短波紫外線處理對鮮切沙窩蘿卜品質的影響

黃鏡如,魯曉翔

(天津商業(yè)大學 生物技術與食品科學學院，天津，300134)

沙窩蘿卜(Shawo radish)含多種營養(yǎng)物質，對身體健康極為有益，深受消費者喜愛[1-3]。沙窩蘿卜體積較大，食用不方便，一旦切開，其品質及口感會迅速劣變。如何延長鮮切沙窩蘿卜的貨架期，并延緩其食用品質下降，成為本研究的主要問題。

短波紫外線的波長為200～280 nm，它能夠穿透微生物細胞膜使其DNA鏈斷裂、核酸和蛋白的交聯(lián)破裂，從而阻礙細胞正常功能，并最終使微生物失活,其中以在254 nm附近的紫外線的殺菌能力最強[4-5]。研究表明，利用短波紫外線處理鮮切果蔬，可有效降低鮮切果蔬在生產(chǎn)中的交叉污染[6]，提高果蔬的品質，延長果蔬的貨架期[7-15]。

目前，對鮮切沙窩蘿卜的貯藏保鮮技術研究較少，特別是將短波紫外線技術應用在鮮切沙窩蘿卜加工中的更是鮮有報道。本實驗以沙窩蘿卜為試材，通過研究短波紫外線處理后的鮮切沙窩蘿卜各項生理生化指標的變化，探討將短波紫外線技術用于鮮切沙窩蘿卜保鮮的可行性與工藝條件及參數(shù)，為鮮切沙窩蘿卜的貯藏保鮮提供理論依據(jù)和技術方法。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

試驗所用沙窩蘿卜購至天津市西青區(qū)農貿早市，蘿卜均為當日收獲，產(chǎn)品新鮮，成熟度一致，粗細均勻，無裂口，無機械損傷，無病蟲害，外觀整齊光滑。

1.1.2 主要試驗設備

SJD-I型紫外燈，北京海淀空后高溫復合材料廠；UltraScan PRO色差儀，上海韻鼎國際貿易有限公司；TA-XT plus質構儀，英國Stable Micro System公司；H1850臺式高速冷凍離心機，長沙高新技術產(chǎn)業(yè)開發(fā)區(qū)湘儀離心機儀器有限公司；UV-6100紫外可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；LRH-250-S恒溫恒濕箱，韶關市廣智科技設備發(fā)展有限公司；SW-CJ-1F潔凈工作臺，上海博迅實業(yè)有限公司；GMK-706R糖-酸測定儀，韓國G-won公司；ME104/02電子天平，梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司。

1.1.3 主要試驗藥品

鉬酸銨，天津市化學試劑四廠凱達化工廠；草酸、維生素C(Vc)，天津市元立化工有限公司；乙二胺四乙酸二鈉，天津市凱通化學試劑有限公司；偏磷酸、愈創(chuàng)木酚、雙氧水，天津市光復精細化工研究所；H2SO4，天津市風船化學試劑科技有限公司；冰乙酸，天津江天化工技術有限公司；KH2PO4、NaH2PO4、Na2HPO4，天津市化學試劑供銷公司。以上試劑均為分析純。菌落總數(shù)測試片，廣東達元綠洲食品安全科技股份有限公司。

1.2 試驗方法

當日購進的沙窩蘿卜，立即置于5 ℃左右的冰箱中預冷24 h。將預冷后的蘿卜進行清洗、去皮，再將其切分為大小均勻的2 cm3小塊，以上操作都進行消毒處理。將蘿卜塊混勻后隨機分組，并進行以下幾種處理：實驗組采用紫外燈分別從蘿卜的上下表面同時進行照射，照射劑量率為0.45 mW/cm2，照射時間分別為2(A組)、4(B組)、6(C組)、8 min(D組)，對照組(CK組)不照射。處理完畢后，用PE保鮮袋包裝鮮切蘿卜，每袋約100 g(用于除失重率外其他指標的測定)，測失重率組的樣品單獨1袋，每袋約50 g，于5 ℃左右的冰箱中貯藏；分別在實驗的第0、2、4、6、8天 進行各指標的檢測，每次檢測每個處理各取3袋，各項指標的測定值均為3次測定值的均值。

1.3 測定指標與方法

1.3.1 失重率

采用稱量法測定，并按公式(1)計算：

(1)

