電磁場(chǎng)輔助冷藏對(duì)草莓品質(zhì)的影響

李太寶，譚明輝，王達(dá)，王強(qiáng)*

（1-山東建筑大學(xué)熱能工程學(xué)院，山東濟(jì)南 250101；2-威海安泰電子制冷設(shè)備有限公司，山東威海 264209；3-中華全國(guó)供銷(xiāo)合作總社濟(jì)南果品研究院，山東濟(jì)南 250200）

0 引言

草莓又名紅莓或地莓等，肉質(zhì)鮮嫩多汁、氣味芳香，且營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。草莓組織嬌嫩，水分含量大、呼吸強(qiáng)度高、果皮薄、極易受機(jī)械損傷或微生物感染而腐敗變質(zhì)發(fā)霉，采摘后在常溫條件下，很短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)失去商品價(jià)值[1]。因此，如何對(duì)采摘后的草莓進(jìn)行有效貯藏，對(duì)我國(guó)草莓生產(chǎn)業(yè)發(fā)展有重要作用。電磁場(chǎng)在食品行業(yè)中主要用于殺菌和鈍酶。國(guó)外已用交變磁場(chǎng)對(duì)食品進(jìn)行殺菌，其殺菌后的食品品質(zhì)好，貨架期明顯延長(zhǎng)。多數(shù)研究者認(rèn)為，細(xì)胞在進(jìn)行能量傳遞或物質(zhì)運(yùn)輸時(shí)，都與細(xì)胞的生物電活動(dòng)有關(guān)，電磁場(chǎng)的存在將影響細(xì)胞的新陳代謝。高夢(mèng)祥等[2]研究了交變磁場(chǎng)對(duì)草莓保鮮效果的影響，發(fā)現(xiàn)在交變磁場(chǎng)處理果實(shí)的腐爛率明顯降低，呼吸速率比對(duì)照組小。電磁場(chǎng)對(duì)過(guò)冷度有一定的影響，王鵬飛[3]研究發(fā)現(xiàn)，凍結(jié)過(guò)程中磁場(chǎng)的介入在一定程度上可以降低水及水溶液的過(guò)冷度，相變過(guò)程中冰晶大小相比對(duì)照組要細(xì)小。磁場(chǎng)對(duì)傳熱過(guò)程也有一定的影響，婁耀郟等[4]研究發(fā)現(xiàn)，銅塊在靜磁場(chǎng)影響下的對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)小于自然冷凍狀態(tài)下的對(duì)流換熱表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)，表明靜磁場(chǎng)抑制了對(duì)流換熱。

磁場(chǎng)輔助冷藏保鮮具有操作簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)實(shí)用，無(wú)毒無(wú)害，對(duì)果蔬和環(huán)境不殘留、不污染等優(yōu)點(diǎn)[5]。我國(guó)是世界上草莓種植面積最大和產(chǎn)量最高的國(guó)家[6]。雖然國(guó)內(nèi)外對(duì)磁場(chǎng)應(yīng)用到生物領(lǐng)域的研究較為廣泛，但關(guān)于電磁場(chǎng)輔助冷藏保鮮的研究不多。

本文通過(guò)對(duì)兩組草莓在冷藏過(guò)程中的腐爛率、糖度、失重率及表觀特性等進(jìn)行對(duì)比研究，旨在探索草莓在電磁場(chǎng)輔助冷藏過(guò)程中的保鮮效果，為草莓保鮮貯藏提供新的方法[7-16]。

1 材料與方法

1.1 材料

草莓為2019年4月27日采摘于濟(jì)南市歷城區(qū)張安村草莓種植基地，新鮮無(wú)機(jī)械損傷、色澤均勻、大小一致，單果平均重量20 g，無(wú)農(nóng)藥及其他病蟲(chóng)害。選擇采摘成熟度為九分熟，如圖1所示，實(shí)驗(yàn)周期為19 d（2019-04-27—2019-05-15）。

圖1 實(shí)驗(yàn)用草莓

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

實(shí)驗(yàn)儀器包括電磁場(chǎng)發(fā)生裝置；RGD-500高低溫實(shí)驗(yàn)箱；Atago數(shù)顯糖度計(jì)；Meilen分析電子天平（精度0.001 g）。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法及裝置

