凍結(jié)方式和凍藏條件對(duì)水蜜桃果漿凍藏期間抗氧化特征的影響

吳嗣圣 陳姍姍 余銘

摘?要：目的：研究液浸速凍和低壓靜電場(chǎng)對(duì)凍藏水蜜桃果漿氧化特征的影響。方法：以氣流速凍處理組為對(duì)照，分析了凍藏期間果漿在抗氧化能力、氧化底物、相關(guān)酶活力等方面的變化。結(jié)果：液浸速凍處理果漿的抗氧化能力損失較氣流速凍更大，凍藏期間使用低壓靜電場(chǎng)可以抑制抗氧化能力的損失。氧化底物的保留率依次為低壓靜電場(chǎng)+液浸速凍>液浸速凍>氣流速凍。凍藏期間的酶活力依次為氣流速凍>液浸速凍≥低壓靜電場(chǎng)+液浸速凍。結(jié)論：液浸速凍加工并用低壓靜電場(chǎng)輔助凍藏的水蜜桃果漿具有更好的抗氧化特征。

關(guān)鍵詞：液浸速凍;低壓靜電場(chǎng);水蜜桃;抗氧化

水蜜桃屬呼吸躍變型水果，采摘后有呼吸高峰的出現(xiàn)，果實(shí)成熟后軟化迅速，且采收時(shí)氣溫較高，極易出現(xiàn)褐變、腐爛、變質(zhì)[1]。水蜜桃鮮果的保鮮方式主要有冷藏、氣調(diào)貯藏、涂抹保鮮劑等，但鮮果的保鮮時(shí)間多數(shù)小于30 d，無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義上的跨季節(jié)保藏[2]。將鮮果制備成速凍果漿后能夠?qū)⑺厶业谋ｕr時(shí)間延長(zhǎng)到數(shù)個(gè)月，提升產(chǎn)品貯藏時(shí)的空間利用率，果漿相比于鮮果的經(jīng)濟(jì)效益也更好，因此開發(fā)水蜜桃速凍果漿對(duì)水蜜桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有巨大的價(jià)值[3]。

影響速凍食品質(zhì)量的一個(gè)重要因素是食品通過(guò)最大冰晶生成帶的時(shí)間，現(xiàn)有生產(chǎn)上使用的速凍技術(shù)多為以氣體為介質(zhì)的氣流速凍，由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)較低，速凍產(chǎn)品通過(guò)最大冰晶生成帶的時(shí)間較長(zhǎng)，使得產(chǎn)品質(zhì)量低劣[4]。液浸速凍技術(shù)是采用超低溫液體制冷劑浸漬冷凍的一種速凍工藝技術(shù)，可以加速冷凍食品通過(guò)最大冰晶生成帶，減小冰結(jié)晶尺寸，提升冷凍品的質(zhì)量[5]?，F(xiàn)有的研究表明，在果蔬[6]、醬汁[7]、水產(chǎn)[8]等產(chǎn)品上應(yīng)用液浸速凍技術(shù)可以有效保護(hù)組織結(jié)構(gòu)的完整，減少產(chǎn)品因速凍而發(fā)生的品質(zhì)劣化。

