高能電子束輻照對金絲絞瓜的保鮮效果

李陽，沙飛，高月霞，李佳佳，彭雪，任亞梅

（1.西北農(nóng)林科技大學食品科學與工程學院，陜西楊凌 712100）

（2.安徽省泗縣虹城科技農(nóng)業(yè)開發(fā)有限公司，安徽泗縣 234300）

金絲絞瓜（Cucurbita pepoL.subsp. pepo）原產(chǎn)于美洲南部[1]，目前在我國南方廣泛種植，其果肉清香、質脆可口、營養(yǎng)豐富，譽有“綠色保健果蔬”之美稱[2]。近年來金絲絞瓜種植面積逐漸增加，但生長周期較長，一方面采收后在貯藏期間易發(fā)生白霉病、灰霉病和黑腐病等病害，導致貯藏品質大幅下降[3]。另一方面失水也是影響金絲絞瓜品質變化的主要重要原因。本實驗室研究發(fā)現(xiàn)金絲絞瓜采收時水分含量較高，其瓜瓤、瓜絲和瓜皮的水分含量分別為95.91、95.98和94.58 g/100 g。采后由于呼吸作用引起有機物消耗及蒸發(fā)失水，組織細胞萎焉，細胞膜透性增大，脂膜過氧化作用增強，硬度明顯降低，引起一系列不利的生理代謝反應。目前金絲絞瓜大多常溫貯藏，不能有效抑制生命活動和微生物病害的發(fā)生。因此研究有效提高貯藏品質的保鮮技術是保障金絲絞瓜市場需求的關鍵步驟。

近年輻照處理作為一種新型技術得到了越來越多的研究，電子束輻照已被證明是許多新鮮農(nóng)產(chǎn)品的有效保鮮方法，在延長藍莓、哈密瓜、葡萄柚、蘑菇及萵苣等農(nóng)產(chǎn)品保鮮期、消毒和去污等方面具有良好的應用前景[4-8]。低劑量電子束輻照可將致病微生物殺死，控制采后腐爛，延長保質期；中劑量電子束輻照具有殺菌和保鮮作用；高劑量電子束輻照可促進果蔬成熟。每年11月份采收的金絲絞瓜，因氣溫低，陰雪天氣多等不利的氣候條件，瓜農(nóng)不得不提早采收，但金絲絞瓜成熟度不夠，此時可采用高劑量電子束輻照對其處理，使其達到最佳食用品質并及早供應市場。但高劑量輻照會對已成熟的果蔬造成不利影響，如降低果蔬硬度、營養(yǎng)物質含量和感官品質，嚴重情況甚至對果蔬組織細胞產(chǎn)生不可逆損傷，導致果蔬耐貯性降低，短時間內(nèi)快速腐爛。楊俊麗等[9]研究發(fā)現(xiàn)5 kGy電子束輻照導致草莓色澤消褪、果實塌軟，草莓硬度和感官品質迅速下降。王秋芳等[10]研究發(fā)現(xiàn)1.5 kGy和2.5 kGy電子束輻照對巨峰葡萄細胞結構造成損傷，加快其衰老進程，果梗易褐變，葡萄色澤、形態(tài)和營養(yǎng)成分在貯藏期間也不斷損失。因此金絲絞瓜在冷藏前應通過相應試驗以確定出有效的輻照催熟或保鮮劑量，對其不同需求的品質調控將起到積極作用。

輻照處理具有去污、消毒、殺菌、保鮮等作用，而金絲絞瓜采后品質劣變的問題也一直困擾著其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，因此我們推測高能電子束輻照技術可能有助于緩解采后貯藏金絲絞瓜的劣變。目前尚未有關于高能電子束輻照技術應用到采后貯藏金絲絞瓜的研究報道。本研究主要目的是探討輻照處理對金絲絞瓜貯藏過程中品質和生理特性的潛在影響，參照葫蘆科哈密瓜輻照劑量的基礎上[6,11]，采用0.4、0.6和0.8 kGy三個輻照劑量，因輻照的穿透距離只有5.00 cm，金絲絞瓜體積和重量較大，一般為1.50～2.50 kg，因此輻照了4個面。糧食及農(nóng)業(yè)組織、國際原子能機構和國家食品法典委員等均認為食品的總體輻照劑量小于10 kGy時，輻照食品不會出現(xiàn)任何毒理學危害、營養(yǎng)和微生物問題，因此本試驗所選的劑量對金絲絞瓜是安全的[12,13]。本試驗研究高能電子束輻照對其采后未熟瓜的催熟作用或貯藏保鮮效果，研究結果為高能電子束輻照技術在金絲絞瓜采后貯藏過程中品質調控提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試材

