CN101341869B

CN101341869B - 电生功能水在鲜切花保鲜上的应用

Info

Publication number: CN101341869B
Application number: CN2008101179827A
Authority: CN
Inventors: 李里特; 刘海杰; 夏丹萍
Original assignee: China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2011-04-20
Anticipated expiration: 2028-08-19
Also published as: CN101341869A

Abstract

本发明公开了电生功能水在鲜花保鲜上的应用。其中所述的电生功能水包括酸性电生功能水或者碱性电生功能水，所述的酸性电生功能水为pH 2～5，氧化还原电位ORP为1000～1200mV，有效氯浓度为10～50mg/L；所述的碱性电生功能水是为pH值为9～13，氧化还原电位为-870～-580mV。本发明还公开了利用电生功能水保鲜鲜切花的方法和电声功能水的制备方法。本发明鲜花保鲜效果显著，比用蒸馏水、保鲜剂、切花营养液等保鲜效果好；其次，本发明生产方法简单、生产成本低；此外，本发明所用电生功能水安全、无害。

Description

电生功能水在鲜切花保鲜上的应用

技术领域

本发明属于电生功能水的用途，具体涉及电生功能水在鲜切花保鲜上的用途。

背景技术

“电生功能水(Electrolyzed Functional Water，EFW)”，亦称电解离子水，是以特殊电解装置对电解质稀溶液进行处理，最终得到的酸性离子水和碱性离子水的总称。其中，酸性离子水具有较低的pH值，较高的氧化还原电位(Oxidation-Reduction Potential，ORP)和一定的有效氯含量(AvailableChlorine Concentration，ACC)；碱性离子水具有较高的pH值和较低的氧化还原电位。其中，强酸性离子水的pH值在2.0～3.5之间，氧化还原电位ORP值达到1100～1200mV，有效氯浓度20～100mg/L；强碱性离子水的pH值在11.0～12.2之间，ORP值可达-850～-1000mV。通常情况下用于杀菌洗涤和农业用途的电生功能水多指强酸性离子水，酸性电生功能水可以有效延长果蔬类农产品的采后货架期；可以替代农药防治病虫害的发生等等。

鲜切花是花卉市场的主导产品，但鲜切花采后的自然寿命一般较短，因此在流通中会造成比较严重的损失，大多数损耗在20％左右，有的甚至高达50％。目前针对鲜切花的保鲜方法主要有：(1)物理保鲜方法，如冷藏处理、气调处理和辐射处理；(2)生物工程保鲜技术；(3)化学保鲜方法，如加入有机酸、杀菌剂、乙烯抑制/拮抗剂、生长调节剂、无机盐、表面活性剂等化学药剂。但上述鲜切花保鲜方法具有一定局限性，如物理方法普遍投资较大，生产规模较小，难以应用；而化学保鲜方法会造成一定残留，并且具有品种特异性，保鲜效果不够稳定，也难以推广。

发明内容

本发明第一目的是提供电生功能水在鲜花保鲜上的应用。

本发明第二目的是提供利用电生功能水进行鲜花保鲜的方法。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

电生功能水在鲜切花保鲜上的应用。

所述的电生功能水是指酸性电生功能水或者碱性电生功能水。

上述电生功能水中所述的酸性电生功能水是指pH值为2～5，优选为pH4～5，最优选pH为5，氧化还原电位ORP为1000～1200mV，有效氯浓度为10～50mg/L。

上述电生功能水中所述的碱性电生功能水是指其pH值为9～13，优选为13，氧化还原电位为-870～-580mV。

所述的鲜切花是指月季、玫瑰或牡丹等。

上述鲜切花是指月季品种贝拉米。

利用电生功能水保鲜鲜切花的方法，就是将鲜切花插入电生功能水中，每隔48小时换一次电生功能水。

上述电生功能水的制备方法，包括如下步骤：

(1)按照重量百分比为0.05～0.2％的比例将电解质溶解于蒸馏水中，充分搅拌均匀，然后分别置于电功能水发生器的两个电解槽中；

(2)在电压为12～36V、电流为0.2～3A、电极距为4～50mm、极板面积为108cm²的条件下进行电解反应10～30min；即在阳极电解槽得到酸性电生功能水，在阴极电解槽得到碱性电生功能水。

