不同物理方式辅助处理对青梅盐胚脱盐效果和品质的影响

卜智斌，彭健，禹淞文，陈秋鹏，余元善，徐玉娟，邹波

（1.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，农业农村部功能食品重点实验室，广东省农产品加工重点实验室，广东广州 510610）（2.广东梅业食品有限公司，广东潮州 515744）（3.常德市农林科学研究院，湖南常德 415000）

青梅（Prunus mumeSieb. et Zucc.）主要种植区域为广东、广西、福建等18个省区[1]，我国种植面积和产量均居世界第一。青梅果实富含柠檬酸、苹果酸、酒石酸、琥珀酸等天然有机酸及黄酮、谷甾醇等功能成分[2,3]，现代医学研究表明青梅及其加工制品具有抗氧化、降血脂、降血糖、减肥、抗菌、抗病毒、抗肿瘤等功能[3-5]。新鲜青梅口感极酸涩，较少直接食用，主要加工成青梅蜜饯销售，传统高盐盐渍获得青梅盐胚（以下简称“梅胚”）是快速收储青梅原料的主要手段，通过高浓度盐渍改善青梅质地韧性、水解单宁类涩味物质和糖苷类苦味成分，在获得青梅盐胚中间原料的同时有效改善口感[1]。

脱盐则是梅胚加工成蜜饯的必经步骤，由于流动水（持续换水）浸泡需要耗费大量水资源，且脱盐过程中有机酸、多酚、黄酮也易随着盐离子脱出溶于水中，造成营养成分大量损失，影响产品品质。目前工业上多采用2～3次换水静置浸泡，但存在脱盐时间长、效率低等产业问题，其他研究较多的农产品或食品脱盐方法有剪切辅助热处理脱盐[6]、超声波辅助超滤脱盐[7]、凝胶法脱盐[8]、纳滤脱盐[9]等，但基本不适用工业上对梅胚脱盐。因此在保持青梅营养品质的前提下，寻找提升脱盐效率的方法成为行业技术提升的重点。

超声波具有高温空化作用，可用于加速物质的渗透、迁移[10]。间歇真空则主要利用真空与常压循环操作，通过压力差使原本存在物料细胞间隙的大量空气逸出，提升细胞与渗透液之间的传质[11,12]，可用于辅助脱盐提升脱盐效率，但目前关于超声、真空等物理辅助手段辅助脱盐的研究较少，且不同物理方式辅助脱盐对果蔬盐胚品质影响的研究未见报道，主要集中在传统工艺优化研究，杨慧等[13]研究了常压、真空及脉冲真空对保鲜剂乳酸钙渗透至双孢蘑菇内部的影响，发现脉冲真空下渗透量最大，并对双孢蘑菇品质及微观结构产生积极作用。史芳芳[14]研究了超声耦合柠檬酸溶液快速脱苦对苦杏仁理化指标的影响，发现超声波传质作用可加速苦杏仁苷的迁移实现快速脱苦，并可最大程度保留苦杏仁中蛋白质、还原糖、总酚等营养物质。

因此，本研究将以梅胚为主要原料，通过前期预实验研究基础，重点探讨振荡浸泡、超声波辅助浸泡、间歇真空辅助浸泡对梅胚脱盐效果及产品品质的影响，以期为产业化生产中改善脱盐工艺提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

梅胚（含盐量11.92%、水分含量72.56%）由广东梅业食品有限公司提供；Folin-Ciocalteu试剂，上海源叶生物科技有限公司；芦丁、焦性没食子酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸、1,1-二苯基-2-苦基肼（均为标准品），上海源叶生物科技有限公司；草酸（标准品），天津市富宇精细化工有限公司；葡萄糖（标准品），天津市福晨化学试剂厂；酒石酸（标准品），天津市润捷化学试剂有限公司；氢氧化钠、酚酞（分析纯），天津市大茂化学试剂厂；邻苯二甲酸氢钾、碳酸钠、亚硝酸钠、过硫酸钾、磷酸氢二胺、铬酸钾、苯酚（分析纯），天津市福晨化学试剂厂；浓硫酸（分析纯），广东广试试剂科技有限公司；无水乙醇、无水甲醇（分析纯），天津市富宇精细化工有限公司；偏磷酸（分析纯）、磷酸、乙腈、甲醇（色谱纯），天津市科密欧化学试剂有限公司；硝酸铝（分析纯），西陇化工股份有限公司；硝酸银（分析纯），北京普析标准技术有限公司。

