桑葚的凍結特性及相關影響因素分析

王丹+辛力+孫蕾+張雪丹+張倩+楊娟俠

摘 要：選擇桑葚品種白葚、黑葚作為對象，利用先進的熱鍍錫膜銅-康銅熱電偶測溫技術進行大量的凍結試驗研究，總結了其特有的凍結特性，為鮮食桑葚的保鮮技術以及桑葚的冷凍保存提供了理論依據。試驗結果表明：通過對大量桑葚果實凍結過程的測定，總結出4種典型形式，一般都具有過冷點、冰點，部分出現了第二冰點，極個別果實無過冷點；不同物態的桑葚表現了不同的凍結速率；桑葚果實的冰點在-3.5～-2.1 ℃溫度范圍；過冷點與果實品質相關性較小，冰點與果實成熟度、固形物分別呈顯著負相關（P<0.05）。研究結果為桑葚鮮果的保鮮技術及凍藏工藝提供了參考。

關鍵詞：桑葚； 凍結特征； 冰點； 影響因素

中圖分類號：S663.9 文獻標識碼：A DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.09.002

Abstract：Hot tinning of copper-constantan thermocouples were used to determine the freezing property of white mulberry and modena mulberry to provide theoretical basis for preservation technology of fresh-eating and frozen mulberry. The results showed that there were three shapes on freezing curve of mulberry and the typical shape included superrcooling point， freezing point. The second freezing point appeared in a few fruits， and there was no superrcooling point in rare fruits； it is different in freezing rate between varied physical state； the freezing point ranged from -3.5 ℃ to -2.1 ℃； there was no correlation between superrcooling point and fruit qualities， but the freezing point presented negative correlation with maturity and solid content（P<0.05）. The research provided temperature reference for preservation technology and frozen storage of mulberry.

Key words： mulberry； freezing property； freezing point； influencing factors

桑葚是桑的果穗，俗稱桑棗、桑果，呈橢圓形、深紫色或白色，其外觀呈半透明狀、品相喜人，具有桑果香氣、滋味醇厚、酸甜適口，更含有極為豐富的營養物質，集美味、健康于一體，歷來具有食用及中藥材之用，早在兩千多年前，它就成為皇帝的御用藥品之一。1993年，國家衛生部就把桑葚列為“既是食品又是藥品”的農產品之一[1]。

據測定，桑葚鮮果中含有19種氨基酸、7種維生素以及鋅、錳、鈣等礦物質和微量元素，還含有花青素、胡蘿卜素、黃酮類物質、果膠及纖維素等，尤以微量元素硒和維生素C含量較高[2-3]。中醫認為，桑葚味甘性寒，入心、肝、腎經，有滋陰補血作用，并能治陰虛津少、失眠等。隨著消費者追求健康、自然的生活方式，桑葚的加工制品桑葚汁、桑葚醬、桑葚酒、桑葚干等也逐漸受到人們的歡迎。

鮮桑果作為一種時令水果，在我國大中城市被視為珍品，但桑葚屬于小漿果，成熟的桑葚水分含量在80%以上，皮薄易破，常溫下12～18 h即腐爛變質，在現有冷藏條件下，其貯藏壽命也不長。如何建立一個從田間到消費者手中的貯藏保鮮系統，延長桑葚的貨架期，保持新鮮度，以提高桑葚的經濟價值也是亟待解決的一個問題。因此，加強桑葚現代保鮮技術的研究尤為重要。溫度是影響貯藏質量的最主要因素，對于桑葚貯藏溫度的設定，其凍結過程和冰點溫度是比較重要的指標[4，5]。為此，試驗通過測定桑葚不同物態的凍結特性及其影響因素，為桑葚鮮果的保鮮技術及凍藏工藝提供了溫度參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

于2015—2016年進行試驗。品種白葚、黑葚采自山東省夏津縣黃河故道森林公園。試驗除去病蟲果、機械傷果。

1.2 試驗方法

1.2.1 溫度測定方法 采用自制熱鍍錫膜銅—康銅熱電偶作為測溫裝置[6]，溫度自動記錄時間間隔1 s，精度為0.1 ℃。待測部分與冰點恒溫器的溫度差產生的電動勢由LU-R/C2100無紙記錄儀改制的高靈敏度多通道微伏級數據采集處理器進行溫度數據的采集、存儲。

空氣介質溫度的測定，是將測頭懸空于低溫恒溫箱的一定位置，并將其固定以防止測頭觸碰到低溫恒溫箱內壁上。將待測樣品置于不同待定溫度的密閉低溫恒溫箱中，測頭刺入桑葚果實的果肉處，記錄數據。

