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foodjx導(dǎo)讀：
　　隨著電磁學(xué)和生物學(xué)的發(fā)展，利用電場調(diào)節(jié)生物體生命活動的研究也越來越廣泛。在果蔬采摘后保鮮方面，利用高壓靜電技術(shù)可以提高貯藏期果蔬硬度、色澤等外觀指標，推遲呼吸高峰，提高機體內(nèi)相關(guān)酶活，延長貯藏期。因此，高壓靜電技術(shù)在果蔬保鮮中的利用逐漸受到研究者們的關(guān)注。并且，利用高壓靜電保鮮技術(shù)效果明顯、能耗小、操作靈活、無二次污染，對果蔬的品質(zhì)幾乎無影響。這種果蔬保鮮的新技術(shù)無論從節(jié)能角度，還是從果蔬保鮮品質(zhì)方面都具有巨大的研究和開發(fā)價值。
　　
　　高壓靜電保鮮技術(shù)原理
　　
　　高壓靜電技術(shù)在果蔬采摘后生理上的研究始于20世紀末，研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過高壓靜電處理的果蔬在貯藏期間外觀和推遲后熟的生理指標都有所提高。并且，可以通過調(diào)節(jié)電場強度，影響機體內(nèi)代謝相關(guān)酶，從而延長果蔬貯藏期。目前，國內(nèi)外學(xué)者對高壓靜電保鮮進行的研究，主要集中在應(yīng)用研究上，對其作用機理的研究進展緩慢，一些學(xué)者根據(jù)電磁學(xué)原理，結(jié)合實驗研究提出了關(guān)于高壓靜電保鮮原理的猜想。
　　
　　◆改變細胞膜電勢
　　
　　外加電場通過改變生物細胞膜的跨膜電位，影響機體的生理代謝。生物體細胞膜的膜電位差大約為107V/m，這個電位差在細胞表面分布不均勻，在某些情況下，例如外界環(huán)境的改變或外界環(huán)境刺激時，細胞的表面會出現(xiàn)場強峰值，場強峰值會影響膜系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。其次，膜電位差的改變伴隨著膜兩邊帶電離子的定向移動，從而產(chǎn)生生物電流，發(fā)生生化反應(yīng)，抑制ATP的生成，延緩細胞的新陳代謝。同時，細胞膜具有選擇吸收性，可吸收必需的營養(yǎng)物質(zhì)，排出代謝廢物。適當(dāng)?shù)碾妶鰪姸忍幚頃绊懠毎ど翔偳兜妮d體蛋白，改變膜的選擇性，延緩果蔬采后的生理代謝，保持果蔬的貯藏品質(zhì)。
　　
　　◆改變機體內(nèi)部生物電場
　　
　　外加電場通過影響機體內(nèi)部生物電場，從而干擾呼吸系統(tǒng)電子傳遞。該觀點認為，果實在采摘后常表現(xiàn)為果皮帶正電，果心帶負電，在外加電場處理后，果實組織被外加電場極化，產(chǎn)生極化電荷，改變了果實內(nèi)外的電性，電位差加大，從而影響了果實內(nèi)部氧化還原反應(yīng)，對果蔬采后的貯藏和保鮮產(chǎn)生一定的作用。并且，有研究者認為，由于生物體內(nèi)氧化還原反應(yīng)主要是以鐵充當(dāng)電子傳遞中間體，因此，由于組織電位差的變化導(dǎo)致鐵的氧化還原態(tài)發(fā)生改變，影響采后機體正常的電子傳遞，從而影響果蔬采后新陳代謝。其次，果蔬內(nèi)部電場的極化也會影響自由基的活動和一些酶蛋白活性中心金屬離子的狀態(tài)，從而影響自由基參與的氧化作和酶在新陳代謝反應(yīng)中的活性，進而影響果蔬采后的貯藏與保鮮品質(zhì)。
　　
　　◆改變生物體內(nèi)水分存在狀態(tài)
　　
　　果蔬內(nèi)酶的活性影響著機體的生理反應(yīng)，酶蛋白周圍的水分不僅是果蔬生存的條件，更是果蔬細胞的重要組成部分。外加電場會引起水狀態(tài)的改變，該觀點認為，外加電場使水發(fā)生共鳴現(xiàn)象，導(dǎo)致水的結(jié)構(gòu)以及水與酶的結(jié)合狀態(tài)改變，從而使酶失活。這一觀點可以解釋經(jīng)過高壓靜電場處理的果實多聚半乳糖醛酸酶和羧甲基纖維素酶的活性降低，抑制了果蔬貯藏期間的軟化。
　　
　　◆其他
　　
