γ-輻照對椪柑果實保鮮效果的影響

羅 夢 趙 博 陳 浩 黃 敏

(1. 延安大學西安創新學院土木工程學院，陜西 西安 710100；2. 西南科技大學生命科學與工程學院，四川 綿陽 621010；3. 輻照保藏四川省重點實驗室，四川 成都 610101)

中國柑橘資源豐富，以鮮銷為主，但柑橘果實成熟期集中，銷售是個難題。目前中國柑橘貯藏保鮮運輸技術較落后，不良環境條件引起的生理性病害、病理性病害、機械損傷及三者之間的協同因素，導致每年都有大量果實腐爛。特別是柑橘類果實在采后容易遭受青霉病和綠霉病的侵染[1-2]。目前，生產上主要采用化學殺菌劑[3]結合低溫[4]來減少柑橘果實的采后病害并延長其貯藏時間，達到保鮮的目的。但長期使用化學殺菌劑會使病原菌產生抗藥性，同時殘留的藥劑有害健康且污染環境。近年來，輻照作為一種先進的技術被廣泛應用于食品保鮮中[5-6]，特別在食品的進出口檢疫以及防止食品中食源性致病微生物污染方面，擁有巨大的應用潛力[7]。世界衛生組織認定，10 kGy以內的輻照對食品是安全的[8]。目前應用最為廣泛的是γ-射線，它具有極強的穿透力，能量大且均勻，幾乎不產生熱效應，樣品的原有特征可以最大限度地保留，輻照劑量可以調節，對微生物的致死效果極其顯著[9]。如用γ-射線處理番茄，可以抑制其呼吸作用、限制乙烯的產生、殺死病原微生物，并通過影響蛋白質及生物分子的結構引起相關酶活性發生變化[10]，從而起到貯藏保鮮的作用。

雖然γ-射線輻照已經被證明對多種果蔬具有保鮮作用[8]，但是在柑橘類水果保鮮上的應用報道很少。本課題組前期發現，柑橘類水果對γ-輻照比較敏感，過大的劑量容易造成果實傷害。常見的用于食品殺菌和各類果蔬保鮮的輻照劑量在1 kGy以上[8-10]，而1 kGy以上的γ-輻照會對柑橘類果實造成不同程度的傷害，導致果實表面產生斑點而腐爛。因此，將γ-輻照應用于柑橘類果實保鮮，精確的劑量控制是關鍵。本研究擬以四川地區的主產水果——椪柑為試材，通過測定不同劑量γ-輻照處理后的椪柑果實生理指標的變化，篩選出最適宜椪柑果實貯藏保鮮的輻照劑量，以期為椪柑果實探尋一條安全、高效、環保的保鮮途徑。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

椪柑：采自西南科技大學附近的一管理良好的果園，用兩剪法采摘，采摘順序為先下后上、由外向內，挑選果形均勻、無病蟲害、成熟度一致的椪柑果實；

2，6-二氯酚靛酚溶液、30%過氧化氫溶液、鄰苯二甲酸氫鉀、抗壞血酸：分析純，國藥集團化學試劑成都有限公司；

愈創木酚、硫代巴比妥酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇6000(PEG 6000)、聚乙二醇單辛基苯基醚(TritonX-100)：分析純，阿拉丁試劑(上海)有限公司。

1.2 試驗設備

電子天平：BSA224S型，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司；

紅外線CO2分析儀：GXH-3010H型，北京華云分析儀器有限公司；

紫外分光光度計：EU-2600A型，上海昂拉儀器有限公司；

高速冷凍離心機：5810R型，德國Eppendorf公司。

1.3 試驗方法

將椪柑果實在常溫下晾曬2 d，剔除傷果和病果，均勻地分為5組，其中一組為空白對照。然后運至中國工程物理研究院核物理與化學研究所輻照中心進行γ-射線輻照處理，在前期試驗的基礎上4個處理組的果實分別用劑量為0.25，0.50，0.75，1.00 kGy的γ-射線輻照。輻照結束后立即運回實驗室放置于陰涼處貯藏，整個試驗期間室內溫度在5～12 ℃，每隔5 d對椪柑果實進行生理指標的測定。

