γ-辐照对椪柑果实保鲜效果的影响

2019-07-09罗梦赵博陈浩黄敏

食品与机械 2019年6期

罗梦赵博陈浩黄敏

(1. 延安大学西安创新学院土木工程学院，陕西西安 710100；2. 西南科技大学生命科学与工程学院，四川绵阳 621010；3. 辐照保藏四川省重点实验室，四川成都 610101)

中国柑橘资源丰富，以鲜销为主，但柑橘果实成熟期集中，销售是个难题。目前中国柑橘贮藏保鲜运输技术较落后，不良环境条件引起的生理性病害、病理性病害、机械损伤及三者之间的协同因素，导致每年都有大量果实腐烂。特别是柑橘类果实在采后容易遭受青霉病和绿霉病的侵染[1-2]。目前，生产上主要采用化学杀菌剂[3]结合低温[4]来减少柑橘果实的采后病害并延长其贮藏时间，达到保鲜的目的。但长期使用化学杀菌剂会使病原菌产生抗药性，同时残留的药剂有害健康且污染环境。近年来，辐照作为一种先进的技术被广泛应用于食品保鲜中[5-6]，特别在食品的进出口检疫以及防止食品中食源性致病微生物污染方面，拥有巨大的应用潜力[7]。世界卫生组织认定，10 kGy以内的辐照对食品是安全的[8]。目前应用最为广泛的是γ-射线，它具有极强的穿透力，能量大且均匀，几乎不产生热效应，样品的原有特征可以最大限度地保留，辐照剂量可以调节，对微生物的致死效果极其显著[9]。如用γ-射线处理番茄，可以抑制其呼吸作用、限制乙烯的产生、杀死病原微生物，并通过影响蛋白质及生物分子的结构引起相关酶活性发生变化[10]，从而起到贮藏保鲜的作用。

虽然γ-射线辐照已经被证明对多种果蔬具有保鲜作用[8]，但是在柑橘类水果保鲜上的应用报道很少。本课题组前期发现，柑橘类水果对γ-辐照比较敏感，过大的剂量容易造成果实伤害。常见的用于食品杀菌和各类果蔬保鲜的辐照剂量在1 kGy以上[8-10]，而1 kGy以上的γ-辐照会对柑橘类果实造成不同程度的伤害，导致果实表面产生斑点而腐烂。因此，将γ-辐照应用于柑橘类果实保鲜，精确的剂量控制是关键。本研究拟以四川地区的主产水果——椪柑为试材，通过测定不同剂量γ-辐照处理后的椪柑果实生理指标的变化，筛选出最适宜椪柑果实贮藏保鲜的辐照剂量，以期为椪柑果实探寻一条安全、高效、环保的保鲜途径。

1 材料和方法

1.1 试验材料

椪柑：采自西南科技大学附近的一管理良好的果园，用两剪法采摘，采摘顺序为先下后上、由外向内，挑选果形均匀、无病虫害、成熟度一致的椪柑果实；

2，6-二氯酚靛酚溶液、30%过氧化氢溶液、邻苯二甲酸氢钾、抗坏血酸：分析纯，国药集团化学试剂成都有限公司；

愈创木酚、硫代巴比妥酸、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、聚乙二醇6000(PEG 6000)、聚乙二醇单辛基苯基醚(TritonX-100)：分析纯，阿拉丁试剂(上海)有限公司。

1.2 试验设备

电子天平：BSA224S型，赛多利斯科学仪器(北京)有限公司；

红外线CO2分析仪：GXH-3010H型，北京华云分析仪器有限公司；

紫外分光光度计：EU-2600A型，上海昂拉仪器有限公司；

高速冷冻离心机：5810R型，德国Eppendorf公司。

1.3 试验方法

将椪柑果实在常温下晾晒2 d，剔除伤果和病果，均匀地分为5组，其中一组为空白对照。然后运至中国工程物理研究院核物理与化学研究所辐照中心进行γ-射线辐照处理，在前期试验的基础上4个处理组的果实分别用剂量为0.25，0.50，0.75，1.00 kGy的γ-射线辐照。辐照结束后立即运回实验室放置于阴凉处贮藏，整个试验期间室内温度在5～12 ℃，每隔5 d对椪柑果实进行生理指标的测定。

