鮮食花生凍結特性及速凍品質變化研究

劉雪平，黃 莉，王 亮，郭艷萍，趙 莉，趙孝東，王 鵬，劉凌霄，崔曉梅

（1.臨沂市農業科學院，山東 臨沂 276012；2.浙江大學山東（臨沂）現代農業研究院，山東 臨沂 276034；3.臨沂市檢驗檢測中心，山東 臨沂 276001）

花生又名落花生、長生果，通常是曬干榨油或加工成花生制品［1］。隨著人們生活水平的提高及保健意識的增強，鮮食花生因可避免經高溫榨油或加工工藝造成營養物質的流失，直接食用口感甜脆、清香可口，具有不溫不火、香而不膩、容易消化等特點［2］，受到越來越多人的青睞，使得鮮食花生的需求量日益增加。鮮食花生是指在花生收獲后不經晾曬直接食用或煮熟食用［3］。但鮮食花生如果在采后數天內不經過處理，因其含水量高易在自然條件下失水、發芽、霉變等，導致營養價值和商品價值大打折扣［4］，且鮮食花生的收獲具有季節性，限制了鮮食花生的周年供應及產業發展。目前，在鮮食花生領域研究者主要集中于鮮食花生的栽培育種、品種間的對比以及采后短期保鮮等［5-9］，雖然已有一些速凍鮮食花生工藝的相關研究［10，11］，但對于不同速凍條件下鮮食花生的凍結特性及對品質影響的研究甚少。本試驗借鑒速凍果蔬加工技術［12-14］，在葡萄、青椒、黃瓜等［15，16］等速凍工藝基礎上，探索鮮食花生的速凍深加工工藝。通過以色澤鮮紅、果粒飽滿、口感甜脆的臨花16 號花生為原材料，充分保留其特點，將常規的漂燙工藝改為對花生莢果進行電解水滅菌，研究鮮食花生的凍結特性及在不同冷凍溫度、不同冷凍時間條件下感官指標、質構指標、營養指標等的變化，使鮮食花生能夠保持最佳品質，得到表皮鮮紅、口感嫩脆的速凍鮮食花生，從而為鮮食花生的速凍工藝提供理論依據和技術指導。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

試驗材料取自山東青果食品有限公司鮮食花生生產基地，品種為臨花16 號，播種期為2021 年5 月17 日，采收期為2021 年9 月5 日—9 月19 日。

乙酸鋅（分析純）、亞鐵氰化鉀（分析純）、乙腈（分析純）、石油醚（沸程30～60 ℃），購于國藥集團化學試劑有限公司；99%蔗糖標準品，購于深圳市邁迪加科技發展有限公司。

1.2 儀器設備

UW6200H 型電子天平［島津企業管理（中國）有限公司］；Testo 926 型溫度計［德圖儀器（深圳）有限公司］；DW-FL270 型美菱超低溫冰箱（中科美菱低溫科技股份有限公司）；BCD-215WDGC 型海爾冰箱（青島海爾股份有限公司）；NR10QC 型便攜式色差儀（柯尼卡-美能達公司）；TA.GEL 型質構儀（上海保圣實業發展有限公司）；DHG-9123A 型電熱恒溫鼓風干燥箱（上海齊欣科學儀器有限公司）；Agilengt 1260 型高效液相色譜儀［安捷倫科技（中國）有限公司］；ZORBAX SB-C18色譜柱，5 μm，4.6 mm×250 mm。

1.3 試驗方法

1.3.1 凍結曲線的測定 將采收后的鮮花生莢果進行清洗、整理，選取飽滿且莢果表面無損傷的鮮花生，將數字溫度計的探針透過莢果插入花生果仁內部（沿果殼往果仁內部插入6～7 mm），分別在-25、-30、-35 ℃的溫度下凍結，每隔30 s 記錄1 次溫度，每個凍結溫度重復3 次，測定結果取平均值［17］。

1.3.2 原料速凍 鮮食花生前處理：殺菌→瀝水→速凍→包裝、凍藏。具體操作要點：

①前處理：將適期采收的鮮食花生莢果放入清水中清洗，洗去雜質和泥沙，選取大小基本一致的莢果進行試驗。

②殺菌：將洗好的花生莢果置于有效氯濃度為85 mg/L 的微酸性電解水［18］中以料液比1∶2 的比例（m∶V）進行浸泡清洗滅菌5 min，撈出瀝干表面水分。

③速凍：置于-25、-30、-35 ℃的溫度下速凍0.5、1.0 h，然后轉至-18 ℃下凍藏。指標測定時，將其取出，解凍溫度至中心溫度20 ℃。

1.3.3 凍結特性值測定 凍結點為凍結曲線的第1個拐點的溫度。結晶率=（1-T凍結點/T終溫）×100%，可求出當結晶率為80%時的終溫溫度（T終溫），終溫與凍結點之間的溫度為最大冰晶生成帶，對應的時間為最大冰晶生成帶通過時間［19］。

