辐照处理延长鲜切黄瓜货架期的效果研究

徐欣欣　张艾青　宿志民　张　慧　张　娜

辐照处理延长鲜切黄瓜货架期的效果研究

徐欣欣张艾青宿志民张慧张娜

（山东畜牧兽医职业学院山东潍坊261061）

文章通过试验研究不同剂量高能电子束辐照对鲜切黄瓜货架期品质的影响，分别采用0.5 kGy和1.0 kGy剂量的电子束处理黄瓜鲜切片，在货架期期间测定产品品质变化。结果发现：高能电子束辐照鲜切黄瓜能保持其较好的硬度和较好的感官品质，有效减缓细胞膜透性增大速率，减小细胞呼吸强度，减慢过氧化物酶（POD）活性降低速度，降低丙二醛（MDA）含量，从而推迟产品品质的劣变，使产品在货架期中保持优良品质，并且1.0 kGy辐照处理保鲜效果较0.5 kGy好。

鲜切黄瓜；辐照；延长；货架期；效果

鲜切果蔬（fresh-cut fruits and vegetables）又称最少加工果蔬、半加工果蔬或轻加工果蔬，是以新鲜果蔬为原料，经洗涤、去表皮、切分、修整、包装等步骤，再经冷链保鲜运送至商场冷藏柜售卖的水果蔬菜制品，可供消费者即食或餐饮行业加工使用[1]。它保持了新鲜果蔬的优良品质，可以满足人们对食品新鲜、营养、方便、安全的需求。

鲜切黄瓜是鲜切果蔬的主要品种之一，随着我国鲜切产业的迅速发展，鲜切黄瓜的生产与消费量也必将进入一个快速发展的阶段。然而鲜切果蔬因经过清洗、去皮、切分等处理，产品的品质下降快、生理生化代谢加剧、易受微生物侵染[2]，货架寿命缩短。

辐照是电子经过加速器的加速之后产生很高的速度及能量[3]，照射到食品外表面之后使其内部产生了一系列的化学和生物效应，能杀灭致病微生物和其他细菌，并能抑制新鲜果蔬的生理和生化过程，从而能达到保鲜的目的[4]。大量试验结果表明，辐照在消灭食品中腐败微生物和致病细菌污染等方面具有独特的技术优势和明显效果[5]。

本试验研究了不同剂量电子束辐照对鲜切黄瓜贮藏品质、生理生化反应、代谢酶类的影响，从而探究高能电子束延长产品货架期的机理，旨在进行理论研究并为实际生产提供技术上的支持。

1 材料与方法

2021年3月22日在潍坊佳乐家超市采购黄瓜，采购的黄瓜无机械损伤、无虫蛀、无病斑，色泽均匀、大小一致、成熟度相同，平均长度26 cm，平均直径3.7 cm。购买后储存于常温室中，24 h内进行试验。

试验采用电子束辐照处理鲜切黄瓜。鲜切用具先采用高压蒸汽灭菌，鲜切之前将黄瓜于100 ppm次氯酸钠溶液中浸泡5 min，然后切成3 mm～5 mm的薄片。将黄瓜片置于浓度50 ppm的次氯酸钠溶液浸泡5 min，用纱布擦干后用聚乙烯袋真空包装，之后放入包装箱底部呈单层摆放，用高能电子束辐照处理（如表1），待处理后将带包装的黄瓜片于4 ℃下进行贮藏。分别在贮藏的第0、3、6、9天对黄瓜片的硬度、呼吸速率、电导率、POD、MDA进行测定，并进行感官评定。

表1高能电子束照射处理剂量

实验组照射剂量/kGy 对照0 实验组一0.5 实验组二1.0

1.1 感官评价

各组随机拿出10片黄瓜片，按评分规则进行感官评价。总质量评分：9为极好，7为好，5为一般，3为较差，1为完全劣变。风味的评分：9为好，7为一般，5为较差，3为极差，1为无法食用。腐烂程度评分：9为未腐烂，7为腐烂面积＜5%，；5为腐烂面积5%～20%，3为腐烂面积20%～50%。

1.2 硬度测定

硬度选用TA-XT2i物性测试仪测定，每组处理随机取出15片黄瓜片。测试仪设置如下：

（1）测量模式：TPA。

（2）测量参数：Pretestspeed 1.0 mm/s，Testspeed 0.5 mm/s，Posttestspeed 1.0 mm/s，Distance 1.0 mm，Time 3.0 Sec。

