电子束辐照调控冷藏鲜核桃外观品质、营养保留与抗氧化活性的机理与应用研究

本研究针对鲜核桃采后易霉变与品质劣变问题，系统探讨了不同剂量电子束辐照（300、500、800 Gy）对带壳与脱壳核桃在0±1°C冷藏条件下外观、营养品质、脂质稳定性及抗氧化能力的影响。研究发现500 Gy辐照处理可有效抑制霉菌生长，维持可溶性糖含量与铁还原抗氧化能力（FRAP），并对脂质品质负面影响最小，为鲜核桃绿色保鲜提供了关键技术支撑与理论依据。

　　

核桃因其酥脆口感、独特风味和丰富的营养价值而备受消费者喜爱。然而，新鲜核桃采后极易发生霉变、品质劣变和脂质氧化等问题，严重制约了产业发展。传统的低温贮藏虽然能够延缓品质下降，却无法完全抑制霉菌生长。先前研究表明，0°C贮藏的带壳核桃在30天内就会出现霉变，60天后情况加剧。尽管已有研究探索了气调包装、复合涂膜等保鲜方法，但这些技术或因操作复杂，或因未能全面关注脂质稳定性和营养保留而存在局限性。辐照技术因其安全、高效、环保等特点，逐渐应用于果蔬采后保鲜领域，其中电子束辐照作为非放射性技术，具有剂量均匀、无污染残留等优势，但在鲜核桃保鲜中的应用尚未见系统报道。

为探究电子束辐照对鲜核桃贮藏品质的调控作用，本研究以香玲品种新鲜核桃为材料，分别设置带壳和脱壳两种处理，采用0（对照）、300、500和800 Gy剂量的电子束进行辐照处理，随后于0±1°C条件下贮藏75天，系统评估了外观性状、营养指标、脂质品质和抗氧化能力的变化。该研究发表于食品科学与技术领域国际期刊《LWT》。

本研究采用电子束辐照处理技术，通过剂量梯度设计（0、300、500、800 Gy）处理带壳与脱壳核桃样品；通过霉菌指数评价和图像记录分析外观品质变化；采用色谱技术（GC-MS、HPLC）测定脂肪酸组成、维生素E（V_E）、褪黑素等活性物质含量；通过滴定法、比色法测定酸价（AV）、过氧化值（PV）、丙二醛（MDA）等脂质氧化指标；采用生化方法检测脂酶（LPS）、磷脂酶D（PLD）活性及过氧化氢（H₂O₂）、超氧阴离子（O₂^•?）等活性氧水平；并通过自由基清除实验（DPPH、FRAP）综合评价抗氧化能力。所有数据均通过三因素方差分析（ANOVA）和主成分分析（PCA）进行统计学处理。

研究结果显示，电子束辐照可显著抑制核桃贮藏过程中的霉菌生长。在带壳核桃中，500 Gy和800 Gy处理在50天时显著降低了壳面霉菌指数；而在脱壳核桃中，500 Gy和800 Gy处理在50–75天贮藏期内完全抑制了霉菌生长。外观色泽分析表明，辐照处理对核桃仁的L、a、b及总色差ΔE值均无显著影响，说明电子束辐照不会引起明显的颜色劣变。

在营养品质方面，粗脂肪含量随贮藏时间延长而下降，其中带壳核桃的脂肪损失更为明显。300 Gy和500 Gy处理在50天时有助于保持较高的粗脂肪含量。可溶性蛋白含量在贮藏前期呈上升趋势，25天后开始下降，300 Gy和500 Gy处理在75天时仍高于对照组。可溶性糖含量在所有组别中均随贮藏时间增加，其中500 Gy处理的脱壳核桃在50天时含量最高。

针对活性成分的分析表明，电子束辐照对脂肪酸组成具有调节作用。800 Gy处理提高了亚麻酸（18:3）相对含量，而300 Gy处理显著促进了褪黑素积累。此外，辐照处理增加了总酚和植酸含量，但对V_E的影响因剂量而异：300 Gy和500 Gy降低了δ-V_E含量，而γ-V_E在所有组别中均有所上升。

在脂质氧化指标方面，300 Gy处理显著提高了酸价（AV）和过氧化值（PV），促进了脂质水解与氧化；而500 Gy和800 Gy处理对脂质品质的负面影响较小。丙二醛（MDA）含量在300 Gy处理的带壳核桃中最高，表明其脂质过氧化程度较为严重。酶活性分析显示，300 Gy处理提高了脂酶（LPS）和磷脂酶D（PLD）活性，进一步加速了脂质降解。

活性氧代谢研究表明，辐照处理降低了带壳核桃中H₂O₂含量和O₂^•?产生速率，表明其可通过缓解氧化应激延缓品质劣变。抗氧化能力评价显示，辐照处理提高了总酚含量和铁还原抗氧化能力（FRAP），其中500 Gy处理在脱壳核桃中表现最佳。

主成分分析（PCA）表明，贮藏时间是引起品质变化的主要因素，而电子束辐照剂量是区分不同处理的关键变量。三因素方差分析进一步证实，核桃状态（带壳/脱壳）、辐照剂量和贮藏时间对多数品质参数具有显著影响，其中核桃状态主要影响霉菌指数、水分含量和PLD活性；辐照剂量显著影响AV和PV；而三因素交互作用对霉菌指数、FRAP、可溶性蛋白和H₂O₂含量影响显著。

本研究通过多指标综合评价，明确了电子束辐照在鲜核桃保鲜中的应用潜力。研究结果表明，核桃壳微环境虽为霉菌生长提供了条件，但也有效保护了核仁免受外部污染和机械损伤；然而，壳内高湿度环境也加速了脂质氧化和营养损耗。电子束辐照可通过抑制霉菌生长、调节活性氧代谢和提高抗氧化物质含量等多种途径维持核桃贮藏品质。其中，500 Gy剂量在抑菌效果、营养保留和脂质稳定性之间取得了最佳平衡，是鲜核桃冷藏保鲜的推荐剂量。该研究为高脂类坚果的绿色保鲜技术开发提供了重要理论依据和技术支撑，对推动核桃产业高质量发展具有积极意义。