紫外及微波处理对鲜切石榴籽粒保鲜品质的影响

摘要：以‘泰山三白甜’石榴成熟果实为试材，分别用频率为2 450 MHz的微波处理10 s和功率为30 W紫外灯照射15 min后装入保鲜袋后于（4±0.5） ℃冷藏保鲜15 d，比较2 种处理方式对鲜切石榴籽粒品质及抗氧化活性的影响。结果表明：紫外照射能降低石榴籽粒冷藏过程中的质量损失率、腐烂率及相对电导率，延缓总可滴定酸含量的骤变期，使籽粒中各有机酸及VC含量维持在较稳定的水平，而微波处理增大了石榴籽粒冷藏中后期的质量损失率、腐烂率、相对电导率及乳酸含量；2 种处理对鲜切石榴籽粒冷藏过程中柠檬酸含量的变化均无显著影响，对冷藏初期（3～6 d）1，1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除率的保持有一定作用，抗氧化活性均较对照高，但对冷藏后期抗氧化活性的保持效果不显著。‘泰山三白甜’石榴鲜切籽粒（4±0.5） ℃最佳保鲜期为6 d，紫外照射处理保鲜效果优于对照和微波处理。

杨雪梅，冯立娟，尹燕雷，等. 紫外及微波处理对鲜切石榴籽粒保鲜品质的影响［J］. 食品科学， 2016， 37（8）: 260-265.

YANG Xuemei， FENG Lijuan， YIN Yanlei， et al. Effects of UV and microwave treatments on the preservation quality of fresh-cut pomegranates［J］. Food Science， 2016， 37（8）: 260-265. （in Chinese with English abstract） DOI:10.7506/spkx1002-6630-201608047. http://www.spkx.net.cn

石榴果实含有丰富的维生素、无机盐和氨基酸等营养物质，具有极高的保健作用［1］，果实以鲜食为主。但石榴果实外皮较厚且硬，不易徒手剥开，外皮中酚类物质含量较高，剥皮过程中，酚类底物与空气接触后在多酚氧化酶作用下易被氧化成醌类物质附着到皮肤上，使与之接触的皮肤变褐色，且难以洗掉，从而部分限制了石榴的休闲食用价值。鲜切水果是指以新鲜水果为原料，经分级、清洗、去皮、整修、切分、包装等处理，使之成为可直接食用的快捷方便食品［2］。它具有营养、卫生、方便、新鲜、可食率高等特点，作为一种旅游休闲食品深受消费者欢迎，近年来发展迅速［3-4］。石榴籽粒的剥离是将丝状隔膜与籽粒分离，分离后的籽粒为完整浆果，在未受机械损伤情况下能够较好地保持生物活性，但失去外果皮的包被，籽粒易失水、受机械损伤和病原菌微生物侵染。微波和紫外照射处理均具有一定的表面杀菌作用，前者通过产生热量抑制一些蛋白酶的活性降低果实的生理生化作用，起到一定的杀菌和钝化酶的作用［5］；后者通过抑制复制导致细菌、霉菌、酵母、病毒等各类微生物发生突变或者死亡来达到杀菌的目的［6］，二者处理后的鲜切食品与化学方法相比不存在二次污染，对食品影响小，无毒副作用［7］。研究表明适宜热处理能够提高石榴籽粒pH值、可溶性固形物和可溶性蛋白含量，减轻籽粒贮藏期间的质量损失，抑制其抗氧化活性物质和抗氧化能力的下降，提高超氧化物酶（superoxide dismutase，SOD）活性，抑制霉菌酵母的生长繁殖，使石榴籽粒保持较好的感官品质，延缓衰老进程［8］，而微波作为一种热处理的方法尚未用于石榴籽粒的报告。

‘泰山三白甜’石榴成熟期早，籽粒较大，味美甘甜深受消费者喜爱，但成熟期易裂果，裂果后的石榴商品性降低且不宜存放，严重影响农民收益。目前国内外对其他水果如苹果、梨、桃和菠萝等的鲜切实验已有大量报道，但在石榴上的报道较少，本实验旨在通过紫外照射及微波处理对鲜切石榴籽粒的杀菌保鲜方法进行探索，以期为石榴籽粒能更好地供应市场提供理论依据。

