真空預冷澳芒及其對貯藏品質的影響

段宙位,謝 輝,王世萍,何 艾,竇志浩

(海南省農業科學院農產品加工設計研究所,海南海口 571100)

真空預冷澳芒及其對貯藏品質的影響

段宙位,謝 輝,王世萍,何 艾,竇志浩*

(海南省農業科學院農產品加工設計研究所,海南海口 571100)

為提高澳芒的真空預冷及保鮮效果,以失重率為評價指標,在單因素的基礎上,通過正交實驗,優化真空預冷澳芒工藝;從感官評分、失重率、還原糖、蛋白質、VC、損耗率、貯藏期變化七個方面,探討真空預冷后,冷庫貯藏(T=6 ℃,RH=65%)期間,澳芒的品質變化規律。結果表明:真空預冷澳芒的最佳工藝條件為預冷終溫6 ℃,補水量5%(m/m),裝料密度40 kg/m3。真空預冷對澳芒后續貯藏過程中品質保持具有積極的作用,能夠有效抑制澳芒貯藏過程中感官品質的下降,減緩還原糖、蛋白質、VC含量的降低,抑制澳芒失重率、損耗率的增加,延長貯藏期。真空預冷后,結合冷庫貯藏,可延長澳芒的貯藏期至30 d 以上(相較25 ℃貯藏)。因此,真空預冷可作為澳芒保鮮一個較好的前處理方法。

真空預冷,澳芒,貯藏品質

果蔬采摘后容易失水、萎縮、腐敗變質[1]。預冷能夠迅速去除田間熱[2],有效抑制果蔬呼吸作用,保持果蔬品質,延長其貯藏期[3-4]。據統計,在果蔬貯藏和流通過程中,預冷處理能減少果蔬損失20%左右[5]。真空預冷利用水的沸點隨壓力降低而降低的原理,減小容器內壓力,自由水在低溫下蒸發吸熱,帶走大量熱量,實現迅速冷卻[6],具有能耗低,降溫速度快,冷卻均勻等優點[7-9]。目前,國內外圍繞真空預冷果蔬開展了一些研究,如林永艷等[10]研究了真空預冷過程中青菜品質變化規律;劉芬[11]研究了青花菜真空預冷工藝,比較了不同預冷方式對青花菜品質的影響,得出真空預冷效果最佳;陳羽白等[12]研究了菜心真空預冷效果,得出真空預冷處理能減緩其品質下降。然而,關于澳芒真空預冷工藝及貯藏過程中品質變化的研究未見相關報道。本實驗以澳芒(MangiferaindicaL.)為原料,優化真空預冷工藝,探討真空預冷后,冷庫貯藏(T=6 ℃,RT=65%)過程中,澳芒感官評分、還原糖、蛋白質、VC含量等理化性質的變化規律,以期為澳芒的貯藏保鮮提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

澳芒 采摘于海南省昌江縣芒果種植基地,迅速運至實驗室;抗壞血酸、硫酸、硫酸銅、酒石酸鈉、氫氧化鈉、亞鐵氰化鉀等 廣州化學試劑廠;2,6-二氯靛酚 阿拉丁試劑有限公司。

TU-1810分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司;VCE-0.3果蔬真空預冷機 上海錦立保鮮科技有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 原料預處理 挑選無機械損傷、無斑點、形狀均勻,八成熟的澳芒作為樣品。

1.2.2 真空預冷流程 將澳芒放入真空室,有序疊放,按照澳芒質量的5%(m/m)補水,用溫度采集儀記錄溫度的變化。操作程序如下:連接線路→接通電源→設置參數→開啟制冷系統→開啟真空泵→記錄溫度變化→達到預冷終溫→關閉真空泵→關閉預冷系統→開壓力平衡閥→取出→冷庫貯藏

1.2.3 失重率的測定 失重率是評價果蔬貯藏特性的重要指標,果蔬的失重率越低,品質越好,越利于保藏。參考閆靜文等[13]稱量法計算失重率。

1.2.4 真空預冷澳芒的單因素實驗

1.2.4.1 終溫對澳芒失重率的影響 在700 Pa,補水量4%,裝料密度40 kg/m3條件下,分別將澳芒預冷至4、6、8、10、12 ℃,測定失重率。

1.2.4.2 補水量對澳芒失重率的影響 在700 Pa,裝料密度40 kg/m3條件下,分別按補水量1%、2%、3%、4%、5%給澳芒補水,預冷至6 ℃,測定失重率。

