速凍鮮食玉米的凍結規律及工藝優化研究

（1.新疆農業職業技術學院，園林科技學院，新疆昌吉 831100；2.新疆農業科學院，農產品貯藏加工所，新疆烏魯木齊 830091）

鮮食玉米是指在乳熟期采收經簡單的加工（如蒸、煮、烤等）即可食用的玉米。它含卵磷脂、亞油酸、VE，纖維素的含量比精米、精面高6～8倍，常食可防治結腸癌、息肉癥及動脈硬化[1-3]。玉米含鈣較多，常食玉米對骨骼脆化及幼兒生長遲緩等疾病有一定的輔助作用。被稱為“黃金食品”的玉米以其營養豐富、風味獨特、色佳皮薄、香味濃郁而深受國內外消費者的喜愛，被稱為目前十大高檔蔬菜之一。

新疆昌吉州地處天山北坡的優勢地帶，具有生產優質玉米充裕的光、熱、水、土資源，根據自治區大力發展高產、優質、高效、生態、安全的特色農業的要求，新疆昌吉地區玉米種植面積約5 000 hm2。鮮食玉米含水量高，含糖量高，采收時氣溫較高，所以不易保存，室溫下放置3 d～5 d即失去原有的色、香、味等獨特的品質。鮮食玉米進行速凍后具有存放時間長、營養保存好、經濟效益高的特點，市場發展前景廣闊。本研究以昌吉主栽的中糯301、超甜2018為試材，對鮮食玉米穗的速凍工藝及理化變化進行了初步研究，得出了鮮食玉米穗速凍的最佳工藝，為鮮食玉米穗的速凍加工提供了理論參考及工藝參數。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

1.1.1 材料

中糯 301、超甜2018，長度 15cm～16cm，重量 190g～229 g，購自新疆昌吉市北公園早市，產地新疆昌吉大西渠。

1.1.2 化學試劑

濃硫酸、蒽酮、考馬斯亮藍、葡萄糖、愈創木酚、過氧化氫、均為分析純。

1.1.3 儀器設備

FA2004電子天平：上海儀器天平廠；722型可見分光光度計：上海光譜儀器分析有限公司；液氮罐、FYL-YS-128L超低溫冰柜：北京福意聯有限公司；DZ-800/2S真空包裝機：山東潤生機械有限公司；DS-1高速組織搗碎機：金壇市萬華實驗儀器廠；DHG-9123A鼓風式干燥箱：鎮江市科密儀器儀表有限公司；普通冰箱、HH-600電熱三用恒溫水浴鍋：上海比朗儀器制造有限公司；YXJ-1低速臺式離心機：江蘇省金壇市環宇科學儀器廠等。

1.2 方法

1.2.1 玉米凍結規律的研究

取新鮮采摘的中糯301去皮后將數字式溫度計的探針插人玉米中心，然后整穗浸入液氮中，記錄隨時間變化的溫度情況，繪制凍結曲線并計算結冰率，討論玉米凍結規律。結冰率計算采用近似計算公式：結冰率 K（%）=100（l-t冰點/t終溫）[4]

1.2.2 護色劑實驗

1.2.2.1 最佳護色劑的選擇

以中糯301、超甜2018為實驗材料，用原料重量2倍的1.5%食鹽溶液、自來水、1.5%VC對玉米穗護色20 min，以黃色比色板做對照，確定具有最佳護色劑。自制黃色比色板，以新鮮玉米的黃色為6級，黃白色為0級，依次遞減。

1.2.2.2 最佳護色劑濃度的選擇

以中糯301、超甜2018為實驗材料，用原料重量2倍的食鹽溶液護色，采用 0.5%、1%、1.5%、2%的食鹽溶液玉米穗護色20 min，以黃色比色板做對照，確定具有最佳護色濃度。

1.2.2.3 最佳護色時間的選擇

以中糯301、超甜2018為實驗材料，用原料重量2倍的食鹽溶液護色，采用最佳濃度的食鹽溶液對玉米穗護色10、20、30、40 min，以黃色比色板做對照，確定最佳護色時間。

1.2.3 燙漂實驗

1.2.3.1 燙漂方法的選擇

以中糯301、超甜2018為實材，用水煮、汽蒸、紅外干燙漂三種不同的處理方法，處理25 min，測定玉米籽粒中可溶性總糖、淀粉、可溶性蛋白質的含量，確定最佳熱燙方法。可溶性總糖測定用蒽酮硫酸比色法[5-6]，淀粉含量測定用蒽酮硫酸比色法[7-9]。可溶性蛋白質含量測定用考馬斯亮藍G-250法[10]。

1.2.3.2 燙漂時間、溫度的選擇

以中糯301、超甜2018為實材，采用時間分別為10、15、18、20、25min，進行冷點溫度測定，并用 1.5%愈創木酚酒精液和3%H2O2液等體積量混合，滴定穗軸中心，觀察顏色變化，如在數分鐘內不變色，則表示過氧化氫酶已被破壞，用“—”表示；否則出現褐色，表示該酶仍有活性，用“+”表示，以此判斷穗軸的確定最佳熱燙時間。

