冰箱中電場技術(shù)應(yīng)用及對水果代謝的影響

任 猛 左秋杰

（長虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

水果采收后仍然是一個(gè)活的有機(jī)體，需要依靠自身的呼吸作用提供維持生命所需的能量和物質(zhì)，呼吸作用消耗水果自身物質(zhì)，使其品質(zhì)一步一步劣變，直至喪失食用價(jià)值[1]。為了保持果蔬的良好品質(zhì)，科研人員研究了大量的保鮮方法和保鮮技術(shù)。常用的保鮮技術(shù)主要有低溫冷凍保鮮、輻射保鮮、化學(xué)保鮮、涂膜和氣調(diào)保鮮、減壓保鮮方法等[2]。

電場保鮮是在其他化學(xué)保鮮和生物保鮮存在對人體造成潛在危害的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。電場保鮮技術(shù)包括高壓靜電場保鮮和脈沖電場保鮮。高壓靜電場保鮮是一種無污染的物理保鮮方法其公認(rèn)的保鮮機(jī)理：①產(chǎn)生負(fù)離子臭氧，負(fù)離子具有抑制果蔬新陳代謝、降低其呼吸強(qiáng)度、減慢酶的活性等作用；而臭氧是一種強(qiáng)氧化劑， 除具有殺菌能力外, 還能與乙烯、乙醇和乙醛等發(fā)生反應(yīng)，間接對果蔬起到保鮮作用。②電場可改變果蔬代謝中電子傳遞，同時(shí)限制細(xì)胞膜透性，實(shí)現(xiàn)保鮮期的延長[3]。

本文通過冰箱總外加電場釋放裝置，以電場強(qiáng)度為變量，研究不同代謝類型水果代謝強(qiáng)度的差異，確定電場保鮮最佳作用條件，保證電場保鮮技術(shù)在冰箱中更好的應(yīng)用。

1 材料與方法

1.1 材料

1）測試水果

山竹、香蕉、葡萄。

2）常用器具

1 ml注射器、保鮮盒。

3）主要儀器設(shè)備

具有寬變溫室冰箱、電子天平、電場釋放裝置、氣相色譜儀等。

1.2 試驗(yàn)方法

1）保鮮效果測試： 購買同一批次成熟度相同的水果，在12 ℃和4 ℃冰箱中通過控制距離設(shè)置3個(gè)電場強(qiáng)度：30～100 mV，100～500 mV，500～1 000 mV，分別將香蕉、山竹、香蕉貯藏于12 ℃冰箱，葡萄和貯藏于4 ℃冰箱，每2天對樣品進(jìn)行拍照，測定樣品乙烯釋放量，呼吸強(qiáng)度等指標(biāo)，處理時(shí)間為0、2、4、6天。

2）乙烯釋放量的測定：作為催熟成分，乙烯會導(dǎo)致呼吸躍變型水果加速代謝，所以乙烯的合成是影響其貯藏期長短的一個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)。將果實(shí)轉(zhuǎn)移到裝有橡膠塞的密閉容器中，做好標(biāo)記，蓋緊蓋子，密閉2 h。用5 mL注射器混勻密封罐內(nèi)氣體，立即用1 mL注射器抽取氣體樣品1 mL。用氣相色譜儀測定氣體樣品中乙烯的濃度，通過將樣品峰面積與已知濃度的乙烯標(biāo)準(zhǔn)氣體進(jìn)行比較，計(jì)算出乙烯濃度C。乙烯釋放量以每小時(shí)每千克果實(shí)釋放的乙烯的體積表示（μL/kg·h）。計(jì)算公式如下：

式中：

C—?dú)庀嗌V測定的樣品氣體中乙烯的含量，μl/L；

V—密閉容器空間體積，mL；

M—質(zhì)量，kg；

t—密閉時(shí)間，h。

3）呼吸強(qiáng)度測定

呼吸代謝為是植物生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，所以測定呼吸強(qiáng)度可以表示果實(shí)的成熟的進(jìn)程[4]。然后將果實(shí)轉(zhuǎn)移到裝有橡膠塞的密閉容器中，做好標(biāo)記，蓋緊蓋子，密閉2 h。用5 mL注射器混勻密封罐內(nèi)氣體，立即用1 mL注射器抽取氣體樣品1 mL。用氣相色譜儀測定氣體樣品中CO2的濃度，通過將樣品峰面積與已知濃度的CO2標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行比較，計(jì)算出CO2濃度C。呼吸強(qiáng)度以每小時(shí)每千