1.2.4.3 裝料密度對澳芒失重率的影響 分別按裝料密度25、30、35、40、45 kg/m3預冷澳芒,在700 Pa,補水量5%條件下,預冷至6 ℃,測定失重率。

1.2.5 正交實驗 在單因素實驗基礎上,選擇影響真空預冷效果的主要因素預冷終溫、補水量與裝料密度,以失重率為評價指標,優化預冷工藝,因素水平設計如表1所示。

表1 正交實驗因素水平表Table 1 The factors and levels for the orthogonal design

1.2.6 蛋白質的測定 采用GB 5009.5-2010法。

1.2.7 還原糖的測定 采用GB/T 5009.7-2008法。

1.2.8 VC的測定 采用2,6—二氯靛酚法[14]。

1.2.9 損耗率的測定 采用稱重法,以果實貯藏過程中不具備商品價值的質量占初始質量的百分比表示。損耗率(%)=果實不具備商品價值的質量/果實初始質量×100

1.2.10 澳芒感官品質的評價 參考林永艷等[10]感官評定方法設定標準,采用10分制評分法,評定標準如表2所示。由10名經過培訓的感官評定員,從顏色、氣味、質地、外形4 個方面評價澳芒的感官品質,進行綜合評分,取平均值,總分6分以下澳芒不具備商品價值。

1.3 數據統計分析

應用正交助手V3.1進行正交實驗設計,Excle2013處理數據,Origin8.5繪制圖形。

表2 感官評定評分標準Table 2 Standard of sensory evaluation

2 結果與分析

2.1 真空預冷澳芒的單因素實驗

2.1.1 終溫對澳芒失重率的影響 由圖1可知,失重率隨預冷終溫的增加而增大,溫度大于6 ℃時,失重率增加較快;溫度低于6 ℃時,失重率增加緩慢。考慮到溫度低于6 ℃時,澳芒在后期貯藏過程中發生冷害,不利于貯藏。因此預冷終溫選擇6 ℃左右為宜。

圖1 真空預冷終溫對澳芒失重率的影響Fig.1 Effect of pre-cooling end-temperature on the weight loss rate of Australia Mango

2.1.2 補水量對澳芒失重率的影響 由圖2可知,隨著補水量的增加,失重率逐漸降低,當補水量為4%(m/m)時,增加補水量,失重率變化不大。考慮到補水量大于5%(m/m)時,澳芒表面凝結成水滴,預冷過程中形成冰珠,產生凍害。因此,補水量選擇4%(m/m)左右為宜。

圖2 補水量對澳芒失重率的影響Fig.2 Effect of water supply on the weight loss rate of Australia Mango

2.1.3 裝料密度對澳芒失重率的影響 由圖3可知,失重率隨著裝料密度的增加逐漸增大,當裝料密度大于40 kg/m3時,增大裝料密度,失重率快速增大;當裝料密度小于40 kg/m3時,增加裝料密度,失重率變化緩慢。考慮到裝料密度與預冷效率有直接關系,在失重率變化不大的情況下,盡量選擇較高的裝料密度,因此,裝料密度選擇40 kg/m3左右為宜。

圖3 裝料密度對澳芒失重率的影響Fig.3 Effect of loading density on the weight loss rate of Australia Mango

2.2 正交實驗

由表3可知,影響澳芒失重率的三個因素次序為A>B>C,即預冷終溫>補水量>裝料密度,最優水平為A2B3C1,即預冷終溫6 ℃,補水量5%,裝料密度35 kg/m3。由表4方差分析可知,預冷終溫、補水量、裝料密度對澳芒失重率的影響均不顯著(p>0.05)。考慮到裝料密度對失重率的影響最小,C1與C2相差不大,增加裝料密度有利于提高果蔬預冷效率,按照A2B3C2條件補加實驗,得澳芒的失重率為2.66%,略高于A2B3C1(失重率2.52%),說明按照A2B3C2條件預冷澳芒可行,最終確定澳芒的預冷工藝條件為預冷終溫6 ℃,補水量5%,裝料密度40 kg/m3。

表3 正交實驗設計及其結果Table 3 Orthogonal experiment and its results

表4 方差分析表 Table 4 Analysis of variance table

2.3 澳芒預冷后的品質及貯藏期變化

澳芒挑選整理后,按照2.2工藝條件預冷,然后置于冷庫(T=6 ℃,RH=65%)中儲藏;同一時間下,對照組不經真空預冷直接放入冷庫(T=6 ℃,RH=65%)中貯藏,比較它們的理化指標變化。

