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

（山東畜牧獸醫職業學院山東濰坊261061）

文章通過試驗研究不同劑量高能電子束輻照對鮮切黃瓜貨架期品質的影響，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品品質變化。結果發現：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，有效減緩細胞膜透性增大速率，減小細胞呼吸強度，減慢過氧化物酶（POD）活性降低速度，降低丙二醛（MDA）含量，從而推遲產品品質的劣變，使產品在貨架期中保持優良品質，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，經洗滌、去表皮、切分、修整、包裝等步驟，再經冷鏈保鮮運送至商場冷藏柜售賣的水果蔬菜制品，可供消費者即食或餐飲行業加工使用[1]。它保持了新鮮果蔬的優良品質，可以滿足人們對食品新鮮、營養、方便、安全的需求。

鮮切黃瓜是鮮切果蔬的主要品種之一，隨著我國鮮切產業的迅速發展，鮮切黃瓜的生產與消費量也必將進入一個快速發展的階段。然而鮮切果蔬因經過清洗、去皮、切分等處理，產品的品質下降快、生理生化代謝加劇、易受微生物侵染[2]，貨架壽命縮短。

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

本試驗研究了不同劑量電子束輻照對鮮切黃瓜貯藏品質、生理生化反應、代謝酶類的影響，從而探究高能電子束延長產品貨架期的機理，旨在進行理論研究并為實際生產提供技術上的支持。

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。購買后儲存于常溫室中，24 h內進行試驗。

試驗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 ℃下進行貯藏。分別在貯藏的第0、3、6、9天對黃瓜片的硬度、呼吸速率、電導率、POD、MDA進行測定，并進行感官評定。

表1高能電子束照射處理劑量

實驗組照射劑量/kGy 對照0 實驗組一0.5 實驗組二1.0

1.1 感官評價

各組隨機拿出10片黃瓜片，按評分規則進行感官評價。總質量評分：9為極好，7為好，5為一般，3為較差，1為完全劣變。風味的評分：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，每組處理隨機取出15片黃瓜片。測試儀設置如下：

（1）測量模式：TPA。

（2）測量參數：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，每個樣品重復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，點擊測量按鈕，待顯示讀數時記錄結果。

1.4 電導率測定

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，測定初電導值（1）以及所用去離子水的電導（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（2）。

相對電導率（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。酶活性測定的反應體系包括1 mL緩沖溶液、1.0 mL 0.05 mol/L愈創木酚、1 mL質量分數2%的H2O2和0.6 mL酶液，樣品體積1 mL，反應時間1 min。于470 nm波長下測定其吸光值，以緩沖溶液作為對照，以每分鐘內吸光值變化0.01為1個酶活力單位（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，計算黃瓜片的丙二醛含量。

2 結果與分析

2.1 電子束輻照對鮮切黃瓜貯藏品質的影響

2.1.1 電子束輻照對鮮切黃瓜硬度的影響

輻照對鮮切果蔬品質造成的不良影響主要表現在組織軟化、系統傷害和風味改變三個方面，其中最顯著的是對硬度的改變。經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天的結果可以看出，經過電子束輻照處理的鮮切黃瓜與對照相比硬度均有所下降，這可能是輻照導致的果膠類物質的分解所致。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輻照處理對鮮切黃瓜的傷害較小且對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 電子束輻照對鮮切黃瓜感官品質的影響

鮮切黃瓜經電子束輻照后的感官品質如圖2、3所示。由圖2可以看出，貯藏至第9天時，對照組品質發生了明顯劣變，而0.5 kGy和1.0 kGy處理組依然有商品價值，感官指標都優于對照組。由圖3可以看出，電子束輻照能有效降低腐爛率，保持黃瓜的風味品質。

圖2　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中總體質量的變化

圖3　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中腐敗情況變化

2.1.3 電子束輻照對鮮切黃瓜呼吸強度的影響

貯藏過程中，鮮切果蔬的呼吸強度對產品貯藏品質的好壞和貨架期的長短有直接影響，是指導貯藏的指標之一。呼吸強度越大，新陳代謝越旺盛，貨架期越短；呼吸強度越小，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 ℃貯藏過程中呼吸強度變化

綜合硬度、呼吸強度和感官評定的結果可以看出，0.5 kGy和1.0 kGy的電子束輻照對鮮切黃瓜的貯藏品質較為有利。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，將鮮切黃瓜4 ℃下的貨架期由6天延長至9天。

2.2 電子束輻照對鮮切黃瓜貨架期電導率的影響

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

圖5　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中電導率變化

2.3 電子束輻照對鮮切黃瓜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，對照組POD活性開始呈升高趨勢，第3天達到最高（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，貯藏整個過程都高于對照組。

圖6　鮮切黃瓜4 ℃貯藏過程中POD活性變化

植物代謝產生H2O2，H2O2累積會導致植物體發生破壞性氧化[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活性大小關系到生物體抗逆性強弱，對保持活性氧的代謝均衡，維護膜脂結構，減緩蔬果衰老有相當重要的作用。輻照處理能延緩POD活性降低速率，相比對照延長了鮮切黃瓜的貨架期。

2.4 電子束輻照對鮮切黃瓜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處理組在整個貯藏期間MDA含量均低于對照組，且含量變化不大。對照組MDA含量呈增加趨勢，且第6天之后增加明顯，到第9天遠遠大于輻照處理組，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是膜脂的過氧化產物，它的積累會對膜結構產生不利影響，其含量增加是植物體衰老的標志[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

植物體在經受病蟲害、條件脅迫等不良生存環境時，一般會通過激活或抑制某些代謝酶的合成來適應不良環境[10]。有關研究發現，POD、PPO、PAL等酶是植物體次生代謝的關鍵酶[11]，當植物體處于不良環境時，受侵害組織部分活性氧激增，保護酶系統能有效清除活性氧，降低植物受害程度，表現為酶活力增加。

鮮切果蔬因經過清洗、去皮、切分等處理，產品的品質下降快、生理生化代謝加劇。本試驗研究發現輻照處理后，處理組相比對照組的POD活性明顯增加，這可能是因為POD是鮮切黃瓜防御體系中的關鍵酶。

4 結論

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

（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輻照處理對鮮切黃瓜的保鮮效果較好。

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TS255.1

A

2095-1205(2021)10-16-03

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.10.07