靜電場(chǎng)是一種非熱輔助凍結(jié)技術(shù)，該技術(shù)的原理是通過(guò)形成靜電場(chǎng)來(lái)改變細(xì)胞內(nèi)極性分子（如水分子、極性蛋白等）的空間排列以及酶蛋白的電離微環(huán)境來(lái)起到延長(zhǎng)食品保鮮時(shí)間、改善凍結(jié)效果的作用[9]。研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)-4 ℃微凍貯藏的竹節(jié)蝦使用低壓靜電場(chǎng)處理后汁液流失率、揮發(fā)性鹽基氮、脂肪氧化程度等明顯降低，相比于沒(méi)有電場(chǎng)的對(duì)照組具有更高的品質(zhì)[9]。在凍結(jié)時(shí)施加靜電場(chǎng)可以加快凍結(jié)速率，減小冰晶體積并保持細(xì)胞內(nèi)水分分布[10-11]。在牛肉解凍時(shí)施加低壓靜電場(chǎng)可以加速蛋白質(zhì)復(fù)性，減少解凍時(shí)的品質(zhì)劣化并加快解凍速率[11]。靜電場(chǎng)分為輸出電壓在2 500 V以下的低壓靜電場(chǎng)和2 500 V以上高壓靜電場(chǎng)，相比于高壓靜電場(chǎng)，低壓靜電場(chǎng)的安全性更高[12]?？寡趸卣魇枪咂焚|(zhì)評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié)[13]，本研究從抗氧化能力、氧化底物、氧化損傷等角度評(píng)價(jià)了浸速凍和低壓靜電場(chǎng)對(duì)水蜜桃果漿凍藏過(guò)程中抗氧化特征的影響，以期望為水蜜桃加工產(chǎn)業(yè)提供科學(xué)依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?材料與儀器

水蜜桃，產(chǎn)地北京，所挑選果實(shí)均為7～8成熟，無(wú)機(jī)械損傷和病蟲害。分光光度計(jì)：UV 3010型，日本日立公司;色彩色差計(jì)：CR-410型，柯尼卡美能達(dá)（中國(guó)）投資有限公司;液浸式速凍機(jī)：KQ-01型，廣東科奇超速凍科技有限公司;-40 ℃氣流速凍機(jī)，常州凱曼制冷設(shè)備有限公司;低壓靜電場(chǎng)發(fā)生裝置，浙江馳力科技股份有限公司。

1.2?果漿制備

將新鮮水蜜桃去皮、切片后浸泡于護(hù)色液中20 min，每1 L護(hù)色液中含有6.44 g檸檬酸、10.66 g檸檬酸鈉和3.33 g異抗壞血酸[14-15]。果肉與純凈水按2∶1比例打漿30 s，打漿時(shí)加入果肉質(zhì)量1%的干冰，得到水蜜桃果漿。

1.3?試驗(yàn)方法

取果漿按150 g/袋封裝入PE袋中，將果漿分為3組，試驗(yàn)組于液浸式速凍機(jī)內(nèi)于-35 ℃冷凍液中凍結(jié);對(duì)照組置氣流速凍機(jī)中于-35 ℃進(jìn)行凍結(jié)，待樣品中心溫度凍結(jié)至-18 ℃時(shí)取出。氣流速凍果漿于-18 ℃儲(chǔ)藏;液浸速凍果漿置于-18 ℃和外加低壓靜電場(chǎng)-18 ℃環(huán)境下儲(chǔ)藏。凍藏果漿均在解凍后檢測(cè)指標(biāo)。各試驗(yàn)組命名：G18：氣流速凍-18 ℃凍藏;L18：液浸速凍-18 ℃凍藏;LE18：液浸速凍-18 ℃低壓靜電場(chǎng)輔助凍藏。

1.4?抗氧化能力的測(cè)定

1.4.1?鐵離子還原能力（FRAP）測(cè)定?FRAP工作液：8 mL 10 mmol/L的TPTZ溶液，8 mL 20 mmol/L的FeCl3·6H2O和80 mL 0.3 mol/L的醋酸緩沖液（pH 3.6），體積比1∶1∶10，混合均勻即得。FeSO4標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：準(zhǔn)確稱取222.4 mg硫酸亞鐵，溶于適量的水中，加入濃硫酸0.5 mL，再加水稀釋至100 mL定容即為 8 000 μmol/L FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液。用該溶液配制梯度FeSO4溶液，包括800、400、200、100 、50 、25 μmol/L，代替樣品加入FRAP工作液，于593 nm測(cè)定吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣品測(cè)定：取樣品10倍稀釋液0.6 mL，加5.4 mL預(yù)熱至37 ℃的FRAP工作液，搖勻后放置10 min，于593 nm測(cè)定其吸光度值，以蒸餾水代替樣品加入FRAP工作液作為空白。根據(jù)所得吸光值，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得相應(yīng)FeSO4濃度，定義為FRAP值，其值越大，抗氧化活性越強(qiáng)。

