章宁瑛,郜海燕,陈杭君,*,黎云龙,徐孝方
(1.安徽农业大学茶与食品科技学院,安徽合肥 230036; 2.浙江省农业科学院食品科学研究所,浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室,农业部果品产后处理重点实验室,浙江杭州 310021; 3.浙江丰岛食品有限公司,浙江新昌 312500)
不同解冻方式对速冻蓝莓果实品质的影响
章宁瑛1,2,郜海燕2,陈杭君2,*,黎云龙3,徐孝方3
(1.安徽农业大学茶与食品科技学院,安徽合肥 230036; 2.浙江省农业科学院食品科学研究所,浙江省果蔬保鲜与加工技术研究重点实验室,农业部果品产后处理重点实验室,浙江杭州 310021; 3.浙江丰岛食品有限公司,浙江新昌 312500)
通过测定速冻蓝莓解冻时间、营养品质和活性成分等指标,研究低温、常温、水浴、微波和超声波5种解冻方式对速冻蓝莓品质的影响。结果表明:5种解冻方法解冻时间差异显著(p<0.05),微波解冻<超声波解冻<水浴解冻<常温解冻<低温解冻;微波解冻后的蓝莓果实可溶性固形物、可滴定酸和硬度保持最好、汁液流失率最低;微波解冻能较好的保持蓝莓花色苷、VC和总酚含量,对蓝莓活性成分破坏较小。综合比较分析,微波解冻是一种适合速冻蓝莓解冻的有效方法。
速冻蓝莓,解冻方法,品质
蓝莓,学名越橘,属于杜鹃花科(Ericaceae)越橘属(Vacciniumspp.),果实呈蓝色,果肉细腻,酸甜可口且营养丰富[1],被誉为“浆果之王”,也被国际粮农组织列为人类五大健康食品之一[2]。蓝莓盛产于高温多雨的季节,采收时间短,鲜食蓝莓常温下放置4~6 d即开始腐烂[3],由于采摘期较为集中,容易造成果实堆积,鲜果不易贮存,然而采用速冻方法可以延长蓝莓贮藏期。目前,对蓝莓速冻技术已有一些研究,如韩斯等采用氯化钙处理[4]、张庆钢等采用液氮式流态化速冻等[5]。
目前不同解冻方法在肉制品[6]、虾类[7]和鱼类[8]等水产品的研究较多,但随着速冻果蔬产业的发展,不同解冻方法也不断涌现,如毛豆仁[9]采用水浴和空气解冻,花椰菜[10]采用微波解冻,芒果[11]采用常温空气解冻等。随着蓝莓保鲜加工产业的发展,速冻技术逐渐运用于其贮藏,但目前对速冻蓝莓解冻方式的研究未见报导。本实验以速冻蓝莓为实验材料,采用低温、常温、水浴、微波和超声波等五种不同的解冻方式,筛选出适宜的解冻方法,为蓝莓加工原料的贮藏提供理论依据和实践指导。
1.1 材料与仪器
蓝莓 实验用蓝莓品种为‘莱克西’,2016年7月1日采自浙江省安吉县鹤鹿溪村。采后立即运回实验室,选取无病虫害、无机械伤、大小均匀、成熟度相对一致的蓝莓果实,并在0~1 ℃冷库中预冷24 h;氯化钾、醋酸钠、L-苯丙氨酸 国产分析纯。
MDF-U338-C医用低温箱、MIR-253恒温培养箱 日本三洋公司;电子天平 梅特勒-托利多仪器上海有限公司;DK-8D电热恒温水槽 上海精宏实验设备有限公司;KQ5200DE型数控超声波清洗器 昆山超声仪器有限公司;G80W23YSLP-E5微波炉 佛山市格兰仕微波炉电器有限公司;HI9063便携式温度测定仪 意大利哈纳HANNA;Ellab热力验证系统 丹麦意莱伯股份有限公司;CHR OMA METER CR-400手持色差仪 日本SEMSING公司;TA XT Plus型质构仪 英国SMS公司;PAL-1型数显糖度计 日本爱拓公司;Metrohm877 Titrino plus自动滴定仪 瑞士万通;pH213型pH数显式酸度计 意大利HANNA;GBC Cintra 20紫外-可见分光光度计 澳大利亚GBC公司;Thermo MR23i高速低温冷冻离心机 法国JOUAN公司。
1.2 实验方法
鲜样是将预冷后的蓝莓放入盒内挽口置于0 ℃冰箱;速冻蓝莓是将预冷后的蓝莓平铺托盘中置于-30~-25 ℃低温冰箱中速冻,用热力验证系统Ellab测定蓝莓中心温度,中心温度达到-18 ℃后,放入-18 ℃的冷冻柜中备用。五种解冻处理的实验量各为800 g,鲜样实验量为600 g。
1.2.1 速冻蓝莓不同解冻方法
1.2.1.1 低温解冻 将速冻蓝莓样品从-18 ℃的冰箱中取出,平铺于比色皿置于4 ℃的冰箱中,采用热力验证系统Ellab 跟踪测定蓝莓中心温度,以其中心温度达到4 ℃为解冻终点,记录解冻时间并进行指标测定。
