貨架陳列期間光照處理對鮮切青椒品質(zhì)的影響

張婷婷，時 月，和朝軍，馬 越，王宇濱，趙曉燕，張 超*

（1.北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，北京 100097；2.洛陽師范學(xué)院食品與藥品學(xué)院，河南 洛陽 471934；3.果蔬農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工北京市重點實驗室，北京 100097；4.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部蔬菜產(chǎn)后處理重點實驗室，北京 100097；5.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，北京 100097）

鮮切青椒是將新鮮青椒（Capsicum annuumL.）經(jīng)過揀選、清洗、去籽、切分、消毒和包裝等步驟生產(chǎn)的即食或即用類產(chǎn)品，目前多用于供應(yīng)大型餐飲企業(yè)或大中型食堂的配餐[1]。隨著人們生活習(xí)慣和飲食習(xí)慣的改變，普通家庭消費者做飯的時間越來越短，對新鮮食材的追求越來越高，鮮切蔬菜具有新鮮的突出特點，且省去了消費者清洗和切分的時間，將有望成為未來家庭配餐的主要原料[2-4]。

目前，鮮切青椒的零售方式主要是陳列于商場或超市的4 ℃冷藏柜中，陳列過程中采用白色日光燈管照明，一般貨架期為3～5 d。但是，在冷藏柜陳列期間，鮮切青椒會出現(xiàn)失水萎蔫和水漬化損傷等現(xiàn)象[3,5-7]。光照處理是采用特定波長的光源對產(chǎn)品進(jìn)行照射。目前，該領(lǐng)域的大部分研究集中于紫外光或熒光輻照，研究顯示紫外光照射可以降低鮮切蔬菜中的菌落總數(shù)、褐變度，維持產(chǎn)品原有的新鮮品質(zhì)[8-11]；熒光照射可以延緩鮮切西蘭花的衰老過程，使其內(nèi)源葡萄糖含量顯著上升，黃化指數(shù)顯著下降[12]。但是，紫外光和熒光會對人體產(chǎn)生一定傷害[13]，無法應(yīng)用于銷售期間的商品照明?？梢姽庠谶@個方面具有明顯的優(yōu)勢，而且已有的研究顯示可見光光照處理對維持果蔬貨架期期間的品質(zhì)具有積極作用，包括在降低鮮切木瓜中微生物數(shù)量[14]、提高鮮切西蘭花的品質(zhì)[15]、降低果蔬的褐變和水漬化損傷[16]、維持豇豆的水分和可溶性固形物含量[17]等方面效果顯著。因此，本研究以新鮮青椒為原料，在貨架期期間使用紅色、綠色和藍(lán)色光代替現(xiàn)有的白色光進(jìn)行照明，并設(shè)置避光處理進(jìn)行對比，評價果實在貨架期期間質(zhì)量損失率、顏色和風(fēng)味等品質(zhì)特征的變化規(guī)律，以建立適用于鮮切青椒的冷藏柜陳列環(huán)境，為延長鮮切青椒貨架期提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

青椒（Capsicum annuumL.）購自北京果香四溢水果超市。

磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀等化學(xué)試劑均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

商用陳列柜 北京二商福島機(jī)電；紅、綠、藍(lán)、白T8分體型LED燈管（長度1.2 m、功率18 W） 中山市藍(lán)鯊照明有限公司；TA.XT Plus質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable Micro Systems公司；PEN3電子鼻 德國Airsense分析儀器有限公司；CM-3700臺式分光測色儀、D500照度計 日本Konica Minolta公司；UV-1800紫外分光光度儀 日本島津公司；EOS600D型數(shù)碼相機(jī) 日本佳能公司；ME204分析天平 瑞士梅特勒-托利多儀器有限公司；HR1861手持式攪拌機(jī) 飛利浦（香港）電子有限公司；TES-1339R光通量計 中國臺北德生電器有限公司；PAL-α糖度計 日本ATAGO有限公司。

