輻照處理延長鮮切黃瓜貨架期的效果研究

徐欣欣　張艾青　宿志民　張　慧　張　娜

輻照處理延長鮮切黃瓜貨架期的效果研究

徐欣欣張艾青宿志民張慧張娜

（山東畜牧獸醫(yī)職業(yè)學(xué)院山東濰坊261061）

文章通過試驗(yàn)研究不同劑量高能電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜貨架期品質(zhì)的影響，分別采用0.5 kGy和1.0 kGy劑量的電子束處理黃瓜鮮切片，在貨架期期間測定產(chǎn)品品質(zhì)變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：高能電子束輻照鮮切黃瓜能保持其較好的硬度和較好的感官品質(zhì)，有效減緩細(xì)胞膜透性增大速率，減小細(xì)胞呼吸強(qiáng)度，減慢過氧化物酶（POD）活性降低速度，降低丙二醛（MDA）含量，從而推遲產(chǎn)品品質(zhì)的劣變，使產(chǎn)品在貨架期中保持優(yōu)良品質(zhì)，并且1.0 kGy輻照處理保鮮效果較0.5 kGy好。

鮮切黃瓜；輻照；延長；貨架期；效果

鮮切果蔬（fresh-cut fruits and vegetables）又稱最少加工果蔬、半加工果蔬或輕加工果蔬，是以新鮮果蔬為原料，經(jīng)洗滌、去表皮、切分、修整、包裝等步驟，再經(jīng)冷鏈保鮮運(yùn)送至商場冷藏柜售賣的水果蔬菜制品，可供消費(fèi)者即食或餐飲行業(yè)加工使用[1]。它保持了新鮮果蔬的優(yōu)良品質(zhì)，可以滿足人們對(duì)食品新鮮、營養(yǎng)、方便、安全的需求。

鮮切黃瓜是鮮切果蔬的主要品種之一，隨著我國鮮切產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，鮮切黃瓜的生產(chǎn)與消費(fèi)量也必將進(jìn)入一個(gè)快速發(fā)展的階段。然而鮮切果蔬因經(jīng)過清洗、去皮、切分等處理，產(chǎn)品的品質(zhì)下降快、生理生化代謝加劇、易受微生物侵染[2]，貨架壽命縮短。

輻照是電子經(jīng)過加速器的加速之后產(chǎn)生很高的速度及能量[3]，照射到食品外表面之后使其內(nèi)部產(chǎn)生了一系列的化學(xué)和生物效應(yīng)，能殺滅致病微生物和其他細(xì)菌，并能抑制新鮮果蔬的生理和生化過程，從而能達(dá)到保鮮的目的[4]。大量試驗(yàn)結(jié)果表明，輻照在消滅食品中腐敗微生物和致病細(xì)菌污染等方面具有獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢和明顯效果[5]。

本試驗(yàn)研究了不同劑量電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜貯藏品質(zhì)、生理生化反應(yīng)、代謝酶類的影響，從而探究高能電子束延長產(chǎn)品貨架期的機(jī)理，旨在進(jìn)行理論研究并為實(shí)際生產(chǎn)提供技術(shù)上的支持。

1 材料與方法

2021年3月22日在濰坊佳樂家超市采購黃瓜，采購的黃瓜無機(jī)械損傷、無蟲蛀、無病斑，色澤均勻、大小一致、成熟度相同，平均長度26 cm，平均直徑3.7 cm。購買后儲(chǔ)存于常溫室中，24 h內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。

試驗(yàn)采用電子束輻照處理鮮切黃瓜。鮮切用具先采用高壓蒸汽滅菌，鮮切之前將黃瓜于100 ppm次氯酸鈉溶液中浸泡5 min，然后切成3 mm～5 mm的薄片。將黃瓜片置于濃度50 ppm的次氯酸鈉溶液浸泡5 min，用紗布擦干后用聚乙烯袋真空包裝，之后放入包裝箱底部呈單層擺放，用高能電子束輻照處理（如表1），待處理后將帶包裝的黃瓜片于4 ℃下進(jìn)行貯藏。分別在貯藏的第0、3、6、9天對(duì)黃瓜片的硬度、呼吸速率、電導(dǎo)率、POD、MDA進(jìn)行測定，并進(jìn)行感官評(píng)定。

