不同解凍方法對速凍桑葚汁液流失率、理化品質及抗氧化活性的影響

王夷秀，陳芹芹，畢金峰，周 沫，李 斌*

（1.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110866；2.中國農業科學院農產品加工研究所，農業部農產品加工重點實驗室，北京 100193）

不同解凍方法對速凍桑葚汁液流失率、理化品質及抗氧化活性的影響

王夷秀1,2，陳芹芹2，畢金峰2，周 沫2，李 斌1,*

（1.沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110866；2.中國農業科學院農產品加工研究所，農業部農產品加工重點實驗室，北京 100193）

為減少速凍桑葚在解凍過程中的汁液流失率、縮短解凍時間和減少其色澤的變化，增加解凍桑葚的營養物質和抗氧化活性的保留量，采用微波功率500 W解凍、微波功率550 W解凍、超聲波解凍、冷藏解凍、室溫解凍進行速凍桑葚的解凍實驗。結果表明：微波功率500 W解凍和微波功率550 W解凍的解凍時間較短，分別為0.58 min和0.35 min，冷藏解凍的解凍時間最長為305 min。不同解凍方法的汁液流失率存在顯著差異，微波功率500 W解凍的汁液流失率最低，為1.34%；超聲波解凍的汁液流失率最高，為9.24%。微波功率500 W解凍桑葚的總酚含量（151.66 mg/100 g）、花色苷含量（矢車菊素-3-O-葡萄糖苷2.27 mg/g、矢車菊素-3-O-蕓香糖苷0.69 mg/g、天竺葵素-3-葡萄糖苷0.047 mg/g）及抗氧化活性（（2,2’-聯氨-（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二氨鹽）自由基清除能力21.87 μmol Trolox/g、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力35.70 μmol Trolox/g、鐵離子還原能力27.85 μmol Trolox/g）均顯著高于其他4 種解凍方法。綜合考慮，微波功率500 W解凍優于其他4 種解凍方法。

解凍；汁液流失率；色澤；總酚；花色苷；抗氧化活性

桑葚又名桑子、桑果等，為多年生木本植物桑樹的成熟果實。桑葚屬于“藥食同源”水果，含有豐富的維生素、胡蘿卜素、礦物質等營養成分，還含有花色苷、白藜蘆醇等功能性成分，具有良好的抗氧化、抗衰老、防癌、抗病毒、抗潰瘍等作用[1]。桑葚水分含量在85%～88%之間，極不耐貯藏，常溫條件下放置12～18 h開始變味、變色、腐爛，在冷藏條件下，其貯藏期不超過5 d[2-4]。桑葚采摘時間為4—6月份，為延長桑葚原料的加工周期，保證桑葚產品的質量，桑葚采摘后通常需要進行速凍保存[5]。解凍是速凍桑葚在進一步加工前的必要步驟，為了得到穩定的、高質量的解凍桑葚，需要探索不同解凍方法對速凍桑葚的影響，以縮短解凍時間、降低汁液流失率、增加功能性成分的保留。

目前，根據解凍速度可以將解凍方法分為兩類：慢速解凍和快速解凍。慢速解凍通常包括室溫解凍、真空解凍、清水解凍、溶液浸漬解凍等。快速解凍包括：微波解凍、超聲波解凍等一些新興的、快速的解凍方法[6]。研究表明，微波解凍、超聲波解凍能夠縮短解凍時間，減少微生物污染[7-8]。

目前，不同解凍方法對速凍桑葚品質的影響尚不明確。本實驗以速凍桑葚為原料，采用微波解凍、超聲波解凍、室溫解凍、冷藏解凍對速凍桑葚進行不同解凍方式處理，以桑葚的汁液流失率、色澤、總酚含量、花色苷含量及抗氧化活性為指標考察解凍桑葚的品質，研究適用于速凍桑葚的解凍方法，旨在為解凍工藝在桑葚加工中的應用提供指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

桑葚采自北京市大興區安定鎮御林古桑園，經液氮速凍后貯藏于-40 ℃的冷庫中。

福林-酚試劑、2,2’-聯氮-二（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）二銨鹽（2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate，ABTS）、水溶性VE（Trolox）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,4,6-三吡啶-s-三吖嗪（tripyridylt riazine，TPTZ）、矢車菊素-3-O-蕓香糖苷氯化物、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷氯化物、天竺葵素-3-葡萄糖苷氯化物美國Sigma公司。