上述制备方法中所述的电解质是指氯化钠、氯化钾、氯化钙或氯化镁等。

上述制备方法中所述的电功能水发生器可参见实用新型专利《一种制备强酸化水的装置》(专利号为：ZL96244992.x)

与现有技术相比，本发明具有的优点和有益效果为：(1)本发明鲜花保鲜效果显著，比用蒸馏水、保鲜剂、切花营养液等保鲜效果好；(2)本发明生产方法简单、生产成本低，本发明只需要承担水费和电费，因而成本很低；(3)本发明所用电生功能水安全、无害，在使用后可以还原为普通水，对环境不会造成危害，同样对使用者来说安全，没有伤害性和残留性。

附图说明

图1不同品种月季切花的瓶插总天数对比柱形图

其中1-阳光、2-芽变、3-二级贝拉米、4-一级贝拉米、5-金徽章、6-坦尼克

图2不同电生功能水处理下切花贝拉米的瓶插寿命的柱形图

1-EOW原，2-EOW₂，3-EOW₄，4-EOW_pH＝4，5-EOW_pH＝5，6-ERW原，7-ERW₂，8-ERW₄，9-ERW_pH＝11，10-ERW_pH＝11，11-蒸馏水。

图3不同处理下鲜切花寿命柱形图

图4不同处理下鲜切花的鲜重随瓶插天数变化曲线图

图5不同处理下鲜切花的鲜重变化曲线图

图6不同处理下鲜切花的吸水量随瓶插天数变化曲线图

图7不同处理下鲜切花的失水量随瓶插天数变化曲线图

图8不同处理下鲜切花的水分平衡状况曲线图

图9不同处理下鲜花瓣的含水量随瓶插天数的变化的曲线图

图10不同处理下鲜切花的乙烯生成量的曲线图

图11不同处理下鲜切花花瓣的质膜氧化性随瓶插天数变化的曲线图

具体实施方式

实施例1电生功能水的制备

(1)按照重量百分比为0.075％的比例将氯化钠溶解于蒸馏水中，充分搅拌均匀，然后分别置于电功能水发生器的两个电解槽中；

(2)在电压为24V、电流为1.6A、电极距为24mm、极板面积为108cm²进行电解反应20min；即在阳极电解槽得到酸性电生功能水(以下简称EOW)，在阴极电解槽得到碱性电生功能水(以下简称ERW)；经检测所得酸性电生功能水为pH＝2.5±0.3，ORP＝1125±10mV，有效氯的含量为1.42±0.5mg/L的酸性电生功能水；所得碱性电生功能水为pH＝13±0.5，0RP＝-874±5mV。

实施例2电生功能水对月季鲜切花的保鲜试验

(1)试验材料：5个月季花品种：阳光、金徽章(Gold Emblem，HT)、坦尼克(Tineke，HT)、芽变和贝拉米(Belami，HT)。每个品种30支。

(2)试验材料的前处理：将运回的鲜花迅速进行前处理，用专业修花剪在蒸馏水下修剪花茎，保留长度大约在30cm，切口处为45°斜面，修剪叶片最终只保留2、3对复叶。插入盛有蒸馏水的容器中并置于黑暗环境静置2h，进行复水，弥补鲜花在采收和运输过程中发生的部分失水。

(3)试验的处理实施例1制备的EOW和ERW

EOW：pH＝2.5±0.3，ORP＝1125±10mV，有效氯的含量为1.42±0.5mg/L；

ERW：pH＝13±0.5，0RP＝-874±5mV；

蒸馏水(对照)pH＝6.44±0.4，ORP＝400±50mV。

(4)试验方法将每个品种的30支鲜切花品种随机分成三组，

将(1)中每个品种的30支鲜切花随机分成三组，利用(2)中三种瓶插液进行三种瓶插处理，瓶插容器是容积为1500ml的圆柱形塑料容器，平均一只容器中插入切花10支，瓶插液的使用量为500ml，重复2次。并每隔48小时更换新鲜的瓶插液，于使用前制备，换水操作时迅速将原有瓶插液倒出，而后将已经量取好的新鲜瓶插液倒入。

