桑葚的凍結(jié)特性及相關(guān)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(duì)象，利用先進(jìn)的熱鍍錫膜銅-康銅熱電偶測(cè)溫技術(shù)進(jìn)行大量的凍結(jié)試驗(yàn)研究，總結(jié)了其特有的凍結(jié)特性，為鮮食桑葚的保鮮技術(shù)以及桑葚的冷凍保存提供了理論依據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：通過(guò)對(duì)大量桑葚果實(shí)凍結(jié)過(guò)程的測(cè)定，總結(jié)出4種典型形式，一般都具有過(guò)冷點(diǎn)、冰點(diǎn)，部分出現(xiàn)了第二冰點(diǎn)，極個(gè)別果實(shí)無(wú)過(guò)冷點(diǎn)；不同物態(tài)的桑葚表現(xiàn)了不同的凍結(jié)速率；桑葚果實(shí)的冰點(diǎn)在-3.5～-2.1 ℃溫度范圍；過(guò)冷點(diǎn)與果實(shí)品質(zhì)相關(guān)性較小，冰點(diǎn)與果實(shí)成熟度、固形物分別呈顯著負(fù)相關(guān)（P<0.05）。研究結(jié)果為桑葚鮮果的保鮮技術(shù)及凍藏工藝提供了參考。

關(guān)鍵詞：桑葚； 凍結(jié)特征； 冰點(diǎn)； 影響因素

中圖分類號(hào)：S663.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)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(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，集美味、健康于一體，歷來(lái)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(guó)家衛(wèi)生部就把桑葚列為“既是食品又是藥品”的農(nóng)產(chǎn)品之一[1]。

據(jù)測(cè)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(zhì)和微量元素，還含有花青素、胡蘿卜素、黃酮類物質(zhì)、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(yī)認(rèn)為，桑葚味甘性寒，入心、肝、腎經(jīng)，有滋陰補(bǔ)血作用，并能治陰虛津少、失眠等。隨著消費(fèi)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(shí)令水果，在我國(guó)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(zhì)，在現(xiàn)有冷藏條件下，其貯藏壽命也不長(zhǎng)。如何建立一個(gè)從田間到消費(fèi)者手中的貯藏保鮮系統(tǒng)，延長(zhǎng)桑葚的貨架期，保持新鮮度，以提高桑葚的經(jīng)濟(jì)價(jià)值也是亟待解決的一個(gè)問(wèn)題。因此，加強(qiáng)桑葚現(xiàn)代保鮮技術(shù)的研究尤為重要。溫度是影響貯藏質(zhì)量的最主要因素，對(duì)于桑葚貯藏溫度的設(shè)定，其凍結(jié)過(guò)程和冰點(diǎn)溫度是比較重要的指標(biāo)[4，5]。為此，試驗(yàn)通過(guò)測(cè)定桑葚不同物態(tài)的凍結(jié)特性及其影響因素，為桑葚鮮果的保鮮技術(shù)及凍藏工藝提供了溫度參考。

1 材料和方法

1.1 試驗(yàn)材料

于2015—2016年進(jìn)行試驗(yàn)。品種白葚、黑葚采自山東省夏津縣黃河故道森林公園。試驗(yàn)除去病蟲果、機(jī)械傷果。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 溫度測(cè)定方法 采用自制熱鍍錫膜銅—康銅熱電偶作為測(cè)溫裝置[6]，溫度自動(dòng)記錄時(shí)間間隔1 s，精度為0.1 ℃。待測(cè)部分與冰點(diǎn)恒溫器的溫度差產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)由LU-R/C2100無(wú)紙記錄儀改制的高靈敏度多通道微伏級(jí)數(shù)據(jù)采集處理器進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)。

空氣介質(zhì)溫度的測(cè)定，是將測(cè)頭懸空于低溫恒溫箱的一定位置，并將其固定以防止測(cè)頭觸碰到低溫恒溫箱內(nèi)壁上。將待測(cè)樣品置于不同待定溫度的密閉低溫恒溫箱中，測(cè)頭刺入桑葚果實(shí)的果肉處，記錄數(shù)據(jù)。