金絲絞瓜于2019年6月15日采收于安徽省泗縣草溝鎮(zhèn)秦橋村種植基地，采摘時已達到商業(yè)成熟度。采收后預冷，挑選大小均一、成熟度一致、無病蟲害的金絲絞瓜進行輻照。由傳動裝置送至電子掃描窗下，分別在0.4 kGy、0.6 kGy和0.8 kGy三個輻照劑量下對其照射，每個金絲絞瓜的四個面均輻照1次。將輻照后的金絲絞瓜和未輻照的金絲絞瓜（CK）均置于溫度9±1 ℃，濕度65%～70%的冷庫中貯藏。

1.2 儀器與設備

行波直線型電子加速器，額定能量為10 MeV、功率27 W、束流2 mA、掃描寬度800 cm，陜西方圓高科實業(yè)有限公司；TAXT PLUS/50物性測定儀，英國SMS公司；LC-20A高效液相色譜，島津企業(yè)管理中國有限公司；HC-3018R高速冷凍離心機，安徽中科中佳科學儀器有限公司；紫外可見分光光度計，上海儀電分析器有限公司。

1.3 測定指標及方法

（3）硬度：采用TAXT PLUS/50物性測定儀測定，將金絲絞瓜切成同樣大小的樣品塊（2.00 cm×2.00 cm×2.00 cm）在TPA的模式下測定。

（4）脆度：每個處理挑取15根長短、粗細一致的瓜絲，采用TAXT PLUS/50物性測定儀測定，選用A/CKB輕刀片探頭，操作模式選擇壓縮返回模式，下壓程度99%，觸發(fā)力5 g[14]。

（5）呼吸強度：使用CO2分析儀測定[15]。

（6）可滴定酸含量：采用氫氧化鈉溶液滴定法。

（7）Vc含量：參照李國秀等的高效液相色譜法，略有改進[16]。

（8）過氧化物酶（POD）活性：參照曹建康等的愈創(chuàng)木酚法，略有改進[17]。

（9）丙二醛含量：參照曹建康等的硫代巴比妥酸比色法，略有改進[17]。

（10）多酚氧化酶（PPO）活性：參考曹建康等的鄰苯二酚比色法[17]。

（11）β-1,3-葡聚糖酶（GLU）活性：參考曹建康等的的方法[15]。

（12）總酚含量：參照謝敏的福林酚法[18]，略有改進。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)表示為平均值±標準差，采用Excel和Origin 8.0，SPSS 20.0軟件分析數(shù)據(jù)和作圖。

2 結果與討論

2.1 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜腐爛率和失重率的影響

不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜貯藏過程中腐爛率的影響見圖1。隨著貯藏時間延長，金絲絞瓜的腐爛率隨輻照劑量的增加而升高。0.4 kGy、0.6 kGy輻照瓜和對照瓜在30 d前均無腐爛現(xiàn)象，而0.8 kGy輻照瓜在30 d的腐爛率為3.64%。貯藏至45 d時，0.4 kGy、0.6 kGy和0.8 kGy輻照瓜的腐爛率分別為5.45%、9.09%和34.55%，均顯著高于對照瓜的腐爛率1.85%（p<0.05）。貯藏45～120 d內(nèi)，各劑量輻照瓜腐爛率均高于對照瓜，且輻照劑量越大，腐爛率越高，差異極顯著（p<0.01）。0.4 kGy、0.6 kGy和0.8 kGy輻照的金絲絞瓜分別貯藏至120、105和90 d時，腐爛率高達50.00%，停止貯藏。而對照瓜貯藏至135 d時腐爛率為27.78%，說明0.4 kGy電子束分別照射金絲絞瓜的4個面，可能照射次數(shù)偏多導致劑量偏大，金絲絞瓜組織結構破壞嚴重，削弱了其抗病和抗衰老能力，使其耐貯性降低，易腐爛變質，不利于貯藏保鮮。王秋芳等人[19]在研究高能電子束輻照對巨峰葡萄品質的影響時發(fā)現(xiàn)1.5 kGy和2.5 kGy輻照劑量對于巨峰葡萄偏高，此劑量的輻照加速了果實衰老，加重了其腐爛和落粒情況，與本試驗研究結果一致。

