CN114586833A - 一种利用电子束转靶x射线提高双孢菇贮藏品质的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法，以电子束转靶X射线对双孢菇辐照，将辐照后的双孢菇进行冷藏。本发明采用电子束转靶X射线辐照技术，具有剂量准确、加工快、无放射源等优点，有效解决了电子束辐照不均匀的劣势，能够大大提高双孢菇的贮藏品质。

Description

一种利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法

技术领域

本发明涉及食品保鲜领域，具体涉及一种利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法。

背景技术

辐照技术是一种双孢菇贮运的新型物理保鲜技术，在应用过程中双孢菇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(⁶⁰Co、¹³⁷Cs)等产生的γ、β、x射线以及电子加速器产生的高能电子束等辐照处理双孢菇，抑制其生理代谢活动，减少乙烯的产生，杀灭害虫，消除双孢菇中的病原微生物及其他腐败细菌，从而达到双孢菇贮藏保鲜的目的。

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：最大限度地保持双孢菇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。

电子束辐照工作过程是通过电子枪产生电子，电子流在强电场中加速，将其聚焦成束并定向输送到食品上。工作原理是由电子加速器产生的低能或高能电子束射线通过高能脉冲的直接作用破坏细胞内的DNA或者通过间接作用辐解水和小分子物质，产生·H、·OH等自由基，与细胞核内物质发生交联反应。与其他辐照方法相比，电子束辐照不会产生放射性废物或危害，是一种物理冷处理技术，且电子束辐照设备的利用率更高，运营成本较低。

发明内容

要解决的技术问题：本发明的目的是提供利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法，利用电子束转靶X射线对双孢菇辐照，提高双孢菇的贮藏品质。

技术方案：一种利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法，以电子束转靶X射线对双孢菇辐照，将辐照后的双孢菇进行冷藏。

优选的，所述电子束转靶X射线辐照剂量为0.5-2.0kGy。

优选的，所述电子束转靶X射线辐照剂量为1.0-2.0kGy。

优选的，所述电子束转靶X射线辐照剂量为1.0kGy。

优选的，所述冷藏的温度为1-4℃。

上述的电子束转靶X射线在双孢菇保鲜中的应用。

有益效果：本发明的双孢菇贮藏保鲜的方法具有以下优点：

1.电子束转靶X射线是一种新型的辐射诱变技术，是高能电子束轰击重金属骤然减速产生的韧致辐射X射线，可通过非电离辐射对细胞产生直接或间接的生物损伤效应，其生物损伤效应具有多样性。

2.这种方法不仅具有电子束无放射源的优点，还具有X射线辐照均匀的优点，操作简单、处理速度快、穿透能力较强、剂量精准、重复性好。

附图说明

图1为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间外观品质(A)和褐变指数(B)变化的影响；

图2为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间失重率的影响；

图3为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间硬度的影响；

图4为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间假单胞菌含量的影响；

图5为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间可溶性固形物含量的影响；

图6为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间细胞膜透性的影响；

图7为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间丙二醛含量的影响；

图8为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间总酚含量的影响；

图9为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间总酚含量的影响；

图10为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间SOD(A)和CAT(B)活性的影响；

图11为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间DPPH自由基清除率的影响；

图12为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间可溶性糖含量的影响；

图13为电子束转靶X射线预处理对双孢菇贮藏期间可溶性糖含量的影响。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。本发明实施例中以双孢菇为例，进行电子束转靶X射线预处理，并进行保鲜性能的测试。

实施例1

挑选出大小一致、无病虫害、无机械损伤的子实体，每8个双孢菇装在一个PET托盘中，用PE保鲜膜包装，共16盒(128个)双孢菇。进行电子束转靶X射线预处理。辐照采用的是5MeV/150kW高频高压电子加速器(带X射线转靶系统)，所选取的辐照剂量为0.5kGy，并以未辐照的双孢菇作为对照。辐照之后立即冷柜冷藏。设置冷柜温度在4±1℃，湿度在90±5％。

实施例2

挑选出大小一致、无病虫害、无机械损伤的子实体，每8个双孢菇装在一个PET托盘中，用PE保鲜膜包装，共16盒(128个)双孢菇。进行电子束转靶X射线预处理。辐照采用的是5MeV/150kW高频高压电子加速器(带X射线转靶系统)，所选取的辐照剂量为1.0kGy，并以未辐照的双孢菇作为对照。辐照之后立即冷柜冷藏。设置冷柜温度在4±1℃，湿度在90±5％。

