CN114375991A - 一种利用x射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，属于食品保鲜技术领域，包括以下步骤：板栗树上30％‑40％的栗苞自然开裂、栗苞呈黄褐色时采收，采后置于阴凉环境，且采后48小时内脱除栗苞、拣选包装并运至辐照中心；辐照中心收到板栗后24小时内完成板栗的辐照处理，将包装后的板栗装载于X射线辐照装置的辐照容器内，由束下传输系统传动通过X射线束下进行辐照处理，辐照剂量为0.5‑0.8kGy；将辐照后的板栗于24小时内进行预冷，并贮藏于温度0±1℃、湿度90％‑95％的冷库中。本发明安全环保、操作简单、可连续作业、加工效能高、保鲜效果佳，适合大包装、大批量新鲜板栗的保鲜，具有产业化应用前景。

Description

一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法

技术领域

本发明属于食品保鲜技术领域，具体涉及一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法。

背景技术

坚果营养丰富，含蛋白质、油脂、矿物质、维生素较高，对人体生长发育、增强体质、预防疾病有极好的保健功效，因此坚果成为备受人们喜爱的营养食品。其中，板栗是我国食用历史最久、栽培范围最广的著名鲜食坚果之一。新鲜板栗采收期集中、采收量大，在采后运输贮藏中一般采用体积大、重量高的大包装。大批量板栗采后需要及时进行保鲜贮藏，否则极易发生虫蛀、霉变腐烂等导致果实品质下降的问题。据相关行业现状调查报道：现有的沙藏、窖藏、作物秸秆贮藏、冷藏等新鲜板栗贮藏方法都不能很好地实现板栗8个月以上的保鲜贮藏，春夏季出库的越冬新鲜板栗3天内的发芽率、出虫率高达60％；总体上，目前的新鲜板栗采后损失率高达25％～50％，因贮藏保鲜技术措施不足而造成的产业经济损失严重。

食品辐照保鲜技术是一种利用电子加速器产生的电子束、X射线，或放射源(⁶⁰Co或者¹³⁷Cs)产生的γ射线，对食品进行照射，以起到杀虫、抑芽、防霉、杀菌等作用，实现延长食品贮藏期、提高食品卫生安全目的的绿色保鲜技术。有文献报道公开了γ射线和电子束辐照技术应用于坚果取得良好保鲜效果的研究，也有文献报道了γ射线和10MeV电子束辐照处理对板栗品质、风味、生理特性和保鲜效果的研究。现有公开的坚果辐照保鲜技术报道中提到了的 10MeV电子束和γ射线这两种射线，在板栗辐照保鲜技术实际产业化应用性上均存在明显的不足，其中：工业辐照加工用电子束能量不高于10MeV，其穿透力有限，且适宜于新鲜板栗辐照处理的1kGy以内的低剂量加工精度、均匀度均难以保证，不适宜对大包装新鲜坚果进行辐照处理，不利于大宗新鲜板栗流通贸易现状下的工业化应用推广；工业辐照加工用γ射线较电子束而言穿透力大大增强，其可以处理包装相对较大的产品，但是γ射线产生于放射性物质⁶⁰Co，放射源辐照装置的管理、放射源的运输及废源退役处置的安全环保风险较大、国家管控力度大、运营经济成本高、民众接受度低，且工业γ辐照装置处理大包装新鲜板栗的剂量不均匀度大、剂量精度范围难以满足要求，从技术可靠、经济高效和安全环保角度考虑都不宜于工业化应用推广。

先进新鲜板栗贮藏保鲜技术工业化应用目前依旧是板栗产业化发展亟待解决的难题之一。故寻求一种可直接对采后大包装板栗进行及时、便捷、大批量处理的安全环保、绿色经济的保鲜方法对板栗产业的发展至关重要。

发明内容

为了解决上述产业技术问题，本发明提供了一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法。

本发明具体是通过如下技术方案来实现的。

本发明提供一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，按照以下步骤进行：

S1、板栗树上30％-40％的栗苞自然开裂、栗苞呈黄褐色时采收，将采摘的带苞新鲜板栗置于阴凉环境，采后48小时内脱除栗苞、拣选包装并运至辐照中心；其中，所述包装是指将拣选的板栗装于透气包装物内；

S2、将S1包装后的新鲜板栗装载于X射线辐照装置的辐照容器内，由束下传输系统传动通过X射线束下进行辐照处理，辐照剂量为0.5-0.8kGy；辐照中心收到板栗后24小时内完成板栗的辐照处理；

