果蔬冰点与其生理生化指标关系的研究

钟志友，张 敏，杨 乐，陈健华，车贞花

（上海海洋大学食品学院，上海201306）

果蔬冰点与其生理生化指标关系的研究

钟志友，张 敏*，杨 乐，陈健华，车贞花

（上海海洋大学食品学院，上海201306）

贮藏温度是影响果蔬贮藏寿命的关键因素。利用同步法测定了35种果蔬的冰点温度及其可溶性固形物含量、密度和含水量，并确定其相关性，为确定果蔬的贮藏保鲜温度条件提供理论依据。结果表明：果蔬含水量和可溶性固形物含量与冰点温度的相关性分别达到极显著水平；果蔬密度与冰点温度的相关性没有达到显著水平。果蔬冰点温度随着果蔬含水量增加呈递增趋势，而随着可溶性固形物含量的增加呈递减趋势，这将为新鲜果蔬的冷藏保鲜及加工提供可靠的理论和数据参考。

果蔬，冰点温度，可溶性固形物含量，含水量，密度

我国是果蔬生产大国，每年的蔬菜产量约3亿t，水果产量超过6000万t，位居世界前列，但由于保鲜产业落后和贮藏消费方式原始，我国果蔬等农副产品在运输和贮藏等物流环节上的损失率在25%～35%左右［1］，这些都对我国的果蔬贮藏保鲜技术提出了更高的要求。临界冰温贮藏可以最大限度地抑制果蔬的生命活动，控制果蔬的衰老进程，被认为是一种较好的果蔬贮藏保鲜方法［2］。果蔬的冰点温度是确定其适宜贮藏温度的主要参考条件之一。传统的冰点测定方法一般采用冰盐水浴测定果汁温度下降的方法［3］，该方法测定的冰点温度是死组织的冰点温度，和活组织的冰点温度有很大差异。有关高等农业院校教材只列出了果蔬的冰点范围，没有各种果蔬的实际冰点温度，有的是引用国外的测定结果。A.F. Hoo和M.R.Mclellan研究了浓缩苹果汁中果胶物质的浓度同冰点下降的关系［4］，Yanyun Zhao等利用计算机仿真的方法测定了不同大小金枪鱼的冻结速率和冻结曲线［5］，C.S.Chen研究了食品冰点下降与水分活性的关系［6］，C.S.Chen等研究了冰点下降和果汁可溶性成分的关系［7］。但是有关果蔬冰点温度与生理生化指标关系的研究很少。因此，有必要对果蔬的冰点温度展开深入的研究。本研究选取采后果蔬作为研究对象，对不同种类的果蔬冰点温度与其自身生理生化指标进行同步测试，旨在探讨果蔬生理生化特性与其冰点温度的内在联系，以期为果蔬贮藏保鲜提供理论和依据。

1 材料与方法

1.1 材料与设备

果蔬 实验选取新鲜成熟的果蔬为研究对象，如橙子、黄瓜、黑布琳、苹果、白萝卜等35种果蔬样品，每种果蔬样品取三个。

MA100C卤素水分测定仪 德国赛多利斯公司；WAY（2WAJ）型阿贝折射仪 上海精科上海物理光学仪器厂；DSC823e差示扫描量热仪 瑞士梅特勒公司。

1.2 实验方法

实验采取顺序测量法，每个样品按照密度→含水量→可溶性固形物含量→冰点温度顺序进行同步测量，每种果蔬样品取3个，取其平均值。

1.2.1 密度的测定 密度采用排水法测试，按照ρ= m/v，即可求得果蔬的相对密度。

1.2.2 含水量的测定 含水量的测试使用MA100C卤素水分测定仪测试，可以测量0.2%～100%的水分含量，精度达0.0001g。重复3次，取其平均值。

1.2.3 可溶性固形物含量的测定 可溶性固形物含量的测试采用WAY（2WAJ）型阿贝折射仪测定，其测量范围nD：1.3000～1.7000，可溶性固形物含量：0～95%，准确度：±0.0002。重复3次，取其平均值。

1.2.4 冰点温度的测定 冰点温度的测定采用DSC823e差示扫描量热仪测定。差示扫描量热仪（DSC）是在程序控温下，测量输入到试样和参比物间的热流差与温度的关系。由于试样熔融过程中会吸收热量，熔融过程在DSC的热流曲线上将以吸热峰的形式清晰地显示出来。DSC具有测试温度范围宽（-150～725℃）、操作简便、快速精确、样品量少、重现性好等优点。采用经硅胶和分子筛干燥柱干燥的高纯氮气作净化气，调节流速为50mL/min，称取试样10～30mg，实验设定的程序温度为：-30～40℃；升温速率为10℃/min。

2 结果与分析

2.1 冰点温度的确定

DSC法测定冰点的过程是先使试样冻结，再升温使其熔化，测定熔融过程的热效应，通过热流曲线显示试样的熔融过程。在升温曲线上，理论上冰点为结晶刚刚熔解完成的温度，但由于试样熔化完后，热流曲线回归基线是个渐变过程，且受升温速率和样品量的影响，出现不同程度的滞后现象，因此，将结晶刚刚开始熔化的温度定为冰点。所测的冰点即为熔融峰的拐点处做切线与开始熔化的基线的交点所对应的温度，图1和图2分别为白萝卜和黄瓜的DSC热流曲线。