1.3.2 Vc含量

采用鉬藍比色法[16]測定。

1.3.3 過氧化物酶活性

采用愈創(chuàng)木酚法[17]測定。

1.3.4 硬度

參考張平等[18]的方法，略有改動。采用TA-XT plus質構儀進行測定：測試選用P/2探頭(Φ2 mm)，測前、測試、測后速率均為2 mm/s，測試距離為15 mm, 觸發(fā)力為5 g。結果選用果肉的平均硬度，單位kg/cm2。

1.3.5 可溶性固形物含量

采用GMK-706R糖-酸測定儀測定。

1.3.6 白度值

采用UltraScan PRO色差儀測定樣品的L、a、b值，用白度值(WI)表示鮮切蘿卜色澤，并按公式(2)計算：

WI=100-[(100-L)2+a2+b2]1/2

(2)

1.3.7 菌落總數(shù)

采用菌落總數(shù)測試片的測試方法進行測定。

1.4 數(shù)據(jù)處理

上述實驗均進行3次平行重復，實驗數(shù)據(jù)用Excel 軟件處理，并采用Origin 8.5軟件作圖，應用SPSS 16.0 軟件進行數(shù)據(jù)差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 UV-C對鮮切沙窩蘿卜失重率的影響

失重率是判斷鮮切產(chǎn)品新鮮度的重要指標，水分充足的鮮切產(chǎn)品外觀佳、品質高。本實驗經(jīng)UV-C不同照射時間的鮮切沙窩蘿卜的失重率變化如圖1所示。

圖1 UV-C對鮮切沙窩蘿卜失重率的影響Fig.1 The effect of UV-C on weightlessness rate of fresh-cut Shawo radish

由圖1看出，在貯藏期內，處理組與未處理組的失重率都隨著貯藏時間的延長而不斷升高。這是由于蘿卜經(jīng)鮮切處理后，喪失了保護層，完整的細胞結構受到破壞，導致內部汁液外流，水分蒸發(fā)，使其失重率不斷增加，最后出現(xiàn)糠心現(xiàn)象[19]。在貯藏的前2 d，處理組與未處理組間沒有顯著差異(P>0.05)，但在貯藏的第4～8天，各處理組的失重率明顯(P<0.05)比未處理組的低，原因可能是經(jīng)UV-C照射后，在蘿卜表面形成的薄膜減少了其營養(yǎng)物質的流失和水分的散發(fā)[20]；貯藏末期CK、A、B、C、D組的失重率分別為2.63%、2.11%、1.96%、2.22%、2.35%，與其他實驗組相比，處理組B組的失重率最低，這表明適當劑量的UV-C處理能夠減緩鮮切沙窩蘿卜失重率的升高。本實驗中采用UV-C雙面照射4 min，效果較好。

2.2 UV-C對鮮切沙窩蘿卜硬度的影響

圖2結果表明，隨著貯藏時間的延長，各實驗組沙窩蘿卜果肉的硬度都呈逐漸下降趨勢。

圖2 UV-C對鮮切沙窩蘿卜硬度的影響Fig.2 The effect of UV-C on hardness of fresh-cut Shawo radish

在貯藏的0～2 d，CK組的硬度與各UV-C處理組間的差異不顯著(P>0.05)；在2～4 d，CK組的硬度與其他組相比下降幅度較大；在4～8 d，CK組與各UV-C處理組間存在顯著差異(P<0.05)，但在貯藏期內，各UV-C處理組間的差異并不顯著(P>0.05)；與其他處理組相比，B組的硬度值始終較高，其果肉硬度下降的趨勢更為平緩，且在第8天，B組的硬度值最高；在整個貯藏期間CK組的硬度下降了32.1%，B組下降了19.3%，說明UV-C處理能夠延緩果肉硬度的下降，其中B組(4 min)的效果更為明顯。