表1高能電子束照射處理劑量

實(shí)驗(yàn)組照射劑量/kGy 對(duì)照0 實(shí)驗(yàn)組一0.5 實(shí)驗(yàn)組二1.0

1.1 感官評(píng)價(jià)

各組隨機(jī)拿出10片黃瓜片，按評(píng)分規(guī)則進(jìn)行感官評(píng)價(jià)?？傎|(zhì)量評(píng)分：9為極好，7為好，5為一般，3為較差，1為完全劣變。風(fēng)味的評(píng)分：9為好，7為一般，5為較差，3為極差，1為無法食用。腐爛程度評(píng)分：9為未腐爛，7為腐爛面積＜5%，；5為腐爛面積5%～20%，3為腐爛面積20%～50%。

1.2 硬度測定

硬度選用TA-XT2i物性測試儀測定，每組處理隨機(jī)取出15片黃瓜片。測試儀設(shè)置如下：

（1）測量模式：TPA。

（2）測量參數(shù)：Pretestspeed 1.0 mm/s，Testspeed 0.5 mm/s，Posttestspeed 1.0 mm/s，Distance 1.0 mm，Time 3.0 Sec。

（3）探頭：P5（直徑5 mm）。

測量位置為黃瓜切片的外圍，每個(gè)樣品重復(fù)3次，取平均值。

1.3 呼吸速率測定

取一袋黃瓜片，將CO2測定儀針頭插入袋中，點(diǎn)擊測量按鈕，待顯示讀數(shù)時(shí)記錄結(jié)果。

1.4 電導(dǎo)率測定

取直徑1 cm黃瓜果肉圓片，用50 mL去離子水沖洗，吸干水分，放入盛有15 mL去離子水的具塞試管中，用真空泵抽氣20 min，然后25 ℃保溫1 h后，測定初電導(dǎo)值（1）以及所用去離子水的電導(dǎo)（0）。測畢，置于沸水浴中10 min，取出后在25 ℃水浴中平衡10 min，搖勻，測終電導(dǎo)（2）。

相對(duì)電導(dǎo)率（L）/%=[(1－0)/(2－0)]×100

1.5 過氧化物酶（POD）活性測定

取黃瓜片2.5 g，加入10 mL磷酸緩沖溶液研磨，4 800 r/min低溫離心15 min，收集上清液備用。酶活性測定的反應(yīng)體系包括1 mL緩沖溶液、1.0 mL 0.05 mol/L愈創(chuàng)木酚、1 mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)2%的H2O2和0.6 mL酶液，樣品體積1 mL，反應(yīng)時(shí)間1 min。于470 nm波長下測定其吸光值，以緩沖溶液作為對(duì)照，以每分鐘內(nèi)吸光值變化0.01為1個(gè)酶活力單位（U）[5]。

1.6 丙二醛（MDA）含量測定

取黃瓜片0.4 g，在4 mL10%三氯乙酸中充分研磨，經(jīng)10 000 g離心15 min后，取上清液與等體積的0.6%硫代巴比妥酸混合，95 ℃加熱30 min后立即冰浴冷卻，經(jīng)10 000 g離心10 min后取上清液，分別在450 nm、532 nm和600 nm處測定吸光度，計(jì)算黃瓜片的丙二醛含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜貯藏品質(zhì)的影響

2.1.1 電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜硬度的影響

輻照對(duì)鮮切果蔬品質(zhì)造成的不良影響主要表現(xiàn)在組織軟化、系統(tǒng)傷害和風(fēng)味改變?nèi)齻€(gè)方面，其中最顯著的是對(duì)硬度的改變。經(jīng)電子束輻照處理的鮮切黃瓜在4 ℃貯藏過程中硬度的變化情況如圖1所示，由第0天的結(jié)果可以看出，經(jīng)過電子束輻照處理的鮮切黃瓜與對(duì)照相比硬度均有所下降，這可能是輻照導(dǎo)致的果膠類物質(zhì)的分解所致。然而至貯藏第6天，1 kGy和0.5 kGy處理組的鮮切黃瓜硬度明顯高于對(duì)照，表明1 kGy和0.5 kGy輻照處理有效地延緩了鮮切黃瓜硬度的降低，這可能是由于1 kGy和0.5 kGy輻照處理對(duì)鮮切黃瓜的傷害較小且對(duì)其呼吸作用起到了有效地抑制，從而延緩了其組織的衰老軟化。

