速冻鲜食玉米的冻结规律及工艺优化研究

（1.新疆农业职业技术学院，园林科技学院，新疆昌吉 831100；2.新疆农业科学院，农产品贮藏加工所，新疆乌鲁木齐 830091）

鲜食玉米是指在乳熟期采收经简单的加工（如蒸、煮、烤等）即可食用的玉米。它含卵磷脂、亚油酸、VE，纤维素的含量比精米、精面高6～8倍，常食可防治结肠癌、息肉症及动脉硬化[1-3]。玉米含钙较多，常食玉米对骨骼脆化及幼儿生长迟缓等疾病有一定的辅助作用。被称为“黄金食品”的玉米以其营养丰富、风味独特、色佳皮薄、香味浓郁而深受国内外消费者的喜爱，被称为目前十大高档蔬菜之一。

新疆昌吉州地处天山北坡的优势地带，具有生产优质玉米充裕的光、热、水、土资源，根据自治区大力发展高产、优质、高效、生态、安全的特色农业的要求，新疆昌吉地区玉米种植面积约5 000 hm2。鲜食玉米含水量高，含糖量高，采收时气温较高，所以不易保存，室温下放置3 d～5 d即失去原有的色、香、味等独特的品质。鲜食玉米进行速冻后具有存放时间长、营养保存好、经济效益高的特点，市场发展前景广阔。本研究以昌吉主栽的中糯301、超甜2018为试材，对鲜食玉米穗的速冻工艺及理化变化进行了初步研究，得出了鲜食玉米穗速冻的最佳工艺，为鲜食玉米穗的速冻加工提供了理论参考及工艺参数。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

1.1.1 材料

中糯 301、超甜2018，长度 15cm～16cm，重量 190g～229 g，购自新疆昌吉市北公园早市，产地新疆昌吉大西渠。

1.1.2 化学试剂

浓硫酸、蒽酮、考马斯亮蓝、葡萄糖、愈创木酚、过氧化氢、均为分析纯。

1.1.3 仪器设备

FA2004电子天平：上海仪器天平厂；722型可见分光光度计：上海光谱仪器分析有限公司；液氮罐、FYL-YS-128L超低温冰柜：北京福意联有限公司；DZ-800/2S真空包装机：山东润生机械有限公司；DS-1高速组织捣碎机：金坛市万华实验仪器厂；DHG-9123A鼓风式干燥箱：镇江市科密仪器仪表有限公司；普通冰箱、HH-600电热三用恒温水浴锅：上海比朗仪器制造有限公司；YXJ-1低速台式离心机：江苏省金坛市环宇科学仪器厂等。

1.2 方法

1.2.1 玉米冻结规律的研究

取新鲜采摘的中糯301去皮后将数字式温度计的探针插人玉米中心，然后整穗浸入液氮中，记录随时间变化的温度情况，绘制冻结曲线并计算结冰率，讨论玉米冻结规律。结冰率计算采用近似计算公式：结冰率 K（%）=100（l-t冰点/t终温）[4]

1.2.2 护色剂实验

1.2.2.1 最佳护色剂的选择

以中糯301、超甜2018为实验材料，用原料重量2倍的1.5%食盐溶液、自来水、1.5%VC对玉米穗护色20 min，以黄色比色板做对照，确定具有最佳护色剂。自制黄色比色板，以新鲜玉米的黄色为6级，黄白色为0级，依次递减。

1.2.2.2 最佳护色剂浓度的选择

以中糯301、超甜2018为实验材料，用原料重量2倍的食盐溶液护色，采用 0.5%、1%、1.5%、2%的食盐溶液玉米穗护色20 min，以黄色比色板做对照，确定具有最佳护色浓度。

1.2.2.3 最佳护色时间的选择

以中糯301、超甜2018为实验材料，用原料重量2倍的食盐溶液护色，采用最佳浓度的食盐溶液对玉米穗护色10、20、30、40 min，以黄色比色板做对照，确定最佳护色时间。

1.2.3 烫漂实验

1.2.3.1 烫漂方法的选择

以中糯301、超甜2018为实材，用水煮、汽蒸、红外干烫漂三种不同的处理方法，处理25 min，测定玉米籽粒中可溶性总糖、淀粉、可溶性蛋白质的含量，确定最佳热烫方法。可溶性总糖测定用蒽酮硫酸比色法[5-6]，淀粉含量测定用蒽酮硫酸比色法[7-9]。可溶性蛋白质含量测定用考马斯亮蓝G-250法[10]。

1.2.3.2 烫漂时间、温度的选择

以中糯301、超甜2018为实材，采用时间分别为10、15、18、20、25min，进行冷点温度测定，并用 1.5%愈创木酚酒精液和3%H2O2液等体积量混合，滴定穗轴中心，观察颜色变化，如在数分钟内不变色，则表示过氧化氢酶已被破坏，用“—”表示；否则出现褐色，表示该酶仍有活性，用“+”表示，以此判断穗轴的确定最佳热烫时间。

1.2.4 冻藏实验

以中糯301、超甜2018去苞皮，每个品种分别在最佳护色参数和烫漂参数条件下，速冻，处理样均在-18 ℃冻藏。分别冻藏在 5、10、15、30、40、50、60、90、120、150、180、210、240 d 取样，每次取 10 穗玉米，取中部籽粒烘干后，测定其可溶性总糖、淀粉、可溶性蛋白质、水分含量，并品评玉米的风味。感官品质评价：将不同处理的玉米穗洗净、生的玉米穗蒸熟，熟的玉米穗加热，采用10分制计分，色、香、味分别为2分、3分、5分[11]。评分的具体指标为：玉米穗籽粒基本不退色的为2分，轻微退色的为1.5分，退色严重的为1分；具有本品种固有香味的为3分，香味不突出的为2分，无香味的为1分；具有本品种固有甜或糯味的为5分；风味较好的为3分，风味差的为1分。

