辣椒（Capsicum annuum L.）是日常生活中常见的药食同源蔬菜，具有驱寒、止痢、杀虫、增强食欲、促进消化等功能［1］。辣椒干制品作为我国部分居民饮食中不可缺少的调味品，是辣椒产业的重要组成部分，在促进乡村经济发展和增加农民收入方面发挥着重要作用［2］。目前，市场上辣椒干制品主要销售的类型有干辣椒和辣椒粉。辣椒在生长、采收、储运及加工过程中，生长环境、采收条件、生产条件、包装材料、机械损伤等因素［3］都会导致辣椒干制品在贮藏期间出现虫害［4］、微生物含量超标［5］和霉变毒素污染［6］等问题。食品辐照是一种利用电离辐射提高食品安全性的安全食品加工技术［7］，FAO/IAEA/WHO联合专家委员会在1980年就宣布了辐照食品的安全性，目前已有50多个国家批准可进行辐照处理的食品有200多种，已有38个国家对食品辐照进行了商业化应用［8］。研究表明，食品辐照技术是控制香辛料微生物的有效方法［9-10］，目前主要采用辐照技术对香辛料进行灭菌处理［11］。对辣椒干制品的γ辐照效果研究表明，6 kGy以下处理能将霉菌和曲霉数量下降到无法检测的水平［12］，10 kGy 能将菌落总数从初始含菌量从106 CFU/g下降5个数量级［13］，但在实际辐照生产过程中，10 kGy的吸收剂量并不能完全有效规避微生物危害，并且随着剂量和贮藏期的增加，辣椒颜色会产生负面影响［14］。此外尚未见电子束辐照对辣椒干制品颜色影响的相关报道。本研究探讨了60Co-γ射线和电子束辐照对干辣椒和辣椒粉颜色的影响，旨在为辣椒干制品的辐照杀菌工艺提供理论参考。1 材料与方法1.1　 材料与试剂干辣椒和辣椒粉均由湖南品冠调味品有限公司提供。辣椒品种为印度椒，辣椒粉由干辣椒粉碎过850 μm筛制成。丙酮（分析纯）购自国药集团化学试剂有限公司。1.2　 主要仪器设备60Co放射源辐照装置，60Co放射性活度为3.14×1016 Bq，湖南省核农学与航天育种研究所提供；10 MeV电子加速器辐照装置，湖南湘华华大生物科技有限公司提供；DS-420分光色差仪，杭州彩谱科技有限公司；BT 224 S电子天平，北京赛多利斯仪器系统有限公司；紫外可见分光光度计，北京莱伯泰科仪器股份有限公司。1.3　 方法1.3.1　 样品处理干辣椒和辣椒粉样品置于超净工作台上，用透明PE自封袋分装，每袋100 g。辐照处理后于室温（25 ℃）中分别贮藏0 d、30 d后检测。每个处理3个重复。1.3.2　 样品辐照60Co-γ射线辐照在湖南省农业科学院核农学与航天育种研究所湖南辐照中心进行，辐照方式为动态步进。电子束辐照在湖南湘华华大生物科技有限公司进行。辐照过程均进行剂量跟踪（γ射线辐照：3 kGy剂量跟踪为重铬酸银剂量计，7 kGy、16 kGy剂量跟踪为重铬酸钾剂量计；电子束辐照：剂量片（FWT-60），剂量计/片均经中国计量科学研究院国家剂量保证服务NDAS比对标定）。吸收剂量设定为：0 kGy、3 kGy、7 kGy和16 kGy，60Co-γ射线辐照实测剂量分别为：0 kGy、2.6 kGy、6.7 kGy和15.6 kGy，电子束辐照实测剂量分别为：0 kGy、2.6 kGy、6.7 kGy和15.5 kGy。1.3.3　 色差测定使用高精度色差仪对处理后样品进行L*、a*、ｂ*值测定，计算色差ΔＥ*。计算见公式（1）。ΔＥ*=ΔL*2+Δa*2+Δb*2 （1）式中：ΔL*=处理后样品L*-处理前样品L*（明度/黑白差异）；Δa*=处理后样品a*-处理前样品a＊（红／绿差异）；Δb*=处理后样品b*-处理前样品b*（黄/蓝差异）。1.3.4　 非酶褐变值测定参照文献［15］的方法，略作修改进行。称取0.3 g去籽剪碎干辣椒或辣椒粉重悬于50 mL蒸馏水，30 ℃ 180 r/min提取水溶性色素2 h，过滤，用分光光度计测定滤液420 nm的吸光度（蒸馏水为空白）。以OD420来反映不同处理间非酶褐变的变化情况。1.3.5　 色价测定参照国标GB1886.34—2015［16］的方法，略作修改进行。精确称取3 g样品，用丙酮稀释于100 mL容量瓶中，用超声波处理15 min，在室温下避光萃取24 h，用滤纸过滤。再精确吸取10 mL稀溶液稀释到100 mL，用分光光度计测定其460 nm的吸光度（丙酮为空白）。以OD460来代表不同处理间色价的变化。1.3.6　 R/Y值测定参照文献［17］的方法，略作修改进行。精确称取3 g样品，用丙酮稀释于100 mL容量瓶中，用超声波处理15 min，在室温下避光萃取24 h，用滤纸过滤。