(5)结果切花的瓶插寿命计算

从瓶插之日起，当花瓣出现失水萎蔫或者发生“弯头”和“蓝变”或者“掉瓣”现象，作为瓶插寿命结束的标志。

结果(见图1)坦尼克的保鲜效果不显著，间隔24h的测定未能发现各处理组间有着明显的区别。其他种类切花在EOW处理下的寿命比起蒸馏水处理平均延长17.5％，其中贝拉米的效果最明显，能够延长切花寿命25.6％。ERW处理的瓶插寿命比蒸馏水处理平均可以延长10.1％。说明电生功能水尤其是EOW延长了盛花期的时间，即延长了瓶插的持续天数，从而在整体上延长了月季切花的瓶插总寿命。

实施例3电生功能水对于月季鲜切花的保鲜试验

(1)实验材料：月季品种：贝拉米。

(2)材料的前处理(见实施例2)。

(3)瓶插液的制备

a、稀释水的制备：将实施例1制备的EOW和ERW分别用蒸馏水稀释2倍或4倍，分别得EOW2倍稀释水(下文简称EOW₂)和EOW4倍稀释水(下文简称EOW₄)，及ERW2倍稀释水(下文简称ERW₂)和ERW4倍稀释水(下文简称ERW₄)；

b、用1mol/LNaOH调节实施例1制备的EOW的pH值，最终分别得到pH值为4、5的弱酸性EOW；即pH＝4的EOW(下文简称EOW_pH＝4)和pH＝5的EOW(下文简称EOW_pH＝5)；

c、用1mol/LHCl调节实施例1制备的ERW的pH值，最终分别得到pH值为11、9的弱碱性ERW，即pH＝11的ERW(下文简称ERW_pH＝11)和pH＝9的ERW(下文简称ERW_pH＝9)；

d、实施例1制备的EOW原水(下文简称EOW原)和ERW原水(下文简称ERW原)；

e、蒸馏水(ck)

上述瓶插液的指标见表1

(3)试验方法将总数为300的鲜切花贝拉米随机分组，每组10支、2次重复，进行表1所示的瓶插液的处理，每隔48h更换瓶插液，使用前现用现制。以完成第一次瓶插的时间记为初始时间。

表1瓶插液类型和指标表

	pH值	ORP值(mV)	有效氯含量(mg/L)
				EOW原	2.62	1154	33.27
EOW₂	2.86	1115	16.49
				EOW₄	3.10	1060	7.98
ERW原	13.37	-804	/
				ERW₂	12.67	-56	/
ERW₄	12.29	46	/
				EOW_pH＝4	3.97	1075	33.39
EOW_pH＝5	5.01	1000	33.56
				ERW_pH＝11	11.06	-710	/
ERW_pH＝9	8.95	-580	/
				蒸馏水(CK)	5.44	350	/

(4)试验结果(见图2)与对照蒸馏水相比，EOW平均可以延长贝拉米鲜切花的瓶插寿命27.3％；ERW平均可以延长贝拉米鲜切花的瓶插寿命7.0％。EOW的保鲜效果好于ERW，平均延长了贝拉米鲜切花寿命18.7％，其中经调节至pH＝5和pH＝4的弱酸性EOW在所选的众多保鲜液中瓶插寿命最佳，平均可以延长瓶插寿命35％；未经处理的pH＝13的ERW原液保鲜在所有ERW中的保鲜效果最好，平均可以延长切花寿命14.3％。这些试验结果说明电生功能水能显著提高鲜切花的瓶插寿命。

