短波紫外線處理對(duì)鮮切沙窩蘿卜品質(zhì)的影響

黃鏡如,魯曉翔

(天津商業(yè)大學(xué) 生物技術(shù)與食品科學(xué)學(xué)院，天津，300134)

沙窩蘿卜(Shawo radish)含多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)身體健康極為有益，深受消費(fèi)者喜愛(ài)[1-3]。沙窩蘿卜體積較大，食用不方便，一旦切開(kāi)，其品質(zhì)及口感會(huì)迅速劣變。如何延長(zhǎng)鮮切沙窩蘿卜的貨架期，并延緩其食用品質(zhì)下降，成為本研究的主要問(wèn)題。

短波紫外線的波長(zhǎng)為200～280 nm，它能夠穿透微生物細(xì)胞膜使其DNA鏈斷裂、核酸和蛋白的交聯(lián)破裂，從而阻礙細(xì)胞正常功能，并最終使微生物失活,其中以在254 nm附近的紫外線的殺菌能力最強(qiáng)[4-5]。研究表明，利用短波紫外線處理鮮切果蔬，可有效降低鮮切果蔬在生產(chǎn)中的交叉污染[6]，提高果蔬的品質(zhì)，延長(zhǎng)果蔬的貨架期[7-15]。

目前，對(duì)鮮切沙窩蘿卜的貯藏保鮮技術(shù)研究較少，特別是將短波紫外線技術(shù)應(yīng)用在鮮切沙窩蘿卜加工中的更是鮮有報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)以沙窩蘿卜為試材，通過(guò)研究短波紫外線處理后的鮮切沙窩蘿卜各項(xiàng)生理生化指標(biāo)的變化，探討將短波紫外線技術(shù)用于鮮切沙窩蘿卜保鮮的可行性與工藝條件及參數(shù)，為鮮切沙窩蘿卜的貯藏保鮮提供理論依據(jù)和技術(shù)方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

試驗(yàn)所用沙窩蘿卜購(gòu)至天津市西青區(qū)農(nóng)貿(mào)早市，蘿卜均為當(dāng)日收獲，產(chǎn)品新鮮，成熟度一致，粗細(xì)均勻，無(wú)裂口，無(wú)機(jī)械損傷，無(wú)病蟲(chóng)害，外觀整齊光滑。

1.1.2 主要試驗(yàn)設(shè)備

SJD-I型紫外燈，北京海淀空后高溫復(fù)合材料廠；UltraScan PRO色差儀，上海韻鼎國(guó)際貿(mào)易有限公司；TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀，英國(guó)Stable Micro System公司；H1850臺(tái)式高速冷凍離心機(jī)，長(zhǎng)沙高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)開(kāi)發(fā)區(qū)湘儀離心機(jī)儀器有限公司；UV-6100紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)，上海美譜達(dá)儀器有限公司；LRH-250-S恒溫恒濕箱，韶關(guān)市廣智科技設(shè)備發(fā)展有限公司；SW-CJ-1F潔凈工作臺(tái)，上海博迅實(shí)業(yè)有限公司；GMK-706R糖-酸測(cè)定儀，韓國(guó)G-won公司；ME104/02電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.1.3 主要試驗(yàn)藥品

鉬酸銨，天津市化學(xué)試劑四廠凱達(dá)化工廠；草酸、維生素C(Vc)，天津市元立化工有限公司；乙二胺四乙酸二鈉，天津市凱通化學(xué)試劑有限公司；偏磷酸、愈創(chuàng)木酚、雙氧水，天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所；H2SO4，天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司；冰乙酸，天津江天化工技術(shù)有限公司；KH2PO4、NaH2PO4、Na2HPO4，天津市化學(xué)試劑供銷公司。以上試劑均為分析純。菌落總數(shù)測(cè)試片，廣東達(dá)元綠洲食品安全科技股份有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

當(dāng)日購(gòu)進(jìn)的沙窩蘿卜，立即置于5 ℃左右的冰箱中預(yù)冷24 h。將預(yù)冷后的蘿卜進(jìn)行清洗、去皮，再將其切分為大小均勻的2 cm3小塊，以上操作都進(jìn)行消毒處理。將蘿卜塊混勻后隨機(jī)分組，并進(jìn)行以下幾種處理：實(shí)驗(yàn)組采用紫外燈分別從蘿卜的上下表面同時(shí)進(jìn)行照射，照射劑量率為0.45 mW/cm2，照射時(shí)間分別為2(A組)、4(B組)、6(C組)、8 min(D組)，對(duì)照組(CK組)不照射。處理完畢后，用PE保鮮袋包裝鮮切蘿卜，每袋約100 g(用于除失重率外其他指標(biāo)的測(cè)定)，測(cè)失重率組的樣品單獨(dú)1袋，每袋約50 g，于5 ℃左右的冰箱中貯藏；分別在實(shí)驗(yàn)的第0、2、4、6、8天 進(jìn)行各指標(biāo)的檢測(cè)，每次檢測(cè)每個(gè)處理各取3袋，各項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)定值均為3次測(cè)定值的均值。

