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EFFECT OF ION BEAM IRRADIATION ON FRESH-KEEPING OF STRAWBERRY

电子束辐照草莓保鲜效果研究



全 文 :核 农 学 报 2011,25(3):0510 ~ 0513
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
收稿日期:2010-07-19 接受日期:2010-11-02
基金项目:四川省科技支撑项目(2008SZ0223,2008SG0029),农业部公益性行业科研专项“核技术农业应用”项目(200803034)
作者简介:雷 庆(1981-),男,汉,四川乐山人,硕士研究生,研究方向为微生物学。Tel:028-65985220;E-mail:84411741@ qq. com
通讯作者:黄 敏(1973-),女,汉,安徽嘉山人,博士,研究方向为微生物学。Tel:028-84847723;E-mail:hm1219@ gmail. com
文章编号:1000-8551(2011)03-0510-04
电子束辐照草莓保鲜效果研究
雷 庆1 黄 敏1 康 菊2 伍 玲1 莫 燕1 杜晓颖1
谢 艳1 王 艳1 高 鹏1
(1. 四川省原子能研究院,四川 成都 610066;2. 成都农业科技职业学院,四川 成都 611130)
摘 要:采用电子加速器辐照草莓,并测定辐照对草莓微生物含量、腐烂指数、失重率及相关生物指标的
影响。试验表明 1. 0、2. 0、3. 0kGy 剂量的电子加速器辐照能减少草莓的微生物量,延缓草莓腐烂的速
度,为草莓的保存提供良好的初始状态,其中 2. 0、3. 0kGy 的辐照能延长草莓保质期 2 ~ 3d。辐照后草
莓的可溶性固形物、Vc 和总酸含量比对照降低慢,表明本试验剂量下的辐照不影响草莓的营养品质。
因此,对草莓进行 2. 0 ~ 3. 0kGy 电子束辐照是有效的贮藏保鲜方法。
关键词:电子束辐照;草莓;保鲜
EFFECT OF ION BEAM IRRADIATION ON FRESH-KEEPING OF STRAWBERRY
LEI Qing1 HUANG Min1 KANG Ju2 WU Ling1 MO Yan1
DU Xiao-ying1 XIE Yan1 WANG Yan1 GAO Peng1
(1. Atomic Energy Research Institute of Sichuan Province,Chengdu,Sichuan 610066;
2. Chengdu Vocational College of Agricultural Science and Technology,Chengdu,Sichuan 611130)
Abstract:Effects of ion beam irradiation on strawberry quality were studied,in this study and microbial biomass,decay
index,weight loss and biological index were detected. Irradiation dosage were 1. 0,2. 0 and 3. 0kGy. The results showed
that the irradiation decreased the number of microorganism in the strawberry and delayed the rotten speed. The soluble
solids,Vc and total acid content of irradiated strawberry reduced slower than that of control. It indicated that the
irradiation dosage did not affect the quality of strawberry in this study. Therefore,2. 0 ~ 3. 0kGy of ion beam irradiation
were an excellent irradiation dosage for strawberry preservation.
