贮藏温度与产品水分含量对青梅蜜饯返砂的影响

郭凤仙,武陆琪,陈洪彬,蒋璇靓,郑宗平

(泉州师范学院 海洋与食品学院,福建 泉州 362000)

我国青梅资源丰富,占世界总产量的70%,青梅中含有丰富的蛋白质、脂肪、碳水化合物、维生素、矿物质、有机酸、多酚、黄酮、氨基酸等[1-3],所含白藜芦醇及其低聚物具有良好的抗人类免疫缺陷病毒(HIV)[4-5]、抗肿瘤[6-8]、抗氧化和抗菌消炎[9-11]等生物活性.但其鲜果含酸量很高,鲜食风味欠佳,因此加工成蜜饯、果脯等往往成为企业的不二之选.

青梅蜜饯在加工、贮藏、运销的过程中极易返砂,即果脯、蜜饯制品表面及内部出现结晶糖霜,质地变硬且粗糙,表面失去光泽.发生返砂的蜜饯常被误认为发生了霉变,既影响产品质量,又损害产品形象,给相关企业造成极大的经济损失.目前普遍认为返砂现象与转化糖占总含糖量的比例有关[12],即当还原糖占总含糖量的60%以上时,不会发生成品表面或内部蔗糖和葡萄糖的结晶现象,产品的质量最佳.而调查中发现,一些青梅蜜饯产品中还原糖含量占50%以上仍会发生返砂现象,说明还存在其他的影响因素,因此这一现象有待做进一步研究.此外,贮藏温度和水分含量也被报道是两个影响蜜饯返砂的最重要因素,水分含量的降低,可直接导致新疆果脯的返砂现象[13];当贮藏温度在10 ℃以下,蜜饯容易返砂,当环境温度急剧下降,将加速果脯返砂过程[14],但针对青梅蜜饯的相关研究鲜有报道.因此,本实验以市售成品青梅蜜饯为原料,研究贮藏温度和水分含量对青梅蜜饯返砂的影响,检测贮藏过程中可能与返砂有关的主要成分的变化趋势,以期探明最佳的贮藏条件,解决相关企业难题,避免因成品贮藏不当而造成的经济损失;同时初步确定影响返砂的主要成分,为进一步研究其返砂机制提供理论参考.

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

青梅蜜饯,泉州荣祺食品有限公司;NaOH(分析纯),上海麦克林生化科技有限公司;浓盐酸(分析纯)、NaCl(分析纯)、亚铁氰化钾(分析纯)、冰醋酸(分析纯)、乙酸锌(分析纯)、铬酸钾(分析纯),西陇科学股份有限公司;NaOH标准滴定液(分析纯),广州和为医药科技有限公司;硝酸银标准滴定液(分析纯),上海阿拉丁生化科技股份有限公司;酒石酸钾钠(分析纯)、CuSO4(分析纯),上海麦克林生化科技有限公司;酚酞、甲基红、亚甲基蓝(分析纯),国药集团化学试剂有限公司.

1.2 仪器与设备

AR224CN型电子天平、DB/T11165型 pH值检测计,奥豪斯仪器有限公司;DKM310C型恒温烘箱,重庆大和科技有限公司;MIR-154-PC型低温恒温培养箱,Panasonic松下;SB25-12DTD型超声波清洗机,宁波新芝生物科技股份有限公司;C21-WK21102T型电磁炉,美的集团;HH-4型数显恒温水浴锅,国华电器有限公司;糖度计,广州爱宕科学仪器有限公司;WP-UP-LH-10型理化分析型超纯水机,四川沃特尔水处理设备有限公司.

1.3 实验方法

1.3.1 不同水分含量青梅蜜饯的制备 (1)25%水分含量青梅蜜饯的制备:市售成品青梅蜜饯水分含量即为25%.(2)40%水分含量青梅蜜饯的制备:配制KCl饱和溶液1 000 mL,置于30 cm直径干燥器中,用凡士林密封并在25 ℃恒温恒湿箱中平衡2 d,形成水分活度(water activity,aw)为0.84的密闭环境.将市购成品青梅蜜饯放置于干燥器内,每2 h取样测定水分含量,至样品水分含量约为40%.(3)10%水分含量青梅蜜饯的制备:将市购成品青梅蜜饯放入温度为105 ℃的恒温烘箱中,每2 h取样测定水分含量,至样品水分含量约为10%.

