低压静电场结合包装对采后樱桃番茄品质的影响

曾敏，王军

低压静电场结合包装对采后樱桃番茄品质的影响

曾敏，王军*

（江南大学，江苏 无锡 214122）

研究常温环境下低压静电场（Low Voltage Electrostatic Filed，LVEF）结合不同商业包装处理对樱桃番茄果实贮藏品质的影响，探索基于LVEF处理的樱桃番茄采后常温货架期间适宜的商业包装方式。待测樱桃番茄随机分为LVEF处理组、LVEF+PP组、LVEF+PET组和无任何处理的对照组，在温度为（23±1）℃和相对湿度为75%的同一培养箱中储存16 d，LVEF处理在整个储存期内持续进行，定期测定樱桃番茄在贮藏期间的品质变化。LVEF处理能抑制质量损失率和丙二醛含量的上升，同时减缓亮度、硬度、可溶性固形物、可滴定酸、抗坏血酸和番茄红素含量的下降。在LVEF贮藏环境下，PET包装在采后樱桃番茄的质量、硬度、色度、可溶性固形物和抗坏血酸等质量指标方面优于PP包装和未包装的樱桃番茄。LVEF处理对采后樱桃番茄有一定保鲜效果，且在LVEF贮藏环境下，PET包装樱桃番茄比PP包装的保鲜效果更好。

樱桃番茄；低压静电场；包装；品质

樱桃番茄（Mill.）又名圣女果、小番茄，属茄科番茄属的变种。樱桃番茄富含蛋白质、钾、钙等多种矿物质和多种维生素[1]。另外，樱桃番茄还含有丰富的番茄红素和酚类物质，具有极高的抗氧化活性[2]。但樱桃番茄属于呼吸跃变型果实，在运输、贮藏、销售中感官品质与营养价值会加速恶化[3]。因此，需要进行适当的采后处理，以保持新鲜樱桃番茄的贮藏品质。

目前，包括冷藏保鲜技术、气调保鲜技术、涂膜保鲜技术、超声波处理、热处理、辐照处理和化学保鲜剂处理等在内的多种保鲜手段，在采后樱桃番茄的保鲜上进行了研究[4]。但这些方法仍有很多局限，如低温冷藏易造成樱桃番茄发生冷害、产生异味[5]；而化学保鲜剂保鲜则容易引起食品安全问题，不符合绿色无添加的理念[6]；辐照处理和超声波处理技术则面临成本高、操作困难、存在安全隐患等问题[7]。

低压静电场（Low Voltage Electrostatic Filed，LVEF）是一种非热的物理保鲜技术，具有成本低、安全性高、节能环保等优点，在肉类和果蔬的保鲜方面具有较大作用。果蔬是一种生物体，它内部本身存在固有电场，LVEF处理通过造就外部电场环境来改变果蔬内部固有电场，从而使果蔬表现为某些生理上的变化[8]。张浩宇等[9]发现LVEF可以抑制灵武长枣的呼吸作用。何定芬等[10]也发现LVEF结合低温处理可以明显缓解爱媛橙在贮藏期间的品质下降。此外，LVEF处理应用于舟山杨梅[11]、水蜜桃[12]、草莓[13]和红梅杏[14]等水果的保鲜上，也展现了良好的效果。

合适的商业包装不仅便于消费者购买，提升商品的附加价值，还能隔离有害微生物，一定程度上降低果蔬生理代谢速度，进而达到保鲜的效果[15]。本文以樱桃番茄为实验材料，分别结合商业PP保鲜袋和PET保鲜盒进行包装处理，然后进行LVEF处理；以不包装也不进行静电场处理为对照组，探讨LVEF对采后樱桃番茄品质的影响，并筛选出合适LVEF贮藏环境下的商业包装方式，对延长樱桃番茄货架期、选择适用于基于LVEF处理的樱桃番茄的商业包装方式提供依据。

1 实验

1.1 材料与仪器

主要材料：樱桃番茄（Mill.），品种为千禧，于2022年4月25日采自江苏省江阴市青阳镇。挑选无机械损伤、大小均匀、完全转色的红熟期樱桃番茄，采后立即运往实验室。商业PP保鲜袋，规格为27 cm×21 cm，双面共开16个直径为0.5 cm圆形透气孔，由万家塑业包装有限公司生产提供；商业PET保鲜盒，规格为17.5 cm×13.5 cm×7.5 cm，暗卡扣设计，上盖共开10个直径为0.5 cm圆形透气孔，由河北博瑞塑业有限公司生产提供。