S3、将S2辐照处理后的板栗于24小时内入库预冷，并置于温度0±1℃、湿度90％-95％条件的冷库中进行长期贮藏。

优选的，S1中，板栗树上30-40％的栗苞自然开裂，栗苞呈黄褐色时采收，采后置于阴凉环境，去除田间热，24小时内脱除栗苞，在12小时内，挑选无病虫害、无发霉、无机械伤、颗粒饱满的优质新鲜板栗。

优选的，S1中，所述透气包装物包括可良好透气的塑料筐、纸箱、编织袋、麻袋或布袋，包装后并进行封口，利于后续X射线辐照时进行翻面操作。

优选的，S1中，将板栗包装成接近长方体形状并封口，且板栗的包装的厚度控制在40cm以内，以保证整包板栗的X射线辐照剂量准确、均匀。

优选的，S2中，X射线辐照处理板栗的效率为每小时10吨左右。

优选的，S2中，所述X射线辐照采用双面辐照的工艺，具体为：将包装的板栗单层装载于辐照容器内，调整板栗包装物的厚度和在辐照容器内的装载高度、辐照容器经过X射线束下的速度，包装内顶部板栗的辐照剂量达到 0.25-0.4kGy后进行顶底翻面，再经过X射线束下辐照相同剂量，使整包板栗的吸收剂量控制在0.5-0.8kGy。

优选的，S2中，X射线辐照装置为带X射线转换靶的5MeV高频高压型电子加速器。

优选的，S3中，贮藏期为8-10个月，好果率在95％以上。

本发明与现有技术相比，具有如下优势：

(1)能彻底实现板栗杀虫抑芽。本发明通过系统的实验研究确定了X射线辐照处理新鲜板栗的工艺剂量，彻底解决了新鲜板栗贮藏期因虫蛀腐烂、贮藏出库后因发芽质变的问题，是现有的沙藏、窖藏、冷藏等保鲜技术无法实现的。

(2)能够大批量、大包装处理新鲜板栗，操作简单、周转便捷、经济性好，适宜于产业化推广应用。5MeV电子束转靶X射线是一种穿透性强、剂量率易精确控制、剂量均匀度好的高能光子辐射。辐照加工用大功率X射线辐照装置单位时间加工产能高、束下传输系统可连续作业、辐照容器尺寸体积大，与新鲜板栗通常大尺寸包装、需及时大批量处理的特点相匹配，大包装整包处理操作简单、便捷，具有经济性。

(3)可实现新鲜板栗较长期贮藏，保鲜效果佳。本发明通过系统的实验研究证明，将采收拣选的好果新鲜板栗以编织袋、纸箱、塑料筐进行大包装，将大包装板栗直接采用X射线辐照适宜剂量，入库经预冷后长期贮藏于温度0±1℃、湿度90％-95％条件的冷库中，可贮藏 8-10个月。

(4)安全环保，绿色无污染，保障食品安全。5MeV电子束转靶X射线由电子加速器装置产生，不涉及放射源，电子加速器设备关机便停止产生辐射，属于国家鼓励发展的辐照加工技术，辐照处理的新鲜板栗不会产生感生放射性、也不会沾染放射性物质。新鲜板栗辐照处理在常温下进行、无需添加任何化学试剂，在杀灭寄生虫卵、抑制胚芽发育的同时，能够一定程度灭活病原性微生物、腐败微生物，且能保留新鲜栗果原有的色香味形。辐照处理与冷藏结合，是一种安全环保、绿色无污染、提高食品安全性的物理保鲜方法。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案并能予以实施，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但所举实施例不作为对本发明的限定。本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。下述各实施例中所述实验方法和检测方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可在市场上购买得到。

本发明提供一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，按照以下步骤进行：

S1、板栗树上30％-40％的栗苞自然开裂、栗苞呈黄褐色时采收，将采摘的带苞新鲜板栗置于阴凉环境，采后48小时内脱除栗苞、拣选包装并运至辐照中心；其中，所述包装是指将拣选的板栗装于易于进行翻面操作的透气包装物内；如采用筐装、箱装、编织袋装、麻袋装、布袋装，可包装成接近长方体的形状并封口，且包装的厚度控制在40cm以内；

