60 Co-γ辐照对冷藏期间蓝莓果实品质和生理的影响

姚 远，王 琛，陶 烨，高 雅，佟俊生，李晓平

60Co-γ辐照对冷藏期间蓝莓果实品质和生理的影响

姚 远1，王 琛2，陶 烨1，高 雅2，佟俊生1，李晓平1

（1.辽宁钴源辐照中心，辽宁 沈阳 110161； 2.辽宁省农业科学院食品与加工研究所，辽宁 沈阳 110161）

为了寻找一种安全、环保、高效的蓝莓保鲜技术，采用60Co自发衰变产生的γ射线辐照“蓝丰”蓝莓，然后定期对冷藏中蓝莓果实的腐烂率、硬度、TSS含量、TA含量、Vc含量、花青素含量、呼吸强度、膜透性、MDA含量进行测试。结果是：（1）低剂量（0.5 kGy）的辐照对冷藏中蓝莓果实品质和生理的影响不明显，高剂量（3.0 kGy）的辐照能够加速蓝莓冷藏过程中后期的衰老过程；（2）辐照后蓝莓果实Vc和花青素含量均下降，且与辐照剂量呈负相关；（3）1.0～2.5 kGy辐照处理能很好地降低蓝莓果实腐烂率和硬度，延缓其冷藏过程中营养物质的降解和生理功能的下降，其中2.5 kGy表现最好，贮藏有效期达到71 d。因此，60Co-γ辐照处理对于延长贮藏期和提高蓝莓冷藏品质是一个行之有效的方法。

60Co-γ辐照；蓝莓；贮藏品质；生理机制

蓝莓，又名越橘、蓝浆果，杜鹃花科越橘亚科越橘属植物，多年生常绿或落叶灌木果树。蓝莓果实色泽美观、口感细腻，口味酸甜，风味独特，富含多种营养元素，具有多种生理功能，可称“世界水果之王”［1］。

随着人们的收入不断上涨，生活水平不断提高，对于天然保健品的需求也在日益增长，因此，蓝莓优秀的营养保健功能逐渐被人们了解和接受。近年来，因市场需要，我国蓝莓种植户持续扩大了生产规模，不断提高了蓝莓产量，导致上市时期大量的蓝莓鲜果无法及时销售，蓝莓自身的生理变化及外部真菌感染使得果实快速腐烂变质，极大地影响了蓝莓产业的良性发展。虽然利用低温储藏技术可以一定程度减缓蓝莓鲜果的腐烂变质，但是经过冷藏之后果实的营养价值、商品价值会极大下降，使得贮藏时间受到限制，也导致了市场价格的走低。

目前，国内外学者已经开展了一些关于蓝莓采后保鲜新技术的研究。Song等发现通过气调手段将蓝莓储藏环境的初始气体条件设为15%CO2＋3%O2时，蓝莓的贮藏品质明显优于对照［2］。孟宪军等研究了不同气体比例对“伯利克”蓝莓生理变化的影响，结果显示5%O2＋30%CO2的气体组合比其他更有利于延缓衰老［3］。Park＇s等指出一定浓度的壳聚糖能够有效地延长蓝莓果实的货架期和提高其贮藏品质［4］。纪淑娟等的研究结果显示1.0μl/L 1-MCP比0.5 μl/L能更有效地保留蓝莓果实的品质［5］。但是这些技术的保鲜效果依旧不理想，特别是在贮藏后期，果实失水硬度下降，果实表面颜色变浅，贮藏期病害加重等等一系列问题的出现，导致蓝莓的贮藏期限和贮藏品质受到影响。

因此，寻找一种安全、环保、高效的蓝莓保鲜技术，已经刻不容缓。

60Co-γ辐照是一种新型的食品加工技术，利用电离辐射达到杀菌、保鲜的目的，从而提高食品安全和延长货架期。许多国内外学者针对辐照食品是否安全这一问题展开了大量的研究工作，认为60Co-γ辐照技术在微生物消毒方面可以成功地取代传统灭菌技术，进而延长生鲜食品的货架期［6，7］。此外，很多研究表明适当的辐照处理能够通过抑制膜脂过氧化作用和呼吸代谢，延缓衰老和延长贮藏期，而不影响果蔬感官和营养品质，这些果蔬包括桃、梨、草莓、芒果、西红柿、荔枝、草菇等等［7～15］。

