低壓靜電場協同低溫對水蜜桃儲藏保鮮過程中品質的影響

周英杰，謝 超，梁 佳，何定芬，余 銘，張海玲

(1.浙江海洋大學食品與醫藥學院，浙江舟山 316022；2.浙江國際海運職業技術學院，浙江舟山 316021；3.浙江馳力科技股份有限公司，浙江舟山 316022；4.舟山富晟食品科技有限公司，浙江舟山 316022)

水蜜桃Prunus persica 是我國主要水果種植品種之一，因肉嫩汁多，香濃味醇，鮮甜甘美而深受消費者的喜愛[1-2]。但水蜜桃的采收時間和果實本身皮薄多汁等特點，導致其極易出現腐爛變質[3-4]，耐貯性較差，導致可能在采后幾天則完全失去食用及商品價值[5]。目前，我國水蜜桃產業的發展在收獲后的儲運過程中存在著腐朽、褐變等難題。因此，對水蜜桃的貯藏保鮮需要進一步深入研究。

低溫貯藏[6-7]是儲藏水蜜桃的常用手段，可以達到降溫、隔離有害環境的目的，從而延長保質期，但果實冷害使得該方法無法滿足市場需求。自發氣調包裝[8]是用保鮮膜包裝水蜜桃，使果實表面的氣體濃度維持一定的水平，降低呼吸作用和乙烯釋放量，但此措施需要相關技術的配套使用才能達到理想的保鮮效果。輻射保鮮[9]是用高能射線輻照果實，殺滅其中的有害微生物，從而保鮮儲藏水果的措施，但纖維素和芳香類物質的含量在長期或大量的輻射下會有所損耗，影響果實的營養價值。減壓貯藏[10]操作簡單、無化學試劑殘留、食用安全性高，但時間過長會導致果實出現低氧傷害，影響口感。食用膜[11]具有保鮮效果好、使用方便、實用性好等特點，但操作不便，要求較高。可見現有的貯藏技術已經無法完全滿足水蜜桃保鮮的要求，因而，對采后水蜜桃生理變化和保鮮技術的研討具有重大現實意義和商業價值。

低壓靜電場是一種安全的靜電場，可供人類使用，可以凈化空氣、預防氣傳病害。此技術屬于新興的高新技術，對果蔬貯藏環境的調控有著十分顯著的效果，其原理是在低溫下造就一個特定的頻率電場環境，將水蒸氣在電場離子驅動作用下聚集遷移，誘導水分子發生同頻共振，附著在陽極上變成液態水，從而降低空氣中的濕度[12]，因此，可以改變溫度、濕度等環境因素，抑制細菌的生長繁殖。該技術應用于果蔬的貯藏，可以達到超長保鮮效果。近年來國內外關于低壓靜電場應用的研究主要集中在低壓靜電場對植株生長發育的影響[13]。本研究采用新型低壓靜電場技術對水蜜桃進行保鮮，該技術安全、高效，可彌補現有技術不足，具有廣闊的應用市場。

本文通過低溫貯藏和低壓靜電場協同低溫貯藏兩種方法對水蜜桃進行保鮮，研究比較兩種條件下水蜜桃的有機酸、可溶性糖、VC、硬度、水分、失重率和腐爛率各項指標的變化情況，比對水蜜桃的保鮮效果，論述有無低壓靜電場對水蜜桃保鮮的影響，為低壓靜電場技術長時間貯藏水蜜桃提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

樣品水蜜桃采自山東蒙陰，八成熟；D，L-蘋果酸、檸檬酸一水合物、D，L-酒石酸、琥珀酸標準品，純度≥99%，上海安譜實驗科技股份有限公司；甲醇(色譜純)，純度≥99.9%，磷酸(色譜純)，純度85%～90%，上海晶純生化科技股份有限公司；3，5-二硝基水楊酸，葡萄糖標準品，甲基紅指示劑等其他試劑均為分析純。

BX-2000 低壓靜電場發射器，浙江馳力科技股份有限公司；Angilent1100 高效液相色譜儀；低溫高速離心機，株式會社日立制作所；均質儀，常州市均質機械有限公司；渦旋振蕩儀，南京東邁科技儀器有限公司；真空抽氣泵，東莞市港發真空設備有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品處理

