凍結(jié)溫度對速凍方竹筍品質(zhì)特性的影響

劉玉凌,夏楊毅,2,*,李洪軍,2

(1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心,重慶 400715)

凍結(jié)溫度對速凍方竹筍品質(zhì)特性的影響

劉玉凌1,夏楊毅1,2,*,李洪軍1,2

(1.西南大學(xué)食品科學(xué)學(xué)院,重慶 400715;2.重慶市特色食品工程技術(shù)研究中心,重慶 400715)

為評價速凍方竹筍的品質(zhì)特性,實驗以金佛山方竹筍為原料,研究不同凍結(jié)溫度對速凍方竹筍的品質(zhì)特性影響。結(jié)果表明:-23 ℃和-40 ℃凍結(jié)溫度的速凍方竹筍水分含量分別為91.62%、90.49%,與對照組比較顯著下降(p<0.05);硬度分別為628.50±55.72、(746.67±30.2)g,剪切力分別為2286.03、2851.13 g(p<0.05),但均與對照組呈顯著性下降(p<0.05);L*值分別為70.73±0.26、68.52±0.54,a*值分別為-1.50±0.08、-2.03±0.20,顯著下降(p<0.05);b*值分別為24.06±0.15、25.20±0.19,顯著增加(p<0.05)。說明速凍對方竹筍的品質(zhì)特性有顯著影響,但-40 ℃凍結(jié)更有利于保持方竹筍的質(zhì)地。

方竹筍,速凍,質(zhì)構(gòu),色澤,品質(zhì)特性

速凍是一種迄今有80多年歷史的果蔬加工保鮮技術(shù)[1],因快速通過最大冰晶生成帶,能有效避免大冰晶致使的機(jī)械損傷和汁液流失,較好地保持食品原有的色澤、風(fēng)味和營養(yǎng)成分[2-3]。研究表明速凍形成的小冰晶對細(xì)胞的微觀結(jié)構(gòu)破壞較小,能較高地保持荔枝的色澤和品質(zhì)特性[4];速凍對胡蘿卜組織結(jié)構(gòu)的損傷小于緩慢冷凍胡蘿卜[5]。

金佛山方竹(Chimonobambusautilis)為禾本科(Poaceae)竹亞科(Bambusoideae)寒竹屬植物[6],因其形呈四方、有角有棱,每年八月中旬發(fā)筍,與大多數(shù)春筍形成季節(jié)反差。金佛山方竹筍富含氨基酸(246.21 mg/g干粉),除亮氨酸以外的7種必需氨基酸(占44.05%)接近魚類的必需氨基酸總量比(44.80%～45.92%),呈味氨基酸占58.90%[7];鉀、鐵、鋅、硒等礦物元素高于大多數(shù)蔬菜[8],提取液具有一定的抗突變作用[9]。研究表明方竹筍營養(yǎng)豐富,高蛋白、低脂肪,味道鮮美,是一種具有養(yǎng)生保健功能的森林蔬菜[10]。目前,方竹筍加工的原料貯存主要采用干制、鹽漬等方式,致使后續(xù)加工中存在殘硫量較高、難以脫鹽等問題[11],而作為較好原料保藏的速凍方竹筍研究仍處于空白。為此,實驗以南川金佛山方竹筍為原料,探討速凍方竹筍的質(zhì)構(gòu)和色澤變化,為方竹筍的速凍保藏和工業(yè)化生產(chǎn)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

方竹筍 采自重慶市南川區(qū)金佛山牽牛坪(海拔1800～2000 m)。

CT3質(zhì)構(gòu)分析儀 美國Brookfleld公司;TA-XT2i物性測定儀 英國Stable Micro System公司;Ultra Scan PRO測色儀 美國Hunter Lab公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 工藝流程 原料→去殼、挑選→清洗、切片→漂燙→冷卻、瀝干→包裝→速凍→貯藏。

1.2.2 樣品制備 金佛山方竹筍采摘后4 h內(nèi)運回實驗室立即處理。挑選無機(jī)械損傷、色澤較好、筍齡和大小相對一致的新鮮方竹筍,去殼,洗凈;切成2 cm×8 cm×5 mm的片狀,沸水中熱燙11 min,常溫流動水快速冷卻后自然瀝干,真空包裝;預(yù)冷至4 ℃后,分為3組,其中一組作為對照組,其余兩組分別在-40、-23 ℃條件下快速凍結(jié)至中心溫度-18 ℃,然后在-18 ℃條件下凍藏35 d后取出,在4 ℃恒溫條件下空氣解凍后進(jìn)行指標(biāo)測定。

