短波紫外线照射对鲜切黄瓜片品质的影响

赵磊 ，王丹，马越，张敏，赵煜炜，赵晓燕*

1. 北京市农林科学院蔬菜研究中心，北京市果蔬农产品保鲜与加工重点实验室，农业部蔬菜产后处理重点实验室（北京 100097）；2. 沈阳农业大学食品学院（沈阳 110866）；3. 龙大食品集团有限公司（莱阳 265231）

鲜切菜有直接烹调和直接食用的特点[1]，近几年发展比较迅速[2-4]。然而，鲜切蔬菜由于机械切割，微生物污染的可能性大[5-6]，货架期易缩短。黄瓜嫩脆爽口，但鲜切黄瓜片较其他鲜切菜汁液多易感染细菌。

研究表明短波紫外线（UV-C）可减少鲜切菜1～2个lg（CFU/g）值[7-8]。然而，UV辐照对于某些蔬菜具有杀菌不彻底的局限性[9-10]。近年来研究发现，果蔬经过UV-C照射后，可提高鲜切菜贮藏期品质，延缓其后熟衰老过程[11-13]。但UV-C辐照对鲜切黄瓜片品质影响未有报道。

试验将鲜切黄瓜片包封后在紫外灯下进行照射处理，测定不同照射时间下鲜切黄瓜片的微生物等各个品质指标，验证鲜切黄瓜片经紫外照射能否达到杀菌效果以及延长保质期，为鲜切黄瓜片的工业生产提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

黄瓜（购自北京市海淀区果香四溢）。在4 ℃冰箱预冷24 h后处理，切割前对实验室进行紫外杀菌，即打开紫外灯杀菌30 min，温度16 ℃。

鲜切食品包装袋（长42 cm、宽29.3 cm、厚55 μm）为聚乙烯食品包装袋，O2透过率1 353.71 cm3/m2·24 h·0.1 MPa；CO2透过率6 218.63 cm3/m2·24 h·0.1 MPa；水透过率0.98 gm/m2·24 h·0.1 MPa。

NaCl；营养琼脂；NaCO3；乙醇；丙酮；福林酚显色剂。所用试剂均为分析纯。

1.2 仪器与设备

UV-1800紫外分光光度计（岛津，日本）；500 Watt手持打浆机（飞利浦，中国香港）；恒温恒湿培养箱（MMM，德国）；GI 54 DW型高压灭菌锅；UVC灯管（PHILIPS TUV 30 W/G 30 T 8）；Oxybaby-M+O2/CO2气体分析仪（德国威尔公司）；CM-3700分光测色仪（日本柯尼卡-美能达公司）；超净工作台（北京东联哈尔仪器制造有限公司）；AL 204电子天平，恒温培养箱（德国MMM公司）；TA-XT plus质构分析仪，电子鼻AIRSENSE ANALYTICS（PEN3 33）。

1.3 试验方法

将黄瓜用清水洗净，切分成厚度5 mm黄瓜片，先后用100和50 mg/L，pH 6.5的NaClO溶液浸泡2 min除菌后，用离心脱水机除去黄瓜表面水分。取200±0.5 g鲜切黄瓜于食品包装袋中并封口，然后将其放于紫外灯下30 cm处分别照射0，10，20，30，60和90 min，每个处理组有3个平行，将处理后的鲜切黄瓜置于4 ℃冰箱中贮存，分别在0，1，2，4和6 d取样测定指标。以第0天样品为对照组。

1.4 测定指标与方法

1.4.1 菌落总数的测定

参照GB 4789.2—2016《食品安全国家标准食品微生物学检测菌落总数测定》[14]，对不同处理的鲜切黄瓜的菌落总数进行测定。1.4.2 叶绿素含量的测定

取5 g黄瓜匀浆，分别加入20 mL 80%丙酮-95%乙醇（1︰1）溶液，避光静置24 h，直至组织变白色。取上清液，用紫外分光光度计测量上清液在波长663和645 nm的吸光度，且使两处的吸光度在0.2～0.8范围内为宜。