圖1表明，隨著貯藏時間延長，金絲絞瓜的失重率逐漸升高，失水程度加重，且輻照劑量越大，失重率越高，說明輻照加速了絞瓜水分的損失[20]。0.4 kGy、0.6 kGy和0.8 kGy輻照瓜的失重率在30 d時分別為1.64%、1.98%和2.61%，高于對照瓜的失重率1.37%，但差異不顯著（p>0.05）。0.8 kGy、0.6 kGy和0.4 kGy輻照瓜分別從30 d、45 d和75 d開始失重率顯著高于對照瓜（p<0.05）。由于輻照劑量偏大破壞了細胞結構的完整性，使細胞膜通透性增大，細胞持水力下降，絞瓜容易失水。貯藏至90 d時，0.4 kGy、0.6 kGy和0.8 kGy輻照瓜失重率分別為12.59%、15.50%和22.97%，而對照瓜的失重率僅為4.34%，差異極顯著（p<0.01）?？梢姼鲃┝枯椪蘸蟮慕鸾z絞瓜失水嚴重，貯藏品質下降較快，且各劑量對金絲絞瓜失重率的影響存在顯著差異（p<0.05）。陳志軍等人[20]得出輻照劑量越高，進口葡萄失重率越高的結果，與本試驗結果一致。

圖1 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜腐爛率（a）和失重率（b）的影響Fig.1 Effects of different doseshigh energy electron beam irradiation on rotting rate (a) and weight loss (b) of spaghetti squash

2.2 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜硬度和脆度的影響

圖2 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜硬度（a）和脆度（b）的影響Fig.2 Effects of different doseshigh energy electron beam irradiation on firmness (a) and brittleness (b) of spaghetti squash

果實的硬度和脆度是衡量其新鮮狀態(tài)和貯藏品質的重要指標，在貯藏過程中，金絲絞瓜的硬度和脆度均逐漸降低，這是其成熟衰老的表現(xiàn)。圖2表明，輻照瓜因輻照劑量偏大促使其成熟，加快衰老進程，加速了絞瓜的軟化。0.4 kGy、0.6 kGy和0.8 kGy輻照瓜在0～15 d時硬度迅速下降，分別降至9.64、10.90和12.63 kg/cm2，極顯著低于對照瓜的硬度28.41 kg/cm2（p<0.01），之后下降緩慢；瓜絲脆度分別降至398.87、348.98和322.44 g，低于對照瓜的脆度545.30 g，但差異不顯著（p>0.05）。貯藏30～60 d內(nèi)，0.4和0.6 kGy輻照瓜硬度不存在顯著差異（p>0.05）；60 d時0.4 kGy輻照瓜硬度顯著高于0.6和0.8 kGy（p<0.05）。0.8 kGy、0.6 kGy和0.4 kGy輻照后金絲絞瓜的硬度在90 d、105 d和120 d分別為1.68、1.91和2.76 kg/cm2，極顯著低于對照的17.66 kg/cm2（p<0.01），且硬度均小于3.00 kg/cm2，失去貯藏價值，停止貯藏。在許多果蔬中均發(fā)現(xiàn)電子束輻照會引起其硬度下降，且硬度隨輻照劑量的增加而下降[21-23]，其中用0.75 kGy和3 kGy的劑量分別輻照藍莓，貯藏14 d其硬度下降從26.50%增加至47.50%。可見輻照劑量越大，果實軟化速度越快，與本試驗金絲絞瓜硬度和脆度的變化一致。這可能是果蔬中的果膠成分和其他細胞結構構成物質對輻照較敏感，導致細胞壁降解；對染病的絞瓜可能是細菌通過破壞細胞內(nèi)基質和減少中央液泡來降解糊狀室的子實體，導致部分細胞塌陷和膨壓損失[24]。

2.3 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜呼吸強度的影響

圖3 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜呼吸強度的影響Fig.3 Effects of different doseshigh energy electron beam irradiation on respiratory of spaghetti squash

