短波紫外線照射對(duì)鮮切黃瓜片品質(zhì)的影響

趙磊 ，王丹，馬越，張敏，趙煜煒，趙曉燕*

1. 北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京市果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，農(nóng)業(yè)部蔬菜產(chǎn)后處理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（北京 100097）；2. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院（沈陽 110866）；3. 龍大食品集團(tuán)有限公司（萊陽 265231）

鮮切菜有直接烹調(diào)和直接食用的特點(diǎn)[1]，近幾年發(fā)展比較迅速[2-4]。然而，鮮切蔬菜由于機(jī)械切割，微生物污染的可能性大[5-6]，貨架期易縮短。黃瓜嫩脆爽口，但鮮切黃瓜片較其他鮮切菜汁液多易感染細(xì)菌。

研究表明短波紫外線（UV-C）可減少鮮切菜1～2個(gè)lg（CFU/g）值[7-8]。然而，UV輻照對(duì)于某些蔬菜具有殺菌不徹底的局限性[9-10]。近年來研究發(fā)現(xiàn)，果蔬經(jīng)過UV-C照射后，可提高鮮切菜貯藏期品質(zhì)，延緩其后熟衰老過程[11-13]。但UV-C輻照對(duì)鮮切黃瓜片品質(zhì)影響未有報(bào)道。

試驗(yàn)將鮮切黃瓜片包封后在紫外燈下進(jìn)行照射處理，測(cè)定不同照射時(shí)間下鮮切黃瓜片的微生物等各個(gè)品質(zhì)指標(biāo)，驗(yàn)證鮮切黃瓜片經(jīng)紫外照射能否達(dá)到殺菌效果以及延長(zhǎng)保質(zhì)期，為鮮切黃瓜片的工業(yè)生產(chǎn)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃瓜（購自北京市海淀區(qū)果香四溢）。在4 ℃冰箱預(yù)冷24 h后處理，切割前對(duì)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行紫外殺菌，即打開紫外燈殺菌30 min，溫度16 ℃。

鮮切食品包裝袋（長(zhǎng)42 cm、寬29.3 cm、厚55 μm）為聚乙烯食品包裝袋，O2透過率1 353.71 cm3/m2·24 h·0.1 MPa；CO2透過率6 218.63 cm3/m2·24 h·0.1 MPa；水透過率0.98 gm/m2·24 h·0.1 MPa。

NaCl；營(yíng)養(yǎng)瓊脂；NaCO3；乙醇；丙酮；福林酚顯色劑。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

UV-1800紫外分光光度計(jì)（島津，日本）；500 Watt手持打漿機(jī)（飛利浦，中國(guó)香港）；恒溫恒濕培養(yǎng)箱（MMM，德國(guó)）；GI 54 DW型高壓滅菌鍋；UVC燈管（PHILIPS TUV 30 W/G 30 T 8）；Oxybaby-M+O2/CO2氣體分析儀（德國(guó)威爾公司）；CM-3700分光測(cè)色儀（日本柯尼卡-美能達(dá)公司）；超凈工作臺(tái)（北京東聯(lián)哈爾儀器制造有限公司）；AL 204電子天平，恒溫培養(yǎng)箱（德國(guó)MMM公司）；TA-XT plus質(zhì)構(gòu)分析儀，電子鼻AIRSENSE ANALYTICS（PEN3 33）。

1.3 試驗(yàn)方法

將黃瓜用清水洗凈，切分成厚度5 mm黃瓜片，先后用100和50 mg/L，pH 6.5的NaClO溶液浸泡2 min除菌后，用離心脫水機(jī)除去黃瓜表面水分。取200±0.5 g鮮切黃瓜于食品包裝袋中并封口，然后將其放于紫外燈下30 cm處分別照射0，10，20，30，60和90 min，每個(gè)處理組有3個(gè)平行，將處理后的鮮切黃瓜置于4 ℃冰箱中貯存，分別在0，1，2，4和6 d取樣測(cè)定指標(biāo)。以第0天樣品為對(duì)照組。

1.4 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.4.1 菌落總數(shù)的測(cè)定

參照GB 4789.2—2016《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品微生物學(xué)檢測(cè)菌落總數(shù)測(cè)定》[14]，對(duì)不同處理的鮮切黃瓜的菌落總數(shù)進(jìn)行測(cè)定。1.4.2 葉綠素含量的測(cè)定

取5 g黃瓜勻漿，分別加入20 mL 80%丙酮-95%乙醇（1︰1）溶液，避光靜置24 h，直至組織變白色。取上清液，用紫外分光光度計(jì)測(cè)量上清液在波長(zhǎng)663和645 nm的吸光度，且使兩處的吸光度在0.2～0.8范圍內(nèi)為宜。

