不同電場處理方式對綠熟番茄貯藏效果的影響

王 愈，王寶剛，李里特

(1.山西農業大學食品科學與工程學院，山西 太谷 030801；2.北京市農林科學院林業果樹研究所，北京 100093；3.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083)

不同電場處理方式對綠熟番茄貯藏效果的影響

王 愈1，王寶剛2，李里特3

(1.山西農業大學食品科學與工程學院，山西 太谷 030801；2.北京市農林科學院林業果樹研究所，北京 100093；3.中國農業大學食品科學與營養工程學院，北京 100083)

為選出高壓電場調控番茄后熟衰老貯藏的有效條件，以“朝研219”番茄為試材，以果實硬度和顏色轉化及腐爛指數為評價指標，研究不同電場處理方式對番茄貯藏效果的影響，從而篩選出電場處理提高番茄貯藏效果的有效條件。結果表明：經－200kV/m、2h/d的間歇穩恒電場和－200～200kV/m波動場強、2h的交變電場一次預處理方式能夠顯著延緩番茄果實硬度的下降和顏色的轉化，并降低腐爛指數(P＜0.05)；而穩恒電場和交變電場持續作用于果實時，可促進果實成熟。篩選出的電場處理方式均可延緩番茄的后熟衰老，延長果實貯藏期。

番茄；靜電場；貯藏品質；生理特性

電場處理果蔬貯藏保鮮研究一直圍繞高壓靜電場這一穩恒電場進行，對與之不同的交變電場形式未曾涉及[1-7]。高壓發生器經硅堆整流，再連接兩平行金屬板形成穩恒電場；高壓發生器不經硅堆整流直接連接兩平行金屬板，則形成交變電場；兩者的區別是交變電場使用的電壓大小和方向均隨時間而改變，穩恒電場則不變[8]。

番茄是一種重要的茄果類蔬菜，但采后在自然條件下極易軟化腐爛、不耐貯藏，如何進行采前或采后處理適當抑制其硬度下降來提高果實保鮮性是一個值得考慮的問題。番茄果實的成熟與衰老首先表現在果實的轉色與硬度上。隨著果實成熟，果實開始失綠表現出固

有色澤，并開始軟化；番茄果實抗病性可通過發病狀況來體現，抗病性強則發病率和發病指數就低。果實成熟度越高其抗病性就會越弱，推遲成熟就能提高抗病性[9]。番茄的采后保鮮貯藏，就是要延長果實貯藏壽命，保持其固有外觀品質，對于綠熟番茄來說，果實后熟最明顯的變化體現在顏色轉化和質地軟化，為此，本實驗選用色澤和硬度并結合腐爛指數作為評價指標，篩選高壓電場處理貯藏的條件，選出高壓電場調控番茄后熟衰老貯藏的有效條件。

1 材料與方法

1.1 材料與處理

供試番茄(Lycopersicom esculentum)采摘自北京市海淀區西北旺鎮土井村塑料大棚，品種為“朝研219”，花期為45d左右，選擇成熟度一致、無機械傷、無病蟲害、大小一致的綠熟頂白期果實進行試驗。

第1批為兩種電場間歇處理條件的篩選試驗。處理頻度為2h/d，穩恒電場作用時，使果實遭受300、200、100kV/m大小場強的負高壓靜電場；交變電場作用時，使果實遭受波動在－300～300、－200～200、－100～100kV/m的場強，交變頻率為40kHz。

第2批為兩種電場一次預處理條件的篩選試驗。高壓電場預處理時間為2h，穩恒電場作用時，使果實遭受200kV/m大小場強的負高壓靜電場；交變電場作用時，使果實遭受波動在－200～200kV/m的場強，交變頻率為40kHz。

第3批為兩種電場持續處理番茄果實試驗。將果實暴露于電場下30d持續處理，穩恒電場作用時，使果實遭受200kV/m場強的負高壓靜電場；交變電場作用時，使果實遭受波動在－200～200kV/m的場強，交變頻率為40kHz。

每一批次對照果實均擱置于不通電極板，不進行任何高壓電場處理的條件下。每種處理用果60個，所有試驗番茄均存放于13℃、相對濕度85%～90%的冷庫中。實驗當日測定初始硬度值后，每隔10d進行不同處理樣品的顏色觀測和硬度測定。經30d貯藏后，全部果實置于常溫(23～25℃)條件下再存放15、30d后，統計不同處理果實腐爛指數。不同處理實驗均重復3次，所有樣品指標測定均重復3次。

