高壓靜電場技術(shù)在果蔬保鮮方面的應(yīng)用綜述

摘要" 近年來，高壓靜電場（high-voltage electrostatic field，HVEF）技術(shù)在果蔬保鮮方面的應(yīng)用逐漸受到重視。為了解該技術(shù)在果蔬保鮮上的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀，本文綜述了近年來高壓靜電場技術(shù)在果蔬保鮮方面的研究進展，包括保鮮機制、應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用效果以及未來的發(fā)展趨勢等。結(jié)合當(dāng)前果蔬保鮮發(fā)展趨勢，總結(jié)了高壓靜電場技術(shù)的高效保鮮和環(huán)保優(yōu)勢，旨在為HVEF技術(shù)在果蔬保鮮上的應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞" 高壓靜電場；果蔬保鮮；保鮮機制；食品安全

中圖分類號" TS255.3" " " "文獻標(biāo)識碼" A" " " "文章編號" 1007-7731（2024）17-0093-03

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.17.022

A review of the application of high-voltage electrostatic field technology in fruit and vegetable preservation

ZHU Jialin" " ZHANG Huimin" " WANG Huiying" " GU Jing’en" " "ZHANG Jingyi" " FENG Xinhong" " LI Quan

（Suqian University， Suqian 223800， China）

Abstract" In recent year， the application of high-voltage electrostatic field （HVEF） technology in fruit and vegetable preservation has gradually attracted attention. In order to understand the current status of this technology’s application in the preservation of fruits and vegctables， the research progress of high-voltage electrostatic field technology in fruit and vegetable preservation in recent years was reviewed， including its preservation mechanism， application status， application effect and future development trend， and the advantages of HVEF technology in efficient preservation and environmental protection were summarized， in purpose to provide reference for the application of HVEF technology in the preservation of fruits and vegetables.

Keywords" high-voltage electrostatic field; fruit and vegetable preservation; preservation mechanism; food safety

果蔬作為日常飲食中重要的一部分，其新鮮度和營養(yǎng)價值是消費者關(guān)注的重點。果蔬采摘后在貯藏過程中，容易出現(xiàn)枯梗、褐變、質(zhì)變、腐爛以及風(fēng)味減退等現(xiàn)象，這會導(dǎo)致其失去其商品價值和食用價值，因此，果蔬采后貯藏保鮮方法的研究具有重要的現(xiàn)實意義[1-2]。目前，關(guān)于果蔬采后保鮮方法的研究日益豐富且進展迅速，常見的保鮮方法主要有物理保鮮和化學(xué)保鮮兩大類[3]。物理保鮮方法如低溫冷藏和氣調(diào)貯藏，低溫冷藏簡單易行，但效果并不理想，保鮮時間相對較短；氣調(diào)貯藏保鮮效果明顯，但經(jīng)濟成本較高且對設(shè)備有嚴(yán)格要求?；瘜W(xué)保鮮主要依賴于苯甲酸鈉等防腐劑進行處理，須嚴(yán)格關(guān)注化學(xué)物質(zhì)的殘留量，且其使用條件也存在一定的限制[4]。

為減少新鮮果蔬枯梗、褐變、質(zhì)變、腐爛以及風(fēng)味減退等現(xiàn)象，需加快研究低成本、易操作、安全以及保鮮效果好的果蔬采后保鮮技術(shù)。高壓靜電場（high-voltage electrostatic field，HVEF）技術(shù)作為一種新型的保鮮手段，通過電離空氣生成離子霧和臭氧進行保鮮，具備一次性投入、長期利用及無環(huán)境污染等諸多優(yōu)點，能夠有效確保果蔬保持較佳品質(zhì)和營養(yǎng)狀態(tài)[5]。目前，該項技術(shù)在果蔬保鮮方面的應(yīng)用開發(fā)處于探索階段，暫未大量投入運用[6]，還需繼續(xù)深入探究和不斷完善。本文闡述了高壓靜電場保鮮機制和其在果蔬保鮮方面的研究進展，并展望了該技術(shù)的應(yīng)用前景，為果蔬保鮮領(lǐng)域的技術(shù)研究和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供參考。