实施例3

挑选出大小一致、无病虫害、无机械损伤的子实体，每8个双孢菇装在一个PET托盘中，用PE保鲜膜包装，共16盒(128个)双孢菇。进行电子束转靶X射线预处理。辐照采用的是5MeV/150kW高频高压电子加速器(带X射线转靶系统)，所选取的辐照剂量为1.5kGy，并以未辐照的双孢菇作为对照。辐照之后立即冷柜冷藏。设置冷柜温度在4±1℃，湿度在90±5％。

实施例4

挑选出大小一致、无病虫害、无机械损伤的子实体，每8个双孢菇装在一个PET托盘中，用PE保鲜膜包装，共16盒(128个)双孢菇。进行电子束转靶X射线预处理。辐照采用的是5MeV/150kW高频高压电子加速器(带X射线转靶系统)，所选取的辐照剂量为2.0kGy，并以未辐照的双孢菇作为对照。辐照之后立即冷柜冷藏。设置冷柜温度在4±1℃，湿度在90±5％。

对比例1

挑选出大小一致、无病虫害、无机械损伤的子实体，每8个双孢菇装在一个PET托盘中，用PE保鲜膜包装，共16盒(128个)双孢菇。不进行电子束转靶X射线预处理，直接冷柜冷藏。设置冷柜温度在4±1℃，湿度在90±5％。

实验指标：

1.外观变化和褐变指数

颜色是反映双孢菇子实体品质变化最直接的指标。双孢菇在贮藏过程中的外观变化(图1A)和褐变指数(图1B)如图1所示。如图1A所示，对照组的子实体在贮藏第12天时出现了明显的褐变现象，而处理组的双孢菇在贮藏末期仍保持着较好的外观品质。与未处理的双孢菇相比，各处理组从贮藏第9天起都在一定程度上抑制了褐变指数的增加(图1B)。贮藏结束时，

1.0、1.5、2.0kGy处理的双孢菇褐变指数显著低于对照组(p<0.05)，尤其是1.5kGy降低了16.37％。

2.失重率

在贮藏过程中，所有双孢菇的失重率均增加(图2)。经电子束转靶X射线处理的双孢菇失重率始终明显低于对照组(p<0.05)，尤其是辐照剂量为2.0kGy的处理组。第21天，未经电子束转靶X射线辐照的双孢菇失重率达到19.99％，分别比0.5、1.0、1.5和2.0kGy辐照的双孢菇高3.13％、5.87％、0.78％和9.58％，说明电子束转靶X射线预处理对降低双孢菇贮藏过程中的失重率有较好的效果，尤其是1.0kGy和2.0kGy辐照剂量。

3.硬度

双孢菇在贮藏过程中的硬度变化如图3所示。可见，在整个贮藏期间，各组双孢菇的硬度均逐渐下降。值得注意的是，从第15天开始至贮藏结束，各处理组双孢菇的硬度均显著高于对照组。第21天，辐照剂量1.0kGy处理组的硬度为1.25N，明显高于对照组的0.87N(P<0.05)。贮藏9天后，1.0kGy剂量辐照处理组双孢菇的硬度明显超过其他处理组。这一发现表明电子束转靶X射线能有效延缓双孢菇的软化，1.0kGy的辐照剂量可能适合双孢菇的采后保鲜。

4.假单胞菌含量

双孢菇营养丰富，也是良好的碳源和氮源，加之含水量高，为微生物的生长繁殖提供了有利条件。研究表明，假单胞菌是鲜菇贮藏期间腐败菌的主要优势菌。不同剂量电子束转靶X射线对假单胞菌的抑制作用如图4所示。在整个贮藏期间，各实验组假单胞菌含量均呈现上升趋势。与未处理双孢菇相比，贮藏结束时各处理组假单胞菌含量均显著降低(p<0.05)。而1.0、1.5和2.0kGy处理组假单胞菌含量均低于0.5kGy处理组，但四组之间差异不显著，说明1.0kGy及以上剂量均能有效抑制假单胞菌的生长繁殖。