1.2 仪器与设备

SMF2002磨粉机，浙江苏泊尔股份有限公司；ALC-210.4电子分析天平，德国ACCULAB公司；HWS-24电热恒温水浴锅，上海一恒科学仪器有限公司；DL-800B智能超声波清洗器，上海之信仪器有限公司；ZQZY-88BV振荡培养箱，上海知楚仪器有限公司；GJG-0.5II-3A-JY射频真空干燥机，河北华氏纪元高频设备有限公司；101-OAS电热鼓风干燥机，上海科恒实业发展有限公司；SHZ-D(III)循环水式多用真空泵，上海力辰邦西仪器科技有限公司；PB-10pH计，Sartorius公司；UV1800紫外可见分光光度计，日本岛津公司；SIL20A高效液相色谱仪，日本岛津公司；Synergy H1酶标仪，上海新领生物科技发展有限公司；JW-1042低速离心机，安徽嘉文仪器装备有限公司。

1.3 实验方法

1.3.1 工艺流程

工艺流程如下：

青梅盐胚→水洗表面盐分→沥干表面→脱盐处理→渗糖处理→糖渍青梅

（1）挑选表面完整、无机械损伤的腌制青梅，用蒸馏水将梅胚表面附着的盐渍洗去，沥干备用。

（2）脱盐处理：将约100 g沥干的梅胚放入烧杯中，按料液比1:3加入蒸馏水，室温下分别进行静置浸泡、超声波辅助浸泡（频率25 Hz，功率400 W，冷水循环保持室温）、振荡浸泡（振荡转速为150 r/min）、间歇真空辅助浸泡（真空度0.05±0.005 MPa，真空和常压状态循环各持续15 min）脱盐处理8 h，每隔1 h取样。

（3）渗糖：将脱盐梅胚置入容器中，按照料液比1:2加入质量分数65%的蔗糖溶液，静置渗糖时间为4 d，每隔12 h取样。

1.3.2 指标测定方法

（1）水分含量的测定

采用直接干燥法，参照GB 5009.3-2016（食品中水分的测定）[15]。

（2）脱盐率的测定

采用直接滴定法，参照GB 5009.44-2016（食品中氯化物的测定）[16]测定梅胚中氯化钠含量，按照公式1计算脱盐过程中梅胚的脱盐率：

式中：

D——脱盐率，100%；

A0——初始梅胚氯化钠含量，mg；

Ax——脱盐x小时后梅胚的氯化钠含量，mg。

（3）有机酸种类及含量的测定

采用高效液相色谱法，参考GB 5009.157-2016（食品有机酸的测定）。称取1.0 g梅胚果肉于离心管中，加入3 mL 0.3%偏磷酸溶液（质量分数），超声辅助提取15 min后离心（1000 r/min，4 ℃，10 min），取上清液过水系0.22 μm滤膜待测[17]。

（4）总酚、总黄酮含量的测定

称取5.0 g梅胚果肉于离心管中，加入15 mL 60%乙醇（体积分数），超声波辅助提取45 min后离心（8000 r/min，4 ℃，10 min），取上清液备用。总酚采用Folin-Ciocalteu法，以没食子酸为标准品，760 nm测定吸光度值，总黄酮采用芦丁对照法410 nm测定吸光度值，根据标准曲线算出相应的含量[18,19]。

（5）DPPH（2,2-Diphenyl-1-Picrylhydrazyl）自由基清除能力的测定

采用分光光度法，参考赵谋明等[20]的方法并有所改进。称取1.0 g梅胚果肉于离心管中，加入5 mL蒸馏水，超声波辅助提取30 min后离心（8000 r/min，4 ℃，10 min），取上清为样液待测。吸取1 mL样液于试管中，加入5 mL DPPH，漩涡震荡均匀，室温暗室静置20 min，测得样液吸光值；以无水乙醇代替DPPH测空白液吸光值，以无水乙醇代替样液测对照吸光值。按照公式2计算DPPH自由基清除率：