1.3 指標(biāo)測定

1.3.1 水分測定 參照GB5009.3-2010《食品中水分的測定》的直接干燥法進(jìn)行測定。

1.3.2 質(zhì)構(gòu)測定

1.3.2.1 硬度、咀嚼性、內(nèi)聚性的測定 參照Rami[12]和鄭炯[13]等人的方法稍加改動,將樣品切成1 cm×2 cm×5 mm的片狀,置于質(zhì)構(gòu)儀TA44探頭下進(jìn)行TPA測試。質(zhì)構(gòu)儀測試參數(shù):測前速率1 mm/s,測試速率1 mm/s,測后速率1 mm/s;壓縮距離2 mm;停頓時間5 s;數(shù)據(jù)采集速率400 pps;觸發(fā)值5 g。

1.3.2.2 剪切力的測定 參照段宙位[14]等人的方法略有改動,將樣品切成2 cm×2 cm×0.5 cm的塊狀,置于質(zhì)構(gòu)儀HDP-BSW探頭下進(jìn)行剪切力測試。測定參數(shù):測前速率:1.5 mm/s,測試速率:1.5 mm/s;測后速率10 mm/s;觸發(fā)點負(fù)載:25 kg;回程距離:30 mm;測定時須垂直纖維的方向切割。

1.3.3 色澤測定[15]將樣品切成長2 cm×2 cm×0.5 cm的片狀,放入樣品杯中,使用測色儀于常溫下采用去除鏡面反射模式測定。采用亨特均勻表色系L*、a*、b*。其中,L*為亮度,L*=0表示黑色,L*=100表示白色;a*值和b*值分別代表一個直角坐標(biāo)的綠紅和藍(lán)黃兩個方向,即+a*表示紅色方向,-a*表示綠色方向;+b*表示黃色方向,-b*表示藍(lán)色方向。并通過計算得出總色差ΔE,公式如下:

1.4 數(shù)據(jù)分析

使用SPSS 20、Origin 8.1等軟件進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的方差分析和顯著性檢驗,每組實驗數(shù)據(jù)重復(fù)測定3次,實驗數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 凍結(jié)溫度對方竹筍水分含量的影響

由圖1可知,-40 ℃和-23 ℃速凍方竹筍的水分含量分別為90.49%、91.62%,與對照組(93.31%)比較分別下降了3.02%、1.81%,呈顯著性降低(p<0.05),原因在于速凍過程中冰晶的生成對方竹筍細(xì)胞造成破壞,在解凍時造成汁液流失導(dǎo)致水分降低。-40 ℃和-23 ℃速凍方竹筍的水分含量之間存在顯著差異(p<0.05),說明凍結(jié)溫度對速凍方竹筍水分含量影響較大,相關(guān)研究也表明凍結(jié)溫度和速率嚴(yán)重影響果蔬的理化性質(zhì)[16]。

圖1 凍結(jié)溫度對方竹筍水分含量的影響Fig.1 Effect of freezing temperature onmoisture content of Chimonobambusa注:圖中不同小寫字母表示差異顯著(p<0.05),圖2同。

2.2 凍結(jié)溫度對方竹筍質(zhì)構(gòu)特性的影響

硬度是果蔬的軟化程度,反映果蔬的品質(zhì)變化特點[17]。由表1可知,速凍方竹筍的硬度呈顯著性下降(p<0.05),與對照組比較,-40 ℃和-23 ℃速凍方竹筍的硬度分別下降了63.54%、69.31%;比較-40 ℃和-23 ℃凍結(jié)溫度對方竹筍硬度的影響發(fā)現(xiàn),不同凍結(jié)溫度間的硬度差異顯著(p<0.05)。說明速凍方竹筍的質(zhì)地變軟,且不同凍結(jié)溫度對方竹筍的硬度具有顯著影響。陳光靜[18]等人研究表明,果蔬硬度與原果膠物質(zhì)、乙醇不溶物含量、纖維素含量具有密切關(guān)系。速凍方竹筍解凍過程中,冰晶的消長使細(xì)胞組織結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,細(xì)胞膜、中膠層和細(xì)胞壁之間出現(xiàn)破裂,細(xì)胞間結(jié)合力降低,細(xì)胞間隙增大[19],原果膠物質(zhì)[20]、乙醇不溶物和纖維素隨組織液流出,導(dǎo)致方竹筍組織變軟,硬度下降;而-40 ℃凍結(jié)形成的冰晶消長幅度較小,對組織結(jié)構(gòu)的影響也相對較小。