1.3 方法

1.3.1 鮮切青椒的制備

將新鮮青椒進(jìn)行分揀，去除破損和萎蔫的青椒，用流動自來水沖洗表面泥土。然后將青椒按照1∶5的料液比浸泡于100 mg/L pH 6.5的次氯酸鈉溶液中2 min，使用青椒質(zhì)量3 倍的純水漂洗，使用離水機(jī)100 r/min離心5 min，然后手工去除青椒果柄和青椒籽，將青椒沿縱向切割成大約2 cm寬的青椒條，使用聚乙烯袋（30 cm×25 cm，厚10 μm，未打孔）進(jìn)行包裝，裝載量為50 g/袋。上述生產(chǎn)過程在環(huán)境溫度為10 ℃的潔凈空間進(jìn)行。

將包裝好的鮮切青椒水平放置于4 ℃的雙開門冷藏柜中，冷藏柜共有5 層，從上到下分別設(shè)置白色、紅色、藍(lán)色、綠色LED燈和無燈光（避光處理組），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。其中，避光處理組將包裝好的樣品進(jìn)一步包裹于黑色塑料袋中。每12 h將樣品翻面一次，在貯藏的第5天測定樣品的性質(zhì)。

將密封于安瓿瓶中葉綠素提取物按照上述光照處理在冷藏柜中放置24 h，每小時測定安瓿瓶中葉綠素含量。

1.3.2 葉綠素提取及其含量測定

隨機(jī)取鮮切青椒樣品50 g，用手持打漿機(jī)勻漿，準(zhǔn)確稱取0.5 g勻漿，于25 mL具塞比色管中，加入25 mL丙酮，取一張濾紙，折疊后置于漏斗中，用丙酮潤濕，將提取液使用丙酮在50 mL棕色容量瓶定容，將定容后的溶液使用分光光度計分別于645 nm和663 nm波長處測定吸光度，以丙酮作空白對照實驗，葉綠素含量計算參考公式（1）。

式中：V表示提取葉綠素所用丙酮的體積/mL；m表示鮮切青椒的質(zhì)量/g。

1.3.3 光源特性測定

使用照度計對光源特性進(jìn)行測定，將照度計探頭置于聚乙烯包裝袋內(nèi)，與鮮切青椒樣品貯藏環(huán)境保持一致時測定光源特性。光源的色度使用Yxy色空間表示，x和y是從三刺激值XYZ中計算出來的色度值，見計算公式（2）。光源色度的純度為赫姆霍茲坐標(biāo)中白點（x＝0.333，y＝0.333）和樣品的距離除以白點和光譜點之間的距離。

式中：X、Y和Z分別為樣品在CIE-RGB系統(tǒng)的中光譜三刺激值。

使用光通量計對光源強度進(jìn)行測定，將光通量計探頭置于聚乙烯包裝袋內(nèi)部，與樣品貯藏環(huán)境保持一致時進(jìn)行測定。

1.3.4 質(zhì)量損失率、色澤和可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的測定

樣品質(zhì)量損失率為樣品貯藏前后的質(zhì)量差與貯藏前質(zhì)量之比。

每批次隨機(jī)取樣6 袋，從每袋中隨機(jī)抽取青椒6 條測定顏色，顏色采用分光測色儀以SEC反射模式進(jìn)行測定，每個青椒樣品正反面共測6 次，取平均值。樣品與新鮮樣品的色差ΔE按式（3）計算。

每批次將6 袋均勻混合，隨機(jī)稱取200 g樣品進(jìn)行破碎、均質(zhì)和離心，取上清液3～5 滴，用糖度計測定可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)。

1.3.5 水漬化損傷比例的測定

每批次隨機(jī)取樣6 袋，將所有樣品均勻混合，使用Canon EOS600D數(shù)碼相機(jī)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。水漬化損傷位點用將RGB色系中綠色序號100～150的像素點（紅色）標(biāo)注。水漬化損傷比例為紅色像素點的數(shù)量與果實像素點數(shù)量之比。