实施例4电生功能水对鲜切花吸水性试验

(1)实验材料：贝拉米

(2)实验材料前处理：同实施例2。

(3)瓶插液的制备

处理1：用浓度为1mol/L的NaOH调节实施例1制备的EOW为pH＝4.5，

处理2：实施例1制备的ERW原水调整为pH＝13

对照：蒸馏水

(4)实验方法：将300支鲜花随机分组，每组50支，2个重复，进行三种处理，即分别用(2)所述的EOW、ERW、蒸馏水进行瓶插，每隔48h重新制备并更换瓶插液，用前现用现制。以完成第一次瓶插的时间记为初始时间，此后每隔24h测定以下指标：

a水分测定：测定花枝重量、切花吸水、切花失水、花瓣含水量，具体的测定方法如下：

b切花的鲜重：称量法，先称出(杯+保鲜液+切花)的总重W1，然后将切花取出，称出(杯+保鲜液)的重量W2，切花鲜重＝W1-W2。后面一天的鲜重减去前面第一天的鲜重为每天的鲜重变化量。

c.切花吸水量：以(杯+保鲜液)连续2次的称量之差为这段时间的吸水量。

d.切花失水量：以(杯+保鲜液+切花)连续2次的称量之差为这段时间的失水量。

e.水分平衡：切花吸水量和失水量之差为水分平衡。

f.花瓣含水量：摘取2～3片花瓣，称其鲜重W3(取1g左右)，放入烘箱在85℃烘15min，再以105℃烘30min至完全干燥恒重时称重W4，含水量变化＝W3-W4。

(5)试验结果

a.切花的瓶插寿命：结果(见图3)EOW、ERW作为瓶插液的实验组的切花寿命显著比对照蒸馏水处理组(p<0.05)，分别延长了切花寿命73.5％和55.1％，说明EOW、ERW都明显延长了鲜切花的瓶插寿命。

b.切花鲜重：结果(见图4)在瓶插期间，三种瓶插液处理的切花鲜重均呈现出小幅增长而后下降的趋势，EOW和ERW处理的切花鲜重在瓶插第5d之后开始下降，而蒸馏水处理组在第4d便出现下降的趋势；其次，在瓶插过程中，EOW和ERW处理组切花鲜重始终远远高于对照蒸馏水处理组，EOW和ERW处理组的切花鲜重变化趋势比较一致，但EOW在瓶插中后期的鲜重下降较ERW缓慢。瓶插第5～9d，EOW处理组切花的鲜重与蒸馏水相比分别高出18.4％、25.3％、32.1％、33.9％和30.6％，ERW处理组切花的鲜重与蒸馏水相比分别高出13.5％、15.3％、22.6％、33.7％和30.9％。说明电生功能水能够缓解切花鲜重的下降。

c.切花的鲜重变化：结果(见图5)EOW处理组在瓶插的前5d切花鲜重一直在不断增长，之后直线下降，而ERW和蒸馏水处理组切花的鲜重从瓶插第4d起便开始不断下降，但ERW的下降比蒸馏水处理组缓慢，EOW在瓶插第7d到8d间鲜重下降最快，这与切花鲜重变化的结果相符合，此时的鲜切花逐渐丧失了观赏价值。说明电生功能水能够有效降低切花鲜重的下降速度。

d.切花吸水量：结果(见图6)在瓶插期间，对照蒸馏水组切花吸水量比较平均，没有明显的变化，平均吸水量在1.46g/24h。而对于EOW和ERW来说，在瓶插过程中，吸水量变化趋势为先增后减，在瓶插第6d，EOW的吸水量到达峰值，日吸水量为2.025g，与对照蒸馏水相比高出33.0％，之后缓慢下降；ERW在第7d吸水量最大，为1.888g/24h，比对照蒸馏水高出26.2％。EOW和ERW处理组的切花吸水整体水平均高于对照蒸馏水处理组。说明电生功能水能够有效促进切花的吸水。