1 高壓靜電場保鮮機制

高壓靜電場作為一種人工創(chuàng)造的綜合效應(yīng)場，其發(fā)生裝置通常由直流電源、高壓發(fā)生器和處理室3個部分組成，通過將普通低壓電源（220 V）經(jīng)多種處理后變成持續(xù)穩(wěn)定的直流高電壓，進而調(diào)節(jié)輸出電壓或改變兩極板間距離來控制場強，利用電離空氣來生成離子霧和臭氧[7]。在這一過程中，負(fù)離子發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其可以通過減緩呼吸活動并降低酶的活性，延緩果蔬的新陳代謝進程，從而有效延長果蔬的保鮮期。同時，產(chǎn)生的臭氧不僅具有殺菌功效，還能與乙烯、乙醇和乙醛等物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，通過間接的方式進一步提升果蔬的保鮮效果[6]。該技術(shù)的應(yīng)用為果蔬保鮮領(lǐng)域提供了新的可能性。

對于果蔬保鮮，HVEF主要通過破壞果蔬表面微生物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)，抑制其生長和繁殖，提高衛(wèi)生安全性；同時改變果蔬內(nèi)部的水分結(jié)構(gòu)和酶活性，延緩了果蔬新陳代謝過程[8]。此外，HVEF保鮮過程中不產(chǎn)生高溫，耗能較低，能更有效地保留果蔬中的營養(yǎng)成分。

2 高壓靜電場應(yīng)用于果蔬保鮮研究

近年來，在靜電保鮮領(lǐng)域的研究取得了明顯的進展。Tosteson[9]通過對果蔬進行電磁場處理發(fā)現(xiàn)，果品的酶活性降低，這說明電磁場可以殺滅活菌，且生物膜通透性受到了磁化水的影響。Lotfi等[10]研究了靜電場對貯藏期石榴的影響，發(fā)現(xiàn)高壓靜電場處理增加了其防御相關(guān)酶的活性。孟會峰[11]對燕麥種子進行靜電場處理，發(fā)現(xiàn)HVEF處理不僅提高了種子的發(fā)芽率，還縮短了發(fā)芽時間，這說明電場可通過改變酶的活性促進其生長。毛一博等[12]對蘋果進行靜電場處理，發(fā)現(xiàn)蘋果的感官質(zhì)量、失重率和褐變度等變化均比未處理的小，說明HVEF處理對蘋果有一定的保鮮效果。李里特等[13]以黃瓜和豇豆為試驗對象，探討了HVEF導(dǎo)致果實細(xì)胞膜電位變化的機理，并根據(jù)電磁場微能源在生物體內(nèi)的積蓄效應(yīng)，結(jié)合果蔬貯藏生理學(xué)、生物化學(xué)和細(xì)胞生理學(xué)等多學(xué)科的理論知識，為農(nóng)產(chǎn)品的節(jié)能貯藏與加工提供了新的思路和方法。陳慶[14]研究表明，HVEF能有效延緩綠蘆筍嫩莖的后熟程度，抑制其呼吸強度以及維生素C含量和失重率等的下降?；粲傻萚15]利用3 kV的HVEF冰箱貯藏草莓果實，發(fā)現(xiàn)HVEF處理能有效降低草莓的腐爛率，抑制其品質(zhì)特性劣變，延長了果實保鮮期。沙坤等[16]研究表明，3 kV HVEF處理能降低或提高發(fā)酵牛肉中不同菌種的比例，對發(fā)酵牛肉品質(zhì)提升有較好的促進作用。蔣耀庭等[17]研究發(fā)現(xiàn)，HVEF有利于提高食醋等級、縮短發(fā)酵時長和保持顏色穩(wěn)定等。樊愛萍等[18]研究了高壓靜電場結(jié)合自發(fā)氣調(diào)技術(shù)對石榴保鮮效果的影響，結(jié)果表明，該技術(shù)可有效減緩果實衰老進程，維持較好的品相，延長了水果保鮮期。這些研究成果為電磁場在果蔬保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用提供了有力支持。

