液氮速凍對菜用大豆品質的影響研究

王曉鈺，來 儀，周晞雯，王永濤

（中國農業大學食品科學與營養工程學院，國家果蔬加工工程技術研究中心，農業部果蔬加工重點實驗室，北京 100083）

菜用大豆（Glycine max(L.)Merr.）別稱毛豆，是指以采摘鮮莢期的青豆莢以菜用或消閑為目的的大豆品種[1]。新鮮菜用大豆富含蛋白質、碳水化合物、脂肪、膳食纖維、維生素（A、B1、C、E）和鈣、鐵、磷等多種礦物元素，肉質脆嫩，風味清香，是一種常見的豆類蔬菜。菜用大豆種植面積大、產量高，且采摘期短，集中上市會導致市場價格降低；若鮮銷不及時，則會發生黃化、腐敗等品質劣變，造成經濟損失。因此，需采取必要的加工手段延長菜用大豆的銷售時間，從而提高經濟效益[2]。

速凍加工可抑制細菌的生長繁殖和內源酶的作用，較好地保持菜用大豆的品質，延長貨架期，調節市場淡旺季[3]。傳統速凍菜用大豆常采用強冷空氣或流動水作為冷媒，將經過預處理的菜用大豆在-18 ℃下凍結。但該凍結方法形成的冰晶較大，對菜用大豆的結構破壞嚴重，易造成汁液流失、營養損失、硬度下降等品質劣變。

液氮速凍技術是利用沸點為-195.8 ℃的液氮汽化瞬間大量吸熱的特性，將其與食品接觸，從而使食品由外向內瞬時凍結。該技術能使食品快速通過最大冰晶形成帶，食品中的水分會在原位置形成均勻細小的冰晶，對食品的細胞結構損傷較小，解凍后的食品品質好，基本能保持原有的品質和風味[4]。此外，液氮來源于空氣，安全無毒、性質穩定，將其作為制冷劑有助于減少含氟制冷劑的使用，且不會造成環境污染。目前，液氮速凍技術已廣泛應用于果蔬、水產品、肉制品以及各種預制食品的冷凍中[5]，但菜用大豆方面的應用較少，對于凍結過程中菜用大豆品質變化規律的研究也鮮有報道。

本研究對新鮮菜用大豆進行液氮速凍試驗，并以-80 ℃空氣凍結處理為對照，對不同液氮速凍溫度下菜用大豆的汁液流失率、色澤、葉綠素a、總酚、抗壞血酸、蛋白質、質構和感官等指標進行比較分析，以篩選出菜用大豆的最佳液氮速凍溫度，為菜用大豆的工業化生產提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與設備

1.1.1 原料及預處理

菜用大豆（Glycine max(L.)Merr.），購于北京幸福榮耀超市（學院路店）。選擇新鮮、顏色均勻、大小適中、豆莢飽滿的完整帶莢大豆，去除有機械損傷、腐爛、蟲蛀痕跡的豆莢，流水沖洗后，沸水漂燙，瀝水晾干，于在4 ℃冰箱中冷藏，待溫度降至4 ℃后進行速凍。

在預試驗中，設置了60、70、80、90、100 s 的漂燙溫度梯度，分別測定漂燙后菜用大豆的脂肪氧化酶（lipoxygenase，LOX）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase，PPO）和果膠甲基酯酶（pectin methyl-esterase，PME）的酶活，得出了60 s 的漂燙可使菜用大豆的內源酶失活，因此設置漂燙時間為60 s。

1.1.2 儀器與設備

液氮速凍機，SD-H-100，科威嘉尼（北京）科技有限公司；智能電子超低溫溫度記錄儀，WS-T11SL-2，杭州微松環境科技有限公司；電子天平，BSA822-CW，德國Sartorius 公司；分析天平，BSA224S-CW，德國Sartorius 公司；九陽高速破壁料理機，JYL-G12E，九陽股份有限公司；分光測色儀，Color Quest XE，美國HunterLab 公司；高速冷凍離心機，CF16RXII，日本日立公司；2000 D 超純水器，北京中揚永康環保科技有限公司；液相色譜系統，Agilent 1260，美國安捷倫科技（中國）有限公司；紫外可見分光光度計，UV-1800，日本島津公司；TA-XT Plus 質構儀，英國Stable Micro Systems 公司。