果蔬采后呼吸作用越旺盛，果蔬品質下降越快，耐貯性越差。貯藏期間金絲絞瓜的呼吸強度呈逐漸升高趨勢，且輻照劑量越大，呼吸強度越大，上升速度越快（圖3）。在貯藏過程中，0.8 kGy輻照處理顯著提高了金絲絞瓜的呼吸強度；貯藏至30 d時，0.8 kGy輻照瓜的呼吸強度為對照瓜的1.77倍；貯藏30～90 d期間，其呼吸強度顯著高于對照瓜（p<0.05）；貯藏至90 d時其呼吸強度高達15.31 mg/(kg·h)，對照瓜僅為5.57 mg/(kg·h)，二者差異極顯著（p<0.01）。而0.4 kGy和0.6 kGy輻照瓜的呼吸強度在0～90 d內(nèi)略高于對照瓜，差異不顯著（p>0.05），0.4 kGy和0.6 kGy輻照后金絲絞瓜的呼吸強度在120 d和105 d分別為17.85和22.05 mg/(kg·h)，是對照瓜呼吸強度的3.31和2.84倍。其他新鮮農(nóng)產(chǎn)品例如西蘭花、萵苣、芒果和藍莓等，經(jīng)電子束輻照后均提高了其呼吸強度，與本試驗研究結果一致[5,8,25,26]?？赡苁歉邉┝枯椪論p傷了金絲絞瓜的組織細胞，且輻照產(chǎn)生大量自由基刺激了絞瓜的呼吸作用，導致呼吸強度逐漸升高[27]。

2.4 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜可滴定酸含量的影響

圖4 不同劑量高能電子束輻照對瓜瓤（a）、瓜絲（b）和瓜皮（c）中可滴定酸含量的影響Fig.4 Effects of different doseshigh energy electron beam irradiation on titratable acidcontent of flesh (a), silk (b) and skin (c) of spaghetti squash

不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜不同部位可滴定酸含量的影響見圖4，金絲絞瓜不同部位的可滴定酸含量均呈先上升后下降再上升的趨勢，且各部位可滴定酸含量大小的順序為瓜瓤>瓜皮>瓜絲。貯藏前60 d內(nèi)各輻照瓜不同部位的可滴定酸含量均低于對照瓜，對照瓜瓜瓤、瓜絲和瓜皮在60 d時含量均最高，含量分別為0.20%、0.10%和0.15%，顯著高于輻照瓜各部位的可滴定酸含量（p<0.05）；而60～120 d內(nèi)輻照瓜與對照瓜均無顯著差異（p>0.05）?？梢?～60 d內(nèi)，0.4 kGy、0.6 kGy和0.8 kGy劑量的電子束輻照可延緩金絲絞瓜可滴定酸含量的上升，對保持金絲絞瓜原有風味具有重要作用；貯藏60～90 d內(nèi)，有機酸作為新陳代謝的基質被消耗，因此金絲絞瓜各部位可滴定酸含量呈下降趨勢，與其呼吸強度快速上升密切相關[27,28]；貯藏90～135 d內(nèi)金絲絞瓜衰老速度加快，各部位品質變差，瓜瓤、瓜絲逐漸變粘、變酸，因此可滴定酸含量又呈上升趨勢。同時發(fā)現(xiàn)金絲絞瓜不同部位不同劑量輻照瓜之間的可滴定酸含量并無差異（p>0.05），可見可滴定酸含量不受輻照劑量的影響，其他新鮮農(nóng)產(chǎn)品例如柑桔、葡萄和檸檬可滴定酸含量也不受電子束照射劑量影響，與本試驗的研究結果一致[29-31]。

2.5 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜Vc含量的影響

圖5 不同劑量高能電子束輻照對瓜瓤（a）、瓜絲（b）和瓜皮（c）中VC含量的影響Fig.5 Effects of different doseshigh energy electron beam irradiation on Vc content of flesh (a), silk (b) and skin (c) of spaghetti squash