主要仪器：AX124ZH/E电子天平，奥豪斯仪器（常州）有限公司；TMS-Pro质构仪，美国FTC公司；CR-400色差仪，日本柯尼卡美能达公司；PAL-BX/ACID F5糖酸度计，日本ATAGO公司；UV-1800紫外分光光度计，日本岛津国际贸易公司；LC-LX-HR165A高速冷冻离心机，上海力辰邦西仪器科技有限公司；HWS-12恒温水浴锅，上海一恒科技有限公司；KTHA-215TBS恒温恒湿箱，昆山庆声电子科技有限公司；定制静电场装置，无锡博亚电子科技有限公司。

1.2 实验设计

将樱桃番茄果实随机分为4组：对照组，既不包装也不施加LVEF；LVEF组，不包装，仅施加LVEF；LVEF+PP组，用PP保鲜袋包装后施加LVEF；LVEF+PET组，用PET保鲜盒包装后施加LVEF。LVEF实验系统由直流电源、导线和2块镀铜电极板组成。直流电源的输出电压为600 V，上下极板之间的距离为10 cm。4组均在温度为（23±1）℃和相对湿度为75%的同一培养箱中储存16 d，LVEF系统在整个储存期内持续工作。在第0、1、4、7、10、13和16天随机选择樱桃番茄果实进行分析，所有实验均重复3次。

1.3 测定方法

1.3.1 质量损失率

每组固定20个樱桃番茄作为质量损失率测量对象，每3 d用电子天平测量一次质量，每次测量都使用相同的樱桃番茄。质量损失率用质量损失差值与番茄果实初始质量的质量分数（%）表示。

1.3.2 硬度

硬度通过质构仪的穿刺程序确定。使用一个50 N的称重传感器和一个直径为2 mm的不锈钢圆柱形探针，用刀片削去樱桃番茄的赤道区的表皮，并选择3个距离相等的位点进行穿刺。穿刺距离为8 mm，穿刺速度为300 mm/s。每组处理随机选取6个水果样品进行测定，记录力与穿刺距离曲线，取最大峰值力（N）作为硬度指标。

1.3.3 色度值

色度值采用色差仪测定。每组固定20个樱桃番茄作为色度值测量对象，每次测量都在相同的位置测量色度值。*值表示明度，*越大果实表皮越亮；*值表示红绿程度，数值越大表示越红，越小表示越绿。

1.3.4 可溶性固形物

使用糖酸度计测定可溶性固形物（Total Soluble Solids，TSS）含量。每组取3颗水果样品均质后过滤，滤液用于TSS的测定。TSS表示为番茄汁的质量分数（%），每次操作均重复3次，结果取3次测定的平均值。

1.3.5 可滴定酸

使用糖酸度计测定可滴定酸（Titratable Acid，TA）含量。每组取3颗水果样品均质后过滤，取1.0 mL滤液用蒸馏水稀释至50 mL，用以测量样品的TA。TA表示为番茄汁中苹果酸的质量分数（%），每次操作均重复3次，结果取3次测定的平均值。

1.3.6 抗坏血酸

参考Xu等[13]的紫外分光光度计法测定抗坏血酸（Ascorbic Acid，AsA）的含量，结果以mg/kg表示。

1.3.7 总酚

参考Jagadeesh等[16]的紫外分光光度计法测量总酚含量，结果表示为没食子酸当量，单位为g/kg。

1.3.8 番茄红素

参考Sun等[17]的紫外分光光度计法测定番茄红素的含量，结果以mg/kg表示。

1.3.9 丙二醛

参考Chen等[18]的紫外分光光度计法测定丙二醛（Malondialdehyde，MDA）含量，结果以μmol/g表示。

1.4 实验数据处理方法

所有实验至少重复3次，采用Excel 2016对数据进行整理，并利用IBM SPSS Statistics 26软件对数据进行统计分析，采用Origin 2018进行绘图。实验数据以平均值±标准差表示，采用单因素ANOVA法分析数据间差异性，<0.05为差异显著，在图中用不同小写字母表示。

