高压静电场对番茄采后成熟、衰老过程的调控及其机理研究

【摘要】：本研究在前人报道和研究的基础上,借助电磁物理学、果蔬采后生理学和生物化学等方面的专业知识,从工程实际的角度,针对典型呼吸跃变型果实番茄(Lycopersicon esculentum),以呼吸强度、内源乙烯释放量、组织自由基产生及清除系统活性变化为标识,系统探讨了高压静电场处理对果实采后成熟及衰老的调控作用,结合电场作用条件的改变对宏观及微观指标变化的影响,分析了电磁场作用对番茄采后成熟、衰老过程抑制作用的机理,实验结果表明: 1 利用高等电磁学理论对保鲜操作中电场内各部位电场参数进行了理论分析,在此基础上明确了可能对保鲜效果产生影响的静电场参数为电场强度、极板富集电荷及电介质介电常数,并得出了不同情况下各电场参数改变的理论公式。通过对理论公式的分析,提出了表观电场强度的概念。 2 表观电场强度处理能够降低番茄贮藏过程中的失重率,调控果实的呼吸变化,减缓果实破断应力的下降,同时能够有效延缓L*、a*的变化,产生了显著的颜色差异。较高表观电场强度对番茄贮藏品质的影响高于较低表观电场强度。表观电场强度处理能够推迟番茄呼吸高峰并降低乙烯释放量,从贮藏中期开始降低超氧自由基发生速率,降低过氧化氢(H_2)_2)含量,在贮藏中后期保持较高的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性,从而减低了组织膜脂过氧化程度,较高表观电场强度作用效果好于较低表观电场强度。 3 单纯场强及接触负电极处理能够有效控制果实采后的重量损失,分别比对照低4%及11%,呼吸高峰有所推迟,果实破断应力下降缓慢。接触接地极处理各观测指标与对照无显著差异。说明单纯场强能够产生保鲜效果,与负极板接触能够增加场强的保鲜效果,而与接地极板接触则消除了单纯场强的作用。 4 单纯极板电荷能够影响番茄的失重率等贮藏品质指标,负电荷能够在一定程度上抑制番茄的品质下降,但作用程度较小,而因感应产生的正电荷则会促进番茄的失重及颜色转化。负极板电荷可以推迟超氧化物歧化酶(SOD)活性峰值出现的时间,对过氧化物酶(POD)及过氧化氢酶(CAT)活性无显著影响,能够减少丙二醛(MDA)积累量,而因感应产生的正极板电荷对SOD、CAT及POD除少数实验点外,无显著影响。 5 在高压静电场番茄保鲜中,在极板与番茄之间衬垫电介质能够干扰保鲜效果,介电常数较小,对保鲜效果的干扰较大。介电常数为3.7的纸板隔绝处理在控制番茄贮藏过程中的失重率,调控果实的呼吸变化,减缓果实硬度的下降,延缓果实颜色转化上的作用显著高于介电常数1.9～2.2的塑料板隔绝处理。 6 通过对短时高压静电场下番茄失重率及果皮颜色变化的观测,证实在高压静电保鲜操作中采用采后仅处理一次的处理方式不能产生明显的保鲜效果。采后立即进行一段时间的高压静电场处理,番茄的重量损失及破断应力等标识贮藏品质的指标明显好于对照、自贮藏中期开始处理和自贮藏后期开始处理,有效延缓了果实成熟的启动。 7 在绿熟番茄的正常贮藏温度,高压静电场处理能够有效抑制番茄的采后失重、呼吸强度、乙烯释放量及果实颜色转化。而在临界贮藏温度,对照果实能够正常转红,高压静电场显著抑制了果实乙烯释放,从而抑制了果实的正常后熟,在宏观上表现为颜色转化受到抑制,果实不能正