辐照水果、蔬菜和坚果
I．水果
A.简介
对水果进行辐照可以有多种目的，即（1）灭菌，（2）延缓成熟，（3）抑制衰老，（4）辐射消毒（5）辐射完全灭菌，（6）虫害防治。在这些可能的目的中，除辐射消毒作用外，所有的目的都已被研究。
除了辐射完全灭菌，辐照的一般目的是为了保持这些食品的新鲜状态。用于延迟成熟或抑制衰老的辐照不是针对微生物污染物，而是针对食品本身，并通过作用于仍然"活着"的水果或蔬菜的一个或多个生物过程来实现预期的结果。除了辐照和一些涉及昆虫灭虫的情况外，辐照水果和蔬菜的总体目标是确保贮存。
在实现这一目标的过程中，目的是保留水果和蔬菜的正常特性。如果说在确保这一结果方面有一个主要问题，那就是辐照会导致软化和失去正常的坚实质地。这种软化被归因于水果和蔬菜的果胶和纤维素成分的降解，正如图8.1中关于苹果组织的数据所示。辐射诱导的结合钙从植物组织中释放出来，并通过干扰通常存在的果胶钙结合而与软化有关。在辐照前，将蓝莓、甜樱桃或草莓浸泡在0.5%的氯化钙溶液中30分钟，可使水果在辐照后迅速恢复活力。对于一些水果和蔬菜，软化效果发生在剂量低于获得所需技术效果（如减少微生物数量）所需的剂量时。主要是因为这个问题，它阻碍了一个非常重要的正常特性的保留，所以不可能通过辐照一些水果和蔬菜来确保某些技术效果。
图8.1通过“冲孔”试验（破碎负荷）测定的辐照苹果组织的软化(-)与通过粘度变化测定的组织果胶(----)和纤维素(----)的降解之间的总体关系。
新鲜水果和蔬菜的不寻常之处，即它们是“活”的食品。加上某些用途中辐射的预期技术效果与确保这些食品的生命过程发生变化有关，导致辐射的间接效应与通常不同，这不仅是因为变化的性质，而且，这种变化可能会在很大程度上被时间延迟。
在讨论辐照对水果和蔬菜的影响时，通常需要进行单独处理，因为对辐照的反应差异很大，不可能对食物进行分组。
接下来可以观察到，在新鲜水果和蔬菜的处理中使用辐照存在着困难，这大大限制了这种技术的使用。毫无疑问，这些困难，是新鲜水果和蔬菜所固有的，因此在很大程度上是无法克服的。然而，进一步的研究有望取得进展，至少可以克服一些困难。以下论述是关于这方面可能有用的建议：
1.必须了解水果和蔬菜的采后生理，以便从辐照中获得最佳优势。作为其中的一部分，了解辐照如何影响食物也很重要。
在以下方面尤其需要这样的理解：
a、延迟成熟
b、延缓衰老
c、辐照引起的食物变化，使其更加易受微生物腐烂的影响
2.通常，新的程序不需要改变以前的做法。然而，可能需要作出调整以适应新的程序。为了适应与辐照有关的需求和机会，可能需要对新鲜水果和蔬菜通常采用的收获（采后）、处理、储存和销售方法进行一些修改。例如，在某些情况下，食品的包装方式可能会极大地影响从辐照中获得的益处。以前使用的包装可能不适合辐照食品，可能需要适当的改变。
3.某些种类的水果比其他种类的水果更适合加工，这是很常见的。在某些情况下，辐照也是如此。认识到这一点对于选择水果和蔬菜进行辐照是很重要的。
4.当新鲜水果在成熟期开始后被辐照时，辐照会失去其延迟成熟的效果，因此有必要确定辐照实际上是在成熟期开始前进行的。根据主观或感官标准来确定似乎是不够的。相反，客观标准，如呼吸速率，可能更有用和准确。