1.3.4 色差測定 鮮食花生速凍前后色差的變化采用色差儀測定，每個測試組隨機取10 個果實，測定其花生種仁表皮的色澤，結果取平均值。其中a越高代表花生表皮顏色越鮮紅，ΔE代表被測速凍花生的色澤（L、a、b）與標準白板色澤（L*=94.31、a*=-0.61、b*=4.97）的色差值，ΔE與對照值越接近，代表花生種皮色澤變化越小，ΔE計算方法如下。

1.3.5 質構測定 采用TA.GEL 型質構儀測定，探頭為TA-2（2.0 mm 柱形探頭），下壓形變50%，測試前速度3 mm/s，測試速度為1 mm/s，每個處理隨機取10 個花生種仁，記錄硬度、脆度和咀嚼度，結果取平均值。

1.3.6 含水量的測定 準確稱取解凍后的速凍鮮食花生100 g，置于105 ℃干燥箱烘干至恒重，取出稱重，然后利用失重法計算速凍鮮食花生解凍后的含水量。

1.3.7 蔗糖含量 鮮食花生蔗糖含量根據GB 5009.8—2016 中的高效液相色譜法進行測定［20］。

1.4 數據處理

試驗數據采用Excel 軟件整理并作圖，采用SPSS 26.0 軟件的Duncan 多重比較檢驗進行差異顯著分析。

2 結果與分析

2.1 鮮食花生凍結曲線的測定

在物料的凍結過程中，物料中心溫度隨時間變化的曲線為凍結溫度曲線。曲線一般分為初階段（從初溫到凍結點，曲線陡，降溫快，放出顯熱）、中階段（曲線平坦，降溫慢）、終階段（剩余水分繼續結冰，溫度降至終溫）3 個階段。其中，中階段是物料凍藏研究的重點，該階段放出大量熱量，冰晶在此階段生成，細胞組織容易受到物理損傷，物料的品質指標會受到影響［21］。

鮮食花生在-25、-30、-35 ℃速凍溫度下的凍結曲線如圖1 所示。通過曲線可以看出，在不同速凍溫度下，凍結曲線出現拐點的溫度均為-1.5 ℃，該溫度即為鮮食花生的凍結點，在此溫度下冰晶開始形成；由結晶率公式可知，結晶率為80%時的終溫溫度為-7.5 ℃，即對于鮮食花生而言，完成最大冰晶生成帶（即結晶率為80%）的溫度范圍是-1.5～-7.5 ℃；對比曲線可得，在-25、-30、-35 ℃速凍條件下通過最大冰晶生成帶的時間分別為55、24、19 min。根據速凍物料要求，其中心溫度通過最大冰晶生成區的時間小于30 min 稱為速凍［22］。當速凍溫度為-30 ℃和-35 ℃時，符合速凍要求，說明低于-30 ℃即可滿足鮮花生的速凍要求。

對于一般果蔬而言，在速凍過程中，中心溫度有明顯的初階段、中階段和終階段［23］，而對于可溶性固形物含量較高的鮮食花生，其中階段和終階段的變化并不明顯，即在終階段曲線較平坦，且凍結溫度越高，曲線越平坦，這點和徐茂等［24］對烤甘薯凍結曲線的研究結果一致，甘薯在此階段的水分結冰，形成冰晶時放出大部分熱量，故在此階段降溫慢。吳錦鑄等［25］對板栗凍結規律進行研究，分析其在-20、-25、-30、-35 ℃的凍結點分別為-2.6、-2.7、-3.0、-2.8 ℃，其凍結點變化范圍為（-2.8±0.2）℃，凍結點差別不大，與速凍鮮食花生的凍結點-1.5 ℃結果較為一致。

2.2 不同速凍條件對鮮食花生種仁表皮色差的影響

鮮食花生速凍前和經-25、-30、-35 ℃條件下速凍0.5、1.0 h 后其種仁表皮的a*變化如圖2 所示。未經速凍處理的新鮮花生速凍后，花生表皮的a*呈顯著下降（P＜0.05），但隨著速凍溫度的下降，a*升高。在稍高溫度凍結時（-25、-30 ℃），花生通過最大冰晶生成帶較為緩慢，花生種皮細胞因體積急劇增大造成機械損傷，相關色素物質活性損失，a*降低，隨著速凍時間延長細胞液逐漸滲出，又使a*有所增加，當在-35 ℃速凍時，a*較高，且速凍不同時間的a*保持相對穩定。這是因為花生種皮形成較均勻細小的冰晶，良好的結構使相關色素物質的活性得以更好地保持［21］，使得a*相對穩定且數值較高。

