全 文 ：文章编号: 100028551(2002) 0620414204
我国园艺产品辐射保鲜研究进展
刘继红 徐小勇 邓秀新
(华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室,湖北武汉 430070)
摘 要:园艺产品属鲜活商品,含水量高, 极易腐坏变质, 辐射能够延长园艺产品的贮
藏寿命,起到保鲜作用。本文对近 20年来国内利用辐射技术进行园艺产品保鲜方面
的研究进行了综述。
关键词:园艺产品;辐射;保鲜
收稿日期: 2001207229
基金项目:国家自然科学基金( 39830260)、湖北省自然科学基金( 2000J113)和国际科学基金( DP3001- 1)资助项目
作者简介:刘继红( 1971~ ) ,男,博士,湖北省罗田县人,华中农业大学副教授,从事果树生物技术与育种工作
我国 1958年开始进行食品辐射保鲜研究, 至今已在苹果、桃、银杏、荔枝、草莓、甜樱桃、柑
桔、梨、绿葡萄干、洋葱、番茄、菜竹笋、大蒜、蘑菇、甜瓜、菜心、芍药、玫瑰、菊花、百合等园艺作
物保鲜中应用了辐射技术,并取得了较理想的效果。
辐射保鲜是一种物理保鲜方法,与其它方法相比, 它具有节约能源且不改变所处理材料的
品质和外形;没有任何残留毒物,对环境不造成污染;处理时间短,可以不打开包装直接进行杀
虫杀菌;操作工艺简单,易于管理。
近年来应用于辐射保鲜的射线主要有 B射线、C射线、电子束、微波、紫外光等。其中以 C
射线应用最多, 因为 C射线能量较高、穿透力较强, 能均匀辐照所处理的材料。一般情况下,
采用辐射处理能够延长园艺产品的贮藏寿命, 延迟其腐烂时间,降低损坏频率。采用 015kGy
60CoC照射红香蕉苹果,在温度 0~ 5 e 、湿度 85% ~ 95%且包装箱内衬无毒聚乙烯膜的条件下
能够储存 6个月[ 1] , 芍药、玫瑰、菊花等在60CoC照射下, 可将保鲜期延长 6~ 10d[ 2, 3] ;采用
310kGy 60CoC照射草莓,在低温下冷藏, 腐烂指数在 15d内比同期降低 70% [4, 5] ;采用 B2射线照
射哈蜜瓜, 其腐烂时间推迟1个月,可贮藏 6~ 8个月[ 6]。
2 影响辐射保鲜效果的因素
211 园艺作物的种类
不同园艺作物、同一作物不同品种影响到辐射保鲜的效果, 这主要是因为不同作物对射线
的敏感性不一样,对其忍受力也不同所致(表 1)。
212 所用射线的剂量
剂量高的可达 5kGy,低的只有 011~ 012kGy,甚至更低,梁红等采用 C射线辐射银杏种子,
剂量为5kGy, 保质期超过 4个月[ 7] ;黄柳根等用 5kGy的 C射线辐射菜竹笋,延长了贮藏期,同
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时还改善了产品品质[ 8] ;石建新等用较低剂量的 C射线辐射桃,也起到了保鲜的效果。
表 1 不同水果对 C射线忍受力差异比较*
忍受力 可忍受剂量( kGy) 水 果
强 > 110 芒果 龙眼 草莓 番木瓜
中 013~ 110 香蕉 柑桔 荔枝 无花果 番荔枝 菠萝 苹果 番石榴 树莓 杨梅 樱桃 甜瓜
差 < 013 梨 葡萄 柠檬 桃 梅 枇杷 油桃 人心果 梨 油橄桃 西番莲
* 引自聂继云等,中国果菜, 2000, ( 2) : 19
使用的射线剂量太高,对园艺产品有伤害,但过低的剂量不能起到保鲜的作用。石建新等
研究表明,低于 012kGy的射线辐射能有效地延长五月鲜和白花桃两个桃品种果实的贮藏寿
命,但剂量在 015kGy以上的辐射处理却会造成损伤[ 9]。徐登益等研究发现, 用 C射线照射番