1.2 試驗方法

試驗設置兩種凍結方式，共6 個處理，分別為液氮速凍5 個、空氣凍結1 個。

液氮速凍：設定液氮速凍機內的環境溫度分別為-40、-60、-80、-100、-120 ℃，在達到設定溫度后再將完整帶莢菜用大豆以單層平鋪的方式置于液氮速凍機內，待樣品中心溫度降至-25 ℃時停止速凍[6]。

空氣凍結：將帶莢菜用大豆置于-80 ℃的冰箱中，平整放置防止堆疊，待樣品中心溫度降至-25 ℃時立即停止凍結。

1.3 品質指標測定

通過智能電子超低溫溫度記錄儀測定菜用大豆在凍結過程中中心溫度的變化，根據溫度隨時間的變化繪制凍結曲線，并通過菜用大豆凍結曲線得出其凍結速率；觀察并判斷菜用大豆經不同液氮速凍溫度凍結后，豆莢表面是否出現低溫斷裂[7]。樣品凍結后置于4 ℃冷庫中解凍，8 h 后檢測各項指標。汁液流失率用帶莢大豆測定，其他指標均將菜用大豆去莢后測定；除汁液流失率、質構和感官評價外，其余各項指標均需勻漿后測定。

1.3.1 汁液流失率

參考趙菲等[8]的方法，稱取速凍后帶莢菜用大豆的質量，將其在4 ℃下解凍，用吸水紙除去樣品表面的水分后，稱取解凍后菜用大豆的質量，根據公式（1）計算汁液流失率。

式中，m0為樣品解凍前的質量，g；m1為樣品解凍后的質量，g。

1.3.2 色澤

使用全自動色差儀進行測定，以未處理組作空白對照，調零后，取15 mL 樣品勻漿置于比色杯中，在反射模式下測定L、a、b值。ΔE的計算公式見式（2）。

式中，Lbefore、abefore、bbefore是未處理組菜用大豆漿的亮度值、紅色值和黃色值；Lafter、aafter、bafter是處理組菜用大豆漿的亮度值、紅色值和黃色值；ΔE是總色差。

在L、a、b的坐標系中，L表示明亮度，其數值越接近100，表示樣品越接近白色。當a值＞0 時，表示樣品顏色接近紅色，反之，接近綠色；b值＞0，樣品顏色接近黃色，反之接近藍色；ΔE為兩點之間的變化值[9]。

1.3.3 葉綠素a 含量

提取液的制備：稱取1.0 g 去莢菜用大豆于研缽中，加入約10 mL 于4 ℃下貯藏24 h 以上的80%預冷丙酮溶液和少量石英砂及碳酸鈣粉末研磨，在4℃下以8 600 g離心15 min，將沉淀重復上述操作繼續提取一次，上層清液均轉移至25 mL 棕色容量瓶中，用80%預冷丙酮定容。將提取液旋轉蒸發至干，加入流動相渦旋溶解，經0.22 μm 針孔濾膜過濾后用HPLC 測定[10]。

色譜條件：色譜柱Cosmosil 5C18-AR-II（NACALAI TESQUE，INC.，4.6 mm×250 mm，5 μm），柱溫30 ℃，進樣量20μL，流速1 mL/min，流動相V乙腈∶V甲醇∶V三氯甲烷∶V正己烷=30∶5∶3∶3，等度洗脫，檢測波長432 nm。將葉綠素a 標準溶液稀釋，得到濃度為5、10、30、50、70 mg/L的標準工作溶液系列，然后進行HPLC 測定并繪制標準曲線。

1.3.4 總酚含量

總酚測定采用福林酚試劑法，結果以每100 g 樣品中含有的沒食子酸的當量（mg）表示[6]。

配制濃度為0.10、0.12、0.14、0.16、0.18、0.20、0.25 mg/mL 沒食子酸溶液，取不同濃度沒食子酸溶液0.4 mL，與福林酚稀釋液反應，測定其在765 nm 處的吸光值，制作標準曲線。

