電磁場輔助冷藏對草莓品質的影響

李太寶，譚明輝，王達，王強*

（1-山東建筑大學熱能工程學院，山東濟南 250101；2-威海安泰電子制冷設備有限公司，山東威海 264209；3-中華全國供銷合作總社濟南果品研究院，山東濟南 250200）

0 引言

草莓又名紅莓或地莓等，肉質鮮嫩多汁、氣味芳香，且營養價值較高。草莓組織嬌嫩，水分含量大、呼吸強度高、果皮薄、極易受機械損傷或微生物感染而腐敗變質發霉，采摘后在常溫條件下，很短的時間內就會失去商品價值[1]。因此，如何對采摘后的草莓進行有效貯藏，對我國草莓生產業發展有重要作用。電磁場在食品行業中主要用于殺菌和鈍酶。國外已用交變磁場對食品進行殺菌，其殺菌后的食品品質好，貨架期明顯延長。多數研究者認為，細胞在進行能量傳遞或物質運輸時，都與細胞的生物電活動有關，電磁場的存在將影響細胞的新陳代謝。高夢祥等[2]研究了交變磁場對草莓保鮮效果的影響，發現在交變磁場處理果實的腐爛率明顯降低，呼吸速率比對照組小。電磁場對過冷度有一定的影響，王鵬飛[3]研究發現，凍結過程中磁場的介入在一定程度上可以降低水及水溶液的過冷度，相變過程中冰晶大小相比對照組要細小。磁場對傳熱過程也有一定的影響，婁耀郟等[4]研究發現，銅塊在靜磁場影響下的對流換熱表面傳熱系數小于自然冷凍狀態下的對流換熱表面傳熱系數，表明靜磁場抑制了對流換熱。

磁場輔助冷藏保鮮具有操作簡便，經濟實用，無毒無害，對果蔬和環境不殘留、不污染等優點[5]。我國是世界上草莓種植面積最大和產量最高的國家[6]。雖然國內外對磁場應用到生物領域的研究較為廣泛，但關于電磁場輔助冷藏保鮮的研究不多。

本文通過對兩組草莓在冷藏過程中的腐爛率、糖度、失重率及表觀特性等進行對比研究，旨在探索草莓在電磁場輔助冷藏過程中的保鮮效果，為草莓保鮮貯藏提供新的方法[7-16]。

1 材料與方法

1.1 材料

草莓為2019年4月27日采摘于濟南市歷城區張安村草莓種植基地，新鮮無機械損傷、色澤均勻、大小一致，單果平均重量20 g，無農藥及其他病蟲害。選擇采摘成熟度為九分熟，如圖1所示，實驗周期為19 d（2019-04-27—2019-05-15）。

圖1 實驗用草莓

1.2 實驗儀器

實驗儀器包括電磁場發生裝置；RGD-500高低溫實驗箱；Atago數顯糖度計；Meilen分析電子天平（精度0.001 g）。

1.3 實驗方法及裝置

采用對照實驗，分別設置無電磁場作用的對照組及有電磁場作用的磁場組，其他條件相同，分別對兩組草莓進行冷藏保鮮實驗。

實驗方法：選取上述干凈、完整、無機械損傷、新鮮的草莓若干；將草莓均勻放入保鮮盒，對照組與實驗組各10盒，共20盒；將電磁場發生裝置放入磁場組高低溫實驗箱（對照組不設電磁場發生裝置）；設定溫度為0 ℃，開啟實驗箱，達到設定溫度；將草莓均勻放入高低溫實驗箱，保證磁場組草莓均勻放置在電磁場中，開始冷藏。

表1 草莓不同冷藏條件

實驗裝置如圖2所示，包含制冷系統、電磁場發生系統、及冷藏空間。電磁場發射板位于冷藏空間下部，保證冷藏果蔬均勻放置在電磁場環境中。冷藏過程中電磁場發生裝置始終處于工作狀態，功率≤10 W。