1.3 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.3.1 失重率

采用稱量法測(cè)定，并按公式(1)計(jì)算：

(1)

1.3.2 Vc含量

采用鉬藍(lán)比色法[16]測(cè)定。

1.3.3 過(guò)氧化物酶活性

采用愈創(chuàng)木酚法[17]測(cè)定。

1.3.4 硬度

參考張平等[18]的方法，略有改動(dòng)。采用TA-XT plus質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測(cè)定：測(cè)試選用P/2探頭(Φ2 mm)，測(cè)前、測(cè)試、測(cè)后速率均為2 mm/s，測(cè)試距離為15 mm, 觸發(fā)力為5 g。結(jié)果選用果肉的平均硬度，單位kg/cm2。

1.3.5 可溶性固形物含量

采用GMK-706R糖-酸測(cè)定儀測(cè)定。

1.3.6 白度值

采用UltraScan PRO色差儀測(cè)定樣品的L、a、b值，用白度值(WI)表示鮮切蘿卜色澤，并按公式(2)計(jì)算：

WI=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2

(2)

1.3.7 菌落總數(shù)

采用菌落總數(shù)測(cè)試片的測(cè)試方法進(jìn)行測(cè)定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

上述實(shí)驗(yàn)均進(jìn)行3次平行重復(fù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 軟件處理，并采用Origin 8.5軟件作圖，應(yīng)用SPSS 16.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜失重率的影響

失重率是判斷鮮切產(chǎn)品新鮮度的重要指標(biāo)，水分充足的鮮切產(chǎn)品外觀佳、品質(zhì)高。本實(shí)驗(yàn)經(jīng)UV-C不同照射時(shí)間的鮮切沙窩蘿卜的失重率變化如圖1所示。

圖1 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜失重率的影響Fig.1 The effect of UV-C on weightlessness rate of fresh-cut Shawo radish

由圖1看出，在貯藏期內(nèi)，處理組與未處理組的失重率都隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷升高。這是由于蘿卜經(jīng)鮮切處理后，喪失了保護(hù)層，完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)受到破壞，導(dǎo)致內(nèi)部汁液外流，水分蒸發(fā)，使其失重率不斷增加，最后出現(xiàn)糠心現(xiàn)象[19]。在貯藏的前2 d，處理組與未處理組間沒(méi)有顯著差異(P>0.05)，但在貯藏的第4～8天，各處理組的失重率明顯(P<0.05)比未處理組的低，原因可能是經(jīng)UV-C照射后，在蘿卜表面形成的薄膜減少了其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失和水分的散發(fā)[20]；貯藏末期CK、A、B、C、D組的失重率分別為2.63%、2.11%、1.96%、2.22%、2.35%，與其他實(shí)驗(yàn)組相比，處理組B組的失重率最低，這表明適當(dāng)劑量的UV-C處理能夠減緩鮮切沙窩蘿卜失重率的升高。本實(shí)驗(yàn)中采用UV-C雙面照射4 min，效果較好。

2.2 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜硬度的影響

圖2結(jié)果表明，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，各實(shí)驗(yàn)組沙窩蘿卜果肉的硬度都呈逐漸下降趨勢(shì)。

圖2 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜硬度的影響Fig.2 The effect of UV-C on hardness of fresh-cut Shawo radish

在貯藏的0～2 d，CK組的硬度與各UV-C處理組間的差異不顯著(P>0.05)；在2～4 d，CK組的硬度與其他組相比下降幅度較大；在4～8 d，CK組與各UV-C處理組間存在顯著差異(P<0.05)，但在貯藏期內(nèi)，各UV-C處理組間的差異并不顯著(P>0.05)；與其他處理組相比，B組的硬度值始終較高，其果肉硬度下降的趨勢(shì)更為平緩，且在第8天，B組的硬度值最高；在整個(gè)貯藏期間CK組的硬度下降了32.1%，B組下降了19.3%，說(shuō)明UV-C處理能夠延緩果肉硬度的下降，其中B組(4 min)的效果更為明顯。

王中元等[21]的研究表明，適當(dāng)劑量的UV-C照射能夠推遲木薯果實(shí)硬度的下降，這與本實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。

2.3 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜白度值的影響

鮮切沙窩蘿卜在加工中因機(jī)械損傷會(huì)發(fā)生白變現(xiàn)象，從而影響蘿卜的感官品質(zhì)。UV-C處理對(duì)鮮切沙窩蘿卜白變的影響如圖3所示。

