低劑量輻照對鮮食核桃不同冷藏期后貨架品質的影響

李 晴,寇莉萍,+,馬艷萍,費昭雪

(1.西北農林科技大學食品科學與工程學院,陜西楊凌 712100;2.西北農林科技大學林學院,陜西楊凌 712100)

低劑量輻照對鮮食核桃不同冷藏期后貨架品質的影響

李 晴1,寇莉萍1,+,馬艷萍2,*,費昭雪2

(1.西北農林科技大學食品科學與工程學院,陜西楊凌 712100;2.西北農林科技大學林學院,陜西楊凌 712100)

以“遼寧2號”鮮食核桃為材料,采用0.075、0.100和0.300 kGy 3種低劑量輻照處理,用PE30包裝袋包裝后于(0±1) ℃下貯藏,定期轉入4 ℃貨架條件下貯藏10 d,以未經輻照鮮食核桃為對照,探究低劑量輻照對鮮食核桃貨架期間貯藏效果及品質的影響,篩選最佳輻照劑量。結果表明,所用劑量均利于維持鮮食核桃冷藏后的貨架品質,其中0.300 kGy更好地保持了鮮食核桃的水分、粗脂肪和粗蛋白含量,抑制了過氧化值和酸價的升高,同時維持了較高的不飽和脂肪酸含量,使其具有較高的營養價值。因此,確定0.300 kGy為本研究中保持鮮食核桃貨架期間較優品質的適宜劑量。

低劑量輻照,鮮食核桃,貨架,品質

目前,鮮食核桃因氨基酸和維生素含量高及風味特殊等特性,在我國核桃主產區已形成了一定的消費市場[1],鮮食核桃貯藏研究包括青皮果實與脫青皮核桃兩種。與青皮核桃相比,脫皮鮮食核桃不僅保留其豐富營養與獨特風味,也避免了其上市前去青皮難的突出問題,可滿足市場的長期需求。然而,鮮食核桃貯藏期間發霉、發芽問題突出,尋求去青皮鮮食核桃有效可行保鮮技術對滿足其市場長期需求具有重要意義。

研究表明,適宜低劑量60Coγ射線輻照既能抑制新鮮果蔬發芽和發霉現象,又能避免高劑量輻照對果蔬品質產生的負面影響[2-3],延長果蔬貨架期,利于果蔬的貯藏保鮮。研究發現低劑量γ射線輻照與氣調包裝結合能夠顯著延長新鮮草莓的貨架期[4];Gina[5]指出低劑量輻照能在3周內有效抑制葡萄發生植物病害并能保持其良好品質。課題組前期研究發現,0.05 kGy低劑量可明顯延緩鮮食核桃發芽,但有關低劑量輻照對鮮食核桃貨架期品質影響的研究至今未見報道。本研究以“遼寧2號”鮮食核桃為材料,經0.075、0.100和0.300 kGy低劑量60Coγ射線輻照,采用PE30袋包裝后于(0±1)℃冷庫中貯藏至30、60和90 d,分別取出放在4 ℃冰箱內模擬貨架貯藏10 d后取樣觀測各項指標的變化,旨在篩選保持鮮食核桃貨架期間優良品質的適宜輻照劑量,為延長鮮食核桃貨架期提供一定理論基礎與技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

“遼寧2號”核桃 2012年9月2日自然成熟時采自陜西省扶風縣杏林鎮,采后當天運回西北農林科技大學果蔬采后生理實驗室,待核桃青皮大部分自然開裂后進行人工脫皮,用流動水沖洗干凈后置于通風處晾干表面水分,挑選大小均勻、無機械傷和病蟲害的核桃裝入30 cm×30 cm×30 cm紙板箱。

Kjeltec 8400全自動凱氏定氮儀 日本Foss公司;UV-1700分光光度計 日本SHIMADZU公司;A11研磨分析儀 德國IKA公司;SZT-06脂肪儀 中國蘇州天威儀器公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 試材處理方法 將樣品運至西北核工業技術研究所,采用60Coγ射線處理樣品,平均吸收劑量為0(對照)、0.075、0.100和0.300 kGy,吸收劑量率為0.926 Gy·s-1。樣品輻照后立即運回西北農林科技大學(0±1)℃冷庫中預冷24 h,然后用30 μm厚聚乙烯(PE)包裝袋進行包裝。每劑量處理20袋,每袋30粒核桃。將包裝好的核桃放在(0±1)℃冷庫中貯藏30、60和90 d后,轉移至4 ℃冰箱模擬貨架條件貯藏10 d,定期統計貯藏效果后取樣測定相關指標(圖表中用冷藏30、60和90 d表示相應冷藏時間后貨架10 d測得數據)。以剛脫青皮后的對照及輻照處理樣品為0 d時測試樣品。