　　高壓靜電場作用于果蔬時，場內(nèi)的空氣會發(fā)生電離，產(chǎn)生離子霧和一定量的臭氧。其中的負離子具有抑制果蔬新陳代謝、降低呼吸強度、降低酶活性等作用。而臭氧是強氧化劑，可以殺菌，愈合果蔬傷口，提高果蔬抵抗微生物的能力，因此可以減緩果蔬的腐爛。同時臭氧還能與乙烯、乙醇和乙醛等發(fā)生反應(yīng)，間接對果蔬起到保鮮作用。研究發(fā)現(xiàn)，在高壓靜電場處理過程中，臭氧的產(chǎn)生量很少，并且排除臭氧后沒有顯著改變高壓靜電處理的保鮮效果，這說明臭氧的影響并非主要因素。
　　
　　還有觀點認為，由于生物體的生命活動是由相關(guān)基因先后表達而實現(xiàn)，因此，高壓靜電場也可能是通過對細胞內(nèi)相關(guān)基因的表達調(diào)控而實現(xiàn)。
　　
　　目前，關(guān)于高壓靜電保鮮技術(shù)的原理還需要大量的科學(xué)研究來證明。并且對于不同的果蔬保鮮機理會存在差異，每種果蔬的保鮮效果可能是由一種或多種靜電作用引起。這都需要進一步的科學(xué)研究來確定，以便更好的應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。
　　
　　高壓靜電技術(shù)的應(yīng)用
　　
　　從19世紀開始研究電磁生物學(xué)起，到20世紀末高壓靜電保鮮技術(shù)的提出，如今高壓靜電技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工方面已獲得了一些成果，可應(yīng)用于果蔬保鮮、食品殺菌、干燥、結(jié)凍與解凍以及食品催陳中。在果蔬保鮮方面，高壓靜電技術(shù)可以延長果蔬的保鮮期，降低果蔬的腐爛率，抑制呼吸作用，減少乙烯釋放，減緩果蔬硬度、可溶性固形物、Vc等在貯藏期間的減少，干擾活性氧的代謝等，以此達到果蔬保鮮的目的。
　　
　　◆設(shè)備
　　
　　高壓靜電保鮮的設(shè)備主要由實驗冷庫、高壓靜電保鮮實驗臺、電場發(fā)生裝置、輔助裝置等構(gòu)成。其中，實驗冷庫可調(diào)節(jié)貯藏環(huán)境的溫度和濕度。高壓靜電保鮮實驗臺由不銹鋼極板組成，可通過調(diào)節(jié)極板間距調(diào)整電場強度。電場發(fā)生裝置包括高壓電源、放電接地體、高壓導(dǎo)線、絕緣套筒等。其中，高壓電源通常為電壓0-60kV，電流0-2.5mA的高壓變壓器，輸出負高壓。另外，高壓靜電保鮮設(shè)備還有控制器、傳感器、安全閥、濕溫度控制等輔助裝置。
　　
　　高壓靜電場對果蔬進行保鮮的過程是：將整個裝置放入冷庫，果蔬有序放置在保鮮實驗臺的平行極板上，接通電源，利用兩塊平行電極板產(chǎn)生高壓靜電場，通過變壓器升壓產(chǎn)生很高的直流電壓，對處于極板間的果蔬進行處理。
　　
　　◆應(yīng)用
　　
　　高壓靜電保鮮技術(shù)作為一種新型的果蔬保鮮技術(shù)，以其良好的保鮮效果受到研究者們的關(guān)注。從實驗結(jié)果看，高壓靜電技術(shù)在果蔬貯藏外觀和生理活性方面都有較好的保鮮效果。
　　
　　1）對果蔬外觀的影響
　　
　　經(jīng)高壓靜電處理的果蔬貯藏期延長、腐爛率降低、表面色斑減少、果肉褐變降低、水分損失減少。經(jīng)過高壓靜電場處理的鴨梨未發(fā)生果心褐變，而未處理組在貯藏240天后果心褐變率為25％。經(jīng)過高壓靜電場處理的藍莓，貯藏一定時間后果實腐爛率為50％，而未經(jīng)電場處理的果實腐爛率達到90％。
　　
　　2）對果蔬硬度的影響
　　
　　果實硬度是衡量果實品質(zhì)的一項重要感官質(zhì)量評價指標。研究表明，經(jīng)高壓靜電場處理過的果蔬在存放期的硬度明顯高于對照組的硬度。處理組蘋果硬度值在15天后下降速度比對照組緩慢。草莓在貯藏12天后，高壓靜電處理的果實硬度比對照組高。
　　
　　3）對細胞膜透性的影響
　　
　　果蔬細胞的細胞膜具有選擇透過性，各種逆境傷害或衰老都會造成細胞膜選擇透過性的改變或喪失。高壓靜電場對細胞膜具有一定的修復(fù)作用，可降低組織外滲液的電導(dǎo)性。柑桔采收后經(jīng)高壓靜電場處理，果皮細胞透性低于對照組。
　　
　　4）對果蔬呼吸強度的影響
　　
