鲜食花生冻结特性及速冻品质变化研究

刘雪平，黄 莉，王 亮，郭艳萍，赵 莉，赵孝东，王 鹏，刘凌霄，崔晓梅

（1.临沂市农业科学院，山东 临沂 276012；2.浙江大学山东（临沂）现代农业研究院，山东 临沂 276034；3.临沂市检验检测中心，山东 临沂 276001）

花生又名落花生、长生果，通常是晒干榨油或加工成花生制品［1］。随着人们生活水平的提高及保健意识的增强，鲜食花生因可避免经高温榨油或加工工艺造成营养物质的流失，直接食用口感甜脆、清香可口，具有不温不火、香而不腻、容易消化等特点［2］，受到越来越多人的青睐，使得鲜食花生的需求量日益增加。鲜食花生是指在花生收获后不经晾晒直接食用或煮熟食用［3］。但鲜食花生如果在采后数天内不经过处理，因其含水量高易在自然条件下失水、发芽、霉变等，导致营养价值和商品价值大打折扣［4］，且鲜食花生的收获具有季节性，限制了鲜食花生的周年供应及产业发展。目前，在鲜食花生领域研究者主要集中于鲜食花生的栽培育种、品种间的对比以及采后短期保鲜等［5-9］，虽然已有一些速冻鲜食花生工艺的相关研究［10，11］，但对于不同速冻条件下鲜食花生的冻结特性及对品质影响的研究甚少。本试验借鉴速冻果蔬加工技术［12-14］，在葡萄、青椒、黄瓜等［15，16］等速冻工艺基础上，探索鲜食花生的速冻深加工工艺。通过以色泽鲜红、果粒饱满、口感甜脆的临花16 号花生为原材料，充分保留其特点，将常规的漂烫工艺改为对花生荚果进行电解水灭菌，研究鲜食花生的冻结特性及在不同冷冻温度、不同冷冻时间条件下感官指标、质构指标、营养指标等的变化，使鲜食花生能够保持最佳品质，得到表皮鲜红、口感嫩脆的速冻鲜食花生，从而为鲜食花生的速冻工艺提供理论依据和技术指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试验材料取自山东青果食品有限公司鲜食花生生产基地，品种为临花16 号，播种期为2021 年5 月17 日，采收期为2021 年9 月5 日—9 月19 日。

乙酸锌（分析纯）、亚铁氰化钾（分析纯）、乙腈（分析纯）、石油醚（沸程30～60 ℃），购于国药集团化学试剂有限公司；99%蔗糖标准品，购于深圳市迈迪加科技发展有限公司。

1.2 仪器设备

UW6200H 型电子天平［岛津企业管理（中国）有限公司］；Testo 926 型温度计［德图仪器（深圳）有限公司］；DW-FL270 型美菱超低温冰箱（中科美菱低温科技股份有限公司）；BCD-215WDGC 型海尔冰箱（青岛海尔股份有限公司）；NR10QC 型便携式色差仪（柯尼卡-美能达公司）；TA.GEL 型质构仪（上海保圣实业发展有限公司）；DHG-9123A 型电热恒温鼓风干燥箱（上海齐欣科学仪器有限公司）；Agilengt 1260 型高效液相色谱仪［安捷伦科技（中国）有限公司］；ZORBAX SB-C18色谱柱，5 μm，4.6 mm×250 mm。

1.3 试验方法

1.3.1 冻结曲线的测定 将采收后的鲜花生荚果进行清洗、整理，选取饱满且荚果表面无损伤的鲜花生，将数字温度计的探针透过荚果插入花生果仁内部（沿果壳往果仁内部插入6～7 mm），分别在-25、-30、-35 ℃的温度下冻结，每隔30 s 记录1 次温度，每个冻结温度重复3 次，测定结果取平均值［17］。

1.3.2 原料速冻 鲜食花生前处理：杀菌→沥水→速冻→包装、冻藏。具体操作要点：

①前处理：将适期采收的鲜食花生荚果放入清水中清洗，洗去杂质和泥沙，选取大小基本一致的荚果进行试验。

②杀菌：将洗好的花生荚果置于有效氯浓度为85 mg/L 的微酸性电解水［18］中以料液比1∶2 的比例（m∶V）进行浸泡清洗灭菌5 min，捞出沥干表面水分。

③速冻：置于-25、-30、-35 ℃的温度下速冻0.5、1.0 h，然后转至-18 ℃下冻藏。指标测定时，将其取出，解冻温度至中心温度20 ℃。

1.3.3 冻结特性值测定 冻结点为冻结曲线的第1个拐点的温度。结晶率=（1-T冻结点/T终温）×100%，可求出当结晶率为80%时的终温温度（T终温），终温与冻结点之间的温度为最大冰晶生成带，对应的时间为最大冰晶生成带通过时间［19］。

