輻照對核桃果實冷藏生理與品質的影響

董　慧，魯周民，馬艷萍,，胡海超，馬惠玲

（1.西北農林科技大學林學院，陜西 楊凌 712100；2.西北農林科技大學生命科學學院，陜西 楊凌 712100）

輻照對核桃果實冷藏生理與品質的影響

董慧1，魯周民1，馬艷萍1,*，胡海超1，馬惠玲2

（1.西北農林科技大學林學院，陜西 楊凌 712100；2.西北農林科技大學生命科學學院，陜西 楊凌 712100）

以‘遼核2號’核桃果實為材料，經0（對照）、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy不同劑量60Coγ射線輻照處理后，采用青皮果實60 d+脫皮鮮堅果30 d兩步法貯藏于（0±1）℃的冷庫中，監測其在貯藏期間色差、褐變指數、裂果率、乙烯釋放量、氣體成分、蛋白質含量、脂肪含量、脂肪酸含量、過氧化值與羰基價的變化。結果表明，輻照處理顯著降低了核桃果實貯藏期間的裂果率和乙烯峰值，保持了較低的過氧化值和羰基價，延緩了脂肪氧化速度；0.3 kGy和0.5 kGy處理的感官品質較好，以0.3 kGy延緩核桃果實衰老的作用突出。該劑量條件下核桃果實裂果率和乙烯峰值最低，必需脂肪酸總量維持在較高水平，貯藏末期脂肪含量最高，過氧化值最低，確定0.3 kGy為核桃果實冷藏適宜輻照劑量。

核桃果實；輻照；冷藏；生理；品質

近年來，鮮核桃因其豐富的營養與獨特的風味與質地［1-2］，深受廣大消費者喜愛，鮮核桃的市場需求與價格迅速攀升。眾多的企業、個人與科研機構已發現其巨大商機，鮮核桃保鮮技術進而成為研究熱點［3-4］。有關鮮核桃貯藏主要包括青皮果實與脫皮堅果兩種。核桃堅果冷藏期間極易發霉［3］，核桃青皮則是有效阻斷環境微生物與種殼作用的天然屏障，核桃青皮果實的貯藏具有廣闊的市場前景。

目前，在消費需求與價格攀升的驅動下，青皮核桃早采現象極為突出，種仁營養品質差。項目組前期發現，為保障鮮核桃濃郁的風味與良好的營養品質，核桃果實需在青皮與種殼間形成離層時的自然成熟期進行采收，然而裂果現象則成為其冷藏期間的首要問題，裂果的出現很快導致核桃青皮腐爛與種殼黑腐，品質隨之劣變。裂果是核桃果實開始衰老的象征，如何有效減緩核桃果實衰老開裂，保持其良好商品性狀與品質成為核桃果實保鮮的關鍵。有關青皮核桃保鮮主要集中于保鮮劑［5］與包裝［6］等傳統技術方面，有關輻照技術對核桃果實的貯藏生理與品質影響尚鮮見報道。

60Coγ射線輻照可延緩果蔬采后衰老，具有顯著抑制果蔬采后品質劣變作用，目前被廣泛應用于果蔬保鮮中［7-9］。鑒于該技術對眾多果蔬及鮮核桃堅果顯著的抑芽［10-11］和保持營養品質的效應［2,11］，推測60Coγ射線對青皮核桃果實的衰老裂果與品質的保存具有一定作用。研究以‘遼核2號’核桃青皮果實為試材，經過不同劑量60Coγ射線輻照后，采用青皮果實60 d+脫皮鮮堅果30 d兩步法貯藏于（0±1） ℃的冷庫中，監測其貯藏期間生理與品質等相關指標的變化，探求60Coγ射線在青皮核桃貯藏保鮮中應用的可行性，并篩選核桃果實冷藏適宜輻照劑量，為鮮核桃商業化生產另辟新徑。

1　材料與方法

1.1材料

‘遼核2號’青皮核桃于2014年9月12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植物資源利用實驗室，挑選大小均勻、果面無病斑的果實待用。

