冰箱紫外殺菌技術對蔬菜貯藏效果的研究

宣萍 劉鵬 闞苗 張啟花

（1.安徽省產品質量監督檢驗研究院 安徽合肥 230051；2.合肥美菱股份有限公司 安徽合肥 230601）

冰箱紫外殺菌技術對蔬菜貯藏效果的研究

宣萍1劉鵬2闞苗2張啟花2

（1.安徽省產品質量監督檢驗研究院 安徽合肥 230051；2.合肥美菱股份有限公司 安徽合肥 230601）

本研究通過在冰箱里安裝紫外LED燈，利用風循環對冰箱冷藏室內的空氣進行殺菌，凈化了食品存儲環境。本文選取新鮮菠菜、韭菜在具有紫外殺菌模塊的冰箱中貯藏，通過葉綠素、Vc含量、可溶性蛋白的測定，驗證該研究對于蔬菜的保鮮效果。實驗表明，安裝有紫外殺菌模塊的冰箱能減緩菠菜和韭菜葉綠素含量的降低，減少量比貯藏在普通冰箱中的樣品低10.1%與9.4%；能減緩菠菜和韭菜的Vc的損耗，在貯藏期內是普通冰箱中的樣品的1.91倍與1.67倍；能減少菠菜和韭菜可溶性蛋白含量的降低，減少量比貯藏在普通冰箱中的樣品低13.2%與17.9%，較好地維持了菠菜、韭菜的貯藏品質。

紫外線；菠菜；韭菜；貯藏品質

1 引言

隨著經濟的發展和人們生活水平的不斷提高，冰箱已走進千家萬戶，成為日常生活不可缺少的家用電器。冰箱是人為制造低溫環境來保存食品的設備。早期的冰箱沒有抗菌和殺菌的功能，僅僅依靠低溫來保鮮食物，這種冰箱內的食品，尤其是冷藏室中的食品時間長了仍然會腐敗變質，這是因為在低溫環境下仍然有細菌存在。

新鮮果蔬含水量高，營養豐富，生長過程中易侵染病原微生物，因此，采收以后從田間到消費者餐桌的整個流通過程中，常由于腐爛、衰老變質等造成大量的損失。在發達國家，果蔬的產后損失率為1.7%~5%，而我國的損失率達20%~30%[1]。防止果蔬采后流通中損失的主要途徑是調節流通過程的溫度、濕度、氣體等環境條件，目前生產中還結合化學手段如化學殺菌劑的使用防止腐爛損失[2]。但殺菌劑殘留已被發現會對消費者的身體健康帶來潛在威脅，尤其對于兒童[3]。因此，新的保鮮技術和手段的研究受到科技人員的普遍重視。γ-射線（60Co或137Cs）輻照處理作為一種非熱物理殺菌技術，已被用

于果蔬的貯藏保鮮[4]。但由于γ-射線輻照裝置投資較高，需要高標準的安全防護設施，運行成本較高，而且離子輻射源存在一定的安全隱患，使其在果蔬保鮮的應用方面受到了很大的限制。與γ-射線相比，紫外線容易獲得（只需紫外線燈即可），無離子輻射源安全隱患，設備便宜，操作簡單，運行成本低，因此近年來紫外線在果蔬保鮮中的應用越來越受到人們的關注。

紫外線是太陽光線的一種，是電磁波譜中波長從10nm到400nm 輻射的總稱。依據紫外線自身波長的不同，可將紫外線分為長波紫外線（315~400nm，UV-A）、中波紫外線（280~315 nm，UV-B）、短波紫外線（200~280nm，UVC）、真空紫外線（100~200nm）。短波紫外線屬于可殺菌波段范圍，能殺死細菌和病毒[5]。波長200～280nm的短波紫外線能穿透微生物的細胞膜，破壞核酸（DNA）結構，在DNA分子中產生嘧啶二聚體，引發突變，使細胞遺傳物質的活性喪失，導致微生物失去繁殖能力或死亡。因此，短波紫外線目前被廣泛應用于醫療衛生、食品、水處理及一些工業領域的消毒殺菌。姜天甲等[6]研究了短波紫外線處理對香菇采后品質的影響，結果表明，香菇經短波紫外線處理后，較好地保持了感官品質和營養價值，延長了貯藏保鮮期。雷屈文等[7]研究了紫外線處理對鮮切菜品質的影響。結果表明，照射時間為30min，可有效控制鮮切豇豆中微生物的生長和繁殖，并能有效殺滅（甚至徹底清除）大腸桿菌，對真菌、乳酸菌、腸桿菌也有明顯的抑制作用；鮮切菜中亞硝酸鹽含量最低，Vc含量與其他處理相比保存最好，感官品質良好。

傳統產生短波紫外線的方法是使用低壓汞燈，其原理是通電時燈內產生一定強度的電場，使水銀蒸氣電離而產生紫外線。因存在一些弊端，逐漸被紫外LED燈取代。在冰箱中使用紫外LED燈，具有以下優點：①無熱輻射，紫外LED燈相對于紫外汞燈，屬于冷光源，在冰箱低溫環境中使用，不會影響溫度；②環保無污染，無重金屬泄露，無臭氧產生；③使用壽命長；④能耗低。

