不同剂量电子束辐照处理对新鲜板栗贮藏效果研究

张　玥，刘　伟，靳健乔，杨　斌，贾福洲

（天津市技术物理研究所，天津 300192）

不同剂量电子束辐照处理对新鲜板栗贮藏效果研究

张玥，刘伟，靳健乔，杨斌，贾福洲

（天津市技术物理研究所，天津 300192）

使用电子加速器对新鲜板栗进行不同剂量（0、150、300、450、600、750、900 Gy）辐照处理，0 Gy剂量贮藏在-18℃，其他辐照处理组贮藏在5℃，贮藏时间270 d，探讨不同剂量电子束辐照处理对新鲜板栗的保鲜效果。结果表明，辐照处理组板栗可以达到未辐照板栗-18℃保存条件的含水效果；辐照处理后的板栗淀粉含量较低，而还原糖含量较高，对板栗粗蛋白含量影响不大；辐照处理对板栗具有较好的杀菌、抑菌效果，可以延长板栗贮藏期，且安全、无污染。其中150 Gy辐照处理的板栗菌落总数较低，水分、还原糖、淀粉、粗蛋白含量的变化综合值较好，在5℃条件下可以保鲜板栗9个月以上。

板栗；电子束；保鲜；辐照

板栗是我国特产之一，营养丰富，含有人体所必需的蛋白质、脂肪、维生素、钙、铁、磷、钾、微量元素等50多种成分［1］。

辐照保鲜技术是利用电离辐射产生的γ、β、X射线及电子束对产品进行加工处理，以达到保鲜目的的一种方法［2-3］。这些高能射线能使微生物发生一系列物理、化学反应，抑制果实的呼吸作用、内源乙烯的产生、过氧化酶等酶活性，抑制发芽，杀灭害虫及寄生虫，防止腐烂，延长产品的贮藏时间［4］。目前农产品辐照保鲜处理以γ射线应用最多，60Co作为辐射源最普遍，其原因在于60Co制备相对容易，释放出的γ射线能量大，穿透力强，半衰期较适中［5］。

辐照保鲜技术具有以下优越性：①杀死微生物效果显著，使用剂量可根据需要调节；②放射线的穿透力强、均匀、瞬间即逝，辐照过程可以精确控制；③几乎不产生热效应，可最大限度保持食品的原有特性；④方法简单、快捷，可对已包装好或堆放好的原料进行杀菌处理；⑤节约能源，与热处理和干燥处理等食品保鲜技术相比，其能耗大幅降低［6-7］。

国内外有关60Co-γ射线辐照板栗的研究已有报道，刘超等［8］研究表明，低剂量（0.3～0.5 kGy）辐照可以减少板栗的霉变，与0～4℃低温冷藏结合可以使板栗贮藏10个月以上。冯敏等［9］的研究同样表明，低剂量的辐照可抑制板栗的霉变，在1.0 kGy辐照剂量下效果尤为明显。陈云堂等［10］采用打孔包装材料、低温（0±1）℃贮藏、辐照及保鲜剂等综合保鲜技术使板栗贮藏330 d，好果率达97.5%，品质无明显劣变。

由于对板栗进行辐照所采用的剂量较低，所以使用60Co-γ辐照源进行辐照时通常选择静态堆码源。堆码源存在一定安全隐患，目前国家已出台相应政策逐步淘汰堆码源，而采用悬挂链式钴源进行辐照，辐照剂量往往偏大。因而本文采用更为安全可靠，可以实现低剂量精准辐照的电子加速器进行辐照板栗方面的研究。分析不同剂量电子束辐照处理结合低温贮藏对板栗保鲜效果的影响，为有效地保持板栗果实品质，延长贮藏期提供参考。

1　材料与方法

1.1材料与设备

1.1.1材料与试剂

板栗采自河北省迁西县栗树湾板栗园，挑选无病虫害、无霉烂发芽、大小基本一致的优质成熟果实进行试验。

聚乙烯保鲜袋（20 cm×30 cm，厚度0.013mm），用针在保鲜袋上每隔3 cm扎一个孔。

硫酸铜、硫酸钾、硼酸、磷酸二氢钾、氯化钠、氢氧化钠、碘化钾、乙醇，均为分析纯，均由天津金汇太亚化学试剂有限公司生产；溴甲酚绿指示剂、甲基亚蓝指示剂、甲基红指示剂，均由天津市福晨化学试剂厂生产；琼脂培养基、α淀粉酶，均由北京奥博星生物技术有限责任公司生产；硫酸、盐酸，均为分析纯，由东莞市宏源化工有限公司生产。

