輻照技術(shù)在果蔬貯藏保鮮中的應(yīng)用

輻照技術(shù)在果蔬貯藏保鮮中的應(yīng)用

近年來(lái)，隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活質(zhì)量的提高，周邊水果、蔬菜和其他作物的需求日益增長(zhǎng)。但是果蔬生產(chǎn)具有較強(qiáng)的季節(jié)性和地域性，在生產(chǎn)旺季貯運(yùn)過(guò)程中因采后處理不當(dāng)導(dǎo)致大量果蔬腐爛變質(zhì)，經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。據(jù)商業(yè)部統(tǒng)計(jì)，我國(guó)果蔬每年因采后處理不當(dāng)導(dǎo)致的損耗率高達(dá)20%～30%，果蔬損失達(dá)8000萬(wàn)t，是發(fā)達(dá)國(guó)家的4～6倍輻照保鮮技術(shù)始于上世紀(jì)40年代，是利用電子射線、x射線、γ射線等射線照射食品，殺滅害蟲(chóng)，消除病原微生物及其他腐敗菌或抑制食品中某些代謝反應(yīng)和生物活性，以達(dá)到延長(zhǎng)貯藏保鮮期的目的1輻照技術(shù)的原理及特點(diǎn)輻照技術(shù)是一種果蔬貯運(yùn)的新型物理保鮮技術(shù)，在應(yīng)用過(guò)程中果蔬本身的溫度變化不大，可最大限度地保持其外觀品質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分，其作用的基本原理是利用電離輻射或放射性元素（輻照技術(shù)作為一種物理保鮮技術(shù)，與其他物理保鮮技術(shù)一樣，無(wú)需加入添加物，且具有以下特點(diǎn)：最大限度地保持果蔬的外形及原有的風(fēng)味和成分；安全環(huán)保、無(wú)污染；易于操作、殺菌徹底以及處理效率高、低耗能、低成本2加工保鮮技術(shù)輻照技術(shù)不僅影響果蔬貯藏中的生理生化變化，而且對(duì)其原有的風(fēng)味物質(zhì)和營(yíng)養(yǎng)成分無(wú)影響，而且輻照射線（除紫外線外）具有較強(qiáng)的穿透力，可帶包裝處理，減少污染，還能進(jìn)行工業(yè)化批量生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控，因此備受青睞。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)多種果蔬的輻照保鮮技術(shù)進(jìn)行研究，取得較好的進(jìn)展。研究發(fā)現(xiàn)，一定劑量的輻照后可抑制果蔬的代謝活動(dòng)，減輕腐爛和霉變，在電鏡下可觀察到果蔬的果皮細(xì)胞膜、葉綠體、線粒體等細(xì)胞結(jié)構(gòu)的損傷受到一定程度的抑制，果皮細(xì)胞的衰老被顯著延緩，從而果蔬成熟被延遲，貨架期得到延長(zhǎng)2.1射線輻照保鮮技術(shù)γ射線輻照技術(shù)是用鈷等放射性元素產(chǎn)生的γ射線具有較強(qiáng)的穿透力，輻照果蔬后可影響其生理生化變化，同時(shí)保持其原有的風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)成分，對(duì)表面微生物起到破壞其內(nèi)部的DNA、RNA或蛋白質(zhì)等有機(jī)分子，從而使細(xì)菌、病毒、微生物死亡，以達(dá)到延長(zhǎng)果蔬貯藏期的目的研究發(fā)現(xiàn)，2.5kGy的γ射線雖對(duì)微生物有強(qiáng)烈的致死效果，但其對(duì)維持植物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的作用不如其他輻照技術(shù)顯著，并且其成本較高2.2mev系統(tǒng)保鮮電子束輻射保鮮技術(shù)的原理是利用電子加速器產(chǎn)生的高能電子束（最大能量10MeV）射線輻照果蔬，通過(guò)高能脈沖直接作用使其表面微生物發(fā)生一系列理化反應(yīng)，從而抑制呼吸活動(dòng)、內(nèi)源乙烯的產(chǎn)生及酶活性，防止腐爛，并能延緩果蔬成熟，延長(zhǎng)保鮮期王秋芳等電子束雖然成本較低2.3強(qiáng)殺菌能力紫外線因波長(zhǎng)不同分為UV-A、UV-B和UV-C三種。其中UV-A是指波長(zhǎng)為350～320nm的長(zhǎng)波紫外線，UV-B是波長(zhǎng)為320～280nm的中波紫外線，波長(zhǎng)短于280nm的短波紫外線則是UV-C，且波長(zhǎng)在250～270nm的紫外線具有較強(qiáng)的殺菌能力。近年來(lái)，紫外輻照被廣泛應(yīng)用于果蔬的貯藏保鮮中，一定劑量的紫外線輻照處理可控制果蔬表面的微生物和病原菌生長(zhǎng)繁殖，減輕果實(shí)腐爛，刺激防御機(jī)制相關(guān)的物質(zhì)和酶活性，降低乙烯的生成，抑制果實(shí)中細(xì)胞壁降解酶活性，延長(zhǎng)果蔬的保鮮期在紫外輻照保鮮的應(yīng)用中，UV-A因其在果蔬貯藏保鮮中的效果不顯著，因此相關(guān)研究較少。