全 文 ：文章编号 :100028551 (2001) 0420238205
辐照预处理对苹果脱水特性的影响 3
傅俊杰　巢　炎　沈伟桥　王　俊
(浙江大学原子核农业科学研究所　浙江 杭州　310029)
摘　要 :采用60 Coγ射线辐照处理苹果 ,研究了苹果细胞结构变化对其脱水速率的影
响 ,以及不同辐照剂量对苹果的脱水速率的影响和不同热风干燥温度时的脱水特
性[1 ] 。结果表明 :苹果组织结构和液胞膜的损伤程度随剂量的增加而加剧 ,脱水速率
与辐照剂量呈正相关 ;辐照剂量与热风干燥温度呈负相关 ,确定了适宜的预处理剂
量、干燥温度和切片厚度。
关键词 :苹果 ;辐照 ;脱水特性
收稿日期 :2001201208
基金项目 :国家科技部科技攻关项目 (962B12202203)
作者简介 :傅俊杰 (1954～) ,男 ,浙江长兴人 ,浙江大学副教授 ,主要从事农副产品辐照贮藏保鲜和辐照灭菌工艺研究
研究辐照技术贮藏保鲜苹果已有较长时间[2 ] ,但对辐照对水果细胞结构的破坏及与干燥
时脱水的关系未见报道。本文针对辐照能使苹果的细胞组织结构发生变化、导致渗透性增加、
促使脱水速度加快的特点 ,采用热风干燥法[3 ,4 ] ,缩短干燥时间 ,从而达到改善干制品质量的目
的 ,并研究了辐照剂量、干燥温度、切片厚度与脱水速率之间的关系 ,提出了辐照预处理的工艺
剂量、脱水温度和时间 ,为苹果脱水辐照预处理提供了理论依据。
1 　材料与方法
111 　试验材料
选取市场销售大小均匀、成熟度基本一致的红富士苹果。清洗表面污物 ,自然晾干后用薄
膜保鲜袋包装。
112 　辐照处理
在浙江大学辐照中心钴源进行 ,放射性活度 4144 ×1015Bq ,用 Fricke 剂量计测定吸收剂量 ,
研究辐照对苹果热风干燥脱水速率的影响 ,剂量设 0、1、5、6kGy ,研究辐照对苹果细胞结构影
响 ,剂量设 0、0105、015、5kGy ,辐照处理后将苹果置入实验室内。
113 　干燥
将苹果切片、去皮、清洗、晾干、称重后采用自制热风干燥机进行干燥。
114 　细胞结构观察
采用 J EM21200EX透射电子显微镜。
832 　核 农 学 报　2001 ,15 (4) :238～242Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2 　结果与讨论
211 　不同辐照剂量对苹果脱水速率的影响
由图 1 可看出 ,辐照与未辐照的苹果相比 ,在相同干燥条件下 ,辐照苹果的含水量均小于
未辐照的 ,说明辐照预处理对苹果干燥过程中的失水起到加快作用。1 kGy 辐照后对苹果进行
热风干燥脱水时 ,脱水曲线变化较平稳 ,而 6 kGy 剂量处理的苹果含水率变化比较剧烈 ,由此
可见 ,辐照剂量越大 ,脱水速率越快 ,曲线下降速度也越快 ,剂量与脱水速率成正比。
212 　苹果切片厚度对脱水速率的影响
图 2 为不同切片厚度在同一干燥温度下含水量变化。从图 2 中可看出 ,在相同干燥状况
下 ,不同厚度的苹果含水量的曲线变化不同。苹果切片越厚 ,同一时间内的含水量就越高 ,达
到相对平衡含水量时所需的时间就越长。
图 3 　热风温度对苹果的脱水特性的影响
Fig. 3 　The effect of the temperature of the
on the dehydration of apple
切片厚度 5mm ;辐照剂量 2kGy ;热风速度 V = 118mΠs
The chip thickness is 5mm ; the irradiation dose is 2kGy ;
the velocity of hat air is 118mΠs
图 1 　辐照对苹果脱水过程的影响
Fig. 1 　The effect of irradiation on the
velocity of dehydration of apple
热风温度 T = 55 ℃,风速 118mΠs ,切片厚度 5mm
The temperature T = 55 ℃;the velocity of hot air
118mΠs ;the thickens of the chip 5mm. 图 2 　苹果切片厚度对苹果脱水过程的影响Fig. 2 The effect of apple’s thickness onthe water content of apple辐照剂量 2 kGy ;热风温度 T = 55 ℃;热风速度 V = 118mΠsThe irradiation dose is 2kGy ; the temperature of the hot air is 55 ℃;the velocity of hot air is 118mΠs.