1　材料与方法

实验于2014年9月10—25日在山东省果树研究所进行。挑选完全成熟且无腐烂的‘泰山三白甜’石榴为试材，去掉萼筒后用流水冲洗干净，控干水分后剥取石榴籽粒，后用流水冲洗干净，除去隔膜及破损籽粒，用纱布吸干水分备用。

D8023CTL-K4微波炉广东格兰仕微波炉电器有限公司；LCT理化分析型超纯水机济南立纯水处理设备有限公司；SYU-10-200DT型超声波清洗机郑州生元仪器有限公司；5415R高速冷冻离心机德国Eppendorf公司；1260 LC型高效液相色谱仪、附紫外检测器、色谱柱ZORBAX Eclipse XDB C 18（4.6 mm×150 mm，5 μm）美国Agilent公司；BANTE520型便携式多参数电导率仪、WYT-4型手持糖量计泉州中友光学仪器有限公司；2550型紫外分光光度计日本岛津公司。

将预处理后石榴籽粒分为3 组，分别为对照组、紫外照射组和微波组，紫外照射条件：功率30 W、波长254 nm紫外灯照射15 min后于超净工作台上分装；微波组条件：频率2 450 MHz的微波处理10 s组。每组约1 kg，每处理分成10 份分别装入聚乙烯保鲜袋中扎口，于（4±0.5）℃冰箱中保鲜。每3 d取量 1 次，每次约50 g籽粒，用4 层纱布挤汁，置于-20 ℃冰箱中用于可滴定酸（titratable acid，TA）含量、总可溶性固形物（total soluble solid，TSS）含量、有机酸含量、抗坏血酸（VC）含量及1，1-二苯基-2-三硝基苯肼（1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）自由基清除率的测定。

籽粒质量损失率采用称重法计算，见式（1）。测定为每个处理固定2 份每24 h称质量一次。

每次取量品约200 粒，称质量（m 1）后，挑选出腐烂籽粒（籽粒部分变软，表皮水渍状）称质量m 2，m 2与m 1之比即为腐烂率。

准确量取石榴果汁1 mL，加入0.2%偏磷酸溶液3 mL，漩涡振荡混匀后于7 500 r/min，4 ℃离心15 min，转移上清液到容量瓶中，沉淀再分别加入0.2%偏磷酸溶液3 mL和2.5 mL重复提取收集2次，最后将收集的上清液定容至10 mL，过0.45 μm的微孔水系滤膜待测。

籽粒中苹果酸、柠檬酸、草酸、乳酸、VC的含量测定采用高效液相色谱法，参照胡志群［10］、陈雪［11］等的方法。流动相：0.2%偏磷酸-甲醇体积比95∶5，检测波长分别为210、243 nm，流速0.6 mL/min，进量量10 μL。

采用BANTE520型便携式多参数电导率仪测定，方法参照陈真权等［12］的方法，每组称取3份重复量品，每份2 g（约5粒），置于25 mL具塞试管中，加入15 mL 超纯水后摇床振动1 h后，取浸提液用便携式电导仪测定其初电导值（L 1），后置于-20 ℃冰箱中存放24 h，自然解冻后测其终电导值（L 2），相对电导率计算见式（2）：

自由基清除率采用DPPH法，参照Brand-Williams等［13］的方法，测定时取2.95 mL 10 μg/mL的DPPH加入50 μL石榴汁，漩涡振荡混匀，静置40 min后分别测定吸光度。按式（3）计算DPPH自由基清除率。

式中：A 0为加入量品前DPPH溶液的吸光度；A 1为加入量品后测得的吸光度。

实验结果用Exce1 2003对所有数据进行统计分析与制图，应用方差分析软件对数据进行差异显著性分析（P＜0.05表示差异显著）。

2　结果与分析

2.1　紫外照射及微波处理对石榴籽粒冷藏过程中质量损失率及腐烂率的影响

图1　紫外照射及微波处理对鲜切石榴籽粒冷藏过程中质量损失率（a）和腐烂率（b）的影响
Fig.1 Effects of UV and microwave treatments on weight loss and decay incidence of fresh-cut pomegranates during cold storage