式中：

S——DPPH自由基清除率，100%；

Ax——样液吸光值；

A0——空白吸光值；

A1——对照吸光值。

（6）ABTS＋自由基清除能力的测定

采用酶标仪法，参考李梦杰等[21]的方法并有所改进。按照（7）中方法提取样液，吸取10 μL样液于酶标板中，加入200 μL ABTS+·溶液后振荡30 s，室温条件下避光反应6 min，用酶标仪在波长734 nm测定样液吸光值。用无水乙醇代替ABTS+·溶液作为空白，用水代替样液测得空白吸光值。按照公式3计算ABTS+自由基清除率：

式中：

C——ABTS+自由基清除率，100%；

Ax——样液吸光值；

A0——空白吸光值。

（7）总糖含量的测定

称取2.0 g梅胚果肉于试管中，加入40 mL蒸馏水，沸水浴提取30 min后取出，冷却后离心（8000 r/min，4 ℃，10 min），取上清液备用[22]。采用苯酚-硫酸法490 nm处测定吸光值，以空白为参比。根据吸光度值，在标准曲线上查出相应蔗糖含量，按照公式4计算总糖含量。

式中：

W——总糖含量，%；

m'——从标准曲线查得的蔗糖质量，mg；

V——样品提取液总体积，mL；

N——样液稀释倍数；

Vs——测定时所取样品提取液体积，mL；

m——试样质量，g。

1.3.3 数据分析

以上各项数据实验分别重复3次，试验结果以均数±标准差（mean±SD）表示，单因素方差分析采用SPSS 25.0统计软件进行组间差异比较，显著性水平为P＜0.05；并用Origin 2019软件制图。

2 结果与讨论

2.1 不同物理方式辅助脱盐过程中梅胚脱盐率的变化

梅胚作为中间原料，工业上需脱盐处理至含盐量4%左右，方可用于加工青梅酱、糖渍青梅、青梅果脯等产品，提升脱盐效率对降低生产成本、保持产品品质具有重要意义。不同物理方式辅助脱盐过程中梅胚脱盐率变化如图1所示，由图中可知，前期脱盐率快速升高，梅胚经振荡浸泡、超声辅助浸泡脱盐4 h后脱盐率均超过60%，并在4 h后脱盐率变化平稳，振荡浸泡4 h后梅胚含盐量降至4.15%，超声辅助浸泡6 h后梅胚含盐量降至4.19%；而间歇真空浸泡和静置浸泡方式脱盐5 h后基本达到平衡状态，8 h后脱盐率仍不足60%，梅胚含盐量仍高于5%，说明不同物理方式辅助对脱盐率的变化影响较大，脱盐达到平衡所用时间也有区别，脱盐时间相同的情况下，振荡浸泡方式的脱盐效率最高、超声辅助浸泡方式次之，均明显高于间歇真空浸泡和静置浸泡方式。细胞膜两侧的渗透压是脱盐的唯一动力，只有当传质动力＞阻力时，传质才会进行[13]，振荡浸泡、超声辅助浸泡方式脱盐效率高，可能是由于超声波辅助处理产生机械效应、空化效应，超声压强引起的搅拌、分散和冲击破碎作用，使溶液产生剧烈振动[23]，减小传质阻力，增加水分子与盐离子的交换频率[24]；而振荡处理通过加大梅胚与浸泡清水的接触，加强溶质分子的运动[25]，使得水中的盐离子浓度快速升高并达到平衡，达到快速脱盐的效果；真空辅助脱盐效率低，可能是由于抽真空将梅胚内的气体排除，加速使外部水分转移至果实内，不断地真空与常压反复会导致细胞结构的收缩变形，不利于传质的进行[26]，增加果实组织对盐分和营养组分的阻力，使得脱盐效率与静置浸泡没有显著性差异。

图1 不同物理辅助方式脱盐过程中脱盐率变化Fig.1 The change of desalination rate of salted Prunus mume during different physical-assisted desalting process