早前有冰箱廠家推出紫外殺菌冰箱，但是多選用紫外汞燈。也有選用紫外LED燈，但出于成本考慮都選擇長波紫外LED燈，滅菌效果甚微。本研究通過在冰箱里安裝短波長紫外LED燈，通過控制系統控制LED燈的工作狀態，利用風循環對冰箱冷藏室內的空氣進行殺菌，凈化了食品存儲環境。本文通過新鮮菠菜、韭菜的貯藏實驗，評價蔬菜在本項目研究成果的貯藏條件下的保鮮效果。

2 材料與方法

2.1 材料與儀器

新鮮菠菜、韭菜，購自農貿市場；普通冰箱、紫外殺菌冰箱；研缽；高速組織搗碎機；離心機；恒溫水浴鍋；分光光度計。

2.2 方法

將新鮮菠菜、韭菜分成兩等份，一份放置于普通冰箱的冷藏室中，一份放置于紫外殺菌冰箱冷藏室中，兩份放在兩臺冰箱中的相同位置，兩臺冰箱冷藏室溫度均設置為2℃，并于貯藏后的第0、1、3、5、7天取樣，進行保鮮效果評定。

2.2.1 葉綠素含量的測定

圖1 不同冰箱對菠菜葉綠素含量的影響

圖2 不同冰箱對韭菜葉綠素含量的影響

圖3 不同冰箱對菠菜Vc含量的影響

圖4 不同冰箱對韭菜Vc含量的影響

圖5 不同冰箱對菠菜可溶性蛋白含量的影響

圖6 不同冰箱對韭菜可溶性蛋白含量的影響

采用分光光度計法。均勻稱取菠菜、韭菜樣品5g于研缽中，加入少許玻璃砂（約0.5~1g），

充分研磨后倒入100ml容量瓶中，然后用丙酮分幾次洗滌研缽并倒入容量瓶中，用丙酮定容至100ml。充分振搖后，用濾紙過濾。取濾液用分光光度計于652nm波長下，測定其光密度。以95%丙酮做空白對照實驗。將測定記錄數據列表，分別計算菠菜、韭菜樣品組織中總葉綠素的含量。計算按式（1）：

式中：D——表示在所指定波長下，葉綠素提取液的光密度度數；

V——為葉綠素丙酮提取液的最終體積（ml）；

W——為所用果蔬組織鮮重（g）。

2.2.2 維生素C的測定

采用2,6-二氯靛酚滴定法，稱取樣品10g，加入2%草酸溶液少許，研碎；注入100mL容量瓶中，加2%草酸稀釋至刻度，用高嶺土脫色，過濾；吸取濾液20mL于三角瓶中，用已標定的2,6-二氯靛酚鈉鹽溶液滴定，至桃紅色15秒不褪為止，記下染料的用量（V）。吸取2%草酸溶液10mL，用染料作空白滴定記下用量（V1）。計算按式（2）：

式中：W——100克樣品含的抗壞血酸毫克數（mg/100g）；

V——滴定樣品所用的染料毫升數（mL）；

V1——空白滴定所用的染料毫升數（mL）；

A——1毫升染料溶液相當的抗壞血酸毫克數（mg/mL）；

B——滴定時吸取的樣品溶液毫升數（mL）；

b——樣品液稀釋后毫升數（mL）；

a——樣品質量（g）。

2.2.3 可溶性蛋白的測定

采用考馬斯亮藍法，稱取鮮樣0.5g，加入2ml蒸餾水研磨，磨成勻漿后用6ml蒸餾水沖洗研缽，洗滌液收集在同一離心管中，在4000r/min下離心10min，棄去沉淀，上清液轉入容量瓶，以蒸餾水定容至10ml，搖勻后待測。吸取樣品提取液0.1ml，放入具塞試管中（每個樣品重復2次），加入5ml考馬斯亮藍G-250溶液，充分混合，放置2min后在595nm下比色，測定吸光度，并通過標準曲線查得蛋白質含量。計算按式（3）。

式中：C——查的標準曲線值（μg）；

VT——提取液總體積（ml）；

WF——樣品鮮重（g）；

VS——測定時加樣量（ml）。

3 結果與分析

3.1 不同冰箱對菠菜、韭菜葉綠素含量的影響

影響結果見圖1、圖2。

由圖1、圖2可知，新鮮菠菜、韭菜在冰箱貯藏過程中伴隨著葉綠素的損失，儲存于紫外殺菌冰箱中的菠菜與韭菜的葉綠素含量下降的速率低于儲存于普通冰箱中的樣品。到存儲第7天，儲存于紫外殺菌冰箱中的樣品葉綠素含量分別下降了14.8、28.1%，而普通冰箱中的樣品葉綠素含量分別下降了24.9%、37.5%。由此可知紫外LED燈處理可以減少蔬菜貯藏過程中葉綠素的損失。