1.1.2仪器与设备

DH-101电热恒温鼓风干燥箱，FW80微型高速万能试样粉碎机，DK20消化炉，KQ3200E超声波清洗器，TOMYSX-500高温高压蒸汽灭菌锅，SW-CJ-1FD单人单面净化工作台，HPX-9272MBE电热恒温培养箱，Gold Spectrumlab 54型紫外分光光度计，IS1007D驻波电子直线加速器。

1.2方法

1.2.1辐照处理

样品的辐照处理在天津滨海辐照处理与检测有限责任公司进行，采用同方威视技术股份有限公司生产的7.5MeV/5 kW驻波电子直线加速器。

1.2.2剂量标定

采用Fricke剂量计进行剂量跟踪。使用Gold Spectrum lab 54型紫外分光光度计进行剂量检测。

1.2.3处理方法

新鲜板栗随机取样，每500 g装入已扎孔的保鲜袋中封口保存为一个样本。将封存好的板栗样本平铺于辐照托盘内，接受不同剂量的电子束辐照处理。辐照剂量分别为0、150、300、450、600、750、900 Gy，每个辐照剂量保存21个样本。辐照后将板栗样品贮藏，0Gy为冷冻贮藏（-18℃），其他辐照处理组板栗置于5℃条件下贮藏。每45 d分别从各辐照剂量处理组中取出3份样本测定各项指标，共测定7次。

1.2.4测定项目与方法

1.2.4.1含水率

参照GB 5009.3—2010［11］中的方法测定。

1.2.4.2还原糖含量

参照GB/T 5009.7—2008［12］中的方法测定。

1.2.4.3淀粉含量

参照GB/T 5514—2008［13］中的方法测定。

1.2.4.4粗蛋白含量

参照GB 5009.5—2010［14］中的第一法自动蛋白质测定仪测定。

1.2.4.5菌落总数

参照GB 4789.2—2010［15］中的方法测定。

1.2.5数据处理

所有数据均采用EXCEL软件计算并制图。

2　结果与分析

2.1不同剂量电子束辐照处理对新鲜板栗含水率的影响

由图1可以看出，贮藏期间不同剂量电子束辐照处理新鲜板栗的含水率呈上下波动的趋势，总体在42%～60%之间。贮藏0～90 d，各组板栗含水率总体呈上升趋势，但缺少规律性，可能原因是各组所受辐照剂量不同，对板栗产生的影响不同；贮藏90～135 d，各组板栗的含水率呈快速下降趋势，水分损失严重；贮藏135～270 d，板栗含水率呈上升-下降-上升的变化趋势。贮藏135 d时，各个辐照剂量新鲜板栗的含水率达到最低点，但各处理组之间差异不显著；贮藏

180 d时，各辐照剂量的新鲜板栗含水率达到最高点，但各处理组之间差异不显著。0Gy处理的冻藏样品与其他各剂量5℃贮藏的样品含水率变化趋势基本一致，说明辐照后的板栗在5℃冷藏条件下保存可以达到未辐照板栗-18℃保存的含水效果。

2.2不同剂量电子束辐照处理对新鲜板栗还原糖含量的影响

由图2可见，不同辐照剂量处理板栗的还原糖含量随贮藏时间的延长整体呈上升趋势，经150Gy处理板栗的还原糖含量较高，尤其在135～180 d期间上升较明显。0Gy冷冻贮藏板栗的还原糖含量在贮藏期间处于较低水平，贮藏135 d前后变化较为明显，贮藏225 d时含量最低。贮藏45～90 d，0、300、450Gy处理板栗的还原糖含量呈下降趋势，而其他4个处理为上升趋势；90～135 d，750 Gy处理板栗的还原糖含量呈下降趋势，而其他6个处理则为上升趋势；