1.2 儀器與設備

GY-1型圓盤式硬度計 廣州市銘睿電子科技有限公司；DW-N303-1AC型高壓電源 天津市東文高壓電源廠；PCM色度計 北京渠道科學器材有限公司。

1.3 方法

1.3.1 硬度的測定

采用圓盤式硬度計測定去表皮果皮硬度，探頭直徑1cm，5個番茄為一組，單果重復3次，取3次平均值。

1.3.2 果實色澤變化情況觀察

果實顏色評價參照Kobiler的方法[10]，色澤分為：0級：果面全綠；1級：果頂開始轉紅，轉紅果面＜25%；2級：轉紅果面25%～50%；3級：轉紅果面50%～75%；4級：全部轉紅。每個處理用果30個，重復3次。

1.3.3 果實的腐爛情況觀察

參照Hofman等[11]的方法進行如下分級：0級：無病斑；1級：出現零星腐爛斑點；2級：腐爛斑點果面＜25%；3級：腐爛斑點果面25%～50%；4級：腐爛斑點果面＞50%。每個處理用果30個，重復3次。

應用SPSS 11.5軟件對數據進行方差分析(ANOVA)，利用鄧肯式多重比較對差異顯著性進行分析。P＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 高壓電場間歇處理條件的篩選

2.1.1 不同高壓電場處理對貯藏期間番茄果實硬度變化的影響

圖1 不同高壓電場間歇處理番茄果實的硬度變化Fig.1 Changes of firmness of tomato fruits treated with high voltage electric field

如圖1A所示，番茄在貯藏期間，果實硬度不斷下降。而穩恒電場下不同場強間歇處理顯著延緩了貯藏期間番茄果實硬度的下降。如貯藏10d時，100、200、300kV/m處理番茄果實硬度分別高出對照果實13.4%、53.8%、17.1%。3種場強相比，200kV/m處理維持果實硬度作用最顯著，而300kV/m處理效果次之。

如圖1B所示，番茄在貯藏期間，果實硬度不斷下降。電場強度在－200～200kV/m的交變電場間歇處理并沒有顯著延緩貯藏期間番茄果實硬度的下降，即使提高或降低場強也沒能夠延緩果實硬度的降低，可見3種場強下的交變電場處理對番茄果實硬度的影響不明顯，均未達顯著水平。

2.1.2 不同高壓電場處理對貯藏期間番茄果實顏色變化的影響

圖2 不同高壓電場間歇處理番茄果實的顏色變化Fig.2 Changes of color of tomato fruits treated with high voltage electric field

如圖2A所示，番茄在貯藏過程中顏色逐漸由綠轉紅，穩恒電場下不同大小場強間歇處理的果實轉紅指數均低于對照果實，200kV/m和300kV/m處理還顯著低于對照果實。如番茄貯藏第20天時，對照果實轉紅指數為85.2%，而100、200、300kV/m處理果實分別為80.3%、60.5%、61.3%。200kV/m穩恒電場處理果實的轉紅指數顯著低于100kV/m處理的果實，但繼續加大場強，并沒有使轉紅指數繼續下降。如貯藏第20、30天時，300kV/m處理的番茄轉紅指數還稍高于200kV/m處理的果實，但差異不顯著。

番茄由綠轉紅的過程中，電場強度在－200～200kV/m波動的交變電場間歇處理果實的轉紅指數(圖2B)，與對照組相比，不同于高壓穩恒電場處理番茄的結果，其轉紅指數沒有顯著低于對照果實，各個處理之間相比，差異并不顯著。總體來說，交變電場下不同大小場強間歇處理影響番茄色澤的轉化作用效果不明顯。

2.1.3 不同高壓電場處理對常溫貯藏期間番茄果實腐爛指數的影響

圖3 不同高壓電場間歇處理番茄果實的腐爛指數變化Fig.3 Changes of decay index of tomato fruit treated with high voltage electric field