1.2.1.2 常温解冻 将速冻蓝莓样品从-18 ℃的冰箱中取出,在四周无热源影响的实验台上进行解冻处理,实验环境温度为(25±0.5) ℃,蓝莓中心温度达到4 ℃时停止解冻,测定各项指标。
1.2.1.3 水浴解冻 将速冻蓝莓样品置于恒温水浴锅中,水温度控制为(30±0.5) ℃,蓝莓中心温度达到4 ℃时停止解冻,测定各项指标。
1.2.1.4 微波解冻 将样品平铺于比色皿置于微波炉中,选择光波模式进行解冻,处理功率为800 W,当中心温度为4 ℃时,解冻结束,记录解冻时间。
1.2.1.5 超声波解冻 将样品置于超声波清洗器中,超声波清洗器中水面足够覆盖样品,水的温度(30±0.5) ℃左右,电功率200 W,工作频率40 kHz。根据蓝莓已冻结部分对超声波的吸收比未冻部分要高出几十倍,而蓝莓初始冻结区域对超声波的吸收最大来进行解冻[12],控制蓝莓的中心温度达到4 ℃为解冻终点,测定各项指标。
1.2.2 指标测定
1.2.2.1 色泽的测定 采用CR-400手持色差仪测定蓝莓色泽。根据CIE Lab颜色系统进行分析,测定L*、a*、b*和ΔE值。
1.2.2.2 流汁率的测定 采用称重法[13]:测定速冻前蓝莓的质量,解冻后用滤纸擦去蓝莓表皮汁液,然后称质量,计算减少质量占样品原质量的百分率,即为流汁率。
1.2.2.3 硬度的测定 采用TA XT Plus型质构仪测定,探头直径为2.0 mm,下降速度为1 mm·s-1,下压距离为8.0 mm,采用P-2穿刺模式,探头先测定果皮硬度然后穿过果皮测定果肉硬度。每个处理随机取10个果实,测定结果取平均值,单位以kg·cm-2表示。
1.2.2.4 可溶性固形物(TSS)含量测定 采用PAL-1型数显糖度计。
1.2.2.5 可滴定酸(TA)含量测定 碱滴定法[14]:采用Metrohm 877 Titrino plus自动滴定仪测定,结果以柠檬酸百分数表示TA含量。
1.2.2.6 pH测定 果肉pH测定参照国家标准(GB 10468-89),果肉与水的质量比为1∶2,用pH数显式酸度计进行测定。
1.2.2.7 花色苷含量测定 参照陈健初[15]等的方法,pH示差法,方法略有改动,取1.0 g果肉,在液氮中研磨成粉末,加入5.0 mL预冷的提取液(75%酸化乙醇),4 ℃暗处浸提2 h,12000×g,4 ℃离心20 min。收集1.0 mL上清液与4.0 mL的0.025 mol/L氯化钾缓冲液和0.4 mol/L醋酸钠缓冲液混合均匀。蒸馏水作对照,用分光光度计分别测定510 nm和700 nm处的吸光度。
1.2.2.8 VC含量测定 参照曹建康[16]方法,采用分光光度法进行测定。利用抗坏血酸具有的较强还原能力,把铁离子还原成亚铁离子,亚铁离子与红菲咯啉反应生成红色螯合物。
1.2.2.9 总酚含量测定 采用福林-酚法[17],方法略有改动。取1.0 g果肉冻样,经液氮研磨,加入5.0 mL 65%乙醇溶液暗室浸提1 h,于4 ℃12000×g下离心15 min;取上清液1.0 mL,加入2.0 mL 1.0 mol/L福林酚摇匀,静置5 min加入4.0 mL 7.5% Na2CO3,用蒸馏水定容到25 mL,测定750 nm处吸光值。
1.3 数据处理与分析
采用Excel 2010软件统计数据绘图;SPSS 23.0进行数据显著性分析,柱状图不同大写字母表示差异显著(p<0.05),表格不同小写字母表示具有显著差异(p<0.05)。
2.1 不同解冻方法解冻时间和解冻升温曲线
不同解冻方式对速冻蓝莓进行解冻所用时间如图1所示,本研究所采用的五种解冻方法解冻时间差异显著(p<0.05),不同方法解冻蓝莓的解冻时间依次为:微波解冻<超声波解冻<水浴解冻<常温解冻<低温解冻。
图1 不同解冻方法对速冻蓝莓解冻时间的影响Fig.1 Effect of different thawing methods on thawing time of quick-frozen blueberry fruits注:标注不同字母有显著性差异,(p<0.05),图3~图7同。