1.2.2 桑葚果實(shí)參數(shù)指標(biāo)的測(cè)定 單果質(zhì)量：凍結(jié)試驗(yàn)之前對(duì)桑葚果實(shí)用電子天平一一稱質(zhì)量。

可溶性固形物（SSC）：采用手持式折光儀測(cè)定，單位%。成熟度：成熟度指數(shù)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(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)所有數(shù)據(jù)用Excel軟件進(jìn)行計(jì)算和作圖，采用SPSS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。endprint

2 結(jié)果與分析

2.1 桑葚果實(shí)的典型凍結(jié)曲線

凍結(jié)過(guò)程中，果實(shí)品溫隨時(shí)間變化的曲線稱為凍結(jié)曲線。通過(guò)對(duì)大量桑葚果實(shí)進(jìn)行測(cè)定，共總結(jié)出4種典型的形式。

圖1（a）和圖1（b）均為果實(shí)由初溫急速下降到過(guò)冷點(diǎn)，后通過(guò)果實(shí)內(nèi)部釋放部分潛熱溫度升至一定溫度點(diǎn)，此溫度點(diǎn)為冰點(diǎn)，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(zhì)溫度。圖1（a）與圖1（b）區(qū)別在于過(guò)冷點(diǎn)到冰點(diǎn)的時(shí)間段長(zhǎng)短不同，圖1（a）為理論上的典型形式。

圖1（c）出現(xiàn)了第二冰點(diǎn)，即在冰點(diǎn)之后，短時(shí)間內(nèi)果實(shí)品溫又出現(xiàn)急速小幅下降，之后才出現(xiàn)最大冰晶生成段。

圖1（d）為過(guò)冷點(diǎn)與冰點(diǎn)重合的一種形式。

2.2 桑葚不同物態(tài)的凍結(jié)特征比較

圖2為桑葚果實(shí)、果漿、果汁較為典型的凍結(jié)曲線。表1為果漿、果汁各3份，果實(shí)較典型的3個(gè)凍結(jié)過(guò)程的凍結(jié)參數(shù)。可以看出，取樣一致的桑葚的3種物態(tài)，對(duì)于冰點(diǎn)（初始冰點(diǎn)，即過(guò)冷點(diǎn)之后的溫度最高點(diǎn)）的比較，果漿和果汁基本一致，均在-1.9 ℃左右，而果實(shí)相對(duì)較低；過(guò)冷點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間，果實(shí)最早，果汁次之，果漿最晚；冰點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間（初始冰點(diǎn)），基本與過(guò)冷點(diǎn)出現(xiàn)的時(shí)間吻合；固形物，果漿與果汁一致，果實(shí)偏低。以上結(jié)論中，3種物態(tài)之間固形物與初始冰點(diǎn)的關(guān)系是正相關(guān)，即固形物越低，初始冰點(diǎn)越低，與之前同一物態(tài)、不同個(gè)體間的固形物與冰點(diǎn)（平衡冰點(diǎn)）呈負(fù)相關(guān)的結(jié)論相反[9]，原因可能為影響冰點(diǎn)的因素較復(fù)雜，特別是不同物態(tài)間的冰點(diǎn)比較，固形物不能作為主導(dǎo)因素，初始冰點(diǎn)與平衡冰點(diǎn)的關(guān)系也不確定；另外，對(duì)于過(guò)冷點(diǎn)與冰點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間的比較，不同物態(tài)的桑葚表現(xiàn)了不同的凍結(jié)速率，可能與細(xì)胞組織對(duì)凍結(jié)過(guò)程的阻礙作用有關(guān)。對(duì)于冰點(diǎn)的研究有待進(jìn)一步深入。

2.3 不同采摘期、不同品種桑葚果實(shí)凍結(jié)參數(shù)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(diǎn)低于白葚，且黑葚的凍結(jié)曲線幾乎沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)冷點(diǎn)的現(xiàn)象。

