電子束輻照對生鮮仔姜采后貯藏品質的影響

刁 源，曾順德，程 楊，高倫江，曾小峰，商 桑

（重慶市農業科學院，重慶 401329）

仔姜為姜科多年生草本植物姜（Zingiber officinale）的未成熟階段幼嫩根莖，作為特產蔬菜備受消費者青睞。仔姜的傳統保藏方法主要是沙藏[1]、窯藏和坑埋，而目前，國內外對于仔姜貯藏保鮮的研究較少，且主要集中在低溫、保鮮劑處理、氣調處理、熱激處理[2]等，相關研究取得了一定進展，但并未完全解決仔姜采后在貯藏過程中易失水、褐變、受微生物侵染霉變、腐爛等問題。

近年來，國內外學者對多種果蔬的輻照保鮮技術進行研究，取得了較好的進展。電子束輻照是一種食品加工技術，通過電離輻射產生電子束，達到殺菌、抑制微生物和保鮮產品的作用，從而可以提高食品安全性和延長保質期[3-4]。與60Co 輻照源相比，電子束具有輻照劑量均勻、射線利用率高、加工時間短、工作效率高、可控性強、無射線廢源處理問題和環境污染隱患等優點[5-6]，且近年來，加速器裝置的日益成熟也為電子束輻照技術的應用推廣創造了有利條件。由于電子束輻照的殺蟲抑菌效果，我國已將電子束輻照用作一種有效的檢疫手段，低劑量就可以殺滅新鮮果蔬中的蟲卵，保障食品安全。目前，電子束輻照技術已經大量應用于果蔬保鮮，國內外的研究表明，使用電子束還可以抑制馬鈴薯[7]、大蒜、洋蔥及部分熱帶果蔬如椰青等的發芽，延長其貨架期，也能延長甜櫻桃[8]、藍莓[9]、獼猴桃[10]、香菇[11]、番茄[12]、西藍花[13]等農產品的保鮮期。而將電子束輻照用于仔姜的貯藏保鮮的研究國內外還是空白，因此，本研究對帶動仔姜保鮮產業，加快本地區特色經濟的發展有著重要的指導意義。

本實驗擬通過電子束輻照處理生鮮仔姜，通過分析不同電子束輻照劑量對仔姜采后貯藏過程中腐爛率、硬度、失重率、丙二醛（MDA）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）的影響，尋找適宜的貯藏條件和處理方法以延長仔姜的貯藏時間，達到延長上市期、降低貯藏運輸過程中的損耗的目的。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

仔姜，重慶雙福國際農貿城，在采購商從種植農戶手中收購后立即運送到實驗室，將發霉和有機械損傷及病蟲害的仔姜塊挑出，選大小均勻的仔姜作為試驗材料；PE 保鮮袋（200 mm×180 mm×1.5 mm），國家保鮮中心；苯丙氨酸解氨酶（PAL）、過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）試劑盒，北京索萊寶科技有限公司。CT3 質構儀，美國Brookfield；高速冷凍離心機GL-12A 型，上海菲恰爾分析儀器有限公司；冰箱BCD-649WADV，青島海爾股份有限公司；紫外可見分光光度計754E 型，天津普瑞斯儀器有限公司；電子恒溫水浴鍋HH-4 型，常州國華電器有限公司；電子天平FA2004，上海舜宇恒平科學儀器有限公司。電子束輻照處理在重慶市輻射技術服務中心有限公司進行，輻照設備為日本IHI 公司ESS-010-03 直線電子加速器（能量10 MeV，功率10 kW）。

1.2 方法

1.2.1 樣品處理

將購買的仔姜用流動清水洗凈、晾干，然后于14 ℃庫內靜置6 h，除去田間熱。將仔姜用打孔PE 保鮮袋分裝，每袋裝入1 kg仔姜。

取電子束輻照劑量為0（CK）、0.4 kGy（處理1）、0.6 kGy（處理2）、0.8 kGy（處理3）、1.0 kGy（處理4）、1.2 kGy（處理5），處理結束后將其放在8 ℃的貯藏溫度下，每隔3 d 從袋中取樣，測定仔姜的腐爛率、硬度、失重率、丙二醛（MDA）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）各項指標，每個處理均取2個平行。

1.2.2 指標測定

1.2.2.1 腐爛率

以腐爛仔姜數量占總仔姜數量的百分比表示。

1.2.2.2 硬度

采用CT3 質構儀進行測定，每個仔姜取上端、中端、下端3 個點進行測定，每次每個處理測5 個仔姜，取平均值。

1.2.2.3 失重率

仔姜的失重率采用重量差法，按公式（1）進行計算。

1.2.2.4 丙二醛含量

丙二醛（MDA）含量的測定采用MDA 含量檢測試劑盒（索萊寶，BC0025），嚴格按照說明書進行操作。

1.2.2.5 苯丙氨酸解氨酶（PAL）、過氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）

均采用試劑盒，嚴格按照說明書進行操作。

2 結果與分析

2.1 不同電子束輻照劑量對生鮮仔姜腐爛率的影響

腐爛率是反應果蔬品質最直觀的因素之一。由表1 可以看出，隨著貯藏時間的延長，腐爛率逐漸上升，而電子束輻照能有效減緩仔姜腐爛的速度，保持仔姜較好的外觀品質。其中又以電子束輻照劑量為1.0 kGy（處理4）效果最好，在貯藏21 d 后，腐爛率僅為9.76%。