稱取10 g 去莢菜用大豆勻漿，加入20 mL 的無水甲醇中，4 ℃下靜置30 min 后于12 000 g 離心10 min，留取上清液備用。福林酚試劑用蒸餾水按1∶9 的體積比稀釋，取0.8 mL 總酚提取稀釋液與2 mL Folin-ciocalteu 稀釋液混合，于室溫下避光保持1 h 后，再加入1.8 mL 7.5%的Na2CO3溶液，保持同等避光條件30 min，于765 nm 處測定吸光值。根據標準曲線，得到總酚含量。

1.3.5 抗壞血酸含量

測定方法參照《GB 5009.86—2016 食品中抗壞血酸的測定》[11]。

將去莢菜用大豆加入偏磷酸溶液，按料液比1∶1 倒入粉碎機內打成勻漿。稱取10 g 勻漿樣品，在50 mL 容量瓶中，與20 g/L 偏磷酸溶液混合定容，再加入白陶土搖勻，于4 ℃下4 850 g 離心5 min，取10 mL 上清濾液于錐形瓶中，以偏磷酸溶液作空白對照，用標定后的2,6-二氯靛酚溶液滴定，當溶液呈粉紅色且保持15 s 內不變時，滴定結束。根據消耗的2,6-二氯靛酚溶液的體積計算出試樣中抗壞血酸的含量。

1.3.6 總蛋白質含量

使用考馬斯亮藍染色法進行測定[12]。將考馬斯亮藍G-250、95%乙醇和85%磷酸按2∶1∶2（m∶V∶V）混合，用蒸餾水稀釋定容至500 mL。用結晶牛血清蛋白配置2 mg/mL 蛋白溶液。用0.15 mol/L NaCl 設置濃度梯度，分光光度計測量后繪制標準曲線。將菜用大豆勻漿離心，取上清液用0.15 mol/L NaCl 稀釋80 倍后使用分光光度計測量吸光度。根據標準曲線，計算得總蛋白質含量。

1.3.7 質構分析

用質構儀進行質構分析（TPA）。把菜用大豆仁從中間剖開分為2 瓣，取其中一瓣以平整面朝下、弧形面朝上的方式放在測試臺上，用P/50N 探頭（直徑50 mm）做擠壓試驗，確保樣品接觸探頭時不易移動[13]。采用壓縮式測試，預壓速度設置為1.0 mm/s、壓后上行速度為10.0 mm/s、測試速度為0.30 mm/s、觸發力取5.0 g，壓縮變形程度為60%。每組樣品重復5 次。

1.3.8 感官評價

邀請21 名感官品評員對菜用大豆進行描述嗜好型測試，即按照感官評價評分標準表，對菜用大豆的口感、組織狀態、顏色、光澤和風味這五項指標進行打分。將經不同處理后的菜用大豆于4 ℃解凍，再加入沸水中煮12 min，分別用一次性紙盤進行裝盤并隨機編號，由感官評價員進行品評。菜用大豆的評分標準見表1，其中顏色、光澤和風味三個指標反映菜用大豆入口前的感官印象，取這三個指標得分的算數平均值，為X1。口感和組織狀態兩個指標反映菜用大豆入口后的感官印象，取這兩個指標的算數平均值，為X2。

表1 菜用大豆感官評價評分標準表Table 1 Scoring standard table for sensory evaluation of vegetable soybean

1.4 數據分析

所有試驗做兩組平行，重復3 次，實驗數據采用IBM SPSS statistics 20.0 軟件分析，結果以“均值±標準差”的形式表示，當P＜0.05 時，表示存在顯著性差異；用Origin Pro 9.0 繪圖。