采用對(duì)照實(shí)驗(yàn)，分別設(shè)置無(wú)電磁場(chǎng)作用的對(duì)照組及有電磁場(chǎng)作用的磁場(chǎng)組，其他條件相同，分別對(duì)兩組草莓進(jìn)行冷藏保鮮實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)方法：選取上述干凈、完整、無(wú)機(jī)械損傷、新鮮的草莓若干；將草莓均勻放入保鮮盒，對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組各10盒，共20盒；將電磁場(chǎng)發(fā)生裝置放入磁場(chǎng)組高低溫實(shí)驗(yàn)箱（對(duì)照組不設(shè)電磁場(chǎng)發(fā)生裝置）；設(shè)定溫度為0 ℃，開(kāi)啟實(shí)驗(yàn)箱，達(dá)到設(shè)定溫度；將草莓均勻放入高低溫實(shí)驗(yàn)箱，保證磁場(chǎng)組草莓均勻放置在電磁場(chǎng)中，開(kāi)始冷藏。

表1 草莓不同冷藏條件

實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示，包含制冷系統(tǒng)、電磁場(chǎng)發(fā)生系統(tǒng)、及冷藏空間。電磁場(chǎng)發(fā)射板位于冷藏空間下部，保證冷藏果蔬均勻放置在電磁場(chǎng)環(huán)境中。冷藏過(guò)程中電磁場(chǎng)發(fā)生裝置始終處于工作狀態(tài)，功率≤10 W。

圖2 實(shí)驗(yàn)裝置

1.4 測(cè)試指標(biāo)及方法

1.4.1 腐爛率測(cè)定

采用肉眼觀察草莓，若果實(shí)表皮損傷，損傷面積占果實(shí)面積超過(guò)10 %，真菌感染、黑斑、酸敗，有異味等現(xiàn)象導(dǎo)致果實(shí)失去商品價(jià)值，記為腐爛果實(shí)，統(tǒng)計(jì)腐爛果實(shí)數(shù)。

式中，r為腐爛率，%；a為腐爛果實(shí)數(shù)；b為每組果實(shí)總數(shù)。

1.4.2 糖度測(cè)定

使用Atago數(shù)顯糖度計(jì)檢測(cè)草莓糖度，選取果實(shí)兩面進(jìn)行測(cè)試，重復(fù)測(cè)試3次，取其平均值。

1.4.3 失重率測(cè)定

采用稱(chēng)量法，計(jì)算方法為：

式中，g為失重率，%；M1為冷藏前果實(shí)的質(zhì)量，g；M2為冷藏后果實(shí)的質(zhì)量，g。

2 結(jié)果與分析

2.1 電磁場(chǎng)作用下對(duì)草莓腐爛率的影響

果蔬腐爛主要因?yàn)槲⑸锓敝城秩?，根?jù)研究表明，電磁場(chǎng)的非熱效應(yīng)可以起到殺菌的作用。將草莓分組冷藏，在每天的同一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行腐爛率的統(tǒng)計(jì)。圖3所示為草莓腐爛率隨冷藏時(shí)間的變化。

圖3 草莓腐爛率隨冷藏時(shí)間的變化

由圖3可以看出，冷藏實(shí)驗(yàn)前4 d，磁場(chǎng)組和對(duì)照組均無(wú)腐爛果出現(xiàn)；第5 d開(kāi)始，對(duì)照組與磁場(chǎng)組部分草莓開(kāi)始出現(xiàn)發(fā)皺；第9 d以后，對(duì)照組與磁場(chǎng)組腐爛率開(kāi)始有明顯上升。在19 d的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，草莓在電磁場(chǎng)作用下，腐爛率為58.50 %，無(wú)電磁場(chǎng)作用下的對(duì)照組腐爛率為70.50 %，腐爛量磁場(chǎng)組較對(duì)照組減少17.10 %，腐爛率明顯降低。因此，電磁場(chǎng)在草莓冷藏過(guò)程中起到了殺菌、鈍酶作用，有效降低了草莓腐爛率。