1.4 测定项目与方法

1.4.1 失重率从每组样品中选取大小外形相似的5个果实，标记编号。用电子天平称重。每隔5 d取样测定1次。

1.4.2 可溶性固形物含量采用手持式折光仪测定。

1.4.3 可滴定酸含量采用酸碱中和原理[11]28-30进行测定。

1.4.4 抗坏血酸含量采用2，6-二氯酚靛酚滴定法[11]34-41。

1.4.5 呼吸强度采用红外线CO2分析仪测定[12]。

1.4.6 丙二醛含量参照曹建康等[11]154-156的方法。

1.4.7 过氧化物酶活性参照曹建康等[11]101-103的方法。

1.5 数据处理与分析

每组试验分别设置3个重复，试验数据取平均值，应用SPSS 17.0软件对试验数据进行显著性分析，P<0.05表示显著。文中插图均用Origin 8.5软件绘制。

2 结果与分析

2.1 对椪柑果实失重率的影响

由图1可看出，在整个贮藏期间，所有处理椪柑果实的失重率均呈上升趋势，这是由于果实自身的水分蒸腾作用以及呼吸消耗所导致的。在所有的处理中，相比于对照，0.25，0.50 kGy的γ-辐照处理均可以不同程度地降低椪柑果实的失重率，差异显著(P<0.05)，可能是由于一定剂量的γ-辐照抑制了某些酶的活性，延缓了果实采后的生理代谢，使得营养物质的消耗速度变慢所致。其中当γ-辐照剂量为0.50 kGy时，椪柑的失重率最低。而当辐照剂量为1.00 kGy时，椪柑果实的失重率高于对照，在果实的表面可以看到红褐色斑点，说明辐照剂量过高会对果实造成伤害，导致果皮产生伤口，加快水分蒸腾，从而使得失重率增大，不利于贮藏保鲜。

图1 γ-辐照对椪柑果实失重率的影响

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

2.2 对椪柑果实可溶性固形物含量的影响

从图2可以看出，不同处理组椪柑果实的可溶性固形物含量在9.9%～11.0%。这与Mahmoud等[13]在研究γ-辐照处理蜜橘果实测得的可溶性固形物含量变化的范围一致。在整个贮藏期间，5组果实的可溶性固形物含量均呈贮藏前期上升，贮藏后期逐渐下降的趋势。这主要是由于在贮藏前期果实中的多糖以水解为主，导致可溶性固形物含量不断增加[14]，而随着贮藏时间的延长，呼吸作用不断消耗糖类物质造成可溶性固形物含量不断降低[15]。到贮藏后期，0.50，0.75 kGy处理组的可溶性固形物略高于其他各组处理，但是各组之间的差异不显著(P>0.05)。这与Ornelaspaz等[16]的研究结果一致。

2.3 对椪柑果实可滴定酸含量的影响

由图3可以看出，处理组和对照组果实的可滴定酸含量在整个贮藏期间都呈下降趋势，其中贮藏前期下降速度较快，而贮藏中后期下降速度变慢。这与万春鹏等[17]研究肉桂提取物对脐橙的保鲜效果时取得的结果一致。柑橘类果实中的可滴定酸主要有柠檬酸、苹果酸和酒石酸等，其中以柠檬酸为主。而柠檬酸作为三羧酸循环的中间物可以参与呼吸代谢被消耗，随着贮藏时间的延长含量逐渐减少。整体来看，一定剂量的γ-辐照可以有效地延缓椪柑果实中可滴定酸的分解，保持果实良好营养品质，特别是0.50 kGy辐照处理组的果实其可滴定酸含量在整个贮藏中后期均高于对照，差异显著(P<0.05)。而过高剂量的γ-辐照则不利于果实有机酸的保存。