1.4 測定項目與方法

1.4.1 失重率 從每組樣品中選取大小外形相似的5個果實，標記編號。用電子天平稱重。每隔5 d取樣測定1次。

1.4.2 可溶性固形物含量 采用手持式折光儀測定。

1.4.3 可滴定酸含量 采用酸堿中和原理[11]28-30進行測定。

1.4.4 抗壞血酸含量 采用2，6-二氯酚靛酚滴定法[11]34-41。

1.4.5 呼吸強度 采用紅外線CO2分析儀測定[12]。

1.4.6 丙二醛含量 參照曹建康等[11]154-156的方法。

1.4.7 過氧化物酶活性 參照曹建康等[11]101-103的方法。

1.5 數據處理與分析

每組試驗分別設置3個重復，試驗數據取平均值，應用SPSS 17.0軟件對試驗數據進行顯著性分析，P<0.05表示顯著。文中插圖均用Origin 8.5軟件繪制。

2 結果與分析

2.1 對椪柑果實失重率的影響

由圖1可看出，在整個貯藏期間，所有處理椪柑果實的失重率均呈上升趨勢，這是由于果實自身的水分蒸騰作用以及呼吸消耗所導致的。在所有的處理中，相比于對照，0.25，0.50 kGy的γ-輻照處理均可以不同程度地降低椪柑果實的失重率，差異顯著(P<0.05)，可能是由于一定劑量的γ-輻照抑制了某些酶的活性，延緩了果實采后的生理代謝，使得營養物質的消耗速度變慢所致。其中當γ-輻照劑量為0.50 kGy時，椪柑的失重率最低。而當輻照劑量為1.00 kGy時，椪柑果實的失重率高于對照，在果實的表面可以看到紅褐色斑點，說明輻照劑量過高會對果實造成傷害，導致果皮產生傷口，加快水分蒸騰，從而使得失重率增大，不利于貯藏保鮮。

圖1 γ-輻照對椪柑果實失重率的影響

Figure 1 Effect of different doses ofγ-irradiation treatment on weight loss ratio of Ponkan fruit

2.2 對椪柑果實可溶性固形物含量的影響

從圖2可以看出，不同處理組椪柑果實的可溶性固形物含量在9.9%～11.0%。這與Mahmoud等[13]在研究γ-輻照處理蜜橘果實測得的可溶性固形物含量變化的范圍一致。在整個貯藏期間，5組果實的可溶性固形物含量均呈貯藏前期上升，貯藏后期逐漸下降的趨勢。這主要是由于在貯藏前期果實中的多糖以水解為主，導致可溶性固形物含量不斷增加[14]，而隨著貯藏時間的延長，呼吸作用不斷消耗糖類物質造成可溶性固形物含量不斷降低[15]。到貯藏后期，0.50，0.75 kGy處理組的可溶性固形物略高于其他各組處理，但是各組之間的差異不顯著(P>0.05)。這與Ornelaspaz等[16]的研究結果一致。

2.3 對椪柑果實可滴定酸含量的影響

由圖3可以看出，處理組和對照組果實的可滴定酸含量在整個貯藏期間都呈下降趨勢，其中貯藏前期下降速度較快，而貯藏中后期下降速度變慢。這與萬春鵬等[17]研究肉桂提取物對臍橙的保鮮效果時取得的結果一致。柑橘類果實中的可滴定酸主要有檸檬酸、蘋果酸和酒石酸等，其中以檸檬酸為主。而檸檬酸作為三羧酸循環的中間物可以參與呼吸代謝被消耗，隨著貯藏時間的延長含量逐漸減少。整體來看，一定劑量的γ-輻照可以有效地延緩椪柑果實中可滴定酸的分解，保持果實良好營養品質，特別是0.50 kGy輻照處理組的果實其可滴定酸含量在整個貯藏中后期均高于對照，差異顯著(P<0.05)。而過高劑量的γ-輻照則不利于果實有機酸的保存。

圖2 γ-輻照對椪柑果實可溶性固形物含量的影響

Figure 2 Effect of different doses ofγ-irradiation treatment on soluble solid content of Ponkan fruit

圖3 γ-輻照對椪柑果實可滴定酸含量變化的影響

Figure 3 Effect of different doses ofγ-irradiation treatment on titratable acid content of Ponkan fruit