1.2儀器與設備

CheckMate-9900型氣體分析儀 丹麥PBI Dansensor公司；Trace GC Uitra氣相色譜儀 美國Thermo Electron公司；KjeltecTM8400全自動凱氏定氮儀 丹麥Foss公司；SZT-06型脂肪萃取儀 蘇州天威公司；GC-14C氣相色譜儀 日本Shimadzu公司；A11研磨分析儀德國IKA公司；CR-400色彩色差計 日本Konica Minclta公司。

1.3方法

1.3.1輻照處理與貯藏

將待用核桃次日清晨放置于30 cm×30 cm×30 cm紙箱，運往西北核工業研究所進行60Coγ射線輻照處理，劑量為0（對照）、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy，以未經處理的核桃果實為對照。采用靜態輻照工藝，劑量率為55.56 Gy/min。輻照結束后立即運回實驗室，每處理隨機取樣3 份，每份20 粒核桃，作為0 d時初始樣品。其余樣品于（0±1）℃的冷庫中預冷24 h，采用0.05 mm厚聚乙烯袋密封包裝后繼續貯藏于該條件下，每處理30 袋，每袋20 粒核桃；每處理部分包裝50 個果實，共15 袋，用于果實褐變指數和裂果率的觀測。樣品冷藏至60 d時每處理9 袋樣品繼續貯藏于該條件下，觀測果實色差、褐變指數及裂果率等感官指標變化，其他樣品于冷庫中脫青皮后采用0.05 mm厚聚乙烯袋包裝，繼續于該條件冷庫中貯藏至90 d。

1.3.2取樣

核桃果實冷藏期間，每處理定期隨機取樣3 袋，測定氣體成分并進行乙烯釋放量取樣，測定色差后，剝取核桃種仁立即投入液氮中速凍，采用研磨分析儀于液氮條件下充分粉碎后，貯藏于-80 ℃超低溫冰箱備用測定相關指標，數據取3 個重復的平均值。

1.3.3指標測定

1.3.3.1色差的測定

采用CR-400型色彩色差計測定核桃青皮色差，測定時每處理核桃青皮表面取3 個固定位點測定，記錄L（亮度，越大表示越亮）、a（紅綠色差，正值為紅色，負值為綠色，絕對值越大代表越紅或越綠）、b值（黃藍色差，正值為黃色，負值為藍色，絕對值越大代表越黃或越藍）［12］。每處理3 個重復，每重復20 個果實。

1.3.3.2褐變指數與裂果率的測定

貯藏期間定期隨機取每處理50 個果實包裝3 袋，統計其褐變與裂果情況，其中果實表面出現裂紋或皴樣均統計為裂果。

褐變指數分級標準0級：果實未褐變；1級：果實表面褐變面積小于總面積的1/5；2級：果實表面褐變面積約占總面積的2/5；3級：果實表面褐變面積約占總面積的3/5；4級：果實表面褐變面積約占總面積的4/5；5級：果實表面褐變面積大于總面積的4/5［13］。褐變指數和裂果率的計算見式（1）、（2）：

1.3.3.3氣體體積分數的測定

果實貯藏期間，取樣時每處理隨機取3 袋，將直徑為15 mm的硅膠采樣墊貼于樣品袋上，采用氣體分析儀測定，結果為3 個重復的平均值?；诤颂覉怨谫A藏后期呼吸代謝水平低而平穩［14］，本部分未繼續監測果實60 d脫掉青皮后堅果的氣體體積分數。

1.3.3.4乙烯釋放量的測定

參照任亞梅［15］的方法且略有改動。冷藏期間每處理于測定點時隨機取樣3 袋，密閉于6 L干燥器中1.5 h，通過橡皮塞用注射器抽取樣氣5 mL，利用排水法貯存于10 mL玻璃瓶中待用。

色譜條件：Trace GC Uitra氣相色譜儀，2 M不銹鋼填充柱，氫火焰離子化檢測器；進樣量1 mL；柱溫、進樣口、檢測器溫度分別為70、70 ℃和150 ℃；N2為載氣，H2為燃氣，空氣為助燃劑，三者的氣流速率分別為40 kPa、35 mL/min和350 mL/min。采用外標法定量，結果取3 個重復的平均值。