e.切花失水量：结果(见图7)切花失水量表现为切花内部由于蒸腾导致的水分含量下降以及瓶插液蒸发失水的两个部分。三种处理切花的失水量在瓶插前期间除第5d以外的瓶插前7d整体变化趋势比较相似，但后期EOW和ERW的失水量明显增加，而蒸馏水失水减少。说明电生功能水能够有效抑制切花的失水。

f.切花水分平衡：结果(如图8)在瓶插第5d ERW处理组的切花水分平衡下降至0以下的负值，而EOW和蒸馏水处理组的切花在瓶插第6d水分平衡才降至负值。说明ERW处理组切花在瓶插初期的失水较为严重，使得水分平衡难于保持，此后第6～9d该处理组切花的水分平衡基本保持不变，说明其基本维持了一定的吸水和失水平衡，EOW处理组和蒸馏水处理组自瓶插第5d开始水分平衡持续下降，蒸馏水组的下降幅度更为明显，在瓶插第8d，尽管3处理组的水分平衡均处于负值，但ERW处理组的水分平衡与对照相比高出32.2％，EOW处理组与对照相比高出20.4％。在瓶插第9d，3处理组的水分平衡又处于相同的水平，由切花鲜重的结论，蒸馏水处理组的切花在瓶插第6d即开始了失水萎蔫，而EOW和ERW处理组在瓶插第8d才开始萎蔫，因此在瓶插第9d时，3个处理组的切花达到了相近的萎蔫状态，失水和吸水量比较接近，故而水分平衡值达到了相同的水平。说明电生功能水能够较好的维持鲜切花体内的水分平衡状态。

g.切花花瓣含水量：结果(见图9)三种处理组有显著的差异，EOW含水量始终最高，ERW其次，而对照蒸馏水最差，这与实验现象观察到用蒸馏水处理的花瓣很早便出现失水萎蔫皱缩的情况是相符合的。EOW处理组的花瓣整体含水量与对照蒸馏水相比高出2.6％，ERW处理组的花瓣整体含水量与对照蒸馏水相比高出1.1％。说明电生功能水能够促进花枝吸水，保持花瓣较高的含水量。

实施例5电生功能水对鲜切花乙烯释放量，缓解乙烯峰高并推迟峰的到来的试验。

(1)试验材料：月季切花：贝拉米

(2)各项前处理和处理液的制备同实施例4

(3)试验方法：EOW、ERW和蒸馏水作为瓶插液的3种处理，每隔24h各取5枝贝拉米月季切花，剪去茎干只保留花朵，在称量花头的重量后迅速装入容积为100ml的玻璃瓶内并用胶塞密封，密封45min后用一次性针管反复抽气和推气使瓶子内的气体均匀混合，之后抽取其中的气体8ml，于饱和食盐水下通过排气法将气体保存在容积是10ml的小玻璃瓶中，用橡胶塞封住瓶口，之后用parafilm再次密封瓶口防止漏气，并将小玻璃瓶倒置于0℃的冰箱中保存。

用气相色谱法测定乙烯的生成量。气相色谱的型号为岛津GC-17A，测定条件柱温50℃，载气N2流速50ml/min，空气流速500ml/min，H2流速70ml/min。根据乙烯标准曲线计算花头释放出的乙烯含量，以nl·kg-1·h-1表示，重复3次。

(4)试验结果：结果(见图10)在整个瓶插期间，EOW处理的乙烯生成量变化不大，并且总量比较低，平均在0.009nl/kg·h，没有出现一般意义上的呼吸高峰；ERW的乙烯生成量较高，瓶插中期达到了平均0.019nl/kg·h左右，在整个瓶插的第4～7d增长并在第7天达到了小呼吸高峰，乙烯生成量在0.022nl/kg·h；对照蒸馏水虽然在初期乙烯生成量不高，与ERW没有显著差异但高于EOW，但自瓶插第4d后，乙烯释放量突然急剧增加并在第7d到达了峰值0.048nl/kg·h，远远高于EOW和ERW处理组的乙烯释放量，根据切花鲜重的实验结论，蒸馏水处理组切花自瓶插第6d开始进入萎蔫，分析此后的切花产生乙烯最为严重，而乙烯的产生同样加速了切花的呼吸作用，使得切花失水萎蔫的速度加快。