3 研究現(xiàn)狀分析

HVEF技術(shù)處理已被驗證能夠有效抑制草莓在貯藏期間pH的升高，以及可溶性固形物和維生素C含量的降低，減少腐爛造成的損耗，從而提升了草莓的好果率[19]。此外，該技術(shù)在蘆筍等蔬菜以及蘋果、柑橘類等果品上的應(yīng)用，同樣顯示出降低空間水分影響，減少果品表面親水性等作用，從而在一定程度上抑制了果品腐爛的發(fā)生。相關(guān)學(xué)者進一步系統(tǒng)闡述了高壓靜電場技術(shù)的作用機理，包括其對酶活性的影響、跨膜電位的改變以及冰晶的形成等方面。這些生物學(xué)效應(yīng)的深入探討，不僅加深了大眾對HVEF作用于果蔬細(xì)胞層面的理解，也為該技術(shù)的實際應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)[20]。該技術(shù)在肉類的貯藏保鮮中的應(yīng)用效果亦得到了綜合評價[21]。HVEF技術(shù)在多個領(lǐng)域均展現(xiàn)出其卓越的性能，包括降低呼吸強度、減少汁液流失以及抑制微生物生長等。此外，有研究還針對該技術(shù)的發(fā)展趨勢進行了探討與展望，以期為其未來的應(yīng)用與發(fā)展提供更有力的支持[22]。在果蔬保鮮方面，HVEF技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)取得了明顯成效，既豐富了當(dāng)前果蔬保鮮的技術(shù)手段，也為未來相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了新的思路。值得一提的是，HVEF技術(shù)并非局限于實驗室內(nèi)的研究，其在農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用已逐步展開，如使用HVEF進行農(nóng)產(chǎn)品的加工、分離與分選等。這些應(yīng)用實例表明，HVEF技術(shù)具有實際推廣至農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的潛能[23]。

眾多學(xué)者已通過HVEF技術(shù)在果蔬保鮮應(yīng)用方面的理論與實踐分析，論證了該技術(shù)的潛力及其對果蔬品質(zhì)和生理特性等的積極影響。根據(jù)現(xiàn)有研究進展中體現(xiàn)出的對HVEF技術(shù)應(yīng)用前景的共同關(guān)注，發(fā)現(xiàn)研究者普遍看好其低能耗、能較好保持食品原有品質(zhì)的優(yōu)點，并認(rèn)為該技術(shù)在食品貯藏與保鮮領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用空間與市場前景。

4 應(yīng)用前景分析

HVEF作為一種新型的果蔬保鮮技術(shù)，具有獨特的保鮮機制和良好的保鮮效果。通過高壓靜電場處理，能夠有效延長果蔬的保鮮期、保持其品質(zhì)特性。目前，HVEF技術(shù)在果蔬保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用處于探索階段，但其獨特的保鮮機制和良好的效果引起了廣泛關(guān)注[24]。未來，隨著技術(shù)的不斷完善和優(yōu)化，HVEF在果蔬保鮮領(lǐng)域的應(yīng)用將更加廣泛。同時，還需進一步探索HVEF與其他保鮮技術(shù)的結(jié)合，以提高果蔬保鮮的效果和效率；深入探討其在不同果蔬品種、不同處理條件下的保鮮效果，同時對該技術(shù)的經(jīng)濟性、易操作性進行專業(yè)評估優(yōu)化，以促進其從實驗室到實際應(yīng)用的有效轉(zhuǎn)化。隨著人們對食品安全和品質(zhì)的日益關(guān)注，HVEF技術(shù)還將在食品加工、儲存和運輸?shù)阮I(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。通過深入研究HVEF的保鮮機制和應(yīng)用效果，有望為食品安全提供新的技術(shù)保障。

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（責(zé)任編輯：何" 艷）