3.2 不同冰箱對菠菜、韭菜Vc含量的影響

影響結果見圖3、圖4。

從圖3、圖4可以看出，儲存于紫外殺菌冰箱和普通冰箱中菠菜與韭菜的Vc含量在貯藏過程中都呈下降趨勢。儲存7天后，紫外殺菌冰箱中的樣品Vc含量分別為0.21mg/g與0.1mg/g，是普通冰箱中樣品的1.91倍與1.67倍。說明紫外LED燈處理能夠有效地保持菠菜與韭菜葉片中Vc的含量，延緩貯藏期間的損失。

3.3 不同冰箱對菠菜、韭菜可溶性蛋白含量的影響

影響結果見圖5、圖6。

從圖5與圖6中可以看出，可溶性蛋白含量的變化表現出與葉綠素、Vc含量類似的變化，在貯藏期間隨著貯藏時間的延長，可溶性蛋白的含量逐漸減少。儲存于紫外殺菌冰箱中樣品可溶性蛋白含量下降了35.3%與28.8%，而普通冰箱中的樣品下降了48.5%與46.7%。由此可知，紫外LED燈處理可以減少蔬菜可溶性蛋白的損失。

4 結論

紫外LED燈照射處理之后，菠菜與韭菜的貯藏品質和營養成分得到了良好的保持。葉綠素含量的改變是葉片衰老的典型特征，伴隨葉片衰老，組織中的葉綠素含量明顯下降。本研究發現紫外線處理可以延緩菠菜與韭菜葉片中葉綠素含量的下降。由于在植物衰老和儲藏過程中，酶能引起葉綠素的分解破壞。紫外線照射可抑制酶類的活力，緩解葉綠素分解速率，提高了葉綠素的保存率。

由于蔬菜本身含有促使Vc氧化的酶，因而在貯藏過程中Vc會逐漸氧化減少，而減少的速率和貯藏條件有很大關系。加之Vc本身的不穩定性，致使Vc損失嚴重，而紫外線照射可抑制氧化酶的活力，緩解Vc的氧化速率，提高Vc的保存率。

同樣，蔬菜中可溶性蛋白質含量的變化也與酶類活動、呼吸強度有關，如過氧化物酶能分解破壞蛋白質，影響蔬菜的營養價值。因此紫外線照射抑制了酶類的活力，壓制蔬菜的呼吸強度，降低了可溶性蛋白等營養物質的消耗，延長了保質期。

由以上分析可知，紫外LED燈處理提高了菠菜與韭菜的貯藏品質以及延長其貨架期，同時也說明紫外線處理是極具開發潛力的冷殺菌技術，可以較好地應用于冰箱領域。

[1] 趙永飛. 果蔬保鮮大有可為[J]. 農家參謀，2004(4):25.

[2] 關文強，李淑芬. 天然植物提取物在果蔬保鮮中應用研究進展[J]. 農業工程學報,2006,22(7):200-204.

[3] Gonzalez-Aguilar G, Wang CY，Buta GJ. UV-C irradiation reduces breakdown and chilling injury of peaches during cold storage[J]. J Sci Food Agric,2004,84:415-422.

[4] 盧菲，南海娟，孫俊良等. 短波紫外線照射在果蔬和食用菌保鮮中的應用研究[J]. 食品工業科技，2013,34(22):355-357.

[5] Koutchma T N, Forney L J, Moraru C I. Ultraviolet light in food technology: Principles and applications [M]. NW, Suite, USA: CRC Press, Taylor & Francis Group, 2009.

[6] 姜天甲，陸仙英，蔣振暉等. 短波紫外線處理對香菇采后品質的影響[J]. 農業機械學報，2010,41(2):108-112.

[7] 雷屈文，王青，燕平梅等. 紫外線處理對鮮切菜品質的影響[J]. 農產品加工，2010(2)：75-78.

Research on fresh-keeping effect of ultraviolet sterilization in refrigerator

XUAN Ping1LIU Peng2KAN Miao2ZHANG Qihua2
（1.Anhui Province Product Quality Supervision And Inspection Institute Anhui 230051; 2. Hefei Meiling Co.,Ltd. Anhui 230601）

In this paper, ultraviolet LED was installed in the refrigerator, and the air in the fridge was sterilized and cleaned by wind circulation. To researching the effect of ultraviolet sterilization refrigerator on fresh-keeping of vegetable, this paper selected fresh spinach, leek in the ordinary refrigerator and the ultraviolet sterilization refrigerator and measured the content of chlorophyll, the content of Vc and the content of soluble protein. The results showed that the content of chlorophyll could be maintained, the decrement of chlorophyll in the ultraviolet sterilization refrigerator were 10.1% and 9.4% lower than that in the ordinary refrigerator in the storage time. Moreover, Vitamin C contents of spinach and leek could be maintained, which were 1.91 times and 1.67 times more than that in the ordinary refrigerator in the storage time. The content of soluble protein also could be maintained, the decrement of soluble protein in the ultraviolet sterilization refrigerator were 13.2% and 17.9% lower than that in the ordinary refrigerator. So this ultraviolet sterilization refrigerator maintained the fresh-keeping and storage quality of spinach and leek.

Ultraviolet; Spinach; Leek; Storage quality