伽马辐照对日晒漂白保存的辣椒（Capsicum annuum L.）的微生物学特性、植物化学成分及香气成分的影响评估

《Food Chemistry》：Evaluation of gamma irradiation on the microbiological, phytochemicals, and aromatic profiles of sun-bleached preserved pepper ( Capsicum annuum L.)

低盐发酵胡椒经2-10kGy γ辐照可有效抑制微生物（总活菌数、酵母、霉菌、大肠杆菌及金黄色葡萄球菌），同时保留83-85%的多酚类物质，促进不溶性多酚转化为水溶性形式，辣椒素oid含量在10kGy时增幅达221%。气相色谱-成像质谱联用分析表明辐照剂量依赖性改变挥发性成分配比，6kGy为最佳剂量平衡安全与品质。

　　

欧阳梦云|曹胜|周一骥|莫莫|徐远芳|张启玲|张勇|邓超|郭峰|宋辉|王岩|黄一群|李文革

中国湖南省长沙市，湖南核农业科学与中药研究所，410125

摘要

日晒漂白保存辣椒（SPP）是一种低盐发酵产品，其商业应用常常受到微生物腐败的限制。本研究评估了伽马辐照（2–10 kGy）作为SPP保存方法的有效性，重点关注其对微生物安全性、关键植物化学物质（包括酚类和辣椒素类）以及挥发性化合物的影响。2–8 kGy的辐照剂量有效减少了或消除了总活菌数、酵母、霉菌、大肠菌群和金黄色葡萄球菌。总酚含量得到了很好的保留（83–85%），并且辐照促进了不溶性酚类向可溶性形式的转化。辣椒素含量显著增加，在10 kGy时增加了221%。GC-IMS结合多变量分析显示挥发性成分谱存在剂量依赖性变化。辐照增强了醛类和酮类的形成（与脂肪、青草和辛辣风味相关），同时导致醇类、酸类和酯类的降解（与花香和果香相关）。多标准评估确定6 kGy为最佳剂量，既能保证微生物控制，又能保持理想的质量特性。这些发现支持使用伽马辐照来提高低盐发酵蔬菜的安全性和稳定性，从而促进其商业化生产。

引言

辣椒（Capsicum annuum L.）是一种营养价值丰富的作物，富含维生素、矿物质、膳食纤维以及酚类、辣椒素类和类胡萝卜素等生物活性化合物。这些成分具有抗氧化、抗炎、降压和降血糖的作用，对管理肥胖、代谢紊乱和心血管疾病具有潜在益处（Ali等人，2025年）。然而，新鲜辣椒的高水分含量（60–85%）使其极易变质。发酵被广泛用于延长保质期，传统上依赖高盐浓度（15–25%）来抑制腐败微生物（Xu、Wang等人，2025年）。然而，长期摄入高盐食物与心血管和脑血管疾病的风险增加有关。根据世界卫生组织的建议和中国“健康中国行动（2019-2030）”的目标，即每人每日盐摄入量不超过5克（Wang、Cui等人，2025年），开发低盐发酵食品既是公共卫生的优先事项，也是迈向可持续生产的重要一步。

日晒漂白保存辣椒（SPP）是一种低盐发酵产品，通过漂白、日光脱色和发酵制成，添加的盐量极少（6–8%）或不含盐。SPP在湖南菜中备受推崇，以其独特的感官特性而闻名，具有芳香、辛辣、脆爽和清新的风味，以及被认为有助于消化的优点。然而，盐含量的降低削弱了微生物抑制作用，导致保质期缩短和食品安全风险增加，从而阻碍了SPP及其类似低盐发酵产品的规模化生产和分销。

已经提出了几种策略来解决低盐发酵食品中的微生物腐败问题，包括使用特定的发酵菌株重建微生物群落（Liu等人，2025年）、应用生物防腐剂如尼辛（Xiang等人，2025年），以及采用冷等离子体（Zhao等人，2020年）和微波处理（Fan等人，2020年）等新兴加工技术。然而，这些方法在可扩展性、一致效果和适应不同食品基质方面往往存在局限性。传统热处理虽然能有效控制微生物，但会降解热敏感营养素并改变感官特性，不适合保持低盐发酵产品的新鲜风味。

辐照技术，特别是伽马辐照，为提高低盐发酵食品的安全性和保质期提供了有前景的非热处理方法。Song等人（2009年）的研究表明，2 kGy的剂量足以灭活低盐蚝油中的食源性病原体，包括单核细胞增生李斯特菌、金黄色葡萄球菌和副溶血性弧菌。同样，Song等人（2017年）也报告称，5 kGy的伽马辐照显著抑制了低盐香肠中总需氧菌、大肠菌群、肠杆菌科和假单胞菌的生长。然而，关于伽马辐照在低盐发酵蔬菜产品中的应用研究仍然有限。

伽马辐照主要通过诱导DNA损伤和产生自由基来破坏微生物结构和功能。然而，伽马射线的效应不仅限于微生物的破坏。这些自由基还可能与食品成分（如脂质、酚类和生物碱）相互作用，可能导致营养损失、脂质氧化和异味产生。因此，应用伽马辐照需要针对每种特定产品进行仔细优化，以平衡安全性和质量。

本研究的目的是系统评估不同伽马辐照剂量对SPP的微生物群落、关键植物化学物质（包括辣椒素类和酚类化合物）以及挥发性香气的影响。通过阐明辐照强度与关键质量属性之间的剂量-反应关系，本研究旨在为使用伽马辐照同时实现低盐发酵蔬菜产品的保存和质量提升建立理论和实践基础，从而促进其工业化生产和商业化。

试剂

没食子酸（≥98%）、辣椒素（≥95%）和二氢辣椒素（≥90%）购自Aladdin Bio-Chem Technology（中国上海）。其他所有化学品均为分析级，购自Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.（中国上海）。

SPP的制备

本研究中使用的青辣椒（Capsicum annuum L.）购自中国长沙的当地农贸市场。收到实验室后，选择了大小均匀、表面完整且无病虫害或物理损伤的辣椒

伽马辐照对微生物的影响

伽马辐照在改善SPP微生物质量方面的有效性从剂量依赖性的微生物负荷减少中得到体现（表1）。随着辐照剂量的增加，总活菌数显著下降（

结论

2–8 kGy的伽马辐照有效提高了SPP的微生物安全性，显著减少了或完全消除了总活菌数、酵母、霉菌、大肠菌群和金黄色葡萄球菌。酚类化合物对辐照的反应各不相同：IPC在10 kGy时显著降解（损失高达78%），而SPC则表现出高稳定性（保留率81–96%）。较高剂量促进了IPC向SPC的转化，从而提高了总酚含量

CRediT作者贡献声明

欧阳梦云：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，软件使用，方法学设计，资金获取，数据分析，概念构思。曹胜：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，验证，软件使用，数据分析，概念构思。周一骥：撰写 – 审稿与编辑，实验设计，数据分析，概念构思。莫莫：撰写 – 审稿与编辑，数据分析，概念构思。徐远芳：撰写 –

资助

本研究得到了中国湖南省自然科学基金（2026JJ80129）、湖南省农业科技创新项目（2025CX32–01/2024CX107）以及湖南省重点研发计划（2024JK2155）的支持。

未引用参考文献

GB 4789.10–2016, 2016

Wang等人，2025

Xu等人，2025

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的可能会影响本文工作的竞争性财务利益或个人关系。