　　果蔬在采后仍進行著一定程度的生理活動，以進一步后熟，提高自身免疫能力。但太過旺盛的呼吸作用會快速分解營養(yǎng)物質(zhì)，加快果蔬的*，縮短果蔬貯藏期。因此，控制貯藏期間的呼吸強度至關(guān)重要。經(jīng)高壓靜電處理的果蔬其呼吸強度低于未經(jīng)處理組，紅元帥蘋果是呼吸躍變型果實，若每天用100kV/m的高壓靜電場處理，蘋果在貯藏的20天至35天，處理組果實的呼吸強度明顯低于對照組果實。并在采后第30天出現(xiàn)呼吸高峰，其呼吸強度比對照相降低了15.3％。
　　
　　5）對乙烯釋放的影響
　　
　　在果蔬生長代謝過程中會釋放出內(nèi)源乙烯促進自身的成熟，因此，在果蔬貯藏期間應(yīng)盡量減少乙烯的釋放量，延緩果蔬后熟。高壓靜電處理可在一定程度上減少乙烯的釋放。經(jīng)高壓靜電處理的青椒，乙烯釋放量小于對照組。高壓靜電場處理鴨梨后，將其乙烯釋放高峰推遲了60天，并且處理組峰值不到對照組的1/2。
　　
　　6）對Vc、可溶性糖、花青素、葉綠素等物質(zhì)含量的影響
　　
　　果蔬在貯藏期間，仍進行著生命活動，體內(nèi)的各種物質(zhì)不斷分解，影響果蔬的貯藏品質(zhì)及營養(yǎng)價值，因此，測定貯藏期間各種物質(zhì)含量的變化也是評價貯藏品質(zhì)的指標。高壓靜電處理使得某種營養(yǎng)物質(zhì)的含量高出對照組，蘋果在貯藏過程中其Vc含量隨貯藏時間的延長而減少，電場處理組的Vc含量在40天后明顯高于對照組。經(jīng)高壓靜電場處理的柑桔果實各項營養(yǎng)成分含量均比對照組高，如采后110天，總糖含量比對照組高14.2%，還原糖高42.6%，有機酸高7.7%，Vc高l0%。說明柑桔果實經(jīng)高壓靜電場處理后，其營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化和消耗緩慢．有利于貯藏。
　　
　　7）對果蔬貯藏期相關(guān)酶活性的影響
　　
　　生物體內(nèi)的一切代謝活動都是在眾多酶的催化下進行的，果蔬采后仍然經(jīng)歷著繼續(xù)后熟直至zui終衰老死亡等一系列生理生化變化，其中參與這些變化的酶種類繁多。有研究者認為，果蔬采后的衰老過程實際上就是活性氧代謝失調(diào)與積累的過程，高壓靜電場之所以能夠延長果蔬保鮮期，可能是由于在一定強度的電場作用下，使得清除活性氧的相關(guān)酶活性提高。生物體內(nèi)的過氧化物酶（POD）、過氧化氫酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）經(jīng)高壓靜電場處理后均有一定程度的提高，同時，其衰老產(chǎn)物也明顯降低。植物體內(nèi)的多酚氧化酶（PPO）會使組織中的酚類物質(zhì)轉(zhuǎn)變成醌及其聚合產(chǎn)物，不僅影響果實外觀，而且營養(yǎng)成分也會隨之下降，經(jīng)高壓靜電場處理后草莓果實的多酚氧化酶（PPO）活性低于對照組。丙二醛是組織膜脂過氧化產(chǎn)物，其含量的高低直接反映組織衰老水平，經(jīng)過高靜電場處理的草莓果實丙二醛含量低于對照組。
　　
　　8）對冷害的影響
　　
　　果蔬遭受冷害后容易誘發(fā)生理病害，減低其抗病性，高壓靜電場具有抑制果蔬冷害的作用。
　　
　　高壓靜電場處理能降低貯藏于5℃下菜豆的冷害指數(shù)、銹斑指數(shù)、膜透性和膜脂過氧化程度，抑制冷害。對于貯藏于2℃下的青椒、茄子也同樣有一定的抑制冷害作用。
　　
　　高壓靜電保鮮技術(shù)是一種應(yīng)用效果好，經(jīng)濟節(jié)能的新型保鮮技術(shù)。目前，對于高壓靜電在果蔬保鮮方面的應(yīng)用主要集中在科學(xué)研究上，代表性的研究有，高壓靜電對番茄采后保鮮的研究、對青椒鮮度保持的影響、對蘋果保鮮的影響等。
　　
　　展望
　　
　　目前，對于果蔬高壓靜電保鮮技術(shù)的研究剛剛起步，對其所產(chǎn)生的物理、化學(xué)和生物效應(yīng)及應(yīng)用優(yōu)化仍處于探索階段。但果蔬高壓靜電保鮮技術(shù)作為新型的保鮮技術(shù)，在科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐上都有著很大的空間和很廣闊的發(fā)展前景，是當(dāng)今果蔬保鮮方面的熱點技術(shù)。隨著研究的不斷深入，對這門技術(shù)的疑點、難點的了解會更加透徹，從而使我們在應(yīng)用過程中可以更好的調(diào)控各種因素，達到果蔬保鮮、延長貯藏期的目的。