2 结果与分析

2.1 LVEF结合包装处理对樱桃番茄质量损失率和硬度的影响

采后水果在储存过程中的质量损失主要是由蒸腾和呼吸过程引起的。各组樱桃番茄的质量损失率变化如图1a所示，随着贮藏时间的延长，对照组和处理组的质量损失率均显著增加。贮藏4 d前对照组与LVEF处理组的质量损失率无显著性差异（>0.05），贮藏4 d至贮藏期结束，对照组的质量损失率显著高于LVEF处理组的（<0.05）。贮藏期结束时，对照组樱桃番茄的质量损失率比LVEF组的高16.9%，比LVEF+PP组的高7.8%，比LVEF+PET组的高31.2%。这可能是因为PET保鲜盒在顶部打孔，既不干扰静电场发挥作用，又可以阻止水分的过度散失，而PP保鲜袋在两侧开孔，减弱了静电场的作用。

硬度是反映水果新鲜度的重要指标，直接影响水果的商业价值和消费者接受度[19]。采后果实的软化主要是由于细胞壁结构和组分的分解，细胞壁组分主要分为纤维素、半纤维素、果胶和蛋白质，而包含果胶酶、纤维素酶等在内的细胞壁降解酶则催化细胞壁组分的分解过程[20]。有研究表明，静电场处理可以降低细胞壁降解酶的活性，从而延缓果实硬度下降[13]。如图1b所示，各组樱桃番茄的硬度在贮藏过程中逐渐降低。在整个贮藏期内，LVEF处理的3组樱桃番茄的硬度整体高于对照组的，但贮藏前4 d对照组与LVEF处理组的硬度无显著性差异（>0.05）；贮藏4 d至贮藏期结束，对照组的硬度损失显著高于LVEF处理组的（<0.05）。

这些结果表明，LVEF处理可以有效保持樱桃番茄的质地特性，延缓硬度下降和质量损失率上升。在LVEF贮藏环境下，PET包装盒比PP包装袋维持硬度和质量损失率的效果更好。

2.2 LVEF结合包装处理对樱桃番茄色度值的影响

*值显示了樱桃番茄的亮度，樱桃番茄的*值随时间的变化规律如图2a所示。新鲜樱桃番茄光泽度随时间逐渐下降，这是由于水分持续散失，表皮皱缩，促使樱桃番茄表面亮度变低。LVEF处理的各组樱桃番茄的*值总体高于不经LVEF处理对照组的。贮藏前4 d，处理组与对照组*值差异不大，且随贮藏时间延长，各组*值基本保持不变（>0.05）。贮藏至4 d后*值逐渐降低，且LVEF处理组始终比对照组高（<0.05），说明LVEF能有效延缓樱桃番茄亮度降低。在贮藏结束时，LVEF+PET组樱桃番茄的亮度显著高于LVEF+PP组和LVEF处理组的，这与上述质量损失率的变化趋势一致。

图1 LVEF结合包装处理对质量损失率和硬度的影响

*值显示了樱桃番茄的红绿程度，数值越大表示果实越红。樱桃番茄的*值随时间的变化规律如图2b所示，各组樱桃番茄的*值随时间逐渐上升后降低。贮藏前4 d，LVEF处理组、LVEF+PP组和LVEF+PET组与对照组的*值没有显著性差异（>0.05），对照组的樱桃番茄在贮藏至第10天时*值达到峰值，随后逐渐降低，而LVEF处理组在第13天时开始下降。贮藏后期LVEF处理组的*值始终比对照组的高（<0.05），说明LVEF能有效抑制樱桃番茄的红色的降低。LVEF处理组、LVEF+PP处理组和LVEF+PET处理组总体上没有显著性差异，但LVEF+PET组的*值在上升过程中最低，表明LVEF+PET处理能有效抑制樱桃番茄色泽劣变。