再精确吸取10 mL稀溶液稀释到100 mL，用分光光度计测定其472 nm和508 nm的吸光度（丙酮为空白），按公式（2）计算R/Y值。R/Y=A508×2 144.0-A472×403.3A472×1 724.3-A508×2 450.1 （2）式中：A508、A472为样品在508 nm和472 nm处的吸光度；2 450.1为红色素在472 nm处的消光系数；1 724.3为红色素在508 nm处的消光系数；2 144.0为黄色素在472 nm处的消光系数；403.3为黄色素在508 nm处的消光系数。1.3.7　 数据分析试验数据采用Excel软件整理，利用SPSS19和origin2018进行数据分析及绘图。2 结果与分析2.1　 60Co-γ射线和电子束辐照对辣椒干制品色差的影响颜色是辨别辣椒干制品品质优劣最直观的指标，色差仪是以L*、a*、b*来构建物品颜色坐标，反映物品表面的整体颜色［18］。表1是不同辐照源不同吸收剂量不同贮藏时间下干辣椒样品的Lab值及色差的变化值。由表1可知，与未辐照样品相比，60Co-γ射线16 kGy处理0 d贮藏样品a*值减小13%（p0.05），60Co-γ射线和电子束辐照对干辣椒其余样品a*值、b*值、L*值影响差异不明显（p 0.05）；60Co-γ射线和电子束辐照不同吸收剂量不同贮藏时间下ΔE*差异不明显（p 0.05），这与Balakrishnan［14］的研究结果基本一致；但7 kGy辐照处理0 d贮藏样品中，电子束辐照处理样品的a*值、b*值、L*值明显低于60Co-γ射线辐照处理样品。30 d贮藏样品中，所有样品a*值、b*值、L*值及ΔE*差异不明显（p0.05）。10.11889/j.1000-3436.2023-0107.T001表 1干辣椒样品Lab值及色差值Table 1Color difference of dried chili pepper samples处理方式Treatment剂量/kGyDose0 d30 dL*a*b*ΔE*L*a*b*ΔE*032.9±1.2abc25.08±1.04ab12.89±1.74abc-32.02±1.7a24.38±3.85a12.6±2.61a-60Co-γ射线60Co-γ ray333.23±2.07ab24.28±1.98abc13.35±2.28ab3.11±1.58a33.2±1.21a25.22±3.04a13.8±1.88a3.49±1.85a733.79±1.06a25.59±2.36a13.91±1.8a2.94±1.32a32.82±2.32a23.22±3.01a12.16±3.5a4.38±2.34a1631.5±1.26bc21.69±3.09c11.14±2.15bc4.21±3.78a32.28±1.02a22.14±0.64a11.08±1.45a3.12±0.82a电子束Electronbeams331.56±1.41bc22.65±1.66bc11.54±1.05abc3.37±1.88a31.98±1.01a21.82±1.8a10.7±1.6a3.59±1.85a731.17±1.25c22.33±1.88bc10.81±0.82c4.05±1.96a32.12±1.29a21.84±2.09a11.22±1.91a3.47±2.27a1632.88±1abc24.45±1.23abc12.88±1.79abc1.87±1.37a32.38±1.39a23.92±2.61a12.64±2.83a3.19±2.12a注： 同列不同小写字母表示具有显著差异（p0.05）。Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant differences (p0.05).表2是不同辐照源不同吸收剂量不同贮藏时间下辣椒粉样品的Lab值及色差的变化值。由表2可知，0 d贮藏样品中，辐照样品a*值、b*值、L*值与未辐照样品相比差异不明显（p0.05），这与Lee［19］的部分研究结果一致；ΔE*值随着60Co-γ射线吸收剂量而增加，16 kGy 60Co-γ射线辐照处理样ΔE*值明显高于电子束辐照（p0.05）。30 d贮藏样品中，60Co-γ射线辐照处理a*值、b*值、L*值与未辐照样品相比有部分差异，但没有明显剂量相关；电子束辐照处理a*值、b*值、L*值与未辐照样品相比差异不明显（p0.05）；60Co-γ射线和电子束7 kGy辐照处理样品ΔE*值显著高于其他剂量处理样品，且60Co-γ射线7 kGy辐照处理样品ΔE*值显著高于电子束7 kGy辐照处理样品。