5.在对特定水果进行与微生物腐烂有关的实验研究时，重要的是要知道所遇到的感染的种类和数量。没有这样的信息，可能无法获得有意义的结果。
6.在辐照的商业应用中，在可能的情况下，可以根据使用的特定环境中遇到的微生物感染的性质调整剂量。一些较耐辐射的微生物并不是普遍分布的，如果在某一特定情况下没有，较小的剂量可能就足够了。
B.辐射灭菌
1.简介
“采后病害”一词通常用来指由微生物引起的新鲜水果和蔬菜的腐败。水果腐败主要是由丝状真菌感染和酵母菌感染造成的；细菌感染在水果腐败中并不重要。对新鲜水果进行辐射灭菌是为了控制这些腐败微生物。
新鲜水果和蔬菜受到真菌、酵母和细菌的污染可以通过几种方式发生。田间感染可发生在开花期间，采后微生物生长可发生在食物组织内。表皮可以防止入侵，但在采后（收获）和处理过程中产生的伤口和割伤可以作为入口。接触感染可能发生在贮存和处理中，并将感染从受感染的产品传播到未受感染的产品。
与新鲜水果腐败有关的各种酵母菌的致死剂量在4到20kGy之间。真菌的灭活剂量在1.5到6kGy之间（见表4.5）。一般来说，这些剂量对许多水果来说太大，因为它们会导致不可接受的质地变化。
在对水果进行辐照处理时，可能会出现一个有点出乎意料的结果。随着一些水果的剂量增加，而不是减少，腐败增加。这种影响一般被解释为辐射对组织的损害，使其更容易受到腐败微生物的攻击。虽然细胞破裂或细胞膜通透性增加、组织软化、表皮弱化和其他类似的辐射引起的变化可能与腐败的增加有关，但人们提出了一种不同的具体机制。已经观察到自然发生的抗生素化合物（植物杀菌素）可以控制导致水果变质的真菌。有人推测，辐照减少了水果形成这些抗真菌物质的能力，这样一来，它抵抗真菌攻击的能力就会降低。这一概念不仅在水果中得到了实验证据的支持，而且在蔬菜中也得到了实验证据的支持。
2.浆果
一般来说，浆果是很容易腐烂的食物，辐照的目的是控制腐败的真菌。不幸的是，如果要避免过度软化，这些食品可以耐受不超过2至3kGy的剂量。20世纪60年代获得的研究结果表明，2kGy的剂量结合辐射后冷藏处理可以在不必要的情况下延长草莓的寿命。
草莓的剂量与延长寿命的关系如图8.2所示。包装(0.03mm穿孔聚乙烯薄膜)减少辐照后感染的效果。这种包装可以延长水果的寿命3倍。
类似的效果也发生在其他浆果水果上，如红莓和黑覆盆子。
评估浆果果实辐照效用的部分问题在于，其有效性很大程度上受到初始霉菌污染水平的影响，而初始霉菌污染又受到生长条件的影响，如湿的或干燥的水分水平。至少在某些地方，改进的草莓种植程序降低了这一水平，有鉴于此，似乎应该重新研究这种辐照的使用。
图8.2辐照对15℃下草莓霉菌发展的影响。继发感染发生在0.03mm穿孔聚乙烯薄膜未保护的浆果中。●继发感染；■无继发感染。
除软化外，辐照，特别是3kGy以上剂量的辐照，可引起颜色和风味的变化。草莓甜味的增加是由于正常酸度的降低。
3.柑橘类
柑橘类果实辐照的目的是防治绿霉和蓝霉引起的茎端腐病。控制这种感染所需的剂量与照射时感染的状态有关。已证实的感染需要的剂量比那些处于初期的感染要高。特定的生物存在也影响剂量需求。例如，柑橘上的黑斑菌在高达7.5kGy的剂量下几乎不受影响，而意大利青霉和绿霉则在1到2kGy的剂量下得到良好的控制。
图8.3采后5天不同剂量的辐照对“沙莫蒂”甜橙果皮的损伤百分比。S和Ν表示不同的树林。●--●，S-;Ο----Ο，Ν-;Ο----Ο，Ν-。