1.3.6 相對電導(dǎo)率的測定

每批次隨機(jī)取樣6 袋，將所有樣品均勻混合，隨機(jī)稱取200 g樣品進(jìn)行破碎，將0.60 g破碎的樣品置于三角瓶中，加150 mL蒸餾水?dāng)嚢杈鶆?，并測定電導(dǎo)率（P0/（μS/cm）），放置20 min后測電導(dǎo)率（P1/（μS/cm）），然后煮沸10 min，冷卻至室溫，加水至原始刻度，靜置10 min后，測其電導(dǎo)率（P2/（μS/cm）），重復(fù)3 次取平均值。相對電導(dǎo)率的計算見公式（4）。

1.3.7 丙二醛含量的測定

每批次隨機(jī)取樣6 袋，將所有樣品均勻混合，隨機(jī)稱取200 g樣品進(jìn)行破碎，準(zhǔn)確稱取10 g破碎的樣品與20 mL 50 mmol/L的磷酸緩沖液（pH 6.8）均勻混合，4 ℃、13 000 r/min離心20 min，取上清液。取1.5 mL上清液，加入2.5 mL 5 g/100 mL三氯乙酸溶液（含5 g/L硫代巴比妥酸），沸水浴15 min，冷卻，過濾。取上清液分別在532 nm和600 nm波長處測吸光度。丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量計算見公式（5）。

1.3.8 電子鼻測定鮮切青椒的風(fēng)味變化

每批次隨機(jī)取樣6 袋，隨機(jī)從6 袋樣品中取樣3 份，每份10 g左右，從每份中再準(zhǔn)確稱取5 g置于頂空進(jìn)樣瓶中，室溫25 ℃下，平衡5 min后直接將進(jìn)樣針頭插入樣品瓶，采用頂空吸氣法進(jìn)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(jìn)樣流量300 mL/min，檢測時間200 s。完成1 次檢測后系統(tǒng)進(jìn)行清零和標(biāo)準(zhǔn)化，然后再進(jìn)行第2次頂空采樣。采用主成分分析表征樣品之間的差別。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

實驗重復(fù)3 次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，使用DPS 7.05軟件進(jìn)行Duncan’s差異顯著性分析，以P＜0.05表示差異顯著。采用Origin 8.0軟件作圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 光源特性

圖 1 光源光譜分布圖（A）和赫姆霍茲圖（B）Fig. 1 Spectral distribution (A) and Helmholtz map (B) of light source

由圖1A可知，紅光、綠光和藍(lán)光處理中光源80%的能量分別集中于620～650、510～530 nm和450～470 nm，無重合部位，而白光80%的能量與紅光、綠光和藍(lán)光均有重合部位，證明4 種光源的特征性明顯，差別明顯。由圖1B可知，赫姆霍茲圖顯示出紅光和藍(lán)光均位于638 nm和442 nm的主波長軌跡上，純度接近100%，進(jìn)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(lán)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(lán)光的光照強度分別為（2 939.7±155.6）、（1 104.7±55.7）、（2 977±181.5）lx和（155.1±15.3）lx，與王虹等[18]使用的光源相似。因此，紅光、綠光和藍(lán)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 光照處理對鮮切青椒質(zhì)量損失率的影響

圖 2 光照處理對鮮切青椒質(zhì)量損失率的影響Fig. 2 Effect of illumination on percentage mass loss of fresh-cut pepper

研究顯示青椒的成熟度對鮮切產(chǎn)品的貨架期有明顯影響[19-21]，成熟青椒有26%的水分通過花萼損失，在水分損失后果實的硬度、失水率和滲透性隨果實水分損失的增加而降低[7]，而鮮切青椒果肉等部位均暴露于環(huán)境，水分損失會更快。由圖2可知，光照處理對質(zhì)量損失率的影響顯著，其中避光處理組的質(zhì)量損失率顯著低于其他各光照處理組，約為白光處理組質(zhì)量損失率的54%；在光照處理組中，藍(lán)光、綠光和紅光處理組鮮切青椒之間的質(zhì)量損失率無顯著差異，但均顯著低于白光處理組?？赡苁且驗榘坠獾墓庹諒姸容^高，促進(jìn)了果實表面水分的蒸發(fā)。所有鮮切青椒處理組的質(zhì)量損失率范圍為2.5%～4.5%，在可接受商品范圍（質(zhì)量損失率低于5%）[22]之內(nèi)。因此，采用藍(lán)光、綠光或紅光處理有利于降低鮮切青椒的質(zhì)量損失率。