種仁取樣:定期取出各處理3袋樣品,每袋中隨機取15粒核桃剝取種仁后迅速投入液氮中冷凍,并于液氮條件下用研磨分析儀將種仁迅速粉碎后置于-80 ℃冰箱備用。

1.2.2 含水率、粗蛋白含量測定 含水率的測定:準確稱取1 g樣品粉末先在105 ℃下干燥30 min,然后在75 ℃下干燥至恒重。

含水率(%)=(烘干前粉末質量-烘干后粉末質量)/烘干前粉末質量×100

粗蛋白含量的測定:準確稱取0.2 g鮮食核桃仁粉末于消煮瓶中,然后加入1.5 g混合催化劑(K2SO4∶CuSO4·5HO2=9∶1 w/w)和5 mL濃硫酸。將消煮瓶在360 ℃條件下消煮6 h左右至瓶內液體變為清澈藍綠色為止,用全自動凱氏定氮儀測定粗蛋白含量。

1.2.3 粗脂肪含量的測定 準確稱取1 g粉末樣品放入烘干的濾紙包內烘至恒重,在65 ℃的石油醚(沸程為30～60℃)浸泡2 h后,采用脂肪儀抽提10 h,烘干濾紙包并計算粗脂肪含量。

粗脂肪含量(%)=(抽提前烘干濾紙包質量-抽提后烘干濾紙包質量)/粉末樣品質量×100

1.2.4 過氧化值和酸價的測定 油樣的制備:根據袁德保等[6]的方法略有改動,稱取25 g樣品粉末至100 mL沸程為30～60 ℃的石油醚中浸提24 h,使用40 ℃水浴在旋轉蒸發儀中將石油醚蒸發完全獲取油樣。

過氧化值測定:采用GB/T 5009.37-2003方法進行測定。

酸價測定:參照AOCS Cd 3d-63中的方法,用氫氧化鈉滴定測定。

1.2.5 脂肪酸組成及含量測定 參照宋志軍[7]的方法使用高效液相色譜儀測定。

1.2.6 果實好果率測定 好果率:每處理3袋樣品于取樣前統計好果數,以種殼表面無直觀可見霉菌褐變者為好果。

好果率(%)=好果數/被檢查總果數×100

1.2.7 數據處理 數據利用Microsoft Excel 2010整理和繪圖,采用SPSS 18.0軟件進行統計分析,數據為3個原始數據的平均值±標準差,采用Duncan’s 新復極差法進行分析,檢驗其差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 低劑量輻照對鮮食核桃貨架期含水率的影響

水分散失引起的重量損失約占果蔬采后自然消耗的75%～90%[8]。鮮食核桃含水率在貯藏期間顯著降低(p<0.05)。處理組核桃含水率的降幅低于對照,其中0.300 kGy處理核桃降幅最小。整個貯藏期內,對照、0.075、0.100、0.300 kGy處理組樣品的含水率分別降低了35.47%、28.64%、29.07%、23.13%。0 d時,除0.100 kGy輻照組樣品較高外,其他3組樣品的含水率相近;所有核桃含水率均在貯藏期30 d內降幅明顯;30、90 d貨架時,對照組核桃含水率與0.075 kGy輻照組相近,0.100、0.300 kGy處理組核桃含水率相近且較高。可見,0.300 kGy能夠較好地保持鮮食核桃的水分含量。

圖1 低劑量輻照對鮮食核桃含水率的影響Fig.1 Effect of low-dose irradiation on water content of fresh walnuts