冷藏第14 d草莓表面情況如圖4和圖5所示。由圖4和圖5可以明顯發(fā)現(xiàn)，磁場(chǎng)組保鮮效果好于對(duì)照組。

圖4 對(duì)照組草莓冷藏第14 d

圖5 磁場(chǎng)組草莓冷藏第14 d

2.2 電磁場(chǎng)作用下對(duì)草莓糖度的影響

糖度是草莓風(fēng)味的重要影響因素。糖度是表示食品中的可溶解固形物濃度的單位，一般用白利度（Brix）表示糖度，指的是100 g糖液中所含的可溶解固形物的溶解克數(shù)。在19 d的冷藏期內(nèi)，每隔2 d在同一時(shí)間段內(nèi)使用糖度計(jì)對(duì)草莓進(jìn)行糖度測(cè)定，草莓糖度隨冷藏時(shí)間的變化如圖6所示。

圖6 草莓糖度隨冷藏時(shí)間變化

由圖6可知，草莓在冷藏過(guò)程，草莓的糖度總體呈下降趨勢(shì)，九成熟草莓在冷藏前期糖度下降梯度較大，后期緩慢下降。磁場(chǎng)組草莓糖度從初始的10.07%降至9.30%，對(duì)照組草莓糖度從10.07%降至9.10%，在電磁場(chǎng)作用下處理的草莓糖度總體高于對(duì)照組，較好保持了草莓風(fēng)味。

2.3 電磁場(chǎng)作用下對(duì)草莓失重率的影響

失重率是表征草莓貯藏品質(zhì)的重要指標(biāo)。新鮮草莓含水量高，若脫水失重，將嚴(yán)重影響其表觀特性及商品性[17-20]。草莓在冷藏過(guò)程中失重率的變化如圖7所示。由圖7可知，草莓失重率隨冷藏天數(shù)而增大，經(jīng)過(guò)19 d冷藏，磁場(chǎng)組失重率為6.48 %，對(duì)照組失重率為7.03 %，因此，電磁場(chǎng)可以減緩草莓保鮮過(guò)程中的失重。

圖7 草莓失重率隨冷藏時(shí)間的變化

2.4 電磁場(chǎng)作用對(duì)草莓冷藏表觀特性的影響

草莓在電磁場(chǎng)作用下的表觀變化與無(wú)電磁場(chǎng)對(duì)照組草莓的變化對(duì)比如表2所示。

表2 有無(wú)電磁場(chǎng)作用草莓冷藏表觀變化

由表2可以看出，磁場(chǎng)組草莓起斑時(shí)間通常比無(wú)電磁場(chǎng)對(duì)照組晚1～2 d；變皺時(shí)間通常比無(wú)電磁場(chǎng)對(duì)照組晚4～5 d；出現(xiàn)爛點(diǎn)比無(wú)電磁場(chǎng)對(duì)照組晚1～2 d。通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察草莓在冷藏過(guò)程中的表觀特性，可以發(fā)現(xiàn)電磁場(chǎng)對(duì)草莓保鮮、延緩腐爛就有一定作用，較好保持了草莓的商品價(jià)值。

3 結(jié)論

本文通過(guò)兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，測(cè)出兩組草莓在冷藏過(guò)程中的腐爛率、糖度及失重率等指標(biāo)，并比較了兩組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出以下結(jié)論：

1）在19 d的實(shí)驗(yàn)周期內(nèi)，在電磁場(chǎng)作用下草莓腐爛率為58.50%，無(wú)電磁場(chǎng)作用下草莓的腐爛率為70.50%，草莓腐爛量磁場(chǎng)組較對(duì)照組減少17.10%，腐爛率降低；

2）在19 d儲(chǔ)藏期內(nèi)，磁場(chǎng)組草莓糖度從初始的10.07%降至9.30%，對(duì)照組草莓糖度從10.07%降至9.10%，電磁場(chǎng)作用下的草莓糖度總體高于對(duì)照組，較好保持了草莓風(fēng)味；

3）儲(chǔ)藏期內(nèi)磁場(chǎng)組失重率為6.48%，對(duì)照組失重率為7.03%，電磁場(chǎng)可以減緩草莓貯藏過(guò)程中的失重；且電磁場(chǎng)可以延緩草莓腐爛，較好保持草莓的商品價(jià)值。