杜喜玲

1.鶴壁職業(yè)技術(shù)學(xué)院食品工程學(xué)院（鶴壁 458030）；2.鶴壁市綠色食品深加工重點(diǎn)實驗室（鶴壁 458030）

20世紀(jì)末，分子生物學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)領(lǐng)域揭示生物細(xì)胞的電磁特性及其互作效應(yīng)，主要是明確生物體中各類導(dǎo)體、半導(dǎo)體、電介質(zhì)和帶電粒子復(fù)雜的凝聚關(guān)系。這一進(jìn)步使得靜電場技術(shù)逐步向食品保鮮領(lǐng)域發(fā)展，20世紀(jì)末，李里特等[1-2]將靜電場應(yīng)用到果蔬保鮮中，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其能顯著影響果蔬的冰溫點(diǎn)及生理活動。靜電場技術(shù)已成為新興的非熱食品保鮮技術(shù)，根據(jù)輸出電壓可將靜電場分為高壓靜電場（＞2.5 kV）和低壓靜電場（≤2.5 kV）[3]。

高壓靜電場（high voltaggelectrostatic field，HVEF）對果蔬的保鮮作用，在鮮核桃[4]、香菇[5]等不同的果蔬上也得到驗證，但HVEF由于在應(yīng)用過程中存在較大安全隱患，難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。低壓靜電場（LVEF）作為一種新興的高效保鮮技術(shù)，通過空間放電可在冷藏庫內(nèi)形成負(fù)離子氛圍，避免物料與放電板的直接接觸，安全性明顯提升，同時也能發(fā)揮保鮮效果，近幾年來受到廣泛關(guān)注。最初主要用于海產(chǎn)品及肉類的解凍[6]，其具備低電壓條件下的安全性，可避免物料與放電板的直接接觸，還可以通過影響果蔬的電荷分布與水分活度，從而影響生物體酶的活性和微生物生長繁殖。周英杰等[7]研究低壓靜電場結(jié)合低溫對水蜜桃進(jìn)行保鮮研究；何定芬等[8]研究低壓靜電場對愛媛橙保鮮品質(zhì)的影響；楊亞麗等[9]研究保鮮劑結(jié)合低壓靜電場處理對紅梅杏貯藏品質(zhì)的影響及其相關(guān)性分析；李金娜[10]研究LVEF在棗品質(zhì)保鮮中的應(yīng)用。

草莓是薔薇科草莓屬多年生草本植物，其果實鮮紅美艷，柔軟多汁，富含氨基酸、檸檬酸、維生素C、果糖及鈣、鐵、磷等多種營養(yǎng)物質(zhì)，且營養(yǎng)物質(zhì)易被人體消化吸收，是老少皆宜的食品[11]。常溫下，由于草莓沒有果皮對其果肉的保護(hù)，極易受到機(jī)械損傷和微生物感染而導(dǎo)致腐爛變質(zhì)，一般采后1～2 d即失去光澤，變色變味甚至軟化腐爛，失去商品價值[12]。草莓的收獲時間比較集中，貨架期相對比較短，收獲期量大時銷售困難，這極大地限制了草莓的種植和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展[13]。因此，草莓的貯藏保鮮一直是科學(xué)研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。草莓保鮮的方法主要有氣調(diào)包裝、低溫冷藏、熱處理、化學(xué)保鮮劑和紫外輻射。這些方法能在一定程度上緩解草莓的衰老腐敗，延長草莓的保質(zhì)期，但是這些方法操作復(fù)雜、成本高，還存在化學(xué)劑殘留問題，影響人體健康，不利于草莓保鮮的推廣與應(yīng)用。因此，綠色環(huán)保經(jīng)濟(jì)實惠的草莓保鮮方法成為研究的熱點(diǎn)。而低壓靜電場用于草莓防腐保鮮研究不多，試驗考察低壓靜電場對草莓硬度、失重率、可溶性固形物含量、還原糖、可滴定酸、維生素C、呼吸強(qiáng)度、相對電導(dǎo)率、花青素的影響，為低壓靜電場應(yīng)用于果蔬保鮮品質(zhì)研究提供一定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

草莓（購自草莓種植基地）；氫氧化鈉、3,5-二硝基水楊酸（DNS）試劑、結(jié)晶酚、亞硫酸鈉、酒石酸鉀鈉、葡萄糖等（均為分析純）。

1.2 儀器與設(shè)備

BX-2000低壓靜電場裝置（浙江馳力科技股份有限公司）；DHG-9245A電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（上海一恒科技有限公司）；A-88組織搗碎勻漿機(jī)（江蘇省金壇市醫(yī)療儀器廠）；BT124S電子分析天平（北京賽多利斯儀器系統(tǒng)有限公司）；GY-3水果硬度計（浙江托普儀器有限公司）；2WAJ阿貝折射儀（上海精密儀器有限公司）；DHg-9070A真空干燥箱（上海一恒科學(xué)儀器公司）。