1.4.2?DPPH自由基清除能力測(cè)定?DPPH·無(wú)水乙醇溶液：0.003 9 g DPPH溶于100 mL無(wú)水乙醇中。樣品測(cè)定：樣品稀釋10倍后按下列內(nèi)容加入反應(yīng)液，避光30 min后于518 nm處測(cè)定吸光度：空白組A0，2 mL DPPH+2 mL蒸餾水;測(cè)試組Ai，2 mL DPPH+2 mL樣品稀釋液;對(duì)照組Aj，2 mL無(wú)水乙醇+2 mL樣品稀釋液[16]。

計(jì)算公式如式（1）：

1.4.3?ABTS自由基清除能力測(cè)定?ABTS工作液：試劑一：0.038 4 g ABTS定容到10 mL，試劑二：0.013 4 g過(guò)硫酸鉀定容到10 mL，試劑一與試劑二1∶1混合，12 h避光后得ABTS工作液。使用時(shí)用無(wú)水乙醇稀釋20～50倍。樣品測(cè)定：取 ABTS 自由基稀釋液 5.4 mL 與 0.6 mL 稀釋 10 倍樣品混勻（無(wú)水乙醇設(shè)為對(duì)照），在室溫下避光反應(yīng) 10 min 后，于 734 nm 波 長(zhǎng)下測(cè)定吸光值。

計(jì)算公式如式（2）：

式（2）中，A1為實(shí)驗(yàn)組吸光值、A0為對(duì)照組吸光值。

1.5?丙二醛（MDA）含量的測(cè)定

MDA提取液：0.6% TBA 10%三氯乙酸：3 g TBA和50 mL三氯乙酸用水定容到500 mL。測(cè)定方法：取1 g果漿與9 mL提取液混勻，沸水浴加熱15 min，用流水快速冷卻，5 000 r/min離心10 min，分別測(cè)定OD532、OD600、OD450。計(jì)算公式為式（3）：

1.6?維生素C和類胡蘿卜素含量的測(cè)定

用2，6-二氯靛酚滴定法測(cè)定維生素C含量，參照GB 6195—1986[17]進(jìn)行樣品的處理與測(cè)定。參照文獻(xiàn)[18-19]進(jìn)行類胡蘿卜素的提取，在450 nm下測(cè)定吸光值，樣品中類胡蘿卜素的量（mg/100 g）計(jì)算見(jiàn)式（4）：

式（4）中，A 為 450 nm 波長(zhǎng)下的吸光值，V 為樣品定容體積、m為樣品質(zhì)量（g）、2 500為在最大吸收光波長(zhǎng)下1%類胡蘿卜素的吸光系數(shù)的平均值。

1.7?多酚氧化酶（PPO）與過(guò)氧化物酶（POD）活力、總酚含量的檢測(cè)

利用分光光度法檢測(cè)PPO與POD活力，參照文獻(xiàn)[20]進(jìn)行樣品的處理與酶活力的測(cè)定。每分鐘吸光度變化0.001為1個(gè)活性單位。利用福林酚法測(cè)定總酚含量，參照文獻(xiàn)[20-21]進(jìn)行總酚的提取和測(cè)定。

1.8?數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

每個(gè)試驗(yàn)均重復(fù)3次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，數(shù)據(jù)使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素分析并進(jìn)行Tukey多重比較，標(biāo)記（* vs G18，# vs L18，MYM vs LE18）表明具有顯著性差異（P<0.05）。