1.3.3.5品質指標的測定

油樣提取：取貯藏0、60、90 d時的核桃種仁粉末50 g，參照Mexis等［16］的方法提取油樣；過氧化值：參照GB/T 5538—2005《動植物油脂過氧化值測定》的滴定法測定；羰基價：參照GB/T 5009.37—2003《食用植物油衛生標準分析方法》的比色法測定；蛋白質含量：采用凱氏定氮法測定；脂肪含量：采用索氏提取法測定［17］；脂肪酸組分與含量：參照Ma Yanping等［3］的方法，采用GC-14C氣相色譜儀測定。

1.4數據分析

實驗結果采用Excel軟件處理，并用SPSS Statistics 18.0數據分析軟件進行相關統計分析。數據為3 個原始數據，采用Duncan's新復極差法，檢驗不同處理間數據在0.05水平上的差異顯著性。

2　結果與分析

2.1輻照對核桃果實感官品質的影響

2.1.1色差

貯藏期間，核桃果實的L值整體呈現下降趨勢，青皮亮度降低（表1）。貯藏30 d時，0.3 kGy處理的L值（52.44）最高且顯著高于其他處理，其他處理間差異不顯著；30～60 d各處理的L值下降緩慢，60 d之后顯著下降；貯藏75 d與初期相比，對照、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy的下降率分別為13.94%、12.31%、10.28%、12.23%、12.09%，以對照組降幅最大，0.3 kGy降幅最小。a值隨貯藏時間延長顯著增大，表明青皮由綠色向紅色轉變；但貯藏75 d時，對照與處理之間差異不顯著。b值在整個貯藏期間呈先下降后上升再下降的趨勢。30 d時，相比貯藏初期，各處理下降幅度差異不顯著；30～60 d期間各處理的b值均呈上升趨勢，0.3 kGy和0.5 kGy處理的b值與上升幅度最大，顯著高于其他3 個處理，對照、0.1 kGy和1.0 kGy 3 個處理上升幅度差異不顯著；貯藏75 d時，各處理的核桃青皮b值相對初期下降幅度差異不顯著。

表1　輻照對核桃果實色差的影響Table1　Effects of irradiation on color parameters of walnut fruit

2.1.2褐變指數和裂果率

表2　輻照對核桃果實褐變指數和裂果率的影響Table2　Effects of irradiation on browning index and cracking rate of walnut fruit

表2顯示，各處理核桃果實的褐變指數隨貯藏時間的延長而上升。貯藏45 d時，0.5 kGy和1.0 kGy處理核桃果實的褐變指數顯著高于對照和其他處理，對照、0.1 kGy和0.3 kGy處理之間差異顯著，0.3 kGy的褐變指數最低（26.30）；之后各處理果實褐變指數均迅速增加，60 d時對照組褐變指數迅速升高至60.20，且貯藏后期持續顯著高于各輻照處理，1.0 kGy處理果實褐變指數為53.13，顯著高于其他3 個處理；90 d時，對照組的褐變指數高達97.78，0.1、0.3 kGy和1.0 kGy的褐變指數分別為87.30、80.06和82.15，以0.5 kGy的褐變指數（77.17）最低。

貯藏期間，核桃果實的裂果率也隨貯藏時間的延長而增加（表2）。貯藏期間，除60 d時，對照組裂果率顯著高于輻照處理。60 d時0.3 kGy的裂果率最低，對照、0.1、0.5 kGy和1.0 kGy之間差異不顯著；75 d時各處理的裂果率均顯著增加，對照組顯著高于輻照處理組；90 d時，0.3、0.5 kGy和1.0 kGy裂果率顯著低于對照和0.1 kGy兩個處理，0.3、0.5 kGy和1.0 kGy裂果率差異不顯著。

核桃果實褐變指數和裂果率的變化表明，輻照可以延緩核桃果實表面褐變尤其是裂果現象的發生，貯藏后期以0.3 kGy和0.5 kGy兩個劑量對核桃果實保鮮具有明顯優勢。