图2 γ-辐照对椪柑果实可溶性固形物含量的影响

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

图3 γ-辐照对椪柑果实可滴定酸含量变化的影响

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

2.4 对椪柑果实抗坏血酸含量的影响

从图4可以看出，各处理的抗坏血酸含量随着贮藏时间的延长而下降，这主要是由于随着贮藏时间的延长，抗坏血酸被氧化而逐渐减少。其中0.25，0.50 kGy两个辐照处理组的果实抗坏血酸含量在整个贮藏期间明显高于对照组，差异显著(P<0.05)。而1.00 kGy辐照组果实抗坏血酸含量在贮藏后期甚至低于对照组，可见过高剂量的γ-辐照对椪柑果实抗坏血酸的保存是不利的。综合分析，0.50 kGy剂量的γ-辐照可以有效延缓椪柑果实抗坏血酸在贮藏期间的降解，有利于保持其品质。

图4 γ-辐照对椪柑果实抗坏血酸含量变化的影响

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

2.5 对椪柑果实呼吸强度的影响

由图5可看出，几乎所有γ-辐照处理以及对照果实的呼吸强度在贮藏期间总体上均呈下降趋势，说明椪柑是典型的非跃变型果实。其中1.00 kGy辐照组果实的呼吸强度在贮藏前期略有上升，可能是辐照剂量过高对果实造成伤害，形成了伤呼吸而导致。而其他各组辐照处理均能不同程度的降低果实的呼吸强度，其中0.50 kGy处理组抑制呼吸的效果最好，可能是因为果蔬经过一定剂量的γ-辐照后，和呼吸相关的酶活性被抑制从而导致呼吸代谢受到抑制[18]。

图5 γ-辐照对椪柑果实呼吸强度的影响

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

2.6 对椪柑果实丙二醛含量的影响

由图6可知，随着贮藏时间的延长，各辐照处理组和对照组果实的丙二醛含量均有所增加，与邓利珍等[19]研究川芎提取液对脐橙的保鲜效果时得到的结果一致。其中0.25，0.50 kGy辐照处理组果实的丙二醛含量在整个贮藏期间低于对照组果实，差异显著(P<0.05)。说明适宜强度的γ-辐照能够在一定程度上抑制椪柑果实细胞的膜脂过氧化作用，有利于其贮藏保鲜，其中辐照剂量为0.50 kGy 时效果最好。而0.75，1.00 kGy辐照处理组果实的丙二醛含量则明显高于对照组果实，说明辐照剂量过高，会对果实产生伤害导致代谢紊乱。

图6 γ-辐照对椪柑果实丙二醛含量的影响

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

2.7 对椪柑果实过氧化物酶活性的影响

从图7可以看出，椪柑果实的过氧化物酶活性在贮藏期间呈先上升，达到活性高峰后再下降的趋势。其中0.25，0.50 kGy辐照处理组的果实过氧化物酶活性在整个贮藏期间明显高于其他各组，差异显著(P<0.05)，说明适宜强度的γ-辐照能促进椪柑果实过氧化物酶活性升高，使其维持较高的水平，有利于清除活性氧，延缓果实衰老进程。而1.00 kGy辐照组的果实其过氧化物酶活性在贮藏期间甚至低于对照，说明过高的辐照强度不利于果实的贮藏保鲜。

3 结论

为了探寻安全环保的椪柑贮藏保鲜方式，研究了不同强度的γ-辐照对椪柑果实采后生理特性的影响，结果表明，一定强度的γ-辐照处理可有效降低贮藏过程中椪柑果实的失重率，抑制呼吸强度和丙二醛含量的升高，延缓可溶性固形物、可滴定酸和抗坏血酸含量的下降，维持椪柑果实细胞内过氧化物酶的活性，有效维持椪柑果实在贮藏期间的感官品质和营养价值，其中剂量0.5 kGy的γ-辐照效果最好。此前，国内外关γ-辐照在柑橘类果实保鲜上的应用研究很少，究其原因主要是柑橘类果实对γ-辐照很敏感，过高的剂量容易造成果实伤害反而不利于保鲜，本研究的结果也证实了这一点。因此，精确控制辐照剂量在椪柑果实保鲜上非常重要。至于较小的辐照剂量对于其他柑橘类果实保鲜是否有效有待进一步研究。