图1 白萝卜的冰点曲线

图2 黄瓜的冰点曲线

2.2 果蔬冰点与密度、含水量、可溶性固形物含量相关性的研究

2.2.1 测定的果蔬实验数据 实验测定得到的35种不同的果蔬密度、含水量和可溶性固形物含量的条件下的冰点温度的实测值，如表1所示。

表1 果蔬样品理化参数测试数据

2.2.2 果蔬冰点与可溶性固形物含量的关系 果蔬细胞内部可溶性固形物的含量反映了细胞内部糖、有机酸、盐、果胶、多元醇、维生素与色素等的可溶性汁液的浓度，它是反映果蔬生理生化和品质的重要指标之一。所测实验材料的冰点温度与可溶性固形物含量之间的关系如图3。从图3中可以看出，果蔬的冰点温度随着可溶性固形物含量的增大呈明显的下降趋势，可能是由于可溶性固形物含量越高，组织间自由水就越少，组织结冰也就越困难，从而导致冰点温度降低。通过EXCEL进行线性回归，建立可溶性固形物含量与冰点温度之间的回归方程：Y= -0.0384X-0.6783，其相关系数R2为0.8770，经α= 0.01的F检验结果可知F＞F0.01，因此，回归方程具有高度的显著性。利用该回归方程，只要速测出果蔬的可溶性固形物含量，便可迅速测算出其冰点温度。

2.2.3 果蔬冰点与含水量的关系 水分是果蔬的主要成分之一，也是决定水果、蔬菜性质和耐藏性的重要因素。所测实验材料的冰点温度与含水量之间的关系如图4。从图4中可知，含水量高，冰点温度也高。因此，果蔬在采前灌水也会在一定程度上提高含水量，致使冰点温度升高，品质下降，不利于果蔬贮藏，因此在采前两周应停止灌水，以保证农产品的优良贮藏性能和较好的营养品质。通过EXCEL进行线性回归，建立含水量与冰点温度之间的回归方程：Y=0.209X-22.552，其相关系数R2为0.7050，经α=0.01的F检验结果可知F＞F0.01，因此，回归方程具有高度的显著性。利用该回归方程，只要速测出果蔬的含水量，便可迅速测算出其冰点温度。

图3 果蔬冰点与可溶性固形物含量的关系

图4 果蔬冰点与含水量的关系

2.2.4 果蔬冰点与密度的关系 所测实验材料的冰点温度与密度之间的关系如图5。从图5中可知，对于不同密度的果蔬，其冰点温度的变化并不随反映植物组织空隙率大小指标的变化呈现明显的递增或递减趋势。其相关系数R2为0.0328，经α=0.05的F检验结果可知F＜F0.05，因此，回归方程不具有显著性。

3 结论

通过对35种新鲜果蔬样品的生理生化指标和其冰点温度的同步测试，结果表明，果蔬含水量和可溶性固形物含量与冰点温度的相关性分别达到极显著水平；果蔬密度与冰点温度的相关性没有达到显著水平。果蔬冰点温度随着果蔬含水量增加呈递增趋势，而随着可溶性固形物含量的增加呈递减趋势，这将为新鲜果蔬的冷藏保鲜及加工提供可靠的理论和数据参考。

图5 果蔬冰点与密度的关系

［1］秦文，吴卫国.农产品贮藏与加工学［M］.中国计量出版社，2007：81-85.

［2］薛文通.桃的冰温贮藏研究［J］.农业工程学报，1997，13（4）：216-220.

［3］上海市蔬菜公司蔬菜鲜藏技术编写组.蔬菜鲜藏技术［M］.北京：中国财政经济出版社，1980：256-257.

［4］A F Hoo，M R Mclellan.The contributing effect of apple pectin the freezing point depression of apple juice concentrates［J］.Food Sci，1987，52（2）：372-374.

［5］Yanyun Zhao，Edward Kolbe，Cormae Craven.Computer simulation chilling and freezing of albacore tuna［J］.Food Sci，1998，63（5）：751-755.

［6］C S Chen.Relationship between water activity and freezing point depression of food systems［J］.Food Sci，1987，52（2）：433-435.

［7］C S Chen，T K Nguyen，R J Braddock.Relationship Between freezing point depression and composition of fruit juice systems［J］.Food Sci，1990，55（2）：566-569.

Study on relation between freezing and physiological and biochemical indexes of fruits and vegetables

ZHONG Zhi-you，ZHANG Min*，YANG Le，CHEN Jian-hua，CHE Zhen-hua
（College of Food Sciences，Shanghai Ocean University，Shanghai 201306，China）

The storage temperature is the critical factor that affects the shelf life of fruits and vegetables.The freezing temperature，soluble solids content，water content，density and their relevance of 35 kinds of fruits and vegetables were determined by the simultaneous method，which provided a theoretical basis for determining the temperature of storage and preservation of fruits and vegetables.The results showed that the relevance between water content，soluble solid content and freezing temperature reached a very significant level.The correlation between density and freezing temperature did not reach a significant level.The freezing temperature of fruits and vegetables increased progressively with the water content，and decreased progressively with the soluble solid content，which provided reliable theory and data reference for cold storage and processing of fresh fruits and vegetables.

fruits and vegetables；freezing temperature；soluble solid content；water content；density

TS255.3

A

1002-0306（2011）02-0076-03

2010-04-06 *通讯联系人

钟志友（1985-），男，硕士研究生，研究方向：制冷及低温工程。

国家自然科学基金资助项目（30771245）；上海市教委重点学科建设项目（J50704）资助。