S2、将S1包装后的新鲜板栗装载于X射线辐照装置的辐照容器内，经过X射线束下辐照一定剂量后(0.25-0.4kGy)进行顶底翻面，再经过X射线束下辐照相同剂量，使整包板栗的吸收剂量控制在0.5-0.8kGy；辐照中心收到板栗后24小时内完成板栗的辐照处理，X射线辐照处理板栗的效率为每小时10吨左右；X射线辐照装置为带X射线转换靶的5MeV高频高压型电子加速器；

S3、将S2辐照处理后的板栗于24小时内进行预冷，并置于温度0±1℃、湿度90％-95％的冷库中贮藏。

新鲜板栗采后进行适宜剂量的X射线辐照处理，可灭活果实内部及表皮的虫卵、微生物或抑制其生长繁殖，减少了果实因寄生虫和微生物繁殖引起的腐烂变质、提高了食用卫生安全性；可钝化胚芽细胞组织活性和影响胚芽内源激素水平，抑制了果实发芽；也可钝化生理活动的细胞组织，抑缓呼吸速率、乙烯释放量，延缓了果实衰老，从而延长贮藏期。

X射线辐照处理的剂量过高，会破坏板栗的生物组织，出现加速新鲜板栗发霉腐烂的现象。X射线辐照处理的剂量过低，抑制板栗生理代谢活性效果不明显、杀虫不彻底，仍有发芽和出虫现象，达不到理想的保鲜效果。实验证明 X射线辐照处理板栗的适宜剂量是0.5-0.8kGy。我们在研究过程中开展了X射线辐照处理不同剂量对板栗保鲜效果影响的试验，最终通过分析比较得出此剂量范围效果较好。

新鲜板栗包装所采用的透气包装物需透气性良好，可调节包装内新鲜板栗呼吸代谢产生的气体成分和热量，以避免局部湿度过高、结露引起的果实发霉。因新鲜板栗采收期多在天气温度较高、湿度较大的夏秋季节，采收拣选包装后需尽快进行X射线辐照处理，X射线辐照处理后需尽快预冷并置于温度0±1℃、湿度90％-95％冷库中贮藏。

现对上述方法进行具体说明。

实施例1

一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，按照以下步骤进行：

1】采收、脱除栗苞

板栗树上约30-40％的栗苞自然开裂，栗苞呈黄褐色时采收，板栗采收方法采用打栗法，采后置于阴凉通风环境去除田间热，24小时内脱除栗苞；

2】拣选、包装

将1】得到的板栗在12小时内，挑选无病虫害、无发霉、无机械伤、颗粒饱满的优质新鲜板栗，将挑选出的新鲜板栗装于双层编织袋内并封口，厚度控制在40cm以内；

3】辐照处理

将2】得到的板栗在12小时内运至辐照中心，当天装载于X射线辐照装置的辐照容器内，由束下传输系统传动通过X射线束下进行辐照处理，辐照剂量为0.5kGy；辐照设备为带X射线转换靶的5MeV高频高压型电子加速器；采用双面辐照的工艺，将包装于双层编织袋内的板栗装载于辐照容器内，经过 X射线束下辐照一定剂量后进行顶底翻面，再经过X射线束下辐照一定剂量，使整包板栗的吸收剂量达到目标吸收剂量值；

4】预冷、贮藏

将3】得到的新鲜板栗在24小时内预冷，预冷后置于冷库中贮藏，贮藏温度为0℃、湿度为95％。

实施例2

一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，按照以下步骤进行：

1】采收、脱除栗苞

板栗树上约30-40％的栗苞自然开裂，栗苞呈黄褐色时采收，板栗采收方法采用打栗法，采后置于阴凉通风环境去除田间热，24小时内脱除栗苞；

2】拣选、包装

将1】得到的板栗在12小时内，挑选无病虫害、无发霉、无机械伤、颗粒饱满的优质新鲜板栗，将挑选出的新鲜板栗装于双层编织袋内并封口，厚度控制在40cm以内；

3】辐照处理

将2】得到的板栗在12小时内运至辐照中心，当天装载于X射线辐照装置的辐照容器内，由束下传输系统传动通过X射线束下进行辐照处理，辐照剂量为0.6kGy；辐照设备为带X射线转换靶的5MeV高频高压型电子加速器；采用双面辐照的工艺，将包装于双层编织袋内的板栗装载于辐照容器内，经过X射线束下辐照一定剂量后进行顶底翻面，再经过X射线束下辐照一定剂量，使整包板栗的吸收剂量达到目标吸收剂量值；

