短波紫外照射协同壳聚糖涂膜处理对鲜切甘蔗的保鲜效果.docx

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1、短波紫外照射协同壳聚糖涂膜处理对鲜切甘蔗的保鲜效果鲜切果蔬作为一种经清洗、去皮、切割后包装，具有新鲜果蔬品质的方便果蔬产品1,备受人们喜爱。甘蔗多汁味甘、风味醇厚，富含多种矿物质、维生素等营养物质，而且具有消痰止咳、除胸烦热、解酒毒、止呕啰等功效2。鲜切甘蔗可打破因茎长携带不便，送礼不雅观，现场去皮切段影响城市卫生环境等因素所致的销售限制，但切割后的甘蔗受到机械损伤，会引发一系列生理生化反应，导致3d左右即会出现干燥、变色等质量下降现象，因此采用有效的保鲜技术来保护鲜切甘蔗的贮藏品质至为关键。据报道，将紫外线尤其是200-280nm的短波紫外线(UV-C)用于鲜切苹果3、甜瓜4、萝卜5、用苣6

2、、蘑菇7、菠菜8等果蔬的保鲜研究发现，其可通过损伤微生物遗传物质而有效抑制微生物的繁殖，也可通过对细胞膜通透性改变促进细胞内容物溶出，且具有有效抑制酶活性的作用；壳聚糖涂膜(chitosancoating, CH-C)具有较好的成膜性和一定杀菌作用，可一定程度上减少氧气与鲜切果蔬组织的接触,从而抑制酶促褐变和微生物繁殖，在草莓9、香芋10、果蔗11等抑制微生物和酶促褐变等方面具较好效果。二者的保鲜作用机理不同，效果也有差异。近几年对复合保鲜技术应用于果蔬保鲜的研究也有较多报道，如肉桂油复合涂膜对鲜切菠萝蜜果苞保鲜效果12、CH-C与牛至精油复配对鲜切菠萝的保鲜效果13、壳聚糖复合UV-C对鲜切

3、淮山的保鲜效果14等的研究发现，复合技术的保鲜效果均显著优于单一处理。目前已有壳聚糖、乙醇、抗菌包装材料等保鲜技术单一应用于鲜切甘蔗保鲜效果的研究，本研究将UV-C保鲜技术复合15gLCH-C处理应用于鲜切甘蔗贮藏保鲜中，并以未处理和单一处理做对照，分析其协同保鲜效果，以期为鲜切甘蔗及其他果蔬的有效贮藏提供一定的参考。1材料与方法1. 1材料与试剂甘蔗，淮南市水果批发市场；壳聚糖（脱乙酰度95%）,食品级,山东陆海蓝圣生物科技有限公司；牛肉膏、蛋白脓、琼脂粉、葡萄糖、氢氧化钠、邻苯二酚、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、愈创木酚、三氯乙酸、硫代巴比妥酸等（均为分析纯），国药集团化学试剂有限公司。L2仪器

4、与设备JYZ-E3C九阳多功能榨汁机，九阳股份有限公司；DZ-260真空包装机，东莞樟木头佳威机械厂；PHSJ-3FpH计，长沙科怡仪器有限公司；T5系列UVC紫外线灯管，南京华强电子有限公司；GL-21M冷冻离心机，湖南湘立科学仪器有限公司;T6系列紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限公司。1. 3实验方法L3.1鲜切甘蔗的制备制备流程如下：甘蔗f去梢、去根一清水清洗f去皮、切段（约10cm）1.3.2鲜切甘蔗保鲜处理将鲜切甘蔗随机分成4组：（DUV-C照射处理（以下简称UV-C）： UV-C灯管安装于超净工作台，鲜切甘蔗置于距30cm处照射15min,翻转，另一面继续照射15min；