圖3 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜白度值的影響Fig.3 The effect of UV-C on WI of fresh-cut Shawo radish

由圖3可知，鮮切沙窩蘿卜在貯藏期間的白度值始終呈上升趨勢(shì)?？傮w看，在8 d的貯藏期，處理組的白度值變化趨勢(shì)比CK組的平緩，出現(xiàn)該變化的原因可能與上述失重率相似，由于UV-C照射后在其表面形成薄膜，從而使UV-C處理組在整個(gè)貯藏期間白度值的變化比未處理組的稍平緩；且在貯藏的第8天，CK組的白度值最高為63.11，但實(shí)驗(yàn)組之間的差異不顯著(P>0.05)。分析各處理組的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，A組在貯藏的6～8 d時(shí)，白度值迅速升高且高于其他UV-C處理組值，可能是A組照射劑量過(guò)低，在蘿卜表面未能形成良好的保護(hù)薄膜所致。本研究結(jié)果表明，適當(dāng)?shù)腢V-C處理對(duì)鮮切沙窩蘿卜貯藏期間白度值的變化有一定的影響，但效果不顯著。

2.4 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜Vc含量的影響

鮮切果蔬中的Vc易被氧化，當(dāng)果蔬中Vc含量低于一定程度時(shí)，使果蔬品中自由基大量積累，加速果蔬細(xì)胞衰老，降低果蔬貨架期。因此，Vc含量是評(píng)價(jià)果蔬品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。鮮切沙窩蘿卜貯藏期間Vc含量的變化如圖4所示。

圖4 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜Vc含量的影響Fig.4 The effect of UV-C on Vc content of fresh-cut Shawo radish

由圖4可見(jiàn)，各實(shí)驗(yàn)組Vc含量的變化趨勢(shì)較為一致。在貯藏的前2 d，各組Vc的含量均呈下降趨勢(shì)，但對(duì)照組比各處理組降低更多，由21.81 mg/100 g降至18.76 mg/100 g，而UV-C處理組Vc含量平均為19.86 mg/100g；各組在2～4 d 的Vc含量變化均較為平緩，到4～8 d時(shí),Vc含量大幅度下降。在貯藏期間，本實(shí)驗(yàn)各UV-C處理組的Vc含量均高于對(duì)照組，CK、A、B、C、D組的Vc含量分別下降了33.84%、25.63%、22.77%、27.22%、28.26%，可見(jiàn)，UV-C處理可以有效減緩Vc含量的下降，這與閆帥等[22]研究紫外線照射對(duì)鮮切雞毛菜Vc含量影響的結(jié)果一致；且在各UV-C處理組中以B組的下降率最低，說(shuō)明適當(dāng)劑量的UV-C處理能有效防止鮮切沙窩蘿卜中Vc的損耗，提高蘿卜貯藏期間的品質(zhì)。

2.5 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量(soluble solid content，SSC)反映果蔬中所有溶于水的化合物所占的比例，包括糖、酸、礦物質(zhì)和維生素等。圖5為本實(shí)驗(yàn)不同處理的鮮切沙窩蘿卜在貯藏過(guò)程中可溶性固形物含量的變化。

圖5 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜SSC含量的影響Fig.5 The effect of UV-C on soluble solids content of fresh-cut Shawo radish

由圖5看出，在貯藏的0～4 d，各UV-C處理組與對(duì)照組的SSC含量均呈逐漸上升趨勢(shì)，在0～2 d，各組差異不顯著(P>0.05)，但第4天時(shí)，B組的含量比其他組的稍高；在貯藏的4～8 d，各組SSC含量都大幅度下降。這一變化趨勢(shì)的原因可能是在貯藏前期，蘿卜中的淀粉等大分子不溶性物質(zhì)降解為小分子,可溶性物質(zhì)開(kāi)始啟動(dòng)，其消耗總量小于降解總量，表現(xiàn)為SSC含量升高；而在貯藏后期，隨著大部分大分子物質(zhì)的降解，其消耗總量大于降解總量，故使SSC含量下降。這與范姝含等[23]對(duì)鮮切蘿卜營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)變化的研究結(jié)果一致。由圖5還可見(jiàn)，在貯藏的第8天，B組的SSC含量最高為6.28%，CK組最低為5.89%，與初始值相比分別減小2%和7.5%，且各UV-C處理組的含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)，表明UV-C處理可以抑制鮮切沙窩蘿卜營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗；在0～8 d，B組的SSC含量始終較高，說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)中雙面照射4 min更有利于鮮切沙窩蘿卜SSC含量的保持。

