超生波對牡丹鮮花保鮮的優化設計

李寧+++++++朱文學

[摘要]：本文以牡丹切花為試材，采用不同參數組合的方式對牡丹切花進行超聲波預處理，探究頻率、功率及處理時間對牡丹切花保鮮效果的影響規律及原因。通過對比處理后牡丹切花的差異，確定篩選出最佳的預處理參數。研究結果表明：合適的超聲波預處理參數組合可以促進牡丹切花前期鮮重的增加，抑制牡丹切花后期鮮重的降低，有效延長切花壽命。不同功率條件下切花的保鮮效果主要是由于介質溫度的改變而對花枝產生影響。

[關鍵詞]：超聲波；切花；鮮重

引言

牡丹是中國傳統十大名花之一，被稱為我國的“國花”，牡丹屬于芍藥科芍藥屬落葉灌木。牡丹起源于中國，同時中國也是牡丹的品種培育基地。牡丹花的栽種和培育主要是在中國的山東菏澤和河南洛陽兩個地區，經過多年的栽培育種，現在牡丹的種類十分繁多，不同品種的牡丹已經有1500余種。牡丹花作為一種名貴花卉，其花期比較集中，同時比較短暫，芳香濃郁、賞心悅目，極具觀賞價值，市場效益極高。但是牡丹切花在與母體分離后，衰敗萎蔫較快，不能在鮮切花市場占有應有的地位。所以說對于牡丹切花進行保鮮技術的研究，具有十分重要的商業應用價值和現實意義。目前市場上廣泛應用的各類保鮮劑存在保鮮液組成成分單一，保鮮效果不理想的缺點。

超聲波是指頻率大于20000Hz的聲波，其工作原理是依靠具有磁致伸縮或壓電效應的晶體的振動完成工作。超聲波在液體介質中傳播時，會產生空化效應、機械效應和熱效應。近幾年的相關研究表明，超聲波技術在果蔬花卉殺菌保鮮方面具有一定的應用前景。

超聲波用于花卉果蔬采后處理主要是利用其空化效應，具體的應用效果主要體現在以下兩個方面：一是有殺菌的作用，超聲波的空化作用會產生高溫和高壓的環境條件，從而可以殺死液體中的某些微生物，所以具有殺菌滅菌的效果；二是有沖擊剝離的作用，在超聲波的空化作用下，液體介質中會發生分子的相互碰撞，從而產生強大的沖擊波，花卉果蔬表面的微生菌體、塵土、農藥殘留等雜質，在沖擊波的作用下會被剝離。

1、 材料與方法

1.1 試驗材料

牡丹切花應采摘松蕾期的花枝（萼片下垂、外側少量花瓣開始松展），長度為40-50cm。然后進行復水處理1小時，去除花枝下部的葉子，剪切至25cm待實驗取用。實驗儀器選用昆山市超聲儀器有限公司生產的KQ-100DB型醫用數控超聲波清洗器。

1.2 試驗方法

設定2種頻率（20000、40000Hz）、3種功率（40、70、100W）、3種處理時間（20、40、60min）對牡丹切花進行18組不同參數的超聲波預處理，為保證試驗的準確性，每組參數下處理5枝牡丹切花。預處理的牡丹花枝均置于去離子水的相同液面高度的燒杯內。

1.3 試驗觀察與測定

牡丹花枝預處理結束后，將其置于室內，避免陽光直接照射，每兩天更換一次水，并按時對花枝的各項指標進行觀察測定。

（1）花枝的壽命測定：以花枝的花瓣或者葉片的50%出現枯萎狀態為測定標準。

（2）花枝的鮮重測定：鮮重變化百分率要求每24小時稱量測定各組花枝的鮮重，根據計算公式進行計算求得：

鮮重變化百分率=[（稱量日鮮重-初始鮮重）/初始鮮重]×100%

（3）水溫度變化測定：每隔10min測定各組水溫度變化情況，并進行記錄。

2 、結果與分析

根據試驗觀察與測定的結果數據，對比分析可知：不同參數的超聲波預處理對牡丹切花的保鮮效果存在差異：

在相同功率和處理時間條件下，20000Hz的頻率大小更適用于牡丹切花的保鮮，特別是當功率大小為70W時可以有效延長牡丹切花的壽命，同時可以促進切花前期鮮重的增加，抑制切花后期鮮重的降低。當頻率大小為40000Hz時，牡丹切花的整體保鮮效果都不是很理想，只有70W情況下具有一定的保鮮效果。在相同頻率和處理時間條件下，當功率大小為70W時，牡丹切花的整體保鮮效果明顯優于40W和100W；20000Hz頻率情況下，各組切花在60min處理時間條件下，其保鮮效果呈現出良好的遞增趨勢。綜合分析，20000Hz、70W、60min條件下對牡丹切花的超聲波預處理，可以使得切花壽命延長近2天，鮮重在切花前期增加了18.21%，而在切花后期僅僅下降了3.8%，該組參數為對牡丹切花的超聲波預處理的最佳參數。

觀察表1可以看出，不同參數的超聲波預處理情況下，去離子水的溫度都隨處理時間的延長而增加；相同的頻率條件下，超聲波預處理對去離子水的增溫效果隨著功率的增加而增強；相同的功率條件下，低頻率的超聲波預處理對去離子水的增溫效果強于高頻率的超聲波預處理。

超聲波預處理隨處理時間的延長對去離子水具有增溫效果，這是因為在空化過程中，超聲波可以使介質局部范圍形成高溫高壓的環境條件。相同的功率條件下，低頻率的增溫效果比高頻率的增溫效果明顯，這主要是因為低頻率條件下空化效應強。而相同的頻率條件下，功率越大則增溫效果越明顯，在超聲波預處理最佳參數組合情況下，溫度在30min后可增加到40-42℃。據此可以推斷，不同功率條件下切花的保鮮效果主要是由于介質溫度的改變而對花枝產生影響。

3、 結論

合適的超聲波預處理參數組合可以促進切花前期鮮重的增加，抑制切花后期鮮重的降低，有效延長切花壽命。超聲波保鮮技術具有條件溫和、清潔、安全等特點，可以廣泛應用于各類花卉、果蔬等產品的保鮮貯藏，因而超聲波保鮮技術在果蔬花卉的殺菌保鮮方面有十分廣闊的應用前景。

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作者簡介： 李寧（1992.06-）；性別：女，籍貫河南省洛陽市，學歷本科，畢業于河南科技大學；現有職稱：研究生在讀；研究方向：干燥理論研究與花卉保鮮；