2.3 光照處理對鮮切青椒葉綠素含量的影響

圖 3 光照處理對鮮切青椒中葉綠素含量（A）和體外葉綠素含量（B）的影響Fig. 3 Effect of illumination on chlorophyll content in fresh-cut pepper (A)and chlorophyll content in vitro (B)

由圖3A可知，與新鮮樣品組相比，各處理組的葉綠素含量均顯著下降，其中，綠光、紅光、白光和避光處理組的葉綠素含量沒有顯著性差異，而藍(lán)光處理組的葉綠素含量最低。因此，藍(lán)光處理能顯著性降低鮮切青椒中的葉綠素含量。與本研究結(jié)論相似，詹麗娟等[15]研究發(fā)現(xiàn)白光光照處理（2 000 lx）能顯著減緩鮮切西蘭花貯藏期間葉綠素降解和黃化發(fā)生；王麗穎等[23]在聚乙烯薄膜中添加轉(zhuǎn)光劑后，鮮切西蘭花的葉綠素含量保留率增加。

本研究進(jìn)一步將青椒中葉綠素提取出來，置于安瓿瓶中，考察光照處理對葉綠素含量的影響。如圖3B所示，24 h光照處理后，避光處理組的葉綠素含量降低得不明顯，為初始值的85.6%，與Sgroppo等[24]的研究結(jié)果類似，而藍(lán)光、綠光、紅光和白光處理組的葉綠素含量分別降低至初始的16.6%、19.6%、8.05%和4.00%。因此，不同的光照處理對葉綠素含量均有較大的影響，而避光處理能明顯延緩葉綠素降解。對比鮮切青椒中葉綠素含量的變化規(guī)律，可以推測青椒的細(xì)胞壁、液泡以及細(xì)胞液等均對葉綠素起到保護(hù)作用。

2.4 光照處理對鮮切青椒顏色的影響

表 1 光照處理對青椒顏色的影響Table 1 Effect of illumination on color of fresh-cut pepper

顏色是影響鮮切青椒可接受性的主要評價指標(biāo)[25]。由表1可知，光照處理對鮮切青椒的外觀顏色具有顯著影響，一般認(rèn)為當(dāng)ΔE小于3.0時，人眼難以分辨兩個樣品的區(qū)別。避光處理組的ΔE最小，為1.65，且避光處理組的葉綠素含量與新鮮樣品最為接近，而葉綠素含量可表征鮮切青椒的綠色度；因此避光處理有利于維持樣品原有的顏色。而藍(lán)光、綠光、紅光和白光處理組的ΔE均高于3.0，其中，白光處理組的ΔE顯著高于藍(lán)光、綠光和紅光處理組。因此，避光處理可以維持鮮切青椒原有的顏色，而與白光處理相比，綠光和紅光處理均有助于減少樣品顏色的變化。

圖4顯示了光照處理對鮮切青椒外觀形態(tài)和水漬化損傷的影響。貯藏5 d后，各處理組的鮮切青椒均發(fā)生水漬化損傷（在圖中用紅色進(jìn)行標(biāo)示）。新鮮樣品、藍(lán)光、綠光、紅光、白光和避光處理組的水漬化損傷程度分別為1.3%、24.5%、8.6%、13.8%、4.6%和3.1%。除新鮮樣品外，避光處理組水漬化程度最低，而藍(lán)光和紅光的損傷程度最高。因此，藍(lán)光和紅光不利于鮮切青椒的貯藏。

圖 4 光照處理對鮮切青椒外觀以及水漬化損傷的影響Fig. 4 Effect of illumination on appearance and water-soaking symptom of fresh-cut pepper

2.5 光照處理對鮮切青椒相對電導(dǎo)率、MDA含量和可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