圖1　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中硬度的變化

2.1.2 電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜感官品質(zhì)的影響

鮮切黃瓜經(jīng)電子束輻照后的感官品質(zhì)如圖2、3所示。由圖2可以看出，貯藏至第9天時(shí)，對(duì)照組品質(zhì)發(fā)生了明顯劣變，而0.5 kGy和1.0 kGy處理組依然有商品價(jià)值，感官指標(biāo)都優(yōu)于對(duì)照組。由圖3可以看出，電子束輻照能有效降低腐爛率，保持黃瓜的風(fēng)味品質(zhì)。

圖2　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中總體質(zhì)量的變化

圖3　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中腐敗情況變化

2.1.3 電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜呼吸強(qiáng)度的影響

貯藏過程中，鮮切果蔬的呼吸強(qiáng)度對(duì)產(chǎn)品貯藏品質(zhì)的好壞和貨架期的長短有直接影響，是指導(dǎo)貯藏的指標(biāo)之一。呼吸強(qiáng)度越大，新陳代謝越旺盛，貨架期越短；呼吸強(qiáng)度越小，新陳代謝越慢，貨架期則越長。由圖4可以看出，0.5 kGy和1.0 kGy電子束輻照處理能夠降低鮮切黃瓜的呼吸強(qiáng)度，其中1.0 kGy處理效果更顯著。

圖4　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中呼吸強(qiáng)度變化

綜合硬度、呼吸強(qiáng)度和感官評(píng)定的結(jié)果可以看出，0.5 kGy和1.0 kGy的電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜的貯藏品質(zhì)較為有利。電子束輻照處理過的鮮切黃瓜在貯藏過程中保持了較高的硬度以及較好的貯藏品質(zhì)，將鮮切黃瓜4 ℃下的貨架期由6天延長至9天。

2.2 電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜貨架期電導(dǎo)率的影響

果實(shí)在衰老、受到傷害時(shí)細(xì)胞膜的完整性受到破壞，透性增大，電導(dǎo)率變化能反映細(xì)胞膜受傷害程度[6]。鮮切黃瓜貨架期期間細(xì)胞膜透性變化如圖5所示。由圖5可以看出，貨架期期間鮮切黃瓜電導(dǎo)率大體表現(xiàn)為上升趨勢。貯藏第0天時(shí)，處理組的電導(dǎo)率值略高于對(duì)照組，主要是由于輻照在一定程度上破壞了細(xì)胞膜的完整性。但第3天之后對(duì)照組電導(dǎo)率急速上升并超過處理組。處理組在整個(gè)貯藏期間電導(dǎo)率變化相對(duì)平穩(wěn)，說明0.5 kGy和1.0 kGy電子束輻照處理在保持鮮切黃瓜細(xì)胞膜完整性方面具有顯著效果。

圖5　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中電導(dǎo)率變化

2.3 電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜POD活性的影響

鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中POD活性變化如圖6，從圖6可以看出，對(duì)照組POD活性開始呈升高趨勢，第3天達(dá)到最高（但低于輻照處理組），然后又明顯下降。0.5 kGy和1.0 kGy處理組POD活性總體變化平緩，且兩組活性相差不大，貯藏整個(gè)過程都高于對(duì)照組。

圖6　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中POD活性變化

植物代謝產(chǎn)生H2O2，H2O2累積會(huì)導(dǎo)致植物體發(fā)生破壞性氧化[7]。過氧化物酶（POD）能夠清除H2O2[8]，將H2O2分解成O2和H2O，使生物體免受H2O2的侵害。POD活性大小關(guān)系到生物體抗逆性強(qiáng)弱，對(duì)保持活性氧的代謝均衡，維護(hù)膜脂結(jié)構(gòu)，減緩蔬果衰老有相當(dāng)重要的作用。輻照處理能延緩POD活性降低速率，相比對(duì)照延長了鮮切黃瓜的貨架期。