2.2 不同物理方式辅助脱盐过程中梅胚水分含量的变化

脱盐是利用内外溶液浓度的差异发生渗透，使盐分从果实组织中析出，外界的水分则向果实内部渗透，使果实组织内部水分含量升高，从而达到脱盐的效果。因此，本研究还考察了不同物理方式辅助脱盐过程中梅胚水分含量变化，结果如图2所示，随着脱盐时间的延长，梅胚内水分含量不断升高，振荡浸泡和超声辅助浸泡方式脱盐4 h后，梅胚水分含量均达到80%，并在6 h达到平衡状态，同样的，间歇真空辅助浸泡、静置浸泡方式脱盐，梅胚水分含量同样在6 h达到平衡状态，但8 h后梅胚的水分含量才达到80%，与图1脱盐率的变化趋势类似。付咪[27]通过研究腌制蔬菜的脱盐的动力学，同样发现整个脱盐过程中，样品水分含量的变化呈正增长，氯化钠含量为负增长，认为当样品和浸泡液的渗透压相等时，体系物质处于动态平衡，氯化钠和水分才会趋于稳定。同样通过图3不同物理方式辅助脱盐前后的梅胚对照图，可以看出，未进行脱盐处理的梅胚表皮比较褶皱，通过四种物理辅助方式脱盐处理后，梅胚果肉相比脱盐前梅胚更加饱满，与上述观察到脱盐过程中梅胚水分含量不断升高的结果一致，由于脱盐过程发生分子交换，盐分析出水分渗入使得水分含量升高。

图2 不同物理方式辅助脱盐过程中梅胚水分含量变化Fig.2 The change of water content of salted Prunus mume during different physical-assisted desalting process

图3 不同物理方式辅助脱盐前后的梅胚Fig.3 Comparison of salted Prunus mume in and after different physical-assisted desalted

2.3 不同物理方式辅助脱盐后梅胚有机酸含量的比较

青梅中有机酸的种类与含量在水果中均位居前列，主要有柠檬酸、苹果酸、单宁酸、苦叶酸、琥珀酸、酒石酸等[28]，是青梅制品酸味的天然来源，具有促进胃酸分泌、促进肠道蠕动、健胃消食作用。不同物理方式辅助脱盐8 h后梅胚的有机酸含量对比如表1所示，青梅鲜果通过盐渍脱盐后，梅胚中均仅检出草酸、苹果酸、柠檬酸三种有机酸。4种不同脱盐方式处理后，梅胚的柠檬酸含量和有机酸总量存在显著性差异，超声辅助浸泡方式脱盐后梅胚中柠檬酸含量和有机酸总量最高，显著高于另外三种方式，分别为33.67、39.26 mg/g，振荡浸泡方式脱盐后梅胚中柠檬酸含量和有机酸总量最低，仅为23.88、28.15 mg/g。另外，振荡浸泡方式脱盐后梅胚中苹果酸含量显著低于静置和超声辅助浸泡，可能是由于振荡加大了梅胚在水溶液中运动的相对速度和动能，相比其他物理辅助方式加速了有机酸分子扩散和水分转移速度。

表1 不同物理方式辅助脱盐后梅胚有机酸含量对比Table 1 Comparison of organic acid content in different physical-assisted desalted Prunus mume (mg/g)

2.4 不同物理方式辅助脱盐后梅胚总黄酮及总酚含量比较

青梅中黄酮、酚类物质作为天然抗氧化剂可有效清除自由基实现抗氧化作用[17]。梅胚脱盐过程中，由于传质作用，水溶性的酚类和黄酮类物质同样会不同程度的随着盐离子渗出到浸泡液中，营养成分会受到不同程度的损失，进而影响后期糖渍青梅制品的品质。不同物理方式辅助脱盐8 h后青梅胚总酚和总黄酮含量如图4所示。从图4中可以看出，不同方式脱盐后梅胚中总酚、总黄酮含量有显著性差异，间歇真空辅助浸泡脱盐后梅胚的总酚含量最高为501.56 mg/kg，振荡浸泡最低为410.89 mg/kg，其中静置浸泡和超声辅助浸泡脱盐后总酚含量没有显著性差异，振荡浸泡和其他三种方式脱盐后总酚含量有显著性差异；静置浸泡脱盐后梅胚黄酮含量165.58 mg/kg，显著高于其他三种方式，超声辅助浸泡后最低为129.54 mg/kg，其中振荡浸泡与超声辅助浸泡两种方式脱盐后黄酮含量没有显著性差异。结合2.1部分的分析结果，在确保脱盐效率的前提下，超声波辅助浸泡脱盐能相对保留梅胚抗氧化成分物质。

图4 不同物理方式辅助脱盐后梅胚总黄酮及总酚含量比较Fig.4 Comparison of total flavonoids content and polyphenol content in different physical-assisted desalted Prunus mume

