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不同電場處理方式對綠熟番茄貯藏效果的影響

2010-10-27 04:59王寶剛李里特
食品科學(xué) 2010年20期
關(guān)鍵詞:靜電場場強(qiáng)間歇

王 愈,王寶剛,李里特

(1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西 太谷 030801;2.北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹研究所,北京 100093;3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)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(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,山西 太谷 030801;2.北京市農(nóng)林科學(xué)院林業(yè)果樹研究所,北京 100093;3.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院,北京 100083)

為選出高壓電場調(diào)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(shí)硬度和顏色轉(zhuǎn)化及腐爛指數(shù)為評價(jià)指標(biāo),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(jié)果表明:經(jīng)-200kV/m、2h/d的間歇穩(wěn)恒電場和-200~200kV/m波動場強(qiáng)、2h的交變電場一次預(yù)處理方式能夠顯著延緩番茄果實(shí)硬度的下降和顏色的轉(zhuǎn)化,并降低腐爛指數(shù)(P<0.05);而穩(wěn)恒電場和交變電場持續(xù)作用于果實(shí)時(shí),可促進(jìn)果實(shí)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(shí)貯藏期。

番茄;靜電場;貯藏品質(zhì);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(wěn)恒電場進(jìn)行,對與之不同的交變電場形式未曾涉及[1-7]。高壓發(fā)生器經(jīng)硅堆整流,再連接兩平行金屬板形成穩(wěn)恒電場;高壓發(fā)生器不經(jīng)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(qū)別是交變電場使用的電壓大小和方向均隨時(shí)間而改變,穩(wěn)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(jìn)行采前或采后處理適當(dāng)抑制其硬度下降來提高果實(shí)保鮮性是一個值得考慮的問題。番茄果實(shí)的成熟與衰老首先表現(xiàn)在果實(shí)的轉(zhuǎn)色與硬度上。隨著果實(shí)成熟,果實(shí)開始失綠表現(xiàn)出固

有色澤,并開始軟化;番茄果實(shí)抗病性可通過發(fā)病狀況來體現(xiàn),抗病性強(qiáng)則發(fā)病率和發(fā)病指數(shù)就低。果實(shí)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(shí)貯藏壽命,保持其固有外觀品質(zhì),對于綠熟番茄來說,果實(shí)后熟最明顯的變化體現(xiàn)在顏色轉(zhuǎn)化和質(zhì)地軟化,為此,本實(shí)驗(yàn)選用色澤和硬度并結(jié)合腐爛指數(shù)作為評價(jià)指標(biāo),篩選高壓電場處理貯藏的條件,選出高壓電場調(diào)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(qū)西北旺鎮(zhèn)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(jī)械傷、無病蟲害、大小一致的綠熟頂白期果實(shí)進(jìn)行試驗(yàn)。

第1批為兩種電場間歇處理?xiàng)l件的篩選試驗(yàn)。處理頻度為2h/d,穩(wěn)恒電場作用時(shí),使果實(shí)遭受300、200、100kV/m大小場強(qiáng)的負(fù)高壓靜電場;交變電場作用時(shí),使果實(shí)遭受波動在-300~300、-200~200、-100~100kV/m的場強(qiáng),交變頻率為40kHz。

第2批為兩種電場一次預(yù)處理?xiàng)l件的篩選試驗(yàn)。高壓電場預(yù)處理時(shí)間為2h,穩(wěn)恒電場作用時(shí),使果實(shí)遭受200kV/m大小場強(qiáng)的負(fù)高壓靜電場;交變電場作用時(shí),使果實(shí)遭受波動在-200~200kV/m的場強(qiáng),交變頻率為40kHz。

第3批為兩種電場持續(xù)處理番茄果實(shí)試驗(yàn)。將果實(shí)暴露于電場下30d持續(xù)處理,穩(wěn)恒電場作用時(shí),使果實(shí)遭受200kV/m場強(qiáng)的負(fù)高壓靜電場;交變電場作用時(shí),使果實(shí)遭受波動在-200~200kV/m的場強(qiáng),交變頻率為40kHz。