圖2 不同速凍條件對鮮食花生種仁表皮a*的影響

鮮食花生速凍前和經-25、-30、-35 ℃條件下速凍0.5、1.0 h 后ΔE的變化如圖3 所示，速凍處理后ΔE顯著下降，速凍后不同速凍條件對ΔE的影響不大，在-35 ℃下速凍1.0 h 后ΔE下降，可能是速凍時間過久花生表皮水分減少，抑制了相關酶的活性，從而抑制相關色素的合成速度，使其總色差降低［26］。綜合來看，將鮮花生在-35 ℃下速凍0.5 h，花生的色差值相對均較好，說明在此條件下能夠更好地保持花生表皮的色澤。

圖3 不同速凍條件對鮮食花生種仁表皮ΔE 的影響

2.3 不同速凍條件對鮮食花生種仁質構的影響

2.3.1 不同速凍條件對鮮食花生種仁硬度的影響

如圖4 所示，相對新鮮花生，速凍后花生的硬度指標下降，在同一速凍溫度下，速凍時間對花生硬度變化影響不大，但速凍溫度對硬度影響較大，-25 ℃硬度下降較明顯，硬度損失率為新鮮花生的25%，-30、-35 ℃硬度損失率較-25 ℃有所降低，當速凍溫度為-35 ℃時硬度最高。

圖4 不同速凍條件對鮮食花生種仁硬度的影響

2.3.2 不同速凍條件對鮮食花生種仁脆度的影響速凍對鮮食花生脆度的影響如圖5 所示，相較于新鮮花生，不同速凍溫度與速凍時間均使鮮食花生的脆度有所下降。速凍溫度越低，花生的脆度越高；在不同速凍時間下，速凍0.5 h 比速凍1.0 h 更有利于保持鮮食花生的脆度。當速凍溫度為-35 ℃，速凍時間為0.5 h 時，鮮食花生的脆度保持最好。

圖5 不同速凍條件對鮮食花生種仁脆度的影響

2.3.3 不同速凍條件對鮮食花生種仁咀嚼性的影響 圖6 反映的是鮮食花生速凍前后咀嚼性指標的變化情況，其變化趨勢與硬度、脆度的變化基本一致，速凍后鮮食花生的咀嚼性顯著下降，速凍溫度越低，速凍時間越短越有利于花生咀嚼性的保持。在速凍溫度為-35 ℃，速凍時間為0.5 h 時，花生咀嚼性最高。

圖6 不同速凍條件對鮮食花生種仁咀嚼性的影響

速凍過程中快速降溫引起的細胞體積不均勻收縮、脫水損傷以及水結成冰體積膨脹對細胞造成機械損傷是造成質構下降的主要原因［27］。但根據以上質構指標，速凍溫度為-35 ℃，速凍時間為0.5 h 的速凍條件更有利于速凍鮮食花生的硬度、脆度和咀嚼性的保持。說明在此冷凍溫度下花生結構的破壞程度最小。

2.4 不同速凍條件對鮮食花生蔗糖含量、水分含量變化的影響

不同速凍條件對鮮食花生蔗糖含量、水分含量的影響如表1 所示。相較于新鮮花生，速凍后的花生蔗糖含量增加，水分含量降低，不同速凍條件的蔗糖含量與水分含量的變化呈顯著負相關（P＜0.01），當在-35 ℃速凍1.0 h 后蔗糖含量最高，與新鮮花生差異顯著。尤其當-35 ℃速凍1.0 h 后，水分含量最低，這也可能是導致ΔE、脆度、咀嚼性等指標在此條件下發生下降的原因之一。

表1 不同速凍條件對鮮食花生蔗糖含量、水分含量的影響

3 小結

通過將鮮食花生于不同速凍條件下速凍，探究凍結特性及品質的變化。根據鮮食花生的凍結曲線，在-25、-30、-35 ℃的溫度下的凍結點為-1.5 ℃，通過最大冰晶生成帶（結晶率為80%）的溫度范圍為-7.5～-1.5 ℃，根據曲線通過最大冰晶生成區的時間分別為55、24、19 min，當速凍溫度為低于-30 ℃時，可滿足速凍要求；通過色差指標得出，速凍溫度為-35 ℃、速凍時間為0.5 h 時，能夠更好地保持花生表皮的a*，在此條件下ΔE也相對較高；根據質構指標，速凍后鮮食花生的硬度下降，速凍溫度越低，其硬度越高，當速凍溫度為-35 ℃、速凍時間為0.5 h時，脆度和咀嚼性等指標達到最佳。鮮食花生速凍前后蔗糖含量與水分含量的變化呈現顯著負相關（P＜0.01），結合凍結特性及品質指標，在-35 ℃凍結0.5 h 可作為鮮食花生的速凍條件。