不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜不同部位Vc含量的影響見圖5。在貯藏過程中，瓜瓤和瓜皮中Vc含量均呈先上升后下降趨勢，瓜絲中Vc含量呈逐漸下降趨勢。0.4 kGy、0.6 kGy和0.8 kGy輻照后的瓜瓤分別在75 d、60 d和15 d Vc含量最高，含量分別為25.42、19.99和25.26 mg/100 g，與對照瓜相比，0.4 kGy和0.6 kGy輻照后可延遲瓜瓤中Vc最高含量的出現(xiàn)，而0.8 kGy輻照瓜瓜瓤與之相反，原因是金絲絞瓜受到高水平的應激性損傷，暴露于電離輻射導致瓜瓤中Vc含量顯著增加。貯藏0～60 d內(nèi)，輻照瓜瓜皮中Vc含量均顯著高于對照瓜，且0.4 kGy輻照瓜瓜皮在60 d時含量為26.21 mg/100 g，顯著高于其他輻照組瓜皮中Vc的含量（p<0.05）；貯藏60～120 d內(nèi)略低于對照瓜，但差異不顯著，說明0.4 kGy、0.6 kGy和0.8 kGy的輻照劑量對貯藏期間瓜皮的Vc含量有一定的保持作用，但劑量過大可加劇Vc的降解[32]。貯藏期內(nèi)輻照瓜和對照瓜瓜絲中Vc含量并無顯著差異（p>0.05），說明電子束輻照對瓜絲中Vc含量影響較小[33]。同時各輻照瓜之間的瓜瓤、瓜皮和瓜絲中Vc含量均無顯著差異（p>0.05），說明金絲絞瓜各部位中Vc含量不受輻照劑量的影響。這與Gomes C等人[25]用1～3 kGy電子束輻照西蘭花，發(fā)現(xiàn)輻照與未輻照西蘭花的Vc含量差異不顯著的研究結果一致。

2.6 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜POD活性的影響

圖6 不同劑量高能電子束輻照對瓜瓤（a）、瓜絲（b）和瓜皮（c）中POD含量的影響Fig.6 Effects of different doseshigh energy electron beam irradiation on POD activity of flesh (a), silk (b) and skin (c) of spaghetti squash

POD是果蔬體內(nèi)普遍存在的一種重要的氧化還原酶，對維護細胞膜系統(tǒng)穩(wěn)定、延緩細胞衰老具有重要作用。金絲絞瓜經(jīng)電子束輻照后積累的自由基較多，激活了細胞保護酶體系，為了消除這些自由基，導致絞瓜體內(nèi)POD活性升高，故在貯藏過程中不同劑量輻照瓜POD活性均高于對照瓜，且瓜皮中的POD活性顯著高于瓜瓤和瓜絲（p<0.05）（圖6）。貯藏期間輻照瓜和對照瓜瓜瓤的POD活性呈先上升后下降的趨勢。0.4和0.6 kGy輻照處理將POD活性高峰延遲15 d，而0.8 kGy輻照瓜與對照瓜瓜瓤均于第45 d出現(xiàn)活性高峰，且輻照瓜是對照瓜的1.36倍。貯藏0～60 d內(nèi)，0.4 kGy和0.6 kGy輻照瓜瓜瓤的POD活性均顯著低于對照瓜（p<0.05），60～120 d內(nèi)均呈下降趨勢且差異不顯著。0.4 kGy和0.6 kGy輻照瓜瓜絲分別在45 d和60 d出現(xiàn)了顯著高于其他輻照組的峰值（p<0.05）；而0.8 kGy輻照瓜瓜絲POD活性略高于對照瓜，但差異不顯著（p>0.05）。0.6 kGy輻照瓜瓜絲的POD活性比其他兩個輻照組延遲15 d達到峰值，且峰值為34.51 U/g，分別是0.4、0.8 kGy輻照組和對照組的2.13倍、5.53倍和7.36倍。說明適當?shù)妮椪湛商岣呓鸾z絞瓜的抗性。瓜皮的POD活性呈先上升后下降再上升的趨勢，輻照處理激活了瓜皮細胞保護酶體系，機體內(nèi)出現(xiàn)了清除自由基和過氧化物的抗逆反應，導致貯藏過程中POD活性增強[19]，且0.4 kGy輻照瓜與其他兩個輻照組相比，活性高峰推遲了30 d；隨著貯藏時間的延長，輻照分解產(chǎn)物與瓜皮內(nèi)產(chǎn)生的自由基發(fā)生了交聯(lián)反應，從而抑制了POD的活性；貯藏后期，果蔬營養(yǎng)物質損耗嚴重，細胞衰老速度加快，POD又呈上升趨勢。綜上所述，高能電子束輻照金絲絞瓜可誘導POD活性增加，同時0.8 kGy輻照可促使瓜瓤和瓜皮活性高峰提前出現(xiàn)，金絲絞瓜抗性能力提前產(chǎn)生；而0.4 kGy輻照推遲金絲絞瓜各部位POD活性高峰的出現(xiàn)，使金絲絞瓜在貯藏中期的抗衰老能力增強。這與黃天姿等人[34]研究發(fā)現(xiàn)采用0.4 kGy劑量輻照人工接種灰葡萄孢霉的海沃德獼猴桃，POD活性較其他輻照組高且活性高峰出現(xiàn)早，與本試驗研究結果一致。