每一批次對照果實(shí)均擱置于不通電極板,不進(jìn)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(yàn)番茄均存放于13℃、相對濕度85%~90%的冷庫中。實(shí)驗(yàn)當(dāng)日測定初始硬度值后,每隔10d進(jìn)行不同處理樣品的顏色觀測和硬度測定。經(jīng)30d貯藏后,全部果實(shí)置于常溫(23~25℃)條件下再存放15、30d后,統(tǒng)計(jì)不同處理果實(shí)腐爛指數(shù)。不同處理實(shí)驗(yàn)均重復(fù)3次,所有樣品指標(biāo)測定均重復(fù)3次。

1.2 儀器與設(shè)備

GY-1型圓盤式硬度計(jì) 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(jì) 北京渠道科學(xué)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(jì)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(fù)3次,取3次平均值。

1.3.2 果實(shí)色澤變化情況觀察

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

1.3.3 果實(shí)的腐爛情況觀察

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

應(yīng)用SPSS 11.5軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析(ANOVA),利用鄧肯式多重比較對差異顯著性進(jìn)行分析。P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 高壓電場間歇處理?xiàng)l件的篩選

2.1.1 不同高壓電場處理對貯藏期間番茄果實(shí)硬度變化的影響

圖1 不同高壓電場間歇處理番茄果實(shí)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(shí)硬度不斷下降。而穩(wěn)恒電場下不同場強(qiáng)間歇處理顯著延緩了貯藏期間番茄果實(shí)硬度的下降。如貯藏10d時(shí),100、200、300kV/m處理番茄果實(shí)硬度分別高出對照果實(shí)13.4%、53.8%、17.1%。3種場強(qiáng)相比,200kV/m處理維持果實(shí)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(shí)硬度不斷下降。電場強(qiáng)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(shí)硬度的下降,即使提高或降低場強(qiáng)也沒能夠延緩果實(shí)硬度的降低,可見3種場強(qiáng)下的交變電場處理對番茄果實(shí)硬度的影響不明顯,均未達(dá)顯著水平。

2.1.2 不同高壓電場處理對貯藏期間番茄果實(shí)顏色變化的影響

圖2 不同高壓電場間歇處理番茄果實(shí)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(zhuǎn)紅,穩(wěn)恒電場下不同大小場強(qiáng)間歇處理的果實(shí)轉(zhuǎn)紅指數(shù)均低于對照果實(shí),200kV/m和300kV/m處理還顯著低于對照果實(shí)。如番茄貯藏第20天時(shí),對照果實(shí)轉(zhuǎn)紅指數(shù)為85.2%,而100、200、300kV/m處理果實(shí)分別為80.3%、60.5%、61.3%。200kV/m穩(wěn)恒電場處理果實(shí)的轉(zhuǎn)紅指數(shù)顯著低于100kV/m處理的果實(shí),但繼續(xù)加大場強(qiáng),并沒有使轉(zhuǎn)紅指數(shù)繼續(xù)下降。如貯藏第20、30天時(shí),300kV/m處理的番茄轉(zhuǎn)紅指數(shù)還稍高于200kV/m處理的果實(shí),但差異不顯著。

番茄由綠轉(zhuǎn)紅的過程中,電場強(qiáng)度在-200~200kV/m波動的交變電場間歇處理果實(shí)的轉(zhuǎn)紅指數(shù)(圖2B),與對照組相比,不同于高壓穩(wěn)恒電場處理番茄的結(jié)果,其轉(zhuǎn)紅指數(shù)沒有顯著低于對照果實(shí),各個處理之間相比,差異并不顯著??傮w來說,交變電場下不同大小場強(qiáng)間歇處理影響番茄色澤的轉(zhuǎn)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(shí)腐爛指數(shù)的影響

