短波紫外线处理对鲜切沙窝萝卜品质的影响

黄镜如,鲁晓翔

(天津商业大学 生物技术与食品科学学院，天津，300134)

沙窝萝卜(Shawo radish)含多种营养物质，对身体健康极为有益，深受消费者喜爱[1-3]。沙窝萝卜体积较大，食用不方便，一旦切开，其品质及口感会迅速劣变。如何延长鲜切沙窝萝卜的货架期，并延缓其食用品质下降，成为本研究的主要问题。

短波紫外线的波长为200～280 nm，它能够穿透微生物细胞膜使其DNA链断裂、核酸和蛋白的交联破裂，从而阻碍细胞正常功能，并最终使微生物失活,其中以在254 nm附近的紫外线的杀菌能力最强[4-5]。研究表明，利用短波紫外线处理鲜切果蔬，可有效降低鲜切果蔬在生产中的交叉污染[6]，提高果蔬的品质，延长果蔬的货架期[7-15]。

目前，对鲜切沙窝萝卜的贮藏保鲜技术研究较少，特别是将短波紫外线技术应用在鲜切沙窝萝卜加工中的更是鲜有报道。本实验以沙窝萝卜为试材，通过研究短波紫外线处理后的鲜切沙窝萝卜各项生理生化指标的变化，探讨将短波紫外线技术用于鲜切沙窝萝卜保鲜的可行性与工艺条件及参数，为鲜切沙窝萝卜的贮藏保鲜提供理论依据和技术方法。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

试验所用沙窝萝卜购至天津市西青区农贸早市，萝卜均为当日收获，产品新鲜，成熟度一致，粗细均匀，无裂口，无机械损伤，无病虫害，外观整齐光滑。

1.1.2 主要试验设备

SJD-I型紫外灯，北京海淀空后高温复合材料厂；UltraScan PRO色差仪，上海韵鼎国际贸易有限公司；TA-XT plus质构仪，英国Stable Micro System公司；H1850台式高速冷冻离心机，长沙高新技术产业开发区湘仪离心机仪器有限公司；UV-6100紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；LRH-250-S恒温恒湿箱，韶关市广智科技设备发展有限公司；SW-CJ-1F洁净工作台，上海博迅实业有限公司；GMK-706R糖-酸测定仪，韩国G-won公司；ME104/02电子天平，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司。

1.1.3 主要试验药品

钼酸铵，天津市化学试剂四厂凯达化工厂；草酸、维生素C(Vc)，天津市元立化工有限公司；乙二胺四乙酸二钠，天津市凯通化学试剂有限公司；偏磷酸、愈创木酚、双氧水，天津市光复精细化工研究所；H2SO4，天津市风船化学试剂科技有限公司；冰乙酸，天津江天化工技术有限公司；KH2PO4、NaH2PO4、Na2HPO4，天津市化学试剂供销公司。以上试剂均为分析纯。菌落总数测试片，广东达元绿洲食品安全科技股份有限公司。

1.2 试验方法

当日购进的沙窝萝卜，立即置于5 ℃左右的冰箱中预冷24 h。将预冷后的萝卜进行清洗、去皮，再将其切分为大小均匀的2 cm3小块，以上操作都进行消毒处理。将萝卜块混匀后随机分组，并进行以下几种处理：实验组采用紫外灯分别从萝卜的上下表面同时进行照射，照射剂量率为0.45 mW/cm2，照射时间分别为2(A组)、4(B组)、6(C组)、8 min(D组)，对照组(CK组)不照射。处理完毕后，用PE保鲜袋包装鲜切萝卜，每袋约100 g(用于除失重率外其他指标的测定)，测失重率组的样品单独1袋，每袋约50 g，于5 ℃左右的冰箱中贮藏；分别在实验的第0、2、4、6、8天 进行各指标的检测，每次检测每个处理各取3袋，各项指标的测定值均为3次测定值的均值。

1.3 测定指标与方法

1.3.1 失重率

采用称量法测定，并按公式(1)计算：

(1)