5.可溶性固形物含量

双孢菇中可溶性固形物含量可以直接反映其成熟度和品质。随着贮藏时间的延长，双孢菇可溶性固形物含量呈下降趋势(图5)。在贮藏的前6天，所有双孢菇的可溶性固形物含量都迅速下降，因为在双孢菇的呼吸作用中都以糖为底物。有文献报道，果糖、葡萄糖和蔗糖在辐射的情况下可发生分解。从第6天到第12天，1.0、1.5和2.0kGy处理的双孢菇可溶性固形物含量均有显著回升，这可能与辐照对微生物的抑制作用有关。此外，细胞壁纤维素的溶解可能是导致老化双孢菇可溶性固形物增加的另一个因素。贮藏结束时，1.0、1.5和2.0kGy处理的双孢菇可溶性固形物含量显著高于对照组和0.5kGy处理组(p<0.05)。特别是辐照剂量为1.0kGy的双孢菇可溶性固形物含量比对照组高16.1％，说明1.0kGy电子束转靶X射线处理能有效延缓双孢菇可溶性固形物含量的下降。

6.细胞膜透性

相对电导率可以用来表征双孢菇贮藏过程中细胞膜和组织结构的完整性，是衡量双孢菇贮藏过程中细胞膜渗透性的指标。从图6可以看出，在贮藏期间，除辐照剂量为2.0kGy的处理组外，各试验组双孢菇的相对电导率在前6天都出现了短暂的下降，之后迅速上升。贮藏第21天，对照组的相对电导率显著高于电子束转靶X射线处理样品(p<0.05)，而各处理组间差异不显著。据推测，在贮藏初期，乙烯释放量相对较小，从而通过降低呼吸速率和延缓贮藏过程中的脂质过氧化来降低膜透性。而快速增加可能是由于辐照产生的ROS过多所致。ROS含量增加可能导致膜脂过氧化，导致膜完整性丧失，破坏细胞的分室化。这使得细胞内的多酚氧化酶与液泡中的酚类化合物混合，导致褐变。综合来看，电子束转靶X射线能有效保持双孢菇贮藏过程中细胞膜的完整性。

7.丙二醛(MDA)含量

丙二醛是双孢菇采后衰老过程中膜脂过氧化的最终产物。它能破坏细胞膜的完整性，降低细胞膜的流动性。其含量也能在一定程度上反映细胞膜损伤程度和组织老化程度。从图7可以看出，在整个贮藏期间，所有双孢菇的MDA含量都有轻微下降，这可能是由于细胞防御系统的激活，使脂质过氧化逆向合成降低了MDA含量。0.5kGy和1.0kGy处理的双孢菇在整个贮藏过程中MDA含量始终低于对照组，尤其是1.0kGy处理组，贮藏结束时，MDA含量为5.42mmol/g，显著低于对照组(8.00mmol/g,p<0.05)。

8.总酚含量

酚类物质的积累是植物对非生物胁迫的响应，不仅受酚类物质合成速率的影响，还与细胞的生理状态有很大关系。酚类化合物水平与双孢菇抗氧化能力密切相关。酚类化合物氧化时，双孢菇易发生褐变，从而严重影响其外观品质和商品价值。为研究电子束转靶X射线对双孢菇总酚水平的影响，我们对各组双孢菇总酚含量进行了分析。由图8可见，贮藏期间各处理组的总酚含量均有所增加，这可能是电子束转靶X射线引起双孢菇组织的应激反应所致。酚类化合物作为抗氧化剂可以通过关键途径的代谢诱导富集。但对照组总酚含量在贮藏的前15天呈现轻微上升趋势，15-21天迅速下降，这可能是因为总酚的消耗速率大于合成速率。贮藏结束时，对照组总酚含量显著低于其他处理组。1.0kGy剂量处理的双孢菇总酚含量最高，为173.97mg/100g，比对照组高32.3％。

9.多酚氧化酶(PPO)活性

双孢菇采收后易发生褐变，严重影响其外观品质和商品价值。酶促褐变是双孢菇褐变的主要类型，一般认为是多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)氧化酚类物质形成的褐斑。多酚氧化酶(PPO)活性与双孢菇褐变程度密切相关。如图9所示，贮藏期间各组PPO活性均呈波动趋势。与各处理组相比，对照组双孢菇PPO活性始终处于相对较高的水平，特别是9天后。第9天，各处理组PPO活性均低于对照组。第21天，对照组PPO活性显著高于处理组(p<0.05)，达到116.18U/g。结果表明，适当剂量的电子束转靶X射线能钝化双孢菇采后贮藏过程中PPO活性，从而抑制褐变现象。