135～180 d，0 Gy和300 Gy处理组板栗的还原糖含量下降，而其他5个处理则为上升趋势。150Gy处理板栗的还原糖含量贮藏期间呈稳步上升后下降又快速上升的趋势。贮藏期间，600Gy处理板栗的还原糖含量波动较小。贮藏0、45、90、225 d各组间还原糖含量差异不显著；135 d时750 Gy处理组显著低于其他各组（P＜0.05）；180 d时0 Gy处理显著低于其他各组（P＜0.05），150Gy处理组显著高于其他各组（P＜0.05）；270 d时150Gy处理组显著高于0 Gy处理组（P＜0.05）。0Gy处理板栗的还原糖含量始终处于较低水平，说明辐照处理有利于板栗中还原糖的生成。225 d时各组还原糖含量均快速下降，其原因还有待于进一步分析。

2.3不同剂量电子束辐照处理对新鲜板栗淀粉含量的影响

由图3可见，贮藏期间，各处理板栗淀粉含量变化的总趋势为先上升后下降，贮藏0～45 d整体呈快速上升趋势，并于45 d出现峰值。0Gy处理冻藏板栗淀粉含量的变化趋势与张勇等［16］对马铃薯在山体库贮藏过程中淀粉含量的变化相似。贮藏45～90 d时，150、450、600、750Gy四个处理板栗的淀粉含量较稳定，0、300、900Gy处理组淀粉含量下降明显；贮藏90 d时，450Gy处理板栗的淀粉含量最高，300Gy处理板栗的淀粉含量最低；180 d后各组淀粉含量变化趋于稳定。0Gy处理冻藏板栗的淀粉含量始终处于较高水平，但与其他各组差异不显著。结合还原糖含量的变化曲线可以看出，-18℃冻藏抑制了板栗的生理代谢活动，而5℃的贮藏温度下板栗的生理代谢活动较-18℃冻藏旺盛，板栗中的淀粉转化为单糖及热量，所以各辐照处理板栗的淀粉含量较低，而还原糖含量较高，但各辐照剂量组别间对淀粉含量的影响并不明显。

2.4不同剂量电子束辐照处理对新鲜板栗粗蛋白含量的影响

由图4可以看出，随着贮藏时间的延长，各处理板栗粗蛋白含量总体呈下降-上升-下降-上升的变化趋势。贮藏45 d时，各处理板栗的粗蛋白含量降低，其中750、900Gy处理下降尤为突出，150、450、600Gy处理相对变化较小但也有所下降；贮藏135 d时，各处理板栗的粗蛋白含量达到峰值，其中辐照剂量为150Gy的板栗粗蛋白含量最高；180 d时，各处理板栗的粗蛋白含量下降，之后稳步回升。粗蛋白含量辐照组和未辐照组差异不明显，表明辐照处理对板栗粗蛋白含量影响不大。

2.5不同剂量电子束辐照处理对新鲜板栗菌落总数的影响

由图5可见，随贮藏时间的延长，各处理板栗的菌落总数呈先略下降后上升的变化趋势，辐照剂量为150、900Gy的板栗菌落总数始终处于较低水平，而未经辐照处理板栗贮藏期间菌落总数始终较高，表明电子束辐照能有效杀灭微生物。贮藏180 d时，各处理板栗中的菌落增长较快。各辐照处理板栗的菌落总数差别较小，表明低剂量辐照就可有效抑制微生物的生长。而0Gy冻藏处理，即使温度达到-18℃，微生物的生长也没有被很好地抑制。因此辐照处理是一个很好的杀菌、抑菌方式。

3　结论与讨论

本试验结果表明，经不同剂量电子束辐照处理后的板栗，贮藏135 d时水分损失较大，各处理间差异不显著，且辐照处理板栗在5℃冷藏条件下贮藏可以达到未辐照板栗-18℃保存的含水效果；还原糖含量变化在0.5%～2.5%之间，辐照处理有利于板栗中还原糖的生成；各剂量辐照板栗的淀粉含量较低，且各辐照剂量组别间对淀粉含量的影响并不明显；贮藏45 d时，辐照剂量为750、900Gy的板栗粗蛋白含量降到最低值，其他剂量辐照的板栗整体变化趋势相同，波动较小，但辐照处理对板栗粗蛋白含量影响不大；150、900Gy电子束辐照的板栗菌落总数较少，可以有效杀灭微生物，说明电子束辐照技术结合低温贮藏不仅可以延长板栗的贮藏期，且安全、无污染。

由于试验时间和条件的限制，本研究只探讨了不同剂量辐照处理对板栗中主要成分的影响，对其微量成分未进行深入研究；同时由于板栗种类、产地及贮藏条件的差异，对剂量的设定也难以进行完全统一。而具体辐照剂量的设定需要综合考虑板栗的种类、污染程度、菌种耐辐照能力以及营养安全性等多方面因素，所以有待进一步研究。

综合考虑，长期贮藏板栗应选用的辐照剂量为150Gy，此时板栗的菌落总数较低，且与0Gy处理组相比其水分、还原糖、淀粉、粗蛋白含量的变化综合值较好，在5℃条件下可以保鲜板栗9个月以上。

［1］李文中，葛惠民.板栗液膜保鲜贮藏研究初报［J］.安徽农学院学报，1992，19（2）：108-110.