王中元等[21]的研究表明，適當劑量的UV-C照射能夠推遲木薯果實硬度的下降，這與本實驗結果一致。

2.3 UV-C對鮮切沙窩蘿卜白度值的影響

鮮切沙窩蘿卜在加工中因機械損傷會發(fā)生白變現(xiàn)象，從而影響蘿卜的感官品質。UV-C處理對鮮切沙窩蘿卜白變的影響如圖3所示。

圖3 UV-C對鮮切沙窩蘿卜白度值的影響Fig.3 The effect of UV-C on WI of fresh-cut Shawo radish

由圖3可知，鮮切沙窩蘿卜在貯藏期間的白度值始終呈上升趨勢?？傮w看，在8 d的貯藏期，處理組的白度值變化趨勢比CK組的平緩，出現(xiàn)該變化的原因可能與上述失重率相似，由于UV-C照射后在其表面形成薄膜，從而使UV-C處理組在整個貯藏期間白度值的變化比未處理組的稍平緩；且在貯藏的第8天，CK組的白度值最高為63.11，但實驗組之間的差異不顯著(P>0.05)。分析各處理組的結果發(fā)現(xiàn)，A組在貯藏的6～8 d時，白度值迅速升高且高于其他UV-C處理組值，可能是A組照射劑量過低，在蘿卜表面未能形成良好的保護薄膜所致。本研究結果表明，適當?shù)腢V-C處理對鮮切沙窩蘿卜貯藏期間白度值的變化有一定的影響，但效果不顯著。

2.4 UV-C對鮮切沙窩蘿卜Vc含量的影響

鮮切果蔬中的Vc易被氧化，當果蔬中Vc含量低于一定程度時，使果蔬品中自由基大量積累，加速果蔬細胞衰老，降低果蔬貨架期。因此，Vc含量是評價果蔬品質的重要指標之一。鮮切沙窩蘿卜貯藏期間Vc含量的變化如圖4所示。

圖4 UV-C對鮮切沙窩蘿卜Vc含量的影響Fig.4 The effect of UV-C on Vc content of fresh-cut Shawo radish

由圖4可見，各實驗組Vc含量的變化趨勢較為一致。在貯藏的前2 d，各組Vc的含量均呈下降趨勢，但對照組比各處理組降低更多，由21.81 mg/100 g降至18.76 mg/100 g，而UV-C處理組Vc含量平均為19.86 mg/100g；各組在2～4 d 的Vc含量變化均較為平緩，到4～8 d時,Vc含量大幅度下降。在貯藏期間，本實驗各UV-C處理組的Vc含量均高于對照組，CK、A、B、C、D組的Vc含量分別下降了33.84%、25.63%、22.77%、27.22%、28.26%，可見，UV-C處理可以有效減緩Vc含量的下降，這與閆帥等[22]研究紫外線照射對鮮切雞毛菜Vc含量影響的結果一致；且在各UV-C處理組中以B組的下降率最低，說明適當劑量的UV-C處理能有效防止鮮切沙窩蘿卜中Vc的損耗，提高蘿卜貯藏期間的品質。

2.5 UV-C對鮮切沙窩蘿卜可溶性固形物含量的影響

可溶性固形物含量(soluble solid content，SSC)反映果蔬中所有溶于水的化合物所占的比例，包括糖、酸、礦物質和維生素等。圖5為本實驗不同處理的鮮切沙窩蘿卜在貯藏過程中可溶性固形物含量的變化。

圖5 UV-C對鮮切沙窩蘿卜SSC含量的影響Fig.5 The effect of UV-C on soluble solids content of fresh-cut Shawo radish

由圖5看出，在貯藏的0～4 d，各UV-C處理組與對照組的SSC含量均呈逐漸上升趨勢，在0～2 d，各組差異不顯著(P>0.05)，但第4天時，B組的含量比其他組的稍高；在貯藏的4～8 d，各組SSC含量都大幅度下降。這一變化趨勢的原因可能是在貯藏前期，蘿卜中的淀粉等大分子不溶性物質降解為小分子,可溶性物質開始啟動，其消耗總量小于降解總量，表現(xiàn)為SSC含量升高；而在貯藏后期，隨著大部分大分子物質的降解，其消耗總量大于降解總量，故使SSC含量下降。這與范姝含等[23]對鮮切蘿卜營養(yǎng)指標變化的研究結果一致。由圖5還可見，在貯藏的第8天，B組的SSC含量最高為6.28%，CK組最低為5.89%，與初始值相比分別減小2%和7.5%，且各UV-C處理組的含量顯著高于對照組(P<0.05)，表明UV-C處理可以抑制鮮切沙窩蘿卜營養(yǎng)物質的消耗；在0～8 d，B組的SSC含量始終較高，說明本實驗中雙面照射4 min更有利于鮮切沙窩蘿卜SSC含量的保持。