圖 5 光照處理對鮮切青椒相對電導(dǎo)率（A）、MDA含量（B）和可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)（C）的影響Fig. 5 Effect of illumination on relative conductivity (A), MDA content (B)and soluble solid content (C) of fresh-cut pepper

相對電導(dǎo)率可表征樣品細(xì)胞內(nèi)部電解質(zhì)泄露情況，從而反映樣品細(xì)胞壁破裂情況；MDA是膜脂過氧化作用的主要產(chǎn)物之一，其含量可反映樣品細(xì)胞膜衰老和破裂的程度[26]；因此，相對電導(dǎo)率和MDA含量的提高均表示樣品的細(xì)胞壁破裂程度提高，說明了細(xì)胞的衰老。與新鮮樣品相比，各處理組相對電導(dǎo)率顯著提高，該結(jié)論與Gómez等[21]的結(jié)論一致。在光照處理組中，藍(lán)光和白光處理組相對電導(dǎo)率顯著高于其他處理組（圖5A）。與相對電導(dǎo)率的變化規(guī)律相似，各光照處理組MDA含量均顯著高于新鮮樣品，藍(lán)光和白光處理組的MDA含量顯著高于其他處理組；與相對電導(dǎo)率變化規(guī)律不同的是，避光處理組MDA含量顯著高于新鮮樣品組，但是顯著低于其他處理組（圖5B）。由此可以推斷白光和藍(lán)光處理最易導(dǎo)致鮮切青椒細(xì)胞衰老，而綠光、紅光和避光處理均有助于延緩細(xì)胞的衰老過程。

由圖5C可知，與新鮮樣品相比，避光處理組的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)沒有顯著性變化，而其他各處理組的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)均顯著提高，其中藍(lán)光和白光處理組的可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他各處理組。因此，藍(lán)光和白光促進(jìn)了鮮切青椒的生理代謝，積累了更多的可溶性固形物。該結(jié)論與相對電導(dǎo)率和MDA含量的結(jié)果一致，進(jìn)一步證實了藍(lán)光和白光處理具有促進(jìn)鮮切青椒代謝的作用，而綠光和紅光處理延緩了青椒的代謝進(jìn)程。周任佳等[27]研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在避光環(huán)境中，保鮮膜包裝可以進(jìn)一步降低鮮切哈密瓜可溶性固形物和VC的損失，維持較好的硬度和色澤，對延緩果實細(xì)胞衰老有一定作用。

2.6 光照處理對鮮切青椒風(fēng)味的影響

電子鼻常用來辨別樣品風(fēng)味之間的區(qū)別，有研究使用該儀器對青椒的新鮮度進(jìn)行區(qū)分，并取得了較好的區(qū)分度[21,28]。由圖6可知，主成分1和主成分2的方差積累貢獻(xiàn)率分別為98.02%和1.96%，因此，主成分1和2對鮮切青椒風(fēng)味的總貢獻(xiàn)率達(dá)到99.98%，可以表征鮮切青椒的香氣特征。各處理組在主成分1的投影具有一定區(qū)分度，其中新鮮樣品和避光處理組與其他各處理組均有明顯的差別，而藍(lán)光、綠光、紅光和白光處理組之間未有效區(qū)分。與藍(lán)光、綠光、紅光和白光處理組相比，避光處理樣品的香氣更加接近于新鮮樣品。在主成分2的維度上，各個處理組互相之間均未得到有效區(qū)分。因此，光照處理會引起鮮切青椒香氣的變化，而避光處理有利于維持青椒原有的香氣。

圖 6 光照處理對鮮切青椒風(fēng)味的影響Fig. 6 Effect of illumination on aroma of fresh-cut pepper

3 結(jié) 論

紅光和綠光處理能減少果實的顏色改變，降低可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)、丙二醛含量和相對電導(dǎo)率的變化；綠光和白光處理組水漬化損傷程度較低；綠光、紅光、藍(lán)光和白光處理組樣品中的風(fēng)味沒有明顯差別；此外，綠光處理有利于降低鮮切青椒的質(zhì)量損失率，延緩果實的果肉損傷。因此，綠光處理有助于維持貨架期間鮮切青椒的品質(zhì)。