2 結果與分析

2.1 液氮速凍溫度對菜用大豆凍結速率的影響

圖1（見下頁）為在不同凍結條件下菜用大豆中心溫度的變化情況。由圖可知，-40、-60、-80、-100、-120 ℃的液氮速凍以及-80 ℃空氣凍結條件下菜用大豆中心溫度降至終止溫度所需時間分別為38.20、26.35、21.60、13.43、10.15、80.10 s，通過-5～-1 ℃最大冰晶生成區的時間分別為4.40、1.93、0.93、0.86、0.82、4.70 s。說明菜用大豆中心溫度的下降速率與液氮速凍溫度密切相關，隨著環境溫度的降低，樣品中心溫度逐漸下降，通過最大冰晶生成區的時間相應縮短。樊建等[14]分別在緩凍（-35℃）和液氮速凍（-60、-80、-100 ℃）下處理白靈菇，發現其凍結速率由151 min 分別降低為1.25、0.800、0.367 min，與本研究結果趨勢類似。

圖1 液氮速凍溫度對菜用大豆凍結速率的影響Fig.1 Effect of liquid nitrogen quick-freezing temperature on the freezing rate of vegetable soybean

馬長偉等[15]和Cheng 等[16]研究均指出，樣品通過-5～-1 ℃最大冰晶生成區的時間越短，生成冰層的速度越快于水分移動的速度，形成的冰晶形狀更加細小（呈針狀結晶），降低細胞的損傷程度，就越有利于保持食品品質。但當環境溫度與樣品中心溫度間瞬時溫差過大時，樣品顆粒表面經預冷凍結形成冰膜，但其內部因水分相變膨脹，產生較大膨脹壓，易造成低溫斷裂現象。本試驗中當溫度達到-140 ℃時，樣品出現低溫斷裂，因此后續研究的液氮速凍最低溫度為-120 ℃。

2.2 液氮速凍溫度對菜用大豆汁液流失率的影響

由表2 可知，各速凍處理組的汁液流失率均增加，但液氮速凍和-80 ℃空氣凍結組之間無顯著差異，這一方面是因為-80 ℃空氣凍結速率屬于速凍范疇；另一方面由于本試驗中的樣品為帶莢大豆，豆莢的存在對毛豆有一定的保護和保水作用，因此液氮速凍處理在汁液流失率上并沒有表現出優勢。此外，不同液氮速凍溫度處理菜用大豆解凍后汁液流失率無顯著差別，但隨著速凍溫度下降汁液流失率有降低趨勢。產生這種情況的原因可能是隨著速凍溫度的下降，樣品細胞內外所產生的冰晶減小，對細胞結構的破壞隨之降低，水和水蒸汽向細胞間的擴散和滲透作用也隨之減輕，這弱化了細胞間冰晶對細胞的擠壓作用和對細胞的溶質損傷效應[17]，從而在解凍后造成的汁液流失率下降。Kim 等[18]采用-70 ℃液氮速凍和-30 ℃鼓風冷凍處理雞胸肉，結果顯示，液氮速凍后樣品持水力更高，后者解凍后存在持續失水現象。

2.3 液氮速凍溫度對菜用大豆色澤的影響

如表2 所示，與未處理組相比，-80 ℃空氣凍結和液氮速凍后樣品的L值均顯著增加，說明菜用大豆凍結后的色澤較未處理組更明亮，這可能是由于速凍處理導致部分色素物質溶出。與未處理組相比，各處理液氮速凍后樣品的a值均顯著增加，而-80 ℃空氣凍結組的a值則顯著下降，這可能是由于-80 ℃空氣凍結所形成的冰晶相對更大、對樣品細胞的破壞也較大，葉綠素溶出更多（圖2），使a值下降。-80 ℃空氣凍結組的b值顯著高于未處理和液氮處理組，說明樣品顏色更偏黃，這可能與空氣凍結樣品的褐變及葉綠素降解更加嚴重有關。姜曉青[9]研究發現，菜用大豆的低溫速凍籽粒在具有較低a值的同時，葉綠素含量顯著高于其它品種，這表明色澤參數a值與葉綠素含量具有一定的相關性；而在-60 ℃低溫速凍的菜用大豆的a、b值與鮮樣相比有不同程度的降低，說明速凍處理對色澤影響明顯。

圖2 液氮速凍處理對菜用大豆葉綠素a 含量的影響Fig.2 Effect of liquid nitrogen quick-freezing treatment on chlorophyll a content of vegetable soybean