低温解冻时间最长需要45 min,常温解冻需要20 min,水浴解冻需要10 min,低温和常温解冻是利用空气与蓝莓表面传热,水浴解冻是利用水进行热量传递,但空气热传导率远远小于水的热传导率,因此常温和低温解冻时间比水浴解冻时间长[18];而微波解冻和超声波解冻所需时间分别是1.1 min和7 min,微波是利用物料的介电特性进行解冻,可以使速冻蓝莓表面和内部同时加热[19],从而使速冻蓝莓迅速解冻。超声波解冻是超声波在蓝莓果实内衰减,产生热量达到解冻的效果。图2为不同解冻升温曲线,微波解冻升温最快,其次是超声、水浴和常温解冻,低温解冻升温曲线最缓慢。
表1 不同解冻方法对速冻蓝莓色泽的影响Table 1 Effect of different thawing methods on color parameters of quick-frozen blueberries fruits
注:不同小写字母表示具有显著差异(p<0.05)。
图2 不同解冻方法升温曲线Fig.2 The heating curves of different thawing methods
2.2 不同解冻方法对速冻蓝莓流汁率的影响
流汁率是反映解冻品质的重要指标之一,它能够判断速冻蓝莓保水性的好坏。由图3可知,速冻蓝莓解冻后流汁率都在5%以下,说明速冻蓝莓汁液流失并不严重,这可能和蓝莓具有果皮有关,果皮可以很好保护果肉使得解冻后果肉的汁液不容易外流。不同解冻方式速冻蓝莓汁液流失有所不同,微波解冻流汁率最低仅为0.66%,由于微波具有一定的穿透能力,可以穿透进入内部,从而达到内外同时加热的作用,同时内部冰晶在细胞器原来位置上迅速溶解,使得样品组织迅速复水,降低解冻过程中的汁液流失率[20]。Holzwarth[21]在研究冻结草莓解冻实验中也有发现,微波解冻能最大限度地降低果实的汁液流失率。低温和常温解冻流汁率为1.25%和2.12%,虽然低温解冻时间最长,但是低温不容易造成速冻蓝莓果肉细胞的破坏,也不容易对果皮造成破坏,故流汁率也比较低。水浴和超声波解冻流汁率分别为4.71%和4.64%,这两种解冻方式都在水浴下进行,温度从果皮向内部传递,当果肉中心温度达到4 ℃,果皮表层会出现过热的现象,这会导致速冻蓝莓流汁率高[22]。
图3 不同解冻方法对速冻蓝莓汁液流失率的影响Fig.3 Effect of different thawing methods on drip loss of quick-frozen blueberry fruits
2.3 不同解冻方法对速冻蓝莓色泽的影响
由表1可知,不同解冻蓝莓果实色泽和新鲜样品有显著差异(p<0.05)。L*表示亮度;a*表示红绿程度,正值越大,红色越深,反之绿色越深;b*表示黄蓝程度,正值表示黄色程度,正值越大,黄色越深,反之蓝色越深。从L*值看,不同方法解冻后的蓝莓亮度都有下降,由于蓝莓果皮有白色蜡质,速冻后的蓝莓果皮上会附着薄薄的冰霜,解冻时果皮受到热源的影响会出现水汽现象,导致部分白色果粉流失,造成果皮亮度的下降。微波、水浴和超声解冻后的蓝莓果皮a*值上升,这可能由于加热的原因,导致果皮温度受热发生变化,蓝莓果皮颜色呈深蓝色。ΔE*表示色差,低温和常温比其他三种方式低,但五种解冻方法ΔE*值都在10.30~10.67之间,差异不显著。从b*值看,不同解冻方法b*都比鲜样值高,表示解冻后蓝莓果皮蓝色素都有不同程度的降解。综合来看,不同解冻方法之间对速冻蓝莓色泽的影响比较小,仍维持较好的感官效果,不会对蓝莓色泽产生较大的影响。
2.4 不同解冻方法对速冻蓝莓硬度的影响
硬度也是反映解冻后蓝莓品质的重要指标之一,解冻后果实的硬度比新鲜果实硬度低,这是由于速冻冻结了果实内的水分,使得细胞间隙扩大,从而解冻后硬度下降[23]。速冻蓝莓果皮硬度如图4a所示,解冻后果皮硬度依次为:低温解冻>微波解冻>常温解冻>水浴解冻>超声波解冻;速冻蓝莓果肉硬度如图4b所示,解冻后蓝莓硬度依次为:低温解冻>微波解冻>常温解冻>超声波解冻>水浴解冻,新鲜样品的硬度与各种解冻方法之间的差异都达到显著水平(p<0.05);采用微波和低温解冻,果实硬度均显著高于其他方法。