2.7 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜丙二醛含量的影響

圖7 不同劑量高能電子束輻照對瓜瓤（a）、瓜絲（b）和瓜皮（c）中丙二醛含量的影響Fig.7 Effects of different doseshigh energy electron beam irradiation on MDA content of flesh (a), silk (b) and skin (c) of spaghetti squash

丙二醛的積累會對果蔬細胞質膜和細胞器造成損傷[35,36]，不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜不同部位丙二醛含量的影響見圖7。隨著貯藏時間延長，金絲絞瓜不同部位丙二醛含量均呈上升趨勢，說明膜脂過氧化作用加強，細胞膜傷害程度加劇，絞瓜不斷衰老。瓜瓤中丙二醛含量顯著高于瓜絲和瓜皮（p<0.05），瓜絲和瓜皮中丙二醛含量差異不顯著（p>0.05）。貯藏過程中各輻照瓜POD活性均高于對照瓜，一定程度抑制了膜脂過氧化作用，因此0～30 d內(nèi)瓜絲和瓜皮中丙二醛含量均低于對照瓜，但差異不顯著（p>0.05）；而輻照瓜瓜瓤貯藏第15 d時的丙二醛含量顯著高于對照瓜瓜瓤，0.4 kGy輻照瓜瓜瓤分別是0.6、0.8 kGy輻照組和對照組的1.32倍、1.45倍和1.92倍。貯藏75 d～120 d內(nèi)0.6和0.8 kGy輻照處理使金絲絞瓜各部位的丙二醛含量均上升，且顯著高于對照瓜（p<0.05），而0.4 kGy輻照瓜與對照瓜各部位的丙二醛含量無顯著差異。表明輻照處理對金絲絞瓜產(chǎn)生了一定程度的損失。Duan Z F等[24]的研究證明，輻照蘑菇的MDA含量顯著低于對照蘑菇（p<0.05），認為輻照可有效防止貯藏過程中丙二醛的積累，與本試驗研究結果相反，原因是合適的輻照劑量可減少輻照對果蔬的損傷，貯藏過程中果蔬產(chǎn)生的丙二醛少。因此本試驗的3個輻照劑量對金絲絞瓜均過高，其腐爛和衰老癥狀大量出現(xiàn)，絞瓜內(nèi)部結構破壞，其中瓜瓤破壞最嚴重。

2.8 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜PPO活性的影響

PPO是果蔬機體酚類代謝的關鍵酶，能催化多種酚類物質氧化形成醌類化合物，進而引起果蔬組織褐變[37]。不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜貯藏過程中PPO活性的影響見圖8，高劑量輻照會破壞金絲絞瓜的細胞結構，激活潛在的PPO，故輻照瓜不同部位的PPO活性均呈先上升后下降的趨勢，且瓜絲的PPO活性顯著高于瓜瓤和瓜皮（p<0.05）。0～60 d內(nèi)瓜瓤中的PPO活性逐漸增強，僅0.8 kGy輻照瓜的瓜瓤顯著高于對照瓜（p<0.05），其他輻照瓜均與對照瓜無顯著差異。貯藏第60 d時，輻照瓜和對照瓜瓜瓤出現(xiàn)PPO活性高峰，0.4、0.8 kGy輻照瓜和對照瓜分別是0.6 kGy的2.29倍、2.23倍和2.80倍。說明適當?shù)碾娮邮椪諘g化絞瓜貯藏過程中的PPO活性，抑制果蔬褐變。輻照瓜瓜絲的PPO活性在0～30 d內(nèi)迅速上升，顯著高于對照瓜（p<0.05），且輻照劑量越大，PPO活性越高。貯藏至60 d時，0.8 kGy輻照瓜瓜絲的PPO活性為0.03 U/(g·min)，是0.4、0.6 kGy輻照瓜和對照瓜的1.82倍、2.23倍和1.56倍。此時瓜絲進入衰老的起點，PPO活性大幅下降，并在75 d～120 d內(nèi)PPO活性較低。0～60 d內(nèi)各劑量輻照瓜瓜皮中的PPO活性均顯著高于對照瓜（p<0.05），但60 d～120 d內(nèi)各劑量輻照瓜PPO活性與對照瓜并無顯著差異（p>0.05）。王秋芳[19]等的研究結果表明輻照劑量小于1 kGy可顯著鈍化貯藏過程中葡萄的PPO活性，1.5 kGy處理顯著提高其PPO活性，使其升高至48.00 U/(g·min)，此結果充分說明本研究所選劑量不是金絲絞瓜貯藏保鮮的合適劑量，未能有效抑制金絲絞瓜的PPO活性。