表2 液氮速凍處理溫度對菜用大豆顏色和汁液流失率的影響Table 2 Effect of liquid nitrogen quick-freezing treatment on the color and juice loss rate of vegetable soybean

ΔE能夠反映樣品整體顏色的變化，ΔE值超過2，說明其顏色可肉眼分辨，其值越小，代表樣品與新鮮樣品的色澤越接近[19]。液氮和-80 ℃空氣凍結后樣品的ΔE值分別是1.63、2.40、2.03、1.95、2.52 和3.01，其中-40 ℃和-100 ℃液氮處理后樣品ΔE＜2，即沒有肉眼可見的顏色變化；而-60、-80、-120 ℃液氮處理和-80℃空氣凍結樣品的ΔE＞2，說明樣品顏色有肉眼可見的變化，但-80 ℃空氣凍結樣品的顏色變化最大，這說明液氮速凍處理更有利于保持樣品的色澤。羅文煌[20]分別在液氮-60、-80、-100 ℃和-40 ℃鼓風冷凍的條件下凍結冬蟲夏草，凍藏兩周后樣品的ΔE值分別為4.37、4.59、3.89 和6.02，可見液氮速凍能夠較好地保持冬蟲夏草的色澤，這與本研究結果一致，分析原因可能是隨著凍結溫度的降低，形成的冰晶較小，細胞結構得以完整保留，樣品中內源酶與底物不能充分接觸，從而抑制了酶促褐變的發生。

2.4 液氮速凍溫度對菜用大豆葉綠素a 含量的影響

葉綠素a 含量對菜用大豆的顏色產生直接影響，因此需要獲得速凍對其含量影響的規律。如圖2 所示，未處理的菜用大豆葉綠素a 含量為24.33±0.08 μg/mL，經過-40、-60、-80、-100、-120 ℃液氮和-80 ℃空氣凍結處理后各組菜用大豆的葉綠素a 含量分別是51.53±0.08、30.82±0.15、33.72±0.08、30.12±0.08、35.86±0.13、38.44±0.13 μg/mL，均顯著高于未處理組。但這種增高并不是樣品中葉綠素a 含量的絕對增加，推測可能是速凍處理過程中產生的冰晶破壞了樣品細胞結構，使樣品在解凍后葉綠素a 更容易被提取出來，從而造成測定量的相對升高。其中，-80 ℃空氣凍結和-40 ℃液氮處理由于凍結速度相對較慢，形成的冰晶較大，因此對樣品細胞的破壞更強，使得測定出來的葉綠素a 含量較高。程菁菁等[21]也發現液氮速凍的香椿中葉綠素含量顯著高于-20℃直接冷凍的香椿。

2.5 液氮速凍溫度對菜用大豆總酚含量的影響

如圖3 所示，未處理樣品的總酚含量為408.21±13.93 mg/100 g，液氮-40、-60、-80、-100、-120 ℃和-80℃空氣凍結處理后總酚含量分別為432.69±11.88、420.11±17.17、374.97±10.33、424.69±17.51、421.83±20.31、362.97±18.33 mg/100 g。顯著性分析顯示，液氮速凍和-80 ℃空氣凍結處理對菜用大豆總酚含量的影響均不顯著，但-40、-60、-100 ℃和-120 ℃液氮速凍處理樣品中總酚含量顯著高于-80 ℃空氣凍結處理。楊瑾莉等[6]也發現，與-18 ℃緩凍處理相比，-40、-60、-80 ℃和-100 ℃的液氮速凍處理能更好地保存樣品中的總酚含量，這與本研究的結果類似。這可能是由于液氮速凍處理所形成的冰晶比-80 ℃空氣凍結處理所形成的更小，對樣品細胞結構的破壞小，因此隨汁液流失的酚類物質較少。

圖3 液氮速凍處理對菜用大豆總酚含量的影響Fig.3 Effect of liquid nitrogen quick-freezing treatment on total phenolic content of vegetable soybean

