紫外照射技術對果蔬貯藏保鮮的影響研究進展

趙宇瑛，柳承芳（長江大學園藝園林學院，湖北 荊州434025）

水果蔬菜已是人們生活中不可缺少的食品，它們大多是以鮮活形式上市，營養豐富、口感適宜。但是由于多種原因，水果蔬菜采后往往極易腐爛，我國有些易腐果蔬采后損失高達30%甚至更多，距離聯合國糧農組織要求的指標 （5%）相差甚遠[1]，造成了巨大的經濟損失。目前，人們常常采用物理法和化學法來對果蔬進行貯藏保鮮，提高其抗病性，延長其保鮮期。然而，一方面物理法如降低環境溫度、控制貯藏庫中氣體的濃度 （二氧化碳、氧氣）等操作困難，耗時長，一次性投資大，不易普及；另一方面化學法如使用防腐劑、化學涂層等等，雖然操作比較容易、成本低，但有可能會對果蔬造成一定的毒害，達不到綠色食品和有機食品的要求，不宜提倡。因而，尋找易操作、無化學污染的物理處理方法顯得十分重要。波長小于280nm的紫外線簡稱UV-C，其輻射強度以輻照度或輻射通量密度（W／m2）來表示，輻照劑量以輻射暴露 （J／m2）來表示[2]。近些年來，國內外學者大量研究證明，VU-C照射可以控制果蔬腐爛，延長采后壽命[3]，因為適量的紫外線輻照果蔬可以殺蟲滅菌、調節成熟度、保持園藝產品鮮度和改變加工性狀[4]。

1 紫外線照射對果蔬產品貯運品質的影響

1.1 硬度

許多研究表明，不同劑量的UV-C處理可以保持水果蔬菜硬度。張倩等[4]研究發現，采用5kJ／m2的UV-C處理，能延緩鴨梨硬度的下降，提高耐貯性，但是10kJ／m2的UV-C輻照時，易損壞果皮造成變色。之后，劉長虹等[5]研究發現，4kJ／m2的UV-C照射能保持番茄果實硬度，延遲轉色，推遲成熟。在蔬菜上，姜天甲等[6]研究發現，采用2.0kJ／m2或4.0kJ／m2的UV-C處理，能顯著抑制香菇硬度的上升，有效延緩衰老，從而延長保鮮期。對辣椒的研究[7-8]也得到了類似的結果。由此可知，UV-C處理可延緩果蔬硬度的下降，延緩衰老。

1.2 失重率

一般果蔬采后常常因為呼吸作用和蒸騰作用而造成失重萎縮，而果蔬一旦萎蔫就會大大影響其外觀品質。因此，保持果蔬的重量，最主要的是保持其水分含量，減少營養物質的損耗。失重率作為一項重要指標，能夠直觀地反映不同處理方式的效果。李天略等[9]發現每日紫外照射2min的蓮霧的失重率遠遠低于對照組。這與對香菇[6]、牛角椒[7]和白玉菇[10]的研究結果相同。由此可知，UV-C處理可延緩果蔬失重。

1.3 發病率

由于受到機械損傷或長菌等，果蔬采后品質一般都會受到影響，造成損失。榮瑞芬等[11]研究發現，采用1.0kJ／m2UV-C輻照可較好地控制草莓采后病害，延長其壽命；經1.8kJ／m2照射后，紅提葡萄貯藏期內發病率也比對照要輕，但差異不顯著[12]；同樣，采用0.25～0.5kJ／m2的UV-C輻照后，桃能較好地減輕果實貯期腐爛，推遲發病10～16d，發病率比對照降低5.1和3.2倍，顯著降低了發病率[13]。

2 紫外線照射對貯藏果蔬產品生理指標的影響

2.1 苯丙氨酸解氨酶

苯丙氨酸解氨酶 （PAL）在植物體內產次生代謝物質中起重要作用，它對水果采后貯藏有著重要影響。許多研究表明，植物品種自身的抗病性與苯丙氨酸代謝途徑有密切關系，植物受病原菌侵染后，抗病品種PAL活性的提高比感病品種提高的幅度大，并能迅速合成與抗病有關的生化物質如生物堿、植物保衛素、木質素等，能有效地阻止病原菌的擴展，因而PAL活性可作為植物抗病性的生化指標[14]。榮瑞芬等[13]研究表明，采后使用0.25～0.75kJ／m2的UV-C輻照桃果皮，PAL活性提高了，抗病性也提高了。此外，張倩等[4]研究表明，采后使用5kJ／m2的UV-C處理能使鴨梨內PAL酶活性升高，從而使鴨梨具有更強的抗病性。榮瑞芬等[14]采用2.4kJ／m2的UV-C照射番茄有得到了類似的結果。由此可知，UV-C處理可提高果蔬的PAL活性，從而提高抗病性。

