电磁场辅助冷藏对草莓品质的影响

2021-07-05李太宝谭明辉王达王强

制冷技术 2021年2期

李太宝，谭明辉，王达，王强*

（1-山东建筑大学热能工程学院，山东济南 250101；2-威海安泰电子制冷设备有限公司，山东威海 264209；3-中华全国供销合作总社济南果品研究院，山东济南 250200）

0 引言

草莓又名红莓或地莓等，肉质鲜嫩多汁、气味芳香，且营养价值较高。草莓组织娇嫩，水分含量大、呼吸强度高、果皮薄、极易受机械损伤或微生物感染而腐败变质发霉，采摘后在常温条件下，很短的时间内就会失去商品价值[1]。因此，如何对采摘后的草莓进行有效贮藏，对我国草莓生产业发展有重要作用。电磁场在食品行业中主要用于杀菌和钝酶。国外已用交变磁场对食品进行杀菌，其杀菌后的食品品质好，货架期明显延长。多数研究者认为，细胞在进行能量传递或物质运输时，都与细胞的生物电活动有关，电磁场的存在将影响细胞的新陈代谢。高梦祥等[2]研究了交变磁场对草莓保鲜效果的影响，发现在交变磁场处理果实的腐烂率明显降低，呼吸速率比对照组小。电磁场对过冷度有一定的影响，王鹏飞[3]研究发现，冻结过程中磁场的介入在一定程度上可以降低水及水溶液的过冷度，相变过程中冰晶大小相比对照组要细小。磁场对传热过程也有一定的影响，娄耀郏等[4]研究发现，铜块在静磁场影响下的对流换热表面传热系数小于自然冷冻状态下的对流换热表面传热系数，表明静磁场抑制了对流换热。

磁场辅助冷藏保鲜具有操作简便，经济实用，无毒无害，对果蔬和环境不残留、不污染等优点[5]。我国是世界上草莓种植面积最大和产量最高的国家[6]。虽然国内外对磁场应用到生物领域的研究较为广泛，但关于电磁场辅助冷藏保鲜的研究不多。

本文通过对两组草莓在冷藏过程中的腐烂率、糖度、失重率及表观特性等进行对比研究，旨在探索草莓在电磁场辅助冷藏过程中的保鲜效果，为草莓保鲜贮藏提供新的方法[7-16]。

1 材料与方法

1.1 材料

草莓为2019年4月27日采摘于济南市历城区张安村草莓种植基地，新鲜无机械损伤、色泽均匀、大小一致，单果平均重量20 g，无农药及其他病虫害。选择采摘成熟度为九分熟，如图1所示，实验周期为19 d（2019-04-27—2019-05-15）。

图1 实验用草莓

1.2 实验仪器

实验仪器包括电磁场发生装置；RGD-500高低温实验箱；Atago数显糖度计；Meilen分析电子天平（精度0.001 g）。

1.3 实验方法及装置

采用对照实验，分别设置无电磁场作用的对照组及有电磁场作用的磁场组，其他条件相同，分别对两组草莓进行冷藏保鲜实验。

实验方法：选取上述干净、完整、无机械损伤、新鲜的草莓若干；将草莓均匀放入保鲜盒，对照组与实验组各10盒，共20盒；将电磁场发生装置放入磁场组高低温实验箱（对照组不设电磁场发生装置）；设定温度为0 ℃，开启实验箱，达到设定温度；将草莓均匀放入高低温实验箱，保证磁场组草莓均匀放置在电磁场中，开始冷藏。

表1 草莓不同冷藏条件

实验装置如图2所示，包含制冷系统、电磁场发生系统、及冷藏空间。电磁场发射板位于冷藏空间下部，保证冷藏果蔬均匀放置在电磁场环境中。冷藏过程中电磁场发生装置始终处于工作状态，功率≤10 W。

图2 实验装置

1.4 测试指标及方法

1.4.1 腐烂率测定

采用肉眼观察草莓，若果实表皮损伤，损伤面积占果实面积超过10 %，真菌感染、黑斑、酸败，有异味等现象导致果实失去商品价值，记为腐烂果实，统计腐烂果实数。

式中，r为腐烂率，%；a为腐烂果实数；b为每组果实总数。

1.4.2 糖度测定

使用Atago数显糖度计检测草莓糖度，选取果实两面进行测试，重复测试3次，取其平均值。

1.4.3 失重率测定

采用称量法，计算方法为：

式中，g为失重率，%；M1为冷藏前果实的质量，g；M2为冷藏后果实的质量，g。

2 结果与分析

2.1 电磁场作用下对草莓腐烂率的影响

果蔬腐烂主要因为微生物繁殖侵染，根据研究表明，电磁场的非热效应可以起到杀菌的作用。将草莓分组冷藏，在每天的同一时间段内进行腐烂率的统计。图3所示为草莓腐烂率随冷藏时间的变化。

图3 草莓腐烂率随冷藏时间的变化

由图3可以看出，冷藏实验前4 d，磁场组和对照组均无腐烂果出现；第5 d开始，对照组与磁场组部分草莓开始出现发皱；第9 d以后，对照组与磁场组腐烂率开始有明显上升。在19 d的实验周期内，草莓在电磁场作用下，腐烂率为58.50 %，无电磁场作用下的对照组腐烂率为70.50 %，腐烂量磁场组较对照组减少17.10 %，腐烂率明显降低。因此，电磁场在草莓冷藏过程中起到了杀菌、钝酶作用，有效降低了草莓腐烂率。

冷藏第14 d草莓表面情况如图4和图5所示。由图4和图5可以明显发现，磁场组保鲜效果好于对照组。

图4 对照组草莓冷藏第14 d

图5 磁场组草莓冷藏第14 d

2.2 电磁场作用下对草莓糖度的影响

糖度是草莓风味的重要影响因素。糖度是表示食品中的可溶解固形物浓度的单位，一般用白利度（Brix）表示糖度，指的是100 g糖液中所含的可溶解固形物的溶解克数。在19 d的冷藏期内，每隔2 d在同一时间段内使用糖度计对草莓进行糖度测定，草莓糖度随冷藏时间的变化如图6所示。

图6 草莓糖度随冷藏时间变化

由图6可知，草莓在冷藏过程，草莓的糖度总体呈下降趋势，九成熟草莓在冷藏前期糖度下降梯度较大，后期缓慢下降。磁场组草莓糖度从初始的10.07%降至9.30%，对照组草莓糖度从10.07%降至9.10%，在电磁场作用下处理的草莓糖度总体高于对照组，较好保持了草莓风味。

2.3 电磁场作用下对草莓失重率的影响

失重率是表征草莓贮藏品质的重要指标。新鲜草莓含水量高，若脱水失重，将严重影响其表观特性及商品性[17-20]。草莓在冷藏过程中失重率的变化如图7所示。由图7可知，草莓失重率随冷藏天数而增大，经过19 d冷藏，磁场组失重率为6.48 %，对照组失重率为7.03 %，因此，电磁场可以减缓草莓保鲜过程中的失重。