果皮的点蚀可能是辐射灭菌的结果之一。图8.3显示了“沙莫蒂”甜橙的最大可能损害百分比与剂量有关。辐照后出现点状损伤，在环境温度下贮存4-5天内变得明显。这种损伤可能是由于果胶解聚引起反照率组织崩溃所致。损伤往往集中在茎部区域。辐照卵形橙中的萜烯化合物随着剂量和辐照后保持时间的增加而增加。据推测，与辐照相关的果皮损伤是由于萜烯类化合物在外果皮细胞中的扩散。果皮损伤的严重程度随着剂量、储存时间和储存温度的增加而增加。在2℃下贮存，单独或与在53℃水中浸泡5分钟相结合，可减少果皮损伤。热水浸泡也降低了贮存时霉菌感染的发生率。
表8.1“坦普尔（Temple）”橙汁的口味可接受性评级与剂量和储存时间有关，温度为2℃时。
已经注意到对柑橘类水果的各种其他影响。辐照会导致软化，而这种软化在贮存时有所减少。从表8.1关于坦普尔橙汁可接受性的数据可以得出，2kGy的剂量一般不会严重影响风味。然而，剂量低至0.6kGy，就会在葡萄柚中产生可检测到的味道和气味变化。表8.2的数据表明，抗坏血酸含量的降低很少超过10%，但随着贮存的增加而增加。贮存时重量损失的增加与2-3kGy以上剂量的辐照有关。辐照可能会增加呼吸速率，但这种影响随着水果的存放而消失。柠檬沿着瓣间隔出现内部空洞。这被认为是水果中气体的形成。柠檬的辐照会加速萼片的死亡，并可能导致黑斑病。出现各种颜色的变化。2kGy的剂量会导致柠檬变色。较低的数值会加速柠檬的脱绿，但0.3kGy会延迟酸橙的脱绿。加利福尼亚脐橙经过2到3kGy的剂量辐照后，颜色变得更加橙*，但佛罗里达脐橙和坦普尔橙会发生漂白，变成*橙色。
有些产品的肉色变成了棕色。虽然柑橘类果实的种类和品种存在一定的差异，但控制蒂端腐病的辐照剂量似乎不低于1.5kGy。在这个剂量水平下，会发生不可接受的水果损害，特别是对果皮，因此，这种辐照不太可行。
表8.2柑橘抗坏血酸的还原量随辐照、贮藏温度和贮藏时间的变化
4.葡萄
葡萄的腐烂主要是由灰葡萄孢菌引起的。然而，也可能存在其他真菌。低至1.25kGy的剂量可以控制灰葡萄孢菌。然而，高达3kGy的剂量不能灭活枝孢菌和青霉。剂量超过3或4kGy会加速腐烂。将葡萄在50℃的水中浸泡5分钟，再加上1kGy的剂量辐照，在环境和冷藏温度下都可以延长寿命。
葡萄品种对辐照的反应有很大的差异。“拉崎”、“霍恩斯”、“铁炎”、白色的“马斯喀特”和“查西拉斯”品种的食用葡萄在颜色、质地和其他感官特征上没有明显的变化，剂量最高可达2kGy。然而，“汤普森”和“皇帝”的品种在1kGy的剂量下变得令人反感。“弗雷多尼亚葡萄”1.5kGy时表现出不受欢迎的颜色和风味变化。白色的“马斯喀特”和“沙塞拉斯”葡萄添辐照0.2至0.3kGy，使它们能在25℃下保存15至30天。未经辐照的品种在25℃下的正常寿命只有5-7天。
5.橄榄
新鲜绿橄榄可能会因枝孢菌和曲霉菌等霉菌的生长而腐烂。剂量在1-4kGy范围内会软化新鲜绿橄榄，使其更容易腐烂。辐照还会导致内部和外部变色。鉴于这些不良影响，新鲜绿橄榄的辐射灭菌似乎是不可行的。
6.梨果类水果
a.苹果