2.3.1 澳芒感官品質的變化 感官質量評分作為評定果蔬品質變化的一個關鍵指標,也是評定果蔬的質量變化最直觀的方式。由圖4可知,隨著貯藏時間延長,澳芒的感官評分逐漸下降,對照組的下降趨勢快于預冷組。貯藏時間至24 d時,對照組已無商品價值,而真空預冷處理后的澳芒貯藏至第30 d,仍有商品價值。這是因為通過真空預冷迅速達到澳芒儲藏溫度,降低了澳芒新陳代謝過程中水分、營養物質消耗,較好的保持其品質。說明經過工藝優化,設置的預冷條件可以較好的保持澳芒的品質。

圖4 真空預冷對澳芒感官品質的影響Fig.4 Effect of vacuum cooling on sensory quality of Australia Mango

圖5 真空預冷對澳芒失重率的影響Fig.5 Effect of vacuum cooling on the weight loss rate of Australia Mango

2.3.2 澳芒失重率的變化 貯藏期間澳芒水分的散失會引起其果皮的焦邊、萎焉,嚴重影響其品質和營養價值。由圖5可知,隨著貯藏延長,澳芒失重率逐漸增加,經真空預冷處理后澳芒失重率變化明顯低于對照組。這是因為:一方面,真空預冷前的補水處理使得芒果本身在真空預冷過程中失水降低;另一方面,優化設置的預冷終溫可以較好的保持澳芒品質[15],否則終溫過低,使得澳芒過度失水,終溫過高達不到冷卻要求,貯藏過程中澳芒呼吸作用活躍,失重率依舊較快增加。

2.3.3 澳芒中還原糖含量的變化 還原糖含量是評價水果品質的重要指標,還原糖分解快慢直接影響水果風味。圖6可知,貯藏期間,澳芒中還原糖含量先略微降低,再略微上升,后逐漸下降。這是因為在較低溫度下,澳芒糖代謝緩慢,消耗了較少物質;隨著澳芒后熟,大分子物質分解,還原糖含量略有上升;之后隨著貯藏時間延長,澳芒呼吸作用加劇,還原糖含量下降[16-17]。貯藏第30 d時,真空預冷組與對照組還原糖含量分別為27.23 mg/100 g和21.27 mg/100 g,經真空預冷處理后澳芒中還原糖含量變化低于對照組,說明真空預冷能有效抑制還原糖消耗。這一變化趨勢與陳穎等[8]對荷蘭豆真空預冷的研究結果類似。

圖6 真空預冷對澳芒還原糖含量的影響Fig.6 Effect of vacuum cooling on reducing sugar content of Australia Mango

2.3.4 澳芒中蛋白質含量的變化 蛋白質含量是評價果蔬理化性質的重要指標,蛋白質分解的快慢直接影響果蔬營養特性。圖7可知,貯藏期間,澳芒中蛋白質含量逐漸下降,經真空預冷處理后澳芒中蛋白質含量變化明顯低于對照組,這是因為真空預冷后,澳芒的代謝速度降低,從而減緩營養物質消耗。貯藏第30 d時,真空預冷組與對照組蛋白質含量分別為0.41 mg/100 g和0.32 mg/100 g,說明真空預冷能有效抑制蛋白質消耗。

圖7 真空預冷對澳芒蛋白質含量的影響Fig.7 Effect of vacuum cooling on protein content of Australia Mango

2.3.5 澳芒中VC的變化 VC含量變化與果蔬代謝有關,是衡量果蔬貯藏效果的重要指標。圖8可知,貯藏期間,澳芒中VC含量逐漸下降。經真空預冷的處理的澳芒VC消耗較對照組緩慢,這是因為真空預冷,減緩了澳芒貯藏過程中新陳代謝,延緩了VC的消耗。這一變化趨勢與劉敏等[18]等對菠菜真空預冷的研究結果一致。貯藏時間至30 d時,真空預冷組與對照組 VC含量分別為28.53 mg/100 g和22.35 mg/100 g,說明真空預冷能有效抑制VC消耗。

