幫水果打美容電波！脈衝電場抑制水果老化酵素，冷運香蕉延緩褐變，釋迦堅挺不軟爛

水果採收之後進入冷鏈系統，更能延長運銷時間，但是像香蕉、鳳梨釋迦這種水果，冷藏低溫會產生寒害，維持常溫又會快速軟爛，採後儲運一直令人頭痛。中興大學食品暨應用生物科技學系（以下簡稱「中興大學食科系」）特聘教授謝昌衛的研究團隊因此研究「脈衝電場保鮮技術」，施打在水果上可抑制老化酵素作用，延長水果儲運壽命。

接受脈衝電場的水果猶如打上美容電波，維持外觀與質地的時間皆能拉長。香蕉能延緩外觀發黑的時間與嚴重程度，鳳梨釋迦甚至能多10天讓果肉不軟爛。研究團隊目前正積極進行脈衝電場設備規劃，並且鑽研不同農產品適用的施打方式，希望脈衝電場能讓更多農產品運銷時都能完美亮相。

冷藏易發黑、常溫易軟爛，氧化酵素增加水果儲運難度

冷鏈管理可以讓農產品從採收到販售過程盡量處於低溫環境，延長儲藏與販售時程。不過謝昌衛說明，農產品冷鏈普遍控制於10至13℃，如此低溫會導致台灣常見的熱帶水果出現寒害，「像香蕉在冷鏈運輸時容易凍傷，外觀褐變而變黑，質地也會過軟，失去經濟價值」。

除了熱帶水果，還有「更年性水果」（註），運銷困難度也較高。謝昌衛以鳳梨釋迦舉例，因為屬於熱帶水果，在冷鏈運輸也可能出現寒害，或無法分解澱粉而沒有甜味。但鳳梨釋迦常溫運銷時呼吸作用旺盛，質地容易快速軟爛，「可能還沒到加工廠或賣場，就已經腐敗而無法使用」。

謝昌衛解釋，水果外觀與質地出現變化，是因為本身酵素作用導致。「就像人的膠原蛋白讓皮膚緊緻，水果因為含有果膠而質地穩固」。水果在老化過程中，果膠分解酵素會大量瓦解果膠，讓水果變軟。至於低溫則可能刺激褐變相關的酵素，加速水果的細胞氧化而發黑。

延緩酵素作用，調氣費用高，用藥又遇出口限制

因此，如何延緩讓水果氧化、老化的酵素作用，是延長水果保鮮期的關鍵。中興大學食科系博士張兆凱表示，常見的物理性保鮮技術，是在水果儲運時裝設調氣設備，控制儲運時的氧氣、二氧化碳等氣體比例，控制水果呼吸作用以延緩老化。「但在儲運過程一直靠設備調氣，成本會很高昂」，尤其更年性水果呼吸作用強烈，會一直釋放二氧化碳，調氣費用更高，業者難以負擔。

除了物理方式，還有化學方式，「化學方式主要用藥劑薰蒸水果，降低酵素反應」。張兆凱舉例，例如儲運時放入硫化氫或1-甲基環丙烯，能延緩水果老化而增加保鮮期。但是消費者對藥劑薰蒸的水果容易有食用疑慮，外銷至日本等對藥劑管制較多的國家也會受限，所以需要找出避免用藥，又能精準抑制氧化酵素的保鮮技術。

脈衝電波抑制老化酵素，維持水果細胞不受損

謝昌衛介紹，電場保鮮技術是將水果放置在導電板之間，然後讓電場控制器輸出電壓，產生電場以影響水果酵素作用。為了避免持續性的電場會影響全部酵素活性，所以將技術精進成高電壓但間斷的「脈衝電場」，施打在水果上，如同人施打脈衝電波維持肌膚彈性，「水果也能藉由脈衝電場延緩組織老化」。

脈衝電場能調整電壓強度、施打頻率或電波波形，以精確抑制水果老化酵素。張兆凱說明，水果酵素中心通常含有金屬離子，因此外加電場藉由影響金屬離子，改變讓水果腐敗的酵素結構，使它們失去活性。例如細胞膜氧化酶會在水果受到寒害時氧化細胞膜，讓細胞膜分解，「用電場抑制它，能讓水果在低溫時細胞膜不會崩解，維持水果質地」。

減少香蕉寒害褐變嚴重性，鳳梨釋迦延長冷藏儲運10天

張兆凱表示，將香蕉直接冷藏，外觀約5天就會出現褐變，若對香蕉使用脈衝電場，能延後褐變3至5天以上，並減緩外觀褐變的嚴重程度。如果以香蕉重量耗損與組織穩定性進行比較，脈衝電場比用調氣包裝更能降低寒害，並跟使用化學藥劑效果相當，「但脈衝電場不需擔心藥劑殘留」。

脈衝電場應用在鳳梨釋迦，不僅能延後外觀褐變的出現，也能維持果肉質地。張兆凱解釋，鳳梨釋迦先催熟後冷藏處理，外觀最晚15至18天會產生黑斑，「但經過脈衝電場處理再去冷藏，就能再多10天以上」。至於質地軟化速度也會延緩至少10天，讓鳳梨釋迦縱使經過催熟，在冷藏運輸時質地不會快速軟爛，壓縮儲運時間。

研究團隊也嘗試將脈衝電場使用在柿子、番茄、蠔菇等不同蔬果的採後保鮮上，都能延緩外觀褐變或質地軟化，增加儲架壽命。也試過施打在吳郭魚上，能抑制微生物孳生，拉長腐敗時間，顯示脈衝電場能應用的農產品種類相當廣泛。

紓緩多樣農產品產銷壓力，脈衝電場設備研發中

張兆凱表示，只要是儲放量體比較大的蔬果合作社、貿易商或營利公司，都可以考慮使用脈衝電場協助儲放農產品，並能協助產期調節。以今年初拉警報的鳳梨釋迦來說，未來可藉由脈衝電場延長儲放壽命，讓產銷與加工期限延長，「整個產業在銷售與加工的壓力就會降低，不用擔心產量過度集中無法消化」。

不過脈衝電場技術要正式應用在業界，可能還要再等一下。張兆凱解釋，脈衝電場設備需要電力供應器、導電板與外層絕裝置，會需依照使用者的農產品項目與施用場域調整設計，目前正與金屬工業研究發展中心合作，共同研究出對應不同需求的脈衝電場設備。

謝昌衛強調，農產品從預冷到運銷時皆能使用脈衝電場協助保鮮。像是前端的預冷或包裝，可以在產線或者倉儲空間放入脈衝電場設備，至於外銷則會朝向把設備直接與貨櫃結合，以利長期運輸過程能同時運作。另外他也說，未來會鑽研不同農產品的脈衝電場施打方式，不斷擴大適用的農產品項目。

脈衝電場技術處於設備研發階段，若有農產品產銷公司想先瞭解設備進度，或希望能針對需求進行客製化設計，可以與謝昌衛教授聯絡。

【農產品脈衝電場設備聯絡信箱】

國立中興大學食品暨應用生物科技學系 謝昌衛特聘教授：welson@nchu.edu.tw

註：更年性水果的特性，是在成熟過程中呼吸作用速率與乙烯產生量會明顯上升，讓水果相對容易熟透與老化。