定频与变频冰箱贮藏对鲜切西瓜品质及微生物数量的影响

赵亚丽，Esequias Pereira，洪 凯，高 岩，杨 平，刘 野，*（.北京恩布拉科雪花压缩机有限公司，北京03；.北京工商大学，食品风味化学北京市重点实验室/食品添加剂与配料北京高校工程研究中心，北京00048）

定频与变频冰箱贮藏对鲜切西瓜品质及微生物数量的影响

赵亚丽1，Esequias Pereira1，洪 凯2，高 岩2，杨 平2，刘 野2，*
（1.北京恩布拉科雪花压缩机有限公司，北京101312；2.北京工商大学，食品风味化学北京市重点实验室/食品添加剂与配料北京高校工程研究中心，北京100048）

为探究定频和变频冰箱贮藏对果蔬品质、风味和微生物的影响，选取鲜切西瓜为试材，对其在144h贮藏期内上述指标的变化趋势做出分析。结果表明，虽然经定频和变频冰箱贮藏后，鲜切西瓜多酚氧化酶和抗坏血酸含量均呈逐渐降低的趋势，还原糖含量呈先降低后升高的趋势，但变频冰箱贮藏鲜切西瓜多酚氧化酶和抗坏血酸含量高于定频冰箱，并且己醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、壬醛、反-6-壬烯醛、顺-2-壬烯醛、反，顺-2，6-壬二烯醛几种关键香气成分含量更高，大肠杆菌数量和菌落总数显著少于定频冰箱。总体看来，在鲜切西瓜贮藏方面变频冰箱比定频冰箱具有更大的优势。

定频，变频，鲜切西瓜，品质

随着人们生活水平的提高和消费观念的转变，消费者对冰箱的功能需求也开始随之升级，从以前单纯的希望冰箱能延长食物保质期，逐渐发展到对食品感官品质和营养成分含量等多方面的追求，这种需求不断推动冰箱“保鲜技术”的快速发展[1]。这也为研究抑制微生物生长和繁殖提供了良好基质，果蔬食品极易被微生物侵染引起腐烂[2]。因此，如何保持食品的水分和营养成分，并保证食品不发生腐败变质就成为冰箱生产企业所关注的最核心问题。

目前市售的冰箱绝大多数均采用定频压缩机，即转速不可调节。在制冷系统工作过程中，定频制冷压缩机采用停开控制，实现系统的制冷效果。定频压缩机在运行效率和舒适性上存在弊端，如冰箱制冷量较小、温度波动较大、噪音较大等[3]。变频冰箱具有制冷量大和温度波动小的特点，使其可以更好地保持食品营养成分及感官品质[4]。

鲜切西瓜是经过简单加工的西瓜产品，具有经济方便和卫生等特点[5]，目前约占总西瓜销售量的10%，其市场份额以每年20%～30%的速率增长[6]。但是，鲜切西瓜由于受到切割、削皮、脱水等一些机械损伤，致使细胞组织受到伤害，生理和生化特性发生改变，货架期较短[7]。本研究采用定频和变频冰箱对鲜切西瓜进行贮藏，考察两种冰箱中其品质和微生物数量的变化规律，为鲜切西瓜贮藏设备的选择提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

西瓜（麒麟） 购于北京美廉美超市增光路店；碘化钾、盐酸、氢氧化钠、葡萄糖、酒石酸钾钠 分析纯，北京化学试剂公司；抗坏血酸、3，5-二硝基水杨酸、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、邻苯二酚 分析纯，国药集团化学试剂有限公司；聚乙烯吡咯烷酮 分析纯，天津市光复精细化工研究所；系列烷烃（C7-C22） 色谱纯，北京化学试剂公司。

7890A-7000气质联机（配有EI离子源和NIST2.0数据处理系统） 美国Agilent公司；ODP2嗅闻检测仪 德国Gerstal公司；DB-WAX毛细管柱（30m× 0.25mm，0.25μm） 美国J＆W公司；HH-1超级恒温水浴锅 金坛市至翔科教仪器厂；30mL萃取瓶 北京玻璃仪器厂；榨汁机HP1858 飞利浦公司；手动固相微萃取进样器、50/30μmDVB-CAR-PDMS 美国Supelco公司；JYL-C012九阳料理机 九阳股份有限公司；JA5003电子天平 上海精密科学仪器有限公司；HJ-3数显恒温磁力搅拌器 常州国华电器有限公司；CR22G高速冷冻离心机 日本日立公司；22PC可见分光光度计 上海校光技术有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 鲜切西瓜的制备 西瓜经清洗后取瓤，切成3×3×3m3正方体小块，混匀后分装于经紫外杀菌的自封袋中。