圖8 真空預冷對澳芒VC含量的影響Fig.8 Effect of vacuum cooling on VC content of Australia Mango

2.3.6 預冷方式對澳芒貯藏期間品質損耗的影響 采用冰水預冷、冷庫預冷、真空預冷澳芒至6 ℃后,置于冷庫(T=6 ℃,RH=65%)中貯藏7 d,通過失重率、商品率分析澳芒的采后損耗。未經預冷室溫(25 ℃)貯藏7 d(7 d后不具備商品價值)的澳芒樣品作為陽性對照。

由圖9可知,采用預冷結合低溫貯藏方式,澳芒的損耗率明顯降低,其中真空預冷作為前處理工藝的損耗率最低。這是因為真空預冷相比其它預冷方式,對澳芒的營養物質消耗最少,組織結構破壞最小。

圖9 不同預冷方式對澳芒損耗率的影響Fig.9 Effect of different cooling treatments on the attrition rate of Australia Mango

2.3.7 不同預冷方式對澳芒貯藏期的影響 采用冷庫預冷、冰水預冷、真空預冷澳芒至6 ℃后,置于冷庫(T=6 ℃,RH=65%)中貯藏,通過感官評定方法分析澳芒的貯藏期。未經預冷室溫(25 ℃)貯藏的澳芒樣品作為陽性對照。

由圖10可知,澳芒經過真空預冷處理后貯藏期明顯長于冷庫預冷、冰水預冷、未預冷方式。這是因為真空預冷迅速去除澳芒田間熱,減緩營養物質消耗;冷庫預冷去除澳芒田間熱時間較真空預冷長,消耗了較多的營養物質,貯藏時間不及真空預冷;冰水預冷雖然迅速去除田間熱,但是對澳芒組織的破壞較大,嚴重影響其后續貯藏。因而,真空預冷可作為澳芒保鮮一個較好的前處理工藝。

圖10 不同預冷方式對澳芒貯藏期的影響Fig.10 Effect of different cooling treatments on Storage period of Australia Mango

3 結論

在單因素基礎上,通過正交實驗,優化出真空預冷澳芒的工藝為:預冷終溫6 ℃,補水量5%(m/m),裝料密度40 kg/m3。真空預冷對澳芒后續貯藏過程中品質保持具有積極作用,能夠有效抑制感官品質下降,減緩還原糖、蛋白質、VC降低,抑制失重率、損耗率增加,延長貯藏期。澳芒經真空預冷,結合冷庫貯藏(T=6 ℃,RH=65%)貯藏期延長至30 d 以上(相較25 ℃貯藏),真空預冷可作為澳芒保鮮一個較好的前處理工藝。

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Effect of vacuum pre-cooling treatment on storage quality of Australia Mango

DUAN Zhou-wei,XIE Hui,WANG Shi-ping,HE Ai,DOU Zhi-hao*

(Institute of Processing&Design of Agroproducts,Hainan Academy of Agricultural Science,Haikou 571100,China)

The aim was to apply vacuum pre-cooling treatment and storage quality of Austalia Mango,used the weight loss rate as evaluation index,on the basis of single factors experiments,the processing technique of vacuum pre-cooling mango was optimized by orthogonal test. The change regularity of the quality of Australia mango during the cold storage(T=6 ℃,RH=65%)was investigated via seven aspects including organoleptic evaluation,and changes of reducing sugar,protein,vitamin C,weight loss,attrition rate and storage period. The results indicated that optimal technological conditions of vacuum pre-cooling processing of mango were as fellows,end-temperature of pre-cooling was set at 6 ℃,water supply was 5%(m/m),and loading density was 40 kg/m3,respectively. Vacuum pre-cooling treatment exerted a positive influence on the preservation quality of Australia mango during storage,the decline of sensory quality mango during the storage was suppressed effectively,meanwhile,the reduction of reducing sugar,protein and vitamin C was slowed down,also the increase of weight loss and attrition rate was inhibited. After the processing of vacuum pre-cooling,the storage period of mango was extended to more than 30 days(compared to 25 ℃ storage condition)under cold storage. Accordingly,vacuum pre-cooling could be used as a preferable pre-treatment method for freshness retention of mango.

vacuum pre-cooling;Australia Mango;storage quality

2016-08-17

段宙位(1985-),男,碩士,助理研究員,研究方向為農產品加工與貯藏,E-mail:universeduan@163.com。

*通訊作者:竇志浩(1961-),男,本科,研究員,研究方向:農產品加工與保鮮,E-mail:513408658@qq.com。

海南省科學事業費項目(12-214001-0005)。

TS255.3

A

:1002-0306(2017)03-0326-05

10.13386/j.issn1002-0306.2017.03.055