[00924424]利用高压静电场贮藏保鲜果蔬技术的研究

“利用高压静电场贮藏保鲜果蔬技术的研究”项目，经本人申请，承担单位上报，由天津市教委于2004年10月批准下达，项目编号为：20040910。果蔬营养丰富，是人们生活中不可缺少的食品。果蔬采收后仍然保持呼吸作用，但养分逐渐被分解，随着贮存时间的延长，会失水、萎蔫、产生霉斑，最终失去食用价值。许多果蔬在变质的同时还伴随着有毒因子的产生，这样不但人们享受不到这些果实，还造成相当大的经济损失、污染环境。果蔬采后损失是一个全球性的问题，已受到国内外的广泛关注。另一方面，果蔬的大幅度增产，产品集中上市，人们的饮食观念的变化等必然对果蔬的贮藏保鲜提出更新的要求。因此，果蔬的贮藏保鲜加工成为当代农产品加工中的重要研究课题之一，也是以后相当长时间内需要深入研究、解决的问题，为此，世界各国的学者都在致力寻找更新的更高效的贮藏保鲜技术。上个世纪80年代以来，中国的果蔬贮藏保鲜技术获得了长足的发展，如应用和推广了低温冷藏保鲜、辐射保鲜、化学保鲜、涂膜和气调保鲜、减压保鲜等技术方法。但通过实际应用，发现这些方法都存在着明显的局限性。例如应用得最多的冷藏和气调技术就存在着对草莓、桃、荔枝和番茄等一些含水量高的难贮果蔬效果差，达不到预期的贮藏效果，同时由于还与经济条件和人员素质紧密联系，实际运用的可能性较小，也给果蔬的生产和流通造成巨大的损失。另外，气调贮藏保鲜设施费用昂贵，能耗大、成本高，即使在外国也只用来贮存某些特定的水果。总之，中国果蔬生产的飞速发展，要求尽快解决贮藏、保鲜和流通问题。但是，果蔬消费的价格也使中国果蔬保鲜不能单独走投入成本大的国外高、精、尖设备和技术的道路。研究开发低成本、高效益、节能源的中国特色保鲜技术势在必行。高压静电场保鲜属于电磁微能技术的一个方面，是利用电磁场微能源对难贮藏果蔬，它的应用相对于现代化的食品保藏加工技术，诸如冷藏、气调、生理活性物质控制、化学保鲜以及辐射保鲜等技术来说，具有投资少、能耗低和保藏品质高的优点。研究表明，利用高压静电场处理果蔬，可明显延长保鲜期。由于处理时果蔬在静电场中，电流几乎为零，所以该处理是一种微能源、无污染的物理保鲜方法，从理论上排除了以往贮藏方法的不足。随着当今世界石油、煤和天然气等不可再生能源的日益枯竭，高压静电场技术以其能耗低、卫生、操作容易、维护控制方便以及符合当代绿色环保理念的特点，将它应用于果蔬的货架期方面具有诱人的开发前景。地球上的生物体，时刻都在自然静电场的作用下进行着新陈代谢，环境电场的改变，必然对构成生物体细胞内外的电荷分布、排列、运动产生影响，高压静电场作用于生物体，使生物体产生一系列的超常规效应。其作用结果可分为三个方面：①新陈代谢功能加强，机体的各项功能在静电场的作用下强于自然静电场作用，即所谓“正效应”，体内各种酶的活力增强；②新陈代谢功能减弱，机体的各项功能在静电场的作用下弱于自然静电场作用，即所谓“负效应”，与正效应相反，体内各种酶的活力受到抑制；③有害效应，高压静电场作用于生物体超过一定剂量时，遗传物质DNA将受到损害，发生DNA致畸现象。采摘后的果蔬仍是一个活的有机生命体，它是复杂的凝聚物质，并包含着各种各样的导体、半导体、电介质和带电粒子等。高压静电场保鲜技术，就是利用农产品的一系列电学特性，研究静电场对采收后的果蔬各种生化反应的抑制效果。将高压静电场发生器的两极连接两块镀锌铁板做成平行极板产生高压静电场，两电极板间距可以调节。电场强度等于极板间电压与极板间距比值，通过调节极板间距和极板间电压来调节高压静电场的场强，实现不同的电场强度处理。电场强度与作用时间在处理果蔬时，称为电场处理剂量，对于不同的果蔬品种的保鲜，高压静电场处理剂量不同，效果也不同。所以不同的果蔬品种都有其自己最适的电场处理剂量。技术的创造性与先进性：⑴首次确定青椒、番茄、黄瓜、冬枣、葡萄、桃、梨、磨盘柿等果蔬品种鲜度保持最佳的电场强度处理。⑵首次确定草莓鲜度保持最佳的电场处理剂量。⑶依据高压静电场保鲜果蔬是一种微能源、无污染的物理保鲜方法，首次系统的研究了高压静电场保鲜果蔬的技术方法，并达到国内先进水平。该研究成果是以草莓、青椒、番茄、黄瓜、冬枣、葡萄、桃、梨、磨盘柿等九种果蔬品种为材料，研究了不同高压静电场强度处理对该9种果蔬品种的保鲜效果。研究结果显示，高压静电场具有投资少、能耗低、无污染、保质期长等优点。弥补了气调、化学保鲜以及辐射保鲜等技术带来的成本高、耗能大及二次污染等不足。因此这项新兴技术，正在食品保鲜和加工中发挥着越来越重要的作用，虽然人们并没有完全掌握这门技术，但是它有着与其他保鲜加工技术手段所不具有的优越性，正日益成为食品领域的研究热点，尤其应用于果蔬的货架期方面前景非常广阔。近年来，国内外众多科研人员对高压静电场保鲜进行了多项试验性研究，然而，生物电磁学是一门新兴学科，是研究与动植物系统相互关系和相互作用的一门跨越物理学、生物学和果蔬采后生理学等多门学科边界的交叉学科。由此也决定了对电场下果蔬贮藏问题的研究必须结合各相关学科，研究难度很大，长期以来维持着试验研究的可重复性较差，机理研究甚少的局面。由于不同的水果、蔬菜品种，在采收后其生理变化速度不同，对电场的反应不一样，所以利用高压静电场保鲜果蔬技术，至今尚无一个完善、成熟的研究成果应用于生产上。该研究成果仅限于青椒、番茄、黄瓜、冬枣、葡萄、桃、梨、磨盘柿、草莓等九种果蔬品种，其它品种的保鲜还需继续试验确定最佳电场处理剂量才行。