电场诱导贮藏番茄电磁生物效应发生的机制研究

为探讨果实的生物电磁效应，申请者多年来一直研究高压电场对采后果蔬保鲜效果的影响，其中进行高压电场处理番茄贮藏应用研究时，发明一种高压交变电场处理番茄的方法解决了现有技术中存在的用高压静电场处理番茄时间长，操作复杂以及加高压时泄漏电流大等问题，推测高压电场贮藏果实的机理并不仅是高电压电离空气产生离子雾和臭氧的结果，在处理过程中电场作用对果实起到了诱导，刺激了自身防御体系应激反应，才能在后期贮藏过程中延缓果实的成熟和衰老，对不同电场诱导果实应激反应规律及其发生的贮藏机制必需进一步研究。为此本项目主要研究静电场、交变电场、电晕电场处理条件下电磁学因子诱导番茄生物效应发生的运行机制，揭示高压电场处理后番茄果实电物性的变化与生理应激效应规律，探明电场对贮藏番茄活性氧代谢的酶活清除体系及非酶清除体系影响机制，建立不同电场处理果实贮藏保鲜模式，为推进生物电磁学发展奠定新的理论基础。

近年来我国果蔬产业持续发展，一直保持着世界第一果蔬生产大国的地位。但因保鲜程度低，造成我国果蔬采后损失占总产量的25%左右，不仅浪费严重而且农民收入不高。研究探讨降低果实采后贮藏损失，提高贮藏质量的保鲜新技术势在必行，目前，国内外在果蔬保鲜领域采用的保鲜手段主要有物理和化学２大类。其中高压电场处理保鲜是随着植物电磁生物效应研究的扩展，产生的一种无污染的物理保鲜方法。主持人多年来一直研究高压电场对采后果蔬保鲜效果的影响，其中进行高压电场处理番茄贮藏应用研究时，发明一种高压交变电场处理番茄的方法，初步证实在处理过程中电场作用对果实起到了诱导，刺激了自身防御体系应激反应，才能在后期贮藏过程中延缓果实的成熟和衰老，为此本项目重点以番茄为研究对象，对不同电场诱导果实应激反应规律及其发生的贮藏机制进行了研究，获得高压电场处理果实的有效作用方式为-200 kV/m，2 h/d的静电场和 -200 kV/m～200 kV/m波动场强、2 h的交变电场预处理番茄，贮藏机制是在处理后贮藏过程中电场作用抑制了呼吸，贮藏过程中，场强大小、电场方向、电荷传递作用、材质电介常数是应用中主要因子，果实摆放量，极板金属材质的变化为次要因子，在此基础上，以“长虹2号”草莓果实为试材，进一步研究了浸离子水结合静电场（-200kV/m，2h/d）处理对冷藏草莓（贮藏温度为0℃，相对湿度为85—90%）乙烯释放量、呼吸强度、果肉最大破断应力及细胞膜透性变化的影响，结果表明：离子水浸泡结合电场处理较单纯浸泡明显抑制了草莓的乙烯释放，降低了草莓果实的呼吸强度，保持贮藏期间草莓最大破断应力，延缓果肉细胞相对电导率的上升，从而有效地抑制采后草莓果实的衰老过程。本项目揭示的果实采后电磁应激的生物效应及其保鲜机制，可为推进生物电磁学发展奠定新的理论基础并有可能提供新型节能的果蔬保鲜技术。