1.2.2 定频和变频冰箱贮藏 采用配备北京恩布拉科雪花压缩机有限公司设计生产的定频和变频压缩机的冰箱进行食品贮藏实验。定频冰箱频率为50Hz，冷藏室温度波动范围约为2.5℃，波动周期约为96min；变频冰箱频率变化范围为40～150Hz，冷藏室温度波动范围约为1.8℃，波动周期约为88min。

分别在贮藏期的第0、4、24、48、96、144h取鲜切西瓜样品进行品质和微生物指标的测定。

1.2.3 鲜切西瓜多酚氧化酶（PPO）活性的测定 参考Duangmal等的方法[8]。20mL西瓜汁中加入1%聚乙烯吡咯烷酮（PVP），4℃下放置1h。在4℃、10000×g下离心20min。取上清液进行酶活性测定。

PPO的活性测定在25℃，420nm下进行测定。活性测定体系包括2.4mL pH6.0、含有0.1mol/mL邻苯二酚的磷酸缓冲液，加入0.6mL粗酶液。加酶液后自动反应3min，420nm下测定其吸光值。每隔30s记录一次吸光值。空白为pH6.0的磷酸缓冲液。酶活性测定取开始的线性部分。一个酶活性单位定义为1mL西瓜汁中1min内吸光值的变化0.001个单位。

1.2.4 鲜切西瓜中还原糖含量的测定 采用3，5-二硝基水杨酸比色法测定[9]。所得标准曲线如下：

取鲜切西瓜10g，加石英砂研磨，加入30mL蒸馏水混匀，滤纸过滤。滤液加蒸馏水稀释400倍。取0.5mL加入试管，加3，5-二硝基水杨酸充分反应后，在540nm处比色。

1.2.5 鲜切西瓜中抗坏血酸含量的测定 采用直接碘量法测定[10]。

1.2.6 鲜切西瓜挥发性香气成分分析

1.2.6.1 香气成分萃取 本实验所用的萃取瓶为30mL，准确量取西瓜汁5mL，加盖密封置于40℃水浴锅中平衡20min，固相微萃取吸附40min后插入气相色谱进样口250℃条件下解析10min。

图1 葡萄糖标准曲线Fig.1 Standard curve of glucose

1.2.6.2 香气成分检测 采用GC-O-MS系统对西瓜汁挥发性香气成分进行分析。GC-O-MS是由7890AGC装置、质谱和嗅闻装置组成。样品经进样口解析后，经GC分离后分别进入质谱检测器和嗅闻检测器，分流比为1∶1∶1。实验人员在嗅闻口记录所闻到的香味特征和强度。

GC条件：DB-WAX毛细管柱（30m×0.25mm，0.25μm），程序升温：初始温度，40℃，保持3min，以5℃/min升温到200℃，保持0min，再以10℃/min升温到250℃，保持3min。后运行3min。载气（He），恒定流速为1.2mL/min，进样口温度250℃，压力14.87psi，分流比10∶1。

质谱条件：电子轰击（electron impact，EI）离子源，电子能量70eV，传输线温度280℃，离子源温度为230℃，四极杆温度为150℃，质量扫描范围m/z55～500。

嗅觉检测器：接口温度为200℃。检测时为了防止实验员鼻腔干燥通入湿润的空气。用预处理后的样品及标准香味化合物对3位评价员培训后进行实验，评价员在嗅觉检测口记录下闻到气味的时间，香味特性及香气强度。

1.2.6.3 香气成分鉴定 化合物由质谱数据库[11]和文献报道[12]的保留指数RI值和芳香特性来鉴定。利用系列正构烷烃换算成RI值，所得的RI值以相关文献进行比较来进一步确定化合物。

式中：ta为样品a的保留时间；tn为正构烷烃Cn的保留时间（样品a的保留时间落在正构烷烃Cn和C（n+1）之间）。

根据化合物的峰面积，通过面积归一化法确定挥发性香气成分的相对含量。

1.2.7 鲜切西瓜微生物数量的测定 在超净工作台中准确称取定频和变频冰箱贮藏的鲜切西瓜果肉1g，将其分别放入稀释液中稀释100倍，操作是应在工作台中酒精灯附近，避免染菌。

分别用1mL移液枪量取1mL稀释后的水果液，滴至3M细菌总数、大肠杆菌测试片上，静置1min左右使其在培养基上凝固，操作需严格按照3M测试片的使用说明进行。

将细菌总数测试片和大肠杆菌测试片放入35℃的培养箱中培养24h。培养完成后，将测试片取出计数。

1.2.8 数据处理 采用SAS 8.12进行因子方差分析及Ducan’s多重检验（p＜0.05）。实验均做三次重复，以均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 定频与变频冰箱贮藏对鲜切西瓜多酚氧化酶活性的影响