表1 速凍凍結(jié)溫度對方竹筍質(zhì)構(gòu)特性的影響

注:
注:結(jié)果表示為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差;同列肩標(biāo)不同字母表示差異顯著(p<0.05);相同字母表示差異性不顯著(p>0.05),表2同。

表2 凍結(jié)溫度對對方竹筍色澤的影響

咀嚼性是食品咀嚼到可吞咽時需要做的功,用膠著性和彈性的乘積表示[13]。由表1可知,速凍方竹筍的咀嚼性呈顯著變化(p<0.05),與對照組比較,-40 ℃和-23 ℃速凍方竹筍的咀嚼性分別下降了88.00%、86.41%,但不同凍結(jié)溫度的方竹筍咀嚼性變化不顯著(p>0.05),說明速凍方竹筍的組織變軟、不耐咀嚼。果蔬質(zhì)地很大程度上取決于細(xì)胞壁中果膠物質(zhì)的組成及含量[21],方竹筍在速凍過程中的冰晶生長對細(xì)胞壁產(chǎn)生擠壓,導(dǎo)致其形態(tài)結(jié)構(gòu)改變,解凍后的汁液流失造成果膠物質(zhì)和纖維素降解,組織結(jié)構(gòu)變得疏松,致使其咀嚼性急劇下降。

內(nèi)聚性是樣品經(jīng)過第一次壓縮變形后所表現(xiàn)出來的對第二次壓縮的相對抵抗能力,表示樣品內(nèi)部的收縮力[22]。由表1可知,與對照組比較,-23 ℃速凍方竹筍的內(nèi)聚性降低了28.3%、呈顯著性下降(p<0.05),而-40 ℃凍結(jié)對方竹筍的內(nèi)聚力沒有顯著影響(p>0.05)。說明-23 ℃速凍方竹筍在凍結(jié)過程中的冰晶增長和擴(kuò)張導(dǎo)致細(xì)胞間隙擴(kuò)大,細(xì)胞纖維結(jié)構(gòu)破壞[23],在解凍后細(xì)胞內(nèi)的冰晶消融使細(xì)胞出現(xiàn)塌陷[16],細(xì)胞壁的強(qiáng)度和附著力下降,在進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測試時經(jīng)過第一次壓縮后組織遭到破壞,在第二次壓縮時相對抵抗能力降低。

2.3 凍結(jié)溫度對方竹筍剪切力的影響

如圖2可知,-40 ℃和-23 ℃速凍方竹筍的剪切力與對照組比較分別下降了30.24%、44.06%,呈顯著性變化(p<0.05),不同凍結(jié)溫度間的剪切力差異顯著(p<0.05)。說明速凍對方竹筍剪切力影響較大,且不同凍結(jié)溫度對剪切力具有顯著的影響。原因可能是在速凍處理過程中,冰晶無規(guī)則的長大擠壓并刺穿細(xì)胞,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)及形態(tài)發(fā)生一定的變化,速凍溫度越低,冰晶形成越快,顆粒越小,對細(xì)胞組織的損傷越小[24],解凍后剪切力下降就越少。

圖2 凍結(jié)溫度對方竹筍剪切力的影響Fig.2 Effect of freezing temperatureon shear force of Chimonobambusa

2.4 凍結(jié)溫度對方竹筍色澤的影響

由表2可知,與對照組比較,-40 ℃和-23 ℃速凍方竹筍的L*值顯著下降(p<0.05),a*值和b*顯著增加(p<0.05),表明速凍對方竹筍的色澤影響較大。因為竹筍顏色主要由類黃酮、單寧、類胡蘿卜素等色素決定[25-26],但這些色素通常不穩(wěn)定,在冷凍解凍過程中會發(fā)生氧化、降解和非酶促褐變反應(yīng),從而導(dǎo)致方竹筍的色澤變化。另外有研究提出,自然光中的紫外線引起的光化學(xué)反應(yīng)也會導(dǎo)致色素的褪色[27],使方竹筍光澤度下降。