本文旨在研究不同辐照剂量对蓝莓果实贮藏品质和生理代谢的影响，确定蓝莓保鲜的辐照有效剂量，明确蓝莓辐照保鲜的生理机制，为60Co-γ辐照技术在蓝莓保鲜中的应用提供理论和实践基础。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料为“蓝丰”蓝莓，人工采摘于沈阳时圣蓝莓种植基地，挑选成熟度、大小、色泽一致，且无病虫害和机械损伤的蓝莓果实，经预冷后分装到规格为 105 mm×100 mm×45 mm，厚度为0.4 mm，带有12个透气孔的PET保鲜盒中，每盒重125 g左右，并于当日用带冰泡沫周转箱运回实验室进行试验。

1.2 辐照处理

辐照处理在辽宁省农业科学院钴源辐照中心进行，其源强为20.3万居里，设定的辐照剂量（kGy）分别为 0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0，辐照时间统一为72 m in。辐照处理一半时间后，上下前后同时翻转。每个处理重复3次。辐照处理后的蓝莓放入低温5±0.5℃条件下贮藏，每隔7 d定期随机取样，进行各指标的测定；每个指标重复3次，取平均值。

1.3 测试指标

1.3.1 腐烂率

通过观察，按表面带有腐烂斑点和果肉质地塌陷的腐烂果实计数统计，根据下面公式计算果实腐烂率：

果实腐烂率（%）＝烂果数/总果数×100%

1.3.2 果实硬度

采用Brookfield-CT3-10k型质构仪进行测量。采用直径为2 mm的测试仪探头压入深度5 mm，测试前速度俄日2 mm/s，测试速度为1 mm/s，单位用牛顿（N）表示。

1.3.4 营养物质含量

需要测定的营养物质主要包括可溶性固形物、可滴定酸、维生素C和花青素，这些指标的测试均参考曹建康的方法［16］。

1.3.5 呼吸强度

以CO2积累量来衡量果实的呼吸强度。采用Gow-Mac 580气相色谱仪测定，色谱参数：载气为高纯N2，流速 30 m l/min，检测器为 TCD，色谱柱为1.2 m×3.18 mm的不锈钢填充柱，柱温40℃，检测室温度23℃，单位以 mg CO2kg/FW·h表示。

1.3.6 细胞膜透性

果皮细胞膜透性采用电导率仪法。

1.3.7 MDA含量

采用硫代巴比妥酸比色法测定。

1.3.8 贮藏有效期

腐烂率为10% 以下的贮藏天数即为有效贮藏期。每个处理随机统计100个果实。

1.4 数据的统计与分析

所得数据用Origin 8.l软件进行图的绘制分析，采用SPSS 17.0软件对测定的各个结果进行方差分析。

2 结果与分析

2.1 辐照处理对腐烂率的影响

腐烂率是衡量果蔬贮藏效果的一个重要指标。蓝莓果实腐烂率的变化情况如图1所示，在贮藏前期，各处理组的果实腐烂率都较低，并且彼此之间差异不大，但是随着贮藏时间的延长，0.5 kGy和CK的腐烂率快速上升，并明显高于其他辐照处理组，说明较低剂量的辐照处理对蓝莓果实的腐烂率没有影响。贮藏28 d时，3.0 kGy辐照处理组的腐烂率突然急速上升，到达3.77%，与对照接近，说明较高强度下的γ射线照射加速了冷藏后期蓝莓果实的新陈代谢。在整个贮藏期间，2.0 kGy和2.5 kGy辐照处理的蓝莓果实腐烂率始终保持最低，1.0 kGy和1.5 kGy的次之。贮藏第35 d时，2.5 kGy辐照处理的蓝莓果实腐烂率为3.35%，与对照相比腐烂率降低约47.0%。所以，适当剂量的辐照处理能够有效降低蓝莓果实的腐烂率，尤其是对贮藏后期的果实有极其明显的效果。

2.2 辐照处理对果实硬度的影响

果实硬度是衡量蓝莓品质的重要因素之一。

如图2所示，辐照处理当天，蓝莓果实硬度差异不大，说明辐照处理对蓝莓果实硬度无直接影响。而随着贮藏时间的延长，各组蓝莓果实硬度的变化整体呈一个下降的趋势，但在贮藏前期均先后出现了一个不明显的小高峰，其中0.5 kGy辐照处理组与对照一样，在贮藏7 d后快速下降，而其他辐照处理组均在贮藏14 d后才开始下降。说明适当的辐照处理能够推迟蓝莓果实硬度的下降。贮藏后期，3.0 kGy辐照处理的果实硬度快速下降到0.699N，与对照接近，而2.0 kGy和2.5 kGy辐照处理组的果实硬度最高，分别为1.04N和1.08 N，1.0 kGy和1.5 kGy的其次，这与果实腐烂率的结果一致。