1.2.4 凍藏實驗

以中糯301、超甜2018去苞皮，每個品種分別在最佳護色參數和燙漂參數條件下，速凍，處理樣均在-18 ℃凍藏。分別凍藏在 5、10、15、30、40、50、60、90、120、150、180、210、240 d 取樣，每次取 10 穗玉米，取中部籽粒烘干后，測定其可溶性總糖、淀粉、可溶性蛋白質、水分含量，并品評玉米的風味。感官品質評價：將不同處理的玉米穗洗凈、生的玉米穗蒸熟，熟的玉米穗加熱，采用10分制計分，色、香、味分別為2分、3分、5分[11]。評分的具體指標為：玉米穗籽粒基本不退色的為2分，輕微退色的為1.5分，退色嚴重的為1分；具有本品種固有香味的為3分，香味不突出的為2分，無香味的為1分；具有本品種固有甜或糯味的為5分；風味較好的為3分，風味差的為1分。

1.2.5 包裝實驗

將速凍的玉米稱重后分別按表1給出的包裝工藝進行包裝，然后置于-18℃～-20℃冰柜中貯藏，每隔1個月取出部分玉米進行解凍，用紙巾吸干表面明水后稱重，計算玉米失重率，比較不同包裝對速凍玉米貯藏期間失水的控制作用，選擇最佳包裝工藝。

表1 不同包裝工藝設計Table 1 Different packaging process design

2 結果與討論

2.1 鮮食玉米凍結規律的研究

通過測定鮮食玉米的凍結曲線圖1，可以了解玉米中水分結冰時，最大冰晶生成區的范圍、玉米凍結時的過冷點，以及不同凍結時間的玉米結冰率等凍結規律，為選擇最佳速凍工藝提供理論依據。

圖1 鮮食玉米的凍結曲線Fig.1 Freezing curve of fresh corn

從圖1可以看出，玉米在降溫過程中會發生過冷現象，玉米的過冷點在液氮速凍3 min左右時出現，約-1.2℃。冷凍4 min左右后達冰點約-0.7℃，其過冷點與冰點溫度相差約為-0.6℃，食品的過冷溫度和凍結溫度與其可溶性固型物含量有關，冰點隨溶液濃度增大而降低。

圖2 結冰率與凍結溫度的關系Fig.2 The relationship between the rate of freezing temperature of the ice

從圖2可以看出，玉米在-1℃時結冰率僅有40%，降至-5℃時，結冰率才達到88%。結合圖1可以看出，在凍結9 min后溫度才出現大幅下降，此時的溫度為-5℃左右。凍結時最大冰晶生成區的范圍在-5℃～-1.2℃，所以在速凍玉米加工過程中，應該使玉米溫度在9 min內從-1.2℃降至-5℃以下才能達到速凍要求。

2.2 護色實驗

2.2.1 最佳護色劑的選擇

中糯301、超甜2018的護色效果以黃色板做比較，均為1.5%食鹽溶液為5級，自來水為3級，1.5%VC為5級，考慮到成本問題，所以選擇食鹽溶液做為最佳護色劑。

2.2.2 最佳護色劑濃度的選擇

對中糯301、超甜2018分別進行了不同濃度護色劑的護色效果比較試驗，發現0.5%的食鹽溶液浸泡鮮玉米穗30 min護色，護色效果都不明顯，玉米的黃色素與對照的顏色基本相同；1%、1.5%、2%的食鹽溶液浸泡30 min，均可達到護色要求，護色后的玉米比對照的玉米黃色深。因此，實驗確定1%的食鹽濃度為最佳護色劑濃度。

2.2.3 最佳護色時間的選擇

對中糯301、超甜2018用1%的食鹽溶液進行不同時間的護色效果比較，1%的食鹽溶液浸泡兩個品種的鮮玉米穗10 min，護色效果都不明顯，玉米的黃色素與對照的顏色基本相同；護色20 min以上均能達到較好的護色效果，同時具有驅蟲效果。

2.3 燙漂實驗

2.3.1 燙漂方法的選擇

表2 不同燙漂方法對玉米營養品質的影響Table 2 Effect of different blanching methods on nutritional quality in maize

速凍產品在速凍和解凍過程中發生的色澤、質地、風味上的變化都和酶的活性有關，為保證其質量，在速凍前必須進行燙漂滅酶，一般以過氧化氫酶做為指示酶，通過檢驗燙漂后該酶的活性來篩選燙漂溫度、時間及燙漂方法。上表2顯示，水煮和汽蒸熟化25 min，都會使玉米籽粒中的可溶性總糖、淀粉、可溶性蛋白質溶于水中但是水煮比汽蒸營養物質損失多，風味差。紅外干燙漂的方法可以避免其可溶性成分損失的問題，但是玉米顆粒的質感較硬，口感不好。綜上所述，鮮食玉米穗的燙漂方法采用汽蒸法為宜。