表1 不同電子束輻照劑量對仔姜腐爛率的影響 單位：%

2.2 不同電子束輻照劑量對生鮮仔姜硬度的影響

果蔬硬度是衡量果蔬貯藏品質的重要指標之一，仔姜的硬度過低會影響其食用價值和商品價值。由圖1 可知，隨著貯藏時間的增加，仔姜的硬度整體呈下降的趨勢。而適宜劑量的電子束輻照能有效減緩仔姜硬度降低的速度，抑制仔姜組織的軟化。但輻照劑量過大也不利于仔姜的貯藏。試驗得到的最適宜電子束輻照劑量為1.0 kGy（處理4）。

圖1 不同輻照劑量對仔姜硬度的影響

2.3 不同電子束輻照劑量對生鮮仔姜失重率的影響

失重率也是反映仔姜貯藏品質和保鮮效果的重要指標。在整個貯藏過程中，由于仔姜的呼吸作用和蒸騰作用仍在繼續，因此仔姜會出現失水的現象，導致其質量發生了損失。由表2 可以看出，在貯藏期間，仔姜的失重率逐漸增大。而用電子束輻照處理過的仔姜的失重率比未輻照過的處理有顯著降低，其中又以輻照劑量為1.0 kGy（處理4）失重率最低。

表2 不同電子束輻照劑量對仔姜失重率的影響 單位：%

2.4 不同電子束輻照劑量對生鮮仔姜中丙二醛（MDA）含量的影響

MDA 是膜脂過氧化的標志產物，其含量高低直接反映了植物的氧化損傷程度[14]。由圖2 可知，在貯藏期間，仔姜的MDA 含量隨著貯藏期的延長逐漸升高，而用電子束輻照處理的仔姜MDA含量升高的速度有明顯的減緩，說明電束輻照能有效地抑制仔姜中MDA的生成，從而保持仔姜較好的品質。其中，又以輻照劑量為1.0 kGy（處理4）的效果最好，在貯藏期間，MDA的含量僅上升了0.34μmol·g-1。

圖2 不同輻照劑量對仔姜丙二醛含量的影響

2.5 不同電子束輻照劑量對生鮮仔姜中苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的影響

苯丙氨酸解氨酶（PAL）是許多植物的次生物質，酚類物質生成合成途徑-苯丙烷代謝的關鍵酶，與植物的抗逆境脅迫和抗病性密切相關，在植物的正常生長發育和抵御病原菌侵害過程中起著重要的作用。由圖3 可以看出，隨著貯藏時間的增加，仔姜中的PAL活性呈上升趨勢，且用電子束輻照處理的仔姜PAL 活性上升速率較未處理的仔姜有顯著的提高。說明電子束輻照處理可有效激活PAL 活力，促進酚類物質的合成。其中，又以輻照劑量為1.0 kGy（處理4）的仔姜PAL活性上升最多。

圖3 不同輻照劑量對仔姜PAL活性的影響

2.6 不同電子束輻照劑量對生鮮仔姜中過氧化物酶（POD）活性的影響

過氧化物酶POD 是植物酶促抗氧化防御系統的一部分，它可以清除活性氧積累[15]。由圖4 可以看出，在整個貯藏過程中，POD 酶的活性隨著時間的增加逐漸下降，而電子束輻照處理能有效地減緩仔姜中POD酶下降的速度，防止了仔姜在貯藏過程中的氧化。其中，又以輻照劑量為1.0 kGy（處理4）的效果最好。

圖4 不同輻照劑量對仔姜POD活性的影響

2.7 不同電子束輻照劑量對生鮮仔姜中多酚氧化酶（PPO）活性的影響

果蔬體內的多酚氧化酶具有增強機體抗病性和誘發組織酶促褐變雙重特性。由圖5 可以看出，在整個貯藏期間，仔姜中PPO 的活性一直呈上升趨勢，而電子束輻照對仔姜中的PPO 活性有明顯的抑制作用，從而減緩了仔姜在貯藏過程中的褐變。其中，又以輻照劑量為1.0 kGy（處理4）的抑制效果最好。

圖5 不同輻照劑量對仔姜PPO活性的影響

3 結論

試驗結果表明，一定劑量的電子束輻照能夠有效地減慢仔姜軟化、褐變的速度，抑制MDA、PPO 含量的升高和POD 含量的下降，并促進PAL 的生成，降低腐爛率，從而達到延長仔姜貯藏期的目的。在貯藏溫度為8 ℃時，最適宜的電子束輻照劑量為1.0 kGy，保鮮期可達21 d。