方长发,乔 方,黄略略,张树飞
(深圳职业技术学院应用化学与生物技术学院,广东深圳518055)
不同贮藏条件对冻干荔枝色泽的影响
方长发,乔 方*,黄略略,张树飞
(深圳职业技术学院应用化学与生物技术学院,广东深圳518055)
以冷冻干燥后的怀枝荔枝干为研究对象,对不同贮藏条件下(光照、氧气、温度、湿度)冻干荔枝果肉的色泽变化进行了研究。结果表明,影响冻干荔枝色泽变化的主要因素为贮藏温度、表面湿度及氧气。密封贮藏的冻干荔枝在37℃下保存两周后,出现褐变及萎缩变形现象,而在有氧气(空气中)及相对湿度65%~70%的情况下,色泽变化更加明显。同样包装的冻干荔枝果肉在低温(4℃)及密封情况下,贮藏90d仍能较好地保持原有色泽基本不变,25℃贮藏两个月的冻干荔枝出现明显的变色现象。低温及干燥环境是保持冻干荔枝色泽的理想条件。
冻干荔枝,温度,贮藏,色泽
Abstract:The Freeze-dried Litchi of HuaiZhi was used to study the change of color in different storage conditions.The results showed that the main factors affecting color change to freeze-dried litchi was the storage temperature,surface humidity and oxygen concentration.The freeze-dried Litchi stored in a sealed container at 37℃occurred browning and shrinking after two weeks.The situation became worse when the freeze-dried Litchi stored in a opened container at 37℃,relative humidity 65%~70%.But the other groups stored in lowtemperature(4℃) and sealed container for 90d maintained the original color and crispness.But the color of freeze-dried Litchi stored in a sealed container at 25℃had significant change.The environment of low temperature and low humidity was the ideal storage conditions for protecting the color of freeze-dried Litchi.
Key words:freeze-dried litchi;temperature;storage;color
食品真空冷冻干燥(冻干)一直是研究的热点,国内外在果蔬冷冻干燥方面的应用也十分广泛,国外有报道对热带水果的真空冷冻干燥进行了比较详细的研究[1],国内对香蕉[2-3]、哈密瓜[4]、草莓[5-6]、火龙果[7]、柠檬[8]等进行了研究,国内对于荔枝的冷冻干燥早在1999年就有研究[9],近期也有研究对荔枝真空冷冻干燥工艺关键技术参数进行了摸索,主要都是集中在对冻干工艺参数、荔枝护色等的研究上[10],对于冻干荔枝的保藏研究却很少。冻干水果以其独特的口感及营养成分的保留近几年受到极大的青睐,但由于冻干水果含水量非常低,有吸湿性强的缺点,特别是冻干荔枝,其口感松脆,含糖量高,吸湿性在冻干荔枝上表现的尤为突出。此外,由于冻干保留了水果绝大部分的营养成分,果肉中所含有的多酚氧化酶也依然存在,再加上一些非酶褐变反应,在一定的贮藏条件下会引起冻干荔枝的褐变反应,从而影响产品色泽及品质。本文对可能引起冻干荔枝色泽变化的外界因素进行了研究,分析在不同贮藏条件下冻干荔枝色泽的变化趋势,为冻干荔枝的保藏提供依据。
荔枝 品种为怀枝荔枝,采摘于深圳市南山西丽果场。
VL-2W食品冻干机 深圳艾斯兰德冷机制造有限公司;低温冻库,最低温度-40℃ 深圳艾斯兰德冷机制造有限公司;Colorflex色度仪 美国hunter lab公司;DZQ-600E真空(充气)包装机 上海余特包装机械制造有限公司;HBD5-MS2100WA水分活度快速测定仪 北斗星工业化学研究院。