式中：V=20 mL；m=5 g。

1.4.3 总酚含量的测定

样品总酚的提取：吸取2 mL待测样品于100 mL容量瓶中，蒸馏水定容。滤纸过滤，所得滤液为待测液。

总酚含量的测定：吸取1 mL待测液，分别加入5 mL蒸馏水、1 mL福林酚显色剂、3 mL 7.5%碳酸钠，显色，放置2 h，用分光光度计在765 nm下测定吸光度。根据标准曲线和稀释倍数测定总酚含量。

1.4.4 质构的测定

采用TA-XT plus质构分析仪（Stable Systems Ltd.，英国）进行测定。使用P/2探头；测试前的速度10 mm/s；测试速度2 mm/s；测试后速度10 mm/s；穿刺距离20 mm。每个样品重复测试10次，且保证每次穿刺位置接近。

1.4.5 颜色测定

取适量黄瓜，打浆后取浆液置于比色皿中，用CM-3700分光测色仪（SCE反射模式）测定样品L*、a*、b*、ΔE值。重复取样3次测量，取平均值。

1.4.6 统计分析

试验所有数据取其平均值，使用统计分析软件DPS v 7.05进行处理，Duncan多范围检验进行方差分析（p≤0.05），图像绘制采用Origin 8.0 软件（美国Originlab Corporation公司），主成分分析采用SPSS 22.0软件。

2 结果与分析

2.1 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片菌落总数的影响

图1为鲜切黄瓜片在贮藏过程中菌落总数的变化，在贮藏过程中鲜切黄瓜片的菌落总数随贮藏时间的延长而逐渐增加。在前4 d的贮藏中经过紫外辐照的鲜切黄瓜片菌落总数都低于对照组，随紫外辐照时间的延长，菌落总数逐渐减少，紫外线对微生物的核酸可产生光化学危害，当微生物被紫外线照射时，细胞的核酸生物活性因吸收紫外线而可能改变，从而引起菌体内蛋白质和酶的合成障碍，导致结构发生变异，使微生物死亡[15]。经过辐照30 min以上的鲜切黄瓜片菌落总数显著低于对照组（p＜0.05）。辐照时间低于30 min的鲜切黄瓜贮藏在第4天，菌落总数已到达销售极限，6 d所有处理均超过销售极限。由结果可知，与对照组相比，短波紫外辐照10，20和30 min的鲜切黄瓜可延长安全货架期约1 d，而经过60和90 min辐照的鲜切黄瓜可延长安全货架期约2 d。

图1 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片的菌落总数的影响

2.2 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片硬度脆度的影响

图2 （a）反映的是鲜切黄瓜片在贮藏过程中硬度的变化，随着贮藏期的延长，硬度逐渐下降。前4 d的贮藏过程中，经过辐照处理的鲜切黄瓜片硬度均低于对照组，其中辐照30 min的鲜切黄瓜片硬度最低，辐照处理能使贮藏的鲜切黄瓜片硬度下降。图2（b）是鲜切黄瓜片在贮藏过程中的脆度变化，随着贮藏期的延长，鲜切黄瓜片的脆度逐渐下降。第0天经过辐照处理的鲜切黄瓜片的脆度均大于对照组，在随后的贮藏中对照组脆度下降变平缓，而经辐照处理的鲜切黄瓜片在贮藏过程中脆度下降相对较快。

