60Coγ辐照处理对鲜切莲藕采后贮藏品质的影响

方　凌,张继刚,钱世兵,郑如程

(1.铜陵市食品药品检测中心,安徽铜陵 244000;2.安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽合肥 230036)



60Coγ辐照处理对鲜切莲藕采后贮藏品质的影响

方凌1,张继刚2,*,钱世兵1,郑如程1

(1.铜陵市食品药品检测中心,安徽铜陵 244000;2.安徽农业大学茶与食品科技学院，安徽合肥 230036)

对真空聚乙烯袋包装的鲜切莲藕片进行60Coγ辐照杀菌处理,辐照剂量为0、0.1、0.3、0.5、1.0 kGy,然后放置于(2±0.5) ℃,75%±5%(RH)的冷库贮藏,期间对其色泽、硬度、可溶性糖、PPO酶活、VC、淀粉,多酚等指标进行监测。结果显示,0.3 kGy剂量的辐照贮藏效果最好,在贮藏第12 d时L*亮度值和硬度相比为最好,PPO酶活在整个贮藏期间得到较好的抑制(平均为0.21 OD420/min·g),淀粉和多酚含量分别为6.7%和3.5%,VC为9.21 mg/100 g。与0.3 kGy剂量相比,其他剂量不利于鲜切莲藕片贮藏。采后贮藏期间各指标相关性分析结果显示PPO酶活与VC和多酚含量呈显著负相关。综合比较,0.3 kGy为鲜切莲藕片最适合的辐照杀菌剂量,在12 d内有较好的贮藏效果。

莲藕,鲜切,辐射,品质,贮藏

莲藕(NelumbonuciferaGaertn.)属睡莲科多年生大型草本水生植物的根茎,是我国产销量最大的水生蔬菜,有很高的食用和经济价值[1]。主要栽培于长江流域的江苏,浙江,湖南,湖北等地,产量每年不但满足国内消费还大量出口至日本,韩国,美国,东南亚等国[2]。

莲藕含水量高,营养丰富,皮质松脆,在采后易发生褐变,恶化品质,影响加工和运销。据报道莲藕采后褐变主要是由酶促褐变引起,即在PPO酶参与下,O2将多酚类物质氧化成醌,在进行聚合成有色物质,引发褐变[3]。目前,很多莲藕贮藏的研究从钝化酶,改变贮藏温度和气体环境着手,利用物理、化学、生物等技术手段,研究各种贮藏保鲜方法以延长货架期[4]。60Coγ辐照处理是一种以电离辐射产生的高能γ射线辐照,使食品内部产生氧化或自由基,或者破坏分子化学键,从而改变分子结构,达到对食品杀菌,消毒或延长保质期的目的。而且60γ辐照处理具有穿透力强,照射均匀,可精准控制,节约能源,安全可靠等特点[5],已经在果蔬采后保鲜处理上有了广泛的研究[6-9],也取得较好的保鲜效果。但对鲜切莲藕片保鲜,杀菌相关的研究未见报道。本文从控制辐照剂量的角度着手,研究不同辐照对鲜藕切片贮藏期间的营养,感官,生理等方面保鲜效果的影响。

表1　不同辐照剂量处理对莲藕贮藏期间色泽的影响Table 1　Effect of different doses of 60Coγ-irradiation on L-value of fresh-cut lotus root during storage

注:结果表示为:平均数±标准误,上标字母为多重比较标示,含有相同字母的不同处理和时间的各组数据间无显著性(p>0.05)差异。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

莲藕(鹰嘴藕)2014年3月17日采自安徽铜陵市东湖区藕塘,采收后选择无机械伤、病害和根茎结实粗壮、白嫩、大小均匀的莲藕(保持完整藕节)6 h内运回实验室,用实验室纯水轻轻洗去莲藕表面泥渍,晾干。

DZ-700-2S多功能真空包装机诸城市海诺机械有限公司;TA.XT.Plus质构仪英国Stable Micro System公司;TU-1950紫外可见分光光度计北京普析通用仪器有限责任公司;梅特勒-托利多电子天平ML204;WSC-S色差仪上海华岩仪器设备有限公司;辐照设备安徽农业大学辐照中心。

1.2实验方法

将洗干净的莲藕在室温下去皮后,立即横切为0.5 cm左右的圆形薄片,投入溶液(0.065%柠檬酸+0.042%柠檬酸钠+0.011%抗坏血酸钠)浸泡5 min,然后捞出沥干水分,用食品聚乙烯袋(200 mm×140 mm×0.12 mm)抽真空密封包装,每个包装内放约300 g鲜藕片,共做35份重复。