茄干种子, 当剂量为 0105kGy时, 植物机体内辐射防御功能加强, 而剂量升至 011~ 015kGy时,
植物防御功能下降, 并导致辐射损伤[ 10]。用 C射线辐照草菇, 当剂量为 018kGy时, 膜透性最
低,而剂量为 112和 116kGy时, 膜透性反而下降,表明受到辐射损伤,其保鲜期也就相应缩短。
用 C射线辐照板栗,当剂量为 013kGy时, 贮藏 45d时的好果率为 9111% ,当剂量超过 4kGy,腐
烂则加速[ 11]。李志澄报道辐射剂量达致死时, 几乎所有的青椒腐烂, 表明对产品有伤害作
用[ 12]。
213 处理的时期
在不同时期辐射,效果也不尽相同, 可能与园艺产品所处的生理状态有关。如吴雷等采用
C射线辐射宜兴百合,通过筛选认为, 百合辐射保鲜的适宜剂量范围是10~ 50kGy,最佳处理时
期为 9月至次年 2月,这种条件下,可延长新鲜百合货架期 2~ 4个月[13]。不同时期的园艺产
品,保鲜所需的射线剂量也不相同, 如新收获的银杏果仁适宜的保鲜剂量为 012kGy,而种胚充
分后熟的银杏, 则所需的剂量较高,达 3kGy[ 14]。
214 贮藏温度
园艺产品辐射后的贮藏温度对保鲜有较大的影响, 赵永富等研究表明, 随着贮藏温度上
升,辐射处理的草莓果实腐烂指数增大, 保鲜期也就随之缩短。0 e 贮藏, 保鲜期达 30d以上;
4 e 贮藏,保鲜 15d; 25 e 贮藏, 1~ 2d就全部腐烂。这主要是因为贮藏温度升高, 微生物生长、
果实呼吸强度和水分蒸发速率都会增加[4, 5]。同样的现象也出现在银杏上,辐射处理后,保鲜
效果最佳的贮藏温度为 1~ 4 e ,常温下贮藏霉斑则增多[14]。
215 其 它
园艺产品贮藏时含水量不同也会影响到保鲜期, 含水量为 40125%的银杏种子经 50~
200kGy C射线辐射处理, 45d就可见到部分种子表面出现霉菌, 而含水量为 35196%时, 同样剂
量处理后, 在 3个月后才能见到少量种子表面长出霉菌, 表明较低含水量可能更有利于园艺产
品的辐射保鲜。
3 辐射保鲜机理
辐射保鲜是利用放射性同位素发出的 B射线、C射线、X射线、紫外线及其它电离射线或
电子束辐照园艺产品,抑制采后呼吸,延迟园艺产品的后熟,最大限度地减少害虫孳生和抑制
#415# 6期 我国园艺产品辐射保鲜研究进展
微生物导致的产品腐烂, 从而延长园艺产品的贮藏寿命。辐射保鲜基本原理在于:适宜剂量和
剂量率的辐射能提高园艺产品体内防御系统的功能,削弱酶的活性,从而抑制了产品的呼吸强
度和内源乙烯的发生,减缓衰老过程,减少有机体内糖等营养物质的消耗,增强抗逆能力。此
外,辐射产生的自由基能杀死机体内细菌和幼虫, 从而达到保鲜的目的。赵永富等认为辐射减
少了呼吸代谢和水分蒸发,延长其贮藏保鲜期[ 4, 5]。吴兴源发现,紫外线辐射柑桔后,果实中过
氧化物酶活性降低, 使柑桔电学频率特性等保持贮藏初期的特点,延缓柑桔内部结构和所含成
分的变化, 从而起到保鲜作用[ 15]。叶蕙等的研究表明, 辐照主要是通过抑制膜过氧化过程,保
持膜结构的完整性, 增强膜稳定性、膜的致密程度和其流动性, 延缓衰老, 从而起到保鲜作
用[ 16]。
从保鲜角度来看,电离辐射对园艺产品的影响: 11干扰基础代谢过程, 降低呼吸作用,延
缓成熟、衰老,延长贮藏寿命; 21 抑制微生物生长,减少腐烂, 赵永富等用 310kGy 60Co C射线照
射草莓,在低温下冷藏, 15d内腐烂指数与同期相比降低 70%, 草莓果实上细菌总数降低 4个
数量级,霉菌总数降低 1个数量级,酵母菌总数降低 2个数量级[4, 5]。食用槟榔经 6kGy C射线