2.3 辐照处理对营养成分的影响

可溶性固形物（TSS）和可滴定酸（TA）作为果蔬的呼吸底物，能够衡量果蔬的衰老程度和影响果蔬的鲜食风味。表1中各辐照处理组的蓝莓果实TSS含量均略高于对照且变化并不明显，但总体上呈一个缓慢下降的趋势，并在贮藏第7天的时候有略微的升高。如果不考虑果实的个体差异，这可能是因为辐照处理刺激了果胶酶的活性，加速降解了原果胶。贮藏前期，各辐照处理组间的TSS含量无显著差异，但是贮藏后期，0.5 kGy和3.0 kGy辐照处理的快速下降并逐渐接近对照，而其他辐照处理组仍然保持较高水平。与此同时，各组蓝莓果实TA含量也与贮藏时间的长短呈负相关，其中0.5 kGy与对照的变化始终保持一致，说明较低的辐照剂量对冷藏中蓝莓果实TA含量的影响不大。贮藏后期，3.0 kGy辐照处理的蓝莓果实TA含量快速下降到0.59%，且与对照接近。整个贮藏期间，1.0～2.5 kGy辐照处理的下降趋势并不明显，很好地保持了蓝莓果实原有的品质和风味。

维生素C具有抗衰老和抗氧化的作用，是一种人体必需的营养元素。花色苷是蓝莓的重要代谢产物之一，其性质极不稳定，易与空气中的氧气发生反应进而氧化变性。但由于其独特的显色特征和保健功效，往往被作为评价蓝莓贮藏和营养品质的关键因素。

表1显示辐照后蓝莓果实的Vc和花青素的含量均低于对照，并且随着辐照剂量的增加而逐渐降低。贮藏前期，各组 Vc和花青素含量之间差异不大，贮藏21 d后，经过0.5 kGy和3.0 kGy两个剂量辐照处理的Vc和花青素含量快速下降，并逐渐接近对照组。整个贮藏期内，1.0～2.5 kGy辐照处理的花青素含量下降不是很明显，而Vc含量虽然有所下降但都明显高于对照，这说明辐照处理虽然能够直接对蓝莓果实Vc和花青素的含量造成影响，但是合适的辐照剂量却能够降低冷藏中蓝莓果实Vc和花青素的降解速度。

2.4 辐照处理对呼吸强度的影响

呼吸作为能够为采后蓝莓的正常生命活动提供所需的营养和能量。呼吸作用的强度与果实的品质下降速度呈正相关、与蓝莓的贮藏期长短呈负相关。因此抑制呼吸作用是改善采后蓝莓的贮藏效果至关重要的一环。

如图3所示，辐照处理后蓝莓果实的呼吸作用增强，并且随着辐照剂量的增加而逐渐提高。引起这种现象的原因可能是射线照射刺激蓝莓果实的呼吸系统的情况下产生的应激反应。整个贮藏期内，对照组呼吸作用的强度曲线快速上扬，在21 d后呈平缓趋势，预示蓝莓果实走向衰老，而辐照处理的呼吸强度曲线在贮藏第7天时出现了一个不明显的波谷，然后再慢速上扬。呼吸强度的微弱下降可能是因为在低温条件中得到了缓解。贮藏中后期，辐照蓝莓果实的呼吸强度始终低于对照，其中2.5 kGy辐照处理的最低，2.0 kGy辐照处理的次之，0.5 kGy和3.0 kGy与对照接近。因此，辐照处理对推迟冷藏期间蓝莓果实的呼吸代谢过程有积极作用。

2.5 辐照处理对细胞膜透性的影响

细胞膜是调控细胞内外物质交换的屏障，在维持细胞内环境和正常新陈代谢中起到重要作用。通常情况下相对电导率是衡量细胞膜结构的完整性的重要因素。相对电导率越大，细胞膜的完整性就越容易被破坏，细胞膜的功能就越不稳定。