［2］吴秀华，陈蔚林，王飞.农药微乳剂物理稳定性的探讨［J］.化学通报，1999（3）：36-38.

［3］冯岩岩，王庆国.高能电子束辐射对鲜切牛蒡贮藏品质和褐变的影响［J］.保鲜与加工，2013，13（5）：29-33.

［4］化工部化工产品标准审查委员会.农药标准汇编［M］.北京：中国标准出版社，1991.

［5］肖锡湘，上官新晨.辐照保鲜技术及其应用［J］.安徽农业科学，2006，34（10）：2193，2195.

［6］刘步林.农药剂型加工技术［M］.北京：化学工业出版社，1998：391-413.

［7］鲍世利.果蔬贮藏保鲜技术的应用研究［J］.福建轻纺，2003（5）：8-13.

［8］刘超，王宏，汪小鸣.板栗辐照冷藏保鲜技术研究［J］.安徽农业科学，2014，32（6）：1213-1214.

［9］冯敏，朱佳廷，杨萍，等.新鲜板栗辐照防霉保鲜技术研究［J］.江苏农业科学，2011，39（3）：347-349.

［10］陈云堂，杨保安，张建伟，等.板栗辐照综合保鲜技术研究［J］.核农学报，2003，17（3）：225-228.

［11］中华人民共和国卫生部.食品中水分的测定：GB 5009.3—2010［S］.北京：中国标准出版社，2010.

［12］中华人民共和国卫生部.食品中还原糖的测定：GB/T5009.7—2008［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［13］中华人民共和国卫生部.粮油检验粮食、油料中淀粉含量测定：GB/T 5514—2008［S］.北京：中国标准出版社，2008.

［14］中华人民共和国卫生部.食品中蛋白质的测定：GB 5009.5—2010［S］.北京：中国标准出版社，2010.

［15］中华人民共和国卫生部.食品安全国家标准，食品微生物学检验，菌落总数的测定：GB 4789.2—2010［S］.北京：中国标准出版社，2010.

［16］张勇，高海宁，王恩军，等.山体库贮藏马铃薯淀粉、还原糖含量及淀粉酶活性的变化［J］.中国农学通报，2011，27（12）：106-111.

Storage Effectsof Different Dosesof Electron Beam Irradiation on Fresh Chinese Chestnut

ZHANG Yue，LIUWei，JIN Jian-qiao，YANG Bin，JIA Fu-zhou
（Tianjin Instituteof Technical Physics，Tianjin 300192，China）

The fresh Chinese chestnutswere irradiated by differentelectron beams（0，150，300，450，600，750，900Gy），and then stored for 270 days（Chinese chestnuts irradiated by 0 Gy were stored at-18℃，and the other irradiation treatmentswere stored at 5℃），and the storage effects of different electron beam irradiation on fresh Chinese chestnutswere studied.The results showed that，the Chinese chestnuts treated by electron beam irradiation had the similar water content to the non irradiation treatmentwhich stored at-18℃.The Chinese chestnuts treated by electron beam irradiation had lower starch content and higher reducing sugar content，and the electron beam irradiation had little effect on the content of crude protein.Irradiation treatment had better sterilization and antibacterial effects on Chinese chestnuts，and could prolong the storage period of Chinese chestnuts，and it was safe and pollution-free. The Chinese chestnut irradiated by 150 Gy had low total number of colonies，the better comprehensive values of contents of water，reducing sugar，starch and crude protein，and the Chinese chestnuts could be stored more than 9 months at 5℃.

Chinese chestnut；electron beam；storage；irradiation

S664.2

A

10.3969/j.issn.1009－6221.2016.04.010

天津市技术开发工作扶持经费项目（YSK 2012-6）

张玥（1985—），女，汉族，硕士，工程师，主要从事辐照食品技术研究工作。

2016-03-30