‘泰山三白甜’石榴籽粒质量损失率随着贮藏时间的延长逐渐升高（图1a）。对照和各处理在0～6 d期间籽粒质量损失率变化幅度均较小，第9天后质量损失率迅速升高，以微波处理籽粒质量损失率最高，贮藏至12～15 d时，微波处理籽粒质量损失率最高为0.144%，均与对照和紫外照射处理差异显著（P＜0.05）。表明紫外照射能减少石榴籽粒冷藏过程中、后期水分的散失，而微波处理则增加了‘泰山三白甜’石榴籽粒中、后期的质量损失率。

‘泰山三白甜’石榴籽粒腐烂率随着贮藏时间的延长也逐渐升高（图1b）。对照和处理条件下，0～6 d期间籽粒腐烂率均较小，低于5%，9～12 d逐渐升高，12～15 d迅速升高。15 d时对照条件下籽粒腐烂率最高为48.10%，微波处理次之，紫外照射处理最低为25.50%。表明（4±0.5） ℃贮藏的石榴籽粒在0～6 d腐烂率低，能较好地保持籽粒的商品性，冷藏9 d以上商品性逐渐降低，而微波和紫外照射处理在一定程度上能降低石榴籽粒冷藏后期的腐烂率。

2.2　紫外照射及微波处理对石榴籽粒冷藏过程中TA及TSS含量的影响

图2 紫外照射和微波处理对鲜切石榴籽粒冷藏过程中TA（a）和TSS（b）含量的影响
Fig.2 Effects of UV and microwave treatments on TA and TSS of fresh-cut pomegranates seeds during cold storage

图2　a所示，石榴籽粒冷藏过程中TA含量随贮藏时间的延长而升高，从第6天起微波处理和对照籽粒TA含量上升较快，二者差异不显著，微波处理籽粒贮藏自第9天起TA含量迅速升高，与对照和微波处理籽粒差异显著（P＜0.05）。表明紫外照射处理能延长鲜切石榴籽粒TA含量的稳定期，约比对照和微波处理延长3 d。

图2b所示，微波处理石榴籽粒TSS含量随贮藏时间的延长而降低，对照和紫外照射处理籽粒TSS含量先升高后降低，第9天时含量最高，且对照和两处理差异均达显著水平（P＜0.05），而微波处理和紫外照射处理籽粒二者差异不显著。9～12 d对照和紫外照射处理籽粒TSS含量迅速降低，冷藏至第15天，紫外照射处理籽粒含量升高至12%，稍高于对照和微波处理籽粒。籽粒TSS含量的迅速下降与TA含量的迅速升高均在9～12 d之间（图2），而TA含量的迅速升高可能是由于微生物作用下的酸败变质导致，伴随这一过程TSS含量迅速降低，表明TA与TSS含量的迅速变化一定程度上可反映籽粒的品质，石榴籽粒在该变化前食用最佳。

2.3　紫外照射及微波处理对鲜切石榴籽粒冷藏过程中主要有机酸含量的影响

图3 微波及紫外照射处理对鲜切石榴籽粒冷藏过程中苹果酸（a）、柠檬酸（b）和草酸（c）含量的影响
Fig.3 Effects of UV and microwave treatments on the contents of malic acid，citric acid and oxalic acid in fresh-cut pomegranates during cold storage

