短波紫外線照射對鮮切黃瓜片品質的影響

趙磊 ，王丹，馬越，張敏，趙煜煒，趙曉燕*

1. 北京市農林科學院蔬菜研究中心，北京市果蔬農產品保鮮與加工重點實驗室，農業部蔬菜產后處理重點實驗室（北京 100097）；2. 沈陽農業大學食品學院（沈陽 110866）；3. 龍大食品集團有限公司（萊陽 265231）

鮮切菜有直接烹調和直接食用的特點[1]，近幾年發展比較迅速[2-4]。然而，鮮切蔬菜由于機械切割，微生物污染的可能性大[5-6]，貨架期易縮短。黃瓜嫩脆爽口，但鮮切黃瓜片較其他鮮切菜汁液多易感染細菌。

研究表明短波紫外線（UV-C）可減少鮮切菜1～2個lg（CFU/g）值[7-8]。然而，UV輻照對于某些蔬菜具有殺菌不徹底的局限性[9-10]。近年來研究發現，果蔬經過UV-C照射后，可提高鮮切菜貯藏期品質，延緩其后熟衰老過程[11-13]。但UV-C輻照對鮮切黃瓜片品質影響未有報道。

試驗將鮮切黃瓜片包封后在紫外燈下進行照射處理，測定不同照射時間下鮮切黃瓜片的微生物等各個品質指標，驗證鮮切黃瓜片經紫外照射能否達到殺菌效果以及延長保質期，為鮮切黃瓜片的工業生產提供理論依據和技術支持。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

黃瓜（購自北京市海淀區果香四溢）。在4 ℃冰箱預冷24 h后處理，切割前對實驗室進行紫外殺菌，即打開紫外燈殺菌30 min，溫度16 ℃。

鮮切食品包裝袋（長42 cm、寬29.3 cm、厚55 μm）為聚乙烯食品包裝袋，O2透過率1 353.71 cm3/m2·24 h·0.1 MPa；CO2透過率6 218.63 cm3/m2·24 h·0.1 MPa；水透過率0.98 gm/m2·24 h·0.1 MPa。

NaCl；營養瓊脂；NaCO3；乙醇；丙酮；福林酚顯色劑。所用試劑均為分析純。

1.2 儀器與設備

UV-1800紫外分光光度計（島津，日本）；500 Watt手持打漿機（飛利浦，中國香港）；恒溫恒濕培養箱（MMM，德國）；GI 54 DW型高壓滅菌鍋；UVC燈管（PHILIPS TUV 30 W/G 30 T 8）；Oxybaby-M+O2/CO2氣體分析儀（德國威爾公司）；CM-3700分光測色儀（日本柯尼卡-美能達公司）；超凈工作臺（北京東聯哈爾儀器制造有限公司）；AL 204電子天平，恒溫培養箱（德國MMM公司）；TA-XT plus質構分析儀，電子鼻AIRSENSE ANALYTICS（PEN3 33）。

1.3 試驗方法

將黃瓜用清水洗凈，切分成厚度5 mm黃瓜片，先后用100和50 mg/L，pH 6.5的NaClO溶液浸泡2 min除菌后，用離心脫水機除去黃瓜表面水分。取200±0.5 g鮮切黃瓜于食品包裝袋中并封口，然后將其放于紫外燈下30 cm處分別照射0，10，20，30，60和90 min，每個處理組有3個平行，將處理后的鮮切黃瓜置于4 ℃冰箱中貯存，分別在0，1，2，4和6 d取樣測定指標。以第0天樣品為對照組。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 菌落總數的測定

參照GB 4789.2—2016《食品安全國家標準食品微生物學檢測菌落總數測定》[14]，對不同處理的鮮切黃瓜的菌落總數進行測定。1.4.2 葉綠素含量的測定

取5 g黃瓜勻漿，分別加入20 mL 80%丙酮-95%乙醇（1︰1）溶液，避光靜置24 h，直至組織變白色。取上清液，用紫外分光光度計測量上清液在波長663和645 nm的吸光度，且使兩處的吸光度在0.2～0.8范圍內為宜。