如图4所示，辐照后蓝莓果实的相对电导均率略高于对照，但差异不明显（P＞0.05），与辐照剂量之间没有明显的线性关系，这说明辐照处理可能会对果实细胞膜结构产生的微弱损伤。在整个贮藏期间，辐照蓝莓果实的相对电导率的变化不明显且不一致，对照始终处于上升状态，3.0 kGy辐照处理的变化十分平缓，而其他辐照处理组先下降后再缓慢上升，这可能是由于蓝莓果实被辐照后引起的自我保护作用对细胞膜结构产生一个临时性的修复作用。贮藏第35天，对照的相对电导率为41.49%，0.5 kGy和3.0 kGy处理的紧随其后，而2.5 kGy处理的最低（39.22%）。因此，辐照处理能够降低蓝莓果实细胞膜的透性，缓解冷藏过程中细胞膜的降解过程，从而延缓衰老。

2.6 辐照处理对M DA含量的影响

丙二醛（MDA）是生命代谢过程中脂质过氧化的终产物，它能破坏细胞膜的完整性，降低细胞膜的流动性。因此，可以通过测量丙二醛含量来衡量细胞膜损伤程度。

如图5所示，辐照处理后，蓝莓果实MDA含量与对照组相比较高，引起这种现象可能是大剂量的辐照会产生过多自由基进而引起膜脂质过氧化，导致蓝莓果实 MDA含量增加。随着贮藏时间的延长，对照组MDA含量快速提高，明显高于辐照处理组，而辐照处理组在贮藏第7天时略微下降后又开始缓慢上升，这可能是由于细胞防御系统被启动，活性氧离子下降，过氧化的脂质逆向合成，MDA含量进而下降，但随着这种自我保护作用的逐渐减弱，MDA的合成又逐步恢复加快。贮藏末期，对照MDA含量为29.21 mol/g，略微高于0.5 kGy和 3.0 kGy辐照处理，而2.5 kGy辐照处理的最低（17.32 mol/g）。MDA含量的这些变化与细胞膜透性的变化一致。

2.7 贮藏有效期

贮藏有效期的实验结果如图6显示，对照蓝莓果实的腐烂率在贮藏第42天时就超过了10%，而经过辐照处理的蓝莓果实的贮藏有效期均比对照有所延长，且在 50 d以上。其中2.5 kGy辐照处理效果最好，贮藏有效期可达71 d，远远超过了对照，1.0～2.0 kGy的组别的其次，而0.5 kGy和 3.0 kGy组别的贮藏有效期相对较短。因此，1.0～2.5 kGy剂量下的辐照处理可以较好的延长蓝莓果实的冷藏有效期。

图1 辐照处理对冷藏中蓝莓果实腐烂率的影响Figure 1 Effect of irradiation treatm ent on the decay rate of b lueber ries in cold storage

图2 辐照处理对冷藏中蓝莓果实硬度的影响Figure 2 E ffect of ir radiation treatm ent on the firm ness of b lueberries in cold storage

表1 辐照处理对冷藏中蓝莓果实营养成分的影响Tab le 1 Effect of irradiation treatm ent on the nutrien t com position of b lueberries in cold storage

图3 辐照处理对冷藏中蓝莓果实呼吸强度的影响Figure 3 Effect of irrad iation treatm en t on the respiration intesity of b lueberries in cold storage

图4 辐照处理对冷藏中蓝莓果实相对电导率的影响Figure 4 Effect of irradiation treatm en t on therelative electrical conductivity of blueberries in cold storage

图5 辐照处理对冷藏中蓝莓果实M DA含量的影响Figu re 5 Effect of irradiation treatm ent on the M DA conten t of b lueberries in cold storage

图6 辐照处理对蓝莓果实贮藏有效期的影响Figure 6 E ffect of irradiation treatm ent on storage tim e of b lueberries

3 讨论与结论

通常采后蓝莓在5℃条件下贮藏35 d的腐烂率为25%～35%，但是在本实验中辐照后蓝莓贮藏在同等条件下，果实的腐烂率下降到17.97%～23.63%。某些研究表明辐照处理对草莓有显著降低腐烂率的作用。例如赵永福等的研究表明经过剂量为3.0 kGy辐照处理的草莓在冷藏中果实腐烂率下降了70%，刘也指出草莓的腐烂指数随着辐射剂量的增大而降低超［14，17］。果实变得越软，越容易遭到微生物的侵染，因此果实硬度与腐烂率有密切的关系。本研究中蓝莓果实硬度在贮藏前期有所改善，但在贮藏后期开始缓慢下降。这个结果与傅俊杰等和刘超的研究结果截然不同，一方面可能是受到品种差异的影响，另一方面可能是辐照处理刺激了木质素的合成，从而导致硬度提高［14，18］。

