冷冻速度对苹果贮期品质的影响_田津津.pdf

第36卷第1期2023年3月Vol.36 No.1Mar.2023海南师范大学学报（自然科学版）Journal of Hainan Normal University（Natural Science）冷冻速度对苹果贮期品质的影响田津津，徐双喜，张哲*，陈佳楠，严雷，计宏伟，郭旭（天津商业大学 天津市制冷技术重点实验室，天津 300314）摘 要：为了研究不同冷冻处理速度对苹果贮藏品质的影响，分别采用0.5/min和3.5/min两种冷冻速度对苹果进行冷冻处理，分析苹果贮藏期间的品质变化。结果表明：冷冻处理速度显著影响苹果的贮藏品质。高冷冻速度处理的苹果品质损伤更小且苹果硬度、可溶性固形物、维生素C含量更高，口感、营养价值更好；同时L*值更高，a*值、b*值更低，外表面颜色保持得更鲜艳。关键词：冷冻速度；硬度；L*值；a*值；b*值；可溶性固形物；可滴定酸；维生素C中图分类号：TS255.3 文献标志码：A 文章编号：1674-4942（2023）01-0060-05Effects of Freezing Rate on Quality of Apples During StorageTIAN Jinjin，XU Shuangxi，ZHANG Zhe*，CHEN Jianan，YAN Lei，JI Hongwei，GUO Xu（Tianjin Key Laboratory of Refrigeration Technology，Tianjin University of Commerce，Tianjin 300134，China）Abstract:To study the effects of different freezing speeds on the storage quality of apples,two freezing speeds of 0.5/min and 3.5/min were used to freeze the apples respectively,and the quality changes of apples during storage were analyzed.The results showed that the freezing speed significantly affected the storage quality of apples.Apples treated at high freezing speeds had less quality damage,higher apple hardness,soluble solids,and vitamin C content,better taste and nutritional value.At the same time,the L*value was higher,the a*value and b*value were lower,the color of the outer surface remained more bright.Keywords:freezing speed;hardness;L*value;a*value;b*value;soluble solids;titratable acidity;Vc苹果因产量高，存放时间长以及味道甜美而广受欢迎。一日一苹果，医生远离我1，苹果具有重要医学价值。苹果内的多酚作为天然抗氧化剂，拥有防癌、抗动脉硬化等多种医学疗效2；苹果内的维生素C具有加强免疫力，预防缺铁性贫血和帕金森综合症的功能3。中国一直是世界上栽植苹果最多的国家，截至2019年全国苹果总产量大约4 242.5万t，占世界苹果总产量的50%以上4-5，如此大的苹果产量，每年因采后预冷不及时、贮藏等不合理造成的腐烂问题也相当突出。冷冻贮藏具有成本低、无环境污染、贮藏时间长等特点。低温一方面可以降低果实中与呼吸作用相关的酶活性，减小呼吸速率；另一方面低温也可以抑制微生物的繁殖，减慢腐烂速度，使果实在较长时间内保持颜色、香、味和营养6。近些年随着对细胞代谢和衰老机理的研究，果蔬冷冻贮藏技术发展到了新阶段。大多数专家学者认为冰晶损伤是造成水果品质下降的重要原因，闫根柱等使用近冰温和0 2种温度进行贮藏梨的实验，发现近冰温贮藏可以极大减轻细胞膜损伤，保持果实硬度和风味，贮藏品质明显好于0 贮藏7。张哲等在葡萄冷Doi：10.12051/j.issn.1674-4942.2023.01.009收稿日期：2021-10-14基金项目：国家自然科学基金项目（12172254，52106106）；天津市自然科学基金项目（21YDTPJC00300）；天津津市研究生科研创新项目（2020YJSS066）第一作者：田津津（1978），湖北襄阳人，高级实验师，研究方向为食品冷链。E-mail：*通信作者：张哲（1975），天津人，教授，研究方向为食品冷链。E-mail：田津津，等：冷冻速度对苹果贮期品质的影响第1期冻复温试验中发现降温速度越快，葡萄的近冰温温度越低，结冰时间越短，葡萄品质保持得越好8。刘宝林等认为在玻璃化转变环境下果实内的自由水扩散速度极低，可以避免冰晶的产生，极大地消除冰晶损失9。目前冷冻贮藏研究主要集中在冷冻温度、空气湿度等因素对贮藏品质的影响，而对于降温速度的研究较少，本实验用可编程的恒温恒湿箱对苹果进行不同降温速度冷冻贮藏，旨在研究降温速度对苹果品质的影响。1 材料与方法 1.1 材料与仪器1.1.1 实验材料及试剂选用山东红富士苹果作为实验材料，挑选出成熟度相同、大小相近、无机械损伤的苹果进行贮藏实验。氢氧化钠，上海麦克林生化科技有限公司；酚酞指示剂，沈阳从科化工有限公司；草酸，天津市津东天正精细化学试剂厂；抗坏血酸，上海化科实验器材有限公司；2-6二氯酚靛酚，青岛腾岳海邦化工科技有限公司。