速凍保鮮對毛豆營養品質的影響研究

董玉瑋，曹澤虹，苗敬芝，陳學紅，曹修成

（1.徐州工程學院 食品與生物工程學院，江蘇 徐州 221018；2.徐州滿春食品有限公司，江蘇 徐州 221747）

毛豆是指豆科（Leguminosae） 大豆屬，由于豆莢上有很多細毛，所以有了毛豆的名字[1]。毛豆是極具代表性的豆類蔬菜之一，其營養價值相對較高，并富含礦物質，柔糯香甜，口味獨特[2]。其中，所含的膳食纖維可達到4.0%，對機體正常生長發育和代謝功能有著非常重要的影響。

一般情況下，毛豆在8 月—10 月成熟，在此期間，毛豆中的含水量也相對較高，由于其處于高溫條件下，所以代謝十分旺盛，很可能發生失水萎蔫的情況，導致老化變黃、易污染、腐爛等情況發生，不利于保證良好的食用品質[3]。速凍貯藏可以降低組織中的水分活性、抑制微生物的生長、減少酶的活性，從而達到延長貯藏期的效果。速凍是十分典型的低溫保鮮法之一。在-30 ℃的低溫條件下，將某些產品以十分迅速的速度凍結，產品能夠在0.5 h 內將自身超過80%水分直接轉化為冰晶，再包裝之后存儲于-23～-18 ℃的溫度條件下[4]。由于速凍能夠盡可能保持食品的營養，所以現已被當作科學合理的保藏技術之一。洪若豪[5]研究發現，鮮毛豆的貯藏溫度在-20～-25 ℃最為合適。米小紅等人[6]則指出，當處于-18 ℃的溫度條件下，鮮毛豆能夠保存6～8 個月。徐磊等人[7]研究表明，毛豆的品質先在-35 ℃下快速預凍，再放入-18 ℃的冷庫中貯藏毛豆的品質會更好。因此，新鮮毛豆需要提前預凍，而后再將其置于-18 ℃溫度條件下貯藏。

以速凍毛豆為研究對象，采用質構分析、營養物質檢測等技術，對毛豆和速凍毛豆進行理化、營養、品質定性和定量分析，分析毛豆速凍過程中營養成分的變化，探討速凍過程毛豆中葉綠素、脂肪、礦物質等營養成分含量變化，同時檢測硬度、彈性、內聚性、持水力、POD、SOD、CAT、MDA 等間接反映營養品質變化的指標，為科學評價速凍毛豆的營養品質奠定基礎。

1 材料與方法

1.1 試驗材料、試劑和儀器

1.1.1 試驗材料和試劑

毛豆，徐州滿春食品有限公司提供；CaCO3、草酸、氫氧化鈉、Na2HPO4、KH2PO4等試劑，南京晚晴化玻儀器有限公司提供；超氧化物歧化酶（SOD）測定試劑盒、過氧化氫酶（CAT） 測定試劑盒、丙二醛（MDA） 測定測試盒，南京建成生物工程研究所提供。

1.1.2 試驗儀器

TDZ4 型臺式低速離心機，湖南赫西儀器裝備有限公司產品；FA2104N 型電子天平、754 型紫外可見分光光度計，上海精密科學儀器有限公司產品；i-Mark 型多功能酶標儀，美國BIO-RAD 伯樂公司產品；HH-4 型數顯恒溫水浴鍋，國華電器有限公司產品；HS-3 型精密酸度計，上海世義精密儀器有限公司產品；GZX-DH 型電熱恒溫干燥箱，上海躍進醫療器械廠產品；移液器，Eppendorf 公司產品；TMSTouch（質構儀） 型食品物性測定儀，美國FTC 公司產品。

1.2 方法

新鮮毛豆，在種植地采摘后迅速送到實驗室。選擇色澤、籽粒均良好，無病菌損害，無機械傷的樣品。剝出毛豆仁，洗凈，在90 ℃以上的熱水中漂燙3～5 min，撈出后迅速冷卻至10 ℃以下。除去表面水分，然后進行單體速凍，小包分裝后冷藏30 d。在貯藏期每隔7 d 選取定量毛豆進行測定。

1.2.1 質構特性測定

參照卓成龍等人[8]的方法。采用TMS-Touch 型質構儀，測定模式選用TPA 模式。將毛豆仁分為均等的2 瓣，再將1 瓣的平齊面置于測試臺，確保探頭作用于樣品的過程中樣品不發生移動。

測定條件：探頭型號為P 0.5 圓柱形探頭，測試速度60 mm/min，觸發力0.1 g，壓縮形變程度85%，進行數據的采集與分析，獲得硬度、彈性和內聚性3 項質構參數。

1.2.2 水分測定

根據GB 5009.3—2016 標準，選用直接干燥法。取樣品放入培養皿，稱量，至100～110 ℃的干燥箱條件下，持續干燥1 h。取出，至干燥器條件下持續冷卻0.5 h，再稱量，并循環干燥，持續至前后2 次所得到的質量差值小于或者等于2 mg 為止。