1.2 儀器與設備

電子天平、UV-1800型紫外-可見分光光度計 日本島津公司；BCD-25ZKSF型冰箱 青島海爾股份有限公司；HZQ-FI60全溫振蕩培養箱 太倉市實驗設備廠；G80F20NZL-DG（W0）型微波爐 佛山市順德區微波爐電器有限公司；KQ-500E型超聲儀 昆山市超聲波儀器有限公司；TA-XT2i/50物性分析儀 英國Stable Micro Systems公司；2489高效液相色譜儀 美國Waters公司；CM-700D分光測色儀色差計 日本美能達公司；testo106食品中心溫度計 上海中炫電子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同解凍方法解凍桑葚

微波解凍：將23 g樣品置于微波爐中，解凍功率分別設置為500 W和550 W。使用中心溫度計測定桑葚的中心溫度，解凍終點為4 ℃，記錄速凍桑葚的解凍時間并稱質量計算汁液流失率，解凍后樣品進行色澤、硬度、總酚含量、花色苷含量及抗氧化活性的測定；超聲波解凍：將23 g樣品裝入自封袋置于超聲波儀中，超聲頻率為40 kHz。后續處理與微波解凍相同；冷藏解凍：將23 g樣品置于4 ℃的冰箱中進行解凍。后續處理與微波解凍相同；室溫解凍：將23 g樣品置于全溫振蕩培養箱中，在溫度為（25±1）℃條件下解凍。后續處理與微波解凍相同。

1.3.2 指標測定

1.3.2.1 汁液流失率的測定

速凍桑葚在解凍前稱質量（m1），解凍后稱質量（m2），計算解凍后減少的質量與原樣品質量的比值，得出桑葚解凍的汁液流失率[9]，見式（1）。

1.3.2.2 色澤的測定

使用色差儀測定解凍桑葚的顏色變化，以速凍桑葚作為對照[10]。色差值（ΔE）計算見式（2）。

式中：L0、a0、b0為速凍桑葚的測定值；L、a、b為解凍樣品的測定值。

1.3.2.3 總酚含量的測定

參照姚鐳銓[11]的方法，并加以修改。采用福林-酚法測定解凍后桑葚的總酚含量。將樣品打成勻漿，取5 g勻漿置于帶蓋試管中，并加入10 mL 80%的甲醇溶液，輕輕攪拌，超聲提取30 min后，在4 ℃條件下避光提取24 h，11 000 r/min離心10 min。取上清液0.1 mL加到10 mL帶蓋試管中，加入6 mL的蒸餾水，混合均勻后再加入0.5 mL 10%的福林-酚溶液。靜置6 min后加入1.5 mL 4% Na2CO3溶液，混勻靜置2 h后，在765 nm波長處測定吸光度。結果以沒食子酸當量（mg沒食子酸/g）表示。

1.3.2.4 花色苷含量的測定

采用高效液相色譜法測定樣品及解凍后桑葚的花色苷含量。將鮮樣打成勻漿，取5 g勻漿置于帶蓋試管中，加入10 mL提取液（含0.1% HCl的無水甲醇溶液），在4 ℃條件下靜置14 h后，11 000 r/min離心10 min，得到的上清液經真空旋轉濃縮（溫度低于30 ℃）后，去除提取液，殘留物用5%的甲酸溶液溶解，定容至5 mL，過0.45 μm的濾膜后測定。色譜條件：ZORBAX Eclipse XDB-C18色譜柱（4.6 mm×250 nm，5 μm），流動相A為5%甲酸溶液，流動相B為甲醇，梯度洗脫條件為：0～15 min，流動相A 85%；15～30 min，流動相A 70%；30～33 min，流動相A 50%；33～35 min，流動相A 20%；35～40 min，流動相A 85%[12]。流速1 mL/min，柱溫30 ℃，進樣量10 μL，檢測波長520 nm，時間40 min。混合標準品為天竺葵素-3-葡萄糖苷、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷、矢車菊素-3-O-蕓香糖苷。

1.3.3 抗氧化活性測定

1.3.3.1 ABTS+·清除能力的測定

將2.45 mmol/L的過硫酸鉀與7 mmol/L的ABTS溶液按1∶1體積混勻，暗處放置16 h后，用80%甲醇溶液稀釋到其在734 nm波長處的吸光度為0.70±0.02，制成ABTS+·溶液。吸取0.8 mL用80%甲醇溶液稀釋40倍的提取液（同總酚提取）與7.2 mL的ABTS+·溶液均勻混合，靜置6 min后于734 nm波長處測定吸光度。結果以μmol Trolox/g表示[13]。

