灰棗貯藏期處理方式篩選及其預測模型建立

摘 要：【目的】篩選灰棗貯藏期處理最適方式并建立其預測模型。

【方法】在室外天然貯藏條件下貯藏期180 d情況下，采用23%、28%不同初始含水量、不同堆放高度（5、10、20和40 cm散堆）等前處理方式，分析比較灰棗貯藏期的水分含量、黑頭病、感官品質、總糖含量、總酸含量、總黃酮含量、總酚含量、VC含量和cAMP含量等因素，篩選較優處理方式。

【結果】室外20 cm堆藏法，控制初始含水量為23%，能夠較好地保持灰棗棗果貯藏期的品質，是加工企業灰棗加工前簡便易行的前處理方法。

【結論】總糖、VC含量、總酚含量符合一級反應動力學，而水分含量、黑頭病發生率、感官評定、總酸含量、總黃酮含量和cAMP含量符合零級反應動力學。動力學模型可預測駿棗貨架期。形成了適用性較強的質量控制技術，通過產業化示范，可提高紅棗加工產品質量。

關鍵詞：灰棗；堆放方式；阿倫尼烏斯方程

中圖分類號：S662.9"" 文獻標志碼：A"" 文章編號：1001-4330（2024）12-2997-09

0 引 言

【研究意義】灰棗是新疆南疆紅棗主栽品種之一，主要產于新疆巴音郭楞蒙古自治州（簡稱巴州）若羌縣和喀什地區麥蓋提縣。麥蓋提縣（77°28′～79°05′E，38°25′～39°22′N），年均氣溫11.8℃，降水量42.3 mm，蒸發量2 349 mm，日照時數2 806 h，無霜期217 d，灰棗肉厚核小、口感緊密，1987 年引種灰棗至今， 種植面積達52×104～53.33×104 hm2（780×104～800×104畝），產量在320×104 t以上^［1］。 【前人研究進展】灰棗加工方式主要有初加工（棗干、棗夾核桃、棗粉）、精深加工（低溫真空油炸棗片、棗酒、棗醋等）；而加工前的貯藏是重點環節^［2］。 【本研究切入點】提高灰棗貯藏期品質是發展灰棗加工產業的重要環節。合理控制初始含水量，以及適宜堆放方式，是灰棗貯藏的有效方法， 營養及品質指標是影響紅棗貯藏期品質的關鍵因素。在加工前最大程度保證棗果實品質后續產業精深加工品質的基礎。堆放是企業中常用的貯藏方法^［3］。 阿倫尼烏斯方程可用于預測果實等農產品貨架期品質，反映棗果實貯藏180 d后的相關營養品質及衰老程度。因此，需試驗研究獲得較優的貯藏方法。

【擬解決的關鍵問題】采用不同初始含水率及堆高方式，分析貯藏期間不同處理灰棗的營養指標及黑頭病變化，通過篩選較優前處理方式，獲得適合室外堆藏環境下的灰棗棗果實的貯藏手段，運用阿倫尼烏斯方程擬合，用于預測棗果實未來貯藏期品質。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 灰 棗

試驗在新疆喀什地區麥蓋提刀郎果農農業有限公司以及新疆農業科學院農產品貯藏加工研究所重點實驗室進行，于2022年11月～2023年5月進行。

灰棗原料購于新疆喀什地區麥蓋提刀郎果農農業有限公司；其他試劑市售所得，均為AR級。

1.1.2 主要儀器

Synergy-H1型酶標儀，美國伯騰公司生產；3K-18高速低溫離心機，德國SIGMA公司生產；AE260電子天平，德國METTLER公司生產； SZ-93自動雙重純水蒸餾器；7890B-5977B Agilent氣相色譜-質譜聯用儀（GC-MS）；高效液相色譜儀：Agilent1260（包括在線脫氣機，四元泵，自動進樣器，柱溫箱，紫外檢測器，色譜工作站）；色譜柱：Thermo C18色譜柱（4.6×250（mm），5μm）；AP－01P真空泵（天津奧特賽思儀器有限公司）；MA35M-000230V1SARTORIUS紅外水分測定儀，AG GERMANY公司；PawKit水分活度儀，Decagon Devices Pullman公司；LE204電子天平，梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司；YP20002電子天平，余姚市金諾天平儀器有限公司。ML204分析天平0.000 1 g（梅特勒－托利多儀器有限公司）；GL－20G－Ⅱ型離心機（上海安亭科學儀器廠）；HH－S6數顯恒溫水浴鍋（金壇市醫療儀器廠）；sk7200H超聲波清洗器（上?？茖С晝x器有限公司）；AKHL－Ⅲ－24A艾柯實驗室超純水儀（成都艾柯水處理設備有限公司）；HDS－D120B－D型多功能烘干機（遼寧海帝升機械有限公司）；多功能粉碎機（北京市永光明醫療儀器廠）。