2?結(jié)果與分析

2.1?凍藏過(guò)程中抗氧化能力的變化

如圖1所示，相對(duì)于FRAP和ABTS自由基還原能力，凍藏期間果漿的DPPH自由基還原能力保存較好，90 d后保持在鮮樣的（74.3%±6.3%）。凍藏期間3組樣品的DPPH自由基還原能力依次為L(zhǎng)E18>L18>G18，但差異無(wú)顯著（圖1C）。如圖1A所示，液浸速凍處理的L18組鐵離子還原能力流失最大，分別在15、60、75、90 d顯著低于G18和LE18組。在凍藏過(guò)程中使用低壓靜電場(chǎng)可以改善液浸速凍引起的鐵離子還原能力流失，且LE18組的鐵離子還原能力分別在30、45 d顯著高于G18和LE18組。如圖1B所示，氣流速凍組G18的ABTS自由基還原能力在凍藏前期位于較高水平，并在30 d顯著高于其他兩組，但在60 d顯著低于L18、LE18組。此外，L18組的ABTS自由基還原能力在15 d顯著低于另兩組。

總體來(lái)看，液浸速凍加工果漿的抗氧化能力損失比氣流速凍大，這可能是因?yàn)橐航賰鎏幚砗蟮臉悠芳?xì)胞完整性保持較好，凍藏期間細(xì)胞內(nèi)的抗氧化物質(zhì)能在化學(xué)環(huán)境適宜的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中反應(yīng)。低壓靜電場(chǎng)改變了細(xì)胞內(nèi)的電離環(huán)境，抑制了抗氧化物質(zhì)的反應(yīng)，所以能抑制因液浸速凍而導(dǎo)致的抗氧化能力流失。

2.2?凍藏期間氧化反應(yīng)底物含量的變化

果肉組織中酚、維生素C和類胡蘿卜素的濃度是品質(zhì)評(píng)價(jià)中的常見(jiàn)指標(biāo)，這些物質(zhì)化學(xué)活性極大，即使在低溫狀態(tài)下也容易氧化流失[21-22]。對(duì)水蜜桃果漿中總酚、維生素C和類胡蘿卜素檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)（圖2）：總酚含量在15 d降低至鮮樣的（24.6%±4.4%），30 d以后回復(fù)至與鮮樣接近的水平上，且30 d靜電場(chǎng)處理組LE18的總酚含量顯著高于氣流速凍組G18（圖2A）;凍藏期間維生素C含量為鮮樣的（10.2%±1.1%），且30 d液浸液處理組L18維生素C含量顯著高于G18組（圖2B）;類胡蘿卜素含量除在30 d外保持在鮮樣的（12.3%±1.2%），30 d各組的類胡蘿卜素含量依次為L(zhǎng)E18>L18>G18（P<0.05，圖2C）。

圖2結(jié)果表明，凍藏期間果漿內(nèi)氧化反應(yīng)依然在進(jìn)行，其中前15 d相對(duì)劇烈，表現(xiàn)為15 d解凍后反應(yīng)速率快速提升，導(dǎo)致酚和類胡蘿卜素快速氧化;到30 d果漿解凍后反應(yīng)速率提升較慢，總酚和類胡蘿卜素含量相較15 d有明顯的提升。在氧化底物保留方面，3個(gè)處理組的效果依次為低壓靜電場(chǎng)+液浸速凍>液浸速凍>氣流速凍，該優(yōu)勢(shì)在前45 d更明顯，45 d后無(wú)顯著差異。

2.3?凍藏期間MDA含量的變化

MDA是膜脂過(guò)氧化產(chǎn)物，其濃度的高低可以表示細(xì)胞的氧化損傷程度，MDA可導(dǎo)致膜滲透，使原本區(qū)域化的酶與底物接觸[23-24]。如圖3所示，MDA含量除了30 d降低至鮮樣的（38.8%±3.2%）外，凍藏期間保持在與鮮樣相近的水平。75 d氣流速凍組G18的MDA含量顯著高于L18組，其他時(shí)間點(diǎn)3組之間均無(wú)顯著性差異。