10.11889/j.1000-3436.2023-0107.T002表 2辣椒粉样品Lab值及色差值Table 2Color difference of chilli powder samples处理方式Treatment剂量/kGy Dose0 d30 dL*a*b*ΔE*L*a*b*ΔE*042.48±0.38a20.98±0.38a14.52±0.47a-42.64±0.13bc21.14±0.47ab14.5±0.39a-60Co-γ射线60Co-γ ray342.41±0.13a21.16±0.32a14.62±0.18a0.39±0.16ab42.88±0.08a21.24±0.05a14.44±0.05a0.28±0.05c742.45±0.17a21.18±0.44a14.81±0.35a0.59±0.26ab42.68±0.11abc20.48±0.04d13.94±0.05b0.87±0.05a1642.31±0.16a20.88±0.56a14.57±0.54a0.7±0.26a42.62±0.11c20.64±0.05cd14.24±0.05a0.57±0.06b电子束electronbeams342.62±0.24a21.25±0.24a14.66±0.24a0.41±0.32ab42.84±0.22ab21±0.27ab14.4±0a0.38±0.17c742.56±0.27a21.09±0.24a14.59±0.13a0.35±0.15b42.68±0.2abc20.98±0.38abc14.26±0.4a0.59±0.16b1642.39±0.30a21.03±0.09a14.65±0.21a0.35±0.14b42.68±0.08abc20.84±0.05bc14.38±0.11a0.35±0.07c注： 同列不同小写字母表示具有显著差异（p0.05）。Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant differences (p0.05).2.2　 60Co-γ射线和电子束辐照对辣椒干制品非酶褐变值的影响非酶褐变是辣椒干制品颜色劣变的主要原因之一［19-20］。图1是60Co-γ射线和电子束辐照不同剂量不同贮藏时间对干辣椒样品褐变值的影响。0 d贮藏样品中，除60Co-γ射线16 kGy辐照处理样品褐变值与未辐照样品比增加12%（p0.05），其余样品褐变值与未辐照样品比差异不明显（p0.05）；30 d贮藏样品中，除电子束7 kGy辐照处理样品褐变值与未辐照样品比显著增加（p0.05），其余样品褐变值与未辐照样品比差异不明显（p0.05）。10.11889/j.1000-3436.2023-0107.F001图1辐照对干辣椒样品非酶褐变值的影响Fig.1Effect of irradiation on non-enzymatic browning value of dried chili pepper samples图2是60Co-γ射线和电子束辐照不同剂量不同贮藏时间对辣椒粉样品褐变值的影响。0 d贮藏样品中，辐照处理辣椒粉随着剂量增加非酶褐变值降低，其中60Co-γ射线7 kGy和16 kGy辐照处理样品非酶褐变值与未辐照样品比显著降低（p0.05）；30 d贮藏样品中，60Co-γ射线和电子束辐照处理样品褐变值与未辐照样品比显著降低（p＜0.05），样品非酶褐变值随着吸收剂量的增加呈下降趋势。10.11889/j.1000-3436.2023-0107.F002图2辐照对辣椒粉样品非酶褐变值的影响Fig.2Effect of irradiation on non-enzymatic browning value of chilli powder samples辣椒干制品非酶褐变可能是美拉德反应和酚类物质及抗坏血酸氧化降解反应等多种反应共同作用导致。辐照对辣椒干制品非酶褐变的影响可能由于辐照对这些反应产生了影响，具体机理有待对非酶褐变相关指标（还原糖、游离氨基酸、5-羟甲基糠醛、总酚、L-抗坏血酸等）进行进一步分析。2.3　 60Co-γ射线和电子束辐照对辣椒干制品色价的影响辣椒红素是评价辣椒色泽品质的关键性指标，色价能够体现辣椒干制品中辣椒红色素的含量［21］。图3是60Co-γ射线和电子束辐照不同剂量不同贮藏时间对干辣椒样品色价的影响。