Key words:ion beam irradiation;strawberry;fresh-keeping
食品辐照是一种非热加工新技术,它利用辐射源
产生的 γ 射线、加速器产生的高能电子束(EB)以及 X
射线辐照农产品和食品,杀灭食品中存在的病原体微
生物和寄生虫、抑制农产品发芽、防止食品霉变、延缓
成熟期和货架期等。辐照具有能耗低、无污染、灭菌效
果好、不损害食品品质等优点。几十年来,世界上先后
有 30 多个国家开展相应研究证明辐照是提高食品卫
生质量和保障食品安全的科学的、有效的方法。
草莓是多年生浆果,果色鲜红,柔软多汁,酸甜可
口,具有很高的营养价值和食疗作用,且是一种高档水
果。但草莓含水量高,组织娇嫩,很难保存。国外早在
19 世纪 60 年代就开始了草莓辐照保鲜的研究[1],而
我国在这方面的研究和应用开展较晚。由于目前已报
道的辐照草莓保鲜的研究绝大多数是用60 Co γ 射线为
辐照源[2 ~ 4],利用电子加速器辐照草莓保鲜的研究报
道较少,而电子加速器剂量容易控制,精确度更高,因
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3 期 电子束辐照草莓保鲜效果研究
此,我们开展电子加速器辐照草莓保鲜的研究,以期为
采用电子加速器辐照草莓提供一定的参考。
1 材料与方法
1. 1 供试材料
供试草莓采自四川省成都市双流县合江镇草莓基
地,品种为“芳香”。于 2010 年 6 月上旬清晨采摘成
熟度 9 成左右,无病斑、无畸变、大小色泽均匀的草莓,
分别用聚乙烯盒单层排列分装,保鲜膜包装保湿。
1. 2 辐照
果实采摘后立即进行辐照处理,辐照在四川省原
子能研究院的 GJ-2 型工业电子加速器进行。辐照能
量为 1. 6Mev,束流 0. 5mA,设定吸收剂量为 1. 0、2. 0
和 3. 0kGy。辐照后置于 18℃ ~ 23℃室温贮藏保存,相
对湿度 75%,共贮藏 4d,每天取样测定其生理指标。
1. 3 测定方法
1. 3. 1 微生物检验 微生物检测项目为细菌和霉菌。
辐照后立即在超净工作台上称取不同剂量辐照后的草
莓各 25g,放入事先灭菌的 225ml 生理盐水中,在匀质
器上打碎 5min,逐级稀释至 10 - 1、10 - 2和 10 - 3,采用倾
注平板法培养[3]。细菌培养基为肉汤琼脂培养基,
37℃培养 48h 后计数;霉菌培养基为虎红琼脂培养基,
25℃培养 72h 后计数。
1. 3. 2 腐烂指数测定 以果实表面出现水渍状病斑
或霉斑或凹陷作为腐烂果判定标准,其中无腐斑为 0
级,刚出现腐斑为 1 级,腐斑达果面 1 /8、1 /4 时分别定
为 2、3 级,腐斑超过 1 /4 时为 4 级[5]。腐烂指数 = (1
× 1 级腐果数 + 2 × 2 级腐果数 + 3 × 3 级腐果数 + 4 ×
4 级腐果数)/(4 × 总果数)。本研究保鲜期设定为腐
烂指数达到 0. 3 时的贮存时间。
1. 3. 3 失重率测定[4] 用电子天平称取各辐照组中
色泽、大小一致的草莓 6 颗,室温贮藏,采用 AP210S 电
子天平每天称重一次,计算失重率。每组设 3 个重复。
失重率(%)=(1 -当时重量 /初始重量)× 100%
1. 3. 4 总酸、Vc 和可溶性固形物含量的测定 总酸
含量测定采用可滴定酸度测定法[5],Vc 含量采用 2,6
-二氯靛酚滴定法测定[6],可溶性固形物含量采用手
持折光仪测定[6]。
1. 4 数据统计
采用 SPSS 软件进行数据统计和分析。
2 结果与分析
2. 1 辐照对草莓微生物量的影响
引起草莓腐烂的主要病菌是葡枝根霉(黑根霉)
和刺盘孢霉[7]。草莓在地面生长沾染霉菌较多,且草
莓中含水量、含糖量高,有利于霉菌繁殖,因此要达到
保鲜目的,延长草莓贮藏时间,必须降低微生物的初始
量或控制微生物的生长。由表 1 可知,草莓上细菌总
数、霉菌的数量均随辐照剂量的升高而降低,2. 0kGy
辐照后细菌总数降低了 2 个数量级,霉菌降低了 1 个
数量级,与 CK 和 1. 0kGy 辐照组相比差异显著(P <
0. 05)。3. 0kGy 辐照后与 2. 0kGy 辐照后相比,细菌与
霉菌总数进一步降低,但在数量级上无差别,可见草莓
经过 2. 0kGy 的辐照即可显著降低草莓上微生物的初
始量。
表 1 辐照对草莓中微生物量的影响
Table 1 Effect of irradiation on microorganism
biomass in strawberry
辐照剂量
irradiation dose
(kGy)
细菌总数
total bacteria
(cfu / g)
霉菌总数
total fungi
(cfu / g)
0 2. 2 ± 0. 2 × 104 a 3. 2 ± 0. 5 × 104 a
1. 0 2. 0 ± 0. 4 × 103 b 2. 1 ± 0. 2 × 104 a
2. 0 340 ± 17c 8. 8 ± 0. 6 × 103 b
3. 0 230 ± 20c 5. 4 ± 0. 3 × 103 b
注:不同英文字母表示同一列数值间差异显著(P < 0. 05)。下表
同。
Note:Different letters mean there were significant difference among the
data in the same column(P < 0. 05). The same as following tables.
