時月 張慧君 馬越 王宇濱 趙曉燕 張超

摘 要： 為了評價貨架陳列期間光照處理對鮮切西瓜品質(zhì)的影響，在4 ℃貨架陳列期間，使用白光、紅光、綠光和藍光對鮮切西瓜進行光照處理4 d，比較樣品失重率、硬度、顏色和風(fēng)味等品質(zhì)特征。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅光處理的光源主要發(fā)射峰位于620～650 nm，光譜純度為100%，強度為（1 104.7±55.7） lx。紅光處理使鮮切西瓜的失重率降低至1.81%，比白光處理的失重率降低了51.1%，可溶性固形物含量比白光處理提高4.9%，并且紅光處理有效維持果實原有的硬度、顏色和香氣。因此，紅光處理可延緩鮮切西瓜品質(zhì)的劣變。

關(guān)鍵詞： 鮮切西瓜；無籽西瓜；紅光照射；劣變；風(fēng)味

Abstract： The effect of light exposure treatment during shelf display on qualities of fresh-cut watermelon was evaluated. The fresh-cut watermelon was exposed with white， red， green， and blue light exposure during the shelf display at 4 oC for 4 d， and their weight loss， firmness， color， and aroma were compared. The maximum emissions of red exposure was located in 620-650 nm with the purity of 100% and intensity of （1 104.7±55.7） lx. Red exposure reduced the weight loss rate to 1.81%， which was 51.1% less than the white light exposure. The red exposure also improved the soluble solid content， 4.9% higher than the white exposure. Moreover， the red exposure maintained the firmness， color， and aroma of fruit cubes. Therefore， the red light exposure could retard the quality deterioration of the fresh-cut watermelon.

Key words：Fresh-cut watermelon；Seedless watermelon；Red exposure；Deterioration；Aroma

鮮切西瓜是將新鮮西瓜經(jīng)過清洗、去皮、切塊和包裝等工序生產(chǎn)的快速消費品，具有安全、方便和無廢棄物等優(yōu)點，深受消費者喜愛[1-2]。目前，鮮切西瓜主要是陳列于商場或超市的4 ℃冷藏柜中，采用白色日光燈管照明，一般銷售的貨架期為3～5 d。但是，在貨架陳列期間，鮮切西瓜易出現(xiàn)汁液滲出和風(fēng)味劣變等問題[3-6]。

光照處理是在貨架陳列期間采用特定波長的光源進行照射，延長水果或蔬菜貨架期，具有操作簡單、安全、無殘留等優(yōu)點[7-10]。并且，光照處理作為植物代謝過程中的光控制信號因子，是維持部分果實正常代謝的必要條件[11-12]。研究發(fā)現(xiàn)，藍光照射（405 ± 5 nm）可以抑制鮮切木瓜和杧果中的Salmonella spp.的生長，延長其貨架期[8， 12]；使用2 500 lx的白光照射可以延緩鮮切生菜的褐變和腐敗[13]；白光照射將新鮮花菜中多酚氧化酶和過氧化物酶的活性分別降低至26%和16% [9]；白光照射還降低豇豆的失水率，維持其可溶性固形物含量[14]。但是關(guān)于特定波長光照對鮮切西瓜品質(zhì)影響的研究還鮮有報道。

項目組研究發(fā)現(xiàn)，使用3 000 lx的白光照射可以抑制鮮切西瓜的汁液損失，延長其貨架期[3]。但是，白光是由紅光、綠光、藍光等不同波段的光譜組成。因而，本研究進一步討論紅光、綠光和藍光對鮮切西瓜品質(zhì)的影響。筆者以無籽西瓜‘國蜜2號為原料，分別使用紅光、綠光和藍光代替現(xiàn)有的白光進行照明，評價果實在貨架期期間失重率、硬度、顏色和風(fēng)味等品質(zhì)特征的變化規(guī)律，探索適用于鮮切西瓜的陳列方式，為延長鮮切西瓜貨架期提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