1.3 試驗材料與處理

草莓（購自草莓種植基地）：將沒有組織損傷草莓果實隨機(jī)分成2組分別進(jìn)行處理。

對照組（CK）：直接裝入果蔬盒（27盒），每盒隨機(jī)裝入10顆草莓，在低溫（4±1 ℃）下儲藏。

試驗組（LVEF組）：每盒隨機(jī)裝入10顆草莓（27盒），在低壓靜電場（4±1 ℃，200 V，Hr90%）儲藏。所有果蔬盒每隔24 h取樣觀察草莓的狀況并對相關(guān)性保鮮指標(biāo)進(jìn)行測試。

1.4 草莓各項品質(zhì)保鮮指標(biāo)測定方法

花青素參考Peng等[14]的研究方法：采用pH示差法測定。

可滴定酸參考宋煌旺等[15]的研究方法：采用酸堿滴定的方法，略做修改。

可溶性固形物含量參考李奕星等[16]的研究方法：采用手持性折光儀測定，每個處理每次隨機(jī)取樣，每個果實均勻取樣，榨汁，然后取一滴汁液放在折光儀的玻璃面，蓋上后直接讀數(shù)，每次測量重復(fù)3次，取平均值。

果實硬度參考王兢業(yè)[17]的方法：采用GY-1硬度計進(jìn)行測定，在草莓果表面等距離選取3個位置，用GY-1型硬度計測定其硬度。然后選取3個點(diǎn)測量值的平均值作為該果實硬度，進(jìn)行統(tǒng)計分析。

失重率的測定參考王兢業(yè)[17]的方法：采用稱重法測量，測定草莓貯藏前后質(zhì)量變化，求出失重率。

抗壞血酸含量考王兢業(yè)[17]的方法：采用2,6-二氯靛酚滴定法，并稍作修改。

相對電導(dǎo)率參考王兢業(yè)[17]的方法，稍作修改：取草莓樣品，切取長1.5 cm寬0.8 cm塊狀草莓樣品置于燒杯中，加入20 mL去離子水，振蕩60 min后立即用電導(dǎo)率儀測定提取液的電導(dǎo)率，然后將燒杯放入100 ℃沸水中煮沸15 min，后冷卻至室溫，再次使用電導(dǎo)率儀測定此時電導(dǎo)率。根據(jù)兩次測定電導(dǎo)率值求出相對電導(dǎo)率。

還原糖測定參考王兢業(yè)[17]的方法：采用蒽酮比色法測果蔬中的還原糖，并針對草莓稍作修改。

呼吸強(qiáng)度的測定參考王兢業(yè)[17]的方法：將草莓果實稱重后平放于塑料托盤中，置于容積為9.65 L密閉干燥器內(nèi)。將Telaire700便攜型CO2/溫度分析儀置于其中，測定出30 min內(nèi)CO2濃度增加量，作為果實呼吸強(qiáng)度（以每克果實每小時釋放出CO2量表示），重復(fù)3次，取平均值。

1.5 數(shù)據(jù)處理

所有測定指標(biāo)平行測量3次，取平均值作為結(jié)果，采用SPPSS 19.0軟件做統(tǒng)計處理，采用Origin 8.5繪圖軟件做圖處理，使用ANOVA程序中的Duncan法進(jìn)行顯著性檢驗，P＜0.05為顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同處理對草莓硬度的影響

草莓在儲存過程中組織會慢慢變軟，成熟程度加強(qiáng)，硬度下降，品質(zhì)下降，所以硬度是草莓一個重要的品質(zhì)參數(shù)。從圖1可以看出，隨著儲存時間的延長，2組草莓的硬度均呈現(xiàn)下降趨勢，但是低壓靜電場處理組的草莓硬度先上升后下降。儲存第4天，對照組草莓的硬度是13.1 N，而低壓靜電場處理草莓的硬度是18.1 N，2組差異顯著（P＜0.05）。儲存第7天時，對照組草莓的硬度僅為9.5 N，而處理組草莓硬度是15.7 N，明顯高于對照組，這可能是草莓經(jīng)過低壓靜電場處理后能維持果實的質(zhì)地屬性，延緩草莓衰老速度。