1.2.1 荔枝的冷冻干燥 荔枝经去皮去核后,果肉一分为二,凹面向上平铺于铝制托盘,称重后置于-40℃的冷库中预冷,待果肉中心温度达到-25℃后,再预冻1h,然后进行冻干。
冻干参数设置如下:真空泵开启条件:冷阱温度低于-50℃;加热板加热开启条件:真空度低于15Pa;加热板温度:采用梯度降温模式;物料温度:控制在48℃以内,采用智能温控系统,两点温控,即物料上层温度、物料中层温度;干燥终点控制:干燥终点由物料中心温度、物料上层温度控制,只要两者之一达到设定的温度,干燥进入倒计时阶段,此阶段加热板温度维持在物品设定温度,制冷系统及真空系统按设定值持续工作,总干燥时间约18h。
1.2.2 冻干荔枝包装方法 采用200mL容量的PET易拉罐进行手动压盖罐装,每罐约20g冻干荔枝,压盖后将易拉罐逐个置于清水中检查气密性,挤压罐体,如发现有气泡产生,则从试验样品中排除。
1.2.3 光照对冻干荔枝色泽的影响 按照1.2.2所述方法对冻干荔枝罐装后,分别置于两个37℃的恒温箱中,分为两组,每组21个样品。其中一组为光照组,采用日光灯不间断照射,另外一组为对照组,置于黑暗环境中。在贮藏过程中每组每7d取样一次,每次随机取3个平行样品测定色度值,共测定7次。
1.2.4 氧气对冻干荔枝色泽的影响 采用16cm×24cm纯铝箔包装袋对冻干荔枝进行充气包装,样品分为两组,每组21个样品。其中一组样品采用充氧气包装,充氧后包装袋中氧气含量在95%±3%,另外一组采用充氮气包装,充氮后包装袋中氮气含量在95%±3%,并添加脱氧剂一袋(1g/袋)以除去包装中剩余的氧气。每袋含有20g冻干荔枝样品。将包装后的冻干荔枝储存于37℃的恒温培养箱中,然后在贮藏过程中每组每7d取样一次,每次随机取3个平行样品测定色度值,共测定7次。
1.2.5 温度对冻干荔枝色泽的影响 采用1.2.2所述的罐装方式对冻干荔枝进行包装,并将样品分为3组,每组21个样品。分别贮藏于4、25、37℃环境下,在贮藏0、5、10、20、30、60、90d时,每组每次随机取3个平行样品测定色度值,共测定7次。以此分析贮藏温度对冻干荔枝色泽变化的影响。
1.2.6 湿度对冻干荔枝色泽的影响 为了考察贮藏过程中荔枝干残余水分(湿度)对冻干荔枝色泽的影响,将PET易拉罐密封的冻干荔枝罐口打开,使得冻干荔枝与空气中的水分及氧气充分接触,储存于37℃的恒温恒湿培养箱中,共21个样品。在贮藏过程中每组每7d取样一次,每次随机取3个平行样品测定色度值,共测定7次。
1.2.7 色度值的测定 利用色度计对色泽进行测定,其色泽变化采用L*(亮/暗)、a*(红/绿)、b*(黄/蓝)表示,样品总色度变化用△E表示,公式如下[11]:
样品经破碎后置于样品杯中进行测定,每个样品测定三次。对于已经软化的冻干荔枝,装入可自封的铝箔袋中,并置于-40℃的冰箱中放置5~10min,然后在密封袋中破碎后迅速取样,再进行色泽测定。L*值越大,说明冻干荔枝色泽越白,冻干荔枝褐变越严重时a*、b*值越大。
1.2.8 水分活度(Aw)的测定 采用全自动水分活度测定仪进行测定。
1.2.9 水分含量的测定 参考GB 5009.3-2010食品安全国家标准——食品中水分的测定中第一法:直接干燥法测定冻干荔枝中的水分含量[12]。
采用1.2.1所述冷冻干燥方法所得冻干荔枝口感松脆,形状保持良好。其平均水分含量为3.06%,水分活度值(Aw)为0.34。
在光照情况下,37℃密封贮藏的光照组及黑暗环境中贮藏的冻干荔枝(对照组)的色泽变化如表1所示。
表1 光照对冻干荔枝色泽的影响Table 1 Effect of illumination on the color of freeze-dried litchi
从表1可以看出,随着贮藏时间的延长,光照组及对照组冻干荔枝的色泽发生较明显的褐变,L*值随着贮藏的进行缓慢降低,a*及b*都出现逐渐增大的趋势,比较相同贮藏时间的光照组及对照组可以看出,在贮藏的第21d,光照组冻干荔枝的总色度变化值△E与对照组有显著差异。
充氮及充氧包装的冻干荔枝在37℃密封贮藏6周的色泽变化如表2所示。
表2 氧气对冻干荔枝色泽的影响Table 2 Effect of oxygen on the color of freeze-dried litchi