2.6 液氮速凍溫度對菜用大豆抗壞血酸含量的影響

由圖4（見下頁）可知，液氮速凍和空氣速凍后菜用大豆抗壞血酸含量均顯著提高。未處理樣品抗壞血酸含量為0.32±0.02 mg/100 g，經過液氮-40、-60、-80、-100、-120 ℃和-80 ℃空氣凍結處理后各樣品抗壞血酸含量分別是0.52 ±0.05、0.92 ±0、1.06 ±0.10、0.69 ±0.05、1.01±0.07、0.53±0.05 mg/100 g。其中，-60、-80、-100、-120 ℃液氮處理樣品的抗壞血酸含量顯著高于-80 ℃空氣凍結樣品。王喜芳等[22]研究發現，隨著凍結溫度的降低，液氮速凍草莓的抗壞血酸含量逐漸升高，這與本研究結果類似。此外，王遠等[23]也研究發現液氮凍結的蓮藕片中抗壞血酸含量損失約為10%，而普通冰箱凍結的蓮藕片中抗壞血酸損失則高達20%。對于各處理組抗壞血酸含量的增加，可能與葉綠素a 含量的增加現象類似，是速凍處理破壞了樣品細胞結構，使得樣品在解凍后抗壞血酸更容易被提取出來，從而造成測定含量的相對升高；而液氮處理樣品的抗壞血酸含量顯著高于空氣凍結樣品，則可能是由于空氣凍結生成的冰晶大于液氮處理形成的冰晶，進而對細胞破壞程度更大，解凍時汁液流失更嚴重，使得抗壞血酸的損失相對更加嚴重。

圖4 液氮速凍處理對菜用大豆抗壞血酸含量的影響Fig.4 Effect of liquid nitrogen quick-freezing treatment on the ascorbic acid of vegetable soybean

2.7 液氮速凍溫度對菜用大豆總蛋白質含量的影響

液氮速凍對菜用大豆總蛋白質含量的影響如圖5 所示。由圖可知，與未處理相比，-80、-100 ℃液氮處理以及-80 ℃空氣凍結處理并沒有顯著影響樣品蛋白質含量，但-40 ℃和-60 ℃液氮處理樣品蛋白質含量顯著降低，而-120 ℃液氮處理則顯著升高。-40 ℃和-60 ℃液氮處理樣品的汁液流失率高于其他處理組和未處理組（表2），使得蛋白質含量也隨汁液流失而降低，而-120 ℃液氮處理樣品蛋白質含量的增加可能與葉綠素a 含量的增加相似，是測定含量的相對升高，而不是絕對含量的增加。綜上，不同液氮速凍溫度對蛋白質含量存在一個雙向動態的影響：由于樣品細胞結構被破壞，能夠被檢測到的蛋白質含量增加，但同時蛋白質又會隨汁液流失而損失；這種變化在較高溫度時蛋白質隨汁液流失占主導，而在較低溫度時則是被檢測到的蛋白質含量增加占主導。

圖5 液氮速凍處理對菜用大豆蛋白質含量的影響Fig.5 Effect of liquid nitrogen quick-freezing treatment on protein content of vegetable soybean

2.8 液氮速凍溫度對菜用大豆質構的影響

圖6 為不同處理菜用大豆質構的變化。如圖所示，未處理樣品的硬度為4 344.26±156.87 N，咀嚼度為1 649.22±139.45 N，液氮速凍和-80 ℃空氣凍結處理后硬度分別為4 218.88±190.91、4 355.12±53.98、5 076.19±419.56、4 824.55±412.64、4 466.98±134.50、5 155.87±300.53 N，咀嚼度分別為1 716.06±99.23、1 786.35±174.28、2 154.89±191.93、1 549.99±111.69、1 711.04±155.54、2 017.05±284.39 N。數據分析顯示，液氮速凍和-80 ℃空氣凍結處理對菜用大豆硬度和咀嚼度的影響均不顯著，說明這些處理均能較好地保持樣品的硬度和咀嚼度。段振華等[24]對比液氮速凍和冰柜凍結處理后發現，液氮速凍處理能較好地保持檳榔果實的硬度。姜曉青[9]的研究顯示，速凍凍結毛豆仁的硬度和口感更接近新鮮毛豆仁，原因可能是速凍過程中形成的冰晶較小且均勻，減弱了冰晶對毛豆仁細胞的破壞力，能夠使毛豆仁保持較好的組織結構。王遠等[23]也研究了不同凍結方式對蓮藕片質構的影響，其中液氮和-60 ℃超低溫冰箱凍結的蓮藕片硬度和咀嚼度均下降10%左右，兩者差異不顯著，與本研究結果類似。