2.2 低劑量輻照對鮮食核桃貨架期粗蛋白含量的影響

表1 低劑量輻照對鮮食核桃粗蛋白含量的影響

注:表中同列不同大寫字母表示數據間差異達統計學顯著水平(p<0.05),同行不同小寫字母表示數據間差異達統計學顯著水平(p<0.05)。

表2 低劑量輻照對鮮食核桃酸價和過氧化值的影響

注:表中同列不同大寫字母表示數據間差異達統計學顯著水平(p<0.05),同行不同小寫字母表示數據間差異達統計學顯著水平(p<0.05)。

植物體內粗蛋白在貯藏過程中降解為氨基酸,氨基酸又能轉化成糖或脂肪參與呼吸作用[9]。如表1所示,輻照樣品的粗蛋白含量在貯藏期間的變化差異不大,這與Sinanoglou 等[10]的研究結果一致。可以看出,貯藏期間樣品粗蛋白含量均呈降低趨勢。0 d時,除0.100 kGy處理外,輻照樣品粗蛋白含量均高于對照。整個貯藏期,0.100和0.300 kGy處理組核桃粗蛋白含量的降低幅度為3.42%、2.20%,顯著(p<0.05)低于對照和0.075 kGy處理組(6.77%、8.40%)。貯藏期間,0.300 kGy處理樣品的粗蛋白含量持續高于對照和其他處理樣品。

2.3 低劑量輻照對鮮食核桃貨架期粗脂肪含量的影響

脂肪氧化是導致鮮食核桃貯藏期間品質劣變的重要原因[12]。鮮食核桃粗脂肪含量在貯藏期間顯著(p<0.05)減少(圖2)。貯藏至末期,對照、0.075、0.100、0.300 kGy組鮮食核桃的粗脂肪含量分別減少28.86%、18.00%、16.37%、16.24%。0、30 d貨架期間,全部樣品的粗脂肪含量均無顯著差異;60 d貨架時,0.300 kGy樣品粗脂肪含量最高,其他處理與對照的粗脂肪含量無差異;90 d貨架時,對照中粗脂肪含量與60 d貨架期相比降幅較大,此時對照核桃粗脂肪含量顯著低于處理組(p<0.05),其中以0.300 kGy處理組最高。可見,0.300 kGy處理更好地抑制了鮮食核桃貨架期內脂肪的分解。

圖2 低劑量輻照對鮮食核桃粗脂肪的影響Fig.2 Effect of low-dose irradiation on fat contents of fresh walnuts

2.4 低劑量輻照對鮮食核桃貨架期酸價及過氧化值的影響

酸價、過氧化值是脂肪氧化的衡量指標,其大小與油脂品質優劣密切相關[13]。

貯藏期間,對照、0.075、0.100、0.300kGy鮮食核桃的酸價分別增加了45.31%、16.06%、28.36%、6.82%,處理組酸價始終低于對照。所有樣品的酸價均符合國標健康標準(≤4 mg/g)。可見,低劑量輻照均能顯著抑制酸價的升高。

與0 d相比,貯藏90 d貨架時,對照、0.075、0.100、0.300 kGy樣品的過氧化值分別增加了29.13%、32.17%、18.41%、22.66%。90 d貨架時,對照和0.100 kGy處理組核桃的過氧化值無差異;0.075和0.300 kGy處理的過氧化值較低。

2.5 低劑量輻照對鮮食核桃貨架期脂肪酸組分及含量的影響

鮮食核桃中的主要脂肪酸為棕櫚酸(16∶0)、硬脂酸(18∶0)、油酸(18∶1)、亞油酸(18∶2)和亞麻酸(18∶3),不飽和脂肪酸占總脂肪酸的90%以上,高含量的不飽和脂肪酸利于降低人體膽固醇、防止動脈硬化和保護心臟。0 d時,處理組樣品的硬脂酸含量低于對照;除0.100 kGy外,其他處理的亞油酸、亞麻酸和多不飽和脂肪酸(PUFA)含量均高于對照,其中0.300 kGy處理的亞油酸和亞麻酸含量高于其他處理組;所有處理組樣品的總不飽和脂肪酸(UFA)含量均高于對照。90 d貨架時,輻照組棕櫚酸和亞油酸含量高于對照,而硬脂酸含量則低于對照;0.100和0.300 kGy處理的亞麻酸含量高于對照,0.075 kGy處理組核桃的亞麻酸含量則低于對照;處理組核桃的PUFA和UFA含量均高于對照,0.300 kGy處理組樣品的亞油酸、亞麻酸、PUFA和UFA含量均高于其他各處理。可見,低劑量輻照有助于保持鮮食核桃貯藏過程中不飽和脂肪酸含量,以0.300 kGy效果最佳。

