率的影響

圖2顯示光照處理對(duì)鮮切西瓜失重率的影響。與白光處理相比，紅光和綠光處理組的失重率顯著降低，而藍(lán)光處理組的失重率顯著提高，其中，紅光處理的失重率為1.81%，比白光處理（3.70%）的失重率降低了51.1%。因此，紅光處理有利于降低鮮切西瓜的失重率。

2.3 光照處理對(duì)鮮切西瓜可溶性固形物含量的影響

圖3顯示光照處理對(duì)鮮切西瓜可溶性固形物含量的影響。與CK組相比，各光照處理組的可溶性固形物含量均顯著提高。值得注意的是紅光和綠光處理組可溶性固形物含量無(wú)顯著性差別，顯著高于白光和藍(lán)光處理組的可溶性固形物含量。因而，紅光和綠光處理有利于提高鮮切西瓜可溶性固形物含量。

2.4 光照處理對(duì)鮮切西瓜硬度的影響

由圖4可知，與CK組相比，白光、綠光和藍(lán)光處理組的鮮切西瓜硬度顯著降低；在光照處理組之中，紅光處理組的樣品硬度相對(duì)最高，顯著高于其他光照處理。因此，紅光處理有利于維持鮮切西瓜果實(shí)硬度。

2.5 光照處理對(duì)鮮切西瓜顏色及其水漬化損傷程度的影響

表1顯示光照處理對(duì)鮮切西瓜顏色的影響。與白光處理相比，紅光、藍(lán)光和綠光處理均有利于維持產(chǎn)品原有的顏色，其中，紅光處理后鮮切西瓜的ΔE最小，白光處理組的ΔE最大，而綠光和藍(lán)光處理組居中。值得注意的是，紅光處理的a值與CK組相似，而白光和藍(lán)光處理顯著性降低了a，而a主要代表了樣品的紅色度。因此，紅光對(duì)鮮切西瓜的顏色影響最小，并有效維持果實(shí)原有的紅色。

圖5顯示光照處理對(duì)鮮切西瓜水漬化損傷程度的影響，可以發(fā)現(xiàn)CK的部分果實(shí)邊緣就發(fā)生水漬化損傷。在經(jīng)過(guò)光照處理后，各處理的水漬化損傷比例提高，紅光和綠光處理的水漬化損傷比例相對(duì)較低。同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)，紅光處理后果實(shí)的紅色保持較好，與CK相似，而白光和藍(lán)光處理后，果實(shí)的紅色度降低，與CK差異明顯。

2.6 光照處理對(duì)鮮切西瓜氣味的影響

圖6顯示了光照處理對(duì)鮮切西瓜風(fēng)味的影響。研究采用主成分分析的方法對(duì)電極傳感器的信號(hào)進(jìn)行降維處理，獲得主成分1和主成分2，其對(duì)樣品香氣的貢獻(xiàn)率分別為98.5%和0.97%，兩者對(duì)香氣貢獻(xiàn)之和達(dá)到99.6%，可以表征樣品香氣之間的差別。在主成分1上，紅光處理的香氣與CK最接近，綠光和藍(lán)光處理與CK的區(qū)分度較大；在主成分2上，各光照處理與CK的區(qū)分度不大。

進(jìn)一步考察10根電極傳感器信號(hào)對(duì)主成分1和主成分2 的貢獻(xiàn)，可以發(fā)現(xiàn)W1W和W5S傳感器對(duì)主成分1的貢獻(xiàn)較大，另外8根傳感器對(duì)主成分1的貢獻(xiàn)相似，且均為正值；W2W和W2S對(duì)主成分2的貢獻(xiàn)值較大，W1S、W1C、W3S、W3C、W5C、W5S和W6S次之，而W1W的貢獻(xiàn)率為負(fù)值。結(jié)合主成分1和主成分2對(duì)樣品香氣的貢獻(xiàn)率分別為98.5%和0.97%，可以判定W1W和W5S傳感器是判定鮮切西瓜風(fēng)味變化的主要依據(jù)。原因在于，在鮮切西瓜4 d的貨架期中，微生物會(huì)代謝產(chǎn)生少量硫化物，而W1W對(duì)無(wú)機(jī)硫化物非常敏感；西瓜的特征香氣組分主要是壬烯醛和壬烯醇及其衍生物，屬于短鏈烷烴芳香組分，其成分的變化會(huì)影響樣品的香氣，而W5S對(duì)短鏈烷烴芳香組分較為敏感。由此證明，引起鮮切西瓜風(fēng)味改變是微生物代謝和果實(shí)香氣組分自身代謝2方面共同作用的結(jié)果，紅光處理有利于維持樣品原有的香氣。

3 討 論

紅光照射降低了鮮切西瓜的失重率，該結(jié)論與史君彥等[14]的結(jié)論一致，他們采用不同顏色的LED光源照射豇豆，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅光和綠光處理豇豆的失重率顯著低于白光處理的失重率。其原因可能有2個(gè)方面，一方面于貨架期期間，果實(shí)失重，從而可溶性固形物含量比例提高；另一方面，果實(shí)的糖代謝會(huì)進(jìn)一步提高單糖和雙糖的含量[15]，從而可溶性固形物含量提高。同時(shí)，研究者進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，果蔬的失重率還與光照的強(qiáng)度相關(guān)[3]，他們發(fā)現(xiàn)生菜在高光照（2 500 lx）、低光照（500 lx）和黑暗環(huán)境中的失重率分別為1.74%、1.35%和1.05%。由此推測(cè)，紅光光照處理的強(qiáng)度能保證貨架展示照明即可。

紅光處理有利于維持鮮切西瓜原有的顏色，尤其是保留了原有的紅色色度。與本研究結(jié)論一致，王連伏等[16]也發(fā)現(xiàn)紅光處理有利于維持西蘭花原有的顏色。但是，部分研究者認(rèn)為鮮切果蔬顏色的變化主要來(lái)源于樣品的加工過(guò)程和成熟過(guò)程，光照僅僅起到輔助作用[8]。

4 結(jié) 論

通過(guò)比較白色、紅色、綠色和藍(lán)色光照處理對(duì)鮮切西瓜失重率、硬度、顏色和風(fēng)味等品質(zhì)特征的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅光處理的光源主要發(fā)射峰集中于620～650 nm，純度為100%，強(qiáng)度為（1 104.7±55.7） lx。紅光處理使鮮切西瓜的失重率降低至1.81%，比白光處理的失重率降低了51.1%，鮮切西瓜的可溶性固形物含量比白光處理提高4.9%，并且紅光處理能有效維持果實(shí)原有的硬度、顏色和香氣。因此，紅光處理延緩鮮切西瓜品質(zhì)的劣變。

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