2.6 UV-C對鮮切沙窩蘿卜過氧化物酶活性的影響

過氧化物酶(peroxidase，POD)是清除果蔬體內活性氧的關鍵酶之一，POD對于維持膜結構的完整性，延緩果蔬衰老，并延長果蔬的貨架期具有重要意義。POD在植物體內通常存在2種機制，前期通過分解H2O2使自由基在體內維持動態(tài)平衡，表現(xiàn)為保護機制，后期被啟動，表現(xiàn)為傷害機制[24](圖6)。

圖6 UV-C對鮮切沙窩蘿卜過氧化物酶活性的影響Fig.6 The effect of UV-C on peroxidase activity of fresh-cut Shawo radish

由圖6可知，在整個貯藏期，鮮切沙窩蘿卜POD活性呈現(xiàn)了先升后降的變化趨勢。0～2 d，各實驗組的POD活性大幅度上升，UV-C處理組的POD活性均高于CK組，但實驗組之間差異不顯著(P>0.05)；2～4 d，各組呈緩慢上升趨勢，在第4天CK、A、B、C、D組的活性峰值分別為25.95、27.75、28.47、28.03、27.82 U/g，CK組與UV-C處理組差異顯著(P<0.05)； 4～8 d，各組的POD活性逐漸下降，在貯藏的第8天，CK組的POD活性高于其他組為23.92 U/g，B組的POD活性最低為21.03 U/g。本實驗結果表明，與CK組相比，經(jīng)UV-C照射的鮮切沙窩蘿卜在貯藏前期POD的活性較高，因而有效地降低了H2O2的含量，提高了組織的抗逆性，貯藏后期其POD的活性低于CK組，從而降低了對組織的傷害；在UV-C處理組中，B組貯藏前期活性較高，貯藏末期活性較低，說明B組更有利于提高鮮切沙窩蘿卜的抗逆性以及延緩衰老進程。

2.7 UV-C對鮮切沙窩蘿卜菌落總數(shù)的影響

在貯藏期間鮮切沙窩蘿卜菌落總數(shù)的變化如圖7所示。

圖7 UV-C對鮮切沙窩蘿卜菌落總數(shù)的影響Fig.7 The effect of UV-C on the total number of bacterial colonies of fresh-cut Shawo radish

由圖7可知，在整個貯藏期間，對照組的菌落總數(shù)始終比各UV-C處理組的高，且差異顯著(P<0.05)，這表明UV-C處理可有效減少鮮切沙窩蘿卜中各種菌落的生長與繁殖；在貯藏的第6天，CK組的菌落總數(shù)已經(jīng)超過了105CFU/g，不符合鮮切果蔬的衛(wèi)生標準；在貯藏的8 d，除D組在第8天菌落總數(shù)超出衛(wèi)生要求外，其他各UV-C處理組均符合食用標準；且在各UV-C處理組中，以B組的抑菌效果最明顯，D組的抑菌效果較差，這可能是由于D組的照射劑量過大，使沙窩蘿卜表面膜透性增大，反而促進了微生物的生長與繁殖，這與ARTéS-HERNNDEZAB等[25]對鮮切西瓜的研究結果一致。本實驗中，采用雙面照射4 min抑菌效果較好，與對照組相比，鮮切沙窩蘿卜的貨架期延長了2 d，說明適當劑量的UV-C照射能夠抑制微生物的生長與繁殖，延長鮮切產(chǎn)品的貨架期。

3 結論

本實驗得到如下結論，利用UV-C處理鮮切沙窩蘿卜存在最優(yōu)照射劑量，本實驗采用照射劑量為0.45 mW/cm2的UV-C雙面照射4 min，有效地延緩鮮切蘿卜的Vc含量、可溶性固形物含量和硬度的下降，減緩失重率上升，顯著地提高貯藏前期POD活性，降低其貯藏后期活性，進而有效地延緩組織的衰老，并且明顯地抑制了微生物的生長與繁殖，貨架期延長了2 d。 UV-C處理使鮮切沙窩蘿卜在0～8 d 的貯藏期，保持良好的外觀與營養(yǎng)品質，說明適當劑量的短波紫外線照射，更有利于鮮切沙窩蘿卜的保鮮，及提高其在貨架期內的營養(yǎng)品質。目前，本實驗得出的UV-C最優(yōu)照射劑量只適用于鮮切沙窩蘿卜，對其他品種蘿卜的適用性還需要進一步的研究與探索。