1.2 方 法

1.2.1 試驗設計

紅棗品種選取灰棗。采取干棗、半干棗2種水分含量原料。半干棗水分含量約為28%；干棗為棗成熟后，在樹上自然風干至水分含量23%。模擬實際生產條件，貯藏方式分為堆高5、10、20和40 cm（散堆）。貯藏期為2022年11月1日～2023年5月1日，于室外條件下貯藏。每間隔貯藏30 d取1次樣，測定各項指標。11月1日～5月1日共取樣7次，每次取樣8組。平行設置5個。

1.2.2 測定指標

水分含量：根據GB 5009.3-2016《食品安全國家標準 食品中水分測定》^［4］。

感官評定：參考GB/T 5835-2009 《干制紅棗》以及李爽等^［5-6］方法。由20位有經驗的審評員進行感官評定。灰棗棗果總體感官評分為外形色澤、香氣、滋味、組織狀態感官的評分之和。表1

黑頭病發病率：

黑頭病發病率（%）=黑頭病果重量樣品總重量×100。

cAMP含量：參考孟伊娜方法^［7］，采用高效液相色譜法測定。

1.2.2.5 總酚含量、總黃酮含量

參考侯紅巖方法^［8］，采用高效液相色譜法測定總酚、總黃酮含量。

總糖含量：

采用蒽酮比色法測定^［9］。

總酸含量：

參考GB 12456-2021 《食品安全國家標準 食品中總酸的測定》^［10］。

VC含量：

參考GB 5009.86-2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》中的滴定法測定^［11］。

1.3 數據處理

采用Excel軟件、Origin軟件進行擬合。

2 結果與分析

2.1 灰棗最優堆放方式篩選

2.1.1 灰棗不同處理貯藏期水分含量的變化

研究表明，5 cm堆放方式，不論哪個初始含水量設置，整個貯藏期間失水速率均最快；而40 cm散堆方式失水速率最慢；10 cm及20 cm堆放方式處理，差異不明顯。因5 cm地表棗果實比表面積大，風力及日曬等因素加速棗果實水分散失。貯藏期前期為冬季，環境溫度低，水分散失速度整體較慢；而隨著貯藏時間延長，環境溫度上升，水分散失速率明顯加快；在貯藏接近加工周期結束時間時，棗果實各處理水分含量變化差異不顯著。圖1

2.1.2 灰棗不同處理貯藏期感官評定的變化

研究表明，整個貯藏期隨著外界保藏溫度不斷升高，日曬及風干，棗果實果肉硬度變大，香氣逸失，感官評分不斷下降，28%及23%處理棗果實感官評分差異不顯著；而對比不同堆高方式，灰棗23%水分，堆高20 cm處理，可保持較好的感官評分；而灰棗28%處理5 cm處理，因棗果攤曬表面積大，香氣及質構變化最明顯，感官評分最低。圖2

2.1.3 灰棗不同處理貯藏期黑頭病的變化

研究表明，28%處理整個貯藏期黑頭病發生率均明顯高于23%處理。28%含水率處理，棗果實因在生長期間浸染，外加貯藏期水分含量達到病原菌生長條件及環境，黑頭病發生率最高；而對比不同堆放處理，散堆40 cm以及5 cm堆放處理，黑頭病發生率最高。散堆40 cm因堆積厚度過厚，導致病原菌大量繁殖， 5 cm以及10 cm堆放方式，因表面積增大，棗果實暴露空氣中，病原菌通過空氣傳播速率加快，導致黑頭病發生率提高。

23%含水率、20 cm堆放處理，可較好地抑制黑頭病發生率。圖3

2.1.4 灰棗不同處理下貯藏期cAMP含量的變化

研究表明，在整個貯藏期間，灰棗不同處理cAMP含量均呈降低趨勢；隨著貯藏時間延長，貯藏溫度開始上升，棗果實自貯藏90 d開始cAMP含量開始急劇下降，由274.06 mg/g下降到180.31 mg/g。初始含水量23%、20 cm堆放處理， cAMP含量保持較好，在貯藏180 d時，達230.87 mg/g。而初始含水量28%、5 cm堆放處理，cAMP含量損失最高，為170.32 mg/g。圖4