1.3.2 贮藏实验 (1)水分含量为25%的青梅蜜饯比水分含量为40%、10%的青梅蜜饯提前20 d开始贮藏.(2)水分含量为25%的市购青梅蜜饯置于4、25、37 ℃下进行贮藏,每隔20 d测1次指标,贮藏80 d.处理得到的水分含量为40%、10%的青梅蜜饯在37 ℃下进行贮藏,每隔20 d测1次指标,贮藏80 d.整个贮藏期内,产品均使用原装塑料罐包装,材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯材质,容量70 g,主体直径55 mm,口径55 mm,透光率≥90%,24 h水蒸气透过率为27.3 g/m2;为保证密封性,包装罐外裹保鲜膜,材质为聚乙烯材质,透光率≥90%,24 h水蒸气透过率为58 g/m2.

1.3.3 水分含量测定 根据GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分的测定》[15]中直接干燥法测定青梅蜜饯水分含量,每次实验平行测定3次.

1.3.4 总糖含量测定 根据GB/T 10782-2006《中华人民共和国国家标准 蜜饯通则》[16]中总糖的测定方法测定青梅蜜饯总糖含量,每次实验平行测定3次.

1.3.5 还原糖含量测定 根据 GB 5009.7-2016《食品安全国家标准 食品中还原糖的测定》[17]中直接滴定法测定青梅蜜饯还原糖含量,每次实验平行测定3次.

1.3.6 氯化钠含量测定 根据GB/T 10782-2006《中华人民共和国国家标准 蜜饯通则》[18]中氯化钠的测定方法测定青梅蜜饯氯化钠含量,每次实验平行测定3次.

1.3.7 有机酸含量测定 根据GB/T 12456-2008《中华人民共和国国家标准 食品中有机酸的测定》[19]中酸碱滴定法测定青梅蜜饯有机酸的含量,每次实验平行测定3次.

1.3.8 pH值测定 称取10.0 g青梅蜜饯研磨至碎,然后置于玻璃仪器中沸水浴30 min,水浴结束后冷却至室温,转移至250 mL容量瓶中并用煮沸过的水定容.用快速滤纸过滤,收集到的滤液使用pH值检测计进行测定,每次实验平行测定3次.

1.3.9 数据统计分析 每个指标数据均进行至少3次重复实验测得,用Excel进行数据分析及作图作表,并采用SPSS Statistics 20对总糖含量、还原糖含量、氯化钠含量、有机酸含量及pH值进行单因素分析(P>0.05时,差异无统计学意义;图表中不同字母表示有统计学意义,P<0.05).实验设3次重复,结果用平均值表示.

2 实验结果与分析

2.1 贮藏温度对青梅蜜饯理化指标的影响

2.1.1 有机酸含量 采用酸碱滴定法对不同贮藏温度下青梅蜜饯中的有机酸含量进行测定,结果如图1所示.由图中可知,4 ℃下0～60 d内有机酸含量无明显变化趋势,25和37 ℃下60 d内有机酸含量随着时间增加而增加,且37 ℃条件下的增加量明显比25 ℃大.60～80 d内不同贮藏温度下的青梅蜜饯中有机酸含量均有减小,但37 ℃下的有机酸含量均比25和4 ℃下的有机酸含量高.以上结果表明,贮藏温度越高,青梅蜜饯中的有机酸含量越高,贮藏2个月后青梅蜜饯中的有机酸可能转变为其他物质,含量开始有所下降.

图1 不同温度对贮藏过程中青梅蜜饯有机酸含量的影响 图2 不同温度对贮藏过程中青梅蜜饯pH的影响

2.1.2 pH值变化 不同贮藏温度下青梅蜜饯的pH值如图2所示.由图中可知,40 d内,不同温度下的青梅蜜饯中的pH值均有所减小,且20～40 d内,37 ℃下pH值的减小速率明显比4、25 ℃条件下快,而4和25 ℃下pH值的变化趋势基本一致.从40 d开始,不同温度下青梅蜜饯中的pH值逐渐增大,但37 ℃下的pH值均比25和4 ℃下的pH值低.以上结果表明,贮藏温度越高,青梅蜜饯中pH值越低;随着贮藏时间的增加青梅蜜饯中有机酸含量增多,pH值减小.

2.1.3 还原糖含量 对不同贮藏温度下青梅蜜饯中还原糖含量进行测定,结果如图3所示.由图中可知,在37 ℃下,还原糖含量随着贮藏时间的增加而增大,在40 d内的4和25 ℃下,青梅蜜饯中的还原糖含量随着时间的增加而减小,而40～60 d内有所增加,60～80 d内还原糖含量开始减小.以上结果表明,贮藏温度越高,青梅蜜饯中的还原糖含量越高,可能是由于较高的温度将促进蔗糖水解为葡萄糖和果糖,使得还原糖含量增多.