2.4?POD和PPO活性

POD是植物細(xì)胞內(nèi)起抗氧化作用的一類酶，主要存在于過(guò)氧化物酶體中[25]，其在常溫下會(huì)快速氧化果肉組織中的酚并生成褐色物質(zhì)，影響產(chǎn)品的品質(zhì)[20]。如圖4所示，除30 d外，POD活力在凍藏期間幾乎為0，30 d氣流速凍組G18的POD活力顯著高于L18和LE18組（圖4A）。PPO活力在15 d升至鮮樣的2.5～4倍，此時(shí)G18組的PPO活力顯著高于L18和LE18組;45 d PPO活力從30 d的（10.1±3.1）提升至（38.3±8.0），此時(shí)氣流速凍組G18的PPO活力顯著高于靜電場(chǎng)處理組LE18;45 d以后PPO活力逐漸下降，60 d G18組的PPO活力顯著高于L18和LE18組;凍藏期間靜電場(chǎng)處理組LE18的PPO活力在3個(gè)組中始終最低（圖4B）。

由于所選原料成熟度較低，POD活力在凍藏期間較低[26]，30 d或許是由于細(xì)胞內(nèi)過(guò)氧化物的累積消耗了游離氧，從而活化POD并抑制PPO[27];30 d之后過(guò)氧化物分解產(chǎn)生的氧又導(dǎo)致了PPO活力升高[28];在凍藏過(guò)程中3個(gè)處理組的酶活力依次為G18>L18≥LE18，該結(jié)果表明因液浸速凍而相對(duì)完整保留的細(xì)胞結(jié)構(gòu)能更好地抑制酶活力，而低壓靜電場(chǎng)能在凍藏過(guò)程中對(duì)酶產(chǎn)生抑制作用[29]。

3?結(jié)論

本研究探討了凍結(jié)方式和輔助凍藏設(shè)施對(duì)水蜜桃果漿凍藏期間抗氧化特征的影響，得到以下結(jié)果：（1）果漿的抗氧化物質(zhì)在凍藏過(guò)程中不斷消耗，低壓靜電場(chǎng)能一定程度地抑制抗氧化物質(zhì)的消耗;（2）在果漿凍藏的前15 d解凍會(huì)快速提升氧化速率，導(dǎo)致酚、類胡蘿卜素等物質(zhì)大量氧化;（3）液浸速凍和低壓靜電場(chǎng)均能抑制果漿內(nèi)的酶活力;（4）液浸速凍加工并用低壓靜電場(chǎng)輔助凍藏的水蜜桃果漿具有更好的抗氧化特征。

參考文獻(xiàn)

[1]劉晨霞，喬勇進(jìn)，黃宇斐，等.酸性硫酸鈣對(duì)水蜜桃貯藏保鮮效果的研究[J]. 上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2019，35（1）：80-86.

[2]李曉宇，杜小龍，劉影，等.UV-C結(jié)合新型生物保鮮紙對(duì)水蜜桃常溫貯藏品質(zhì)的影響[J]. 食品科技，2019，44（6）：56-62.

[3]丁麗玲，盧建蘭，林佩霞.桃的貯藏保鮮與加工[J]. 新農(nóng)村，2017（8）：35-36.

[4]陳海強(qiáng)，梁鉆好，梁鳳雪，等.不同凍結(jié)方式對(duì)牡蠣品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技，2019，40（7）：243-247.

[5]Liang D，Lin F，Yang G，et al.Advantages of immersion freezing for quality preservation of litchi fruit during frozen storage[J]. LWT -?Food Science and Technology，2015，60（2）：948-956.

[6]梁東武，龔意輝，張昭其.液浸速凍荔枝裂果控制工藝研究[J]. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，43（8）：124-130.

[7]余銘，陳海強(qiáng)，梁鉆好，等.速凍方式對(duì)番木瓜漿功能酶活力凍藏穩(wěn)定性的影響[J]. 食品科學(xué)，2013，34（20）：338-341.

[8]史詠梅，李勇勇，吳迪迪，等.不同凍結(jié)方式對(duì)南美白對(duì)蝦品質(zhì)的影響[J]. 食品與發(fā)酵工業(yè)，2019，45（5）：94-100.

[9]劉斌，柴琳，陳愛(ài)強(qiáng)，等.磁場(chǎng)輔助果蔬速凍技術(shù)綜述[J]. 冷藏技術(shù)，2018，41（3）：1-5.

