电子束辐照处理葡萄干的最高耐受剂量的确定.pdf
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1、Journal of Nuclear Agricultural Sciences1571核农学报2 0 2 3,37(8):157 1 157 7文章编号:10 0 0-8 551(2 0 2 3)0 8-157 1-0 7电子束辐照处理葡萄干的最高耐受剂量的确定李乐,*范林霞2.赵志雅1刘雅慧1高美须1,*侯志强左都文3王非2(中国农业科学院农产品加工研究所,北京10 0 19 3;北京机械工业自动化研究所有限公司,北京100120;3中广核辐照技术有限公司,江苏南通226300)摘要:为评估辐照对葡萄干食用品质的影响,本试验选用有辐照杀虫和杀菌市场应用需求的红、绿葡萄干作为材料,利用0、2
2、、3、4、5和6 kGy吸收剂量的电子束进行辐照处理,采用国家标准方法或常规方法测定处理样品的理化指标和感官指标。结果表明,6 kGy以下吸收剂量的电子束辐照对红、绿葡萄干的总糖、总酸和Vc含量等理化指标,以及外观、口感和风味等感官指标的影响不显著;对红、绿葡萄干的色泽均有显著影响,因此色泽是决定最高耐受剂量的重要指标。电子眼的感官分析结果表明,随着吸收剂量的增加,红葡萄干的L*、a 和b值均明显增加,绿葡萄干的L、a 值也明显增加,但对其b值影响不大,这与感官分析结果一致,即辐照后葡萄干颜色变浅,绿葡萄干变黄、红葡萄干变红。室温贮藏30 和6 0 d后,各辐照组葡萄干色泽与对照组色泽逐渐趋于
3、一致,表明辐照仅加速了葡萄干的颜色变化。在色泽指标变化的基础上,综合理化指标、外观、口感和风味的变化情况,得出两种葡萄干的最高耐受吸收剂量均为4kGy。本研究结果为建立科学的辐照工艺确定葡萄干最高耐受吸收剂量提供了方法和依据。关键词:辐照;葡萄干;最高耐受剂量;理化成分;感官品质D0I:10.11869/j.issn.1000-8551.2023.08.1571葡萄干是较常见的干果制品之一,因其拥有丰富的营养物质和较强的抗氧化能力而广受欢迎1-2 。葡萄干的抗氧化活性主要来自其酚类物质3,可以防止动脉粥样硬化4;此外,葡萄干富含膳食纤维、钾和镁,而添加糖、单不饱和脂肪酸和总脂肪的含量较低5,具
4、有降血压、促消化等作用,还有助于保持良好的肌肉和心脏功能;研究表明,在日常饮食中添加8 0 9 0 g葡萄干对人体健康有益6 。然而葡萄干常因储存时间较长或储存条件不当而生虫、霉变7 ,造成直接的经济损失。电子束辐照是一种非热食品加工技术,可以在常温或冷冻条件下处理食品,用于延长货架期和确保产品的微生物安全性8 。研究表明,电子束辐照可以减少樱桃番茄中腐败菌的数量9 ,从而延长其货架期;低吸收剂量(1kGy)电子束处理鲜切西瓜块,可有效延长货架期,而对感官特性无影响10 。电子束辐照能够做到产后减损的同时保障食品安全,近年来已在食品加工上得到广泛应用1-12 O20世纪9 0 年代前后,国内外
5、曾对葡萄干等干果的辐照杀虫进行过广泛研究。Johnson等13 于19 8 7 年报道,1kGy的吸收剂量可以杀死葡萄干中所有幼虫和90%的蛹,还会导致成虫不育,且在一周内死亡;王吉德14 研究表明,3.5kGy剂量辐照可有效杀灭葡萄干中的虫卵;张秀珍等15 发现0.4 1.0 kGy剂量辐照对干果果脯类食品有明显的杀虫作用且辐照处理后的果脯感官性状及营养指标较辐照前无差别。19 9 7 和2001年,我国先后颁布了国家标准GB14891.3-1997辐照干果果脯类卫生标准16 和GB/T18525.4-2001枸杞干、葡萄干辐照杀虫工艺17 ,促进了葡萄干等干果辐照杀虫技术的商业化应用随着食
6、品加工业的发展和消费者对食品多样性需求的增加,葡萄干等干果作为配料添加到食品中的需求越来越大,因此,葡萄干等干果的微生物指标也需要达到食品安全标准的要求。Ic等18 研究表明,利用电子束辐照干果和坚果时,1.59 kGy剂量辐照可以减少收稿日期:2 0 2 2-0 7-0 6 接受日期:2 0 2 3-0 4-2 5基金项目:国际原子能机构项目(2 437 8)作者简介:李乐,女,主要从事食品加工与安全研究。E-mail:l i l e 19 9 8 10 0 9 16 3.c o m;范林霞,女,高级工程师,主要从事辐照加速器研发研究。E-mail:z x b f l x 16 3.c o