图2 定频与变频冰箱贮藏对西瓜多酚氧化酶活性的影响Fig.2 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on PPO activity of fresh cut watermelon

由图2看出，定频和变频冰箱贮藏过程中，随着时间的延长，PPO活性呈逐渐降低的趋势，并且除第96h外，在定频冰箱中贮藏的鲜切西瓜PPO活性明显比变频冰箱高（p＜0.05）。变频冰箱中较小的温度波动可以更好地抑制PPO的活性。由于PPO会导致食品发生酶促褐变，严重影响食品的感官品质。因此与定频冰箱相比，变频冰箱在保持食品品质方面更具优势。

2.2 定频与变频冰箱贮藏对鲜切西瓜还原糖含量的影响

图3 定频与变频冰箱贮藏对西瓜还原糖含量的影响Fig.3 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on reducing sugar content of fresh cut watermelon

由图3看出，定频和变频冰箱贮藏过程中，随着时间的延长，还原糖含量呈先降低后升高的趋势。这一趋势与赵晓梅的研究结果较为一致[13]。并且除第4h外，在定频冰箱中贮藏的鲜切西瓜还原糖含量明显比变频冰箱高（p＜0.05）。还原糖主要包括葡萄糖、果糖等单糖；其由非还原性的多糖分解产生，而分解需要在酶的作用下完成。由于变频冰箱更好地抑制了多糖分解相关酶的活性，从而使变频冰箱中葡萄还原糖含量较低。但由于西瓜中的还原糖含量与其甜度呈正比关系[14]，因此从这一点上看，定频冰箱具有更大的优势。

2.3 定频与变频冰箱贮藏对鲜切西瓜抗坏血酸含量的影响

图4 定频与变频冰箱贮藏对西瓜抗坏血酸含量的影响Fig.4 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on ascorbic acid content of fresh cut watermelon

由图4看出，定频和变频冰箱贮藏过程中，随着时间的延长，抗坏血酸含量呈逐渐降低的趋势，这一趋势同样与赵晓梅的研究结果是一致的[13]。并且除第4h外，在变频冰箱中贮藏的鲜切西瓜抗坏血酸含量明显比定频高（p＜0.05）。抗坏血酸作为一类水溶性维生素很容易被氧化。与抗坏血酸氧化相关的酶主要有抗坏血酸过氧化物酶和抗坏血酸氧化酶，低温可以抑制上述两种酶的活性[15]，并且可能变频冰箱中较小的温度波动可以更好抑制上述两种酶的活性，从而更好地保存水果中的抗坏血酸活性。从减少抗坏血酸的损失方面看，变频冰箱具有更大的优势。

2.4 定频与变频冰箱贮藏对鲜切西瓜风味成分的影响

图5和表1对比了定频和变频冰箱贮藏前后鲜切西瓜挥发性香气成分的变化。通过对比可以看出，经过定频和变频冰箱贮藏后鲜切西瓜挥发性香气成分均发生了变化。其中己醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、壬醛、反-6-壬烯醛、顺-2-壬烯醛、反，顺-2，6-壬二烯醛、反，顺-3，6-壬二烯醇等是西瓜中关键香气成分。经定频和变频贮藏后，鲜切西瓜中己醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量均有增加，但变频冰箱贮藏后增加更多。己醛是具有青草味的化合物，6-甲基-5-庚烯-2-酮是具有柠檬味、苹果味的化合物，这两种香气成分含量的增加，更有利于西瓜整体香气的呈现。壬醛、反-6-壬烯醛、顺-2-壬烯醛、反，顺-2，6-壬二烯醛经两种冰箱贮藏后含量均降低，而经变频冰箱贮藏后鲜切西瓜中以上化合物的最终含量更高。壬醛具有清香味，反-6-壬烯醛具有甜瓜味、顺-2-壬烯醛具有黄瓜味、反，顺-2，6-壬二烯醛具有黄瓜味，上述化合物的含量高对西瓜整体香气的呈现促进作用[16]。反，顺-3，6-壬二烯醇经定频冰箱贮藏后含量升高，而经变频冰箱贮藏后含量降低，其具有黄瓜味，对西瓜整体香气的呈现同样起到促进作用。从整体上看，变频冰箱在保持鲜切西瓜风味品质方面具有更大的优势。