[10]Li D，Zhu Z，Sun D.Effects of freezing on cell structure of fresh cellular food materials：a review[J]. Trends in Food Science & Technology，2018（75）：46-55.

[11]Qian S，Li X，Wang H，et al.Effects of low voltage electrostatic field thawing on the changes in physicochemical properties of myofibrillar proteins of bovine Longissimus dorsi muscle[J]. Journal of Food Engineering，2019（261）：140-149.

[12]段偉文，全沁果，章雪琴，等.靜電場(chǎng)結(jié)合冰溫技術(shù)對(duì)凡納濱對(duì)蝦貯藏期品質(zhì)的影響[J]. 食品與機(jī)械，2018，34（12）：101-107.

[13]成柯，閆俊，嚴(yán)曉雪，等.湖北地區(qū)不同品種藍(lán)莓果汁加工品質(zhì)特征及抗氧化活性評(píng)價(jià)[J/OL].食品與發(fā)酵工業(yè)：1-8[2020-03-27].

[14]陳海英，崔政偉，田耀旗，等.不同復(fù)配抗褐變劑預(yù)浸漬對(duì)水蜜桃汁酶促褐變的影響[J]. 食品工業(yè)，2016（6）：202-205.

[15]陳麗蘭，周文倩.4種常用抗氧化劑對(duì)紅心火龍果果漿色澤的影響[J]. 食品工業(yè)，2018，39（9）：93-95.

[16]魯青松，徐俐，牟琴，等.凱里紅酸湯有機(jī)酸的提取及抗氧化活性[J]. 食品工業(yè)，2019，40（2）：89-94.

[17]國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局.GB/T 6195—1986 水果、蔬菜維生素C含量測(cè)定法（2，6一二氛靛酚滴定法）[S]. 1986.

[18]杜奮澄，許杰純，楊雨欣，等.辣椒果實(shí)類胡蘿卜素的提取與測(cè)定方法研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2019，35（5）：41-48.

[19]徐小軍，李可，張桂蘭.南瓜類胡蘿卜素的提取及果實(shí)發(fā)育中的含量變化[J]. 中國(guó)瓜菜，2018，31（12）：11-14.

[20]胡明.果品防褐變技術(shù)的研究[D]. 天津：天津科技大學(xué)，2009.

[21]劉金豹，翟衡，張靜.果汁褐變及其影響因素研究進(jìn)展[J]. 飲料工業(yè)，2004（3）：1-5.

[22]耿建暖.板栗褐變的基礎(chǔ)物質(zhì)分析[J]. 食品工業(yè)，2014，35（8）：26-28.

[23]謝榮娟，霍金海，王偉明.北青龍衣褐變機(jī)制的研究[J]. 中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào)，2017，33（12）：129-136.

[24]陳娜，鄭永麗.采后貯藏期間南果梨果皮膜脂過(guò)氧化與褐變關(guān)系的研究[J]. 食品研究與開發(fā)，2019，40（16）：24-28.

[25]董安憶，楊亞桐，牛青敏，等.甜玉米過(guò)氧化物酶基因多態(tài)性分析[J]. 種子，2019，38（8）：39-42.

[26]Tan T，Cheng L，Bhat R，et al.Composition，physicochemical properties and thermal inactivation kinetics of polyphenol oxidase and peroxidase from coconut （Cocos nucifera）water obtained from immature，mature and overly-mature coconut[J]. Food Chemistry，2014，142：121-128.

[27]杜小龍，李建龍，劉影，等.水蜜桃采后防腐、保鮮與貯藏研究進(jìn)展[J]. 食品安全質(zhì)量檢測(cè)學(xué)報(bào)，2017，8（9）：3295-3303.

[28]李涵，楊天歌，向珈慧，等.冷破碎工藝對(duì)獼猴桃果漿品質(zhì)的影響[J]. 食品工業(yè)科技，2017，38（4）：259-262.

[29]方瑩，李雨念，王梅志，等.櫻桃果實(shí)酶促褐變及其影響因素的研究[J]. 中南民族大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，36（4）：60-63.