2.2 抗氧化酶

抗氧化酶體系包括CAT、SOD、APX和GR，它們都是植物生物體內重要的活性氧酶促清除系統，對保持H2O2代謝平衡起到關鍵作用。劉長虹等[5]采后使用4kJ／m2的UV-C照射番茄果實，貯藏期間CAT、APX和GR的活性都提高了，從而使果實內活性氧代謝達到平衡，顯著提高番茄果實的抗氧化能力。Jiang等[15]在香菇上采用4kJ／m2的UV-C照射處理香菇也得到了類似的結果。由此可知，UV-C處理可提高果蔬的抗氧化特性。

2.3 抗壞血酸

抗壞血酸又稱維生素C，是一種水溶性維生素，水果和蔬菜中含量豐富，在氧化還原代謝反應中起調節作用。Jiang等[15]發現4kJ／m2的UV-C照射處理香菇，對其在貯藏期間抗壞血酸的維護有積極作用。UV-C處理果蔬也可以有效減緩草莓Vc含量的下降[11]。姜天甲等[6]對香菇的研究發現，經處理的香菇Vc含量在整個貯藏期間前期有所下降，但始終保持高于對照的較高水平，且后期呈升高趨勢。但一些報告表明，UV-C照射減少一些水果和蔬菜的Vc含量，如芒果[16]、香菜葉[17]。

2.4 多酚氧化酶

多酚氧化酶 （PPO）是果蔬中引起褐變的關鍵酶。果蔬褐變主要是由于一些酚類物質在PPO的作用下氧化成醌類物質，醌類物質再經過一系列反應形成褐色物質。李波等[18]對雞腿菇保鮮的研究表明，UV-C照射能夠抑制其貯藏期間的后熟作用，降低PPO活性，降低呼吸強度，減小細胞膜透性，延緩褐變反應，尤其能有效地抑制菌柄伸長，從而延長保鮮時間。榮瑞芬等[13]發現，UV-C處理桃果實PPO的變化趨勢與抗病性較一致，即PPO與抗病性有一定相關性。

2.5 呼吸強度

呼吸作用是采后果蔬維持生命活動的基本保證，是果蔬重要的生理代謝過程，與采后果蔬的品質、成熟衰老、耐貯性、抗病性等都有密切關系。李波等[18]研究發現，UV-C處理能夠降低雞腿菇的呼吸強度，延長其保鮮期。對香菇[6]、牛角椒[7]、白玉菇[10]和西蘭花[19]的研究也得到了同樣的結果。

3 其他

UV-C處理還可以影響果蔬的可溶性固形物、總酚、黃酮類和葉綠素含量。張倩等[4]對鴨梨的研究表明，5kJ／m2的UV-C輻照處理可以有效維持果實中可溶性固形物含量，延緩品質下降。劉長虹等[5]對番茄的研究表明，UV-C處理顯著提高了番茄果實的總酚和類黃酮含量。楊華等[7]對牛角椒的研究表明，采用9kJ／m2的UV-C處理牛角椒，可延緩葉綠素的降解或轉化速度，從而有效地保持果實中的葉綠素含量。紫外照射處理可以延緩韭菜葉片葉綠素含量的下降，以紫外多次處理效果最為明顯[20]。

4 展望

大量的實踐證明，UV-C處理是一種無化學污染的物理處理方法，采后通過使用適宜的劑量和合理的時間UV-C輻照果蔬，一方面可以誘導其相關酶如PAL、CAT和SOD等的產生，提高果蔬抗病性，減少采后腐爛引起的經濟損失；另一方面還可以減少各種化學保鮮劑的使用，符合 “營養、安全、天然食品”的要求，是一條綠色環保的貯藏保鮮途徑[21]。

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