从表2可以看出,随着贮藏时间的延长,充氧包装的冻干荔枝的色泽发生较明显的变化,在贮藏的第7d已经出现显著差异,且这一差异一直保持到试验结束。充氧包装及充氮包装的冻干荔枝的L*值都随着贮藏时间延长而逐渐降低,与充氮包装的冻干荔枝相比,充氧包装冻干荔枝在贮藏6周后,其L*值仅为64.53,远远低于同贮藏期的充氮包装荔枝。充氧包装的冻干荔枝a*值及b*值的增大趋势也较对照组变化大,其贮藏前后L*、a*、b*值的变化分别为18.67、9.99、15.09。氧气的存在可加快对冻干荔枝的色泽变化,产品表现出较明显的褐变现象。
对密封罐装的冻干荔枝,分别于4、25、37℃环境下贮藏90d,贮藏期间测定其色度值,以此来评价贮藏温度对冻干荔枝色泽的影响。
不同贮藏温度下L*值在90d内的变化趋势如图1所示,在4℃贮藏20d后L*值才出现缓慢降低的趋势,但在之后的贮藏中趋于平缓;而在25℃环境下贮藏5d后,L*值出现较明显下降趋势,特别是在第30d及60d贮藏期内,L*值下降趋势进一步增加;由图中可以看出,在37℃下贮藏的90d中,在第5d及第20d之间,冻干荔枝L*值下降最多,之后趋于平缓。在4、25、37℃下贮藏90d后△L*值分别为4.78、29.42、37.53。由以上分析可以看出温度对荔枝L*值的影响较明显。
图1 不同温度贮藏90d内冻干荔枝L*值变化Fig.1 The L*value trend of freeze-dried litchi stored at different temperature between 90d
在不同贮藏温度下a*值在90d内的变化趋势如图2所示,在4℃贮藏30d后a*值才出现缓慢增大趋势,但在90d后,a*值仅为1.79,远远低于在25℃及37℃贮藏90d后的a*值(分别为9.80及13.80)。
图2 不同温度贮藏90d内冻干荔枝a*值变化Fig.2 The a*value trend of freeze-dried litchi stored at different temperature between 90d
在不同贮藏温度下b*值在90d内的变化趋势如图3所示,在25及37℃贮藏5d后b*值呈现缓慢增大趋势,这与在同样温度下L*值开始呈现下降的趋势一致;贮藏90d后,25及37℃下贮藏的冻干荔枝△b*值分别为16.79、20.93,远远大于在4℃下贮藏的冻干荔枝的b*值3.91。
图3 不同温度贮藏90d内冻干荔枝b*值变化Fig.3 The b*value trend of freeze-dried litchi stored at different temperature between 90 days
通过对不同贮藏温度对冻干荔枝色泽△E的分析可以看出,在第5d时,4℃下产品色泽变化△E相对于25℃及37℃下的变化表现出显著性。不同贮藏温度对冻干荔枝色泽变化如表3所示。
表3 不同贮藏温度对冻干荔枝色泽的影响(△E)Table 3 Effect of temperature on the color of freeze-dried litchi(△E)
由以上结果可以看出,4、25、37℃环境下贮藏90d后冻干荔枝色泽变化程度差异较明显,37℃贮藏10d的△E较4℃贮藏10d的△E增加了17.52,贮藏90d其△E较4℃贮藏90d的△E增加了38.70;贮藏90d后产品褐变严重,表面呈焦糊状,且已经失去松脆感,发软,收缩较严重。在25℃环境下贮藏的冻干荔枝在贮藏3个月时也存在较明显的色变现象。
将罐装后的冻干荔枝开口后贮藏于相对湿度65%~70%、温度为37℃的培养箱中6周,测定其色泽变化,并将氧气对冻干荔枝色泽的影响△E(氧)作为对照。结果如表4所示。
表4 湿度对冻干荔枝色泽的影响Table 4 Effect of humidity on the color of freeze-dried litchi
从表4可以看出,由于是在37℃环境下敞口贮藏,冻干荔枝不仅与空气中的水分接触,同时也与氧气充分的接触,所以其总色度变化△E(湿度)相对于只在有氧条件下贮藏的冻干荔枝的△E(氧)差异显著,在相对湿度65%~70%、温度为37℃贮藏的冻干荔枝干其L*值、a*值、b*值在贮藏42d后的变化分别为38.53、13.69、18.23,而在只有氧气存在下的L*值、a*值、b*值的变化分别仅为18.67、9.99、15.09(见2.2)。由此可见,水分的存在加速冻干荔枝在贮藏过程中色泽的变化。