5、（2） 15gLCH-C处理（以下简称CH-C）：鲜切甘蔗置于配制好的壳聚糖溶液（1000mL蒸储水中+15g壳聚糖+10g抗坏血酸+10g柠檬酸+15mL甘油）中浸没3min后，置于超净工作台内，沥水晾干;（3）UV-C协同15gLCHY处理（以下简称UV-C+CH-C）：鲜切甘蔗依次按和处理；（4）空白对照组（以下简称CK）：鲜切甘蔗不做处理。以上各组样品均用聚乙烯袋真空包装后,置于4。（2冰箱保藏，分别于第0、6、12、18、24、30天进行相关指标检测。以上每个处理重复3次。1.3.3各指标测定方法pH值:pH计法；可溶性固形物（solublesolidscontent,SSC）：手持

6、式折光仪法；褐变度：参照尹琳琳等15一级反应动力学法；菌落总数（totalbacteriacount, TBC）和霉菌酵母菌数(moldandyeastcount, MYC) ： GB4789. 22022食品安全国家标准食品微生物学检验菌落总数测定和GB4789. 152022食品安全国家标准食品微生物学检验霉菌和酵母计数；总酚含量：采用福林-酚比色法16；丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量：硫代巴比妥酸法17；多酚 氧化酶(polyphenoloxidase , PPO)和过氧 化物酶(peroxidase, POD)活性：邻苯二酚法和愈创木酚法17,酶活力以lmin吸

7、光度增加0. 01为一个活力单位U(min g) o1.3.4数据处理与分析采用Microcal0rigin8. 6软件制图，SPSS进行显著性分析,显著性水平取0.05,即P0.05时，差异显著。每个样品重复3次，数据以平均值土标准差表示。2结果与分析2. 1UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间pH值的变化酸度是影响果蔬风味的重要因素，赋予了果蔬特殊的口感。pH值是评价食品酸度的重要指标，其数值变化程度可反映食品酸度的稳定性18。由图1可看出，新鲜甘蔗的pH值为5.51, CK组在冷藏初期即显著降低(P0.05), 6d后无显著变化，可能与鲜切甘蔗贮藏中失水、微生物大量繁殖产酸、酒精发酵有

8、关。UV-C组在第0天及冷藏期间，比CH-C组降低幅度明显，这可能与前人研究发现的UV-C可促使果蔬中部分有机酸及衍生物含量增加的作用有关19。UV-C+CH-C处理组甘蔗的pH值在贮藏至30d时仍保持在5. 15,无显著变化(P0.05),说明本处理组对鲜切甘蔗冷藏期间酸度稳定性的保持效果显著优于二者单独处理。图1UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间pH值变化Fig. IpHchangesoffresh-cutsugarcanetreatedbyUV-CandCH-Cduringcoldstorage2. 2UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间SSC的变化SSC是指果蔬中所有能溶于水的糖

9、、矿物质、蛋白质和维生素等物质的总称，是反映果蔬品质的重要指标之一。由图2可知，在012d期间，所有处理组SSC均无显著降低现象，且UV-C与UV-C+CH-C组出现增加，这可能由于：CK组中同时存在不溶性大分子物质降解溶出和可溶性物质的消耗,致使此期间可检测SSC较稳定，不能说明其品质稳定；(2)CH-C组SSC无显著变化，可能是由于CH-C的保鲜效果,减缓了物质分解和消耗所致；(3)UV-C和UV-C+CH-C组均出现SSC增加现象，可能是由于紫外线短波照射促进了物质的溶出，这与黄镜如5对研究UV-C对鲜切萝卜在贮藏期间SSC的影响规律一致。随着贮藏时间的延长，CK组、UV-C组和CH-C

10、组SSC含量均出现显著降低(P0. 05),其中CK组降低幅度显著大于后两者。在024d, UV-C+CH-C处理组鲜切甘蔗的SSC含量均无显著变化(P0. 05),在冷藏至30d时与0d相比降低了 11.4%o整体来看,UV-C+CH-C组鲜切甘蔗的SSC值稳定性最好。图2UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间SSC值变化Fig. 2SSCchangesoffresh-cutsugarcanetreatedbyUV-CandCH-Cduringcoldstorage2. 3UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间褐变度的变化切面褐变是鲜切果蔬在加工和销售过程中的发生的主要品质问题，采用一级动力