無籽西瓜‘國蜜2號（北京蔬菜研究中心農(nóng)場），DPPH（1，1-二苯基-2-三硝基苯肼），乙醇，Trolox原液，熒光素鈉，磷酸二氫鉀，磷酸氫二鉀，鉬酸銨，草酸-EDTA，5%硫酸，偏磷酸-乙酸緩沖液，試劑均為分析純。

商用陳列柜（北京二商福島機電）；紅、綠、藍、白T8分體型LED燈管（中山市藍鯊照明有限公司），規(guī)格1.2 m，18 W；TS型削皮機為實驗室研制；TA-XT plus 質(zhì)構(gòu)分析儀（英國Stable Micro System公司）；電子鼻（德國Airsense分析儀器有限公司）；CM-3700臺式分光測色儀（KONICA MINOLTA公司）；UV-1800紫外分光光度儀（日本島津）；便攜式可溶性固形物測定儀（廣州愛宕科學(xué)儀器有限公司）；EOS 600D型數(shù)碼相機（日本佳能公司）；光通量TES-1339R Data Logger（德生電器有限公司，中國臺北）；照度計（美能達D500，美能達科技有限公司，日本）。

1.2 鮮切西瓜光照處理

將西瓜在10 ℃冷庫放置24 h，使用100 mg·L-1的次氯酸鈉溶液對果實表面進行消毒，靜置瀝水，在潔凈車間內(nèi)使用削皮機去除西瓜果皮，手工將果肉切成2.5 cm×2.5 cm×2.5 cm的果塊，置于保鮮盒中，每盒約280 g，放置于4 ℃的雙門冷藏柜貯藏，進行白光、紅光、藍光和綠光處理，每個處理9盒。具體將冷藏柜的每層分別裝備白色、紅色、藍色和綠色的LED燈，層與層之間放置隔板避免光污染，冷藏柜外面維持30 lx的基礎(chǔ)照明，將樣品在各層進行光照處理，貯藏4 d后取出測定樣品的品質(zhì)。試驗共進行3批處理，以未貯藏的樣品作為CK。

1.3 照射特性測定

使用照度計對光源進行測定，將照度計探頭置于保鮮盒內(nèi)部，與樣品的實際高度和溫度保持一致。照度的顏色使用Yxy空間表示，Y表示亮度，x和y是從3刺激值XYZ中計算出來的色度值，見計算公式（1）。照度的純度為白點和樣品的距離除以白點和光譜點之間的距離。

將光通量計置于保鮮盒內(nèi)部，與樣品的實際高度和溫度保持一致測定光通量。

1.4 失重率、顏色和可溶性固形物含量的測定

樣品失重率為樣品貯藏前后的質(zhì)量差與貯藏前質(zhì)量之比作為樣品的失重率。顏色以反射率的方式進行測定，每個處理正反面共測6次，取平均值。2個樣品之間的色差為2個樣品L值、a值和b值之差的平方和的平方根?？扇苄怨绦挝锖恳蕴嵌扔嫓y定。

1.5 硬度

使用TA-XT plus質(zhì)構(gòu)分析儀的P/5探頭測定樣品硬度：測試前速度10 mm·s-1；測試速度2 mm·s-1；測試后速度10 mm·s-1，下壓距離15 mm，設(shè)定最小感知力5 g，選擇測試過程中平均力的大小表示硬度，每次測試位置均勻，每個樣品取20個點，取平均值。

1.6 水漬化損傷比例的測定

樣品使用Canon EOS600D拍照，保持所有照片的曝光參數(shù)一致，使用Image-Pro Plus軟件處理照片。將RGB色系中紅色序號140～190的像素點標(biāo)記為黃色。將黃色像素點的數(shù)量與果實像素點數(shù)量之比作為水漬化損傷比例。