图2 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片硬度脆度的影响

2.3 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片颜色的影响

图3 （a）显示了鲜切黄瓜储藏过程中亮度L*值的变化，不同处理组的鲜切黄瓜片随着贮藏时间的延长亮度逐渐下降，在第0天不同辐照处理的鲜切黄瓜片亮度显著低于对照组（p＜0.05），而且辐照90 min的鲜切黄瓜片亮度值最低。对照组鲜切黄瓜片在前2 d的贮藏中L*值迅速下降，而在2～6 d的贮藏中亮度值缓慢下降，这是由于黄瓜在处理后，贮藏初期的适应性表达。90 min辐照处理的鲜切黄瓜片的亮度值一直保持在较低水平，且在第0，第1和第4天亮度值最低。ΔE值反映了总色差的变化情况，如图3（b）所示，对照组在贮藏过程中总色差变化一直较高，辐照处理明显抑制了鲜切黄瓜片总色差的变化，不同辐照时间对鲜切黄瓜片总色差的抑制效果由低到高依次为60，20，90，30和10 min。

2.4 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片叶绿素含量的影响

图4为鲜切黄瓜片贮藏过程中叶绿素含量的变化。随着贮藏时间的延长，叶绿素含量逐渐下降，但不同辐照时间处理的鲜切黄瓜片在贮藏过程中并无显著差异（p＞0.05），说明紫外辐照处理对贮藏的鲜切黄瓜片中的叶绿素含量无影响。

图3 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片色度色差的影响

图4 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片叶绿素含量的影响

2.5 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片总酚含量的影响

如图5可知，随着贮藏时间的增加，不同处理组鲜切黄瓜片总酚含量先上升后下降，不同处理组在贮藏期第1天总酚含量达到最高，随后逐渐下降，Cocci等[16]研究发现鲜切苹果总酚含量下降发生在贮藏的第2天，这与试验结果有相似结论。经过UV-C辐照的鲜切黄瓜片在前4 d的贮藏过程中总酚含量显著高于未经UV-C辐照的鲜切黄瓜片（p＜0.05），且在贮藏过程中总酚含量随辐照时间的增加而增加，在贮藏期第6天，经过UV-C辐照处理的鲜切黄瓜片的总酚含量显著低于未经UV-C辐照处理的鲜切黄瓜片，所以UV-C辐照能使贮藏鲜切黄瓜片总酚含量增加，但在贮藏期第6天辐照后的鲜切黄瓜片的总酚含量反而低于未经辐照的鲜切黄瓜片。

图5 不同时间短波紫外辐照处理对鲜切黄瓜片总酚含量的影响

2.6 主成分分析

由于处理组和测试指标均较多，无法直观得到哪个辐照处理是鲜切黄瓜片保存的最佳剂量，因此，对试验测定的指标进行主成分分析，处理得出特征值、方差贡献率和累计贡献率，结果见表1。

表1 8个主成分的特征值、贡献率和累计贡献率

由结果选取特征值λ＞1的前三个主成分，第一主成分的方差贡献率为48.753%，第二主成分的方差贡献率为26.438%，第三主成分的方差贡献率为15.878%，累积贡献率为100%，说明可以通过这三个主成分来描述5种不同辐照处理对鲜切黄瓜片品质影响的好坏。由软件计算特征根后，得到主成分公式：

式中：χi为主成分因子，即参与主成分分析的指标。

由式（3）系数可以看出，第一主成分主要代表菌落总数、硬度、脆度、ΔE、叶绿素，第二主成分代表L*值、a*值，第三主成分代表总酚。通过计算得到6种处理的综合主成分F值，如表2所示，排名结果（综合评分）：辐照60 min＞辐照30 min＞对照组＞其他处理组。

表2 综合主成分评价结果

3 结论

短波紫外辐照处理减少鲜切黄瓜片的菌落总数，辐照时间越长菌落总数越少，处理10～30 min的鲜切黄瓜可延长安全货架期约1 d，60 min和90 min辐照处理可延长货架期约2 d。辐照处理影响鲜切黄瓜的色泽、增加总酚含量，对叶绿素含量无影响。由主成分综合评分结果可知，辐照60 min（18 kJ/m2）综合评分排最高，为246.78，更好维持了鲜切黄瓜片的品质，货架期延长约2 d。适量短波紫外辐照是一种较好的保存鲜切黄瓜片的处理方式。