2.3 LVEF结合包装处理对樱桃番茄TSS和TA的影响

TSS和TA反映了果实的成熟度，直接影响果实的风味[21]。一般来说，番茄果实收获后TSS的增加是由于多糖降解为单糖和有机酸的转化，而降低是由于贮藏后期能量代谢对碳水化合物的消耗。如图3a所示，各组樱桃番茄随贮藏时间延长TSS含量均持续上升，达到峰值后下降。对照组和LVEF+PP组樱桃番茄的TSS含量在第10天到达峰值，而LVEF组和LVEF+PET组樱桃番茄的TSS含量在第13天达到峰值，13 d后对照组的TSS含量显著低于LVEF处理的各组（<0.05）。结果表明，LVEF推迟了TSS峰值的到来，抑制了多糖的降解和有机酸的转化；不同商业包装在抑制TSS含量降低方面，PET保鲜盒优于PP保鲜袋。

酸是水果呼吸作用的重要底物，TA含量通常会随着时间的推移而下降。如图3b所示，各组樱桃番茄的TA在贮藏前4 d没有显著变化，贮藏4 d后逐渐上升，贮藏结束时又下降。贮藏前10 d，TA的含量缓慢增加，这可能是由于较低的储存湿度，导致有机酸的消耗量低于水分的损失量，所以贮藏前10 d，TA的相对含量略有上升。对照组樱桃番茄的TA含量在第10天到达峰值后下降，而LVEF处理的各组在第13天到达峰值，且在随后的贮藏期TA含量显著高于对照组（<0.05）。结果表明，LVEF可以在贮藏后期抑制TA的下降，不同的商业包装在抑制TA含量变化方面的影响不明显。

图2 LVEF结合包装处理对L*值和a*值的影响

图3 LVEF结合包装处理对总可溶性固形物和可滴定酸的影响

2.4 LVEF结合包装处理对樱桃番茄AsA含量的影响

AsA作为低分子质量的抗氧化剂，不仅有助于维持细胞的氧化还原状态，而且还极大地增加了果实的营养价值[22]。如图4所示，各组樱桃番茄果实的AsA含量在贮藏期间先升高后降低。贮藏前期由于果实的后熟作用，AsA含量仍呈上升趋势，在前人的研究中也出现了相同的现象[23]。贮藏后期AsA由于被呼吸消耗，消耗量大于合成量，因而缓慢降低。对照组樱桃番茄的AsA含量的增加主要发生在10 d前，LVEF处理的各组均在第13天到达峰值，且对照组的AsA含量在1～16 d内始终显著低于处理组（<0.05）的。结果表明，LVEF通过延缓衰老，减缓了AsA下降趋势，从而提高了AsA含量。LVEF+PP组的AsA含量低于LVEF处理组的和LVEF+PET处理组的，表明PP保鲜袋可能削弱了包装内的电场强度，从而导致PP保鲜袋内AsA含量更接近于对照组。

图4 LVEF结合包装处理对抗坏血酸的影响

2.5 LVEF结合包装处理对樱桃番茄总酚含量的影响

酚类物质是植物中的关键抗氧化剂，可以缓解氧化应激，保护细胞结构免受损伤[24]。如图5所示，各组樱桃番茄总酚含量随时间增加变化趋势一致。LVEF处理的各组樱桃番茄的总酚含量在贮藏前10 d显著高于对照组（<0.05），表明LVEF提高了酚类物质在贮藏初期的积累。Huang等[25]也发现，用静电场处理鲜切卷心菜和玉米时，总酚类物质增加，这可能是因为LVEF刺激植物细胞，细胞发生防御反应，进而诱导酚类物质的合成。贮藏10 d时，LVEF处理各组与对照组没有显著性差异（>0.05），而贮藏16 d时对照组的总酚含量高于LVEF处理的各组，这可能是因为贮藏10 d后樱桃番茄适应了外加电场环境，LVEF诱导酚类化合物积累的作用减弱。结果表明，LVEF在贮藏前10 d促进了酚类化合物的增加，进一步提高了樱桃番茄的营养价值，前10 d内LVEF保鲜条件下PET保鲜盒比PP包装袋更有效地促进了总酚含量的增加。

图5 LVEF结合包装处理对总酚含量的影响

2.6 LVEF结合包装处理对樱桃番茄中番茄红素的影响

番茄红素是番茄中含量最丰富的类胡萝卜素，作为维生素a的前体和有效抗氧化剂，可以清除自由基，是番茄重要的营养元素之一[21]。如图 6所示，各组樱桃番茄的番茄红素含量随贮藏时间先上升后下降。对照组樱桃番茄的番茄红素含量在贮藏前7 d总体高于LVEF处理的各组，且在7 d到达峰值，然后下降。贮藏10 d之后，LVEF处理组、LVEF+PP组和LVEF+PET组显著高于对照组（<0.05），总体上PET包装组樱桃番茄在后期具有更高的番茄红素含量。结果表明，LVEF处理延缓了番茄红素的积累，推迟了峰值的到来，PET保鲜盒比PP保鲜袋能更有效地抑制了番茄红素的损失。