213 　热风温度对辐照苹果的脱水特性
将苹果切成相同厚度、相同面积的片状进
行热风干燥试验。图 3 是经过 2kGy 辐照的苹
果在不同温度下的脱水速率 ,图中明显反映
出 ,干燥热风温度越高 ,水分失去越快。在同
一时刻 ,温度不同其含水率亦不相同 ,温度越
高含水率越低 ,达到相对平衡含水率时所需的
时间各不相同 ,温度越高 ,脱水时间越短。
214 　辐照对苹果内部微观液泡的变化
选用 0105、015、5kGy3 种剂量辐照预处理
苹果 ,观察苹果细胞内液泡的变化 ,从图版 Ⅰ2
a 中可看出 ,未经辐照的苹果 ,细胞内的细胞
质、液泡饱满 ,明显看出未受损伤 ;而从图版
932　4 期 苹果辐照预处理对脱水特性的研究
Ⅰ2b 中看出 ,液泡膜受到破坏 ,液泡内液体流出 ,导致液胞变小 ,但变化并不明显 ;从图版 Ⅰ2C
中可观察到液泡变得更小 ,且吸附在胞膜周围 ;从图版 Ⅰ2d 中可显著观察到液泡膜受到严重
损伤 ,液泡变得更小 ,在胞膜周围吸附的更紧。液泡的变化表明 ,辐照使液泡受到破坏 ,随着剂
量的增加破坏程度也相应加剧 ,液泡膜的破裂使其包含的液体流入细胞质。
图版 Ⅰ　苹果辐照后细胞内部液泡的变化
Plate Ⅰ　The morphological change of the vacuole of apple at different irradiation dose
放大倍数　×6000 　11 细胞质　21 液泡　31 细胞壁 ;
magnify ×6000 ;11cytoplasm. 21vacuole. 31cell wall
(a) 0 kGy 　(b) 0105 kGy 　(c) 015 kGy 　(d) 5 kGy
215 　辐照后苹果内部微观结构的变化
图版 Ⅱ显示了苹果辐照后内部微观结构的变化 ,未辐照苹果 (图版 Ⅱ2a) 可以观察到细胞
质壁紧密地结合在一起 ,而经 0105kGy 辐照后 ,细胞质壁出现细微的分离 ;015kGy 处理细胞质
壁出现明显分离 (图版 Ⅱ2c) ,当辐照剂量达到 5kGy 时 ,细胞质壁之间出现明显的裂缝。辐照
剂量越大 ,细胞质壁之间出现的裂缝越大 ,说明由于细胞质内部液体的流失使得细胞质产生收
缩 ,从而出现了质壁分离 ,表明辐照对细胞中的膜结构具有强烈的破坏作用 ,由于液泡内膜的
破坏而使水分从液泡内流向细胞质中 ,从而使细胞质的水分含量较高 ,而未受到辐射损伤的细
胞膜和细胞质内外水分始终保持动态平衡 ,这也是在一定热风温度条件下辐照苹果比未辐照
042 核　农　学　报 15 卷
苹果脱水速率快的原因。
图版 Ⅱ　苹果辐照后内部微观结构的变化
Plate Ⅱ　the structure change of the apple’s cell at different irradiation dose
放大倍数　×12000 ;11 细胞壁　21 间隙　31 细胞质 ;
magnify ×12000 ;11cell wall ,21sinus ,31cytoplasm
(a) 0 kGy 　(b) 0105 kGy 　(c) 015 kGy 　(d) 5 kGy
3 　讨 　论
辐照苹果热风干燥脱水研究试验表明 ,在同一温度、同一切片厚度条件下 ,辐照预处理剂
量越高 ,苹果脱水速率越快。
电镜观察表明 ,辐照对苹果液泡膜有一定的损伤 ,其损伤程度随辐照剂量的增加而趋于严
重 ,导致了细胞质体内的液体流失加快 ,从而加速了脱水速度。
苹果经辐照预处理干燥脱水 ,在一定剂量条件下即能达到保鲜 ,又能杀灭果核中的害虫 ,
减少腐烂 ,有效地延长贮藏时间。通过目标函数对辐照剂量 ,热风温度 ,切片厚度的优化组合 ,
确定苹果脱水预处理辐照剂量在 1～4kGy ,热风温度为 50～70 ℃,切片厚度为 3～5mm 范围 ,本
研究为苹果辐照预处理加快脱水速度提供了理论依据。
142　4 期 苹果辐照预处理对脱水特性的研究
参考文献 :
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[2 ] 　张忠进 ,金文桂. 果蔬导热系数的测定. 农业工程学报[J ] . 1996 ,12 (1) :192～195
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APPLE’S DEHYDRATION BY THE IRRADIATION PRETREATMENT
FU Jujie 　CHAO Yan 　WANGJu
( Institute of Nuclear Agricultural Science , Zhejiang University , Hangzhou , Zhejiang prov . 310029)
ABSTRACT :60 Coγ2ray irradiation was used as a pre2treatment method to dry the apple. The
aim of this study was to discover the effect factor concerning the change of the apple cell structure
which would affect the speed of drhydration and the relation between the speed of hot air dehy2
dration and the irradiation dose. The results demonstrated that with the increasing of irradiation
dose. the damage of apple’s vacuole membrane increased. The positive correlation was shown in
slice thickness and dehydration rate , the relation of the irradiation dose and the temperature of
hot air was negatively correlated. The optimum of pre2treatment was gained for slice thickness ,
the irradiation dose and dry temperature of hot air.
Key words :apples ;irradiation ;dehydration
242 Acta Agriculturae Nucleatae Sinica
2001 ,15 (4) :238～242