11、学方程拟合，以拟合曲线的相关系数R2判断拟合度，以常数K反映变化速率来评价鲜切甘蔗的褐变情况15,可以更为直观地分析其在贮藏期间与新鲜甘蔗相比所发生褐变的程度和变化速度。由表1可知，各处理组褐变度曲线的R2均在0. 85以上，符合以此来分析鲜切甘蔗褐变规律的要求。图3显示，各处理组鲜切甘蔗的褐变度在贮藏期间均呈现增大的趋势，且CK组K值最大，褐变速度最快。CH-C组与UV-C组相比，褐变速度减缓，胡位荣等10认为壳聚糖薄膜使鲜切香芋表面的02浓度维持在较低水平,减轻了褐变程度；UV-C可有效抑制相关褐变酶活性，但效果不够理想。UV-C+CH-C组鲜切甘蔗在30d冷藏期间褐变速度K值为0.006

12、3,小于单一处理组，说明二者协同可显著减缓鲜切甘蔗的褐变现象。图3UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间褐变度ln(AtA0)变化Fig. 3Browningdegreeln(At/AO)changesoffresh-cutsugarcanetreatedbyUV-CandCH-Cduringcoldstorage表1UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间褐变速度参数TabielParametersofbrowningspeedoffresh-cutsugarcanetreatedbyUV-CandCH-Cduringcoldstorage2. 4UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间TBC和

13、MYC变化微生物增殖是导致鲜切食品腐败的根本原因，通过检测贮藏期间的微生物数量可判断鲜切甘蔗的卫生品质变化。由图4可知，在024d, CK组鲜切甘蔗的TBC急剧增加(P0.05),此后出现显著下降，这是由于CK组鲜切甘蔗在贮藏后期已严重腐败，发生产酸、乙醇等代谢物的积累，致使大量微生物被抑制或致死所致，这与大东20研究的乙醇处理鲜切甘蔗在贮藏期间TBC的变化规律一致。UV-C和CH-C组TBC在024d的增长速度显著低于CK组(P0. 05),说明两者均在一定程度上抑制了微生物的增殖，与UV-C具有损伤微生物遗传物质的能力以及壳聚糖可形成涂膜，减少微生物的侵入作用有关，而CH-C组在冷藏后期抑

14、制微生物生长的作用显著减弱。UV-C与CH-C+CH-C组冷藏期间TBC增长均不显著(P0. 05),说明UV-C与二者协同处理对TBC抑制效果均较好,且协同处理组效果更佳。由图5可知，鲜切甘蔗MYC的变化规律与TBC相近，即CK组呈现先增加后降低的趋势，其他处理组均呈逐步增加现象,其中UV-C+CH-C组抑制效果最佳。本研究中CH-C+CH-C处理鲜切甘蔗在冷藏至30d时TBC和MYC低于61gCFUg,仍在微生物安全范围内。图4UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间TBC变化Fig. 4TBCchangesoffresh-cutsugarcanetreatedbyUV-CandCH-Cdu

15、ringcoldstorage图5UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间MYC变化Fig. 5MYCchangesoffresh-cutsugarcanetreatedbyUV-CandCH-Cduringcoldstorage2. 5UV-C和CH-C处理鲜切甘蔗冷藏期间总酚含量的变化酚类物质是酶促褐变的底物，是果蔬食品中含量较高的次生代谢产物，具有多种生理功能21。图6为在线性回归方程y=l. 7018x+0. 0006(R2=0. 998)基础上,计算得到的鲜切甘蔗在冷藏期间总酚含量变化规律图。第0天(鲜切甘蔗经处理前后未贮藏)时，与CK组相比，UV-C和CH-C+CH-C组总酚含量显著增加。随着贮藏时间的延长各组均呈现先增加后降低的趋势，CK组在第18天时总酚含量增加了 82. 7%, UV-C组增加了 33.8%,在18d后又出现了显著下降(P0.05),这可能