1.7 電子鼻測定

分別稱取樣品10 g置于頂空進樣瓶中，室溫25 ℃下，平衡5 min后直接將進樣針頭插入樣品瓶，采用頂空吸氣法進行電子鼻分析實驗。測定條件：傳感器清洗時間100 s、傳感器歸零時間5 s、樣品準(zhǔn)備時間5 s、進樣流量400 mL·min-1，檢測時間120 s。完成1次檢測后系統(tǒng)進行清零和標(biāo)準(zhǔn)化，然后再進行第2次頂空采樣。統(tǒng)計分析10個不同選擇性傳感器的G/G0值。采用主成分分析表征樣品之間的差別。

1.8 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計

試驗3次重復(fù)，將3次的試驗結(jié)果計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，使用統(tǒng)計分析軟件DPS 7.05進行處理，Ducans新復(fù)極差法進行顯著性分析。采用Origin 8.0軟件繪制圖像。

2 結(jié)果與分析

2.1 光源特性

圖1顯示光照處理中光源的特性。紅光、綠光和藍光處理中光源80%的能量分別集中于620～650、510～530和450～470 nm，無重合部位，而白光80%的能量與紅光、綠光和藍光均有重合部位，證明4種光源的特征性明顯，差別明顯；赫姆霍茲圖顯示出紅光和藍光均位于638和442 nm的主波長軌跡上，純度接近100%，進一步驗證了上述光譜能量分布無重合的結(jié)論，而綠光的補充波長位于520 nm，純度為86.4%；與紅光、綠光和藍光不同，白光位于黑體軌跡上，顯示出日光光譜特征；白光、紅光、綠光和藍光的照度強度分別為（2939.7±155.6）、（1104.7±55.7）、（2977±181.5）和（155.1±15.3）lx。因此，紅光、綠光和藍光處理的光譜特征差別顯著，具有對產(chǎn)品照明的功能；白光處理的光源接近于普通的日光照射，強度高于目前商場和超市冷藏柜的照明強度。

2.2 光照處理對鮮切西瓜失重率的影響

圖2顯示光照處理對鮮切西瓜失重率的影響。與白光處理相比，紅光和綠光處理組的失重率顯著降低，而藍光處理組的失重率顯著提高，其中，紅光處理的失重率為1.81%，比白光處理（3.70%）的失重率降低了51.1%。因此，紅光處理有利于降低鮮切西瓜的失重率。

2.3 光照處理對鮮切西瓜可溶性固形物含量的影響

圖3顯示光照處理對鮮切西瓜可溶性固形物含量的影響。與CK組相比，各光照處理組的可溶性固形物含量均顯著提高。值得注意的是紅光和綠光處理組可溶性固形物含量無顯著性差別，顯著高于白光和藍光處理組的可溶性固形物含量。因而，紅光和綠光處理有利于提高鮮切西瓜可溶性固形物含量。

2.4 光照處理對鮮切西瓜硬度的影響

由圖4可知，與CK組相比，白光、綠光和藍光處理組的鮮切西瓜硬度顯著降低；在光照處理組之中，紅光處理組的樣品硬度相對最高，顯著高于其他光照處理。因此，紅光處理有利于維持鮮切西瓜果實硬度。

2.5 光照處理對鮮切西瓜顏色及其水漬化損傷程度的影響

表1顯示光照處理對鮮切西瓜顏色的影響。與白光處理相比，紅光、藍光和綠光處理均有利于維持產(chǎn)品原有的顏色，其中，紅光處理后鮮切西瓜的ΔE最小，白光處理組的ΔE最大，而綠光和藍光處理組居中。值得注意的是，紅光處理的a值與CK組相似，而白光和藍光處理顯著性降低了a，而a主要代表了樣品的紅色度。因此，紅光對鮮切西瓜的顏色影響最小，并有效維持果實原有的紅色。

圖5顯示光照處理對鮮切西瓜水漬化損傷程度的影響，可以發(fā)現(xiàn)CK的部分果實邊緣就發(fā)生水漬化損傷。在經(jīng)過光照處理后，各處理的水漬化損傷比例提高，紅光和綠光處理的水漬化損傷比例相對較低。同時可以發(fā)現(xiàn)，紅光處理后果實的紅色保持較好，與CK相似，而白光和藍光處理后，果實的紅色度降低，與CK差異明顯。