苹果的腐败是由青霉菌（Pénicilliumspp.）、球孢（Gloesporiumspp.）、黑曲霉（Aspergillusniger）、霉菌（Botrytisspp.）和其他霉菌的感染引起的。至少在某些情况下，2kGy的剂量可能足以控制苹果中的这些生物体。已经观察到辐照对苹果的各种不利影响，包括软化和内部崩溃破裂（核空）。与储存温度等环境因素的相互作用对这种变化有显著的影响。苹果的品种也是一个非常重要的因素。除非有其他可用的信息，否则对苹果进行辐射处理似乎是不切实际的。
b.梨
灰霉病菌是梨最重要的致腐生物。2到3kGy的剂量可以明显延缓在环境温度下贮存的梨的腐烂斑点的出现。
辐照会产生一些不利的副作用，包括软化、皮肤的斑点和果肉的砂砾。不同种类的梨子在效果上有很大的差异。根据目前的知识，对梨进行辐照似乎是不现实的。
7.核果类水果
a.杏子
真菌腐烂是导致杏子腐烂的原因。从表8.3的数据中可以看出，在1-3kGy范围内的剂量可以合理地控制这种腐烂。根据这些数据，最佳剂量为2kGy。果实的感官特性没有明显的变化。
b.樱桃
樱桃腐烂的主要原因是褐腐病，由植物枝孢菌和山百合等生物引起。在1-4kGy范围内的剂量可延长产品的使用寿命。4kGy以上的辐照使射腐烂增加。在相对较低的剂量下，即约2kGy，可通过批量检测到软化。在大约4kGy时，可能会发生果皮皱纹。在约10kGy时，会出现正常红色变成棕色的趋势。
辐照引起软化的作用是樱桃辐照灭菌化的主要威慑
表8.3辐射照射对杏的一些影响a
b0，非常柔软；5，坚实。
c0，不可接受；3，可接受；5，典型品种
c.油桃
有限的研究表明，2-4kGy剂量的辐照可以控制褐腐病。硬度和颜色不受影响。然而，它会对味道产生不利的影响。
表8.4在有热水浸泡和无热水浸泡的成熟期辐照贮藏的“洛林”桃子的衰变百分比
b在3℃温度下贮存10天，加20℃下贮存4天。
c在49℃热水中浸泡7min
d.桃子
由念珠菌属和黑根霉菌等真菌引起的褐腐病是鲜桃的主要腐烂原因。表8.4显示了辐照对桃子衰变影响的数据，辐射剂量高达2.25kGy，有热水浸泡和没有热水浸泡，并在3℃下贮存10天，再加上在20℃下贮存4天。这些数据表明，仅用0.75kGy剂量的热和辐照组合，或仅用1.5kGy剂量的辐照，可以有效控制腐烂。
在绿熟期辐照的桃子会变软，但在贮存期间，其硬度与未辐照的桃子大致相同。表8.5中的数据证明了这种影响。在坚实成熟阶段辐照的水果只有少量变软。在贮存过程中，经过处理的水果的硬度与未经处理的水果大致相同。表8.6中的数据描述了这些影响。
虽然原因尚不清楚，但可能会发生桃子皮的脱落。由于辐照的结果，皮肤更加脆弱，这使得剥皮更加困难。有人认为，这种影响与辐照时的成熟度有关，或与皮肤的某些成分的分解有关。
表8.5绿熟期辐照贮存洛林桃的硬度a.b
b以磅力表示，用磁力-泰勒压力测试仪测量。
剂量小到1kGy或更小的时候就会出现口味差异。它们被描述为"非"或平淡。一些味道上的差异被认为是归因于气味的差异。其他的味道差异与酸和/或其他桃子成分有关。
表8.6在有热水浸泡和无热水浸泡的情况下，在2℃下贮存的洛林桃子在成熟期的硬度a.b
b在49℃下，热水浸泡7min。
c以磅力表示，用磁力-泰勒压力测试仪测量。
表8.7辐照对预冷和贮存李子腐烂百分比的影响
e.李子