图3 不同温度对贮藏过程中青梅蜜饯还原糖含量的影响 图4 不同温度对贮藏过程中青梅蜜饯总糖含量的影响

2.1.4总糖含量 对不同贮藏温度下青梅蜜饯中总糖含量进行测定,结果如图4所示.由图中可知,37 ℃下,总糖含量随着贮藏时间基本呈增大趋势,4和25 ℃下,总糖含量在0～20 d显著下降,20～40 d显著上升,40 d以后先下降后趋于稳定.与还原糖含量相比,总糖含量约为还原糖含量的3倍左右,其变化趋势与还原糖含量的变化趋势基本一致.以上结果表明,贮藏温度越高,青梅蜜饯中的总糖含量越高,还原糖占总含糖量的1/3左右.

2.1.5 氯化钠含量 对不同贮藏温度下青梅蜜饯中氯化钠含量进行测定,结果如图5所示.由图中可知,60 d内,在37 ℃下,青梅蜜饯中氯化钠含量随着时间增加明显增大;4和25 ℃下,氯化钠含量变化趋势基本一致,随时间逐渐增大,增加量没有37 ℃下的增加量大.60 d后不同贮藏温度下的青梅蜜饯中氯化钠含量均有减小,但37 ℃下的氯化钠含量均比25和4 ℃下的氯化钠含量高.以上结果表明,贮藏温度越高,青梅蜜饯中的氯化钠含量越高,贮藏2个月后青梅蜜饯中的氯化钠含量开始有所下降.

2.2 不同水分含量对青梅蜜饯理化指标的影响

2.2.1 有机酸含量 对不同水分含量的青梅蜜饯中有机酸含量进行测定,结果如图6所示.由图中可知,60 d内40%水分含量的青梅蜜饯中有机酸含量均比10%水分含量的青梅蜜饯中有机酸含量低;40 d内两者的有机酸含量随着时间的延长而增大,40 d后有机酸含量均随着时间的增加而减小;在测定初始,40%水分含量的青梅蜜饯中有机酸含量明显低于10%水分含量的青梅蜜饯中有机酸含量.以上结果表明,青梅蜜饯中水分含量越高,有机酸含量越低,时间的延长在一定程度上有助于抑制有机酸的生成.

2.2.2 pH值变化 对不同水分含量的青梅蜜饯中pH值进行测定,结果如图7所示.由图中可知,不同水分含量的青梅蜜饯中pH值随着时间的变化趋势基本一致;20 d内不同水分含量的青梅蜜饯中pH值均减小,20 d后pH值基本保持不变.以上结果表明,水分含量对青梅蜜饯的pH值影响不大,在20 d内可能由于有机酸含量的增加使得pH值减小.

图7 不同水分含量对青梅蜜饯pH的影响 图8 不同水分含量对青梅蜜饯还原糖含量的影响

2.2.3 还原糖含量 对不同水分含量的青梅蜜饯中还原糖含量进行测定,结果如图8所示.由图中可知,40%水分含量的青梅蜜饯中还原糖含量均比10%水分含量的青梅蜜饯中还原糖含量低;10%水分含量的青梅蜜饯中还原糖含量在40 d内有小幅度增加,40 d后开始减小;40%水分含量的青梅蜜饯中还原糖随着时间呈增长趋势;80 d不同水分含量的青梅蜜饯中还原糖含量相同.以上结果表明,青梅蜜饯中水分含量越高,还原糖含量越低;贮存时间越长,青梅蜜饯中还原糖含量越高;高水分含量在一定程度上抑制蔗糖向还原糖的水解.

2.2.4 总糖含量 对不同水分含量的青梅蜜饯中总糖含量进行测定,结果如图9所示.由图可知,40%水分含量的青梅蜜饯中总糖含量均比10%水分含量的青梅蜜饯中总糖含量低;10%水分含量的青梅蜜饯中总糖含量在40 d内有所增加,40 d后开始减小;40%水分含量的青梅蜜饯中总糖随着时间呈增长趋势;80 d不同水分含量的青梅蜜饯中总糖含量相同;青梅蜜饯中总糖含量是还原糖含量的3倍左右,且变化趋势与还原糖含量变化趋势基本一致.以上结果表明,青梅蜜饯中水分含量越高,总糖含量越低;贮存时间越长,青梅蜜饯中总糖含量越高.

图9 不同水分含量对青梅蜜饯总糖含量的影响 图10 不同水分含量对青梅蜜饯氯化钠含量的影响

2.2.5 NaCl含量 对不同水分含量的青梅蜜饯中NaCl含量进行测定,结果如图10所示.由图可知,40%水分含量的青梅蜜饯中NaCl含量均比10%水分含量的青梅蜜饯中NaCl含量稍低;整体来看,不同水分含量的青梅蜜饯中氯化钠含量随着时间的延长无明显变化趋势.以上结果表明,青梅蜜饯中水分含量越高,NaCl含量越低;贮存时间对青梅蜜饯中NaCl含量无明显影响.