7、m。同为第一作者。*通讯作者:高美须,女,研究员,主要从事食品辐照和致敏蛋白方面研究。E-mail:me i x u g a o 2 6 3.n e t157237卷报核农学酵母和霉菌的数量;古明亮等19 利用电子束辐照无核葡萄干并对其杀灭霉菌效果及其对感官品质的影响进行研究,结果表明辐照可以很好地控制无核葡萄干的霉菌。但辐照处理不当也会对食品的感官指标及营养指标产生一定的影响,如辐照后食品的滋味、气味及色泽均会有变化,且对其感官品质及普通消费者的接受程度均会有不同程度的影响2 0 。为建立科学的辐照加工工艺,需要确定辐照葡萄干的最低有效和最高耐受剂量,即在达到辐照杀虫或杀菌目的的同时,又不会
8、对其主要的营养成分和感官品质产生明显影响。本试验在系统研究辐照对葡萄干理化成分和感官品质影响规律的基础上,确立红葡萄干和绿葡萄干的最高耐受剂量,以期为电子束辐照技术在葡萄干加工中的科学应用提供理论依据。1材料与方法1.1材料与设备红葡萄干和绿葡萄干于2 0 2 0 年11月份由吐鲁番枣尔康农业科技开发有限责任公司提供,系当年产葡萄干,分别采用透明聚乙烯自封袋进行包装,每袋50 0 g。UV-1800紫外可见分光光度计,中国普析通用仪器有限责任公司;电热鼓风干燥箱,上海一恒科学仪器有限公司;电子天平,德国赛多利斯仪器有限公司;真空抽滤泵,巩义市英峪华科仪器厂;电子眼,英国VerivideDigi
9、Eye1.2辐照处理辐照处理在中广核辐照技术有限公司的苏州基地进行,电子加速器参数为10 MeV&100kW。试验设计吸收剂量为0、2、3、4、5和6 kGy,采用重铬酸钾剂量计跟踪实测的吸收剂量分别为0、1.8、2.9、3.7、4.6、5.2kGy。为方便描述,本研究采用设计剂量表述。每个剂量3次重复。辐照后的样品在18 2 2 下贮藏,每30 d对各项指标进行测定1.3测定项目与方法1.3.1理化成分的测定采用苯酚一硫酸法测定总糖含量;采用酸碱滴定法测定总酸含量;采用2,6-二氯酚靛酚法测定维生素C(vitamin C,Vc)含量2 1。1.3.22感官评价选择10 名经培训的评价员对葡萄
10、干进行感官评价。评价指标包括外观、风味、色泽和口感。参照GB/T19547-2004感官分析方法学量值估计法2 2 确定量值的标准,并结合文献检索制定红、绿葡萄干的量值表(表1)。1.3.3色泽测定使用英国VeriVideDigiEye数慧表1红、绿葡萄干感官评价指标量值表Table1SSensory evaluation index scale of red and green raisins指标评分标准分值IndicatorsGradingPoints外观果粒饱满、无破损、无霉变无虫蛀5Appearance果粒较饱满、无破损、无霉变无虫蛀3果粒不饱满、有破损、有霉变或虫蛀1色泽绿葡萄干主色
11、调为绿色、色泽均一5Color红葡萄干颜色偏红、色泽均一绿葡萄干为黄绿色,或有轻微褐变3红葡萄干颜色偏棕色,色泽均匀绿葡萄干为黄绿色,色泽发暗、发黑1红葡萄干发暗、发黑,色泽不均匀风味固有风味明显,酸甜味适中,无异味5Flavor固有风味较淡,无异味3固有风味不够明显,有轻微异味1口感软硬适宜牙齿嚼度、质地柔软适中5Taste较适宜牙齿嚼度、质地柔软可接受3较硬不适宜牙齿嚼度、质地干1眼图像颜色管理系统测量样品的颜色。贮藏0、30 和60d时,取大小形态均一的干果样品分别测定色泽参数(L、a、b*),每个处理重复测定3次。L、a*、b*是三维矩形颜色空间参数,L为明度轴参数,0 表示黑,10
12、0 表示白;*为红/绿轴参数,正值为红,负值为绿,0 为中性色;b*为蓝/黄轴参数,正值为黄,负值为蓝,0 为中性。1.4数据处理采用SPSS17.0软件进行试验数据的统计分析。2结果与分析2.1辐照对红、绿葡萄干理化成分的影响2.1.1辐照对红葡萄干理化成分的影响辐照对红葡萄干理化成分的影响见表2。在设定的吸收剂量范围内,与对照组相比,辐照组红葡萄干总糖含量均无显著差异,表明辐照不会影响总糖含量;2 kGy辐照组总酸含量最高,且与对照差异显著,而吸收剂量 3kGy的辐照组总酸含量与对照均无显著差异;辐照处理对红葡萄干Vc含量无不良影响2.1.2辐照对绿葡萄干理化成分的影响辐照对绿葡萄干理化成