1.3.3.2 DPPH自由基清除能力的測定

將稀釋80 倍的樣品提取液（同總酚提取）與4 mL濃度為100 μmol/L的DPPH溶液（80%甲醇溶液配制）混合均勻，暗處靜置30 min后，在517 nm波長處測定吸光度。結果以μmol Trolox/g表示[13]。

1.3.3.3 鐵離子還原能力的測定

將pH 3.6濃度為300 μmol/L的醋酸鹽緩沖液、10 mmol/L的TPTZ溶液（用40 mmol/L HCl溶液配制）、20 mmol/L的FeCl3溶液按體積比為10∶1∶1混勻，37 ℃保溫30 min，制得鐵離子還原能力（ferric reducing antioxidant power，FRAP）試劑。將6 mL FRAP試劑與0.2 mL稀釋20 倍的樣品提取液（同總酚提取）加入試管中，37 ℃保溫30 min，593 nm波長處測定吸光度。結果以μmol Trolox/g表示[13]。

1.4 統計分析

使用SPSS 21.0和Excel 2016軟件進行數據分析和單因素方差分析，所有測定結果分析中應用的顯著性水平為α=0.05。

2 結果與分析

2.1 不同解凍方法對速凍桑葚解凍時間和汁液流失率的影響

解凍時間和汁液流失率是評價不同解凍方法是否適合速凍桑葚解凍的重要指標。不同解凍方法對速凍桑葚解凍時間和汁液流失率的影響結果見表1。

表1 不同解凍方法對速凍桑葚解凍時間和汁液流失率的影響Table 1 Effects of different thawing methods on the thawing time and drip loss of quick-frozen mulberry fruits

由表1可知，超聲波解凍、微波解凍兩種快速解凍方法的解凍時間顯著短于冷藏解凍與室溫解凍（P＜0.05）。其中，微波功率550 W的解凍時間最短，為0.35 min，其次是微波功率500 W解凍，時間為0.58 min，兩者之間沒有顯著差異。在汁液流失率方面，5 種解凍方式之間差異明顯。其中微波功率500 W解凍桑葚的汁液流失率最低，為1.34%，超聲波解凍桑葚的汁液流失率最高，為9.24%。解凍過程中的部分熱量作為融解潛熱，速凍桑葚的溫度上升需要一定的時間來完成，當速凍桑葚中心位置達到冰點時，表面已經很長時間處于解凍介質的高溫下，導致桑葚在解凍時發生汁液流失現象[14]。微波解凍利用微波能對速凍桑葚進行穿透性迅速加熱，使其內部和外部同步升溫，在縮短了解凍時間的同時，降低了汁液流失率[15]。而當超聲波穿透桑葚原料時，其以熱散逸形式損失了能量，使桑葚表面溫度快速上升，而桑葚內部溫度上升很慢，導致桑葚內部與外部出現較大的溫度梯度，桑葚在解凍時因受熱不均勻，導致汁液流失較多[16]。

2.2 不同解凍方法對桑葚色澤的影響

果蔬加工過程常伴隨著色澤的變化。不同解凍方法對桑葚色澤的影響結果見表2，ΔE值表示解凍前后的色澤變化[17]。

表2 不同解凍方法對桑葚色澤的影響Table 2 Effects of different thawing methods on the color of mulberry fruits

由表2可知，桑葚經不同方式解凍后，色澤變化明顯，不同解凍方法的色澤變化存在顯著差異（P＜0.05）。其中，微波功率500 W解凍桑葚的色澤變化最大，ΔE為9.44；冷藏解凍桑葚的色澤變化最小，ΔE為7.06；微波功率500 W解凍桑葚的L值最大，為17.37，冷藏解凍桑葚的L值最小，為14.71；可能是因為微波加速了色素的酶促反應[18]。另一方面，花色苷在細胞質中形成，在液泡中積累[19]，在冷凍-解凍過程中，桑葚細胞的液泡表面會形成由冰晶造成的機械損傷，破壞了桑葚細胞的液泡結構[20]，使花色苷擴散到細胞質中，導致桑葚在解凍后表面顏色加深。

2.3 不同解凍方法對桑葚總酚含量的影響

多酚類物質是桑葚中的重要生物活性物質，具有抗氧化作用，是良好的氫或電子的供給體，對能產生過氧化作用而導致結構和功能損傷的超氧陰離子自由基和羥自由基等有明顯的清除作用[2,21]。不同解凍方法對桑葚的總酚含量的結果見表3。