图3　a所示，冷藏过程中，对照鲜切石榴籽粒苹果酸含量随贮藏时间的延长先升高后降低，呈单峰曲线，在冷藏至第3天苹果酸含量略有升高之后迅速降低；而微波和紫外照射处理石榴籽粒苹果酸含量在冷藏过程中均呈双峰曲线，其峰值分别为第3天和第9天，且在第9天时两处理苹果酸含量均显著高于对照；冷藏9 d后对照和处理籽粒苹果酸含量均迅速下降，至第15天对照和紫外照射处理籽粒下降至48 mg/mL左右，微波处理籽粒下降至51 mg/mL，三者差异均不显著（P＜0.05）。表明微波和紫外照射处理一定程度上影响‘泰山三白甜’鲜切石榴籽粒中苹果酸含量。

图3b所示，鲜切石榴籽在冷藏过程中柠檬酸含量均呈先升高后降低的趋势，0～3 d柠檬酸含量迅速升高至峰值，其中以微波处理籽粒含量最高，之后逐渐降低，对照和两处理在冷藏过程中柠檬酸含量均无显著差异（P＜0.05）。柠檬酸作为有抑菌活性的有机酸之一对果品风味影响较大，实验表明微波和紫外照射处理对鲜切籽粒柠檬酸含量变化无显著影响。

图3c所示，‘泰山三白甜’石榴籽粒在冷藏过程中对照和各处理草酸含量均表现出不同的变化趋势，其中对照籽粒在冷藏过程中变化幅度较小，其初含量与终含量差值仅为0.28%。微波处理籽粒在冷藏过程中0～6 d变化较小，9～15 d逐渐增加，其终含量较初含量增加21.62%；而紫外照射处理籽粒在冷藏过程中呈先降低后升高的变化趋势，0～9 d其含量逐渐升高，其终含量较初含量增加10.56%。石榴中草酸含量较高，属于主要有机酸之一，实验表明紫外照射和微波处理对鲜切石榴籽粒冷藏中后期草酸含量差异有影响，前者可降低冷藏中期籽粒中草酸含量，而后者作用与之相反。

2.4　紫外照射及微波处理对鲜切石榴籽粒冷藏过程中VC及乳酸含量的影响

图4　微波及紫外照射处理对鲜切石榴籽粒冷藏过程中VC（a）和乳酸（b）含量的影响
Fig.4 Effects of UV and microwave treatments on lactic acid and VC contents of fresh-cut pomegranates during cold storage

‘泰山三白甜’石榴籽粒VC含量在冷藏过程中对照和处理均变化平稳，呈单峰曲线，对照和处理均在冷藏至第3天时达最高值约38.5 mg/L，之后对照籽粒VC含量迅速降低，处理籽粒降低较为缓慢，至冷藏至15 d三者含量差值较小（图4a）。表明‘泰山三白甜’鲜切石榴籽粒在整个冷藏过程中VC含量较为稳定。

图4b所示，冷藏过程中对照乳酸含量缓慢上升，而微波和紫外照射处理石榴籽粒在0～6 d略有降低，6～9 d时对照乳酸含量显著高于微波和紫外照射处理；微波处理籽粒在0～9 d乳酸含量与紫外照射处理籽粒一致，9～12 d迅速升高，分别是对照和紫外照射处理的1.9 倍和2 倍，之后略有降低。表明微波处理籽粒在冷藏后期易积累乳酸，而使鲜切籽粒易于腐烂变质，不利于石榴籽粒的鲜切保鲜。

2.5　紫外照射及微波处理对鲜切石榴籽粒冷藏过程中相对电导率及抗氧化活性的影响

图5 微波及紫外照射处理对鲜切石榴籽粒冷藏过程中相对电导率（a）和DPPH自由基清除率（b）的影响
Fig.5 Effects of UV and microwave treatments on relative electrolytic leakage and DPPH radical scavenging capacity of fresh cut pomegranates during cold storage

图5　a所示，‘泰山三白甜’石榴籽粒在冷藏过程中相对电导率呈逐渐升高趋势，其中0～3 d，对照和处理相对电导率变化较为一致，3 者无显著差异，冷藏至第6天微波处理籽粒相对电导率迅速升高显著高于对照和紫外照射处理籽粒，分别高45.15%和56.57%；第9天对照相对电导率迅速升高，与微波处理籽粒无显著差异，而紫外照射处理籽粒相对电导率仍显著低于前2者。表明微波处理增大了石榴籽粒冷藏过程中膜的透性，增加了胞内汁液的渗出，不利于籽粒的冷藏，而紫外照射处理后能较好地维持籽粒的膜稳定性，减少胞内溶质的外渗。