式中：V=20 mL；m=5 g。

1.4.3 總酚含量的測(cè)定

樣品總酚的提取：吸取2 mL待測(cè)樣品于100 mL容量瓶中，蒸餾水定容。濾紙過濾，所得濾液為待測(cè)液。

總酚含量的測(cè)定：吸取1 mL待測(cè)液，分別加入5 mL蒸餾水、1 mL福林酚顯色劑、3 mL 7.5%碳酸鈉，顯色，放置2 h，用分光光度計(jì)在765 nm下測(cè)定吸光度。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)曲線和稀釋倍數(shù)測(cè)定總酚含量。

1.4.4 質(zhì)構(gòu)的測(cè)定

采用TA-XT plus質(zhì)構(gòu)分析儀（Stable Systems Ltd.，英國(guó)）進(jìn)行測(cè)定。使用P/2探頭；測(cè)試前的速度10 mm/s；測(cè)試速度2 mm/s；測(cè)試后速度10 mm/s；穿刺距離20 mm。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)試10次，且保證每次穿刺位置接近。

1.4.5 顏色測(cè)定

取適量黃瓜，打漿后取漿液置于比色皿中，用CM-3700分光測(cè)色儀（SCE反射模式）測(cè)定樣品L*、a*、b*、ΔE值。重復(fù)取樣3次測(cè)量，取平均值。

1.4.6 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)取其平均值，使用統(tǒng)計(jì)分析軟件DPS v 7.05進(jìn)行處理，Duncan多范圍檢驗(yàn)進(jìn)行方差分析（p≤0.05），圖像繪制采用Origin 8.0 軟件（美國(guó)Originlab Corporation公司），主成分分析采用SPSS 22.0軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片菌落總數(shù)的影響

圖1為鮮切黃瓜片在貯藏過程中菌落總數(shù)的變化，在貯藏過程中鮮切黃瓜片的菌落總數(shù)隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增加。在前4 d的貯藏中經(jīng)過紫外輻照的鮮切黃瓜片菌落總數(shù)都低于對(duì)照組，隨紫外輻照時(shí)間的延長(zhǎng)，菌落總數(shù)逐漸減少，紫外線對(duì)微生物的核酸可產(chǎn)生光化學(xué)危害，當(dāng)微生物被紫外線照射時(shí)，細(xì)胞的核酸生物活性因吸收紫外線而可能改變，從而引起菌體內(nèi)蛋白質(zhì)和酶的合成障礙，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)發(fā)生變異，使微生物死亡[15]。經(jīng)過輻照30 min以上的鮮切黃瓜片菌落總數(shù)顯著低于對(duì)照組（p＜0.05）。輻照時(shí)間低于30 min的鮮切黃瓜貯藏在第4天，菌落總數(shù)已到達(dá)銷售極限，6 d所有處理均超過銷售極限。由結(jié)果可知，與對(duì)照組相比，短波紫外輻照10，20和30 min的鮮切黃瓜可延長(zhǎng)安全貨架期約1 d，而經(jīng)過60和90 min輻照的鮮切黃瓜可延長(zhǎng)安全貨架期約2 d。

圖1 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片的菌落總數(shù)的影響

2.2 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片硬度脆度的影響

圖2 （a）反映的是鮮切黃瓜片在貯藏過程中硬度的變化，隨著貯藏期的延長(zhǎng)，硬度逐漸下降。前4 d的貯藏過程中，經(jīng)過輻照處理的鮮切黃瓜片硬度均低于對(duì)照組，其中輻照30 min的鮮切黃瓜片硬度最低，輻照處理能使貯藏的鮮切黃瓜片硬度下降。圖2（b）是鮮切黃瓜片在貯藏過程中的脆度變化，隨著貯藏期的延長(zhǎng)，鮮切黃瓜片的脆度逐漸下降。第0天經(jīng)過輻照處理的鮮切黃瓜片的脆度均大于對(duì)照組，在隨后的貯藏中對(duì)照組脆度下降變平緩，而經(jīng)輻照處理的鮮切黃瓜片在貯藏過程中脆度下降相對(duì)較快。

