超生波對(duì)牡丹鮮花保鮮的優(yōu)化設(shè)計(jì)

李寧+++++++朱文學(xué)

[摘要]：本文以牡丹切花為試材，采用不同參數(shù)組合的方式對(duì)牡丹切花進(jìn)行超聲波預(yù)處理，探究頻率、功率及處理時(shí)間對(duì)牡丹切花保鮮效果的影響規(guī)律及原因。通過(guò)對(duì)比處理后牡丹切花的差異，確定篩選出最佳的預(yù)處理參數(shù)。研究結(jié)果表明：合適的超聲波預(yù)處理參數(shù)組合可以促進(jìn)牡丹切花前期鮮重的增加，抑制牡丹切花后期鮮重的降低，有效延長(zhǎng)切花壽命。不同功率條件下切花的保鮮效果主要是由于介質(zhì)溫度的改變而對(duì)花枝產(chǎn)生影響。

[關(guān)鍵詞]：超聲波；切花；鮮重

引言

牡丹是中國(guó)傳統(tǒng)十大名花之一，被稱為我國(guó)的“國(guó)花”，牡丹屬于芍藥科芍藥屬落葉灌木。牡丹起源于中國(guó)，同時(shí)中國(guó)也是牡丹的品種培育基地。牡丹花的栽種和培育主要是在中國(guó)的山東菏澤和河南洛陽(yáng)兩個(gè)地區(qū)，經(jīng)過(guò)多年的栽培育種，現(xiàn)在牡丹的種類十分繁多，不同品種的牡丹已經(jīng)有1500余種。牡丹花作為一種名貴花卉，其花期比較集中，同時(shí)比較短暫，芳香濃郁、賞心悅目，極具觀賞價(jià)值，市場(chǎng)效益極高。但是牡丹切花在與母體分離后，衰敗萎蔫較快，不能在鮮切花市場(chǎng)占有應(yīng)有的地位。所以說(shuō)對(duì)于牡丹切花進(jìn)行保鮮技術(shù)的研究，具有十分重要的商業(yè)應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的各類保鮮劑存在保鮮液組成成分單一，保鮮效果不理想的缺點(diǎn)。

超聲波是指頻率大于20000Hz的聲波，其工作原理是依靠具有磁致伸縮或壓電效應(yīng)的晶體的振動(dòng)完成工作。超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，會(huì)產(chǎn)生空化效應(yīng)、機(jī)械效應(yīng)和熱效應(yīng)。近幾年的相關(guān)研究表明，超聲波技術(shù)在果蔬花卉殺菌保鮮方面具有一定的應(yīng)用前景。

超聲波用于花卉果蔬采后處理主要是利用其空化效應(yīng)，具體的應(yīng)用效果主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：一是有殺菌的作用，超聲波的空化作用會(huì)產(chǎn)生高溫和高壓的環(huán)境條件，從而可以殺死液體中的某些微生物，所以具有殺菌滅菌的效果；二是有沖擊剝離的作用，在超聲波的空化作用下，液體介質(zhì)中會(huì)發(fā)生分子的相互碰撞，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，花卉果蔬表面的微生菌體、塵土、農(nóng)藥殘留等雜質(zhì)，在沖擊波的作用下會(huì)被剝離。

1、 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

牡丹切花應(yīng)采摘松蕾期的花枝（萼片下垂、外側(cè)少量花瓣開(kāi)始松展），長(zhǎng)度為40-50cm。然后進(jìn)行復(fù)水處理1小時(shí)，去除花枝下部的葉子，剪切至25cm待實(shí)驗(yàn)取用。實(shí)驗(yàn)儀器選用昆山市超聲儀器有限公司生產(chǎn)的KQ-100DB型醫(yī)用數(shù)控超聲波清洗器。

1.2 試驗(yàn)方法

設(shè)定2種頻率（20000、40000Hz）、3種功率（40、70、100W）、3種處理時(shí)間（20、40、60min）對(duì)牡丹切花進(jìn)行18組不同參數(shù)的超聲波預(yù)處理，為保證試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，每組參數(shù)下處理5枝牡丹切花。預(yù)處理的牡丹花枝均置于去離子水的相同液面高度的燒杯內(nèi)。