4】预冷、贮藏

将3】得到的新鲜板栗在24小时内预冷，预冷后置于冷库中贮藏，贮藏温度为1℃、湿度为95％。

实施例3

一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，按照以下步骤进行：

1】采收、脱除栗苞

板栗树上约30-40％的栗苞自然开裂，栗苞呈黄褐色时采收，板栗采收方法采用打栗法，采后置于阴凉通风环境去除田间热，24小时内脱除栗苞；

2】拣选、包装

将1】得到的板栗在12小时内，挑选无病虫害、无发霉、无机械伤、颗粒饱满的优质新鲜板栗，将挑选出的新鲜板栗装于双层编织袋内并封口，厚度控制在40cm以内；

3】辐照处理

将2】得到的板栗在12小时内运至辐照中心，当天装载于X射线辐照装置的辐照容器内，由束下传输系统传动通过X射线束下进行辐照处理，辐照剂量为0.7kGy；辐照设备为带X射线转换靶的5MeV高频高压型电子加速器；采用双面辐照的工艺，将包装于双层编织袋内的板栗装载于辐照容器内，经过 X射线束下辐照一定剂量后进行顶底翻面，再经过X射线束下辐照一定剂量，使整包板栗的吸收剂量达到目标吸收剂量值；

4】预冷、贮藏

将3】得到的新鲜板栗在24小时内预冷，预冷后置于冷库中贮藏，贮藏温度为-1℃、湿度为95％。

实施例4

一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，按照以下步骤进行：

1】采收、脱除栗苞

板栗树上约30-40％的栗苞自然开裂，栗苞呈黄褐色时采收，板栗采收方法采用打栗法，采后置于阴凉通风环境去除田间热，24小时内脱除栗苞；

2】拣选、包装

将1】得到的板栗在12小时内，挑选无病虫害、无发霉、无机械伤、颗粒饱满的优质新鲜板栗，将挑选出的新鲜板栗装于双层编织袋内并封口，厚度控制在40cm以内；

3】辐照处理

将2】得到的板栗在12小时内运至辐照中心，当天装载于X射线辐照装置的辐照容器内，由束下传输系统传动通过X射线束下进行辐照处理，辐照剂量为0.8kGy；辐照设备为带X射线转换钽靶的5MeV高频高压型加速器；采用双面辐照的工艺，将包装于双层编织袋内的板栗装载于辐照容器内，经过X 射线束下辐照一定剂量后进行顶底翻面，再经过X射线束下辐照一定剂量，使整包板栗的吸收剂量达到目标吸收剂量值；

4】预冷、贮藏

将3】得到的新鲜板栗在24小时内预冷，预冷后置于冷库中贮藏，贮藏温度为0℃、湿度为95％。

对比例1

步骤同实施例1，不同之处在于，X射线辐照剂量为0.2kGy。

对比例2

步骤同实施例1，不同之处在于，X射线辐照剂量为1.5kGy。

对比例3

未经X射线辐照处理，其他步骤同实施例1。

对比例4

步骤同实施例4，不同之处在于，栗包采收完成至X射线辐照处理开始的时间间隔在120小时以上。

对比例5

步骤1】、2】、4】同实施例4，步骤3】改为采用工业辐照加工用10MeV /20kW高能电子直线加速器产生的电子束进行辐照处理。

1】采收、脱除栗苞

板栗树上约30-40％的栗苞自然开裂，栗苞呈黄褐色时采收，板栗采收方法采用打栗法，采后置于阴凉通风环境去除田间热，24小时内脱除栗苞；

2】拣选包装

将1】得到的板栗在12小时内，挑选无病虫害、无发霉、无机械伤、颗粒饱满的优质新鲜板栗，将挑选出的新鲜板栗装于双层编织袋内并封口；

3】辐照处理

将2】得到的板栗在12小时内运至辐照中心，当天将板栗从编织袋中倒出，平铺2-3层于10MeV/20kW高能电子直线加速器的辐照容器内，经传输单次通过10MeV电子束扫描窗下进行辐照处理，辐照剂量为0.8kGy，辐照后立即将板栗重新装回双层编织袋；