實驗組：將購得的水蜜桃放于調設好低壓靜電場(輸入電源為220 V、輸出電流為5 mA)，低溫0～4℃冰箱中。低壓靜電場發射器見實物圖。

對照組：將購得的水蜜桃放于低溫0～4℃冰箱中。

1.2.2 有機酸測定

有機酸的測定參照丁明玉等[14-17]的方法并稍加改動。取水蜜桃果肉切塊，攪碎，加入少量純凈水勻漿，定容至500 mL，用紗布過濾，取溶液5 000 r·min-1離心10 min，抽濾，溶液12 000 r·min-1離心15 min，靜置過夜，上清液過0.22 μm 濾膜，待進樣檢測。標準溶液配制：分別稱取酒石酸0.05 g，蘋果酸0.10 g，檸檬酸0.10 g，琥珀酸0.25 g 于50 mL 小燒杯中，加哇哈哈水溶解，用水轉移到100 mL 容量瓶中，定容，混勻，于4℃保存使用；標準溶液稀釋五個不同濃度分別為0.01、0.02、0.04、0.10、0.20 mg·mL-1的標準使用液。酒石酸，蘋果酸，檸檬酸，琥珀酸混合標準曲線工作液：分別吸取標準溶液0.5、1、1、2.5 mL 于10 mL 容量瓶中，用磷酸溶液定容至刻度，混勻，于4℃保存。色譜條件：C18 色譜柱；柱溫35℃；流動相：0.1%磷酸溶液-甲醇溶液；流速0.8 mL·min-1；進樣量20 μL；檢測波長215 nm。

1.2.3 可溶性糖的測定

參考農業部推薦標準NY/T 2742-2015(3，5-二硝基水楊酸法)進行。

1.2.4 VC的檢測

參考GB/T 6195-1986《水果、蔬菜維生素C 含量測定法》中2，6-二氯靛酚滴定法完成。

1.2.5 硬度的測定

參照NY/T 2009-2011《水果硬度的測定》，采用硬度計直接測定。

1.2.6 水分的測定

水分含量通過干燥法[18]測定。

1.2.7 失重率的計算

1.2.8 腐爛率的測定

參照王雪靜[19]的方法進行。

1.3 數據統計分析

Excel 2007 用于數據整理，Origin 2018 用于數據繪制與統計分析。

2 結果與分析

2.1 低壓靜電場保鮮過程中有機酸變化

2.1.1 有機酸標準曲線

參考GB5009.157-2016 方法，得到4 種有機酸混合標準曲線圖如圖1，測定了5 種不同濃度的標準液，得到了不同峰面積的響應值，繪制標準曲線，計算回歸方程，其中進樣濃度為橫坐標(X)，峰面積為縱坐標(Y)，線性相關系數R2＞0.99，結果如表1。

圖1 有機酸混合標準色譜圖Fig.1 Organic acid mixed standard chromatogram

表1 標準品的回歸方程Tab.1 Regression equation of standard products

2.1.2 低壓靜電場保鮮過程中有機酸變化

按照試驗方法提取和測定樣品，分別對存放30、60、90、120 d 的水蜜桃進行測定，有機酸含量如圖2。

圖2 保鮮30～120 d 水蜜桃中有機酸高效液相色譜圖Fig.2 High performance liquid chromatography of organic acids in fresh spades 30-120 d

由圖2 可以看出，酒石酸的含量在保鮮前期一直呈增長趨勢，90 d 時含量達到峰值18.89 g·kg-1，之后30 d 有所下降，酒石酸的增加應該是其他物質轉化所得，可以在保證其他有機酸減少的同時，保持適當的糖酸比，使水蜜桃保持一定的風味。蘋果酸為水蜜桃中主要有機酸，也是水蜜桃貯藏過程中參加代謝的主要有機酸，保鮮初期，蘋果酸含量為2.31 g·kg-1，開始含量迅速上升，在后期逐漸緩慢下降，120 d 時降至2.91 g·kg-1，相比正常低溫貯藏，蘋果酸在90～120 d 下降明顯，可見在低壓靜電場下可降低呼吸強度，延緩蘋果酸的下降。保鮮初期，檸檬酸含量有略微上升，在60 d 之后開始大幅下降，90 d 含量降至0 g·kg-1，在整個保鮮過程中，檸檬酸含量在4 種酸中下降最明顯，從初始到最后降幅達100%，可能是在貯藏較長時間后檸檬酸會代謝轉化為其它類型有機酸。在0～60 d 保鮮過程中，琥珀酸含量逐漸降低，4 種酸中降幅最大，至第60 d 消耗率達68.16%，而最后60 d 變化較為平穩，出現小幅回升，在整個保鮮過程中琥珀酸基本呈下降趨勢，但水蜜桃的保鮮并沒有很大影響，說明這是處在允許范圍內的波動趨勢。