2.4 對椪柑果實抗壞血酸含量的影響

從圖4可以看出，各處理的抗壞血酸含量隨著貯藏時間的延長而下降，這主要是由于隨著貯藏時間的延長，抗壞血酸被氧化而逐漸減少。其中0.25，0.50 kGy兩個輻照處理組的果實抗壞血酸含量在整個貯藏期間明顯高于對照組，差異顯著(P<0.05)。而1.00 kGy輻照組果實抗壞血酸含量在貯藏后期甚至低于對照組，可見過高劑量的γ-輻照對椪柑果實抗壞血酸的保存是不利的。綜合分析，0.50 kGy劑量的γ-輻照可以有效延緩椪柑果實抗壞血酸在貯藏期間的降解，有利于保持其品質。

圖4 γ-輻照對椪柑果實抗壞血酸含量變化的影響

Figure 4 Effect of different doses ofγ-irradiation treatment on ascorbic acid content of Ponkan fruit

2.5 對椪柑果實呼吸強度的影響

由圖5可看出，幾乎所有γ-輻照處理以及對照果實的呼吸強度在貯藏期間總體上均呈下降趨勢，說明椪柑是典型的非躍變型果實。其中1.00 kGy輻照組果實的呼吸強度在貯藏前期略有上升，可能是輻照劑量過高對果實造成傷害，形成了傷呼吸而導致。而其他各組輻照處理均能不同程度的降低果實的呼吸強度，其中0.50 kGy處理組抑制呼吸的效果最好，可能是因為果蔬經過一定劑量的γ-輻照后，和呼吸相關的酶活性被抑制從而導致呼吸代謝受到抑制[18]。

圖5 γ-輻照對椪柑果實呼吸強度的影響

Figure 5 Effect of different doses ofγ-irradiation treatment on respiration intensity of Ponkan fruit

2.6 對椪柑果實丙二醛含量的影響

由圖6可知，隨著貯藏時間的延長，各輻照處理組和對照組果實的丙二醛含量均有所增加，與鄧利珍等[19]研究川芎提取液對臍橙的保鮮效果時得到的結果一致。其中0.25，0.50 kGy輻照處理組果實的丙二醛含量在整個貯藏期間低于對照組果實，差異顯著(P<0.05)。說明適宜強度的γ-輻照能夠在一定程度上抑制椪柑果實細胞的膜脂過氧化作用，有利于其貯藏保鮮，其中輻照劑量為0.50 kGy 時效果最好。而0.75，1.00 kGy輻照處理組果實的丙二醛含量則明顯高于對照組果實，說明輻照劑量過高，會對果實產生傷害導致代謝紊亂。

圖6 γ-輻照對椪柑果實丙二醛含量的影響

Figure 6 Effect of different doses ofγ-irradiation treatment on malondialdehyde content of Ponkan fruit

2.7 對椪柑果實過氧化物酶活性的影響

從圖7可以看出，椪柑果實的過氧化物酶活性在貯藏期間呈先上升，達到活性高峰后再下降的趨勢。其中0.25，0.50 kGy輻照處理組的果實過氧化物酶活性在整個貯藏期間明顯高于其他各組，差異顯著(P<0.05)，說明適宜強度的γ-輻照能促進椪柑果實過氧化物酶活性升高，使其維持較高的水平，有利于清除活性氧，延緩果實衰老進程。而1.00 kGy輻照組的果實其過氧化物酶活性在貯藏期間甚至低于對照，說明過高的輻照強度不利于果實的貯藏保鮮。

3 結論

為了探尋安全環保的椪柑貯藏保鮮方式，研究了不同強度的γ-輻照對椪柑果實采后生理特性的影響，結果表明，一定強度的γ-輻照處理可有效降低貯藏過程中椪柑果實的失重率，抑制呼吸強度和丙二醛含量的升高，延緩可溶性固形物、可滴定酸和抗壞血酸含量的下降，維持椪柑果實細胞內過氧化物酶的活性，有效維持椪柑果實在貯藏期間的感官品質和營養價值，其中劑量0.5 kGy的γ-輻照效果最好。此前，國內外關γ-輻照在柑橘類果實保鮮上的應用研究很少，究其原因主要是柑橘類果實對γ-輻照很敏感，過高的劑量容易造成果實傷害反而不利于保鮮，本研究的結果也證實了這一點。因此，精確控制輻照劑量在椪柑果實保鮮上非常重要。至于較小的輻照劑量對于其他柑橘類果實保鮮是否有效有待進一步研究。

圖7 γ-輻照對椪柑果實過氧化物酶活性的影響

Figure 7 Effect of different doses ofγ-irradiation treatment on peroxidase activity of Ponkan fruit