剂量约为1.5kGy，可有效控制腐烂。果实的预冷是很重要的。李子在较高的剂量下会出现质量损失，其种类和程度在很大程度上取决于品种。这些变化包括外部颜色发展的抑制、软化、以及其他内部果肉的变化，如水化和胶质化、风味的丧失、以及果皮弱化。通过选择品种和限制贮存时间，可以保证适度减少腐烂，表8.7的数据证明了这一点。
8.树番茄
树番茄，与番茄属于同一科，在田间容易感染霉菌，如灰霉病。0.75至1.5kGy的剂量可延缓在2℃下贮存2周或以上的果实的蒂端腐烂。然而，辐射损伤，包括软化和味道的变化，将最大剂量限制在1kGy。在这个剂量下，寿命的延长仅具有边际价值。
9.番茄
用2.5或3kGy的剂量照射粉红色或成熟期的番茄，可使在12至15℃下储存的果实的寿命延长4至12天。剂量大于3kGy会增加腐烂率。绿熟期或破色期的辐照不会增加果实的寿命。剂量为3kGy时可使大多数存在的细菌失活，但不会使真菌、镰刀菌链格孢菌和枝孢菌失活。它们受这个剂量的辐射影响很小。
10.热带和亚热带水果
a.香蕉
在商业或出口贸易中，香蕉是在成熟的绿色阶段采摘的。虽然通常存在腐败细菌和霉菌的污染，但在绿色阶段不会出现这种微生物的生长，除非出现擦伤或其他伤口，如割伤和划痕。细菌生长在香蕉腐败中的作用尚不清楚。常见的腐败症状与各种真菌的生长有关，包括;炭疽病菌属（炭疽菌）黑孢菌、球孢菌、根霉菌、根串珠霉、凤梨病、镰刀菌。这些真菌在果实成熟时生长。真菌的生长模式会导致各种类型的腐烂，包括炭疽病（黑星合并形成更大的斑点）、冠腐病、黑端病、果皮爆裂病、假爆裂病和黑腐病。
灭活香蕉上发现的真菌所需的剂量在2.5-5kGy之间。这些剂量的辐照会导致果皮变黑、软化和加速腐烂。香蕉对辐照的反应因品种而异。据报道，在熟绿期辐照的“乳聚糖”香蕉的最佳剂量为0.25-0.30kGy。低于这个范围的剂量会加速成熟，而高于这个范围的剂量会加速腐烂。建议低至0.05至0.10kGy的剂量，以最大限度地延长其寿命。
b.枣
新鲜的枣可能由于发酵和发霉而发生微生物腐败。幸运的是，枣子可以忍受5kGy的剂量，而不会损害其食用品质。剂量大于0.9kGy可减少微生物腐败。在环境温度下，5.4kGy的剂量会使新鲜枣在达到5%的变质条件下的时间增加一倍。
c.无花果
新鲜无花果会因表面霉菌的生长而变质。剂量在2-4kGy的范围内可以减少这种腐败。对辐照的反应因品种而异。“卡多塔（Kadota）”无花果在这些剂量下会变成棕色，而“卡尔米拉（Calmyra）”和“使命（Mission）”品种则不会。风味在2至4kGy或更高的剂量时保持不变。剂量在8-12kGy的范围内会导致软化。将新鲜无花果在50℃的水中浸泡5min，再加上1.5kGy的剂量，在20-32℃时可延长3-4天的寿命，在15℃时可延长8-10天的寿命，因为它推迟了根霉菌和曲霉菌的生长。
d.番石榴
新鲜的番石榴（商业成熟度）经过0.3kGy剂量的辐照，并在环境温度下贮存。贮存在环境温度下可以保持一周或更长时间，而50%的类似贮存的未辐照的番石榴会变质。感官特性不受该剂量的影响。
e.龙眼
这种水果类似于荔枝。2kGy剂量可在17℃延长4-5天。
f.荔枝
荔枝的真菌腐败控制需要超过4kGy的剂量。幸运的是，这种水果可以承受如此高的剂量。辐照与热水处理相结合可以减少剂量。
g.芒果
芒果较常见的腐烂类型和致病真菌是炭疽病，由炭疽引起;蒂腐病，由蒂腐病菌引起;软褐腐病，由HendersoniacreberimmaSydSyd和Butl病菌引起。