1.2.2 桑葚果實參數指標的測定 單果質量：凍結試驗之前對桑葚果實用電子天平一一稱質量。

可溶性固形物（SSC）：采用手持式折光儀測定，單位%。成熟度：成熟度指數表示方法參照任杰等[7]，表示為可溶性固形物含量（SSC）/可滴定酸（TA）。

1.3 數據處理與統計分析

試驗所有數據用Excel軟件進行計算和作圖，采用SPSS軟件對試驗數據進行差異顯著性分析。endprint

2 結果與分析

2.1 桑葚果實的典型凍結曲線

凍結過程中，果實品溫隨時間變化的曲線稱為凍結曲線。通過對大量桑葚果實進行測定，共總結出4種典型的形式。

圖1（a）和圖1（b）均為果實由初溫急速下降到過冷點，后通過果實內部釋放部分潛熱溫度升至一定溫度點，此溫度點為冰點，隨后為冰晶大量生成階段，此階段溫度變化較平緩，最后溫度快速下降，最終接近介質溫度。圖1（a）與圖1（b）區別在于過冷點到冰點的時間段長短不同，圖1（a）為理論上的典型形式。

圖1（c）出現了第二冰點，即在冰點之后，短時間內果實品溫又出現急速小幅下降，之后才出現最大冰晶生成段。

圖1（d）為過冷點與冰點重合的一種形式。

2.2 桑葚不同物態的凍結特征比較

圖2為桑葚果實、果漿、果汁較為典型的凍結曲線。表1為果漿、果汁各3份，果實較典型的3個凍結過程的凍結參數。可以看出，取樣一致的桑葚的3種物態，對于冰點（初始冰點，即過冷點之后的溫度最高點）的比較，果漿和果汁基本一致，均在-1.9 ℃左右，而果實相對較低；過冷點出現時間，果實最早，果汁次之，果漿最晚；冰點出現時間（初始冰點），基本與過冷點出現的時間吻合；固形物，果漿與果汁一致，果實偏低。以上結論中，3種物態之間固形物與初始冰點的關系是正相關，即固形物越低，初始冰點越低，與之前同一物態、不同個體間的固形物與冰點（平衡冰點）呈負相關的結論相反[9]，原因可能為影響冰點的因素較復雜，特別是不同物態間的冰點比較，固形物不能作為主導因素，初始冰點與平衡冰點的關系也不確定；另外，對于過冷點與冰點出現時間的比較，不同物態的桑葚表現了不同的凍結速率，可能與細胞組織對凍結過程的阻礙作用有關。對于冰點的研究有待進一步深入。

2.3 不同采摘期、不同品種桑葚果實凍結參數比較

從圖3和表2中可以看出，黑葚可溶性固形物高于白葚，平衡冰點低于白葚，且黑葚的凍結曲線幾乎沒有出現過冷點的現象。

2.4 桑葚果實冰點與其影響因素的相關性分析

經過大量桑葚果實凍結試驗及相應的果實品質參數的測定試驗，使用DPS軟件進行相關性分析如表3所示。可以看出，過冷點與冰點及果實品質相關性較小，冰點與果實成熟度、固形物分別呈5%水平顯著負相關，說明過冷點與待測樣品關系不大，可能受環境影響較大；果實品質參數之間也存在一定相關性，其中，單果質量與成熟度呈5%水平顯著正相關，與固形物呈1%水平顯著正相關，成熟度與固形物呈5%水平顯著正相關。

3 結論與討論

（1）經過大量桑葚果實凍結試驗測定，總結出4種凍結曲線形式。一般都具有過冷點、冰點，部分出現了第二冰點，極個別果實無過冷點。無過冷點現象可能與測頭周圍小區域果實組織受到損傷有關[10]，過冷點的出現與空氣介質溫度有關，溫度越高過冷現象越明顯[11]，而最大冰晶生成階段為未凍結部分釋放潛熱與已凍結部分冷卻速率幾乎一致的階段，有研究認為[12]，在相對均質的果實，此階段易趨于平緩。

（2）3種物態之間固形物與初始冰點的關系是正相關，即固形物越低，初始冰點越低，與之前同一物態、不同個體間的固形物與冰點（平衡冰點）呈負相關的結論相反，原因可能為影響冰點的因素較復雜，特別是不同物態間的冰點比較，固形物不能作為主導因素，初始冰點與平衡冰點的關系也不確定；另外，對于過冷點與冰點出現時間的比較，不同物態的桑葚表現了不同的凍結速率，可能與細胞組織對凍結過程的阻礙作用有關。對于冰點的研究有待進一步深入。

（3）果實的冰點是冰溫貯藏溫度參數的理論參考，本試驗中桑葚冰點個體差異性較大，分布在-3.5～-2.1 ℃，因此，有必要對桑葚品質參數進行分類，由此選取幾個相關果實品質參數進行了相關性分析，得到過冷點與冰點及果實品質相關性較小，冰點與果實成熟度、固形物分別呈5%水平顯著負相關，說明過冷點與待測樣品關系不大，可能受環境影響較大；果實品質參數之間也存在一定相關性，其中，單果質量與成熟度呈5%水平顯著正相關，與固形物呈1%水平顯著正相關，成熟度與固形物呈5%水平顯著正相關。

參考文獻：

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