1.3.4 色差测定 鲜食花生速冻前后色差的变化采用色差仪测定，每个测试组随机取10 个果实，测定其花生种仁表皮的色泽，结果取平均值。其中a越高代表花生表皮颜色越鲜红，ΔE代表被测速冻花生的色泽（L、a、b）与标准白板色泽（L*=94.31、a*=-0.61、b*=4.97）的色差值，ΔE与对照值越接近，代表花生种皮色泽变化越小，ΔE计算方法如下。

1.3.5 质构测定 采用TA.GEL 型质构仪测定，探头为TA-2（2.0 mm 柱形探头），下压形变50%，测试前速度3 mm/s，测试速度为1 mm/s，每个处理随机取10 个花生种仁，记录硬度、脆度和咀嚼度，结果取平均值。

1.3.6 含水量的测定 准确称取解冻后的速冻鲜食花生100 g，置于105 ℃干燥箱烘干至恒重，取出称重，然后利用失重法计算速冻鲜食花生解冻后的含水量。

1.3.7 蔗糖含量 鲜食花生蔗糖含量根据GB 5009.8—2016 中的高效液相色谱法进行测定［20］。

1.4 数据处理

试验数据采用Excel 软件整理并作图，采用SPSS 26.0 软件的Duncan 多重比较检验进行差异显著分析。

2 结果与分析

2.1 鲜食花生冻结曲线的测定

在物料的冻结过程中，物料中心温度随时间变化的曲线为冻结温度曲线。曲线一般分为初阶段（从初温到冻结点，曲线陡，降温快，放出显热）、中阶段（曲线平坦，降温慢）、终阶段（剩余水分继续结冰，温度降至终温）3 个阶段。其中，中阶段是物料冻藏研究的重点，该阶段放出大量热量，冰晶在此阶段生成，细胞组织容易受到物理损伤，物料的品质指标会受到影响［21］。

鲜食花生在-25、-30、-35 ℃速冻温度下的冻结曲线如图1 所示。通过曲线可以看出，在不同速冻温度下，冻结曲线出现拐点的温度均为-1.5 ℃，该温度即为鲜食花生的冻结点，在此温度下冰晶开始形成；由结晶率公式可知，结晶率为80%时的终温温度为-7.5 ℃，即对于鲜食花生而言，完成最大冰晶生成带（即结晶率为80%）的温度范围是-1.5～-7.5 ℃；对比曲线可得，在-25、-30、-35 ℃速冻条件下通过最大冰晶生成带的时间分别为55、24、19 min。根据速冻物料要求，其中心温度通过最大冰晶生成区的时间小于30 min 称为速冻［22］。当速冻温度为-30 ℃和-35 ℃时，符合速冻要求，说明低于-30 ℃即可满足鲜花生的速冻要求。

对于一般果蔬而言，在速冻过程中，中心温度有明显的初阶段、中阶段和终阶段［23］，而对于可溶性固形物含量较高的鲜食花生，其中阶段和终阶段的变化并不明显，即在终阶段曲线较平坦，且冻结温度越高，曲线越平坦，这点和徐茂等［24］对烤甘薯冻结曲线的研究结果一致，甘薯在此阶段的水分结冰，形成冰晶时放出大部分热量，故在此阶段降温慢。吴锦铸等［25］对板栗冻结规律进行研究，分析其在-20、-25、-30、-35 ℃的冻结点分别为-2.6、-2.7、-3.0、-2.8 ℃，其冻结点变化范围为（-2.8±0.2）℃，冻结点差别不大，与速冻鲜食花生的冻结点-1.5 ℃结果较为一致。

2.2 不同速冻条件对鲜食花生种仁表皮色差的影响

鲜食花生速冻前和经-25、-30、-35 ℃条件下速冻0.5、1.0 h 后其种仁表皮的a*变化如图2 所示。未经速冻处理的新鲜花生速冻后，花生表皮的a*呈显著下降（P＜0.05），但随着速冻温度的下降，a*升高。在稍高温度冻结时（-25、-30 ℃），花生通过最大冰晶生成带较为缓慢，花生种皮细胞因体积急剧增大造成机械损伤，相关色素物质活性损失，a*降低，随着速冻时间延长细胞液逐渐渗出，又使a*有所增加，当在-35 ℃速冻时，a*较高，且速冻不同时间的a*保持相对稳定。这是因为花生种皮形成较均匀细小的冰晶，良好的结构使相关色素物质的活性得以更好地保持［21］，使得a*相对稳定且数值较高。