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

如圖3A所示,穩(wěn)恒電場下番茄13℃貯藏30d后,不同場強(qiáng)間歇處理的果實(shí)置于常溫下繼續(xù)存放,常溫貯藏15d時(shí),對照果實(shí)和100、300kV/m處理番茄的腐爛指數(shù)分別為5.5%、2.8%、3.1%,而200kV/m處理果實(shí)腐爛指數(shù)仍為0,到常溫貯藏30d時(shí),200kV/m處理果實(shí)腐爛指數(shù)為3.8%,而對照果實(shí)此時(shí)已高達(dá)23.6%??梢?,穩(wěn)恒電場下不同場強(qiáng)間歇處理顯著降低了貯藏期間番茄果實(shí)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(qiáng)間歇處理果實(shí)與對照相比,其腐爛指數(shù)沒有顯著差異,由此可見,交變電場下不同場強(qiáng)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(yù)處理?xiàng)l件的篩選

2.2.1 不同高壓電場預(yù)處理對貯藏期間番茄果實(shí)硬度變化的影響

圖4 不同高壓電場一次預(yù)處理番茄果實(shí)的硬度(A)及其轉(zhuǎn)紅指數(shù)(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(shí)硬度不斷下降。交變電場一次預(yù)處理顯著延緩了貯藏期間番茄果實(shí)硬度的下降(P<0.05)。如貯藏10d時(shí),交變電場處理番茄果實(shí)硬度高出對照果實(shí)20.9%,20d時(shí),則高于對照組16.1%。而穩(wěn)恒電場一次預(yù)處理的果實(shí)與對照相比,其差異不顯著。甚至在貯藏10d時(shí),其硬度還稍低于對照果實(shí)。

2.2.2 不同高壓電場預(yù)處理對貯藏期間番茄果實(shí)色澤變化的影響

交變電場一次預(yù)處理的番茄果實(shí)轉(zhuǎn)紅指數(shù)顯著低于對照果實(shí)(P<0.05),如圖4B所示,番茄貯藏第20天時(shí),對照果實(shí)轉(zhuǎn)紅指數(shù)為80.1%,而交變處理果實(shí)僅為75.6%。與對照相比,穩(wěn)恒電場一次預(yù)處理并沒有使轉(zhuǎn)紅指數(shù)下降。如貯藏第20天時(shí),穩(wěn)恒處理的番茄轉(zhuǎn)紅指數(shù)還稍高于對照果實(shí),但差異不顯著。

2.2.3 不同高壓電場預(yù)處理對常溫貯藏期間番茄果實(shí)腐爛指數(shù)的影響

圖5 不同高壓電場一次預(yù)處理番茄果實(shí)的腐爛指數(shù)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(yù)處理也顯著降低了番茄果實(shí)的腐爛(圖5),而穩(wěn)恒電場預(yù)處理的果實(shí)則與對照無顯著差異。

2.3 采后不同高壓電場持續(xù)處理對番茄貯藏的影響

2.3.1 不同電場持續(xù)處理對貯藏期間番茄果實(shí)硬度變化的影響

圖6 不同電場持續(xù)處理番茄果實(shí)硬度(A)及其轉(zhuǎn)紅指數(shù)(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(shí)硬度不斷下降。而交變電場和穩(wěn)恒電場持續(xù)處理均顯著促進(jìn)了貯藏期間番茄果實(shí)硬度的下降。如貯藏20d時(shí),交變電場處理番茄果實(shí)硬度低于對照果實(shí)31.1%,穩(wěn)恒電場處理的果實(shí)低于對照15.7%。交變電場和穩(wěn)恒電場處理的果實(shí)之間比較,交變電場促進(jìn)作用更顯著。

2.3.2 不同電場持續(xù)處理對貯藏期間番茄果實(shí)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(xù)處理的番茄果實(shí),不同于間歇電場和一次預(yù)處理電場處理效果,并沒有延緩番茄果實(shí)的由綠轉(zhuǎn)紅,與對照組相比,卻促進(jìn)了顏色的轉(zhuǎn)變,貯藏10、20、30d的時(shí)候,交變電場和穩(wěn)恒電場作用的番茄轉(zhuǎn)紅指數(shù)均高于對照,如20d時(shí),交變電場和穩(wěn)恒電場處理的果實(shí)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(xù)處理對貯藏期間番茄腐爛指數(shù)的影響