1.2.3 持水力測定

選用離心分離質量法。取2 g 樣品，置于50 目銅網，銅網和離心管相接觸，后者保持以轉速4 000 r/min持續離心10 min，再稱量，基于離心之前與之后所得到的樣品質量可獲得持水力。如果持水力相對較高，則代表了樣品質量極佳。

1.2.4 葉綠素含量測定

參照黃偉坤[9]的方法。取1 g 樣品，置于研缽，添加80%（V/V） 丙酮溶液2 mL，少量CaCO3和石英砂研磨至組織中綠色完全提取，以80%（V/V） 丙酮洗滌，再定容直到25 mL，充分搖勻，靜置，至CaCO3沉淀變白之后，再將其過濾，濾液于波長652 nm 處測定吸光度OD。總葉綠素含量計算見公式（1）。

式中：OD652——652nm 位置所對應的吸光度；

D——毛豆仁之中葉綠素丙酮的實際體積，mL；

Fw——每1 mL 溶液之中樣品的實際質量，g。

1.2.5 總脂肪測定

根據GB 5009.6—2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》中索氏提取法測定總脂肪含量。

1.2.6 總膳食纖維測定

根據GB 5009.88—2014《食品安全國家標準 食品中膳食纖維的測定》中酶質量法測定總膳食纖維含量。

1.2.7 礦物質元素測定

采用電感耦合等離子體- 質譜法（Inductively coupled plasma mass spectrometry，ICP-MS） 測定Na，Ca，Fe 等元素含量。

ICP-MS 儀器參數：射頻功率1 550 W，泵速40 r/min，霧化室溫度2.7 ℃，采樣深度5 mm，冷卻氣流速14 L/min，輔助氣流速0.8 L/min，霧化氣流速1.122 L/min。

1.2.8 POD 活性測定

參照王璋[10]的方法。取10 g 毛豆移至研缽之中，再添加0.1 mol/L 的中性磷酸鹽緩沖液10 mL 及一定數量的石英砂，在冰浴條件下持續研磨10 min。而后，添加pH 值等于6.8 的0.05 mol/L 的磷酸鹽緩沖液40 mL，過濾后加入0.5 g 活性炭，脫色后得到酶液。POD 計算見公式（2）。

式中：D——毛豆仁提取酶液稀釋倍數；

Fw——毛豆仁鮮質量，g；dA——反應時間內吸光度的變化；dt——反應時間變化。

1.2.9 SOD 活性測定

根據SOD 測定試劑盒說明書進行操作。SOD 活力計算見公式（3）。

式中：A1——對照孔吸光度；

A2——對照空白孔吸光度；

A3——測定孔吸光度；

A4——測定空白孔吸光度。

1.2.10 CAT 活性測定

根據CAT 測定試劑盒說明書進行操作。CAT 活性計算見公式（4）。

式中：OD1——對照管吸光度；

OD2——測定管吸光度。

1.2.11 MDA 含量測定

根據MDA 測定試劑盒說明書進行操作。MDA含量計算見公式（5）。

式中：OD1——測定管吸光度；OD2——對照管吸光度；OD3——標準管吸光度；OD4——空白管吸光度。

1.3 數據分析

所有的數據都用平均值±標準差（X±s） 來表示，Origin 9.0 軟件繪圖。采用Exponent 6.1.16.0 軟件采集分析質構特性。

2 結果與分析

2.1 對毛豆質構特性的影響

速凍貯藏28 d 下質構特性的測定結果見圖1。由圖1（a） ～（c） 可知，毛豆在貯藏期間，硬度、彈性、內聚性3 個參數在整體上呈下降趨勢，且28 d 的參數變化與0 d 相比有顯著性差異（p＜0.05），說明硬度、內聚性、彈性都有明顯的下降。蔬菜質構特性能夠體現出其品質等方面，蔬菜貯存期間，質構特性等均和酶活性、溫度改變等方面息息相關。姜松等人[11]研究了水蜜桃在30 d 貯藏期間內的質地變化規律，發現水蜜桃的硬度、彈性、內聚性隨著貯藏時間延長，總體呈下降趨勢，與上述結果基本一致。

圖1 速凍貯藏28 d 下質構特性的測定結果

2.2 對毛豆水分的影響

速凍貯藏28 d 對毛豆含水量的影響見圖2。

由圖2 可知，在毛豆的貯藏期間，含水量降至64.21%，在貯藏28 d 后與0 d 毛豆的含水量相比有顯著性差異（p＜0.05），說明毛豆的含水量28 d 內呈明顯下降趨勢。王琛等人[12]采用輻射處理藍莓，在冷藏條件下，28 d 貯藏過程中，各組藍莓的總水分含量逐步減少，這與上述結果基本一致。

圖2 速凍貯藏28 d 對毛豆含水量的影響

2.3 對毛豆持水力的影響

速凍貯藏28 d 對毛豆持水力的影響見圖3。

圖3 速凍貯藏28 d 對毛豆持水力的影響

由圖3 可知，在毛豆貯藏期間持水力降至86.27%，貯藏28 d 后與0 d 毛豆的持水力有顯著性差異（p＜0.05），說明毛豆的持水力在28 d 貯藏期間呈明顯下降趨勢。根據許韓山[13]的研究結果，毛豆持水力隨冷藏時間增加而下降，與上述結果基本一致。