13、分的影响见表3。随着吸收剂量的增加,绿葡萄干总糖含量随之增加,且具有一定的线性关系,但 5kGy辐照各组绿葡萄干样品的总糖含量与对照无显著差异,仅6 kGy辐照组的总糖含量较对照显著增加;随着吸收剂量的增加,绿葡萄干总酸含量随之降低,且具有一定的线性关系,当吸收剂量3kGy时,总酸含量与对照差异显著;与对照组相比,辐照处理绿1573电子束辐照处理葡萄干的最高耐受剂量的确定8期表2辐照对红葡萄干理化成分的影响(n=3)Table2Effects of irradiation on physical and chemicalcomponentsof redraisins(n=3)1%吸收剂量总糖含
14、量总酸含量Vc含量Absorbed dose/kGy Total sugar content Total acid contentVccontent069.754.64ab18.380.27b5.510.00b273.122.27a20.730.54a6.500.28a377.712.32a18.770.47b5.410.25b469.031.12ab18.230.27b6.510.26a560.9312.79b17.441.08b6.410.45a672.970.99a18.851.35b6.500.28a注:不同小写字母表示同一指标不同吸收剂量之间差异显著(P0.05)。下同。Note:D
15、ifferent lowercase letters indicate significant difference betweendifference absorbed dose of the same indicator(P0.05).The same asfollowing.葡萄干的Vc含量呈下降趋势,但 5kGy辐照各组绿葡萄干Vc含量与对照相比无显著差异,仅6 kGy辐照组的Vc含量较对照显著下降。表3辐照对绿葡萄干理化成分的影响(n=3)Table3Effects of irradiation on physical and chemicalcomponents of green
16、raisins(n=3)1%吸收剂量总糖含量总酸含量V含量Absorbed dose/kGyTotal sugarcontentTotal acid contentVccontent075.794.03b23.920.35a4.650.28a276.261.21ab23.780.45a4.420.33a377.341.10ab22.710.25b4.620.00a477.033.99ab21.080.51c4.460.20a579.364.11ab20.900.10c4.320.00a683.003.13a19.480.39d3.530.00b2.2辐照对红、绿葡萄干感官品质的影响2.2.1辐
17、照对红葡萄干感官品质的影响红葡萄干感官品质评价结果见表4。辐照处理后红葡萄干的外观得分随吸收剂量增加无显著变化,说明辐照并未导致其外观形态改变。各辐照组色泽得分与对照组相比无显著差异。风味得分整体随吸收剂量的增加而下降,当吸收剂量5kGy时,固有风味明显,酸甜味适中,且无异味;当吸收剂量为6 kGy时,风味得分最低,样品风味与辐照前有差异,但未出现异味。辐照组口感得分与对照相比有下降趋势,但各辐照组的口感得分与辐照前口感得分无显著差异,样品软硬适宜牙齿嚼度、质地柔软适中2.2.2辐照对绿葡萄干感官品质的影响绿葡萄干感官品质评价结果见表5。辐照处理后绿葡萄干的外观得分随吸收剂量增加无显著变化,说
18、明辐照并未导致其外观形态改变。色泽得分随吸收剂量增加而呈波表4辐照对红葡萄干感官指标得分的影响(n=3)Table4Effects of irradiation on sensory indexes scoreof red raisins(n=3)吸收剂量外观色泽风味口感Absorbeddose/kGyAppearanceColorFlavorTaste04.310.82a4.350.71a4.620.47a4.550.64a23.990.94a 4.200.75a 4.230.77ab 4.330.65a34.560.44a 3.920.83a 4.030.79ab 3.850.71a44.