2. 2 辐照对草莓保鲜(腐烂指数)的影响
由表 2 可知,随着贮藏时间的增加,各处理组的草
莓腐烂指数逐渐增加。CK 在贮藏 2d 后腐烂指数迅速
增加,基本失去商品价值。由于辐照大大降低了引起
草莓腐烂变质的霉菌数,因此辐照可降低草莓贮藏期
的腐烂指数,辐照后各组的腐烂指数与 CK 相比均呈
显著性差异(P < 0. 05),辐照剂量越大,腐烂指数增加
越慢,特别是 3. 0kGy 组处理最佳,处理后保鲜期可延
长到第 4 天。
2. 3 辐照对草莓贮藏过程中失重率的影响
果蔬的失重包括水分的散失和一些营养成分的消
耗,养分的消耗主要是指因呼吸作用导致的营养成分
的流失。在保鲜贮藏期间,果蔬质量损失的越少,就越
能证明保鲜方法可以有效地减少果蔬水分的散失和减
弱呼吸强度,因此,失重率是衡量保鲜效果的一个重要
指标。由图 1 可见室温贮存条件下贮藏 2d,3 个剂量
辐照后草莓的贮存失重率均低于 CK,特别是第 2 天
时,CK 的失重率达到 9. 4%,而 3. 0kGy 辐照组失重率
最低,仅为 5. 8%,与 CK 相比差异显著(P < 0. 05)。
由于对照组保鲜期仅为 2d,故 2d 后不再对 CK 进行失
重率测量。
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核 农 学 报 25 卷
表 2 辐照时草莓在贮藏过程中腐烂指数的影响
Table 2 Effect of irradiation on strawberry decay index during storage time
辐照剂量
irradiation dose
(kGy)
贮藏时间 storage time (d)
1 2 3 4
0 0. 11 ± 0. 02a 0. 32 ± 0. 05a 0. 78 ± 0. 04a 0. 97 ± 0. 01a
1. 0 0. 08 ± 0. 01b 0. 24 ± 0. 03b 0. 53 ± 0. 05b 0. 79 ± 0. 08b
2. 0 0. 06 ± 0. 01b 0. 15 ± 0. 03c 0. 24 ± 0. 05c 0. 49 ± 0. 06c
3. 0 0. 03 ± 0. 01c 0. 09 ± 0. 01c 0. 17 ± 0. 04c 0. 28 ± 0. 05d
图 1 辐照对草莓贮存失重率的影响
Fig. 1 Effect of irradiation on strawberry weight loss
2. 4 辐照对草莓贮藏过程中可溶性固形物的影响
可溶性固形物是反映果实含糖量的指标。糖分含
量是决定水果营养价值的一个重要方面,也是水果从
采后到贮运过程中生命活动的标志物质之一。随着呼
吸作用的加强,水果中可溶性固形物含量会不断降低。
由表 3 可知,随着贮藏时间的延长,草莓中可溶性固形
物的含量逐渐减少,但草莓辐照后可溶性固形物的降
低程度略低于 CK,第 3 天开始,,3 个辐照组与 CK 相
比均呈差异显著(P < 0. 05)。
2. 5 辐照对草莓贮藏过程中 Vc 含量的影响
草莓富含 Vc,含量约为 50 ~ 120mg /100g,比苹
果、梨、葡萄高 5 ~ 10 倍。Vc 在贮藏过程中会因被氧
化而逐渐损失,进而使草莓营养价值降低,因此,测定
表 3 辐照对贮藏期间草莓可溶性固形物含量的影响
Table 3 Effect of irradiation on soluble solids content of strawberry during storage time
辐照剂量
irradiation dose(kGy)
贮藏时间 storage time (d)
1 2 3 4
0 9. 2 ± 1. 0a 8. 2 ± 0. 6a 7. 6 ± 0. 7a 6. 2 ± 0. 5a