低温和微波两种解冻方法不仅能够较好的保持果皮硬度,同时也能较好的保持果肉硬度,低温解冻是由于解冻环境温度低对蓝莓造成的伤害较小,故硬度较好;微波解冻速度快,对细胞的伤害较小。水浴、超声波和常温解冻,由于解冻时间长且温度高,表皮受热时间长,对细胞的伤害大,导致硬度下降。
图4 不同解冻方式对速冻蓝莓果皮(a)、果肉(b)硬度的影响Fig.4 Effect of different thawing methods on hardness of peel(a),flesh(b) of quick-frozen blueberry fruits
2.5 不同解冻方法对速冻蓝莓可溶性固形物的影响
由图5可知,鲜样和微波解冻的可溶性固形物含量无显著差异(p>0.05),其他四种解冻方法可溶性固形物均下降,这与胡中海[24]对温州蜜柑橘瓣的研究结果一致。水浴和超声波解冻可溶性固形物含量低于另外三种解冻方式,微波、低温和常温解冻可溶性固形物含量都保持在10.50%以上,微波解冻和新鲜样品分别为11.25%和11.05%,可见微波效果更好;水浴和超声波解冻的可溶性固形物含量分别为10.10%和10.30%,可能是由于水分渗透到蓝莓组织中,导致可溶性固形物含量下降。
图5 不同解冻方式对速冻蓝莓可溶性固形物的影响Fig.5 Effect of different thawing methods on soluble solids of quick-frozen blueberry fruits
2.6 不同解冻方法对速冻蓝莓可滴定酸的影响
如图6所示,解冻后蓝莓可滴定酸含量依次为:低温解冻>常温解冻>微波解冻>水浴解冻>超声波解冻,在五种解冻方法中低温和常温解冻可滴定酸含量高于鲜样,可能是蓝莓解冻时间较长,柠檬酸合成酶活性升高所造成的反酸现象[25]。微波解冻和新鲜样品的可滴定酸含量分别为0.49%和0.48%,含量接近差异不显著,表明微波解冻方法效果较好,能够使速冻蓝莓保持和鲜样接近的可滴定酸含量。超声波和水浴解冻可能是水分渗透到蓝莓组织中,导致可滴定酸含量下降。
图6 不同解冻方式对速冻蓝莓可滴定酸的影响Fig.6 Effect of different thawing methods on titratable acid of quick-frozen blueberry fruits
2.7 不同解冻方法对速冻蓝莓pH的影响
不同解冻方法对速冻蓝莓pH的影响如图7所示,解冻后蓝莓pH依次为:超声波解冻>水浴解冻>微波解冻>常温解冻>低温解冻,鲜样的pH为3.60,微波解冻后pH与鲜样差异不显著(p>0.05),表明微波解冻对速冻蓝莓pH影响最小,水浴和超声波解冻pH升高。不同解冻方式pH和不同解冻方式可滴定酸含量呈相反趋势。
图7 不同解冻方法对速冻蓝莓pH的影响Fig.7 Effect of different thawing methods on pH of quick-frozen blueberry fruits
2.8 不同解冻方法对速冻蓝莓活性成分的影响
蓝莓花色苷具有降血脂和抗氧化作用[26],其含量变化对品质有重要影响。由表2可知,鲜样蓝莓花色苷含量达到1.59 mg/g,不同解冻方法蓝莓的花色苷含量依次为:低温解冻>微波解冻>超声波解冻>水浴解冻>常温解冻,解冻后的蓝莓花色苷含量都有下降,低温解冻花色苷下降最少,这是由于低温解冻温度低,对速冻蓝莓品质影响较小,所以能够保持较高的花色苷含量。微波解冻由于时间短,对速冻蓝莓花色苷破坏也较小,仅次于低温解冻。水浴和常温解冻花色苷含量显著下降(p<0.05),这是由于解冻时间长,速率慢,同时由于温度高,造成花色苷含量下降。
蓝莓果实VC含量丰富,是其重要的营养指标。不同解冻方法对VC含量的影响由表2可知,新鲜蓝莓中的VC含量达到95.23 mg/g,解冻后蓝莓的VC含量均显著下降(p<0.05),低温解冻>微波解冻>水浴解冻>超声波解冻>常温解冻,五种解冻方法中低温和微波解冻对VC损害最小,损失率为7.40%和10.80%,其次是水浴和超声波解冻,损失率28.30%和36.90%,最差的是常温解冻损失率为55.50%,VC是热敏感性极强的水溶性物质,所以常温解冻、水浴解冻和超声波解冻VC含量损失率大。