图5b所示，‘泰山三白甜’石榴冷藏过程中籽粒DPPH自由基清除率在0～3 d迅速降低，3～9 d缓慢升高，9～15 d又缓慢降低，至15 d自由基清除率降到71.29%；微波和紫外照射处理籽粒在0～6 d，二者自由基清除率变化趋势一致，至第12天后二者清除率均降低到与对照相似水平。表明紫外照射和微波处理能使‘泰山三白甜’鲜切石榴籽粒冷藏前期抗氧化活性维持在较高水平。

3　讨论与结论

鲜切石榴籽粒与其他鲜切果蔬相比具有自身的优点，其可食部分未经严格意义上的切分，剥离后的籽粒由可食的假种皮、种皮和种子组成完整有机体，若处理得当，可避免籽粒受机械损伤，且不受病原微生物侵染。而其他果蔬在去皮和切分过程中机械损伤严重，机体的一系列保护系统被破坏，更容易受细菌微生物侵染并大量繁殖及自身代谢产生的自由基损伤，使鲜切果蔬货架期缩短，影响保鲜品质［14-15］。因此，石榴鲜切籽粒较其他鲜切果蔬更易于保鲜贮藏，包装简便易于食用的石榴籽粒未来更能迎合消费者需求。

已有研究表明适宜的微波处理能对抑制绿竹笋的老化［16］、甜瓜致腐真菌的生长［17］及番茄的保鲜均有一定作用［18］。紫外照射杀菌已广泛应用于鲜切果蔬的保鲜中，Martínez-hernández等［19］研究表明，经短波紫外照射处理的鲜切花椰菜在相同条件贮藏下的霉菌和酵母菌检测数较对照减少，胡雪琼等［20］采用紫外线照射鲜切菠萝，表明紫外线能杀灭其中的微生物，延长鲜切菠萝贮藏期。王敏［8］采用0 ℃冷库中贮藏了74 d的石榴剥取的籽粒进行短波紫外处理，结果表明，短波紫外对石榴籽粒的贮藏品质无显著影响，杀菌效果也不显著，与本研究结果相反，其原因可能由于本实验中紫外灯功率较低，且实验中所用鲜切籽粒为新鲜石榴，石榴冷藏不耐低温0 ℃冷藏会造成石榴果实自身的生理失调。本研究中，微波处理的‘泰山三白甜’鲜切石榴籽粒最佳保鲜期为6 d左右，第9天后其腐烂率、质量损失率、TA含量、TSS含量、相对电导率等各项指标均表明籽粒品质变差。在冷藏过程中微波处理一定程度上增加了籽粒的质量损失率、腐烂率及相对电导率，不利于籽粒的鲜切保鲜，这可能与鲜切石榴籽粒较小、且为浆果、处理过程中微波较容易穿透、造成不可逆转的细胞死亡有关。而紫外照射杀菌虽然具有杀菌消毒不彻底的局限性［14-15］，但与对照相比在降低籽粒的质量损失率、腐烂率和相对电导率等方面有一定的优势，加之冷藏期间的反复取量使得量品在一定程度上不能一直保持无菌状态，一定程度上削弱了紫外照射处理的效果。