将包装好的样品在(2±0.5) ℃下于30 min内送至安徽农业大学辐照中心,进行60Coγ辐照处理,辐照剂量设定为0(对照组),0.1,0.3,0.5,1.0 kGy,辐照吸收率为0.926 Gys-1,每个辐照剂量组设7个重复,辐照好的样品立即返回至实验室冷库进行贮藏,并标记为贮藏的第0 d。贮藏环境为(2±0.5) ℃,相对湿度75%±5%,避光贮藏。

辐照完成后,从每个辐照剂量组中取出一份包装进行第一次测量,指标有色泽,多酚氧化酶,硬度,可溶性糖,VC,淀粉总酚。以后每隔一天对上述指标做一次检测。

1.3测定指标及方法

色泽:用WSC-S色差计测量表面色泽,以L*值表示。

多酚氧化酶(PPO)活性:参照曹建康方法[10]测定。酶活:每克鲜重每分钟吸光度变化值增加1为一个酶活性单位,单位OD420/min·g。

硬度:使用TA.XT.Plus质构仪分析藕片贮藏期间的硬度。探头类型:P/6柱状探头,测定参数:测前速度1.5 mm·s-1,测试速度2 mm·s-1,测后上行速度5 mm·s-1,测定距离20 mm,感应力5 g,压缩比30%。

可溶性糖:蒽酮试剂法[11]。

VC:2,4-二硝基苯肼比色法[12]。

淀粉:按照国标GB/T 5009.9-2008[13]方法测定。

总酚:福林酚比色法[14]。

1.4数据分析

对不同辐照剂量和不同贮藏时间的测量指标进行方差分析,并进行多重比较。对测定指标与辐照剂量之间的关系进行相关性分析,所有数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析。

2　结果与分析

2.1不同辐照对莲藕色泽的影响

如表1所示,经不同剂量60Coγ辐照后,鲜切莲藕片色泽L*值在整个贮藏期间是不断下降的。刚辐照后,0.5、1.0 kGy剂量组的L*值立即出现下降,并明显低于(p<0.05)对照和其他各组,说明0.5、1.0 kGy的辐照使得莲藕色泽立刻出现变暗的现象,其他辐照剂量对色泽暂时无影响。在以后的贮藏期,0.1 kGy剂量组和对照组的L*值一直无显著差异,即这两组色泽基本一致。0.3 kGy剂量组的色泽在贮藏的第6 d明显高于其他组,并在以后的第8,10,12 d相比色泽也较其他组亮。而1.0 kGy辐照组色泽从第2 d开始就一直低于对照组,说明1.0 kGy的辐照剂量可能过大,导致色泽变暗,不利于藕片保藏。

表2　不同辐照剂量处理对莲藕贮藏期间硬度(kg)的影响Table 2　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on hardness(kg)of fresh-cut lotus root during storage

注:结果表示为:平均数±标准误,上标字母为多重比较标示,含有相同字母的不同处理和时间的各组数据间无显著性(p>0.05)差异。

2.2不同辐照对莲藕多酚氧化酶(PPO)的影响

辐照后的鲜切莲藕贮藏期间PPO酶变化如图1所示,在刚经过辐照后,不同剂量组PPO酶活性呈显著差异,对照组的酶活最高,为0.54 OD420/min.g,0.1,0.3,0.5,1.0 kGy各辐照剂量组的酶活依次为0.45,0.32,0.27,0.22 OD420/min·g,辐照剂量与PPO酶活呈显著负相关(r=-0.8429,p<0.05)。在冷库贮藏第2 d,除1.0 kGy外其他辐照组和对照的PPO酶活有明显的下降,并在以后贮藏期呈缓慢上升再下降的趋势。1.0 kGy辐照组的PPO酶活在整个贮藏期间变化趋势成M形,在第2到8 d一直为所有处理组的最高。通过比较发现,0.3 kGy辐照处理的PPO酶活在贮藏期间的各个检测点都为最低,即0.3 kGy辐照显著抑制了莲藕贮藏期间的酶活性。

图1　不同辐照剂量处理对莲藕贮藏期间PPO酶活的影响Fig.1　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on PPO activity of fresh-cut lotus root during storage

2.3不同辐照对莲藕硬度的影响

鲜切莲藕片由于组织发生机械损伤及采后呼吸作用的消耗,整体上组织呈现软化降解的过程。由表2可知,辐照前后,莲藕片硬度在不同辐照组并未呈现显著差异,但随着贮藏时间延长,不同辐照剂量组硬度发生差异。1.0 kGy辐照组莲藕片软化的速度在所有处理组中为最快,从贮藏第2 d开始显著低于其他各组,说明1.0 kGy 辐照加快了莲藕片组织降解过程,而且1.0 kGy辐照组贮藏期间PPO酶活也是所有组中最高,高的酶活加快了新陈代谢,促进了组织降解,加快了软化过程。相比较,0.3 kGy辐照组的硬度在贮藏期间高于其他各组,维持了良好的组织状态,有助于保鲜。