（3）探头：P5（直径5 mm）。

测量位置为黄瓜切片的外围，每个样品重复3次，取平均值。

1.3 呼吸速率测定

取一袋黄瓜片，将CO2测定仪针头插入袋中，点击测量按钮，待显示读数时记录结果。

1.4 电导率测定

取直径1 cm黄瓜果肉圆片，用50 mL去离子水冲洗，吸干水分，放入盛有15 mL去离子水的具塞试管中，用真空泵抽气20 min，然后25 ℃保温1 h后，测定初电导值（1）以及所用去离子水的电导（0）。测毕，置于沸水浴中10 min，取出后在25 ℃水浴中平衡10 min，摇匀，测终电导（2）。

相对电导率（L）/%=[(1－0)/(2－0)]×100

1.5 过氧化物酶（POD）活性测定

取黄瓜片2.5 g，加入10 mL磷酸缓冲溶液研磨，4 800 r/min低温离心15 min，收集上清液备用。酶活性测定的反应体系包括1 mL缓冲溶液、1.0 mL 0.05 mol/L愈创木酚、1 mL质量分数2%的H2O2和0.6 mL酶液，样品体积1 mL，反应时间1 min。于470 nm波长下测定其吸光值，以缓冲溶液作为对照，以每分钟内吸光值变化0.01为1个酶活力单位（U）[5]。

1.6 丙二醛（MDA）含量测定

取黄瓜片0.4 g，在4 mL10%三氯乙酸中充分研磨，经10 000 g离心15 min后，取上清液与等体积的0.6%硫代巴比妥酸混合，95 ℃加热30 min后立即冰浴冷却，经10 000 g离心10 min后取上清液，分别在450 nm、532 nm和600 nm处测定吸光度，计算黄瓜片的丙二醛含量。

2 结果与分析

2.1 电子束辐照对鲜切黄瓜贮藏品质的影响

2.1.1 电子束辐照对鲜切黄瓜硬度的影响

辐照对鲜切果蔬品质造成的不良影响主要表现在组织软化、系统伤害和风味改变三个方面，其中最显著的是对硬度的改变。经电子束辐照处理的鲜切黄瓜在4 ℃贮藏过程中硬度的变化情况如图1所示，由第0天的结果可以看出，经过电子束辐照处理的鲜切黄瓜与对照相比硬度均有所下降，这可能是辐照导致的果胶类物质的分解所致。然而至贮藏第6天，1 kGy和0.5 kGy处理组的鲜切黄瓜硬度明显高于对照，表明1 kGy和0.5 kGy辐照处理有效地延缓了鲜切黄瓜硬度的降低，这可能是由于1 kGy和0.5 kGy辐照处理对鲜切黄瓜的伤害较小且对其呼吸作用起到了有效地抑制，从而延缓了其组织的衰老软化。

图1　鲜切黄瓜4 ℃贮藏过程中硬度的变化

2.1.2 电子束辐照对鲜切黄瓜感官品质的影响

鲜切黄瓜经电子束辐照后的感官品质如图2、3所示。由图2可以看出，贮藏至第9天时，对照组品质发生了明显劣变，而0.5 kGy和1.0 kGy处理组依然有商品价值，感官指标都优于对照组。由图3可以看出，电子束辐照能有效降低腐烂率，保持黄瓜的风味品质。

图2　鲜切黄瓜4 ℃贮藏过程中总体质量的变化

图3　鲜切黄瓜4 ℃贮藏过程中腐败情况变化

2.1.3 电子束辐照对鲜切黄瓜呼吸强度的影响

贮藏过程中，鲜切果蔬的呼吸强度对产品贮藏品质的好坏和货架期的长短有直接影响，是指导贮藏的指标之一。呼吸强度越大，新陈代谢越旺盛，货架期越短；呼吸强度越小，新陈代谢越慢，货架期则越长。由图4可以看出，0.5 kGy和1.0 kGy电子束辐照处理能够降低鲜切黄瓜的呼吸强度，其中1.0 kGy处理效果更显著。