2.5 不同物理方式辅助脱盐后梅胚抗氧化活性比较

青梅中所含的类黄酮、花青素等酚类物质具有良好的抗氧化性。有研究表明，青梅的果皮抗氧化性比果肉更强[27]。DPPH作为一种稳定的自由基，可以接受电子或氢自由基而成为稳定的抗磁性分子，被广泛用于评价活性化合物的抗氧化能力[30]。ABTS+自由基由于更易被清除且与抗氧化剂反应时间更短，同样能很好地评价食品的抗氧化性能[31]。不同物理方式辅助脱盐后8 h后梅胚的DPPH和ABTS+自由基清除能力结果如图5所示，发现采用不同评价方式对不同方式脱盐后梅胚的抗氧化活性均无显著性差异（P＞0.05）。青梅抗氧化活性的贡献来源于黄酮、多酚类物质以及部分有机酸等活性成分，可能是脱盐过程中，不同脱盐方式对青梅胚中总抗氧化活性成分的影响不大，使得不同方式脱盐后四种梅胚之间的DPPH和ABTS+自由基清除率无显著性差异。

图5 不同物理方式辅助脱盐后梅胚抗氧化活性比较Fig.5 Comparison of antioxidant activity in different physical-assisted desalted Prunus mume

2.6 不同物理方式辅助脱盐后梅胚渗糖效果比较

渗糖是脱盐青梅胚制作糖渍果脯的关键工艺环节，传统方式是将脱盐梅胚置入高浓度糖液中静置渗糖，通过渗透传质提升梅胚中总糖含量[32]。总糖含量是反映果脯品质的重要指标之一，如何提升渗糖效率也是蜜饯果脯行业的研究重点，因此本研究将渗糖效率作为考察脱盐工艺的指标之一，不同物理方式辅助脱盐后梅胚渗糖效果如图6所示。从图6可以看出，在相同的渗糖时间内，振荡浸泡、超声辅助浸泡脱盐后梅胚的渗糖速率是明显快于静置浸泡、间歇真空辅助浸泡，渗糖4 d后青梅果脯总糖含量分别为36.52%、34.10%、27.12%、24.37%，渗糖速率的趋势与脱盐过程中含盐量和水分含量所反映出的规律基本一致，超声波辅助浸泡和振荡浸泡脱盐相比静置浸泡脱盐能显著提高脱盐青梅胚的渗糖速率。可能由于超声波的微扰效应在降低梅胚表面对物料的吸附力的同时产生了微孔道，在脱盐过程中产生了冲击流和射流的强度击穿了细胞膜[33]，提高了渗透速率的同时也破坏了梅胚的内部结构，使得梅胚渗糖效率较好；振荡浸泡则可能是因为振荡机械效应加速分子运动，提升传质效率，盐分快速渗出时对梅胚组织结构产生较大破坏，使得后续渗糖效率较好。

图6 不同物理方式辅助脱盐后梅胚渗糖效果比较Fig.6 Comparison of sugar permeability efficiency in different physical-assisted desalted Prunus mume

3 结论

本研究通过对比静置浸泡、超声辅助浸泡、振荡浸泡、间歇真空辅助浸泡4种脱盐方式对梅胚脱盐率、水分含量、总黄酮、多酚、有机酸、渗糖效率的影响，发现振荡浸泡脱盐效率最高，脱盐4 h后梅胚含盐量降至4.15%，超声辅助浸泡次之，脱盐6 h后梅胚含盐量降至4.19%，而间歇真空辅助浸泡和静置浸泡脱盐8 h后梅胚含盐量仍高于5%，脱盐效率显著低于振荡浸泡和超声辅助浸泡方式；超声波辅助脱盐后梅胚中柠檬酸、有机酸、总酚含量别为33.67 mg/g、39.26 mg/g、458.06 mg/kg，显著高于振荡浸泡的23.88 mg/g、28.15 mg/g、410.89 mg/kg，总黄酮和抗氧化活性则两者之间无显著性差异；通过对比考察4种方式脱盐后梅胚的渗糖效率，发现振荡脱盐和超声波脱盐梅胚的渗糖效率接近，且显著高于另外两种方式。相比流动水脱盐浪费水资源的问题，在确保脱盐效率的前提下，综合考虑有机酸的保留、多酚等品质指标，超声辅助浸泡是一种有效的脱盐手段，在工业化生产中将会有广泛的应用前景；如考虑生产成本及产业化生产的便利性，振荡脱盐是青梅脱盐是工业生产中较优的方式。