表3 不同解凍方法對桑葚果粒及汁液的總酚含量的影響Table 3 Effect of different thawing methods on the total phenol content of mulberry fruits

由表3可知，微波功率500 W解凍桑葚果粒的總酚含量最大，為151.66 mg/100 g，與其他幾種解凍方法桑葚果粒的總酚含量存在顯著差異（P＜0.05）；微波功率500 W解凍桑葚汁液總酚含量最小，為1.88 mg/100 g，與其他幾種解凍方法桑葚汁液的總酚含量存在顯著差異（P＜0.05）；超聲波解凍的汁液總酚含量最大，為6.25 mg/100 g；而與表1中得出微波功率500 W解凍的汁液流失率最小，超聲波解凍的汁液流失率最大的結果相一致。所以汁液流失率影響著不同解凍方法桑葚果粒的總酚含量。

2.4 不同解凍方法對桑葚的花色苷含量影響

花色苷是桑葚中的重要功效成分，有抗氧化、抗炎、抗癌、減少心血管疾病發病率、預防糖尿病、抑制脂質過氧化、保護視力等功效[22-23]；花色苷在加工中很不穩定，易受光、溫度、pH值、氧、酶等的影響而發生降解、退色[17]；因此，本研究中對桑葚中主要的3 種花色苷含量進行測定，高效液相色譜測定解凍桑葚果粒花色苷含量見圖1，測定結果見表4。

圖1 高效液相色譜測定解凍桑葚果粒花色苷含量的色譜圖Fig. 1 HPLC chromatogram of anthocyanins from thawed mulberry fruits

表4 不同解凍方法對桑葚花色苷含量的影響Table 4 Effects of different thawing methods on anthocyanins contents of mulberry fruits

由表4可知，微波功率500 W解凍桑葚的矢車菊素-3-O-葡萄糖苷（2.27 mg/g）、天竺葵素-3-葡萄糖苷（0.047 mg/g）與速凍桑葚矢車菊素-3-O-葡萄糖苷（2.37 mg/g）、天竺葵素-3-葡萄糖苷（0.042 mg/g）沒有顯著差異（P＞0.05），雖然微波功率500 W解凍桑葚的矢車菊素-3-O-蕓香糖苷（0.69 mg/g）與速凍桑葚矢車菊素-3-O-蕓香糖苷（0.77 mg/g）存在差異，但二者均顯著高于其他解凍方法（P＜0.05）。桑葚在解凍過程中，桑葚的細胞壁被破壞，花色苷隨著汁液的流失含量減少[24]；而超聲波解凍桑葚的3 種花色苷含量也較少，與表1中超聲波解凍汁液流失率的結果相一致。說明汁液流失率與桑葚解凍后花色苷含量的減少相關。

2.5 不同解凍方法對桑葚抗氧化活性的影響

桑葚中含有總酚、花色苷等抗氧化活性物質，在解凍過程中總酚和花色苷含量減少，抗氧化活性也會隨之變化[25]。不同解凍方法對桑葚抗氧化活性的影響見表5。

表5 不同解凍方法對桑葚抗氧化活性的影響Table 5 Effects of different thawing methods on antioxidiant activity of mulberry fruits μmol Trolox/g

過二硫酸鉀激發ABTS形成ABTS+·，當有供氫能力的抗氧化劑（如總酚和花色苷）存在下，藍綠色的ABTS+·與其反應生成無色的ABTS；DPPH自由基是一種以氮為中心的很穩定的自由基，抗氧化物質對DPPH自由基清除是通過降低烷自由基或者過氧化自由基，阻斷脂質過氧化鏈反應來完成的；FRAP測定的原理為：抗氧化物質將Fe3+還原成Fe2+[26-28]。速凍桑葚、微波功率500 W解凍、冷藏解凍、室溫解凍桑葚的ABTS+·清除能力分別為22.37、21.87、22.72、20.64 μmol Trolox/g，不存在顯著性差異（P＞0.05），與微波功率550 W解凍、超聲波解凍ABTS+·清除能力（17.01、17.11 μmol Trolox/g）存在顯著性差異（P＜0.05）。微波功率500 W解凍與速凍桑葚清除DPPH自由基能力（35.70、36.53 μmol Trolox/g）無顯著差異（P＞0.05），微波功率550 W解凍桑葚清除DPPH自由基的能力（23.81 μmol Trolox/g）最小。結果表明：不同解凍方法桑葚對FRAP能力都小于速凍桑葚（35.86 μmol Trolox/g），其次為微波功率500 W解凍（27.85 μmol Trolox/g），最小的為冷藏解凍（20.60 μmol Trolox/g）和室溫解凍（20.67 μmol Trolox/g）。由表3、4 可知，微波功率500 W解凍桑葚的總酚和花色苷含量均是最高，而微波功率500 W解凍桑葚的3 種抗氧化活性也較高，這與陸卿卿[29]、游義琳[30]等對藍莓汁的花色苷和對桑葚酒的多酚中抗氧化活性的研究相一致。