如果没有一些防腐剂，芒果就无法被运输到遥远的市场。由于这种水果的广泛分布和流行，人们对芒果的辐照做了大量的工作。总的来说，已经有研究表明，单独使用可耐受剂量的辐照并不足以有效地控制真菌的腐败。在一些品种的芒果中，剂量低至0.5kGy会对果实造成伤害。与其他水果一样，过高的剂量促进而不是抑制腐败，可能通过损害水果，使其更容易受到真菌的攻击。
迄今为止设计的最有效的辐照处理似乎是0.75kGy的辐射剂量和在50至55℃的水中浸泡5min的组合。这种类型的处理以及在储存和运输期间保持约11℃的温度，提供了约30天的产品寿命，其中可以在环境温度下保持1周。
当应用于成熟的绿芒果时，这种组合处理除了控制真菌的腐烂外，还提供了另外两个好处：（1）延迟成熟（2）芒果象鼻虫的失活。
h.木瓜
木瓜会受到由真菌引起的收获后腐烂。下列真菌已被确认为致病微生物:
Asochytacaricae
Rhizopusstolonifera
Fusariumsolani
Phomopsisspp.
Colletotrichumgloeosporioides
Botryodiplodiatheobromae
Phytophothoraparasitica
木瓜所能忍受的最大辐射剂量约为1kGy。超过这个剂量会导致表面烫伤、苦味和失去香气。这个剂量又太小了，无法对可能存在的真菌产生足够的灭活作用。由于这个原因，不能单独使用辐照。相反，已经开发了一个类似于为芒果设计的程序。这个程序的基本步骤是：（1）在“断色”期（颜色变成四分之一成熟）收获水果，（2）在48℃的水中浸泡20min（另一种浸泡方式是在60℃下浸泡20s），（3）用0.75kGy的剂量进行辐照。0.75kGy的辐照在控制腐烂方面只有轻微的效果。将剂量提高到1.0kGy可改善腐烂抑制，但当与热水处理结合使用时，会产生轻微的表面烫伤。如果真菌感染是由高度抗辐射的根霉（Rhizopus）引起的，腐烂抑制可能无法通过这种组合程序实现。
通过延迟成熟，辐照可以更长时间地保持产品的硬度，在最终销售时提供更理想的产品。
i.红毛丹
这种热带水果在环境温度下储存几天就会变质。剂量在0.8-1.0kGy范围内的辐照可以延长产品的寿命约为4天。1.2kGy的剂量会使外表变黑。
C.延缓成熟和衰老
D.辐射完全杀菌
E.虫害防治
II.蔬菜……
IV.坚果
坚果可以辐照以获得各种结果，包括（1）灭活可产生*曲霉毒素和霉菌的致病菌，（2）昆虫灭活，（3）抑制发芽。由于坚果可能含有大量的油，辐照加速的脂质氧化可能会产生不希望的味道。杏仁、栗子、辣椒和花生（坚果）在剂量高达1kGy时，感官特征没有变化。然而，核桃在25到40℃下贮存6个月后，会产生一种不可接受的味道。
用1至1.5kGy剂量辐照的碎花生在贮存10个月期间仍不含*曲霉毒素。大约1kGy的剂量足以控制杏仁、辣椒、花生和核桃的昆虫。在-Gy范围内的剂量、在18~20℃温度下可抑制板栗的发芽。然而，在贮存3个月后，这些剂量并无法控制腐烂。
槟榔郭译自：FOODSCIENCEANDTECHNOLOGY
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