式中：V=20 mL；m=5 g。

1.4.3 總酚含量的測定

樣品總酚的提取：吸取2 mL待測樣品于100 mL容量瓶中，蒸餾水定容。濾紙過濾，所得濾液為待測液。

總酚含量的測定：吸取1 mL待測液，分別加入5 mL蒸餾水、1 mL福林酚顯色劑、3 mL 7.5%碳酸鈉，顯色，放置2 h，用分光光度計在765 nm下測定吸光度。根據標準曲線和稀釋倍數測定總酚含量。

1.4.4 質構的測定

采用TA-XT plus質構分析儀（Stable Systems Ltd.，英國）進行測定。使用P/2探頭；測試前的速度10 mm/s；測試速度2 mm/s；測試后速度10 mm/s；穿刺距離20 mm。每個樣品重復測試10次，且保證每次穿刺位置接近。

1.4.5 顏色測定

取適量黃瓜，打漿后取漿液置于比色皿中，用CM-3700分光測色儀（SCE反射模式）測定樣品L*、a*、b*、ΔE值。重復取樣3次測量，取平均值。

1.4.6 統計分析

試驗所有數據取其平均值，使用統計分析軟件DPS v 7.05進行處理，Duncan多范圍檢驗進行方差分析（p≤0.05），圖像繪制采用Origin 8.0 軟件（美國Originlab Corporation公司），主成分分析采用SPSS 22.0軟件。

2 結果與分析

2.1 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片菌落總數的影響

圖1為鮮切黃瓜片在貯藏過程中菌落總數的變化，在貯藏過程中鮮切黃瓜片的菌落總數隨貯藏時間的延長而逐漸增加。在前4 d的貯藏中經過紫外輻照的鮮切黃瓜片菌落總數都低于對照組，隨紫外輻照時間的延長，菌落總數逐漸減少，紫外線對微生物的核酸可產生光化學危害，當微生物被紫外線照射時，細胞的核酸生物活性因吸收紫外線而可能改變，從而引起菌體內蛋白質和酶的合成障礙，導致結構發生變異，使微生物死亡[15]。經過輻照30 min以上的鮮切黃瓜片菌落總數顯著低于對照組（p＜0.05）。輻照時間低于30 min的鮮切黃瓜貯藏在第4天，菌落總數已到達銷售極限，6 d所有處理均超過銷售極限。由結果可知，與對照組相比，短波紫外輻照10，20和30 min的鮮切黃瓜可延長安全貨架期約1 d，而經過60和90 min輻照的鮮切黃瓜可延長安全貨架期約2 d。

圖1 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片的菌落總數的影響

2.2 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片硬度脆度的影響

圖2 （a）反映的是鮮切黃瓜片在貯藏過程中硬度的變化，隨著貯藏期的延長，硬度逐漸下降。前4 d的貯藏過程中，經過輻照處理的鮮切黃瓜片硬度均低于對照組，其中輻照30 min的鮮切黃瓜片硬度最低，輻照處理能使貯藏的鮮切黃瓜片硬度下降。圖2（b）是鮮切黃瓜片在貯藏過程中的脆度變化，隨著貯藏期的延長，鮮切黃瓜片的脆度逐漸下降。第0天經過輻照處理的鮮切黃瓜片的脆度均大于對照組，在隨后的貯藏中對照組脆度下降變平緩，而經輻照處理的鮮切黃瓜片在貯藏過程中脆度下降相對較快。