2.4不同辐照对莲藕可溶性糖的影响

可溶性糖作为呼吸的底物,是莲藕采后重要的生理指标。由图2所示,辐照过后,1.0 kGy辐照组的可溶性糖出现显著下降。贮藏期间,0.1,0.5,1.0 kGy辐照组以相似的变化趋势呈现先降低,再缓慢升高,最后快速升高的过程,且这三个处理组的可溶性糖显著高于0.3 kGy。对照组和0.3 kGy剂量组在前4 d贮藏期可溶性糖显著低于其他辐照组,这可能与贮藏前期呼吸消耗糖,同时辐照处理又部分抑制代谢中淀粉向糖的转化有关,而其他辐照组抑制程度不同。但此后,对照组的可溶性糖呈现线性上升趋势直至贮藏结束。值得注意的是0.1 kGy辐照组的可溶性糖在贮藏期的最后变化较为平稳。

图2　不同辐照剂量处理对莲藕贮藏期间可溶性糖的影响Fig.2　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on soluble sugar of fresh-cut lotus root during storage

2.5不同辐照对莲藕VC的影响

VC作为一种预防PPO酶促褐变的物质,其含量的高低,与莲藕营养和感观品质密切相关。如图3所示,辐照处理后莲藕VC在贮藏过程中呈显著下降。对照组VC初始含量为24.36 mg/100 g,辐照后,0.1,0.3,0.5,1.0 kGy各辐照剂量组VC含量与对照组相比分别下降了6.6%,12.3%,23%,29.1%,VC含量与辐照剂量呈显著负相关(r=-0.9327,p<0.05)。在贮藏的前6 d,各辐照组和对照组VC呈快速下降,随后趋于平缓,到第12 d时各处理组VC含量较为接近(平均为9.4 mg/100 g),但0.5,1.0 kGy与对照组差异显著。整个贮藏期间,对照组VC含量最高,辐照剂量越大,VC含量越低。

图3　不同辐照剂量处理对莲藕贮藏期间VC的影响Fig.3　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on VC content of fresh-cut lotus root during storage

2.6不同辐照对莲藕淀粉含量的影响

淀粉是莲藕重要的特性物质,在贮藏过程中是呼吸作用的贮备物。如图4所示,淀粉含量随贮藏时间的延长逐渐下降,淀粉整个贮藏期间下降约6%左右。不同辐照处理前后,淀粉含量未立即出现显著差异,到随后贮藏的第4 d和第6 d,各组间含量差异较大,0.3 kGy辐照组淀粉含量达最高,并显著高于对照组,1.0 kGy组淀粉含量最低。这可能是由于0.3 kGy部分抑制了代谢进程,而1.0 kGy剂量较大,可能破坏组织结构,加快代谢,加速软化,这与前面硬度在1.0 kGy剂量时最低是一致的。随后的贮藏期,各处理组淀粉差异逐渐缩小,到贮藏的12 d时,0.3 kGy组淀粉依然最高,而对照组为最低,其他组居于中间。

表3　采后贮藏期间感官性状、营养指标和PPO酶活之间的Pearson’s相关系数Table 3　Pearson’s correlation coefficients between sensory attributes,nutrition and PPO activity of fresh-cut lotus root during storage

图4　不同辐照剂量处理对莲藕贮藏期间淀粉的影响Fig.4　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on starch content of fresh-cut lotus root during storage

注:**表示相关性达0.01的极显著水平(p<0.01);*表示相关性达0.05的显著水平(p<0.05)。

2.7不同辐照对莲藕总酚含量的影响

多酚是抗氧化物质,是莲藕中重要的营养物质。其含量高低与酶促褐变和莲藕品质密切相关。由图5所示,莲藕片在贮藏期间总酚含量呈下降变化。鲜藕片初始多酚含量为4.32%,经过不同辐照处理后,1.0 kGy剂量组含量显著低于对照组,其他处理组间多酚含量无统计差异。在贮藏前6 d,0.1,0.3 kGy和对照组藕片多酚含量较高,且之间无统计差异,自第8 d开始0.3 kGy多酚显著高于其他各组,0.1 kGy和0对照居后,0.5和1.0 kGy辐照组在整个贮藏期多酚含量都较低。

图5　不同辐照剂量处理对莲藕贮藏期间总酚含量的影响Fig.5　Effect of different doses of60Coγ-irradiation on total phenol of fresh-cut lotus root during storage