2.4 電子束輻照對(duì)鮮切黃瓜MDA含量的影響

鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中MDA含量變化如圖7，由圖7可以看出，0.5 kGy和1.0 kGy處理組在整個(gè)貯藏期間MDA含量均低于對(duì)照組，且含量變化不大。對(duì)照組MDA含量呈增加趨勢，且第6天之后增加明顯，到第9天遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輻照處理組，0.5 kGy和1.0 kGy處理組相差不大。

圖7　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中MDA含量變化

MDA是膜脂的過氧化產(chǎn)物，它的積累會(huì)對(duì)膜結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響，其含量增加是植物體衰老的標(biāo)志[9]。電子束輻照處理鮮切黃瓜降低了MDA的含量，即降低了鮮切黃瓜的膜脂氧化程度，延長了貨架期。

3 討論

植物體在經(jīng)受病蟲害、條件脅迫等不良生存環(huán)境時(shí)，一般會(huì)通過激活或抑制某些代謝酶的合成來適應(yīng)不良環(huán)境[10]。有關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，POD、PPO、PAL等酶是植物體次生代謝的關(guān)鍵酶[11]，當(dāng)植物體處于不良環(huán)境時(shí)，受侵害組織部分活性氧激增，保護(hù)酶系統(tǒng)能有效清除活性氧，降低植物受害程度，表現(xiàn)為酶活力增加。

鮮切果蔬因經(jīng)過清洗、去皮、切分等處理，產(chǎn)品的品質(zhì)下降快、生理生化代謝加劇。本試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)輻照處理后，處理組相比對(duì)照組的POD活性明顯增加，這可能是因?yàn)镻OD是鮮切黃瓜防御體系中的關(guān)鍵酶。

4 結(jié)論

（1）鮮切黃瓜經(jīng)高能電子束輻照處理后，保持了較高的硬度和良好的風(fēng)味，腐爛率降低，總體感官評(píng)分升高。

（2）0.5 kGy和1.0 kGy電子束輻照能夠有效地減緩鮮切黃瓜貨架期過程中硬度、風(fēng)味、腐爛和POD活性的降低，將鮮切黃瓜4 ℃下的貨架期由6天延長至9天。相比較而言，1.0 kGy輻照處理對(duì)鮮切黃瓜的保鮮效果較好。

[1]黃光榮.切割果蔬保鮮[J].食品科技,2000(3):28-29,27.

[2]郝亞勤.鮮切果蔬商品化處理過程中的品質(zhì)變化及保鮮技術(shù)[J].廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)2009(5):133-134,152.

[3]哈益明.輻照食品及其安全性[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.

[4]顧可飛,趙志輝,高美須.電子束輻照技術(shù)在食品安全控制中的應(yīng)用[J].中國食物與營養(yǎng),2008,3:11-14.

[5]陳建勛,王曉峰.植物生理學(xué)試驗(yàn)指導(dǎo)[M].廣州:華南理工大學(xué)出版社,2002.

[6]劉少典,韓軍歧.鮮切蔬菜保鮮技術(shù)研究進(jìn)展[J].長江蔬菜(學(xué)術(shù)版),2009(8):4-7.

[7]QIN G Z,TIAN S P,LIU H B.Polyphenol Oxidase,Peroxidase and Phenylalanine Ammonium Lyase Induced in Postharvest Peach Fruits by Inoculation with Pichia membranefaciensor Rhizopus smlonifer[J].Agricultural Sciences in China 2002,1(12):1370-1375.

[8]李玉泉,宋占午,金祖蔭.朱砂葉螨危害初期豇豆幼苗葉片PPO?PAL及POD的研究[J].西北師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）,2003,39(3):61-64,67.

[9]施培新.食品輻照加工原理與技術(shù)[M].北京:中國農(nóng)業(yè)科技出版社,2004:281-282.

[10]強(qiáng)繼業(yè),留慶,徐海敏,等.食品輻照保藏進(jìn)展及展望[J].麗水師范?？茖W(xué)校學(xué)報(bào),2003,5(5):52-56.

[11]王振英,鄭堅(jiān).鹽脅迫下耐鹽與鹽敏感水稻的RAPD和POD同工酶檢測[J].應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào),2000,6(2):106-111.

TS255.1

A

2095-1205(2021)10-16-03

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.10.07