如圖3A所示，穩恒電場下番茄13℃貯藏30d后，不同場強間歇處理的果實置于常溫下繼續存放，常溫貯藏15d時，對照果實和100、300kV/m處理番茄的腐爛指數分別為5.5%、2.8%、3.1%，而200kV/m處理果實腐爛指數仍為0，到常溫貯藏30d時，200kV/m處理果實腐爛指數為3.8%，而對照果實此時已高達23.6%。可見，穩恒電場下不同場強間歇處理顯著降低了貯藏期間番茄果實腐爛，尤其200kV/m處理的效果最為明顯。由圖3B可以看出，交變電場下，各個場強間歇處理果實與對照相比，其腐爛指數沒有顯著差異，由此可見，交變電場下不同場強電場間歇處理對番茄腐爛變化的影響不明顯。

2.2 高壓電場一次預處理條件的篩選

2.2.1 不同高壓電場預處理對貯藏期間番茄果實硬度變化的影響

圖4 不同高壓電場一次預處理番茄果實的硬度(A)及其轉紅指數(B)變化Fig.4 Changes of firmness and color of tomato fruits pre-treated once with high voltage electric field

如圖4A所示，番茄在貯藏期間，果實硬度不斷下降。交變電場一次預處理顯著延緩了貯藏期間番茄果實硬度的下降(P＜0.05)。如貯藏10d時，交變電場處理番茄果實硬度高出對照果實20.9%，20d時，則高于對照組16.1%。而穩恒電場一次預處理的果實與對照相比，其差異不顯著。甚至在貯藏10d時，其硬度還稍低于對照果實。

2.2.2 不同高壓電場預處理對貯藏期間番茄果實色澤變化的影響

交變電場一次預處理的番茄果實轉紅指數顯著低于對照果實(P＜0.05)，如圖4B所示，番茄貯藏第20天時，對照果實轉紅指數為80.1%，而交變處理果實僅為75.6%。與對照相比，穩恒電場一次預處理并沒有使轉紅指數下降。如貯藏第20天時，穩恒處理的番茄轉紅指數還稍高于對照果實，但差異不顯著。

2.2.3 不同高壓電場預處理對常溫貯藏期間番茄果實腐爛指數的影響

圖5 不同高壓電場一次預處理番茄果實的腐爛指數變化Fig.5 Changes of decay index of tomato fruits pre-treated once with high voltage electric field

交變電場一次預處理也顯著降低了番茄果實的腐爛(圖5)，而穩恒電場預處理的果實則與對照無顯著差異。

2.3 采后不同高壓電場持續處理對番茄貯藏的影響

2.3.1 不同電場持續處理對貯藏期間番茄果實硬度變化的影響

圖6 不同電場持續處理番茄果實硬度(A)及其轉紅指數(B)的變化Fig.6 Changes of firmness and color of tomato fruit continuously treated with high voltage electric field

如圖6A所示，番茄在貯藏期間，果實硬度不斷下降。而交變電場和穩恒電場持續處理均顯著促進了貯藏期間番茄果實硬度的下降。如貯藏20d時，交變電場處理番茄果實硬度低于對照果實31.1%，穩恒電場處理的果實低于對照15.7%。交變電場和穩恒電場處理的果實之間比較，交變電場促進作用更顯著。

2.3.2 不同電場持續處理對貯藏期間番茄果實色澤變化的影響

從圖6B不難看出，長期暴露于高壓電場下持續處理的番茄果實，不同于間歇電場和一次預處理電場處理效果，并沒有延緩番茄果實的由綠轉紅，與對照組相比，卻促進了顏色的轉變，貯藏10、20、30d的時候，交變電場和穩恒電場作用的番茄轉紅指數均高于對照，如20d時，交變電場和穩恒電場處理的果實高于對照9.1%和6.1%，但不同電場之間差異不顯著。

2.3.3 不同電場持續處理對貯藏期間番茄腐爛指數的影響

如圖7所示，不同高壓電場持續處理番茄果實的腐爛指數與對照相比，無顯著差異，而交變電場持續處理的腐爛指數稍高于對照，但未達顯著水平，這可能是由于高壓電場促進了果實成熟，造成比對照果實過熟所致。

圖7 不同電場持續處理番茄果實的腐爛指數變化Fig.7 Changes of disease index of tomato fruit continuously treated with high voltage electric field