图2 不同速冻条件对鲜食花生种仁表皮a*的影响

鲜食花生速冻前和经-25、-30、-35 ℃条件下速冻0.5、1.0 h 后ΔE的变化如图3 所示，速冻处理后ΔE显著下降，速冻后不同速冻条件对ΔE的影响不大，在-35 ℃下速冻1.0 h 后ΔE下降，可能是速冻时间过久花生表皮水分减少，抑制了相关酶的活性，从而抑制相关色素的合成速度，使其总色差降低［26］。综合来看，将鲜花生在-35 ℃下速冻0.5 h，花生的色差值相对均较好，说明在此条件下能够更好地保持花生表皮的色泽。

图3 不同速冻条件对鲜食花生种仁表皮ΔE 的影响

2.3 不同速冻条件对鲜食花生种仁质构的影响

2.3.1 不同速冻条件对鲜食花生种仁硬度的影响

如图4 所示，相对新鲜花生，速冻后花生的硬度指标下降，在同一速冻温度下，速冻时间对花生硬度变化影响不大，但速冻温度对硬度影响较大，-25 ℃硬度下降较明显，硬度损失率为新鲜花生的25%，-30、-35 ℃硬度损失率较-25 ℃有所降低，当速冻温度为-35 ℃时硬度最高。

图4 不同速冻条件对鲜食花生种仁硬度的影响

2.3.2 不同速冻条件对鲜食花生种仁脆度的影响速冻对鲜食花生脆度的影响如图5 所示，相较于新鲜花生，不同速冻温度与速冻时间均使鲜食花生的脆度有所下降。速冻温度越低，花生的脆度越高；在不同速冻时间下，速冻0.5 h 比速冻1.0 h 更有利于保持鲜食花生的脆度。当速冻温度为-35 ℃，速冻时间为0.5 h 时，鲜食花生的脆度保持最好。

图5 不同速冻条件对鲜食花生种仁脆度的影响

2.3.3 不同速冻条件对鲜食花生种仁咀嚼性的影响 图6 反映的是鲜食花生速冻前后咀嚼性指标的变化情况，其变化趋势与硬度、脆度的变化基本一致，速冻后鲜食花生的咀嚼性显著下降，速冻温度越低，速冻时间越短越有利于花生咀嚼性的保持。在速冻温度为-35 ℃，速冻时间为0.5 h 时，花生咀嚼性最高。

图6 不同速冻条件对鲜食花生种仁咀嚼性的影响

速冻过程中快速降温引起的细胞体积不均匀收缩、脱水损伤以及水结成冰体积膨胀对细胞造成机械损伤是造成质构下降的主要原因［27］。但根据以上质构指标，速冻温度为-35 ℃，速冻时间为0.5 h 的速冻条件更有利于速冻鲜食花生的硬度、脆度和咀嚼性的保持。说明在此冷冻温度下花生结构的破坏程度最小。

2.4 不同速冻条件对鲜食花生蔗糖含量、水分含量变化的影响

不同速冻条件对鲜食花生蔗糖含量、水分含量的影响如表1 所示。相较于新鲜花生，速冻后的花生蔗糖含量增加，水分含量降低，不同速冻条件的蔗糖含量与水分含量的变化呈显著负相关（P＜0.01），当在-35 ℃速冻1.0 h 后蔗糖含量最高，与新鲜花生差异显著。尤其当-35 ℃速冻1.0 h 后，水分含量最低，这也可能是导致ΔE、脆度、咀嚼性等指标在此条件下发生下降的原因之一。

表1 不同速冻条件对鲜食花生蔗糖含量、水分含量的影响

3 小结

通过将鲜食花生于不同速冻条件下速冻，探究冻结特性及品质的变化。根据鲜食花生的冻结曲线，在-25、-30、-35 ℃的温度下的冻结点为-1.5 ℃，通过最大冰晶生成带（结晶率为80%）的温度范围为-7.5～-1.5 ℃，根据曲线通过最大冰晶生成区的时间分别为55、24、19 min，当速冻温度为低于-30 ℃时，可满足速冻要求；通过色差指标得出，速冻温度为-35 ℃、速冻时间为0.5 h 时，能够更好地保持花生表皮的a*，在此条件下ΔE也相对较高；根据质构指标，速冻后鲜食花生的硬度下降，速冻温度越低，其硬度越高，当速冻温度为-35 ℃、速冻时间为0.5 h时，脆度和咀嚼性等指标达到最佳。鲜食花生速冻前后蔗糖含量与水分含量的变化呈现显著负相关（P＜0.01），结合冻结特性及品质指标，在-35 ℃冻结0.5 h 可作为鲜食花生的速冻条件。