1. 0 10. 4 ± 0. 7b 8. 7 ± 0. 9b 7. 9 ± 0. 5b 7. 1 ± 0. 3b
2. 0 9. 3 ± 0. 5a 8. 6 ± 0. 8b 8. 1 ± 0. 6b 7. 6 ± 0. 4c
3. 0 10. 2 ± 0. 7b 9. 3 ± 1. 0c 8. 5 ± 0. 5c 7. 7 ± 0. 3c
Vc 的变化是草莓辐照保鲜的一个重要指标。由图 2
可知,CK 中 Vc 下降最快,3 个辐照组的 Vc 含量也随
贮藏时间逐渐降低,与 CK 趋势一致,但优于 CK。第 3
天时,3 个辐照组的 Vc 含量均显著高于 CK(P <
0. 05)。这也说明辐照既可抑制微生物的生长,同时
又不会破坏草莓中的营养成分,是一种有效的保鲜防
腐方法。
2. 6 辐照对贮藏过程中草莓总酸含量的影响
总酸含量是决定果蔬风味的一个重要因素。草莓
果实所含酸主要以有机酸为主,包括苹果酸、柠檬酸、
酒石酸等。果品在贮藏过程中,一部分有机酸作为呼
吸底物被消耗,一部分在体内被转化为糖分,因此贮藏
期间草莓中总酸的变化可反映营养物质消耗的程度。
此外,草莓是非呼吸跃变型浆果,在计算总酸时以苹果
酸为基准。研究表明,随着贮藏时间延长,草莓的有机
酸含量逐渐降低(图 3),但辐照组比 CK 降低慢,第 2
天开始,辐照组的总酸含量均显著高于 CK(P <
0. 05)。说明辐照能有效延缓草莓总酸的降低,对保
存草莓的风味和品质起到极好的效果。
3 讨论
失重率、腐烂指数是衡量果蔬采后贮藏保鲜的关
键指标,可溶性固形物、总酸和 Vc 是草莓营养品质和
感官品质的主要评价指标,也是确定最佳贮藏保鲜技
术的理论和技术依据[9]。本研究表明,对草莓用电子
加速器进行 1. 0、2. 0 和 3. 0kGy 剂量辐照后与未经辐
照的对照相比,能降低草莓的失重率、腐烂指数和微生
物的初始量,延缓 Vc、总酸、可溶性固形物含量的下
降,特别是 3. 0kGy 辐照后在 18℃ ~ 23℃下可延长保
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图 2 辐照对贮藏期间草莓 Vc 含量的影响
Fig. 2 Effect of irradiation on Vc content of
strawberry during storage time
图 3 辐照对贮藏期间草莓总酸含量的影响
Fig. 3 Effects of irradiation on total acid content of
strawberry during storage time
鲜期至 3d,起到显著的保鲜效果。
低剂量辐照过的草莓其感官品质和营养成分不受
影响,但对于辐照剂量大小的范围报道不一致。草莓
的辐照最大耐受剂量有报道不超过 3kGy[7];Yu 等发
现采用 1 ~ 2kGy 电子流辐照草莓就可以抑制真
菌的生长,延长草莓的货架期[8];赵永富等[6]用60 Co γ
辐照“明宝”草莓的研究得出适当提高辐照剂量至
4. 0kGy 可使草莓在室温下贮藏保鲜期大大延长,而感
官品质不受影响。本试验结果表明采用电子加速器对
草莓进行辐照,2. 0kGy 剂量就能将草莓上的菌落总数
降到比较低的水平,明显降低草莓的腐烂率,特别是
3. 0kGy 组处理最佳,处理后保鲜期在常温下可延长到
第 4 天,这是由于辐照大大降低了引起草莓腐烂变质
的霉菌数量,并且该剂量辐照后草莓的营养成分不受
影响。
4 结论
辐照是杀灭草莓上部分病原真菌以及抑制真菌生
长的一种可靠、安全的方法,2. 0 ~ 3. 0kGy 的辐照剂量
可有效降低微生物滋生,延长草莓保鲜时间。
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(责任编辑 高美须 裴 颖)
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