1.3.2 Vc含量

采用钼蓝比色法[16]测定。

1.3.3 过氧化物酶活性

采用愈创木酚法[17]测定。

1.3.4 硬度

参考张平等[18]的方法，略有改动。采用TA-XT plus质构仪进行测定：测试选用P/2探头(Φ2 mm)，测前、测试、测后速率均为2 mm/s，测试距离为15 mm, 触发力为5 g。结果选用果肉的平均硬度，单位kg/cm2。

1.3.5 可溶性固形物含量

采用GMK-706R糖-酸测定仪测定。

1.3.6 白度值

采用UltraScan PRO色差仪测定样品的L、a、b值，用白度值(WI)表示鲜切萝卜色泽，并按公式(2)计算：

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

(2)

1.3.7 菌落总数

采用菌落总数测试片的测试方法进行测定。

1.4 数据处理

上述实验均进行3次平行重复，实验数据用Excel 软件处理，并采用Origin 8.5软件作图，应用SPSS 16.0 软件进行数据差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 UV-C对鲜切沙窝萝卜失重率的影响

失重率是判断鲜切产品新鲜度的重要指标，水分充足的鲜切产品外观佳、品质高。本实验经UV-C不同照射时间的鲜切沙窝萝卜的失重率变化如图1所示。

图1 UV-C对鲜切沙窝萝卜失重率的影响Fig.1 The effect of UV-C on weightlessness rate of fresh-cut Shawo radish

由图1看出，在贮藏期内，处理组与未处理组的失重率都随着贮藏时间的延长而不断升高。这是由于萝卜经鲜切处理后，丧失了保护层，完整的细胞结构受到破坏，导致内部汁液外流，水分蒸发，使其失重率不断增加，最后出现糠心现象[19]。在贮藏的前2 d，处理组与未处理组间没有显著差异(P>0.05)，但在贮藏的第4～8天，各处理组的失重率明显(P<0.05)比未处理组的低，原因可能是经UV-C照射后，在萝卜表面形成的薄膜减少了其营养物质的流失和水分的散发[20]；贮藏末期CK、A、B、C、D组的失重率分别为2.63%、2.11%、1.96%、2.22%、2.35%，与其他实验组相比，处理组B组的失重率最低，这表明适当剂量的UV-C处理能够减缓鲜切沙窝萝卜失重率的升高。本实验中采用UV-C双面照射4 min，效果较好。

2.2 UV-C对鲜切沙窝萝卜硬度的影响

图2结果表明，随着贮藏时间的延长，各实验组沙窝萝卜果肉的硬度都呈逐渐下降趋势。

图2 UV-C对鲜切沙窝萝卜硬度的影响Fig.2 The effect of UV-C on hardness of fresh-cut Shawo radish

在贮藏的0～2 d，CK组的硬度与各UV-C处理组间的差异不显著(P>0.05)；在2～4 d，CK组的硬度与其他组相比下降幅度较大；在4～8 d，CK组与各UV-C处理组间存在显著差异(P<0.05)，但在贮藏期内，各UV-C处理组间的差异并不显著(P>0.05)；与其他处理组相比，B组的硬度值始终较高，其果肉硬度下降的趋势更为平缓，且在第8天，B组的硬度值最高；在整个贮藏期间CK组的硬度下降了32.1%，B组下降了19.3%，说明UV-C处理能够延缓果肉硬度的下降，其中B组(4 min)的效果更为明显。