Csepregi等UV-B輻照主要靠破壞細(xì)胞內(nèi)的DNA和蛋白質(zhì)，從而影響果蔬組織內(nèi)一系列的生理代謝過(guò)程目前對(duì)UV-C輻照作用機(jī)制的闡述還不明確，大致為兩種觀點(diǎn)。一種認(rèn)為UV-C可直接殺死殘留在果蔬表面的致病菌；另一種觀點(diǎn)認(rèn)為UV-C輻照可誘導(dǎo)果蔬的防御機(jī)制，從而抵御致病菌的侵染，防止腐爛變質(zhì)Sripong等同時(shí)，張娜等紫外輻照一定程度上能延長(zhǎng)商品貨架期，但低劑量紫外輻照不能完全殺滅微生物，微生物會(huì)出現(xiàn)光復(fù)活現(xiàn)象2.4led光輻照保鮮技術(shù)。據(jù)測(cè)算led輻照一機(jī)其一機(jī)，其設(shè)備運(yùn)行成本較高。據(jù)見(jiàn)表1LED輻照保鮮技術(shù)是通過(guò)發(fā)射不同顏色的光對(duì)果蔬進(jìn)行照射，與各種植物進(jìn)行光合作用來(lái)實(shí)現(xiàn)光譜的基本吻合，提高光能的利用率，可進(jìn)一步降低果蔬的呼吸作用，提升感官品質(zhì)，延緩生理老化，以達(dá)到殺菌和延長(zhǎng)貯藏期的效果LED輻照能采用指定的光源來(lái)促進(jìn)光合作用，減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消耗，但其滅菌機(jī)制尚不清楚，且運(yùn)用LED輻照進(jìn)行保鮮需長(zhǎng)時(shí)間對(duì)果蔬進(jìn)行照射，其設(shè)備運(yùn)行成本較高。3輻照處理技術(shù)存在著多種問(wèn)題目前關(guān)于果蔬輻照處理的研究正日益增多，其研究主要集中在水果采后貯藏保鮮領(lǐng)域，主要研究其對(duì)采后水果生理代謝活動(dòng)及其可能的機(jī)理方面，在蔬菜保鮮上的應(yīng)用還較少，且輻照處理的研究多集中在單一輻照層面上。輻照技術(shù)對(duì)果蔬采后保鮮有較好的效果，但其作用機(jī)制較為模糊，未來(lái)可對(duì)其機(jī)制進(jìn)行深入研究。雖然關(guān)于果蔬輻照處理的研究正日益增多，不同的果蔬經(jīng)輻照處理之后，都能不同程度地延長(zhǎng)其貯藏期，降低其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)流失的速度，對(duì)果蔬保鮮的研究具有重大意義。但仍然存在著諸多的問(wèn)題，如不同種類的水果和蔬菜對(duì)輻照種類、劑量的選擇都有著不同的需求，同種蔬菜在不同采后季節(jié)對(duì)輻照的條件也有所不同，并且沒(méi)有一定的規(guī)律性。要在安全的輻照劑量范圍內(nèi)，為每一種果蔬找到適宜的輻照保鮮方法，還需要進(jìn)行更多的研究。并且放射性物質(zhì)會(huì)對(duì)人體會(huì)造成巨大的危害，怎樣減少輻照保鮮應(yīng)用中人的參與，成為關(guān)鍵問(wèn)題。此外，放射性物質(zhì)輻照處理要求的操作環(huán)境嚴(yán)苛，且成本高。由于現(xiàn)有技術(shù)的局限性，如何尋找一種適宜的輻照處理技術(shù)應(yīng)用于果蔬保鮮并安全地將其進(jìn)行大規(guī)模的推廣和應(yīng)用成為目前亟需解決的問(wèn)題。4．關(guān)于在工業(yè)化應(yīng)用上輻照保鮮技術(shù)是物理保鮮技術(shù)的一種，具有環(huán)保、節(jié)能、無(wú)殘留等優(yōu)點(diǎn)，可保持食品原有的口感和風(fēng)味，在食品保鮮領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，只要控制好劑量，既能延長(zhǎng)食品的保鮮期，又不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生毒副作用。因此，我們應(yīng)該加大對(duì)輻照果蔬的種類、劑量范圍、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和安全性等方面的研究，加快其在工業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。對(duì)此，筆者對(duì)輻照保鮮技術(shù)的研究提出幾點(diǎn)建議：一是采用兩種或多種輻照技術(shù)復(fù)合處理，如紫外輻照不具有穿透性，對(duì)果蔬表面和內(nèi)部侵染的病原微生物的殺菌效果不明顯，抑制果蔬腐爛效果亦不相同，因此可采用紫外輻照結(jié)合LED輻照技術(shù)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，以便研究更有效的果蔬貯藏保鮮方法；二是可以將輻照技術(shù)和其他保鮮處理技術(shù)聯(lián)合使用，以期進(jìn)一步提高保鮮效果，低溫能抑制植物組織的呼吸強(qiáng)度，抑制其酶活性，而γ射線能很好地抑制微生物生長(zhǎng)，采用復(fù)合處理技術(shù)能更好地延長(zhǎng)商品的貨架期；三是開(kāi)發(fā)便攜式