蓝莓组织中存在的酚类物质是植物次生代谢产物,它与果蔬色泽和品质密切相关。新鲜蓝莓中总酚含量达1.90 mg/g,解冻后的蓝莓总酚含量均有所下降,低温解冻>微波解冻>水浴解冻>超声波解冻>常温解冻,同VC含量趋势一样,低温解冻和微波解冻的损失率为8.90%和9.50%。
表2 解冻方式对速冻蓝莓活性成分的影响Table 2 Effect of defrost mode on frozen blueberries active ingredient
与新鲜蓝莓相比,解冻方式对蓝莓品质及活性成分有较大的影响,不同解冻方法对不同指标有不同的影响。5种解冻方式中,超声波和水浴解冻过程中温度高,故果实硬度特性差,流汁率高,果实可滴定酸和可溶性固形物含量显著降低;常温解冻由于解冻时间长,温度较高,导致果实的活性成分降低的最多;低温解冻果实活性成分保持最好,但是解冻时间最长。与以上4种解冻方式相比,微波解冻果实可溶性固形物、可滴定酸、硬度保持最好,汁液流失率最低,解冻时间最短,对蓝莓品质保持较好,可以作为速冻蓝莓加工过程中较适的解冻方法。但由于微波解冻存在解冻不均,局部过热等问题,解冻条件还有待于进一步研究探索。
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Effect of different thawing methods on quality of frozen blueberries
ZHANG Ning-ying1,2,GAO Hai-yan2,CHEN Hang-jun2,*,LI Yun-long3,XU Xiao-fang3
(1.College of Tea and Food Science,Anhui Agricultural University,Hefei 230036,China; 2.Key Laboratory of Fruits and Vegetables Postharvest and Processing Technology Research; Key Laboratory of Post-Harvest Handling of fruits,Ministry of Agriculture; Food Science Institute,Zhejiang Academy of Agricultural Sciences,Hangzhou 310021,China; 3.Zhejiang Fomdas Food Co.,Ltd.,Xinchang 312500,China)
The effects of various thawing methods including low temperature thawing,thawing at room temperature,water bath thawing,microwave thawing,and ultrasonic thawing on quality of frozen blueberries were studied by measuring thawing time and changes of physical properties and nutritional contents. Significant differences(p<0.05)in thawing time were found among the five thawing methods,the order of the thawing time was microwave thawing frozen blueberries;thawing method;quality 2016-10-24 章宁瑛(1991-),女,硕士研究生,研究方向:食品物流保鲜与质量控制,E-mail:znylily@163.com。 *通讯作者:陈杭君(1976-),男,博士,研究员,研究方向:食品物流保鲜与质量控制,E-mail:spshangjun@sina.com。 国家公益性行业(农业)科研专项(201303073);浙江省自然科学基金(Y14C200030);浙江省重大科技专项重点农业项目(2014C02024)。 TS255.2 A 1002-0306(2017)07-0320-06 10.13386/j.issn1002-0306.2017.07.054