1.1.2 仪器设备HT-8045A型可程式恒温恒湿试验机，深圳市银飞电子科技有限公司；LT-DBX120F型可程式热风循环干燥箱，上海珂淮仪器有限公司；TA.XT.Plu硬度计，上海超技仪器技术有限公司；CR-400型色差仪，日本柯尼卡美能达；UV-1780型紫外分光光度计，济南奥诺生物工程有限责任公司；PAL-BX/ACID1型手持式折光仪，南京卓恒科学仪器有限公司。1.2 实验方法实验使用的恒温恒湿箱具有可编程功能，可以按照程序进行精准降温。将苹果分为3组，分别放置到相应的恒湿恒温箱中，其中两组作为冷冻贮藏组，降温速度分别为3.5、0.5/min，另外一组作为对照组（CK组），温度为恒温4，具体实验方案见表1。为实时追踪苹果冻结情况，在苹果赤道处取4个点插入温度传感器，检测果心温度变化，温度曲线如图1所示。贮藏期间每隔12 h从各分组中取出待测样品并放置在热风循环干燥箱进行解冻处理，测量各组苹果硬度、色差、可溶性固形物、可滴定酸和维生素C含量。1.2.1 硬度测量果实硬度测量参考 NY/T 2009-2011 水果硬度的测定10，随机选取810个干净、无病害、无伤痕的果实样品，在每个苹果赤道附近均匀取4个待测点，削去一层薄层后，将TA.XT.Plus探测压头均速压入到果肉中，读数，取四点的平均值。1.2.2 色差测定果实色差测定参考郭志明等11的方法，使用手持式CR-400型色差仪测量赤道处果皮颜色。测量时选在没有光线直射、杂光干扰的环境下进行。表1恒温恒湿箱参数设置Table 1Parameter settings of constant temperature and humidity machine组 类3.5/min组0.5/min组CK恒温恒湿箱初始温度/25254恒温恒湿箱降温速度/（/min）3.50.5-恒温恒湿箱最终温度/-18-184复温温度/444图 1不同冷冻速度处理下苹果果心温度随处理时间的变化Figure 1Variation of apple core temperature with time change under different freezing treatment612023年海南师范大学学报（自然科学版）1.2.3 可溶性固形物（TSS）、可滴定酸（TA）、维生素C含量的测定可溶性固形参考NY/T 2637-201412进行测定，可滴定酸使用酸碱滴定法测定13，维生素C使用2-6二氯酚靛酚滴定法测量14。每个待测液重复测量3次，取平均值。1.2.4 数据处理与分析使用Excel表格记录实验数据并导入到origin中生成折线图，分析各组苹果理化参数随冷冻时间的变化情况。2 结果与分析 2.1 冷冻速度对果实硬度影响果实的硬度反映了果肉抗压能力的强弱，影响口感爽脆度，是苹果质量评估的重要参数，苹果贮藏要尽量保持果实的硬度15。图2为两组果实在不同时刻下的硬度值变化趋势图。3.5/min和0.5/min冷冻处理的苹果在贮藏期间硬度值都明显下降，60 h后，对比对照组果实硬度分别下降了32.7%和34%。硬度值降低的原因是细胞内的水分子通过渗透作用扩散到外组织液，与组织外液的小冰晶融合形成大冰晶，大冰晶挤压细胞壁，造成细胞壁损伤软化，果实硬度值降低。实验结果表明，3.5/min冷冻速度贮藏苹果在冻结过程中可以减少大冰晶的产生，苹果损伤更小，硬度值更高。2.2 冷冻速度对果实色差的影响使用色差仪测量果实的L*值、a*值和b*值，L*值代表果实的亮度，L*值越大，表明果实越亮，a*值和b*值分别代表果实的红绿度和黄蓝度，a*值越大表明果实颜色越红，b*值越大表明果实颜色越黄。图3（a）为不同冷冻速度下果实亮度随贮藏时间的变化趋势图，从图3（a）可以看出，苹果L*值在前12 h剧烈下降，在24 h后趋于稳定，这是由于物料在前12 h为冻结期，冰晶降低了苹果亮度，在24 h后，物料趋于完全冻结，L*值亮度保持稳定，由图3（a）可知，在第60 h，3.5/min和0.5/min组相较于对照组的L*值分别下降5.1%和6%，更高的冷冻速度有利于保持亮度。图3（b）、（c）为不同冷冻速度下的果实a*、b*值随贮藏时间的变化趋势图，a*、b*值均随贮藏时间增加而增加，第60 h后，3.5/min和0.5/min冷冻速度贮藏苹果的a*值相较于对照组分别增加315%、330%，b*值分别增加9.2%、10.8%，由此，3.5/min 抑制果实颜色向红色和黄色的转变效果更好。综合对比 L*值、a*值和 b*值，3.5/min冷冻速度贮藏的苹果颜色更鲜艳。010203040506076777879808182838485L*/%处理时间/h CK 3.5/min 0.5/min01020304050600.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.2 a*/%处理时间/h CK 3.5/min 0.5/min01020304050601819202122b*/%处理时间/h CK 3.5/min 0.5/min(a)(b)(c)图3不同冷冻处理对色差的影响Figure 3Effects of different freezing treatments on chromatic aberration01020304050603.54.04.55.05.56.06.57.07.58.0硬度/(kg/cm-2)处理时间/h CK 3.5/min 0.5/min图 2不同冷冻处理对苹果硬度的影响Figure 2Effects of different freezing treatments on hardness62田津津，等：冷冻速度对苹果贮期品质的影响第1期2.3 冷冻速度对果实可溶性固形物的影响可溶性固形物是衡量水果甜度16。图4为苹果在不同时刻下可溶性固形物的变化趋势图，从图4可以看出，两组不同冷冻速度贮藏苹果的可溶性固形物含量均先上升后下降。在前12 h内两组苹果的可溶性固形物均显著增加，并在第24 h分别达到最高值17.86%和18.73%，这是由于