1.3 試驗(yàn)觀察與測(cè)定

牡丹花枝預(yù)處理結(jié)束后，將其置于室內(nèi)，避免陽(yáng)光直接照射，每?jī)商旄鼡Q一次水，并按時(shí)對(duì)花枝的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行觀察測(cè)定。

（1）花枝的壽命測(cè)定：以花枝的花瓣或者葉片的50%出現(xiàn)枯萎狀態(tài)為測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)。

（2）花枝的鮮重測(cè)定：鮮重變化百分率要求每24小時(shí)稱量測(cè)定各組花枝的鮮重，根據(jù)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算求得：

鮮重變化百分率=[（稱量日鮮重-初始鮮重）/初始鮮重]×100%

（3）水溫度變化測(cè)定：每隔10min測(cè)定各組水溫度變化情況，并進(jìn)行記錄。

2 、結(jié)果與分析

根據(jù)試驗(yàn)觀察與測(cè)定的結(jié)果數(shù)據(jù)，對(duì)比分析可知：不同參數(shù)的超聲波預(yù)處理對(duì)牡丹切花的保鮮效果存在差異：

在相同功率和處理時(shí)間條件下，20000Hz的頻率大小更適用于牡丹切花的保鮮，特別是當(dāng)功率大小為70W時(shí)可以有效延長(zhǎng)牡丹切花的壽命，同時(shí)可以促進(jìn)切花前期鮮重的增加，抑制切花后期鮮重的降低。當(dāng)頻率大小為40000Hz時(shí)，牡丹切花的整體保鮮效果都不是很理想，只有70W情況下具有一定的保鮮效果。在相同頻率和處理時(shí)間條件下，當(dāng)功率大小為70W時(shí)，牡丹切花的整體保鮮效果明顯優(yōu)于40W和100W；20000Hz頻率情況下，各組切花在60min處理時(shí)間條件下，其保鮮效果呈現(xiàn)出良好的遞增趨勢(shì)。綜合分析，20000Hz、70W、60min條件下對(duì)牡丹切花的超聲波預(yù)處理，可以使得切花壽命延長(zhǎng)近2天，鮮重在切花前期增加了18.21%，而在切花后期僅僅下降了3.8%，該組參數(shù)為對(duì)牡丹切花的超聲波預(yù)處理的最佳參數(shù)。

觀察表1可以看出，不同參數(shù)的超聲波預(yù)處理情況下，去離子水的溫度都隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)而增加；相同的頻率條件下，超聲波預(yù)處理對(duì)去離子水的增溫效果隨著功率的增加而增強(qiáng)；相同的功率條件下，低頻率的超聲波預(yù)處理對(duì)去離子水的增溫效果強(qiáng)于高頻率的超聲波預(yù)處理。

超聲波預(yù)處理隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)去離子水具有增溫效果，這是因?yàn)樵诳栈^(guò)程中，超聲波可以使介質(zhì)局部范圍形成高溫高壓的環(huán)境條件。相同的功率條件下，低頻率的增溫效果比高頻率的增溫效果明顯，這主要是因?yàn)榈皖l率條件下空化效應(yīng)強(qiáng)。而相同的頻率條件下，功率越大則增溫效果越明顯，在超聲波預(yù)處理最佳參數(shù)組合情況下，溫度在30min后可增加到40-42℃。據(jù)此可以推斷，不同功率條件下切花的保鮮效果主要是由于介質(zhì)溫度的改變而對(duì)花枝產(chǎn)生影響。

3、 結(jié)論

合適的超聲波預(yù)處理參數(shù)組合可以促進(jìn)切花前期鮮重的增加，抑制切花后期鮮重的降低，有效延長(zhǎng)切花壽命。超聲波保鮮技術(shù)具有條件溫和、清潔、安全等特點(diǎn)，可以廣泛應(yīng)用于各類花卉、果蔬等產(chǎn)品的保鮮貯藏，因而超聲波保鮮技術(shù)在果蔬花卉的殺菌保鮮方面有十分廣闊的應(yīng)用前景。

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作者簡(jiǎn)介： 李寧（1992.06-）；性別：女，籍貫河南省洛陽(yáng)市，學(xué)歷本科，畢業(yè)于河南科技大學(xué)；現(xiàn)有職稱：研究生在讀；研究方向：干燥理論研究與花卉保鮮；