硬度的降低和表面颜色的减弱表明蓝莓果实进入衰老期，品质开始出现问题，果实营养成分受到影响。本实验结果表明适当的辐照处理对蓝莓果实TSS和TA的含量影响不大，且可以延缓其在冷藏期间的降解过程［14］。相同地，傅俊杰等在辐照处理对猕猴桃货架品质的研究中认为辐照处理对TSS和 TA的没有明显的影响。普遍认为辐照处理能够破坏果蔬中的Vc和花青素，但刘超发现1.5～3.5 kGy辐照剂量对冷藏中草莓果实的硬度，Vc、TSS和 TA含量的影响甚小［18］。

本研究结果认为蓝莓果实的Vc和花青素含量与辐照剂量呈负相关，但1.0～2.5 kGy辐照处理对冷藏中蓝莓果实的Vc和花青素含量有积极影响。

果蔬的成熟衰老机制主要涉及呼吸代谢、活性氧代谢和膜脂代谢等生命活动。60Co-γ辐照处理可引起贮藏过程中果蔬的生理生化变化，从而达到延缓果实衰老和提高贮藏品质的目的。目前，一些相关的研究表明适当的辐照处理能够降低莱阳梨的呼吸强度，在一定时期内抑制内源乙烯的生成，辐照草菇在贮藏后期丙二醛含量和细胞膜透性的变化明显低于对照［15，19］。

本实验结果表明辐照处理后蓝莓果实的呼吸强度瞬间增强，导致细胞膜透性和 MDA含量的提高，但是在冷藏期间由于辐照刺激产生的自由基启动了蓝莓果实的防御系统，导致细胞膜得以修复，MDA含量略微下降。

因此，60Co-γ辐照处理对于提高蓝莓冷藏品质和延长贮藏期是一个行之有效的方法。辐照剂量不同，影响效果也不同，其中1.0～2.5 kGy的辐照剂量均均能很好地降低蓝莓果实腐烂率，防止冷藏期间蓝莓果实的感官和营养品质下降，其中2.5 kGy效果最好。使贮藏时间有效延长到70 d以上。

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Effect on Quality and Physiological of Blueberry Fruits Irradiated by60Co-γDuring Cold Storage

YAO Yuan1，WANG Chen2，TAO Ye2，GAO Ya2，TONG Jun-Sheng1，LIXiao-ping1
（1．Irradiation Center of Liaoning，Shenyang，Liaoning 110866； 2．Institute of Food and Processing，Liaoning Academy of Agricultural Sciences，Shenyang，Liaoning 112099）

In order to find a safe，environmentally friendly and efficient technology for the preservation of blueberry，in this paper，we use60Co-γirradiation to deal with＂Lan Feng＂blueberries and regularly test the indexes of blueberry fruit，such as decay rate，fruit firmness，TSS content，TA content，VC content，anthocyanin content，respiration intensity，membrane permeability and MDA content.Finally come to the conclusion：（1）Low dose（0.5 kGy）irradiation had not obvious effects on quality and physiology of blueberry fruit during cold storage was not obvious，and high does（3 kGy）irradiation can accelerate the aging process of blueberry in the late period of storage；（2）A fter irradiation，VC content and anthocyanin content of blueberry fruit were both decreased，and was negatively correlated with irradiation dose；（3）1～2.5 kGy irradiations can not only reduce the rot rate and hardness of blueberry fruit，but also slow down the degradation of nutrients and physiological function of blueberry fruit druing the cold storage，among them，2.5 kGy was the best dose and its storage period is up to 71d.Therefore，60Co-γirradiation is an effective method to improve the storage quality and prolong the storage period of blueberry fruit.

60Co-γirradiation；Blueberry fruit；Storage quality；Physiologicalmechanism

S663.201

B

1002-1728（2017）05-0032-08

10.3969/j.issn.1002-1728.2017.05.008

2017-09-06

姚远（1959-），男，助理研究员，主要研究方向为核技术利用。

李晓平（1963-），男，研究员，主要从事辐照技术在农产品应用的研究。