圖2 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片硬度脆度的影響

2.3 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片顏色的影響

圖3 （a）顯示了鮮切黃瓜儲(chǔ)藏過程中亮度L*值的變化，不同處理組的鮮切黃瓜片隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)亮度逐漸下降，在第0天不同輻照處理的鮮切黃瓜片亮度顯著低于對(duì)照組（p＜0.05），而且輻照90 min的鮮切黃瓜片亮度值最低。對(duì)照組鮮切黃瓜片在前2 d的貯藏中L*值迅速下降，而在2～6 d的貯藏中亮度值緩慢下降，這是由于黃瓜在處理后，貯藏初期的適應(yīng)性表達(dá)。90 min輻照處理的鮮切黃瓜片的亮度值一直保持在較低水平，且在第0，第1和第4天亮度值最低。ΔE值反映了總色差的變化情況，如圖3（b）所示，對(duì)照組在貯藏過程中總色差變化一直較高，輻照處理明顯抑制了鮮切黃瓜片總色差的變化，不同輻照時(shí)間對(duì)鮮切黃瓜片總色差的抑制效果由低到高依次為60，20，90，30和10 min。

2.4 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片葉綠素含量的影響

圖4為鮮切黃瓜片貯藏過程中葉綠素含量的變化。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，葉綠素含量逐漸下降，但不同輻照時(shí)間處理的鮮切黃瓜片在貯藏過程中并無顯著差異（p＞0.05），說明紫外輻照處理對(duì)貯藏的鮮切黃瓜片中的葉綠素含量無影響。

圖3 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片色度色差的影響

圖4 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片葉綠素含量的影響

2.5 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片總酚含量的影響

如圖5可知，隨著貯藏時(shí)間的增加，不同處理組鮮切黃瓜片總酚含量先上升后下降，不同處理組在貯藏期第1天總酚含量達(dá)到最高，隨后逐漸下降，Cocci等[16]研究發(fā)現(xiàn)鮮切蘋果總酚含量下降發(fā)生在貯藏的第2天，這與試驗(yàn)結(jié)果有相似結(jié)論。經(jīng)過UV-C輻照的鮮切黃瓜片在前4 d的貯藏過程中總酚含量顯著高于未經(jīng)UV-C輻照的鮮切黃瓜片（p＜0.05），且在貯藏過程中總酚含量隨輻照時(shí)間的增加而增加，在貯藏期第6天，經(jīng)過UV-C輻照處理的鮮切黃瓜片的總酚含量顯著低于未經(jīng)UV-C輻照處理的鮮切黃瓜片，所以UV-C輻照能使貯藏鮮切黃瓜片總酚含量增加，但在貯藏期第6天輻照后的鮮切黃瓜片的總酚含量反而低于未經(jīng)輻照的鮮切黃瓜片。

圖5 不同時(shí)間短波紫外輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片總酚含量的影響

2.6 主成分分析

由于處理組和測(cè)試指標(biāo)均較多，無法直觀得到哪個(gè)輻照處理是鮮切黃瓜片保存的最佳劑量，因此，對(duì)試驗(yàn)測(cè)定的指標(biāo)進(jìn)行主成分分析，處理得出特征值、方差貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率，結(jié)果見表1。

表1 8個(gè)主成分的特征值、貢獻(xiàn)率和累計(jì)貢獻(xiàn)率

由結(jié)果選取特征值λ＞1的前三個(gè)主成分，第一主成分的方差貢獻(xiàn)率為48.753%，第二主成分的方差貢獻(xiàn)率為26.438%，第三主成分的方差貢獻(xiàn)率為15.878%，累積貢獻(xiàn)率為100%，說明可以通過這三個(gè)主成分來描述5種不同輻照處理對(duì)鮮切黃瓜片品質(zhì)影響的好壞。由軟件計(jì)算特征根后，得到主成分公式：

式中：χi為主成分因子，即參與主成分分析的指標(biāo)。

由式（3）系數(shù)可以看出，第一主成分主要代表菌落總數(shù)、硬度、脆度、ΔE、葉綠素，第二主成分代表L*值、a*值，第三主成分代表總酚。通過計(jì)算得到6種處理的綜合主成分F值，如表2所示，排名結(jié)果（綜合評(píng)分）：輻照60 min＞輻照30 min＞對(duì)照組＞其他處理組。

表2 綜合主成分評(píng)價(jià)結(jié)果

3 結(jié)論

短波紫外輻照處理減少鮮切黃瓜片的菌落總數(shù)，輻照時(shí)間越長(zhǎng)菌落總數(shù)越少，處理10～30 min的鮮切黃瓜可延長(zhǎng)安全貨架期約1 d，60 min和90 min輻照處理可延長(zhǎng)貨架期約2 d。輻照處理影響鮮切黃瓜的色澤、增加總酚含量，對(duì)葉綠素含量無影響。由主成分綜合評(píng)分結(jié)果可知，輻照60 min（18 kJ/m2）綜合評(píng)分排最高，為246.78，更好維持了鮮切黃瓜片的品質(zhì)，貨架期延長(zhǎng)約2 d。適量短波紫外輻照是一種較好的保存鮮切黃瓜片的處理方式。