2.3 青梅蜜饯返砂后理化指标分析

为了探究不同条件下青梅蜜饯的返砂情况及影响返砂的因素,观察不同贮藏温度和不同水分含量条件下,青梅蜜饯的返砂情况,测定返砂颗粒的各项理化指标(有机酸含量、pH值变化、还原糖含量、总糖含量、氯化钠含量).不同贮藏温度下青梅蜜饯的返砂情况如图11所示.由图中可知,4 ℃下,青梅蜜饯基本无返砂现象;25 ℃下,青梅蜜饯存在返砂现象,表面白色结晶颗粒小,且分布疏散;37 ℃下,青梅蜜饯存在严重的返砂现象,可以清晰看到其表面有大小不一的白色结晶颗粒,且分布密集.对返砂颗粒进行理化指标检测,结果如表1所示.由表可知,37 ℃下,贮藏末期还原糖占总含糖量的比例不足40%,蔗糖占总含糖量的比重较大,pH值不介于2.0～2.5,使得青梅蜜饯更容易出现返砂现象.结晶颗粒中的总糖、还原糖含量比贮藏末期的青梅蜜饯少,但还原糖占比较高,约占总含糖量的42.24%.理化指标检测与观察到37 ℃下返砂情况最严重相符.

表1 37 ℃下贮藏的青梅蜜饯返砂颗粒理化指标对比分析

图11 不同温度下贮藏的青梅蜜饯返砂情况图

通过观察不同水分含量青梅蜜饯的返砂情况,如图12所示,40%水分含量的青梅蜜饯基本无返砂现象,表面白色结晶颗粒小且分布疏散;10%水分含量的青梅蜜饯存在严重的返砂现象,表面析出了大片密集的白色结晶颗粒.对返砂颗粒进行理化指标检测,结果如表2所示,10%水分含量的青梅蜜饯中还原糖含量占总含糖量的27.7%,远小于40%,pH值不介于2.0～2.5,使得青梅蜜饯更容易出现返砂现象.结晶中的总糖含量比贮藏末期的青梅蜜饯少,还原糖含量近似,但还原糖占比较高,约占总含糖量的43.54%.理化指标检测结果与观察到10%水分含量条件下返砂情况最严重相符.结合对两次结晶颗粒成分的分析,青梅蜜饯返砂析出的结晶主要为还原糖.

表2 水分含量为10%青梅蜜饯返砂颗粒理化指标对比分析

图12 不同水分含量的青梅蜜饯返砂情况

3 讨论

实验研究了不同贮藏温度和水分含量条件下青梅蜜饯中有机酸含量、还原糖含量、总糖含量、pH值、氯化钠含量的变化,以及返砂情况和返砂结晶颗粒的成分.结果表明,温度和蜜饯水分含量对返砂情况有明显的影响,温度在37 ℃,果脯水分含量在10%时,返砂严重,所以贮藏时应该在低温、低湿条件下进行.这与刘平平等[20]研究发现成品果脯在水分含量为17%～19%,总糖量为68%,转化糖含量占总含糖量的60%左右,低温低湿条件下贮藏,不会出现返砂和流糖现象相符.本研究发现4 ℃为贮藏青梅蜜饯的最佳条件,这与沈莉[21]认为糖制品贮藏温度12～15 ℃为宜.切勿低于10 ℃存在差异,可能是与实验所用的材料不一致有关.虽然都是糖制品,但除了温度外其他因素也会对返砂现象有影响,而且随着生产果脯技术的优化,使得产品的贮藏条件更为宽泛.因此,适当提高水分含量,降低贮藏温度,有利于对青梅蜜饯返砂的控制.

此外,根据本文对青梅蜜饯返砂所析出结晶成分的分析,可知青梅蜜饯返砂主要发生了盐析和糖析.结晶颗粒中总糖含量约为20%～22%,还原糖含量约为8%～10%,还原糖约占总含糖量的42%～43%,NaCl含量约为30%～35%.且结晶颗粒还原糖占比高,约占总含糖量的42%～43%,比贮藏末期青梅蜜饯还原糖的占比高大概7%～16%;氯化钠含量较贮藏末期的青梅蜜饯较高;有机酸含量较贮藏末期的青梅蜜饯较少.适当提高产品还原糖含量,降低有机酸含量,以增加产品的持水能力和抑制结晶的能力,降低产品返砂风险.