图4　鲜切黄瓜4 ℃贮藏过程中呼吸强度变化

综合硬度、呼吸强度和感官评定的结果可以看出，0.5 kGy和1.0 kGy的电子束辐照对鲜切黄瓜的贮藏品质较为有利。电子束辐照处理过的鲜切黄瓜在贮藏过程中保持了较高的硬度以及较好的贮藏品质，将鲜切黄瓜4 ℃下的货架期由6天延长至9天。

2.2 电子束辐照对鲜切黄瓜货架期电导率的影响

果实在衰老、受到伤害时细胞膜的完整性受到破坏，透性增大，电导率变化能反映细胞膜受伤害程度[6]。鲜切黄瓜货架期期间细胞膜透性变化如图5所示。由图5可以看出，货架期期间鲜切黄瓜电导率大体表现为上升趋势。贮藏第0天时，处理组的电导率值略高于对照组，主要是由于辐照在一定程度上破坏了细胞膜的完整性。但第3天之后对照组电导率急速上升并超过处理组。处理组在整个贮藏期间电导率变化相对平稳，说明0.5 kGy和1.0 kGy电子束辐照处理在保持鲜切黄瓜细胞膜完整性方面具有显著效果。

图5　鲜切黄瓜4 ℃贮藏过程中电导率变化

2.3 电子束辐照对鲜切黄瓜POD活性的影响

鲜切黄瓜4 ℃贮藏过程中POD活性变化如图6，从图6可以看出，对照组POD活性开始呈升高趋势，第3天达到最高（但低于辐照处理组），然后又明显下降。0.5 kGy和1.0 kGy处理组POD活性总体变化平缓，且两组活性相差不大，贮藏整个过程都高于对照组。

图6　鲜切黄瓜4 ℃贮藏过程中POD活性变化

植物代谢产生H2O2，H2O2累积会导致植物体发生破坏性氧化[7]。过氧化物酶（POD）能够清除H2O2[8]，将H2O2分解成O2和H2O，使生物体免受H2O2的侵害。POD活性大小关系到生物体抗逆性强弱，对保持活性氧的代谢均衡，维护膜脂结构，减缓蔬果衰老有相当重要的作用。辐照处理能延缓POD活性降低速率，相比对照延长了鲜切黄瓜的货架期。

2.4 电子束辐照对鲜切黄瓜MDA含量的影响

鲜切黄瓜4 ℃贮藏过程中MDA含量变化如图7，由图7可以看出，0.5 kGy和1.0 kGy处理组在整个贮藏期间MDA含量均低于对照组，且含量变化不大。对照组MDA含量呈增加趋势，且第6天之后增加明显，到第9天远远大于辐照处理组，0.5 kGy和1.0 kGy处理组相差不大。

图7　鲜切黄瓜4 ℃贮藏过程中MDA含量变化

MDA是膜脂的过氧化产物，它的积累会对膜结构产生不利影响，其含量增加是植物体衰老的标志[9]。电子束辐照处理鲜切黄瓜降低了MDA的含量，即降低了鲜切黄瓜的膜脂氧化程度，延长了货架期。

3 讨论

植物体在经受病虫害、条件胁迫等不良生存环境时，一般会通过激活或抑制某些代谢酶的合成来适应不良环境[10]。有关研究发现，POD、PPO、PAL等酶是植物体次生代谢的关键酶[11]，当植物体处于不良环境时，受侵害组织部分活性氧激增，保护酶系统能有效清除活性氧，降低植物受害程度，表现为酶活力增加。

鲜切果蔬因经过清洗、去皮、切分等处理，产品的品质下降快、生理生化代谢加剧。本试验研究发现辐照处理后，处理组相比对照组的POD活性明显增加，这可能是因为POD是鲜切黄瓜防御体系中的关键酶。

4 结论

（1）鲜切黄瓜经高能电子束辐照处理后，保持了较高的硬度和良好的风味，腐烂率降低，总体感官评分升高。

（2）0.5 kGy和1.0 kGy电子束辐照能够有效地减缓鲜切黄瓜货架期过程中硬度、风味、腐烂和POD活性的降低，将鲜切黄瓜4 ℃下的货架期由6天延长至9天。相比较而言，1.0 kGy辐照处理对鲜切黄瓜的保鲜效果较好。

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TS255.1

A

2095-1205(2021)10-16-03

10.3969/j.issn.2095-1205.2021.10.07