2.5 定频与变频冰箱贮藏对鲜切西瓜大肠杆菌数量的影响

由图6可以看出，随着贮藏时间的延长，定频和变频冰箱贮藏的鲜切西瓜大肠杆菌数量均呈逐渐增加的趋势。但变频冰箱贮藏鲜切西瓜大肠杆菌数量远小于定频冰箱。当贮藏时间达到96h时，变频冰箱中大肠杆菌数量为5000cfu/g，而定频冰箱中已多不可计。当贮藏结束时，变频冰箱中大肠杆菌数量为18180cfu/g。图7显示的是贮藏48h后定频与变频冰箱中鲜切西瓜大肠杆菌数量，通过对比看出，变频冰箱中大肠杆菌数量少于定频冰箱。因此，从抑制大肠杆菌生长方面来看，变频冰箱具有更大的优势。

图5 定频与变频冰箱贮藏前后鲜切西瓜挥发性香气成分总离子流图Fig.5 Total ion chromatogram of fresh cut watermelon volatile compounds of refrigerator storage of fixed and variable frequency

图7 定频与变频冰箱贮藏48h鲜切西瓜大肠杆菌检测照片Fig.7 Photo of 48h refrigerator storage of fixed and variable frequency on Escherichia Coli of fresh cut watermelon

表1 定频和变频冰箱贮藏对鲜切西瓜挥发性香气成分的影响Table 1 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on volatile compounds of fresh cut watermelon

2.6 定频与变频冰箱贮藏对鲜切西瓜菌落总数的影响

由图8可以看出，随着贮藏时间的延长，定频和变频冰箱贮藏的鲜切西瓜菌落总数均呈逐渐增加的趋势。但变频冰箱贮藏鲜切西瓜菌落总数远小于定频冰箱。当贮藏时间达到96h时，变频冰箱中菌落总数为25720cfu/g，而定频冰箱中已多不可计。当贮藏结束时，变频冰箱中大肠杆菌数量为30000cfu/g。图9显示的是贮藏48h后定频与变频冰箱中鲜切西瓜菌落总数，通过对比看出，变频冰箱中菌落总数少于定频冰箱。因此，从抑制细菌生长方面来看，变频冰箱具有更大的优势。

续表

图8 定频与变频冰箱贮藏前后鲜切西瓜菌落总数Fig.8 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on total number of bacterial colony of fresh cut watermelon

图9 定频与变频冰箱贮藏48h鲜切西瓜菌落总数检测照片Fig.9 Photo of 48h refrigerator storage of fixed and variable frequency on total number of bacterial colony of fresh cut watermelon

3 结论

本研究采用定频和变频冰箱对鲜切西瓜进行贮藏，考察贮藏期间西瓜品质、风味和微生物数量的变化。结果显示，经定频和变频冰箱贮藏，随着贮藏时间的延长，鲜切西瓜多酚氧化酶和抗坏血酸含量均呈逐渐降低的趋势，还原糖含量呈先降低后升高的趋势，变频冰箱贮藏鲜切西瓜多酚氧化酶和抗坏血酸含量高于定频冰箱，还原糖含量则相反；并且变频冰箱贮藏后，鲜切西瓜中己醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、壬醛、反-6-壬烯醛、顺-2-壬烯醛、反，顺-2，6-壬二烯醛几种关键香气成分含量更高；大肠杆菌数量和菌落总数显著少于定频冰箱。总体看来，在鲜切西瓜贮藏方面变频冰箱比定频冰箱具有更大的优势。

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Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on quality and microorganism of fresh cut watermelon

ZHAO Ya-li1，Esequias Pereira1，HONG Kai2，GAO Yan2，YANG Ping2，LIU Ye2，*
（1.Beijing Embraco Snowflake Compressor Co.，Ltd.，Beijing 101312，China；2.Beijing Key laboratory of Flavor Chemistry/Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

In order to compare with the different effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on quality，flavor and microorganism of fruit and vegetable，fresh cut watermelon had been selected to analyze the parameter variation during 144h storage.After storage，polyphenol oxidase activity and ascorbic acid content both decreased，reducing sugar content decreased firstly and increased subsequently，while polyphenol oxidase activity and ascorbic acid content of variable frequency were higher than that of fixed one.The content of volatile compound such as hexanal，6-methyl-5-hepten-2-one，nonanal，（E）-6-nonenal，（Z）-2-nonenal，（E，Z）-2，6-nonadienal were higher and the amount of Escherichia Coli and bacterial colony than that of fixed one.Overall，variable frequency refrigerator has greater advantage on fresh cut watermelon.

fixed frequency；variable frequency；fresh cut watermelon；quality

TS255.36

A

1002-0306（2014）14-0351-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.14.069

2013－11－11 *通讯联系人

赵亚丽（1978-），女，硕士研究生，工程师，研究方向：冰箱系统与压缩机匹配的性能分析。

校企合作项目；国家自然科学基金项目（31201400）；北京市委组织部优秀人才项目（2011D005003000007）。