19、360.70a 4.480.41a 4.010.74ab 3.820.90a54.380.72a4.170.72a4.400.39ab4.560.61a64.330.83a4.300.67a3.780.70b4.100.77a浪式变化,当吸收剂量5kGy时,色泽得分与对照组差异不显著,个别样品的色泽由绿色变为黄绿色;当吸收剂量为6 kGy时,色泽得分较对照显著下降,大部分样品变为黄绿色。风味得分随吸收剂量增加无显著变化,样品甜酸味与辐照前几乎无差异,并未出现异味。辐照组口感得分较对照有所下降,但吸收剂量 6 kGy时,口感得分与辐照前口感得分无显著差异,样品软硬适宜牙齿嚼度、质地柔软适中。表5
20、辐照对绿葡萄干感官指标得分的影响(n=3)Table 5Effects of irradiation on sensory indexes scoreof green raisins(n=3)吸收剂量外观色泽风味口感Absorbed dose/kGy_AppearanceColorFlavorTaste04.620.42a4.660.47a4.310.60a4.580.51a24.360.43a 4.070.69ab 4.080.93a 4.080.68a34.230.67a 4.040.59ab 4.200.72a 4.020.64a44.480.63a4.260.89ab4.250.58a
21、4.480.48a54.490.67a 4.110.74ab 3.970.64a4.420.50a64.160.86a3.760.87b4.280.79a4.110.84a2.3辐照对红、绿葡萄干色泽的影响感官评价分析发现辐照对葡萄干色泽有一定的影响,但感官评价得分与对照相比差异并不显著。考虑到色泽是葡萄干商品性的敏感指标,辐照后立即使用电子眼对样品进行测定,结果见图1。2.3.1辐照对红葡萄干色泽的影响与对照相比,辐照显著提高了红葡萄干的L值,且随着吸收剂量的增加而增加,即明度增加,样品变白(图1-A);红葡萄干的值随吸收剂量增加而增大,表明随吸收剂量的增加,样品有明显变红的趋势(图1-B)
22、;红葡萄干的b*值随吸收剂量的升高显著增加,辐照组显著高于对照组,当辐照剂量为4kGy时,b值较对照组增大37.9 9%,表明辐照葡萄干有变黄的趋势(图1-C)。因此,辐照会使红葡萄干颜色变浅,变得更红、更黄。157437卷报核农学2.3.2辐照对绿葡萄干色泽的影响绿葡萄干L值随着吸收剂量的增加呈波浪式变化,与对照相比差异均不显著(图1-A);经不同剂量辐照处理后,各辐照组值无显著差异(图1-B);绿葡萄干的b*值相对稳定,当吸收剂量4kGy时较对照显著增加(图1-C),b 值的上升表明辐照绿葡萄干有变黄的趋势。绿葡萄干辐照后的L*值、值和6*值变化规律与红葡萄干相似,绿葡萄干颜色也变浅,变得
23、更红、更黄,但变化幅度相对较小。2.4辐照处理后不同贮藏时间红、绿葡萄干色泽的变化在冬季室温下(18 2 2)贮藏,绿葡萄干会逐渐变黄,红葡萄干的颜色也会逐渐变浅。本研究利用电子眼对辐照后贮藏30 和6 0 d的红、绿葡萄干色泽进行测定,结果见表6 和表7。2.4.1辐照处理后货架期内红葡萄干色泽的变化由表6 可知,各辐照组红葡萄干L值均高于对照组,辐照会使颜色变浅。贮藏时间影响L值的变化,贮藏30d后,各辐照组红葡萄干L值显著减小,贮藏6 0 d时,辐照样品L值与贮藏0 d的样品L值趋于一致。红葡萄干值整体随吸收剂量的增加而增大,辐照会使其颜色变红。各辐照组贮藏30 和6 0 d样品的值均小
24、于贮藏0 d样品。红葡萄干b*值随吸收剂量的增加而增大,辐照会使其颜色变黄。贮藏时间同样影响b值的变化,吸收剂量4kGy时,贮藏30 d辐照样品的6值较对照组显著减小,但贮藏6 0 d辐照样品的6*值与对照组无显著差异。2.4.2辐照处理后货架期内绿葡萄干色泽的变化由表7 可知,绿葡萄干L值整体随吸收剂量的增加而增大,辐照会使颜色变浅。各辐照组贮藏30 d辐照样品L值与对照相比显著减小,贮藏6 0 d辐照样品L值与对照组无显著差异。绿葡萄干值整体随吸收剂量的增加而增大,辐照会使其颜色变红。贮藏6 0 d辐照样品的值整体较对照显著增大。绿葡萄干的6*值相对稳定,吸收剂量4kGy时与对照相比显著增
25、加,绿表6 车辐照对红葡萄干不同贮藏时间色泽的影响Table 6Effects of irradiation on color difference of red raisins during different storage time色泽参数贮藏时间吸收剂量Absorbeddose/kGyColor parameterStorage timeld023456L值021.350.46cB24.540.83abA24.241.04bA24.730.60abA26.960.86abA27.091.24aALvalue3021.140.61aB21.280.69aB21.600.77aB20.97
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