圖1 不同處理對草莓硬度的影響

2.2 不同處理對草莓失重率的影響

草莓的果皮容易受到破損導(dǎo)致水分流失嚴(yán)重，所以草莓組織破損后其重量會大幅降低。從圖2可以看出，不同處理方式對草莓的失重率影響不同。不經(jīng)任何處理的草莓隨著儲存時間的延長其失重率上升速度比較快，儲存第7天時達(dá)到8.9%，而低壓靜電場處理后的草莓失重率僅為3.9%，對照組的失重率是試驗組的2.3倍，低壓靜電場處理后的草莓能減少水分流失，很好地保持草莓質(zhì)地屬性，提高產(chǎn)品價值。

圖2 不同處理對草莓失重率的影響

圖3 不同處理對草莓呼吸強(qiáng)度的影響

2.3 不同處理對草莓呼吸強(qiáng)度的影響

草莓在貯藏期間的呼吸強(qiáng)度先下降后上升。貯藏0～2 d，對照組和LVEF處理組損傷草莓的呼吸強(qiáng)度有所下降，這可能是由于草莓采摘后儲藏于低溫和靜電場環(huán)境中，草莓的新陳代謝變慢，所以貯藏前期草莓的呼吸強(qiáng)度下降。隨著貯藏時間繼續(xù)延長，草莓的呼吸強(qiáng)度開始上升。在整個貯藏期間，LVEF試驗組處理的草莓的呼吸強(qiáng)度始終低于對照組，在儲藏第7天時，LVEF試驗組處理的草莓的呼吸強(qiáng)度是100 mg/（kg·h），而對照組草莓的呼吸強(qiáng)度是120 mg/（kg·h）。試驗結(jié)果表明，LVEF處理可顯著抑制草莓的呼吸強(qiáng)度，從而減輕損傷對草莓造成的不利影響。

2.4 不同處理對草莓相對電導(dǎo)率的影響

草莓果皮比較薄，果肉組織容易破損而導(dǎo)致組織變軟、汁液流失，細(xì)胞膜通透性比較強(qiáng)，細(xì)胞膜相對導(dǎo)電率高低影響草莓品質(zhì)，是草莓品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。從圖4可以看出，2組不同處理對草莓的相對電導(dǎo)率影響不同。對照組草莓隨著儲存時間的延長，相對電導(dǎo)率呈不斷上升趨勢，在儲存第7天時由開始的29%上升到64%，而LVEF試驗組處理后的草莓相對電導(dǎo)率由開始的29%上升到39.5%，上升幅度與趨勢明顯低于對照組，這說明LVEF試驗組處理后草莓能減緩衰老速度，提高草莓保質(zhì)期。

圖4 不同處理對草莓相對電導(dǎo)率的影響

2.5 不同處理對草莓可溶性固形物含量的影響

草莓中的可溶性固形物含量有可溶性單糖、雙糖、低聚糖、維生素、礦物質(zhì)、酸性物質(zhì)等，主要是可溶性糖類物質(zhì)。可溶性固形物含量是草莓品質(zhì)好壞的重要指標(biāo)。從圖5可以看出，隨著儲存時間的延長，2組草莓中的可溶性固形物含量均有一定程度下降，但試驗組草莓儲藏期間先升高后降低。儲存第3天時，LVEF試驗組可溶性固形物含量由12%上升到12.8%，而對照組的可溶性固形物含量由12%下降至10.9%。儲存第7天時，對照組草莓的可溶性固形物含量僅為8.2%，而試驗組可溶性固形物含量是10.5%，兩者差異顯著（P＜0.05）?？赡苁且驗殡S著儲存時間的延長，對照組中的草莓呼吸作用和微生物生長繁殖加速增加需要的能量，消耗草莓中更多的可溶性糖分供給能量，導(dǎo)致其可溶性固形物含量迅速下降，而LVEF處理后的草莓由于低壓靜電場作用，真菌微生物的繁殖和草莓自身的呼吸作用受到一定抑制，從而降低草莓中可溶性糖分的消耗，使草莓中的可溶性固形物含量消耗減少，下降速度變慢。