圖2 實驗裝置

1.4 測試指標及方法

1.4.1 腐爛率測定

采用肉眼觀察草莓，若果實表皮損傷，損傷面積占果實面積超過10 %，真菌感染、黑斑、酸敗，有異味等現象導致果實失去商品價值，記為腐爛果實，統計腐爛果實數。

式中，r為腐爛率，%；a為腐爛果實數；b為每組果實總數。

1.4.2 糖度測定

使用Atago數顯糖度計檢測草莓糖度，選取果實兩面進行測試，重復測試3次，取其平均值。

1.4.3 失重率測定

采用稱量法，計算方法為：

式中，g為失重率，%；M1為冷藏前果實的質量，g；M2為冷藏后果實的質量，g。

2 結果與分析

2.1 電磁場作用下對草莓腐爛率的影響

果蔬腐爛主要因為微生物繁殖侵染，根據研究表明，電磁場的非熱效應可以起到殺菌的作用。將草莓分組冷藏，在每天的同一時間段內進行腐爛率的統計。圖3所示為草莓腐爛率隨冷藏時間的變化。

圖3 草莓腐爛率隨冷藏時間的變化

由圖3可以看出，冷藏實驗前4 d，磁場組和對照組均無腐爛果出現；第5 d開始，對照組與磁場組部分草莓開始出現發皺；第9 d以后，對照組與磁場組腐爛率開始有明顯上升。在19 d的實驗周期內，草莓在電磁場作用下，腐爛率為58.50 %，無電磁場作用下的對照組腐爛率為70.50 %，腐爛量磁場組較對照組減少17.10 %，腐爛率明顯降低。因此，電磁場在草莓冷藏過程中起到了殺菌、鈍酶作用，有效降低了草莓腐爛率。

冷藏第14 d草莓表面情況如圖4和圖5所示。由圖4和圖5可以明顯發現，磁場組保鮮效果好于對照組。

圖4 對照組草莓冷藏第14 d

圖5 磁場組草莓冷藏第14 d

2.2 電磁場作用下對草莓糖度的影響

糖度是草莓風味的重要影響因素。糖度是表示食品中的可溶解固形物濃度的單位，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數。在19 d的冷藏期內，每隔2 d在同一時間段內使用糖度計對草莓進行糖度測定，草莓糖度隨冷藏時間的變化如圖6所示。

圖6 草莓糖度隨冷藏時間變化

由圖6可知，草莓在冷藏過程，草莓的糖度總體呈下降趨勢，九成熟草莓在冷藏前期糖度下降梯度較大，后期緩慢下降。磁場組草莓糖度從初始的10.07%降至9.30%，對照組草莓糖度從10.07%降至9.10%，在電磁場作用下處理的草莓糖度總體高于對照組，較好保持了草莓風味。

2.3 電磁場作用下對草莓失重率的影響

失重率是表征草莓貯藏品質的重要指標。新鮮草莓含水量高，若脫水失重，將嚴重影響其表觀特性及商品性[17-20]。草莓在冷藏過程中失重率的變化如圖7所示。由圖7可知，草莓失重率隨冷藏天數而增大，經過19 d冷藏，磁場組失重率為6.48 %，對照組失重率為7.03 %，因此，電磁場可以減緩草莓保鮮過程中的失重。

圖7 草莓失重率隨冷藏時間的變化

2.4 電磁場作用對草莓冷藏表觀特性的影響

草莓在電磁場作用下的表觀變化與無電磁場對照組草莓的變化對比如表2所示。

表2 有無電磁場作用草莓冷藏表觀變化

由表2可以看出，磁場組草莓起斑時間通常比無電磁場對照組晚1～2 d；變皺時間通常比無電磁場對照組晚4～5 d；出現爛點比無電磁場對照組晚1～2 d。通過實驗觀察草莓在冷藏過程中的表觀特性，可以發現電磁場對草莓保鮮、延緩腐爛就有一定作用，較好保持了草莓的商品價值。

3 結論

本文通過兩組對照實驗，測出兩組草莓在冷藏過程中的腐爛率、糖度及失重率等指標，并比較了兩組實驗數據，得出以下結論：

1）在19 d的實驗周期內，在電磁場作用下草莓腐爛率為58.50%，無電磁場作用下草莓的腐爛率為70.50%，草莓腐爛量磁場組較對照組減少17.10%，腐爛率降低；

2）在19 d儲藏期內，磁場組草莓糖度從初始的10.07%降至9.30%，對照組草莓糖度從10.07%降至9.10%，電磁場作用下的草莓糖度總體高于對照組，較好保持了草莓風味；

3）儲藏期內磁場組失重率為6.48%，對照組失重率為7.03%，電磁場可以減緩草莓貯藏過程中的失重；且電磁場可以延緩草莓腐爛，較好保持草莓的商品價值。