2.4 對毛豆葉綠素含量的影響

速凍貯藏28 d 對葉綠素含量的影響見圖4。

圖4 速凍貯藏28 d 對葉綠素含量的影響

由圖4 可知，在毛豆的貯藏期間，葉綠素含量降至2.36 mg/100 g，貯藏21 d，28 d 與0 d 毛豆的葉綠素含量有顯著性差異（p＜0.05），說明毛豆中的葉綠素含量在28 d 內呈明顯下降趨勢。王冉冉等人[14]以鮮切甘藍為試材，深入剖析各速凍方式相對甘藍貯藏質量所產生的實際影響，發現葉綠素含量在20 d 貯藏過程中有一定程度的減少，與上述結果基本一致。

2.5 其他營養成分檢測結果

經過檢測，第0 天毛豆中含有脂肪5.93 g/100 g，膳食纖維4.21 g/100 g，礦物質元素Na，Ca，Fe 含量分別為3.91 mg/100 g，135.36 mg/100 g，3.54 mg/100 g。速凍處理貯藏28 d 后，上述指標均有所降低，其中含有脂肪3.42 g/100 g，膳食纖維3.41 g/100 g，Na，Ca，Fe 含量分別為3.16 mg/100 g，110.12 mg/100 g，2.85 mg/100 g。

2.6 對毛豆POD 活性的影響

速凍貯藏28 d 對POD 活性的影響見圖5。

圖5 速凍貯藏28 d 對POD 活性的影響

由圖5 可知，毛豆中的POD 活性在0～7 d 呈明顯的上升趨勢；隨后在7～28 d 期間呈下降趨勢，整體上速凍28 d 后毛豆中POD 活性與0 d 相比有顯著性差異（p＜0.05）。杜傳來等人[15]研究發現，毛豆貯藏前期0～7 d，其POD 活性會存在相應的酶活升高，一直持續至貯藏7 d 后，POD 酶活才逐步減少，而后期逐步提高，與上述結果基本一致。

2.7 對毛豆SOD 活性的影響

速凍貯藏28 d 對SOD 活性的影響見圖6。

圖6 速凍貯藏28 d 對SOD 活性的影響

由圖6 可知，毛豆中的SOD 活性在貯藏期間呈先上升后下降的趨勢，且在7 d 時SOD 酶活達到峰值，與28 d 的SOD 酶活有顯著性差異（p＜0.05），此時SOD 酶活雖比0 d 時高，但根據杜方等人[16]研究，這可能是因為其抵抗低溫的反應增加SOD 酶活，時間推移之后，總體依然減少，與上述結果基本一致。

2.8 對毛豆CAT 活性的影響

速凍貯藏28 d 對CAT 活性的影響見圖7。

圖7 速凍貯藏28 d 對CAT 活性的影響

由圖7 可知，毛豆中的CAT 活性在貯藏期間呈下降趨勢，降至7.21 U/mg prot，其中貯藏28 d 后與0 d 的CAT 活性有顯著性差異（p＜0.05），說明CAT酶活在貯藏28 d 內有明顯下降。王紀輝[17]發現，青核桃中的CAT 活性在貯藏時間0～36 d 為下降趨勢，與上述結果基本一致。

2.9 對毛豆MDA 含量的影響

速凍貯藏28 d 對MDA 活性的影響見圖8。

圖8 速凍貯藏28 d 對MDA 活性的影響

由圖8 可知，毛豆中MDA 含量在貯藏期間一直呈上升趨勢，升至22.13 nmol/mg prot 且28 d 與0 d的MDA 活性有差異性顯著（p＜0.05），說明MDA 含量在28 d 貯藏期間有明顯上升，其中0～7 d 的變化最為明顯，說明貯藏前期毛豆受氧化損傷最嚴重。劉恒蔚等人[18]比較了貯藏期間，兩大類別枇杷果皮之中的MDA 含量，發現枇杷果皮中的MDA 含量均有上升，與上述結果基本一致。

3 結論

與毛豆營養成分變化相關的抗氧化相關酶活檢測表明，與0 d 相比，在28 d 時毛豆硬度降至74.63 N，內聚性降至0.16，彈性降至1.44，持水力降至86.27%，葉綠素降至2.36 mg/100 g，脂肪降至4.12 g/100 g，膳食纖維降至3.41 g/100 g，Na 元素降至3.91 mg/100 g，Ca 元素降至135.36mg/100g，Fe 元素降至3.54mg/100g，含水量降至64.21%。POD酶活降至394.27 U/g，CAT酶活降至7.21 U/mg prot，MDA 含量增至22.13 nmol/mg prot。毛豆在速凍期間隨著時間的增加，其品質發生明顯的下降，速凍技術還應與其他貯藏技術相結合，以達到最優的貯藏條件。