王中元等[21]的研究表明，适当剂量的UV-C照射能够推迟木薯果实硬度的下降，这与本实验结果一致。

2.3 UV-C对鲜切沙窝萝卜白度值的影响

鲜切沙窝萝卜在加工中因机械损伤会发生白变现象，从而影响萝卜的感官品质。UV-C处理对鲜切沙窝萝卜白变的影响如图3所示。

图3 UV-C对鲜切沙窝萝卜白度值的影响Fig.3 The effect of UV-C on WI of fresh-cut Shawo radish

由图3可知，鲜切沙窝萝卜在贮藏期间的白度值始终呈上升趋势。总体看，在8 d的贮藏期，处理组的白度值变化趋势比CK组的平缓，出现该变化的原因可能与上述失重率相似，由于UV-C照射后在其表面形成薄膜，从而使UV-C处理组在整个贮藏期间白度值的变化比未处理组的稍平缓；且在贮藏的第8天，CK组的白度值最高为63.11，但实验组之间的差异不显著(P>0.05)。分析各处理组的结果发现，A组在贮藏的6～8 d时，白度值迅速升高且高于其他UV-C处理组值，可能是A组照射剂量过低，在萝卜表面未能形成良好的保护薄膜所致。本研究结果表明，适当的UV-C处理对鲜切沙窝萝卜贮藏期间白度值的变化有一定的影响，但效果不显著。

2.4 UV-C对鲜切沙窝萝卜Vc含量的影响

鲜切果蔬中的Vc易被氧化，当果蔬中Vc含量低于一定程度时，使果蔬品中自由基大量积累，加速果蔬细胞衰老，降低果蔬货架期。因此，Vc含量是评价果蔬品质的重要指标之一。鲜切沙窝萝卜贮藏期间Vc含量的变化如图4所示。

图4 UV-C对鲜切沙窝萝卜Vc含量的影响Fig.4 The effect of UV-C on Vc content of fresh-cut Shawo radish

由图4可见，各实验组Vc含量的变化趋势较为一致。在贮藏的前2 d，各组Vc的含量均呈下降趋势，但对照组比各处理组降低更多，由21.81 mg/100 g降至18.76 mg/100 g，而UV-C处理组Vc含量平均为19.86 mg/100g；各组在2～4 d 的Vc含量变化均较为平缓，到4～8 d时,Vc含量大幅度下降。在贮藏期间，本实验各UV-C处理组的Vc含量均高于对照组，CK、A、B、C、D组的Vc含量分别下降了33.84%、25.63%、22.77%、27.22%、28.26%，可见，UV-C处理可以有效减缓Vc含量的下降，这与闫帅等[22]研究紫外线照射对鲜切鸡毛菜Vc含量影响的结果一致；且在各UV-C处理组中以B组的下降率最低，说明适当剂量的UV-C处理能有效防止鲜切沙窝萝卜中Vc的损耗，提高萝卜贮藏期间的品质。

2.5 UV-C对鲜切沙窝萝卜可溶性固形物含量的影响

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、矿物质和维生素等。图5为本实验不同处理的鲜切沙窝萝卜在贮藏过程中可溶性固形物含量的变化。

图5 UV-C对鲜切沙窝萝卜SSC含量的影响Fig.5 The effect of UV-C on soluble solids content of fresh-cut Shawo radish

由图5看出，在贮藏的0～4 d，各UV-C处理组与对照组的SSC含量均呈逐渐上升趋势，在0～2 d，各组差异不显著(P>0.05)，但第4天时，B组的含量比其他组的稍高；在贮藏的4～8 d，各组SSC含量都大幅度下降。这一变化趋势的原因可能是在贮藏前期，萝卜中的淀粉等大分子不溶性物质降解为小分子,可溶性物质开始启动，其消耗总量小于降解总量，表现为SSC含量升高；而在贮藏后期，随着大部分大分子物质的降解，其消耗总量大于降解总量，故使SSC含量下降。这与范姝含等[23]对鲜切萝卜营养指标变化的研究结果一致。由图5还可见，在贮藏的第8天，B组的SSC含量最高为6.28%，CK组最低为5.89%，与初始值相比分别减小2%和7.5%，且各UV-C处理组的含量显著高于对照组(P<0.05)，表明UV-C处理可以抑制鲜切沙窝萝卜营养物质的消耗；在0～8 d，B组的SSC含量始终较高，说明本实验中双面照射4 min更有利于鲜切沙窝萝卜SSC含量的保持。