0 d贮藏样品中，辐照样品色价均有所降低，除电子束3 kGy辐照处理样品色价与未辐照样品比显著降低（p0.05），其余样品色价与未辐照样品比差异不明显（p0.05）；30 d贮藏样品中，除60Co-γ射线7 kGy和16 kGy辐照处理样品色价与未辐照样品比显著降低（p0.05），其余样品色价与未辐照样品比差异不明显（p0.05）。10.11889/j.1000-3436.2023-0107.F003图3辐照对干辣椒样品色价的影响Fig.3Effect of irradiation on color value of dried chili pepper samples图4是60Co-γ射线和电子束辐照不同剂量不同贮藏时间对辣椒粉样品色价的影响。0 d贮藏样品中，电子束3 kGy辐照处理样品色价与未辐照样品比显著增加（p0.05），60Co-γ射线16 kGy辐照处理样品色价与未辐照样品比显著降低（p0.05）；30 d贮藏样品中，各辐照样品色价随着吸收剂量的增加呈下降趋势，但与未辐照样品比差异不明显（p0.05）。10.11889/j.1000-3436.2023-0107.F004图4辐照对辣椒粉样品色价的影响Fig.4Effect of irradiation on color value of chilli powder samples比较色差a*值和色价的变化，我们可以看出，虽然a*值代表的是红度，但与辣椒红色素含量变化不完全一致，表明a*值的变化并不能代表辣椒红素的变化。此外，电子束辐照对辣椒干制品颜色的影响小于60Co-γ射线辐照，有可能是两种辐照方式的作用性质存在差异：60Co-γ射线主要是光子的康普顿效应，不带电荷，而电子束的电离激发携带的负电荷具有一定的还原作用，可使自由基之间的耦合终止反应发生概率增加，对细胞损伤较小，对发色基团的影响也会相对较小；也有可能是电子束比γ射线有更高的剂量率，能产生高穿透速度的氧气从而削弱了氧化损伤效应。2.4　 60Co-γ射线和电子束辐照对辣椒干制品R/Y值的影响R/Y值能避免皂化造成的色素损耗，直观看出辣椒中红色类胡萝卜素含量和黄色类胡萝卜素含量的比值［17］。图5是60Co-γ射线和电子束辐照不同剂量不同贮藏时间对干辣椒样品R/Y值的影响。0 d贮藏样品中，60Co-γ射线7 kGy、16 kGy辐照处理样品R/Y值与未辐照样品比显著降低（p0.05），电子束辐照处理样品R/Y值与未辐照样品比有所降低但差异不显著（p0.05）；30 d贮藏样品中，60Co-γ射线辐照处理样品R/Y值与未辐照样品比有所增加但差异不显著（p0.05），电子束3 kGy、7 kGy辐照处理样品R/Y值与未辐照样品比有所增加（p0.05）。10.11889/j.1000-3436.2023-0107.F005图5辐照对干辣椒样品R/Y值的影响Fig.5Effect of irradiation on R/Y value of dried chili pepper samples图6是60Co-γ射线和电子束辐照不同剂量不同贮藏时间对辣椒粉样品R/Y值的影响。0 d贮藏样品中，60Co-γ射线辐照处理样品R/Y值与未辐照样品比有所增加但差异不显著（p 0.05），电子束辐照处理样品R/Y值与未辐照样品比有所降低但差异不显著（p 0.05）；30 d贮藏样品中，60Co-γ射线3 kGy辐照处理样品R/Y值与未辐照样品增加6%，电子束7 kGy、16 kGy辐照处理样品R/Y值与未辐照样品比有所降低（p 0.05）。由上可知，60Co-γ射线和电子束辐照对辣椒红色素与黄色素的影响存在差异。10.11889/j.1000-3436.2023-0107.F006图6辐照对辣椒粉样品R/Y值的影响Fig.6Effect of irradiation on R/Y value of chilli powder samples3 结论本研究分析了60Co-γ射线和电子束辐照对辣椒干制品颜色的影响。研究结果表明，60Co-γ射线辐照不会引起干辣椒色差明显差异，16 kGy 60Co-γ射线辐照加速了干辣椒非酶褐变；辣椒粉色差与60Co-γ射线剂量呈正相关，16 kGy 60Co-γ射线辐照降低了辣椒粉非酶褐变、减少了辣椒红色素且红色素降低速率高于黄色素；电子束辐照对辣椒干制品颜色的影响明显低于60Co-γ射线辐照。贮藏一段时间后，辐照处理对干辣椒非酶褐变的影响降低，辣椒粉色差在7 kGy辐照处理下最大且60Co-γ射线辐照影响大于电子束辐照，辐照降低了辣椒粉非酶褐变，电子束辐照对辣椒粉中黄色素的影响大于60Co-γ射线辐照。整体来说，电子束辐照对辣椒干制品的影响小于60Co-γ射线辐照，辐照对辣椒粉颜色的影响大于干辣椒。