2.3.2 燙漂時間、溫度的選擇

由表3顯示，隨著熱燙時間的延長，玉米芯中部溫度呈上升趨勢，耐高溫過氧化物酶活性呈下降趨勢。汽蒸22 min，玉米穗的冷點溫度分別為95.7℃，過氧化物酶被完全抑制。實驗認為，溫度＞95℃，多酚氧化酶開始鈍化，根據玉米穗的大小不同，汽蒸時間在22 min～30 min效果較好。目前在生產中，鮮玉米穗的熱燙溫度和時間不夠，導致穗軸中心的多酚氧化酶沒有完全鈍化，穗軸變酸，出現異味。

表3 不同燙漂時間對多酚氧化酶活性的影響Table 3 Effect of different blanching time on the activity of polyphenol oxidase

2.4 凍藏實驗

2.4.1 凍藏時間對速凍玉米營養品質的影響

表4 不同凍藏時間對速凍玉米營養品質的影響Table 4 Influence of different frozen storage time on nutrition quality of quick frozen corn

由表4顯示，中糯301和超甜2018兩個品種的熟玉米穗速凍后，在-18℃凍藏期間，營養物質的變化趨勢基本一致，隨凍藏時間的延長，可溶性總糖、水分含量均呈下降趨勢，只有淀粉含量呈上升趨勢，但變化幅度也較小，可溶性蛋白質含量無太大變化。可溶性總糖的下降是由于經燙漂處理的玉米穗，其細胞已處于死亡狀態，細胞膜失去了原有的半滲透性，導致在凍藏過程中糖分外滲；水分下降是由于熟玉米經過熱燙后組織的透性增大，凍藏過程中水以冰晶的形式析出；淀粉含量增加的原因，可能是經過燙漂等工藝使各種酶類發生鈍化，淀粉質量變化不大，但是由于水分含量的下降，使得淀粉的質量百分數呈上升趨勢。

2.4.2 凍藏時間對速凍玉米感官品質的影響

中糯301和超甜2018兩個品種的熟玉米穗速凍后，在凍藏150 d前，口感良好，中糯301品評后感覺糯、香、嫩，超甜2018品評后的感覺是甜、香、嫩；凍藏180 d，籽粒輕微皺縮，但色澤及口感良好；凍藏210 d及240 d時，籽粒皺縮加重，但超甜2018比中糯301籽粒皺縮程度大；凍藏240 d后，超甜2018有微弱的酸味，有可能與脂肪氧化有關，但仍有食用價值。凍藏相同時間時，中糯301較超甜2018口感好。可見，速凍后的中糯301至少可凍藏8個月，超甜2018至少可凍藏7個月，仍能保持較好的飽滿度、甜、香味。

2.5 包裝對速凍玉米營養品質的影響

包裝主要是對速凍玉米水分含量的保存影響比較大，合理包裝能控制速凍果蔬制品內部冰晶的升華，可有效地防止水分從果蔬表面蒸發而造成的產品表面脫水干枯現象。一般生產中采用真空包裝，有的廠家也采取包冰衣等特種包裝形式。由于包冰衣不需要包裝材料，同時沒有能耗，成本很低，如果能達到保水的目的，則為最佳包裝工藝。實驗比較了不包裝、真空包裝與包冰衣對速凍玉米在凍藏過程中對產品失水的影響，結果見表5。

表5 不同包裝對速凍玉米失重率的影響Table 5 Different packaging weight loss rate of frozen corn

中糯301和超甜2018兩個品種速凍玉米穗在凍藏期間會出現脫水干枯現象，隨著凍藏時間的延長，該現象會表現得更為嚴重。未經包裝的速凍玉米貯藏8個月后，失重達到13%～14%左右，產品嚴重失水萎縮很難煮熟，真空包裝后的玉米包裝阻止了水分的干耗，保證了速凍玉米良好的外觀和應有的口感。因此，速凍玉米在凍結后必須進行包裝才能長時間凍藏。包冰衣處理與真空包裝相比，凍藏4個月內兩者對抑制失水的作用相差不大，但隨著貯藏時間的延長，真空包裝的玉米失重率明顯低于包冰衣處理的玉米。由此可知，對凍藏時間為3個月左右的速凍玉米采用包冰衣處理既能保持產品品質，又不會增加生產成本，但對需要長期進行凍藏的玉米來說，則采用真空包裝效果更佳。

3 結論

鮮食玉米凍結時過冷點為-1.2℃，冰點為-0.7℃，最大冰晶生成區范圍在-5℃～-1.2℃之間。速凍過程中玉米溫度在9 min內從-1.2℃降至-5℃以下才能達到良好的速凍效果。采用1%的食鹽溶液浸泡鮮玉米穗20 min，可達到驅蟲和護色的效果；相比較水煮、紅外干燙漂而言，汽蒸是一種比較理想的燙漂方法，燙漂時間為22 min～30 min可使多酚氧化酶發生變性；凍藏過程中玉米中的可溶性總糖、蛋白質、水分的含量均有下降趨勢，保藏8個月仍能保持的感官品質，速凍玉米在-18℃采用包冰衣的方法可滿足0～3個月的短期保藏，采用真空包裝可保藏6～8個月。

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