2.2輻照對核桃果實氣體成分的影響

圖1　輻照對包裝內核桃果實CO2（A）和O2（B）體積分數的影響Fig.1　Effects of irradiation on CO2and O2concentrations in packages

貯藏期間，核桃果實包裝內CO2體積分數呈現先迅速上升后下降再平穩的變化趨勢，O2體積分數變化則與CO2變化基本相反（圖1）。0 d時，袋內CO2、O2體積分數即為大氣中二者的體積分數。核桃果實包裝貯藏1 d時因果實旺盛的呼吸消耗，袋內CO2體積分數迅速增加，O2體積分數則快速下降。

核桃果實貯藏1 d時，輻照處理果的CO2體積分數均顯著低于對照，之后各處理CO2體積分數均顯著下降，6 d后趨于波動狀態，貯藏24 d之后對照、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy處理果實的CO2體積分數均值分別為8.44%、8.38%、8.13%、8.02%、7.72%，對照和0.1 kGy處理的均值顯著高于其他處理，以1.0 kGy的均值最低，24～60 d輻照劑量與體積分數之間呈現顯著負相關關系（r=-0.239，P＜0.05）。

核桃果實包裝1 d內袋內O2體積分數驟然下降，之后除對照處于波動水平外，各輻照處理核桃的O2體積分數持續下降，6 d后1.0 kGy輻照核桃果實O2體積分數顯著回升；18 d后趨于平穩，0.1、0.3、0.5 kGy處理O2體積分數回升緩慢且保持波動水平，這是由于青皮核桃貯藏初期旺盛的呼吸作用消耗了O2，致使O2的體積分數下降，在袋內的O2分壓差達到最大時，薄膜透氧率增加，使外界O2向袋內補充加快，袋內O2體積有所回升，O2體積和CO2體積逐漸達到平衡，這與周然［18］在對黃花梨冷藏品質研究中的結論相一致。貯藏12 d后各處理的CO2體積分數在7.4%～9.0%之間波動，0.1、0.3、0.5 kGy包裝的O2體積分數在0.43%～4.54%之間波動，對照、1.0 kGy處理核桃果實的O2顯著高于其他輻照處理，1.0 kGy處理持續高達12.0%以上，CO2在24 d后顯著低于對照，表現為劑量偏大引起氣體成分失調。

2.3輻照對核桃果實乙烯釋放量的影響

圖2　輻照對核桃果實乙烯釋放量的影響Fig.2　Effects of irradiation on ethylene production of walnut fruit

貯藏期間，核桃青皮果實乙烯釋放量呈現降-增-降的變化趨勢，冷藏6 d后對照核桃乙烯釋放量均值高于各輻照處理果實，24 d時均出現乙烯釋放高峰（圖2）。0 d時，輻照核桃果實乙烯釋放量均顯著高于對照，可能因為輻照刺激引起的代謝失常所致；之后在低溫作用下，核桃果實乙烯生成速度顯著下降，這是低溫影響果實成熟過程的結果［7,19］，冷藏22 d內各處理乙烯釋放量均處于較低水平；24 d時對照、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy處理乙烯釋放量分別為42.31、18.85、15.00、30.57、24.59 μL/（kg·h），對照組顯著高于各輻照處理，0.3 kGy處理則顯著最低，表明輻照可有效抑制核桃果實內源乙烯的生成，進而推遲后熟，這與沈碧貞等［20］發現的60Coγ射線對蘋果貯藏期間乙烯釋放量的效應相同。

2.4輻照對核桃果實油脂氧化的影響

表3　輻照對核桃果實過氧化值與羰基價的影響Table3　Effects of irradiation on peroxide value and carbonyl value of walnut fruit

2.4.1過氧化值

過氧化值是判斷油脂初期氧化程度的指標［21］。貯藏期間，對照核桃果實的過氧化值呈現逐步上升趨勢，輻照組除0 d瞬時提高外，貯藏期間變化平穩（表3）。輻照初期，對照核桃過氧化值為0.70 mmol/kg，顯著低于各輻照組，應該是60Coγ射線顯著提高了自由基的生成速度，進而促使脂肪酸的氧化敏感性和酸敗變質［22］，之后隨著各輻照組過氧化值變化平緩，90 d時對照、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy核桃果實的過氧化值分別為4.30、2.70、1.73、2.50、2.57 mmol/kg，各輻照組過氧化值均顯著低于對照，且以0.3 kGy處理核桃的過氧化值最低，表明在鮮核桃冷藏期間輻照組過氧化值升高速度低于對照組，輻照處理有利于其長期貯藏，其中以0.3 kGy的效果最顯著。