2.8采后贮藏期间指标的相关性分析

莲藕采后贮藏过程中各感官、营养和生理指标变化的相关性分析如表3所示,PPO酶活与VC(r=-0.929,p<0.01)、多酚(r=-0.936,p<0.01),淀粉(r=-0.785,p<0.01)之间极显著负相关,与可溶性糖(r=0.742,p<0.01)极显著正相关。VC含量与L值(r=0.908,p<0.01)和多酚(r=0.864,p<0.01)间极显著正相关。莲藕硬度与淀粉含量(r=0.683,p<0.05)显著正相关,与可溶性糖含量(r=-0.673,p<0.05)显著负相关,而可溶性糖与淀粉(r=0.620,p<0.05)之间显著负相关,多酚与可溶性糖含量(r=0.638,p<0.05)显著正相关。可以看出多酚氧化酶活性、多酚和VC三种指标是连接其他营养素的核心,而这三者之间相互依存也非常紧密。

3　结论与讨论

60γ辐照保鲜已经应用到多种果蔬,如草菇[15]、大蒜[16]、马铃薯[17]等。然而对于不同的果蔬,取得最好保鲜效果的辐照剂量不同,如草菇为0.8 kGy[15],大蒜为0.5 kGy[16],马铃薯为0.3 kGy[17]。本研究显示,针对真空包装的鲜切莲藕片,60Coγ辐照最适合的剂量为0.3 kGy,在此辐照剂量下生理酶PPO活性抑制到最低,感官指标色泽和硬度都相对保持较好,对多酚,可溶性糖,淀粉等营养也得到较好的保存,VC损失相对能够接受,其他辐照剂量(0,0.1,0.5,1.0 kGy)在保鲜效果方面与0.3 kGy相比较差。这可能是由于低剂量0.1 kGy不足以抑制和延缓采后生理进程,而0.5、1.0 kGy则可能是辐照剂量过大,破坏了组织或细胞结构,导致代谢紊乱,从而加速采后衰败的进程。

另外,辐照处理显著降低了莲藕中VC含量,这种影响一直持续到贮藏期结束。VC是抗氧化物质,能够清除自由基,而60Coγ辐照所产生的γ射线能够破坏食品内部结构,产生自由基或氧化,这些损坏都会引起果蔬的抗逆反应,就会消耗VC维持果蔬正常的生理代谢,这与Mitchell G E等人[18]报道的辐照对水果蔬菜VC减少的量相似。但在贮藏期后期,辐照组间VC含量的差距慢慢缩小,这可能是代谢和衰老的过程中进行了抗逆反应和自我调控的结果。总体上,虽然辐照降低了莲藕VC含量,但不足以对整体保鲜效果产生影响,结合其他测定指标,选择0.3 kGy作为最适合的辐照剂量,也能达到较好的保鲜效果。

对贮藏过程中各莲藕营养、感观和PPO酶等测量指标进行的相关性分析结果显示,PPO酶活性与VC、多酚含量呈极显著负相关,而且这三个指标与其他指标的依存关系非常紧密。

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Effect of60Coγirradiation on preservation quality of fresh-cut lotus root during storage

FANG Ling1,ZHANG Ji-gang2,*,QIAN Shi-bing1,ZHENG Ru-cheng1

(1.Institue for Food And Drug Control of Tongling,Tongling 244000,China;2.College of Tea & Food Science,Anhui Agricultural Univertiy,Hefei 230036,China)

Fresh-cut lotus roots packed in vacuum polyethylene bags were given60Coγirradiation doses of 0,0.1,0.3,0.5 and 1.0 kGy and stored at(2±0.5) ℃,75%±5%(RH)for 12 day. The changes of color(whiteness),hardness,soluble sugar,PPO activity,ascorbic acid(VC),starch and total phenol were determined at regular interval of 1 day during storage. The result showed that the optimal irradiation doses was 0.3 kGy,in which maintained a better sensory and nutrition quality of fresh-cut lotus roots during the entire storage. The higherL*value(57.23),hardness(4.36 kg)and starch(6.7%),total phenol(3.5%)content and less loss of VC(9.21 mg/100 g)content,and much inhibition of PPO(0.21 OD420/min·g)was obtained in 0.3 kGy doses irradiation at the end of storage,while other irradiation doses accelerated the process of nutrition degradation of fresh-cut lotus roots during storage. The Pearson’s correlation coefficients between sensory attributes,instrumental colour and nutrition constituents show that the PPO activity significant negatively associated with VCand total phenol content.

lotus roots;fresh-cut;irradiation;quality;preservation

2015-05-13

方凌(1987-)，男，本科生，研究方向：水生蔬菜开发利用, E-mail:422906931@qq.com。

张继刚(1987-),男，博士，研究方向：农产品加工贮藏，E-mail:Zhangjg12710030@sina.com。

TS255.36

A

1002-0306(2016)03-0334-05

10.13386/j.issn1002-0306.2016.03.061