3 結論與討論

200kV/m、2h/d的負高壓靜電場間歇處理顯著減緩了采后番茄果實硬度的下降和顏色的轉化以及腐爛指數的上升，但高于200kV/m的300kV/m場強和低于100kV/m場強處理，并沒有進一步增進影響效果，反而還有所下降。－200～200kV/m波動的交變電場一次預處理2h的方式明顯減緩了采后番茄顏色轉紅、硬度下降和貯藏中腐爛指數的上升，但200kV/m負高壓穩恒電場一次預處理并沒有對采后番茄色澤、硬度產生顯著影響。由此可見，高壓電場處理對番茄貯藏品質的影響，有其作用規律性，并非所有的電場處理，都可達到效果，只有適宜方式電場處理才可以實現好的調控結果。

范美華利用高壓靜電場對豌豆莢進行了保鮮實驗[6]，對高壓靜電保鮮的作用機理作出了解釋。認為利用高壓靜電場中的空氣放電，在貯存空間產生一定濃度的空氣離子和臭氧(O3)，讓它們作用在果蔬上，可使果蔬的貯存時間延長，從而達到保鮮的目的。該說法對于間歇高壓電場處理的作用機理可以解釋，但對于交變電場一次預處理所起的調控作用難以理解，對此有待進一步研究。

王寶鋼[12]在研究UV-C輻照處理芒果時，發現輻照處理這一物理方法顯著延緩了果實果皮葉綠素含量的下降(P＜0.05)，抑制了顏色的變化，但對果實硬度沒有顯著影響。本實驗的高壓電場處理這一物理方法既延緩了番茄果實硬度的下降，又抑制了色澤的轉變，可見高壓電場是調控了果實的成熟和衰老。高壓電場抑制果實色澤轉變可能有這樣兩個原因，一是直接控制了葉綠素的降解，二是由于延緩成熟而使色澤轉變變慢，但從對硬度的影響來看，應是第二種原因。

張全國等[13]發現番茄經高壓靜電預處理后，能有效地延長其貯藏保鮮時間。丹陽通過對短時高壓靜電場下番茄失重率及果皮顏色變化的觀測，證實在高壓靜電保鮮操作中采用采后僅處理一次的處理方式不能產生明顯的保鮮效果[14]。本實驗穩恒電場一次預處理也沒有對采后番茄色澤、質地感官品質產生顯著影響，與丹陽的研究結果一致，而電場強度在－200～200kV/m波動的交變電場一次預處理卻取得了好的效果，這說明與電場處理類型有關。

孫貴寶[15]進行了穩恒電場持續處理藍莓果貯藏實驗發現：藍莓果長期暴露于靜電場作用下，可以抑制呼吸，延長果實貯藏期，與本研究結果相反，這可能與果實呼吸類型有關，藍莓果為非躍變型漿果，而番茄為典型的躍變型果實。可見不同生理類型的果實對高壓電場處理的反應有異。本研究結果是持續高壓電場處理有效地促進了番茄果實硬度的下降和色澤的轉變。

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Effect of Electric Fields on Quality of Mature-green Tomato Fruits during Storage

WANG Yu1，WANG Bao-gang2，LI Li-te3
(1. College of Food Science and Engineering, Shanxi Agricultural University, Taigu 030801, China；
2. Institute of Forestry and Pomology, Beijing Academy of Agriculture and Forestry, Beijing 100093, China；
3. College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)

The effect of high voltage electric fields on the after-ripening process and quality during storage of “ZhaoYan219”tomatoes (Lycopersicom esculentum) was investigated. The firmness, color and decay index of electric field-treated tomatoes were determined during storage. The optimum conditions of electric field treatment were optimized. The results showed that －200 kV/m of intermittent static electric field treatment (2 h/d) and －200～200 kV/m 40 kHz alternating electric field pre-treatment(2 h) delayed significantly the decline of firmness, the change in color from green to red of tomato fruit during storage, and decreased the decay index (P＜0.05), and thus prolonged the storage time of tomatoes. However, continuous treatment of intermittent static field and alternating electric field accelerated the ripening process.

tomato；electrostatic field；storage quality；physiological characteristics

S663.9；Q945.6 6

A

1002-6630(2010)20-0434-05

2009-11-24

山西省自然科學基金項目(2010011039-2)

王愈(1968—)，男，副教授，博士，主要從事農產品貯藏與加工研究。E-mail：sxtgwy@126.com