圖5 不同處理對草莓可溶性固形物含量的影響

2.6 不同處理對草莓可滴定酸的影響

草莓果實中的可滴定酸主要是檸檬酸和蘋果酸等有機(jī)酸，其含量對草莓的貯藏性、加工性質(zhì)等都具有重要的作用。從圖6可以看出，隨著儲存時間的延長，2組處理中草莓的可滴定酸含量都在下降。儲存第5天時，對照組中可滴定酸含由0.75%下降至0.33%，而LVEF試驗組處理后的草莓可滴定酸含量下降到0.50%。儲存第7天時，對照組中可滴定酸含由0.75%下降到0.11%，而LVEF試驗組處理后的草莓可滴定酸含量下降到0.41%，2組差異顯著（P＜0.05）。可能原因是在貯藏過程中，隨著時間的延長，草莓自呼吸會使有機(jī)酸分解代謝，但是經(jīng)過LVEF處理后，草莓的呼吸作用和微生物繁殖代謝受到抑制，有機(jī)酸的消耗降低，草莓的可滴定酸含量下降延緩。

圖6 不同處理對草莓可滴定酸的影響

2.7 不同處理對草莓抗壞血酸含量影響

草莓中抗壞血酸（VC）含量比較高，VC是草莓重要的營養(yǎng)成分之一，在貯存過程中，隨著儲存時間的延長，VC也容易氧化而損失。從圖7可以看出，隨著貯藏時間的延長，草莓中VC呈現(xiàn)下降趨勢，對照組草莓比LVEF處理后的草莓中VC含量下降快。儲存第7天時，對照組中草莓VC含量0.65 g/kg下降至0.31 g/kg，LVEF處理后草莓VC含量下降至0.51 g/kg，2組存在顯著性差異（P＜0.05）。這可能是低壓靜電場能延緩草莓氧化作用和微生物繁殖代謝作用，進(jìn)而減少VC消耗，延緩草莓中抗壞血酸含量下降。

圖7 不同處理對草莓抗壞血酸含量影響

2.8 不同處理對草莓還原糖含量的影響

葡萄糖、果糖、麥芽糖等還原糖對草莓的品質(zhì)具有重要作用，其含量直接影響著草莓的甜度，是草莓保鮮品質(zhì)中重要的指標(biāo)。從圖8可以看出，隨著貯藏時間的延長，2組草莓中的還原糖都有下降，但是對照組中還原糖含量的下降速度遠(yuǎn)高于LVEF試驗組處理后的草莓。貯藏第7天，對照組中草莓還原糖含量由0.85%下降至0.12%，而LVEF處理后的草莓還原糖含量是0.51%，2組存在顯著性差異（P＜0.05）。由于草莓的呼吸作用和微生物的繁殖代謝作用會消耗掉一部分還原糖，隨著貯藏時間的延長，草莓中還原糖消耗較大，而LVEF處理后的草莓可以有效延緩草莓的呼吸作用和微生物的分解代謝作用，減緩草莓中還原糖的分解與消耗，提高草莓中還原糖含量。

圖8 不同處理對草莓還原糖含量的影響

2.9 不同處理對草莓花青素含量的影響

花青素是草莓果實中重要的抗氧化劑，有利于抵御活性氧對植物組織的傷害，同時也是草莓果實呈鮮紅色的主要原因[18]。如圖9所示，隨著貯藏時間的延長，草莓中花青素的含量不斷增加。LVEF處理的草莓在貯藏前2 d花青素含量與對照組差異不大，這可能是由于LVEF 處理促進(jìn)花青素的積累，提高草莓的抗氧化能力。而在貯藏后期，LVEF處理的草莓的花青素含量低于對照組，這可能是此時對照組草莓處于更高的成熟度?；ㄇ嗨睾窟^高，這意味著它們可能會變黑，失去光澤的紅色。

圖9 不同處理對草莓花青素含量的影響

3 結(jié)論

試驗采用低壓靜電場對新鮮采摘后的草莓進(jìn)行防腐保鮮研究，考察草莓保鮮指標(biāo)硬度、失重率、呼吸強(qiáng)度、相對電導(dǎo)率、可溶性固形物含量、可滴定酸、維生素C、還原糖含量、花青素含量所受影響。結(jié)果顯示，經(jīng)過低壓靜電場處理后的草莓保鮮效果遠(yuǎn)高于不經(jīng)過任何處理的草莓。不經(jīng)任何處理的草莓隨著儲存時間的延長，其失重率、呼吸強(qiáng)度、相對電導(dǎo)率、花青素含量上升趨勢遠(yuǎn)高于低壓靜電場處理草莓。不經(jīng)任何處理的草莓的硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸、抗壞血酸、還原糖含量隨著儲存時間的延長，其下降趨勢遠(yuǎn)高于低壓靜電場處理后的草莓，這主要是低壓靜電場延緩草莓的呼吸作用和微生物繁殖代謝作用，從而極大地提高草莓的防腐保鮮效果，有利于草莓的營養(yǎng)價值和商業(yè)價值的提升，拓寬草莓銷售區(qū)域和發(fā)展渠道。