2.7 LVEF结合包装处理对樱桃番茄MDA含量的影响

采后果蔬在贮藏过程中逐渐成熟和衰老，细胞膜中的脂质会逐渐氧化，细胞膜流动性变差。MDA是脂质过氧化的产物，可以表示植物细胞膜的氧化损伤程度[26]。由图7可知，各组樱桃番茄的MDA含量均随时间的增加而不断增加。贮藏前4 d，LVEF处理组的MDA含量与对照组的没有显著性差异（>0.05）。在4 d后，LVEF处理组的MDA含量开始显著低于对照组的（<0.05），并持续到储存期结束。贮藏结束时，LVEF处理组樱桃番茄的MDA含量比对照组的低35.7%。结果表明，LVEF处理可以显著抑制樱桃番茄组织中MDA含量的增加，从而减少MDA对樱桃番茄细胞的毒害，抑制细胞衰老，延长其货架期。LVEF+PP组的MDA含量高于LVEF处理组和LVEF+PET处理组的含量，表明PP保鲜袋可能削弱LVEF的作用，从而导致MDA含量更接近于对照组。

图6 LVEF结合包装处理对番茄红素的影响

图7 LVEF结合包装处理对丙二醛的影响

3 结语

LVEF处理樱桃番茄能有效抑制其采后贮藏期间的品质变化，保留更多的营养成分。贮藏16 d后，与对照组相比，施加LVEF的樱桃番茄质量损失率减少了14.4%，硬度增加了6.4%；LVEF还提高了樱桃番茄AsA、总酚和番茄红素等抗氧化剂的含量，增强了樱桃番茄的营养价值。此外，与仅施加LVEF相比，LVEF联合PET保鲜盒处理的樱桃番茄质量损失率减少了10.9%，硬度、色度、TSS和AsA含量也明显提高，而LVEF联合PP保鲜袋处理则提高了质量损失率，降低了硬度，不利于LVEF贮藏环境下的樱桃番茄保鲜。因此，PET保鲜盒比PP保鲜袋更适合作为LVEF保鲜条件下的商业包装。

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Effects of Low Voltage Electrostatic Field Combined with Packaging Treatment on Quality of Postharvest Cherry Tomatoes

ZENG Min, WANG Jun*

(Jiangnan University, Jiangsu Wuxi 214122, China)

The work aims to investigate the effects of low voltage electrostatic field (LVEF) combined with different commercial packaging treatments on the storage quality of cherry tomatoes to explore the LVEF-based suitable commercial packaging ways of postharvest cherry tomatoes kept on shelves at room temperature. Cherry tomatoes were kept under 3 conditions, unpacked, PP cling bags and PET cling boxes, and then stored at LVEF, (23±1) °C and 75% relative humidity for 16 d, while cherry tomatoes without packaging nor LVEF treatment were used as controls. The LVEF treatment worked continuously during the whole storage period. The quality change of cherry tomatoes during storage was measured periodically. The results showed that LVEF treatment slowed down the increase in weight loss rate and malondialdehyde content and inhibited the decrease in brightness, hardness, soluble solids, titratable acid, ascorbic acid and lycopene. Under LVEF storage conditions, cherry tomatoes in PET cling boxes outperformed those in PP cling bags and without packaging in terms of weight, hardness, color, soluble solids and ascorbic acid. In conclusion, LVEF treatment is effective in preserving postharvest cherry tomatoes, and PET cling boxes have better preservation effect on cherry tomatoes under LVEF storage conditions than PP cling bags.

cherry tomato; low voltage electrostatic field (LVEF); packaging; quality

TS255.3

A

1001-3563(2023)17-0025-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.17.004

2023-02-06

国家自然科学基金（51205167）；国家一流学科建设轻工技术与工程（LITE 2018–29）

责任编辑：曾钰婵