EOW处理组有效降低了乙烯的释放量，在整个瓶插期间没有明显的呼吸高峰出现。EOW和ERW处理组在瓶插第7d与对照蒸馏水组相比分别降低了乙烯的释放量0.039nl/kg·h和0.027nl/kg·h。该实验证明EOW和ERW作为瓶插液处理可以降低切花瓶插过程中的乙烯释放量，有效缓解乙烯峰高并推迟峰的到来，从而缓解乙烯对切花的促衰老作用，延长了切花瓶插寿命。

实施例6电生功能水抑制鲜切花花瓣质膜氧化性试验

(1)试验材料：月季切花：贝拉米

(2)各项前处理和处理液的制备同实施例4

(3)试验方法：实验期间每隔24h取样，三个处理各取5枝切花，从每枝花上称取新鲜的花瓣1g，用铝箔纸包裹，放入液氮中速冻，在-20℃的冰箱内保存，待后续实验。

将在超低温冰箱中保存的1g花瓣样品在液氮中研磨，期间加入5％(0.05g)的PVP-K30用于脱色，将花瓣充分研磨至粉末细腻均匀后转入在液氮中预冷的10ml离心管中，加入5ml在冰浴预冷的PBS-EDTA缓冲液，摇匀，冰浴下提取30min，然后在4℃、12000rpm下离心15min，提取出的上清液即为花瓣粗酶液。

10ml玻璃具刻度试管中反应体系如下，依次加入，稍混匀。

表3实验反应体系列表

	对照(ml)	样品(ml)
			重蒸水	1.5	0.5
TBAD-TCA溶液	2.5	2.5
			粗酶液	0.0	1.0
反应总体积	4.0	4.0

盖紧试管，在沸水中煮15min，再于凉水中迅速冷却，将样品管液体倒入10ml离心管中，5000rpm离心10min，并取上清夜，以对照管为空白，分别在450nm、532nm、600nm下测定样品管的吸光值。依据公式计算MDA含量：

其中OD₄₅₀、OD₅₃₂、OD₆₀₀分别表示提取的上清液在紫外分光光度计450nm、532nm、600nm的吸光度值。

MDA是细胞质膜氧化的产物，质膜过氧化程度越高，预示着切花的衰败和萎蔫程度越深。结果(见图11)三种瓶插处理下切花花瓣的整体质膜氧化性变化趋势会在瓶插第3d出现一个峰值，而后下降，之后又逐渐上升。EOW的质膜氧化性在瓶插期间一直低于对照蒸馏水处理，但对于ERW来说，变化趋势一直比较平缓，在瓶插第3d其MDA低于EOW处理，之后高于EOW处理组，但ERW处理组一直低于对照蒸馏水。在瓶插第8d，EOW和ERW处理组的切花MDA含量与对照蒸馏水处理组相比分别低38.01％和32.06％。说明ERW能够在生物体胞内及胞外消除衰老的根源物质超氧自由基，即平衡超氧自由基的不成对电子，防止它们对于细胞、蛋白质的破坏作用，从而保证了细胞正常分裂，延缓衰老。同理推断ERW具备-850mV的负电位赋予其较强的还原性，这有利于缓解切花内部由于氧化造成的衰老变化，从而达到保鲜功效。

Claims

1.电生功能水在鲜切花保鲜上的应用，所述的电生功能水是指酸性电生功能水或者碱性电生功能水，其特征在于所述的酸性电生功能水的pH值为2.5、氧化还原电位ORP为1125mV、有效氯浓度为10～50mg/L；所述的碱性电生功能水的pH值为13、氧化还原电位为-874mV。

2.利用权利要求1所述的电生功能水保鲜鲜切花的方法，其特征在于将鲜切花插入电生功能水中，每隔48小时换一次电生功能水。