交流电场对冷贮藏期间鲜切胡萝卜和西芹品质保鲜的影响

《Innovative Food Science & Emerging Technologies》：Effects of alternating current electric fields on quality preservation of fresh-cut carrots and celery during cold storage

　　## 摘要随着人们对新鲜、健康、方便的即食果蔬产品需求日益增长，开发有效的保鲜技术显得尤为重要。作为一项新兴技术，交流电场（ACEF）保鲜既能最大限度减少即食蔬菜的污染，又能有效保持即食产品的感官品质。本研究在常规冷藏条件下，通过检测30天内品质指标、营养成分和酶活性的变化，评估了交流电场对即食胡萝卜和芹菜的保鲜效果。研究发现，交流电场能有效延缓即食胡萝卜和芹菜的外观和整体品质劣变。此外，交流电场对芹菜可溶性固形物含量（SSC）具有显著影响，处理组芹菜的可溶性固形物含量较未处理组高出7.64%，但对胡萝卜则表现为负面影响。同时，处理组胡萝卜和芹菜的维生素C含量分别比未处理组高出4%和8.69%，表明交流电场能有效延缓这两种蔬菜的营养损失。此外，与未处理样品相比，冷藏过程中交流电场对过氧化氢酶（CAT）活性的抑制作用增强。综上，交流电场技术通过保持蔬菜品质、延缓维生素C降解以及调控酶活性，显著提升了即食胡萝卜和芹菜的保鲜效果，为延长货架期提供了一种具有成本效益的常规冷藏替代方案。## 引言随着社会的发展，市场对新鲜、方便即食的果蔬产品需求持续增长，市场规模不断扩大。这些即食产品经过清洗、切分和包装等工序，同时保留接近生鲜的特性，为消费者提供营养且便捷的选择。然而，与完整原料相比，即食半成品存在品质下降的问题。此外，近年来与即食产品中致病菌污染相关的食源性疾病发生率上升，进一步引发了对其质量和安全性的担忧。因此，为即食半成品实施有效的保鲜技术至关重要。过去几十年，大量研究记录了多种食品保鲜技术，包括冷却、冷冻、干燥、巴氏杀菌、灭菌和化学保鲜等。这些方法在食品工业中得到广泛应用，各自具有不同的保鲜特性。与此同时，一些新兴保鲜技术也被应用于即食产品，包括臭氧氧化法、臭氧与浪涌处理联用法以及紫外线保鲜法。值得注意的是，臭氧保鲜已被证明能增强某些新鲜水果的抗氧化能力。在臭氧-浪涌协同体系中，可通过添加亚硫酸钠有效抑制酶促褐变。然而，臭氧处理会导致维生素C含量显著降低，并产生不期望的风味化合物。同样，由于紫外线穿透能力有限，其在食品保鲜中的应用较少。尽管这些创新保鲜技术为研究提供了有价值 insights，但其实际市场应用仍受自身局限性制约，凸显了对高效可持续替代技术的迫切需求。相比之下，交流电场已被证明能有效保持蔬菜外观并抑制储存期间的酶活性。该方法不仅弥补了传统方法的不足，还为工业应用提供了新机遇，显示出巨大的未来发展潜力。电场保鲜作为一种物理保鲜技术，具有以下特点：设备简单、运行成本低、能耗低、一次性投资后可长期使用，且对环境无害。这些特性使其能够最大程度保留食品的品质和营养价值。因此，该技术在食品工业中得到广泛应用。例如，脉冲电场处理整果的效果已被研究证实；为提高柑橘类水果的出汁率，提高电场强度可显著增加果皮提取物中的多酚浓度。类似地，已有研究表明高压静电场处理可降低梨、李子和香蕉的呼吸速率，同时保持辣椒品质以延长其货架期。此外，高压静电场还被证明可增强鸡腿的微生物安全性并加速解冻。还有研究指出，电场保鲜不仅能抑制酚类物质降解、增强抗氧化酶活性，还能保持微结构完整性。总体而言，这些研究有力地验证了电场保鲜技术在即食产品中的有效性。然而，该方法的效果因食品种类不同而异，这与物种差异、结构特征和组成因素有关。此外，尽管已有大量研究关注脉冲电场和高压静电场，但关于交流电场应用的研究仍然有限。因此，系统评估交流电场对即食产品保鲜效果的必要性日益凸显。在本研究中，将一台冷藏单元改造为交流电场系统，电场强度为 E = 3 kV/40 cm。将即食胡萝卜和芹菜分别存放在带交流电场和不带交流电场的冷藏室中。通过监测感官品质、失重率、可溶性固形物含量、维生素C含量和过氧化氢酶活性来评估保鲜性能。研究验证了交流电场在减轻品质劣变方面的有效性，并观察到在处理可溶性固形物、维生素C保留和过氧化氢酶活性方面存在明显的品种依赖性反应，这可能反映了两种蔬菜在碳水化合物代谢和抗氧化调节方面的内在差异。本研究首次对交流电场系统在即食胡萝卜和芹菜上的保鲜性能进行了对比评估，填补了重要的研究空白，并为针对不同蔬菜优化电场参数提供了理论依据。## 分节摘要### 化学品成熟胡萝卜（*Daucus carota* L.，每个150–250克）和芹菜（*Apium graveolens* L.，每束500–800克）购自中国武汉当地市场。样品选择标准包括：大小均匀、成熟度高、无机械损伤、无虫害或病害。草酸（20 g/L）、高岭土、2,6-二氯靛酚溶液、生理盐水、氯化钠、乙醇和各种培养基均购自国药集团（Sinopharm）。所有……### 感官评价感官评价涵盖视觉、嗅觉和触觉分析，通过观察外观、萎蔫情况和气味等属性来评估原料品质。即食胡萝卜和芹菜在有、无交流电场处理下的感官评价结果详见表1和表2。初始评估显示，两种蔬菜均表现出最佳新鲜度，特征为外观鲜亮、气味清新。然而，随着储存时间延长……### 结论综上所述，与传统保鲜方法相比，交流电场被证明能有效延缓即食胡萝卜和芹菜的衰老与腐烂。在本研究中，处理组与未处理组之间最显著的差异在第30天时出现在胡萝卜上，而芹菜在储存15天后出现明显差异，这表明交流电场对胡萝卜保鲜具有更为显著的正向效果。交流电场降低了两种……### CRediT作者贡献声明**张玉心**：初稿撰写、验证、形式分析、数据管理。**孔敏琪**：初稿撰写、验证、形式分析、数据管理。**范国智**：审阅与编辑、资源支持、项目管理、经费获取。**潘成**：经费获取、形式分析。**韩娟娟**：验证、形式分析。**龙怡飞**：审阅与编辑、资源支持、项目管理、经费获取、数据管理。### 未引用参考文献Hanh等，2016Huang等，2022Zhang等，2022### 利益冲突声明作者声明不存在可能影响本文研究成果的任何已知的竞争性经济利益或个人关系。### 致谢本研究受湖北省教育厅项目、武汉职业技术学院创新训练项目及武汉职业技术学院科研启动项目资助。