3 結 論

本實驗通過不同解凍方法對桑葚的汁液流失率、理化品質（色澤、總酚含量、花色苷含量）及抗氧化活性進行研究。結果表明：不同的解凍方法對解凍桑葚的理化性質及抗氧化活性影響也有所不同。微波功率500 W解凍時間為0.58 min，汁液流失率為1.34%，總酚含量為151.66 mg/100 g、矢車菊素-3-O-葡萄糖苷含量為2.27 mg/g、矢車菊素-3-O-蕓香糖苷含量為0.69 mg/g、天竺葵素-3-葡萄糖苷含量為0.047 mg/g、ABTS+·清除能力為21.87 μmol Trolox/g，DPPH自由基清除能力為35.70 μmol Trolox/g， FRAP為27.85 μmol Trolox/g；微波功率500 W解凍升溫迅速、解凍時間短，汁液流失率低，總酚和花色苷這兩種營養物質保留量多，桑葚的抗氧化活性也較高。綜合考慮，微波功率500 W解凍優于其他解凍方法。

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Effects of Different Thawing Methods on Drip Loss, Physicochemical Quality and Antioxidant Activity of Quick-Frozen Mulberry Fruits

WANG Yixiu1,2, CHEN Qinqin2, BI Jinfeng2, ZHOU Mo2, LI Bin1,*
(1. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China; 2. Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

Different thawing methods, microwave radiation at 500 and 550 W, ultrasonic radiation, and thawing at refrigerated and room temperatures were compared to fi nd the best one to reduce the negative effect of thawing on drip loss, color, functional components and antioxidant activities of quick-frozen mulberry fruits and to shorten the thawing time. The results showed that the time required for microwave thawing was the shortest, which was respectively 0.58 and 0.35 min at 500 and 550 W, while the thawing process took the longest time (305 min) under refrigerated condition. Significant differences were presented in drip loss among different thawing methods; the drip loss after microwave thawing at 500 W was the lowest (1.34%), whereas the highest values was obtained after ultrasonic thawing (9.24%). The content of total phenols (151.66 mg/100 g) and anthocyanins (2.27 mg/g cyanidin-3-O-glucoside, 0.69 mg/g cyanidin-3-O-rutinoside, and 0.047 mg/g pelargonidin-3-glucoside) as well as antioxidant activity in terms of 2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate (ABTS) free radical scavenging activity (21.87 μmol Trolox/g), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity (35.70 μmol Trolox/g) and ferric reducing antioxidant power (FRAP) (27.85 μmol Trolox/g) of mulberry fruits after microwave thawing at 500 W were signif i cantly higher than those of four other thawing methods. In summary, microwave thawing at power 500 W was the most appropriate method for quick-frozen mulberry fruits.

thaw; drip loss; color; total phenols; anthocyanins; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201707024

TS255.36

A

1002-6630（2017）07-0149-06

2016-06-23

公益性行業（農業）科研專項（201303073）

王夷秀（1992—），女，碩士研究生，研究方向為食品科學。E-mail：yxwang2013@163.com

*通信作者：李斌（1979—），男，副教授，博士，研究方向為漿果深加工及功能性成分。E-mail：libinsyau@163.com

王夷秀, 陳芹芹, 畢金峰, 等. 不同解凍方法對速凍桑葚汁液流失率、理化品質及抗氧化活性的影響[J]. 食品科學, 2017, 38(7): 149-154. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201707024. http://www.spkx.net.cn

WANG Yixiu, CHEN Qinqin, BI Jinfeng, et al. Effects of different thawing methods on drip loss, physicochemical quality and antioxidant activity of quick-frozen mulberry fruits[J]. Food Science, 2017, 38(7): 149-154. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201707024. http://www.spkx.net.cn