2.4.2羰基價

羰基價也是衡量脂肪次級氧化程度的重要指標之一［23］。貯藏期間，核桃果實的羰基價呈現顯著增加趨勢（表3）。0 d時，對照組羰基價顯著低于各輻照處理，羰基價與劑量之間呈顯著正相關（r= 0.948，P＜0.01），表明輻照瞬時顯著了增加核桃果實的脂肪氧化；隨著貯藏時間的延長，各處理的羰基價均呈現顯著增加趨勢；90 d時，對照和0.1 kGy處理的羰基價分別高達16.33 Meq/kg和17.68 Meq/kg，顯著高于其他處理。除初始點外，0.3、0.5 kGy處理之間羰基價差異不顯著，且二者的羰基價顯著低于對照，1.0 kGy處理組卻持續維持較高水平。

2.5輻照對核桃果實營養品質的影響

2.5.1蛋白質和脂肪含量

表4　輻照對核桃果實蛋白質含量和脂肪含量的影響Table4　Effects of irradiation on protein and fat contents of walnut fruit

貯藏期間，對照核桃果實蛋白質含量呈上升趨勢，1.0 kGy處理的蛋白質含量呈下降趨勢，其他輻照處理組蛋白質含量均處于波動狀態（表4）。0 d時，對照核桃蛋白質含量為16.26%，顯著低于0.3、0.5、1.0 kGy處理組，對照和0.1 kGy蛋白質含量差異不顯著；90 d時，對照、0.1 kGy和0.3 kGy處理蛋白質含量顯著高于0.5、1.0 kGy兩個處理組，應該是劑量偏大加速了貯藏后期的蛋白質分解速度［24］。

脂肪氧化是導致高脂肪食品品質劣變的重要原因［22］，脂肪含量的高低是衡量鮮核桃品質變化的重要指標。核桃果實貯藏期間脂肪含量總體呈下降趨勢（表4）。0 d時，0.5、1.0 kGy處理核桃果實的脂肪含量顯著低于對照和其他處理，0.1、0.3 kGy處理與對照之間無顯著差異；之后各處理組脂肪含量逐漸下降；90 d時，0.3 kGy處理脂肪含量與0.1 kGy處理差異不顯著但顯著高于對照和其他處理，與0 d時對照相比，對照、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy處理的脂肪含量下降率分別為12.46%、7.34%、6.21%、11.23%和9.53%。表明各劑量輻照處理均不同程度地延緩了核桃的脂肪氧化，以0.3 kGy處理的效果最佳。

2.5.2脂肪酸組成與含量

核桃富含不飽和脂肪酸油酸、亞油酸和亞麻酸，人體必需脂肪酸（亞油酸與亞麻酸）總含量占脂肪酸總量70%左右，同時含有少量的飽和脂肪酸棕櫚酸和硬脂酸［14］。

表5　輻照對核桃果實脂肪酸組成與相對含量的影響Table5　Effects of irradiation on fatty acid composition and contents of walnut fruit

表5顯示，貯藏期間，核桃種仁飽和脂肪酸總量均呈先下降后上升的趨勢，不飽和脂肪酸總量則呈相反變化趨勢；不飽和脂肪酸總量差異不顯著，油酸、亞油酸、亞麻酸以及必需脂肪酸含量受輻照影響較大。輻照組核桃油酸含量先降低后上升，亞麻酸整體呈上升趨勢，其中0.3、0.5 kGy處理先上升后下降；整個貯藏期間，0.3 kGy的必需脂肪酸均值為69.05%，高于其他處理。方差分析表明，貯藏期間油酸轉化與亞油酸之間呈極顯著負相關（相關系數r=-0.517，P＜0.01），油酸轉化成亞油酸［25］。