辐射后,细菌总数低于 100CFUPg, 8kGy可使细菌低于检测水平。31电离辐射可减少害虫,一定
程度上可以提高其品质,尤其是外观品质。板栗由于虫害和霉烂造成的损失有时高达 70% ,
但刘昭采用 C射线辐射处理,可以有效地杀死栗实象鼻虫和栗实蛾等害虫, 并且还可以抑制
板栗发芽, 从而能够延长其贮藏期[ 17]。
4 辐射对园艺产品品质和安全性的影响
射线辐射对园艺产品的品质基本上没有影响, 如 C射线辐照荔枝后, 一方面减少了烂果
率和褐变率,另一方面不影响果实的品质[ 18]。电子束辐射甜樱桃后, 其可溶性固形物、酸度和
风味均未受到影响。无核葡萄干经 C射线照射后, 其主要营养成分未发生明显的变化。莱阳
梨经 C射线照射,果实 Vc、糖及酸的含量均未受到影响[ 19]。在某些报道中, 辐射在一定程度
上对品质还会有所提高,如京白梨经 25krad 60CoC照射后, 在 13~ 20 e 室温贮藏 3个月,好果
率为 66161% ,总糖度提高 0167gP100g[20]。菜竹笋经一定剂量的 C射线辐照后,可以使蛋白质
向水解氨基酸转化, 从而改善了产品品质,有利于人体对营养的吸收和利用[ 8]。冯吉等采用 C
射线照射柑桔后, 其含糖量增加[ 21]。哈密瓜经 B射线辐照后, 可溶性固形物也略有提高[6]。
但在有的树种中,辐射也会对品质产生负面影响, 如草莓经电子束照射后, 硬度随剂量的增加
而降低。刘书城等研究表明, 辐照影响硬度的原因主要表现在间接作用和直接作用两个方面。
前者主要是影响果胶酶的活性而改变硬度,后者主要是破坏细胞结构, 造成辐射损伤, 从而导
致水果软化[ 22]。李志澄也发现 C射线辐射后促进了番茄、菜豆和大蒜等蔬菜的组织褐变,导
致/内部褐变综合症0;此外,辐照能削弱抗病性,加重几种蔬菜的侵染性病害[ 12]。
除品质外, 辐照材料的安全性也是一个较受关注的问题, 水果和蔬菜两种园艺产品,由于
直接为人们所食用, 其辐射安全性更受到重视。虽然辐射能够有效地对园艺产品起到保鲜作
用,但由于是使用电离辐射,消费者会担心经一定剂量射线辐照的园艺产品可能不安全。现有
研究表明, 只要使用的剂量适当,电离辐射对所处理材料的安全性不会造成影响。目前,所有
园艺产品辐射所用的剂量均未超过 10kGy,早在 1980年 IAEA、FAO和WHO组成的 JECFT就明
确指出,当辐射剂量不超过 10kGy时,没有毒理学危险,在营养学和微生物学上也是安全的,因
#416# 核 农 学 报 16卷
此,到目前为止所有园艺产品所使用的剂量均是安全的。
5 存在问题及展望
辐射处理可以有效地起到保鲜作用,但这一技术还未得到较好的推广和应用。对辐射保
鲜的机理研究也不深入, 主要集中在几种酶类的研究上。此外, 筛选适宜剂量和剂量率是园艺
产品辐射保鲜研究的主要任务和目的, 也是今后研究的重点。目前,辐射处理主要是单独进
行,和其它处理复合进行还不多,今后应更多地采用复合处理,以便取得更加理想的保鲜效果。
为了缓解生产过剩的局面,解决周年供应、达到季产年销的目的, 保鲜将越来越受到重视,
辐射技术将会以其独有的优点在园艺产品保鲜中得到更多的应用。
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(National Key Laboratory of Crop Genetic Improvement , Huazhong Agricultural University , Wuhan, Hubei prov. 430070)
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