石榴籽粒中含有丰富的有机酸，柠檬酸、苹果酸和VC等是植物体内天然具有很好抑菌作用的化合物［6］。各有机酸含量的变化是影响石榴籽粒口感的重要因素，各有机酸组分含量的稳定是保证石榴籽粒良好口感的基础。经实验检测‘泰山三白甜’石榴籽粒中主要以苹果酸、柠檬酸和草酸含量最高，紫外照射和微波处理影响其籽粒冷藏后期的苹果酸和草酸含量，而对柠檬酸和VC含量变化影响不显著，其原因尚不明确。而乳酸在正常的果实中含量很少，冷藏过程中果汁的碳水化合物在乳酸菌的作用下发酵生成乳酸，乳酸含量的增加一定程度上反映了籽粒中病原微生物的增多，实验中微波处理籽粒冷藏中后期乳酸含量的迅速变化可能是该处理病原微生物大量繁殖导致。病原微生物的大量繁殖与鲜切果蔬品质劣变同步进行，而籽粒冷藏中后期的腐烂率、相对电导率增大、TA和TSS含量等的变化一定程度上也与之相关。鲜切石榴籽粒冷藏过程中病原微生物的种类及发生规律将在后续实验中进行研究。

自由基的清除率与抗氧化活性呈正相关，石榴的各个部位均含有酚类物质，研究认为酚类物质含量与抗氧化活性呈正相关［21-22］，张立华［23］的研究表明总酚含量为2.17 mg/g的石榴籽，其对DPPH自由基、ABTS +·两种自由基的清除力显著低于总酚含量仅为0.572 mg/g石榴汁，表明石榴汁中存在其他具有抗氧化活性的物质，尚需进一步验证。实验中冷藏前期紫外照射和微波处理鲜切籽粒DPPH自由基清除率均较对照提高，原因可能是与紫外照射和微波处理影响了籽粒内在生理生化反应，使冷藏前期的生理活性略有升高，后期籽粒进入衰老状态，生理失调，抗氧化活性也相应降低。

此外，鲜切石榴籽粒作为浆果不适宜直接用保鲜袋保鲜，保鲜袋包装的籽粒在取放过程极易受机械损伤，从而不利于保鲜期的延长。结合真空包装并与其他杀菌技术及包装技术措施相结合将有效延长石榴鲜切籽粒的保鲜期及货架期。

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Effects of UV and Microwave Treatments on the Preservation Quality of Fresh-Cut Pomegranates

YANG Xuemei， FENG Lijuan， YIN Yanlei *， WU Chong， WANG Fei
（Shandong Institute of Pomology， Tai'an 271000， China）

Abstract：Ultraviolet （UV） light and microwave （MW） treatments were separately applied after the peeled pomegranate seeds （‘Taishansanbaitian' cultivar） were washed with flowing water. Weight loss， decay incidence， titratable acidity，total soluble solids content， the contents of major organic acids， VC and lactic acid， relative electrolytic leakage and 1，1-diphenyl-2-picrylhydrazyl （DPPH） radical scavenging activity of the pomegranate seeds were determined every three days during subsequent storage at （4 ± 0.5） ℃ for up to 15 days. The results showed that UV radiation reduced the weight loss， decay incidence and relative electrolytic leakage of fresh-cut pomegranate seeds during cold storage， suppressed the increase in total titratable acid content and maintained the main organic acids and VC contents at a relatively stable level，while microwave treatment caused in an increase in weight loss， decay incidence， lactic acid content and relative electrical conductivity during the middle-late stages of storage compared with the control. DPPH free radical scavenging capacity of both MW- and UV- treated seeds remained higher during the early stages of storage （3-6 days） but decreased during the late stage. Fresh-cut seeds of ‘Taishansanbaitian' pomegranate retained its freshness for up to 6 days at （4 ± 0.5） ℃， and the effect of UV treatment was superior to that of MW treatment and control.

Key words：fresh-cut pomegranate seeds； preservation； ultraviolet； microwave

基金项目：山东省自然科学基金项目（ZR2014YL022）；山东省农业科学院青年科研基金项目（2016YQN26）

作者简介：杨雪梅（1982—），女，硕士研究生，主要从事石榴栽培及采后贮藏保鲜研究。E-mail：qdyxm1216@163.com

*通信作者：尹燕雷（1976—），男，副研究员，硕士，主要从事果树种质资源评价与育种研究。E-mail：yylei66 @sina.com

紫外及微波处理对鲜切石榴籽粒保鲜品质的影响

1 材料与方法

2 结果与分析

3 讨论与结论

1　材料与方法

2　结果与分析

3　讨论与结论