圖8 不同劑量高能電子束輻照對瓜瓤（a）、瓜絲（b）和瓜皮（c）中PPO活性的影響Fig.8 Effects of different doses high energy electron beam irradiation on PPOactivity of flesh (a), silk (b) and skin (c) of spaghetti squash

2.9 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜GLU活性的影響

果蔬中的GLU能將真菌細胞壁的主要成分多聚糖水解為糊精或寡聚糖，從而抑制真菌的生長繁殖并減弱其侵染能力[38]。不同劑量高能電子束對金絲絞瓜貯藏過程中GLU活性的影響見圖9。0.4 kGy電子束輻照4次，因輻照劑量偏大，絞瓜衰老加速，微生物易侵染，導致腐爛現(xiàn)象嚴重，因此貯藏過程中輻照瓜的瓜絲和瓜皮中的GLU活性均極顯著高于對照瓜（p<0.01）。與其他兩個輻照組相比，0.4 kGy輻照可將瓜絲中的GLU活性高峰推遲15 d，將瓜皮中的GLU活性高峰提前30 d，可見同一輻照劑量對金絲絞瓜不同部位的影響不同。

圖9 不同劑量高能電子束輻照對瓜瓤（a）、瓜絲（b）和瓜皮（c）中GLU活性的影響Fig.9 Effects of different doses electron high energy beam irradiation on GLU activity of flesh (a), silk (b) and skin (c) of spaghetti squash

此外輻照瓜的瓜絲和瓜皮的GLU活性在貯藏過程中均呈先上升后下降的趨勢，經(jīng)偏大劑量的電子束輻照后，絞瓜細胞受到傷害，貯藏0～60 d內(nèi)GLU活性提高；貯藏60～120 d內(nèi)金絲絞瓜進入衰老狀態(tài)，對不良外界刺激的抗性能力減弱，GLU活性也降低。瓜瓤的GLU活性在貯藏期間逐漸降低，其中0.8 kGy輻照瓜的GLU活性顯著高于其他兩個輻照組和對照組（p<0.05）。0.4和0.6 kGy輻照瓜瓜瓤的GLU活性與對照瓜無顯著差異（p>0.05）?？赡芄先课挥诮鸾z絞瓜的中心部位，0.4和0.6 kGy輻照對其影響的電離輻照劑量小，因此與對照瓜無顯著差異；而0.8 kGy的輻照劑量破壞了瓜瓤的細胞結構，增強其抗逆反應，因此在貯藏15～60 d內(nèi)GLU活性較高。黃天姿[34]等的研究結果表明，電子束輻照可改變獼猴桃果實組織的生化特性，誘導GLU等抗性酶活增強，增強果實抗病性，與本文瓜絲和瓜皮中GLU的變化結果一致。