4】预冷、贮藏

将3】得到的新鲜板栗在24小时内预冷，预冷后置于冷库中贮藏，贮藏温度为0℃、湿度为95％。

上述实施例及对比例中板栗贮藏期如表1所示：

表1上述实施例及对比例中板栗贮藏期数据

如表1所示，通过对比分析实施例1-4和对比例1-3中的实验现象和数据，开展X射线辐照处理不同剂量对板栗保鲜效果影响的评价，得出结论：(1) 新鲜板栗采后进行适宜剂量的X射线辐照处理，可有效灭活果实内部及表皮的虫卵、微生物或抑制其生长繁殖，减少了果实因寄生虫和微生物繁殖引起的腐烂变质、提高了食用卫生安全性；可钝化胚芽细胞组织活性和影响胚芽内源激素水平，抑制了果实发芽；也可钝化生理活动的细胞组织，抑缓呼吸速率、乙烯释放量，延缓了果实衰老，从而延长贮藏期。(2)X射线辐照处理的剂量过高，会破坏板栗的生物组织，出现加速新鲜板栗发霉腐烂的现象；X射线辐照处理的剂量过低，抑制板栗生理代谢活性效果不明显、杀虫不彻底，仍有发芽和出虫现象，达不到理想的保鲜效果。(3)实验证明X射线辐照处理板栗的适宜剂量是0.5-0.8kGy。

通过对比分析实施例4和对比例4的实验现象和数据，开展X射线辐照处理及时性对板栗保鲜效果影响的评价，得出结论：新鲜板栗采后及时进行适宜剂量的X射线辐照处理可达到理想的保鲜效果，若采收完成后不及时进行辐照保鲜处理，辐照处理前新鲜板栗内虫卵已发育成幼虫并蛀食栗实、微生物大量繁殖，会明显降低新鲜板栗贮藏期。

通过对比分析实施例4和对比例5的实验现象和数据，开展不同射线辐照处理对板栗保鲜效果影响的评价，发现采用相同剂量辐照处理，电子束辐照处理组的新鲜板栗贮藏期低于X射线辐照处理组，可能原因是：(1)电子束的剂量率相对X射线高出十余倍，在相同辐照剂量下会产生短时大剂量急性效应，对新鲜板栗造成了一定损伤；(2)工业辐照加工用10MeV/20kW高能电子直线加速器产生的电子束为高频束斑，在单次辐照小于1kGy的低剂量情况下会存在束斑均匀性变差、辐照剂量的均匀性精确性不足的风险，且10MeV电子束随穿透深度的剂量变化较大，导致了部分板栗或者同一板栗内的部分果实受到的剂量过大或者过小、辐照处理效果变差；(3)10MeV电子束穿透性有限，不能直接对大包装板栗进行处理，需要在辐照前将板栗倒出至不辐照容器中并平铺2-3层，辐照后再次装回包装内，操作较繁琐，操作过程中对新鲜板栗造成了一定的机械损伤。

综上所述，本发明提出了一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，可达到每小时辐照处理板栗约10吨的效率，处理后的板栗贮藏期为8-10 个月。本发明方法可实现新鲜板栗采后及时、大批量保鲜处理，安全环保、绿色经济，有望通过工业化应用解决板栗产业化发展亟待解决的采后保鲜难题。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，其特征在于，按照以下步骤进行：

S1、板栗树上30％-40％的栗苞自然开裂、栗苞呈黄褐色时采收，将采摘的带苞新鲜板栗置于阴凉环境，采后48小时内完成脱除栗苞、拣选、包装并运至辐照中心；其中，所述包装是指将拣选的板栗装于透气包装物内；

S2、将S1包装后的新鲜板栗装载于X射线辐照装置的辐照容器内，由束下传输系统传动通过X射线束下进行辐照处理，辐照剂量为0.5-0.8kGy；辐照中心收到板栗后24小时内完成板栗的辐照处理；

S3、将S2辐照处理后的板栗于24小时内入库预冷，并置于温度0±1℃、湿度90％-95％条件的冷库中进行长期贮藏。

2.根据权利要求1所述的利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，其特征在于，S1中，所述透气包装物包括可良好透气的塑料筐、纸箱、编织袋、麻袋或布袋。

3.根据权利要求1所述的利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，其特征在于，S1中，将板栗包装成接近长方体形状并封口，板栗的包装厚度控制在40cm以内。

4.根据权利要求3所述的利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，其特征在于，S2中，所述X射线辐照采用双面辐照的工艺，具体为：将包装的板栗装载于辐照容器内，经过X射线束下辐照一定剂量后进行顶底翻面，再经过X射线束下辐照一定剂量，使整包板栗的吸收剂量控制在0.5-0.8kGy。

5.根据权利要求1所述的利用X射线大批量辐照处理新鲜板栗的保鲜方法，其特征在于，S2中，X射线辐照装置为带X射线转换靶的5MeV高频高压型电子加速器。