有機酸總含量[20]在初期緩慢上升，后期快速減少。上述4 種有機酸均比其他保鮮方式下的有機酸變化波動小，可見低壓靜電場可緩解有機酸快速代謝，達到較高品質的貯藏保鮮的目的。

2.2 低壓靜電場保鮮過程中可溶性糖變化

2.2.1 標準曲線的繪制

以Y 為吸光度，X 為糖濃度繪制標準曲線如圖3。由圖3 可見，在0～0.12 mg·mL-1濃度范圍內，吸光度與糖濃度呈線性相關關系。

2.2.2 低壓靜電場保鮮過程中可溶性糖變化

由可溶性糖可以知道水蜜桃主要營養物質含量及成熟度[6]，其還可以反映水蜜桃的口感好壞[21]，因此把可溶性糖作為評價水蜜桃的一項指標。可溶性糖的變化結果如圖4，從圖4 可以看出，在貯藏初期淀粉等物質轉化為可溶性糖，使其含量呈上升趨勢，說明水蜜桃在貯藏過程中不斷成熟。貯藏30 d，實驗組和對照組可溶性糖含量分別增加了18.04%和8.27%，對照組上升趨勢較小(P＜0.05)，且在30 d 時已經失去了食用價值。75 d 后隨著呼吸高峰期出現可溶性糖含量開始大幅下降，120 d 時可溶性糖含量為11.7%，減少了39.13%，此階段水蜜桃仍有香甜的口感。說明低壓靜電場通過向空間放出負電子，補充發生氧化反應時損失的電子，進行氧化還原反應，給細胞組織創造生命假象，有利于延緩呼吸高峰到來，抑制營養物質的損失，使貨架期延長2～5 倍。

2.3 低壓靜電場保鮮過程中VC變化

VC在新鮮水蜜桃中大量積累，對果實抗氧化有一定作用[22]，水蜜桃被采摘后仍具有一定的生理活動，VC發生氧化分解。由圖5 可知，在處理過程中，VC含量總體呈現下降趨勢。

貯藏30 d，兩組VC含量下降無明顯的差異，但對照組水蜜桃已無食用價值，故不做后面的測定。實驗組在60 d 早期迅速下降，此后速度變緩，隨著貯藏過程的延長，其含量明顯降低，120 d 減至3.82 mg·100-1·g-1，對比一般水蜜桃的VC含量6 mg·100-1·g-1，保鮮效果良好。對照組水蜜桃VC含量均低于實驗組(P＜0.05)，可見低壓靜電場協同低溫可以延緩VC的消耗，有利于保持一定的VC含量。

2.4 低壓靜電場保鮮過程中硬度變化

硬度是反映果實耐貯性和品質的一個理化指標，由于細胞壁破裂，果皮中纖維素、果膠等成分逐漸水解，導致硬度下降，繼而腐爛變質[23]。水蜜桃在不同條件下的硬度變化如圖6 所示，不同貯藏條件下，果實硬度均隨時間的延長而降低。

水蜜桃在貯藏初期硬度為5.5 kg·cm-2，貯藏至120 d 時實驗組硬度為4.2 kg·cm-2，僅下降了23.6%，很好地保持了果實的硬度，而對照組變化明顯，30 d 時下降了56.72%，之后90 d 已無法測定，貯藏過程中實驗組水蜜桃硬度均明顯高于對照組(P＜0.05)。水蜜桃的成熟過程需要乙烯，而低壓靜電場可以把乙烯含量降低，防止果實后熟過快，保持果實硬度，延長貨架期。由此可見，低壓靜電場協同低溫可以較好地維持水蜜桃的硬度。

2.5 低壓靜電場保鮮過程中水分變化

水蜜桃肉厚汁多，后熟期十分短暫[24]，采后營養及水分損失極快，導致失水，不耐久藏。由圖7 可知，對照組水分含量一直小于實驗組，且水分一直呈減少趨勢，30 d 后水蜜桃已喪失食用價值，故不做之后的檢測。實驗組水分散失速度要緩于對照組(P＜0.05)，在貯藏的第120 d 實驗組的水分含量為97.4%，而30 d 對照組已下降到96%，可見實驗組條件保鮮效果更佳。在水蜜桃貯藏期間隨著呼吸躍變的出現，大量乙烯物質釋放，使水分大量蒸發散失[25]，可見低壓靜電場可以顯著減少水分蒸騰，使水蜜桃長期保持新鮮狀態。