2.10 不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜總酚含量的影響

酚類物質與果蔬品質、風味、色澤、成熟衰老進程、抗逆性和抗病代謝等作用密切相關[17]。圖10為不同劑量高能電子束輻照對金絲絞瓜總酚含量的影響，瓜瓤中總酚含量顯著高于瓜皮和瓜絲（p<0.05），且瓜絲中總酚含量最低，因此金絲絞瓜不同部位的抗病能力大小為瓜瓤>瓜皮>瓜絲。在貯藏過程中，瓜瓤和瓜絲中總酚含量呈逐漸上升的趨勢，瓜皮中總酚含量呈先下降后上升的趨勢。原因是電子束輻照增加了金絲絞瓜中苯丙氨酸解氨酶的活性，促進酚類物質合成，因此瓜瓤和瓜絲中的總酚含量呈上升趨勢，同時輻照會顯著提高瓜皮的POD活性，POD能催化酚類物質的氧化和聚合，因此0～30 d的內(nèi)瓜皮的總酚含量呈下降趨勢，與圖6輻照瓜瓜皮的POD活性變化結果一致。貯藏30～45 d期間，瓜絲褐變反應加劇，酚類物質被消耗，因此瓜絲中的總酚含量呈下降趨勢。貯藏45d～135 d期間，絞瓜逐漸衰老，PPO活性下降，褐變反應減緩，總酚逐漸積累，呈上升趨勢，與圖8中PPO活性變化結果一致。同時貯藏第30 d時，0.4和0.6 kGy輻照瓜瓜瓤總酚含量為31.78和32.38 U/g，顯著高于對照瓜和0.8 kGy瓜瓤的多酚含量27.95和27.93 U/g；0.4、0.6和0.8 kGy輻照瓜瓜絲多酚含量分別為22.26、18.79和19.05 U/g，顯著高于對照瓜瓜絲的多酚含量15.71 U/g；而輻照瓜瓜皮在45～75 d內(nèi)顯著高于對照瓜瓜皮（p<0.05）?？赡苁禽椛涞膽し磻獙е录毎Y構發(fā)生了改變，增強了酶和底物之間的接觸并促進了酚類化合物的提取和滲透，導致酚類化合物積累，含量高于對照瓜[39]。有學者用γ射線輻照柑桔，研究發(fā)現(xiàn)輻照后的柑桔多酚含量增大，且高劑量組多酚含量最大。與本試驗輻照瓜多酚含量高于對照瓜結果一致，但0.8 kGy輻照瓜各部位的多酚含量低于0.4和0.6 kGy，這可能與果蔬種類及總酚組成等因素有關[40]。

圖10 不同劑量高能電子束輻照對瓜瓤（a）、瓜絲（b）和瓜皮（c）中總酚含量的影響Fig.10 Effects of different doses high energy electron beam irradiation on total phenolic content of flesh (a), silk (b) and skin (c) of spaghetti squash

3 結論

3.1 本試驗研究了0.4、0.6和0.8 kGy不同劑量高能電子束輻照金絲絞瓜4個面對其貯藏過程中品質和生理特性的影響。證實了輻照處理對金絲絞瓜品質具有積極和消極兩方面的影響。金絲絞瓜的可滴定酸和Vc含量并不受輻照劑量的影響，從而更好地維持絞瓜的Vc含量，間接改善了金絲絞瓜的品質。但該輻照處理在一定程度上破壞了成熟金絲絞瓜的組織細胞，加強絞瓜呼吸作用，增加絞瓜不同部位營養(yǎng)物質消耗；破壞細胞膜完整性，丙二醛積累較多，加速金絲絞瓜的軟化和衰老進程，使其硬度、脆度和水分含量降低，口感和風味品質下降；同時金絲絞瓜機體防御能力下降，絞瓜腐爛率上升，對金絲絞瓜品質造成一定程度的損害。

3.2 目前國內(nèi)外暫未有金絲絞瓜高能電子束處理和冷藏的文獻報道，本研究選擇的電子束輻照劑量是促進金絲絞瓜成熟的劑量，對金絲絞瓜因氣候原因，不能正常成熟時，為按時供應市場，且達到最佳食用品質，有積極的催熟效果，但高能電子束輻照在金絲絞瓜貯藏保鮮工作中的有效劑量仍需進一步研究，目前已采用0.3 kGy、0.4kGy和0.5 kGy輻照金絲絞瓜兩個不同的面，以研究其在冷藏過程中的保鮮效果，具體研究結果見下篇文章報道。根據(jù)研究結果后續(xù)也可采用0.1 kGy、0.2 kGy和0.3 kGy輻照金絲絞瓜4個不同的面，或使用本試驗所用輻照劑量且輻照次數(shù)減少為2次，其目的是得出金絲絞瓜保鮮的適宜高能電子束輻照劑量，為高能電子束輻照技術在金絲絞瓜采后貯藏過程中品質調控提供理論依據(jù)。同時感謝泗縣虹城航天科技農(nóng)業(yè)發(fā)展有限公司對本研究的支持，合適劑量的高能電子束輻照對金絲絞瓜的貯藏保鮮有利，并對金絲絞瓜產(chǎn)業(yè)鏈增值有重要的實踐意義。