克果實(shí)在呼吸代謝過程中釋放的CO2的質(zhì)量表示。

式中：

C—?dú)庀嗌V測定的樣品氣體中CO2的含量，μl/L；

V—密閉容器空間體積，mL；

M—果實(shí)質(zhì)量，kg；

t—密閉時(shí)間，h。

外觀可以直觀的反應(yīng)果實(shí)的新鮮程度和可食用性。每2天對果實(shí)進(jìn)行拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同電場強(qiáng)度影響不同種類水果的乙烯釋放量

30～100 mV、100～500 mV、500～1 000 mV 三種電場強(qiáng)度條件下貯藏香蕉，山竹，香蕉，葡萄，進(jìn)行乙烯釋放量的測定，發(fā)現(xiàn)隨著儲藏時(shí)間的延長，不同電場強(qiáng)度對不同種類水果的乙烯釋放量影響不同。

測定方法如上文所提乙烯釋放量的測定，結(jié)果如圖1、圖2、圖3所示。

圖1 香蕉在不同電場下乙烯釋放量的變化趨勢

圖2 山竹在不同電場下乙烯釋放量的變化趨勢

不同電場強(qiáng)度對不同種類水果的乙烯釋放量影響不同。30～100 mV電場強(qiáng)度可以抑制香蕉，葡萄的乙烯釋放，延緩果實(shí)成熟過程，具有一定的保鮮作用，但對于山竹影響效果不明顯。而電場強(qiáng)度在100～500 mV、500～1 000 mV時(shí)，電場反而會加速水果的乙烯的釋放量，加速呼吸躍變型水果的成熟。

2.2 不同電場強(qiáng)度影響不同種類水果的呼吸強(qiáng)度

30～100 mV，100～500 mV，500～1 000 mV 三種電場強(qiáng)度條件下貯藏香蕉，山竹，葡萄，番茄進(jìn)行呼吸強(qiáng)度的測定，發(fā)現(xiàn)隨著儲藏時(shí)間的延長，不同電場條件對不同種類水果的呼吸強(qiáng)度的變化影響不同。

測定方法如上文所提呼吸強(qiáng)度測定所示，結(jié)果如圖4、圖5、圖6所示。

同電場強(qiáng)度對不同種類水果的呼吸強(qiáng)度影響不同。香蕉和山竹在30～100 mV電場強(qiáng)度下呼吸強(qiáng)度抑制程度最大。葡萄在不同電場強(qiáng)度條件下均低于對照，而30～100 mV效果達(dá)到最佳。

2.3 外觀變化結(jié)果

圖3 葡萄在不同電場下乙烯釋放量的變化趨勢

圖4 香蕉在不同電場下呼吸強(qiáng)度的變化趨勢

圖5 山竹在不同電場下呼吸強(qiáng)度的變化趨勢

圖6 葡萄在不同電場下呼吸強(qiáng)度的變化趨勢

圖7 電場處理對于香蕉感官影響（左到右依次為對照、電場依次增大）

不同實(shí)驗(yàn)條件下山竹、香蕉、葡萄的外觀沒有明顯的差異，且同一電場條件下從實(shí)驗(yàn)開始到實(shí)驗(yàn)結(jié)束，各種水果外觀也未出現(xiàn)可觀察到的顯著變化。但是從果皮以及葉子的顏色可以看出，30～100 mV電場強(qiáng)度下的感觀最好。

圖8 電場處理對于山竹感官影響（左到右依次為對照、電場依次增大）

圖9 電場處理對于葡萄感官影響（左到右依次為對照、電場依次增大）

3 結(jié)論

結(jié)合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，綜合得知，電場對于水果的保鮮作用是肯定的，可能對于某種水果電場保鮮的效果不是特別明顯，原因可能是儲藏時(shí)間過短，效果不顯著。從這三種水果的整體結(jié)果得知，30～100 mV電場強(qiáng)度下對于水果的保鮮效果更加顯著?？梢砸种拼蟛糠炙暮粑鼜?qiáng)度，保持果實(shí)的良好品質(zhì)和外觀，具有較好的保鮮效果。而電場強(qiáng)度升高后可能會導(dǎo)致果蔬代謝強(qiáng)度升高以及乙烯釋放量的增加，降低果蔬的保鮮期。

后期應(yīng)用時(shí)，可利用不同電場強(qiáng)度下不同類型水果的代謝特點(diǎn)，在冰箱內(nèi)設(shè)立催熟或保鮮專區(qū)，合理利用電場，專區(qū)內(nèi)通過改變電場強(qiáng)度實(shí)現(xiàn)呼吸躍變型果蔬的催熟以及保鮮，增加冰箱的功能以及核心賣點(diǎn)，提升用戶的體驗(yàn)感。