冰箱中电场技术应用及对水果代谢的影响

任 猛 左秋杰

（长虹美菱股份有限公司 合肥 230601）

引言

水果采收后仍然是一个活的有机体，需要依靠自身的呼吸作用提供维持生命所需的能量和物质，呼吸作用消耗水果自身物质，使其品质一步一步劣变，直至丧失食用价值[1]。为了保持果蔬的良好品质，科研人员研究了大量的保鲜方法和保鲜技术。常用的保鲜技术主要有低温冷冻保鲜、辐射保鲜、化学保鲜、涂膜和气调保鲜、减压保鲜方法等[2]。

电场保鲜是在其他化学保鲜和生物保鲜存在对人体造成潜在危害的基础上发展起来的。电场保鲜技术包括高压静电场保鲜和脉冲电场保鲜。高压静电场保鲜是一种无污染的物理保鲜方法其公认的保鲜机理：①产生负离子臭氧，负离子具有抑制果蔬新陈代谢、降低其呼吸强度、减慢酶的活性等作用；而臭氧是一种强氧化剂， 除具有杀菌能力外, 还能与乙烯、乙醇和乙醛等发生反应，间接对果蔬起到保鲜作用。②电场可改变果蔬代谢中电子传递，同时限制细胞膜透性，实现保鲜期的延长[3]。

本文通过冰箱总外加电场释放装置，以电场强度为变量，研究不同代谢类型水果代谢强度的差异，确定电场保鲜最佳作用条件，保证电场保鲜技术在冰箱中更好的应用。

1 材料与方法

1.1 材料

1）测试水果

山竹、香蕉、葡萄。

2）常用器具

1 ml注射器、保鲜盒。

3）主要仪器设备

具有宽变温室冰箱、电子天平、电场释放装置、气相色谱仪等。

1.2 试验方法

1）保鲜效果测试： 购买同一批次成熟度相同的水果，在12 ℃和4 ℃冰箱中通过控制距离设置3个电场强度：30～100 mV，100～500 mV，500～1 000 mV，分别将香蕉、山竹、香蕉贮藏于12 ℃冰箱，葡萄和贮藏于4 ℃冰箱，每2天对样品进行拍照，测定样品乙烯释放量，呼吸强度等指标，处理时间为0、2、4、6天。

2）乙烯释放量的测定：作为催熟成分，乙烯会导致呼吸跃变型水果加速代谢，所以乙烯的合成是影响其贮藏期长短的一个关键指标。将果实转移到装有橡胶塞的密闭容器中，做好标记，盖紧盖子，密闭2 h。用5 mL注射器混匀密封罐内气体，立即用1 mL注射器抽取气体样品1 mL。用气相色谱仪测定气体样品中乙烯的浓度，通过将样品峰面积与已知浓度的乙烯标准气体进行比较，计算出乙烯浓度C。乙烯释放量以每小时每千克果实释放的乙烯的体积表示（μL/kg·h）。计算公式如下：

式中：

C—气相色谱测定的样品气体中乙烯的含量，μl/L；

V—密闭容器空间体积，mL；

M—质量，kg；

t—密闭时间，h。

3）呼吸强度测定

呼吸代谢为是植物生存的物质基础，所以测定呼吸强度可以表示果实的成熟的进程[4]。然后将果实转移到装有橡胶塞的密闭容器中，做好标记，盖紧盖子，密闭2 h。用5 mL注射器混匀密封罐内气体，立即用1 mL注射器抽取气体样品1 mL。用气相色谱仪测定气体样品中CO2的浓度，通过将样品峰面积与已知浓度的CO2标准曲线进行比较，计算出CO2浓度C。呼吸强度以每小时每千

克果实在呼吸代谢过程中释放的CO2的质量表示。

式中：

C—气相色谱测定的样品气体中CO2的含量，μl/L；

V—密闭容器空间体积，mL；

M—果实质量，kg；

t—密闭时间，h。

外观可以直观的反应果实的新鲜程度和可食用性。每2天对果实进行拍照。

2 结果与分析

2.1 不同电场强度影响不同种类水果的乙烯释放量

30～100 mV、100～500 mV、500～1 000 mV 三种电场强度条件下贮藏香蕉，山竹，香蕉，葡萄，进行乙烯释放量的测定，发现随着储藏时间的延长，不同电场强度对不同种类水果的乙烯释放量影响不同。

测定方法如上文所提乙烯释放量的测定，结果如图1、图2、图3所示。

图1 香蕉在不同电场下乙烯释放量的变化趋势

图2 山竹在不同电场下乙烯释放量的变化趋势

不同电场强度对不同种类水果的乙烯释放量影响不同。30～100 mV电场强度可以抑制香蕉，葡萄的乙烯释放，延缓果实成熟过程，具有一定的保鲜作用，但对于山竹影响效果不明显。而电场强度在100～500 mV、500～1 000 mV时，电场反而会加速水果的乙烯的释放量，加速呼吸跃变型水果的成熟。

2.2 不同电场强度影响不同种类水果的呼吸强度

30～100 mV，100～500 mV，500～1 000 mV 三种电场强度条件下贮藏香蕉，山竹，葡萄，番茄进行呼吸强度的测定，发现随着储藏时间的延长，不同电场条件对不同种类水果的呼吸强度的变化影响不同。

测定方法如上文所提呼吸强度测定所示，结果如图4、图5、图6所示。

同电场强度对不同种类水果的呼吸强度影响不同。香蕉和山竹在30～100 mV电场强度下呼吸强度抑制程度最大。葡萄在不同电场强度条件下均低于对照，而30～100 mV效果达到最佳。

2.3 外观变化结果

图3 葡萄在不同电场下乙烯释放量的变化趋势

图4 香蕉在不同电场下呼吸强度的变化趋势

图5 山竹在不同电场下呼吸强度的变化趋势

图6 葡萄在不同电场下呼吸强度的变化趋势

图7 电场处理对于香蕉感官影响（左到右依次为对照、电场依次增大）

不同实验条件下山竹、香蕉、葡萄的外观没有明显的差异，且同一电场条件下从实验开始到实验结束，各种水果外观也未出现可观察到的显著变化。但是从果皮以及叶子的颜色可以看出，30～100 mV电场强度下的感观最好。

图8 电场处理对于山竹感官影响（左到右依次为对照、电场依次增大）

图9 电场处理对于葡萄感官影响（左到右依次为对照、电场依次增大）

3 结论

结合上述实验结果，综合得知，电场对于水果的保鲜作用是肯定的，可能对于某种水果电场保鲜的效果不是特别明显，原因可能是储藏时间过短，效果不显著。从这三种水果的整体结果得知，30～100 mV电场强度下对于水果的保鲜效果更加显著。可以抑制大部分水果的呼吸强度，保持果实的良好品质和外观，具有较好的保鲜效果。而电场强度升高后可能会导致果蔬代谢强度升高以及乙烯释放量的增加，降低果蔬的保鲜期。

后期应用时，可利用不同电场强度下不同类型水果的代谢特点，在冰箱内设立催熟或保鲜专区，合理利用电场，专区内通过改变电场强度实现呼吸跃变型果蔬的催熟以及保鲜，增加冰箱的功能以及核心卖点，提升用户的体验感。