圖6 液氮速凍處理對菜用大豆質構的影響Fig.6 Effect of liquid nitrogen quick-freezing treatment on the texture of vegetable soybean

2.9 液氮速凍溫度對菜用大豆感官評價的影響

不同處理后菜用大豆的感官評價結果見表3。X1、X2反映了經過不同凍結方式處理后毛豆入口前后的感官變化。表中X1數值為-100 ℃液氮速凍＜-80 ℃液氮速凍＜-120 ℃液氮速凍＜-80 ℃空氣凍結＜-60 ℃液氮速凍＜未處理組＜-40 ℃液氮速凍。X2數值為-100 ℃液氮速凍＜-80 ℃液氮速凍＜-120 ℃液氮速凍＜-60 ℃液氮速凍=未處理組＜-40 ℃液氮速凍＜-80 ℃空氣凍結。與未處理組相比，-80 ℃空氣凍結、-40 ℃、-60 ℃和-120 ℃液氮處理樣品的X1、X2值均沒有顯著性差異，而-100 ℃液氮速凍處理后的菜用大豆X1、X2值顯著降低，這與汁液流失率結果類似（表2）。同時，液氮速凍處理的樣品X2值均低于-80 ℃空氣凍結樣品，因分數越低，其感官品質越好，說明液氮速凍有利于保存菜用大豆的質構，速凍時使用-80 ℃、-100 ℃和-120 ℃液氮處理的菜用大豆風味較好。

表3 液氮速凍處理對菜用大豆感官評價的影響Table 3 Effects of liquid nitrogen quick-freezing treatment on sensory evaluation of vegetable soybean

何全光等[25]研究發現，經液氮速凍后芒果的色澤、香氣、形態等均有不同程度的改變，原因可能是在不同速凍條件中形成的冰晶和膨脹會導致細胞不同程度損傷，使部分色素與風味物質隨組織液流出，影響其色澤和風味。吳煒俊等[26]研究液氮噴霧速凍對楊梅品質影響時發現，液氮速凍方式顯著優于其他冷凍方式，其凍結過程中形成細小而均勻的冰晶從而減小對細胞結構進一步的破壞，較好地保留楊梅原有的品質，且隨著冷凍溫度的降低，楊梅的色、味、形維持越好。

3 結論

本文以菜用大豆為對象，研究不同溫度（-40、-60、-80、-100、-120 ℃）液氮速凍處理對菜用大豆品質特性的影響，以凍結速率、汁液流失率、色澤、葉綠素a、總酚、抗壞血酸、總蛋白質、質構和感官品質作為評價指標，對其進行分析。結果顯示，相比于空氣速凍處理，液氮速凍可縮短通過最大冰晶生成區的時間，使凍結速率更高，形成的冰晶更細小，對菜用大豆的細胞結構破壞更少，因此液氮速凍能更好地保持樣品的顏色、葉綠素a、總酚、抗壞血酸、質構等理化和營養指標，且可以較好地保留菜用大豆的色、香、質等感官品質。而在不同液氮速凍溫度中，由于-80 ℃和-100 ℃液氮速凍處理在葉綠素a、抗壞血酸、總蛋白等方面均具有顯著優勢，且均可以較好地保持樣品的汁液流失率、色澤、總酚、質構和感官等品質，考慮到生產成本，因此篩選出最佳的液氮速凍溫度為-80℃。本文僅研究了液氮速凍處理前后菜用大豆的品質變化，仍需要進行貯藏實驗，研究液氮速凍菜用大豆微生物和品質變化規律，確定其貨架期。