从以上结果可以看出,影响冻干荔枝色泽变化的因素主要有贮藏温度、表面湿度、氧气等,温度是影响冻干荔枝色泽变化的主要因素之一,其对色泽的影响不受其他条件的影响,在高温(37℃)下贮藏,色泽易发生变化,在无氧条件下37℃贮藏色泽也同样会发生变化,氧气的存在会加快色泽的变化。密封贮藏的冻干荔枝在37℃下保存两周后,出现褐变及萎缩变形现象,而在有氧气(空气中)及相对湿度65%~70%的情况下,色泽变化更加明显。同样包装的冻干荔枝果肉在低温(4℃)及干燥环境下,贮藏90d仍能较好地保持原有色泽基本不变,25℃贮藏两个月的冻干荔枝出现明显的变色现象,低温及干燥环境是保持冻干荔枝色泽的理想条件室温下贮藏冻干荔枝应采用避光密封包装,可延长保质期。
分析冻干荔枝在贮藏过程中色泽变化的主要原因可能有以下几点:一是酶促褐变,荔枝在前处理去皮去核过程中与果皮接触,使得果皮中多酚氧化酶、过氧化物酶等[13]同工酶及多酚类物质混入果肉,在荔枝冻干后仍然保持一定的活性;二是果肉中自有的易氧化物质在合适的条件下发生氧化褐变。三是荔枝冻干后其中含有的糖类物质发生美拉德反应致使冻干荔枝色泽发生变化[14]。所以防止冻干荔枝色泽变化的方法应该首先从原料处理着手,在冻干前进行灭酶处理,其次是在贮藏过程中保持低温、干燥的环境,将有利于冻干荔枝的长期保藏,此外,常温下延长冻干荔枝保藏期限的方法有待进一步研究。
[1]Marques L G,J T Freire.Analysis of Freeze-Drying of Tropical Fruits[J].Drying Technology,2005,23:2169-2184.
[2]章斌,李远志,肖南,等.香蕉片真空冷冻干燥工艺研究[J].农产品加工(学刊),2009(3):142-144,152.
[3]陈仪男.香蕉的真空冷冻干燥技术[J].热带作物学报,2005(3):68-73.
[4]崔彩云,卢根昌,高东江,等.哈密瓜真空冷冻干燥工艺[J].食品研究与开发,2009(11):100-102.
[5]黄松连.草莓片的真空冷冻干燥工艺的研究[J].广西轻工业,2007(6):16,75.
[6]李共国,马子骏.草莓真空冷冻干燥研究[J].食品与机械,2003(3):18-19.
[7]邹同华,陈见兴,易小红,等.真空冷冻干燥技术及其在火龙果冻干中的应用[J].食品研究与开发,2009(5):159-163.
[8]谢振文,张帮奎,涂雪令,等.真空冷冻干燥柠檬片工艺参数优化研究[J].食品与发酵科技,2010(3):51-54.
[9]张颜民,徐光.荔枝真空冷冻干燥实验研究[J].食品工业科技,1999(1):31-32.
[10]陈仪男,郭树松,郭建辉,等.荔枝真空冷冻干燥关键技术[J].中国农学通报,2011(4):356-360.
[11]Huang L L,M Zhang,et al.Comparison of four drying methods for re-structured mixed potato with apple chips[J],Journal of Food Engineering,2011,103(3):279-284.
[12]中华人民共和国标准.GB 5009.3-2010食品安全国家标准食品中水分的测定[S].北京:中华人民共和国卫生部,2010.
[13]吴振先,苏美霞.贮藏荔枝果皮多酚氧化酶及过氧化物酶与褐变的研究[J].华南农业大学学报,1998(1):12-15.
[14]华泽钊.冷冻干燥新技术[M].北京:科学出版社,2006:181-182.
Effect of different storage conditions on freeze-dried litchi pulp color
FANG Chang-fa,QIAO Fang*,Huang Lue-lue,ZHANG Shu-fei
(School of applied chemistry and biological technology,Shenzhen Polytechnic,Shenzhen 518055,China)
TS255.3
A
1002-0306(2012)16-0335-04
2011-12-21 *通讯联系人
方长发(1981-),男,硕士,助理研究员,主要从事农产品加工及贮藏相关研究。
现代农业产业技术体系建设专项资金项目(CARS-33)。