2.6 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜過(guò)氧化物酶活性的影響

過(guò)氧化物酶(peroxidase，POD)是清除果蔬體內(nèi)活性氧的關(guān)鍵酶之一，POD對(duì)于維持膜結(jié)構(gòu)的完整性，延緩果蔬衰老，并延長(zhǎng)果蔬的貨架期具有重要意義。POD在植物體內(nèi)通常存在2種機(jī)制，前期通過(guò)分解H2O2使自由基在體內(nèi)維持動(dòng)態(tài)平衡，表現(xiàn)為保護(hù)機(jī)制，后期被啟動(dòng)，表現(xiàn)為傷害機(jī)制[24](圖6)。

圖6 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜過(guò)氧化物酶活性的影響Fig.6 The effect of UV-C on peroxidase activity of fresh-cut Shawo radish

由圖6可知，在整個(gè)貯藏期，鮮切沙窩蘿卜POD活性呈現(xiàn)了先升后降的變化趨勢(shì)。0～2 d，各實(shí)驗(yàn)組的POD活性大幅度上升，UV-C處理組的POD活性均高于CK組，但實(shí)驗(yàn)組之間差異不顯著(P>0.05)；2～4 d，各組呈緩慢上升趨勢(shì)，在第4天CK、A、B、C、D組的活性峰值分別為25.95、27.75、28.47、28.03、27.82 U/g，CK組與UV-C處理組差異顯著(P<0.05)； 4～8 d，各組的POD活性逐漸下降，在貯藏的第8天，CK組的POD活性高于其他組為23.92 U/g，B組的POD活性最低為21.03 U/g。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與CK組相比，經(jīng)UV-C照射的鮮切沙窩蘿卜在貯藏前期POD的活性較高，因而有效地降低了H2O2的含量，提高了組織的抗逆性，貯藏后期其POD的活性低于CK組，從而降低了對(duì)組織的傷害；在UV-C處理組中，B組貯藏前期活性較高，貯藏末期活性較低，說(shuō)明B組更有利于提高鮮切沙窩蘿卜的抗逆性以及延緩衰老進(jìn)程。

2.7 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜菌落總數(shù)的影響

在貯藏期間鮮切沙窩蘿卜菌落總數(shù)的變化如圖7所示。

圖7 UV-C對(duì)鮮切沙窩蘿卜菌落總數(shù)的影響Fig.7 The effect of UV-C on the total number of bacterial colonies of fresh-cut Shawo radish

由圖7可知，在整個(gè)貯藏期間，對(duì)照組的菌落總數(shù)始終比各UV-C處理組的高，且差異顯著(P<0.05)，這表明UV-C處理可有效減少鮮切沙窩蘿卜中各種菌落的生長(zhǎng)與繁殖；在貯藏的第6天，CK組的菌落總數(shù)已經(jīng)超過(guò)了105CFU/g，不符合鮮切果蔬的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；在貯藏的8 d，除D組在第8天菌落總數(shù)超出衛(wèi)生要求外，其他各UV-C處理組均符合食用標(biāo)準(zhǔn)；且在各UV-C處理組中，以B組的抑菌效果最明顯，D組的抑菌效果較差，這可能是由于D組的照射劑量過(guò)大，使沙窩蘿卜表面膜透性增大，反而促進(jìn)了微生物的生長(zhǎng)與繁殖，這與ARTéS-HERNNDEZAB等[25]對(duì)鮮切西瓜的研究結(jié)果一致。本實(shí)驗(yàn)中，采用雙面照射4 min抑菌效果較好，與對(duì)照組相比，鮮切沙窩蘿卜的貨架期延長(zhǎng)了2 d，說(shuō)明適當(dāng)劑量的UV-C照射能夠抑制微生物的生長(zhǎng)與繁殖，延長(zhǎng)鮮切產(chǎn)品的貨架期。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)得到如下結(jié)論，利用UV-C處理鮮切沙窩蘿卜存在最優(yōu)照射劑量，本實(shí)驗(yàn)采用照射劑量為0.45 mW/cm2的UV-C雙面照射4 min，有效地延緩鮮切蘿卜的Vc含量、可溶性固形物含量和硬度的下降，減緩失重率上升，顯著地提高貯藏前期POD活性，降低其貯藏后期活性，進(jìn)而有效地延緩組織的衰老，并且明顯地抑制了微生物的生長(zhǎng)與繁殖，貨架期延長(zhǎng)了2 d。 UV-C處理使鮮切沙窩蘿卜在0～8 d 的貯藏期，保持良好的外觀與營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)，說(shuō)明適當(dāng)劑量的短波紫外線照射，更有利于鮮切沙窩蘿卜的保鮮，及提高其在貨架期內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。目前，本實(shí)驗(yàn)得出的UV-C最優(yōu)照射劑量只適用于鮮切沙窩蘿卜，對(duì)其他品種蘿卜的適用性還需要進(jìn)一步的研究與探索。