2.1.5 灰棗不同處理貯藏期總酚含量的變化

研究表明，整個貯藏期間，無論哪個處理，總酚含量整體呈上升趨勢；而其中總酚含量增加最多的處理為23%初始含水量，20 cm堆放處理，總酚由初始1 033.15 mg/g增加至1 283.08 mg/g；而28%初始含水量，20 cm堆放處理，總酚含量變化最緩慢，由初始1 033.15 mg/g增加至1 099.99 mg/g。而對于初始含水量處理對比，總酚含量相差不大。圖5

2.1.6 灰棗不同處理貯藏期總黃酮含量的變化

研究表明，整個貯藏期間，無論哪個處理，總黃酮含量整體呈下降趨勢；而其中總黃酮含量下降最快的處理為28%初始含水量，5 cm堆放處理，總黃酮由初始22.83" mg/g降低至11.89 mg/g；而23%初始含水量，20 cm堆放處理，總黃酮變化相對較緩慢，由初始22.55 mg/g下降至13.24 mg/g。而對于初始含水量處理對比，總黃酮含量相差不大。圖6

2.1.7 灰棗不同處理貯藏期總糖含量的變化

研究表明，整個貯藏期間，無論哪個處理，總糖含量整體呈緩慢上升趨勢，其原因是棗果實水分不斷流失；而在貯藏90～120 d期間，由于貯藏環境溫度升高，棗果實呼吸作用不斷增強，總糖開始消耗，而隨著貯藏時間延長，溫度持續升高，棗果實水分持續散失，總糖含量持續增加。后期28%處理棗果實總糖含量高于23%處理，總糖含量達到78.99%。圖7

2.1.8 灰棗不同處理貯藏期總酸含量的變化

研究表明，整個貯藏期間，無論哪個處理，總酸含量整體呈下降趨勢；而其中總酸含量下降最快的處理為28%初始含水量，5 cm堆放處理，總酸由初始0.53%降低至0.33%；而23%初始含水量，20 cm堆放處理，總酸含量變化相對較緩慢，由初始0.48%下降到0.41%。而對于初始含水量處理對比，至貯藏結束，總酸含量相差不大。圖8

2.1.9 灰棗不同處理貯藏期VC含量的變化

研究表明，整個貯藏期間，無論哪個處理，VC含量整體呈下降趨勢；對比初始含水量及不同堆放處理，VC含量相差不大。圖9

2.2 最優方式阿倫尼烏斯方程擬合

研究表明，最優處理為23%初始含水量、20 cm堆高處理，對不同貯藏環境溫度條件下（4、10和20℃）紅棗營養品質指標與貯藏時間的關系用阿倫尼烏斯方程進行擬合。零級反應方程為C=C0+k×t，一級反應方程為C=C0+e^kt，擬合后可得線性回歸方程。表2～3，圖10

總糖、VC含量、總酚含量符合一級反應動力學，而水分含量、黑頭病發生率、感官評定、總酸含量、總黃酮含量、cAMP含量符合零級反應動力學。

阿倫尼烏斯方程為：

k=A0×e（EαR×T）.（1）

lnk=lnA0+（-EαR×T）.（2）

式中，k為反應速率常數；R為摩爾氣體常數8.314 kJ/（mol/K）；T為熱力學溫度（K）；A0為前因子；Ea為表觀活化能（kJ/mol）。

得到一條斜率為-Ea/R的直線。圖10

數值帶入阿倫尼烏斯方程，可得營養指標與熱力學溫度之間的阿倫尼烏斯方程擬合結果。

當確定貯藏溫度和初始狀態及最終狀態，即可計算某一貯藏溫度下棗果實的貯藏時間，可對棗果實進行貨架期的預測。另外，也可根據棗果實的貯藏溫度、初始狀態和貯藏時間，計算出在已知貯藏溫度條件下貯藏一段時間后的各項營養指標變化情況，對棗果實的品質變化進行監測。動力學模型可對灰棗棗果實貨架期進行預測。表4

