辐照技术在果蔬贮藏保鲜中的应用

辐照技术在果蔬贮藏保鲜中的应用

近年来，随着社会的发展和人民生活质量的提高，周边水果、蔬菜和其他作物的需求日益增长。但是果蔬生产具有较强的季节性和地域性，在生产旺季贮运过程中因采后处理不当导致大量果蔬腐烂变质，经济损失严重。据商业部统计，我国果蔬每年因采后处理不当导致的损耗率高达20%～30%，果蔬损失达8000万t，是发达国家的4～6倍辐照保鲜技术始于上世纪40年代，是利用电子射线、x射线、γ射线等射线照射食品，杀灭害虫，消除病原微生物及其他腐败菌或抑制食品中某些代谢反应和生物活性，以达到延长贮藏保鲜期的目的1辐照技术的原理及特点辐照技术是一种果蔬贮运的新型物理保鲜技术，在应用过程中果蔬本身的温度变化不大，可最大限度地保持其外观品质和营养成分，其作用的基本原理是利用电离辐射或放射性元素（辐照技术作为一种物理保鲜技术，与其他物理保鲜技术一样，无需加入添加物，且具有以下特点：最大限度地保持果蔬的外形及原有的风味和成分；安全环保、无污染；易于操作、杀菌彻底以及处理效率高、低耗能、低成本2加工保鲜技术辐照技术不仅影响果蔬贮藏中的生理生化变化，而且对其原有的风味物质和营养成分无影响，而且辐照射线（除紫外线外）具有较强的穿透力，可带包装处理，减少污染，还能进行工业化批量生产，实现自动监控，因此备受青睐。近年来，国内外学者对多种果蔬的辐照保鲜技术进行研究，取得较好的进展。研究发现，一定剂量的辐照后可抑制果蔬的代谢活动，减轻腐烂和霉变，在电镜下可观察到果蔬的果皮细胞膜、叶绿体、线粒体等细胞结构的损伤受到一定程度的抑制，果皮细胞的衰老被显著延缓，从而果蔬成熟被延迟，货架期得到延长2.1射线辐照保鲜技术γ射线辐照技术是用钴等放射性元素产生的γ射线具有较强的穿透力，辐照果蔬后可影响其生理生化变化，同时保持其原有的风味和营养成分，对表面微生物起到破坏其内部的DNA、RNA或蛋白质等有机分子，从而使细菌、病毒、微生物死亡，以达到延长果蔬贮藏期的目的研究发现，2.5kGy的γ射线虽对微生物有强烈的致死效果，但其对维持植物中营养物质的作用不如其他辐照技术显著，并且其成本较高2.2mev系统保鲜电子束辐射保鲜技术的原理是利用电子加速器产生的高能电子束（最大能量10MeV）射线辐照果蔬，通过高能脉冲直接作用使其表面微生物发生一系列理化反应，从而抑制呼吸活动、内源乙烯的产生及酶活性，防止腐烂，并能延缓果蔬成熟，延长保鲜期王秋芳等电子束虽然成本较低2.3强杀菌能力紫外线因波长不同分为UV-A、UV-B和UV-C三种。其中UV-A是指波长为350～320nm的长波紫外线，UV-B是波长为320～280nm的中波紫外线，波长短于280nm的短波紫外线则是UV-C，且波长在250～270nm的紫外线具有较强的杀菌能力。近年来，紫外辐照被广泛应用于果蔬的贮藏保鲜中，一定剂量的紫外线辐照处理可控制果蔬表面的微生物和病原菌生长繁殖，减轻果实腐烂，刺激防御机制相关的物质和酶活性，降低乙烯的生成，抑制果实中细胞壁降解酶活性，延长果蔬的保鲜期在紫外辐照保鲜的应用中，UV-A因其在果蔬贮藏保鲜中的效果不显著，因此相关研究较少。Csepregi等UV-B辐照主要靠破坏细胞内的DNA和蛋白质，从而影响果蔬组织内一系列的生理代谢过程目前对UV-C辐照作用机制的阐述还不明确，大致为两种观点。一种认为UV-C可直接杀死残留在果蔬表面的致病菌；另一种观点认为UV-C辐照可诱导果蔬的防御机制，从而抵御致病菌的侵染，防止腐烂变质Sripong等同时，张娜等紫外辐照一定程度上能延长商品货架期，但低剂量紫外辐照不能完全杀灭微生物，微生物会出现光复活现象2.4led光辐照保鲜技术。据测算led辐照一机其一机，其设备运行成本较高。据见表1LED辐照保鲜技术是通过发射不同颜色的光对果蔬进行照射，与各种植物进行光合作用来实现光谱的基本吻合，提高光能的利用率，可进一步降低果蔬的呼吸作用，提升感官品质，延缓生理老化，以达到杀菌和延长贮藏期的效果LED辐照能采用指定的光源来促进光合作用，减少营养物质的消耗，但其灭菌机制尚不清楚，且运用LED辐照进行保鲜需长时间对果蔬进行照射，其设备运行成本较高。3辐照处理技术存在着多种问题目前关于果蔬辐照处理的研究正日益增多，其研究主要集中在水果采后贮藏保鲜领域，主要研究其对采后水果生理代谢活动及其可能的机理方面，在蔬菜保鲜上的应用还较少，且辐照处理的研究多集中在单一辐照层面上。辐照技术对果蔬采后保鲜有较好的效果，但其作用机制较为模糊，未来可对其机制进行深入研究。虽然关于果蔬辐照处理的研究正日益增多，不同的果蔬经辐照处理之后，都能不同程度地延长其贮藏期，降低其营养物质流失的速度，对果蔬保鲜的研究具有重大意义。但仍然存在着诸多的问题，如不同种类的水果和蔬菜对辐照种类、剂量的选择都有着不同的需求，同种蔬菜在不同采后季节对辐照的条件也有所不同，并且没有一定的规律性。要在安全的辐照剂量范围内，为每一种果蔬找到适宜的辐照保鲜方法，还需要进行更多的研究。并且放射性物质会对人体会造成巨大的危害，怎样减少辐照保鲜应用中人的参与，成为关键问题。此外，放射性物质辐照处理要求的操作环境严苛，且成本高。由于现有技术的局限性，如何寻找一种适宜的辐照处理技术应用于果蔬保鲜并安全地将其进行大规模的推广和应用成为目前亟需解决的问题。4．关于在工业化应用上辐照保鲜技术是物理保鲜技术的一种，具有环保、节能、无残留等优点，可保持食品原有的口感和风味，在食品保鲜领域得到广泛应用，只要控制好剂量，既能延长食品的保鲜期，又不会对人体产生毒副作用。因此，我们应该加大对辐照果蔬的种类、剂量范围、质量标准和安全性等方面的研究，加快其在工业生产上的应用。对此，笔者对辐照保鲜技术的研究提出几点建议：一是采用两种或多种辐照技术复合处理，如紫外辐照不具有穿透性，对果蔬表面和内部侵染的病原微生物的杀菌效果不明显，抑制果蔬腐烂效果亦不相同，因此可采用紫外辐照结合LED辐照技术，取长补短，以便研究更有效的果蔬贮藏保鲜方法；二是可以将辐照技术和其他保鲜处理技术联合使用，以期进一步提高保鲜效果，低温能抑制植物组织的呼吸强度，抑制其酶活性，而γ射线能很好地抑制微生物生长，采用复合处理技术能更好地延长商品的货架期；三是开发便携式