如圖7所示,不同高壓電場持續(xù)處理番茄果實(shí)的腐爛指數(shù)與對照相比,無顯著差異,而交變電場持續(xù)處理的腐爛指數(shù)稍高于對照,但未達(dá)顯著水平,這可能是由于高壓電場促進(jìn)了果實(shí)成熟,造成比對照果實(shí)過熟所致。

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

3 結(jié)論與討論

200kV/m、2h/d的負(fù)高壓靜電場間歇處理顯著減緩了采后番茄果實(shí)硬度的下降和顏色的轉(zhuǎn)化以及腐爛指數(shù)的上升,但高于200kV/m的300kV/m場強(qiáng)和低于100kV/m場強(qiáng)處理,并沒有進(jìn)一步增進(jìn)影響效果,反而還有所下降。-200~200kV/m波動的交變電場一次預(yù)處理2h的方式明顯減緩了采后番茄顏色轉(zhuǎn)紅、硬度下降和貯藏中腐爛指數(shù)的上升,但200kV/m負(fù)高壓穩(wěn)恒電場一次預(yù)處理并沒有對采后番茄色澤、硬度產(chǎn)生顯著影響。由此可見,高壓電場處理對番茄貯藏品質(zhì)的影響,有其作用規(guī)律性,并非所有的電場處理,都可達(dá)到效果,只有適宜方式電場處理才可以實(shí)現(xiàn)好的調(diào)控結(jié)果。

范美華利用高壓靜電場對豌豆莢進(jìn)行了保鮮實(shí)驗(yàn)[6],對高壓靜電保鮮的作用機(jī)理作出了解釋。認(rèn)為利用高壓靜電場中的空氣放電,在貯存空間產(chǎn)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(shí)間延長,從而達(dá)到保鮮的目的。該說法對于間歇高壓電場處理的作用機(jī)理可以解釋,但對于交變電場一次預(yù)處理所起的調(diào)控作用難以理解,對此有待進(jìn)一步研究。

王寶鋼[12]在研究UV-C輻照處理芒果時(shí),發(fā)現(xiàn)輻照處理這一物理方法顯著延緩了果實(shí)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(shí)硬度沒有顯著影響。本實(shí)驗(yàn)的高壓電場處理這一物理方法既延緩了番茄果實(shí)硬度的下降,又抑制了色澤的轉(zhuǎn)變,可見高壓電場是調(diào)控了果實(shí)的成熟和衰老。高壓電場抑制果實(shí)色澤轉(zhuǎn)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(zhuǎn)變變慢,但從對硬度的影響來看,應(yīng)是第二種原因。

張全國等[13]發(fā)現(xiàn)番茄經(jīng)高壓靜電預(yù)處理后,能有效地延長其貯藏保鮮時(shí)間。丹陽通過對短時(shí)高壓靜電場下番茄失重率及果皮顏色變化的觀測,證實(shí)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(chǎn)生明顯的保鮮效果[14]。本實(shí)驗(yàn)穩(wěn)恒電場一次預(yù)處理也沒有對采后番茄色澤、質(zhì)地感官品質(zhì)產(chǎn)生顯著影響,與丹陽的研究結(jié)果一致,而電場強(qiáng)度在-200~200kV/m波動的交變電場一次預(yù)處理卻取得了好的效果,這說明與電場處理類型有關(guān)。

孫貴寶[15]進(jìn)行了穩(wěn)恒電場持續(xù)處理藍(lán)莓果貯藏實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):藍(lán)莓果長期暴露于靜電場作用下,可以抑制呼吸,延長果實(shí)貯藏期,與本研究結(jié)果相反,這可能與果實(shí)呼吸類型有關(guān),藍(lán)莓果為非躍變型漿果,而番茄為典型的躍變型果實(shí)??梢姴煌眍愋偷墓麑?shí)對高壓電場處理的反應(yīng)有異。本研究結(jié)果是持續(xù)高壓電場處理有效地促進(jìn)了番茄果實(shí)硬度的下降和色澤的轉(zhuǎn)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(xué)基金項(xiàng)目(2010011039-2)

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

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