3 討 論

棗黑頭病是由棗假尾孢侵染所引起的一種病害，造成果實變小，品味降低，影響品質和產量^［12］。試驗研究結果與王歡、侯紅巖、李爽^{［6、7、13］}等研究結果一致。研究應測定灰棗貯藏期間風味相關指標，例如揮發性香氣物質等變化情況；應研究貯藏期間棗果實外表色澤、棗果實質構（硬度、脆度、咀嚼性）^［14］等指標相關變化情況，以及利用核磁技術，測定棗果實貯藏期間水分遷移情況（自由水、結合水、游離水等）；也可參考產業中中常見另外貯藏方法（裝箱保持、裝袋保存），對比幾種常見貯藏方式之間品質及營養指標變化情況。篩選出的處理方式，可較好的保持棗果實品質，降低黑頭病等發生，保持較好的營養。

在實際生產中，可根據棗果實加工量多少，選擇10～20 cm堆高高度，攤曬場地頂部能做好相關防風避雨、放降雪等措施，地面做好防潮防霉措施，可較好的保持棗果實品質。

4 結 論

控制灰棗棗果初始含水率在23%左右，堆高高度在20 cm，可較好的保持棗果實在貯藏期間品質，降低黑頭病發生率?？偺?、VC含量、總酚含量符合一級反應動力學，而水分含量、黑頭病發生率、感官評定、總酸含量、總黃酮含量、cAMP含量符合零級反應動力學。低初始含水率，適宜堆放高度，有利于棗果實的貯藏，對各項營養指標降低有延緩作用。

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Screening of treatment methods for gray jujube storage period and establishment of prediction model

MENG Yina1， CHEN Jing1， WANG Ziming1， ZHANG Ting1，HAO Qing2， WU Bin^1，3， ZHANG Ping1，GUO Limin1

（1. Institute of Agricultural Product Storage and Processing， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830054， China; 2. Institute of Horticultural Crops， Xinjiang Academy of Agricultural Sciences， Urumqi 830054， China;3. Xinjiang Key Laboratory of Agricultural Product Processing and Preservation， Urumqi 830054， China）

Abstract：【Objective】 Screening the optimal storage period treatment method for grey jujube and establishing its prediction model.

【Methods】 Based on the current situation of the industry and processing enterprises， under outdoor natural storage conditions， with a storage period of 180 days， pre-treatment methods such as 23% and 28% different initial moisture content， and different stacking heights （5， 10， 20 and 40 cm bulk） were used to evaluate the moisture content， blackhead disease， sensory quality， total sugar content， total acid content， total flavonoid content， total phenolic content， and VC content of gray jujube during storage comparative studies were conducted on factors such as cAMP content to screen for optimal treatment methods.

【Results】 The results showed that the outdoor 20 cm stacking method， with an initial moisture content controlled at 23% could effectively maintain the quality of gray jujube fruit during storage.It was a simple and feasible pre-treatment method for gray jujube processing in processing enterprises.

【Conclusion】 According to Arrhenius equation， the content of total sugar， VC and total phenol conforms to the first-order reaction kinetics， while the contents of water， incidence of blackhead， sensory evaluation， total acid content， total flavone content and cAMP content conform to the zero-order reaction kinetics.It is proved that the kinetic model can predict the shelf life of Junzao.The quality control technology with strong applicability is formed to improve the quality of jujube processing products through industrialization demonstration.

Key words：grey jujube; stacking method; Arrhenius equation

Fund projects：National Key R amp; D Program Project \"Demonstration of High-Quality and Efficient Production Technology Integration and Industrial Chain Integration \" （2021yfd1000404-2-1）; Modern Agriculture Industry Technical System Project of Xinjiang \"Jujube Postpartum Storage and Processing Post\"

Correspondence author： GUO Limin（1979-），female，from YiLi，Xinjiang， researcher，Ph.D.， research direction：exploration of functiond components in Xinjiang characteristic forest fruits，（E-mail）496369147@qq.com

基金項目：國家重點研發計劃項目“棗省力優質高效生產技術集成與產業鏈一體化示范”（2021YFD1000404-2-1）；新疆現代農業產業技術體系“紅棗產后貯藏加工崗位”

作者簡介：孟伊娜（1983-），女，新疆烏蘇人，副研究員，碩士，研究方向為新疆特色林果精深加工，（E-mail）87947088@qq.com

通訊作者：過利敏（1979-），女，新疆伊犁人，研究員，博士，研究方向為新疆特色林果功能組分挖掘，（E-mail）496369147@qq.com.