10.超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性

双孢菇成熟衰老过程中，由于ROS积累，氧化损伤加剧。为了保护细胞免受ROS的氧化损伤，双孢菇组织中存在一个抗氧化防御系统来消除ROS。SOD和CAT是重要的自由基清除酶。SOD能催化组织中的超氧阴离子产生过氧化氢和氧气，然后CAT催化过氧化氢分解为水和氧气。通过它们的协同作用，可以大大降低活性氧或其他过氧化物自由基对双孢菇的伤害。如图10A所示，双孢菇SOD活性在贮藏的前15天表现出稳定状态，15天后开始迅速下降。在整个贮藏过程中，1.0、1.5、2.0kGy处理的双孢菇SOD活性几乎始终高于对照组，说明电子束转靶X射线预处理可以在一定程度上提高双孢菇SOD活性。从图10B可以看出，双孢菇在贮藏过程中CAT活性呈波动趋势，但1.0kGy处理的双孢菇CAT活性始终高于对照组，说明1.0kGy电子束转靶X射线预处理能有效增强双孢菇CAT活性。综合来看，经电子束转靶X射线处理的双孢菇体内自由基含量增加，可能是导致SOD和CAT活性升高的原因。

11.DPPH自由基清除率

DPPH自由基清除被广泛用于代表双孢菇抗氧化活性，因为这种自由基被认为是脂质过氧化的有效引发剂。我们在整个贮藏时间内测定了双孢菇的DPPH自由基清除活性。结果表明，在贮藏过程中所有双孢菇的DPPH自由基清除活性均逐渐降低(图11)。显然，对照组双孢菇的DPPH自由基清除活性几乎始终处于最低水平。而各剂量的辐照处理均可以在一定程度上增加双孢菇的DPPH自由基清除率。特别是1.0kGy处理的双孢菇，除第18天外，其DPPH自由基清除活性始终处于最高水平，贮藏末期比对照组提高了48.55％。这些现象说明电子束转靶X射线预处理能有效抑制双孢菇贮藏过程中DPPH自由基清除活性的下降。

12.可溶性糖含量

可溶性糖是反映双孢菇营养成分的指标之一。双孢菇中的可溶性糖含有多种成分，如甘露醇、海藻糖、葡萄糖、甘露糖、果糖、蔗糖等。图12显示了不同剂量电子束靶X射线预处理对双孢菇可溶性糖含量的影响。双孢菇中可溶性糖含量总体呈下降趋势，在冷藏初期(0-6天)迅速下降，这可能是由于双孢菇呼吸代谢旺盛，从而大量消耗可溶性糖所致。贮藏期间，与处理组相比，对照组可溶性糖含量始终保持在较低水平。值得注意的是，1.0kGy处理组的含量始终维持在相对较高的水平，说明电子束转靶X射线预处理能够有效抑制双孢菇可溶性糖的消耗，尤其是贮藏初期。

13.感官评价

本试验的感官评价包括形状、颜色、气味、质地，其权重分别为20％、20％、30％及30％，根据待测双孢菇新鲜程度分别将以上四种指标分为四个等级，每个等级对应的分数分别为9、8、7和6分，当感官评分低于7.5分时则判定其失去商品价值。从图13可以看出来在贮藏期间所有双孢菇的感官评分都是在逐渐降低的，对照组的评分始终最低，而1.0kGy处理组的评分始终最高。对照组的双孢菇在第15天就已经完全失去了商品价值，而1.0kGy处理的双孢菇其商品价值到第21天时才消失。所以说1.0kGy的电子束转靶X射线预处理可以有效提高双孢菇的感官评分。

Claims (6)

1.一种利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法，其特征在于：以电子束转靶X射线对双孢菇辐照，将辐照后的双孢菇进行冷藏。

2.根据权利要求1所述的利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法，其特征在于：所述电子束转靶X射线辐照剂量为0.5-2.0kGy。

3.根据权利要求1所述的利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法，其特征在于：所述电子束转靶X射线辐照剂量为1.0-2.0kGy。

4.根据权利要求1所述的利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法，其特征在于：所述电子束转靶X射线辐照剂量为1.0kGy。

5.根据权利要求1所述的利用电子束转靶X射线提高双孢菇贮藏品质的方法，其特征在于：所述冷藏的温度为1-4℃。

6.根据权利要求1-5所述的电子束转靶X射线在双孢菇保鲜中的应用。

Images