表3 低劑量輻照對鮮食核桃脂肪酸組分及含量的影響

注:表中同列不同大寫字母表示數據間差異達統計學顯著水平(p<0.05),同行不同小寫字母表示數據間差異達統計學顯著水平(p<0.05)。

相關性分析表明,亞麻酸(r=0.918,p<0.05)和UFA(r=0.921,p<0.01)含量均與輻照劑量呈顯著正相關;油酸和亞油酸含量呈顯著負相關(r=-0.822,p<0.05),表明油酸和亞油酸在貯藏期間相互轉化,與過去的一些研究結果相似[14-15]。Gecgel e等[16]研究顯示,輻照劑量大于1 kGy時,干核桃和扁桃仁等堅果仁的棕櫚酸和硬脂酸含量隨輻照劑量的增加而下降,而油酸和亞油酸含量則隨之升高。本研究顯示,輻照劑量低于1 kGy時,鮮食核桃的脂肪酸含量未出現上述變化規律。

2.6 低劑量輻照對鮮食核桃貨架期好果率的影響

如圖3所示,對照組核桃貨架期間的好果率持續低于處理組,表明低輻照劑量均利于鮮食核桃貨架期的保鮮。30 d貨架時,樣品好果率略高于60 d和90 d,處理組樣品好果率無明顯差別,但均高于對照;60 d時,0.100 kGy處理組好果率顯著高于對照和其他處理組(p<0.05),0.075 kGy處理好果率也顯著高于對照組(p<0.05);90 d時,處理組樣品的好果率均顯著高于對照(p<0.05),其中0.300 kGy處理核桃好果率最高。表明,本研究中所用輻照劑量對提高鮮食核桃貨架期間的好果率均有顯著作用。

圖3 低劑量輻照對鮮食核桃好果率的影響Fig.3 Effect of low-dose irradiation on preservation rate of fresh walnuts

3 結論

本研究采用0.075、0.100、0.300 kGy低劑量60Coγ射線處理鮮食核桃,與對照相比,3種劑量均表現出維持鮮食核桃冷藏后良好的貨架品質,保持了鮮食核桃高的水分、粗脂肪和粗蛋白含量,抑制了脂肪氧化酸敗,維持較高的不飽和脂肪酸含量與好果率。綜合各指標分析,0.300 kGy為本研究中鮮食核桃的適宜貯藏劑量。

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Effect of low-dose irradiation on quality of fresh walnuts during shelf life at cold storage

LI Qing1,KOU Li-ping1,+,MA Yan-ping2,*,FEI Zhao-xue2

(1.College of Food Science and Engineering,Northwest A&F University,Yangling 712100,China;2.College of Forestry,Northwest A&F University,Yangling 712100,China)

To explore the effect of low-dose irradiation on quality of fresh walnuts and the proper irradiation dose for the preservation of fresh walnuts,‘Liaoning 2’fresh walnuts were packed in PE30 packages after being given60Coγ-irradiation doses of 0.075,0.100 and 0.300 kGy(non-irradiation as control),then stored at(0±1)℃ at 30 d intervals plus 10 d at 4 ℃. Result showed that all the doses used had a positive effect on maintaining the quality of fresh walnuts during storage. The dose of 0.300 kGy performed better on keeping the contents of water content,crude protein and fat,decreasing peroxide value and acid value and keeping higher contents of unsaturated fat acids,maintaining high nutritional value of fresh walnuts. Therefore,0.300 kGy was evaluated as the optimal dose for preservation of fresh walnuts in this study.

low-dose irradiation;fresh walnuts;shelf life;quality

2015-04-09 +同為第一作者。

李晴(1990-),女,碩士,研究方向:果蔬貯藏與加工,E-mail:q.li123@foxmail.com。 寇莉萍(1972-)女,博士,研究方向:果蔬加工與貯藏工程,E-mail:kouliping8@hotmail.com。

*通訊作者:馬艷萍(1976-),女,博士,副教授,研究方向:林產果蔬采后生理與貯藏技術,E-mail:myp1273@163.com。

國家自然科學基金資助項目(31200518);西北農林科技大學實驗示范站科技成果推廣資助項目(TGZX2014-20)。

TS255.36

A

1002-0306(2015)23-0325-05

10.13386/j.issn1002-0306.2015.23.059