圖2 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片硬度脆度的影響

2.3 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片顏色的影響

圖3 （a）顯示了鮮切黃瓜儲藏過程中亮度L*值的變化，不同處理組的鮮切黃瓜片隨著貯藏時間的延長亮度逐漸下降，在第0天不同輻照處理的鮮切黃瓜片亮度顯著低于對照組（p＜0.05），而且輻照90 min的鮮切黃瓜片亮度值最低。對照組鮮切黃瓜片在前2 d的貯藏中L*值迅速下降，而在2～6 d的貯藏中亮度值緩慢下降，這是由于黃瓜在處理后，貯藏初期的適應性表達。90 min輻照處理的鮮切黃瓜片的亮度值一直保持在較低水平，且在第0，第1和第4天亮度值最低。ΔE值反映了總色差的變化情況，如圖3（b）所示，對照組在貯藏過程中總色差變化一直較高，輻照處理明顯抑制了鮮切黃瓜片總色差的變化，不同輻照時間對鮮切黃瓜片總色差的抑制效果由低到高依次為60，20，90，30和10 min。

2.4 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片葉綠素含量的影響

圖4為鮮切黃瓜片貯藏過程中葉綠素含量的變化。隨著貯藏時間的延長，葉綠素含量逐漸下降，但不同輻照時間處理的鮮切黃瓜片在貯藏過程中并無顯著差異（p＞0.05），說明紫外輻照處理對貯藏的鮮切黃瓜片中的葉綠素含量無影響。

圖3 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片色度色差的影響

圖4 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片葉綠素含量的影響

2.5 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片總酚含量的影響

如圖5可知，隨著貯藏時間的增加，不同處理組鮮切黃瓜片總酚含量先上升后下降，不同處理組在貯藏期第1天總酚含量達到最高，隨后逐漸下降，Cocci等[16]研究發現鮮切蘋果總酚含量下降發生在貯藏的第2天，這與試驗結果有相似結論。經過UV-C輻照的鮮切黃瓜片在前4 d的貯藏過程中總酚含量顯著高于未經UV-C輻照的鮮切黃瓜片（p＜0.05），且在貯藏過程中總酚含量隨輻照時間的增加而增加，在貯藏期第6天，經過UV-C輻照處理的鮮切黃瓜片的總酚含量顯著低于未經UV-C輻照處理的鮮切黃瓜片，所以UV-C輻照能使貯藏鮮切黃瓜片總酚含量增加，但在貯藏期第6天輻照后的鮮切黃瓜片的總酚含量反而低于未經輻照的鮮切黃瓜片。

圖5 不同時間短波紫外輻照處理對鮮切黃瓜片總酚含量的影響

2.6 主成分分析

由于處理組和測試指標均較多，無法直觀得到哪個輻照處理是鮮切黃瓜片保存的最佳劑量，因此，對試驗測定的指標進行主成分分析，處理得出特征值、方差貢獻率和累計貢獻率，結果見表1。

表1 8個主成分的特征值、貢獻率和累計貢獻率

由結果選取特征值λ＞1的前三個主成分，第一主成分的方差貢獻率為48.753%，第二主成分的方差貢獻率為26.438%，第三主成分的方差貢獻率為15.878%，累積貢獻率為100%，說明可以通過這三個主成分來描述5種不同輻照處理對鮮切黃瓜片品質影響的好壞。由軟件計算特征根后，得到主成分公式：

式中：χi為主成分因子，即參與主成分分析的指標。

由式（3）系數可以看出，第一主成分主要代表菌落總數、硬度、脆度、ΔE、葉綠素，第二主成分代表L*值、a*值，第三主成分代表總酚。通過計算得到6種處理的綜合主成分F值，如表2所示，排名結果（綜合評分）：輻照60 min＞輻照30 min＞對照組＞其他處理組。

表2 綜合主成分評價結果

3 結論

短波紫外輻照處理減少鮮切黃瓜片的菌落總數，輻照時間越長菌落總數越少，處理10～30 min的鮮切黃瓜可延長安全貨架期約1 d，60 min和90 min輻照處理可延長貨架期約2 d。輻照處理影響鮮切黃瓜的色澤、增加總酚含量，對葉綠素含量無影響。由主成分綜合評分結果可知，輻照60 min（18 kJ/m2）綜合評分排最高，為246.78，更好維持了鮮切黃瓜片的品質，貨架期延長約2 d。適量短波紫外輻照是一種較好的保存鮮切黃瓜片的處理方式。