2.4 桑葚果實(shí)冰點(diǎn)與其影響因素的相關(guān)性分析

經(jīng)過(guò)大量桑葚果實(shí)凍結(jié)試驗(yàn)及相應(yīng)的果實(shí)品質(zhì)參數(shù)的測(cè)定試驗(yàn)，使用DPS軟件進(jìn)行相關(guān)性分析如表3所示。可以看出，過(guò)冷點(diǎn)與冰點(diǎn)及果實(shí)品質(zhì)相關(guān)性較小，冰點(diǎn)與果實(shí)成熟度、固形物分別呈5%水平顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明過(guò)冷點(diǎn)與待測(cè)樣品關(guān)系不大，可能受環(huán)境影響較大；果實(shí)品質(zhì)參數(shù)之間也存在一定相關(guān)性，其中，單果質(zhì)量與成熟度呈5%水平顯著正相關(guān)，與固形物呈1%水平顯著正相關(guān)，成熟度與固形物呈5%水平顯著正相關(guān)。

3 結(jié)論與討論

（1）經(jīng)過(guò)大量桑葚果實(shí)凍結(jié)試驗(yàn)測(cè)定，總結(jié)出4種凍結(jié)曲線形式。一般都具有過(guò)冷點(diǎn)、冰點(diǎn)，部分出現(xiàn)了第二冰點(diǎn)，極個(gè)別果實(shí)無(wú)過(guò)冷點(diǎn)。無(wú)過(guò)冷點(diǎn)現(xiàn)象可能與測(cè)頭周圍小區(qū)域果實(shí)組織受到損傷有關(guān)[10]，過(guò)冷點(diǎn)的出現(xiàn)與空氣介質(zhì)溫度有關(guān)，溫度越高過(guò)冷現(xiàn)象越明顯[11]，而最大冰晶生成階段為未凍結(jié)部分釋放潛熱與已凍結(jié)部分冷卻速率幾乎一致的階段，有研究認(rèn)為[12]，在相對(duì)均質(zhì)的果實(shí)，此階段易趨于平緩。

（2）3種物態(tài)之間固形物與初始冰點(diǎn)的關(guān)系是正相關(guān)，即固形物越低，初始冰點(diǎn)越低，與之前同一物態(tài)、不同個(gè)體間的固形物與冰點(diǎn)（平衡冰點(diǎn)）呈負(fù)相關(guān)的結(jié)論相反，原因可能為影響冰點(diǎn)的因素較復(fù)雜，特別是不同物態(tài)間的冰點(diǎn)比較，固形物不能作為主導(dǎo)因素，初始冰點(diǎn)與平衡冰點(diǎn)的關(guān)系也不確定；另外，對(duì)于過(guò)冷點(diǎn)與冰點(diǎn)出現(xiàn)時(shí)間的比較，不同物態(tài)的桑葚表現(xiàn)了不同的凍結(jié)速率，可能與細(xì)胞組織對(duì)凍結(jié)過(guò)程的阻礙作用有關(guān)。對(duì)于冰點(diǎn)的研究有待進(jìn)一步深入。

（3）果實(shí)的冰點(diǎn)是冰溫貯藏溫度參數(shù)的理論參考，本試驗(yàn)中桑葚冰點(diǎn)個(gè)體差異性較大，分布在-3.5～-2.1 ℃，因此，有必要對(duì)桑葚品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行分類，由此選取幾個(gè)相關(guān)果實(shí)品質(zhì)參數(shù)進(jìn)行了相關(guān)性分析，得到過(guò)冷點(diǎn)與冰點(diǎn)及果實(shí)品質(zhì)相關(guān)性較小，冰點(diǎn)與果實(shí)成熟度、固形物分別呈5%水平顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明過(guò)冷點(diǎn)與待測(cè)樣品關(guān)系不大，可能受環(huán)境影響較大；果實(shí)品質(zhì)參數(shù)之間也存在一定相關(guān)性，其中，單果質(zhì)量與成熟度呈5%水平顯著正相關(guān)，與固形物呈1%水平顯著正相關(guān)，成熟度與固形物呈5%水平顯著正相關(guān)。

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