圖3 糖標準溶液與吸光度曲線Fig.3 Sugar standard solution and light absorption curve

圖4 貯藏過程中水蜜桃可溶性糖的變化Fig.4 Changes of soluble sugar in peach during storage

圖5 貯藏過程中水蜜桃VC的變化Fig.5 Changes of peach VCduring storage

圖6 貯藏過程中水蜜桃的硬度變化Fig.6 Hardness of peach during storage

2.6 低壓靜電場保鮮過程中失重率變化

由圖8 可以看出，實驗組的果實失重率前期變化緩慢，后期出現較大幅度的失重，可見水蜜桃采摘后，由于受貯藏期間呼吸作用和蒸騰作用的影響，使得在貯藏過程中質量逐漸減少[26]。對照組貯藏30 d 失重率均大于實驗組(P＜0.05)，且之后貯藏失去商品價值，而實驗組120 d 果實失重率僅為5.5%，說明在低壓靜電場協同低溫貯藏下較好地抑制了果實的失重。失重會導致水蜜桃品質下降，失水過多會影響其它正常的代謝進行，使果實進一步腐敗，故果實保鮮要控制失重率[27]，而低壓靜電場可以很好的實現這一效果。

2.7 低壓靜電場保鮮過程中腐爛率變化

據統計，由于保鮮缺乏技術，發達國家水蜜桃的腐爛率占20%～40%，發展中國家則高達40%～60%，水蜜桃保鮮面臨著巨大的技術挑戰[28]。水蜜桃的腐爛指數變化如圖9 所示，可以看出對照組水蜜桃在第30 d 腐爛指數達39.83%，實驗組好果率仍為100%(P＜0.05)，之后出現腐爛，在120 d 腐爛指數僅為19.4%，說明低壓靜電場可以有效控制果實腐爛。水蜜桃的呼吸頻率很大，產生了大批乙烯，果實中的EFE 酶(乙烯形成酶)也非常活躍，所以致使水蜜桃加速爛化。而低壓靜電場發射器通過發生器放出電場，對水分子施加影響，令水分子發生共振，激活果實中的水分子等同于激活細胞，通過讓細胞進行輕微的振動，令細胞活性化，從而延長保鮮期，抑制細菌的繁殖，大幅縮小水蜜桃的劣化速度，實現持久保存與保鮮。

果實的品質變化與呼吸作用的類型和呼吸強度的大小有關。水蜜桃屬于呼吸躍變型果實[29]，呼吸強度越大，果實消耗的營養成分就越多，果實衰老速度就越快，貯藏壽命就越短。因此，低壓靜電場可以降低氧氣濃度，降低呼吸強度，同時滿足生命代謝的需要，防止腐爛，使貯藏期延長。

圖7 貯藏過程中水蜜桃的水分變化Fig.7 Water change of peach during storage

圖8 貯藏過程中水蜜桃的失重率變化Fig.8 Changes of weightless rate of peach during storage

圖9 貯藏過程中水蜜桃的腐爛指數變化Fig.9 Decaying index of peach during storage

3 結論

通過實驗研究低壓靜電場結合低溫對水蜜桃進行保鮮，結果表明：添加低壓靜電場下的水蜜桃保鮮120 d 后有機酸總降幅為25%，可溶性糖含量減少12.03%，VC含量降低53.98%，且保鮮儲藏過程中水蜜桃一直保持良好的感官性狀，腐爛率僅19.4%。與低溫貯藏環境相比，低壓靜電場技術的添加可顯著減緩水蜜桃的失重率和腐爛率的變化，一定程度上保持水蜜桃的硬度和水分，保鮮時間可達到120 d 以上。各項指標變化速度均明顯減緩于普通低溫貯藏；而現有傳統的貯藏保鮮手段最長僅可延長貯藏期至60 d，還無法達到市場所需要的流通銷售時間。同時，低壓靜電場處理操作方便，易于控制，適合大批量水蜜桃的處理，可以工廠化推廣，以調節市場供應，大大降低種植和銷售水蜜桃的風險，具有廣闊的市場應用前景。