3　結 論

輻照處理對核桃青皮果實保鮮效果顯著，可以延緩果實亮度L值的下降，60 d內輻照處理核桃果實表面色澤顯著優于對照；輻照處理顯著降低了核桃果實貯藏期間的褐變指數和裂果率，0.3 kGy和0.5 kGy具有良好表現。

輻照處理顯著降低了核桃果實冷藏24 d時的乙烯釋放高峰，以0.3 kGy的峰值最低，延遲了果實后熟。貯藏12 d后，1.0 kGy處理果實的O2體積分數持續高達12.0%以上，CO2體積分數在24 d后最低；0.3 kGy劑量貯藏12 d后的O2、CO2平均體積分數為3.30%和8.01%。表明0.3 kGy劑量處理包裝中O2、CO2體積分數利于核桃果實的低溫貯藏，對延遲核桃果實乙烯高峰起到積極作用。

在對照、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy劑量范圍內，冷藏期間0.3 kGy處理的過氧化值、羰基價則處于較低水平，必需脂肪酸總量維持在較高水平；貯藏90 d時脂肪含量（56.97%）顯著高于對照和其他處理組，蛋白質含量顯著高于0.5 kGy和1.0 kGy劑量處理。綜合核桃果實冷藏期間生理、感官、營養與油脂品質等相關指標變化，認為0.3 kGy為核桃果實冷藏適宜輻照劑量。

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Effects of Irradiation on Postharvest Physiology and Quality in Walnut Fruit during Cold Storage

DONG Hui1, LU Zhoumin1, MA Yanping1,*, HU Haichao1, MA Huiling2
（1. College of Forestry, Northwest A&F University, Yangling 712100, China；2. College of Life Science, Northwest A&F University, Yangling 712100, China）

The green walnut fruits of the cultivar Liaohe No. 2 were subjected to60Coγ-ray irradiation at 0, 0.1, 0.3, 0.5 and 1.0 kGy, respectively, and then stored at （0 ± 1） ℃ for 60 days fi rstly and then for another 30 days after the removal of green husk. Changes in color parameters, browning index, cracking rate, ethylene production, gas composition, the contents of protein, fat and fatty acids, peroxide value and carbonyl value were monitored during storage. The results showed that irradiation signifi cantly decreased the cracking rate of walnut fruit and ethylene peak, maintained the peroxide value and carbonyl value at relatively low levels and also slowed down lipid oxidation. Irradiation at doses of 0.3 and 0.5 kGy had a good performance on sensory quality, and the optimal dose for retarding fruit senescence was 0.3 kGy. The lowest cracking rate and ethylene peak were achieved with this dose. Meanwhile, the total essential fatty acids remained at a high level, and the highest fat content and lowest peroxide value were obtained at the late stage of storage. In conclusion, 0.3 kGy was the optimal irradiation dose for cold storage of walnut fruit.

walnut fruit； irradiation； cold storage； physiology； quality

10.7506/spkx1002-6630-201620039

S664.1

A

1002-6630（2016）20-0228-06

董慧, 魯周民, 馬艷萍, 等. 輻照對核桃果實冷藏生理與品質的影響［J］. 食品科學, 2016, 37（20）： 228-233. DOI：10.7506/ spkx1002-6630-201620039. http：//www.spkx.net.cn

DONG Hui, LU Zhoumin, MA Yanping, et al. Effects of irradiation on postharvest physiology and quality in walnut fruit during cold storage［J］. Food Science, 2016, 37（20）： 228-233. （in Chinese with English abstract） DOI：10.7506/spkx1002-6630-201620039. http：//www.spkx.net.cn

2016-02-29

國家自然科學基金青年科學基金項目（31200518）；西北農林科技大學試驗示范站科技成果推廣資助項目（TGZX2014-20）；西北農林科技大學國際科技合作種子基金項目（Z109021530）

董慧（1991—），女，碩士，主要從事林產果蔬采后生理與貯藏技術研究。E-mail：m13689242196_2@163.com

馬艷萍（1976—），女，副教授，博士，主要從事林產果蔬采后生理與貯藏技術研究。E-mail：myp1273@163.com