2.6 光照處理對鮮切西瓜氣味的影響

圖6顯示了光照處理對鮮切西瓜風(fēng)味的影響。研究采用主成分分析的方法對電極傳感器的信號進行降維處理，獲得主成分1和主成分2，其對樣品香氣的貢獻率分別為98.5%和0.97%，兩者對香氣貢獻之和達到99.6%，可以表征樣品香氣之間的差別。在主成分1上，紅光處理的香氣與CK最接近，綠光和藍光處理與CK的區(qū)分度較大；在主成分2上，各光照處理與CK的區(qū)分度不大。

進一步考察10根電極傳感器信號對主成分1和主成分2 的貢獻，可以發(fā)現(xiàn)W1W和W5S傳感器對主成分1的貢獻較大，另外8根傳感器對主成分1的貢獻相似，且均為正值；W2W和W2S對主成分2的貢獻值較大，W1S、W1C、W3S、W3C、W5C、W5S和W6S次之，而W1W的貢獻率為負值。結(jié)合主成分1和主成分2對樣品香氣的貢獻率分別為98.5%和0.97%，可以判定W1W和W5S傳感器是判定鮮切西瓜風(fēng)味變化的主要依據(jù)。原因在于，在鮮切西瓜4 d的貨架期中，微生物會代謝產(chǎn)生少量硫化物，而W1W對無機硫化物非常敏感；西瓜的特征香氣組分主要是壬烯醛和壬烯醇及其衍生物，屬于短鏈烷烴芳香組分，其成分的變化會影響樣品的香氣，而W5S對短鏈烷烴芳香組分較為敏感。由此證明，引起鮮切西瓜風(fēng)味改變是微生物代謝和果實香氣組分自身代謝2方面共同作用的結(jié)果，紅光處理有利于維持樣品原有的香氣。

3 討 論

紅光照射降低了鮮切西瓜的失重率，該結(jié)論與史君彥等[14]的結(jié)論一致，他們采用不同顏色的LED光源照射豇豆，結(jié)果發(fā)現(xiàn)紅光和綠光處理豇豆的失重率顯著低于白光處理的失重率。其原因可能有2個方面，一方面于貨架期期間，果實失重，從而可溶性固形物含量比例提高；另一方面，果實的糖代謝會進一步提高單糖和雙糖的含量[15]，從而可溶性固形物含量提高。同時，研究者進一步發(fā)現(xiàn)，果蔬的失重率還與光照的強度相關(guān)[3]，他們發(fā)現(xiàn)生菜在高光照（2 500 lx）、低光照（500 lx）和黑暗環(huán)境中的失重率分別為1.74%、1.35%和1.05%。由此推測，紅光光照處理的強度能保證貨架展示照明即可。

紅光處理有利于維持鮮切西瓜原有的顏色，尤其是保留了原有的紅色色度。與本研究結(jié)論一致，王連伏等[16]也發(fā)現(xiàn)紅光處理有利于維持西蘭花原有的顏色。但是，部分研究者認為鮮切果蔬顏色的變化主要來源于樣品的加工過程和成熟過程，光照僅僅起到輔助作用[8]。

4 結(jié) 論

通過比較白色、紅色、綠色和藍色光照處理對鮮切西瓜失重率、硬度、顏色和風(fēng)味等品質(zhì)特征的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紅光處理的光源主要發(fā)射峰集中于620～650 nm，純度為100%，強度為（1 104.7±55.7） lx。紅光處理使鮮切西瓜的失重率降低至1.81%，比白光處理的失重率降低了51.1%，鮮切西瓜的可溶性固形物含量比白光處理提高4.9%，并且紅光處理能有效維持果實原有的硬度、顏色和香氣。因此，紅光處理延緩鮮切西瓜品質(zhì)的劣變。

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