ΔE是廣泛用來描述食品加工過程中色澤變化的指標(biāo)參數(shù)[28],ΔE=2作為視覺色差能否分辨的界限[29-30]。由表2可知,速凍方竹筍的ΔE均大于2,說明方竹筍在速凍后色澤的變化可以從視覺上分辨出。漂燙處理可能是引起色澤差異較大的部分原因[31]。另外,冷凍解凍過程中水分含量的變化也可能引起色澤的改變,尤其是L*的變化[32]。

3 結(jié)論

-23 ℃和-40 ℃凍結(jié)溫度的速凍方竹筍水分含量與對照組比較顯著下降(p<0.05),表明在冷凍處理后方竹筍細(xì)胞內(nèi)冰晶無規(guī)則的生長和膨脹會導(dǎo)致細(xì)胞壁的破壞,自然解凍時部分水流出造成水分含量降低。硬度、咀嚼性、剪切力與對照組比較均顯著降低(p<0.05),說明速凍方竹筍在解凍后質(zhì)地變軟,汁液流失導(dǎo)致質(zhì)地特性的下降。-23 ℃速凍方竹筍的硬度、剪切力、均顯著低于-40 ℃速凍方竹筍(p<0.05),-40 ℃速凍的方竹筍色澤的變化大于-23 ℃速凍方竹筍，表明-40 ℃凍結(jié)更有利于保持方竹筍的品質(zhì)特性。原因可能是凍結(jié)溫度越低,冰晶形成速率越快,冰晶越小對細(xì)胞組織的損傷就越小,解凍時汁液的流失相對較少,能較好地保持方竹筍品質(zhì)特性,其具體機(jī)理還需進(jìn)一步的深入研究。在實際生產(chǎn)過程中,應(yīng)綜合考慮各加工環(huán)節(jié)(漂燙、護(hù)色、包裝等)對方竹筍品質(zhì)特性的影響,最大限度的保持方竹筍原有的品質(zhì)特性。

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Effect of freezing temperature on quality properties of quick-frozen Chimonobambusa

LIU Yu-ling1,XIA Yang-yi1,2,*,LI Hong-jun1,2

(1.College of Food Science,Southwest University,Chongqing 400715,China;2.Chongqing Special Food Programme and Technology Research Center,Chongqing 400715,China)

The effect of different freezing temperature on the quality properties of quick-frozen Chimonobambusa bamboo shoots were studied in order to evaluate the quality properties of quick-frozen chimonobambusa bamboo shoots. The results showed that -23 ℃ and-40 ℃ of quick -frozen the moisture content of Chimonobambusa utilis bamboo shoots was 91.62%,90.49% respectively. Compared with control group,the moisture content was decreased significantly(p<0.05). The hardness was 628.50±55.72,746.67±30.2 g respectively,the shear force was 2286.03,2851.13 g respectively. However,compared with control group,they were both decreased significantly(p<0.05). The L*value was 70.73±0.26,68.52±0.54 respectively,the a*value was -1.50±0.08,-2.03±0.20 respectively,they were both decreased significantly(p<0.05). But the b*value was 24.06±0.15,25.20±0.19 respectively which were increased significantly(p<0.05).In a conclusion,the quick-frozen had a detrimental effect on the quality properties of Chimonobambusa bamboo shoots.-40 ℃ of quick -frozen was more advantageous to keep the texture of Chimonobambusa utilis bamboo shoots.

Chimonobambusa;quick-frozen;texture properties;color;quality properties

2014-12-30

劉玉凌(1989-)，女，碩士研究生，研究方向：食品化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)，E-mail：1195961403@qq.com。

*通訊作者:夏楊毅(1970-)，男，博士，副教授，研究方向：食品加工過程質(zhì)量與安全控制，E-mail:2658355128@qq.com。

國家兔產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系肉加工與綜合利用(CARS-44-D-1)。

TS255.3

A

1002-0306(2015)15-0326-04

10.13386/j.issn1002-0306.2015.15.060