2.6 UV-C对鲜切沙窝萝卜过氧化物酶活性的影响

过氧化物酶(peroxidase，POD)是清除果蔬体内活性氧的关键酶之一，POD对于维持膜结构的完整性，延缓果蔬衰老，并延长果蔬的货架期具有重要意义。POD在植物体内通常存在2种机制，前期通过分解H2O2使自由基在体内维持动态平衡，表现为保护机制，后期被启动，表现为伤害机制[24](图6)。

图6 UV-C对鲜切沙窝萝卜过氧化物酶活性的影响Fig.6 The effect of UV-C on peroxidase activity of fresh-cut Shawo radish

由图6可知，在整个贮藏期，鲜切沙窝萝卜POD活性呈现了先升后降的变化趋势。0～2 d，各实验组的POD活性大幅度上升，UV-C处理组的POD活性均高于CK组，但实验组之间差异不显著(P>0.05)；2～4 d，各组呈缓慢上升趋势，在第4天CK、A、B、C、D组的活性峰值分别为25.95、27.75、28.47、28.03、27.82 U/g，CK组与UV-C处理组差异显著(P<0.05)； 4～8 d，各组的POD活性逐渐下降，在贮藏的第8天，CK组的POD活性高于其他组为23.92 U/g，B组的POD活性最低为21.03 U/g。本实验结果表明，与CK组相比，经UV-C照射的鲜切沙窝萝卜在贮藏前期POD的活性较高，因而有效地降低了H2O2的含量，提高了组织的抗逆性，贮藏后期其POD的活性低于CK组，从而降低了对组织的伤害；在UV-C处理组中，B组贮藏前期活性较高，贮藏末期活性较低，说明B组更有利于提高鲜切沙窝萝卜的抗逆性以及延缓衰老进程。

2.7 UV-C对鲜切沙窝萝卜菌落总数的影响

在贮藏期间鲜切沙窝萝卜菌落总数的变化如图7所示。

图7 UV-C对鲜切沙窝萝卜菌落总数的影响Fig.7 The effect of UV-C on the total number of bacterial colonies of fresh-cut Shawo radish

由图7可知，在整个贮藏期间，对照组的菌落总数始终比各UV-C处理组的高，且差异显著(P<0.05)，这表明UV-C处理可有效减少鲜切沙窝萝卜中各种菌落的生长与繁殖；在贮藏的第6天，CK组的菌落总数已经超过了105CFU/g，不符合鲜切果蔬的卫生标准；在贮藏的8 d，除D组在第8天菌落总数超出卫生要求外，其他各UV-C处理组均符合食用标准；且在各UV-C处理组中，以B组的抑菌效果最明显，D组的抑菌效果较差，这可能是由于D组的照射剂量过大，使沙窝萝卜表面膜透性增大，反而促进了微生物的生长与繁殖，这与ARTÉS-HERNNDEZAB等[25]对鲜切西瓜的研究结果一致。本实验中，采用双面照射4 min抑菌效果较好，与对照组相比，鲜切沙窝萝卜的货架期延长了2 d，说明适当剂量的UV-C照射能够抑制微生物的生长与繁殖，延长鲜切产品的货架期。

3 结论

本实验得到如下结论，利用UV-C处理鲜切沙窝萝卜存在最优照射剂量，本实验采用照射剂量为0.45 mW/cm2的UV-C双面照射4 min，有效地延缓鲜切萝卜的Vc含量、可溶性固形物含量和硬度的下降，减缓失重率上升，显著地提高贮藏前期POD活性，降低其贮藏后期活性，进而有效地延缓组织的衰老，并且明显地抑制了微生物的生长与繁殖，货架期延长了2 d。 UV-C处理使鲜切沙窝萝卜在0～8 d 的贮藏期，保持良好的外观与营养品质，说明适当剂量的短波紫外线照射，更有利于鲜切沙窝萝卜的保鲜，及提高其在货架期内的营养品质。目前，本实验得出的UV-C最优照射剂量只适用于鲜切沙窝萝卜，对其他品种萝卜的适用性还需要进一步的研究与探索。