1.2.5 包装实验

将速冻的玉米称重后分别按表1给出的包装工艺进行包装，然后置于-18℃～-20℃冰柜中贮藏，每隔1个月取出部分玉米进行解冻，用纸巾吸干表面明水后称重，计算玉米失重率，比较不同包装对速冻玉米贮藏期间失水的控制作用，选择最佳包装工艺。

表1 不同包装工艺设计Table 1 Different packaging process design

2 结果与讨论

2.1 鲜食玉米冻结规律的研究

通过测定鲜食玉米的冻结曲线图1，可以了解玉米中水分结冰时，最大冰晶生成区的范围、玉米冻结时的过冷点，以及不同冻结时间的玉米结冰率等冻结规律，为选择最佳速冻工艺提供理论依据。

图1 鲜食玉米的冻结曲线Fig.1 Freezing curve of fresh corn

从图1可以看出，玉米在降温过程中会发生过冷现象，玉米的过冷点在液氮速冻3 min左右时出现，约-1.2℃。冷冻4 min左右后达冰点约-0.7℃，其过冷点与冰点温度相差约为-0.6℃，食品的过冷温度和冻结温度与其可溶性固型物含量有关，冰点随溶液浓度增大而降低。

图2 结冰率与冻结温度的关系Fig.2 The relationship between the rate of freezing temperature of the ice

从图2可以看出，玉米在-1℃时结冰率仅有40%，降至-5℃时，结冰率才达到88%。结合图1可以看出，在冻结9 min后温度才出现大幅下降，此时的温度为-5℃左右。冻结时最大冰晶生成区的范围在-5℃～-1.2℃，所以在速冻玉米加工过程中，应该使玉米温度在9 min内从-1.2℃降至-5℃以下才能达到速冻要求。

2.2 护色实验

2.2.1 最佳护色剂的选择

中糯301、超甜2018的护色效果以黄色板做比较，均为1.5%食盐溶液为5级，自来水为3级，1.5%VC为5级，考虑到成本问题，所以选择食盐溶液做为最佳护色剂。

2.2.2 最佳护色剂浓度的选择

对中糯301、超甜2018分别进行了不同浓度护色剂的护色效果比较试验，发现0.5%的食盐溶液浸泡鲜玉米穗30 min护色，护色效果都不明显，玉米的黄色素与对照的颜色基本相同；1%、1.5%、2%的食盐溶液浸泡30 min，均可达到护色要求，护色后的玉米比对照的玉米黄色深。因此，实验确定1%的食盐浓度为最佳护色剂浓度。

2.2.3 最佳护色时间的选择

对中糯301、超甜2018用1%的食盐溶液进行不同时间的护色效果比较，1%的食盐溶液浸泡两个品种的鲜玉米穗10 min，护色效果都不明显，玉米的黄色素与对照的颜色基本相同；护色20 min以上均能达到较好的护色效果，同时具有驱虫效果。

2.3 烫漂实验

2.3.1 烫漂方法的选择

表2 不同烫漂方法对玉米营养品质的影响Table 2 Effect of different blanching methods on nutritional quality in maize

速冻产品在速冻和解冻过程中发生的色泽、质地、风味上的变化都和酶的活性有关，为保证其质量，在速冻前必须进行烫漂灭酶，一般以过氧化氢酶做为指示酶，通过检验烫漂后该酶的活性来筛选烫漂温度、时间及烫漂方法。上表2显示，水煮和汽蒸熟化25 min，都会使玉米籽粒中的可溶性总糖、淀粉、可溶性蛋白质溶于水中但是水煮比汽蒸营养物质损失多，风味差。红外干烫漂的方法可以避免其可溶性成分损失的问题，但是玉米颗粒的质感较硬，口感不好。综上所述，鲜食玉米穗的烫漂方法采用汽蒸法为宜。

2.3.2 烫漂时间、温度的选择

由表3显示，随着热烫时间的延长，玉米芯中部温度呈上升趋势，耐高温过氧化物酶活性呈下降趋势。汽蒸22 min，玉米穗的冷点温度分别为95.7℃，过氧化物酶被完全抑制。实验认为，温度＞95℃，多酚氧化酶开始钝化，根据玉米穗的大小不同，汽蒸时间在22 min～30 min效果较好。目前在生产中，鲜玉米穗的热烫温度和时间不够，导致穗轴中心的多酚氧化酶没有完全钝化，穗轴变酸，出现异味。

表3 不同烫漂时间对多酚氧化酶活性的影响Table 3 Effect of different blanching time on the activity of polyphenol oxidase

2.4 冻藏实验

2.4.1 冻藏时间对速冻玉米营养品质的影响

表4 不同冻藏时间对速冻玉米营养品质的影响Table 4 Influence of different frozen storage time on nutrition quality of quick frozen corn

由表4显示，中糯301和超甜2018两个品种的熟玉米穗速冻后，在-18℃冻藏期间，营养物质的变化趋势基本一致，随冻藏时间的延长，可溶性总糖、水分含量均呈下降趋势，只有淀粉含量呈上升趋势，但变化幅度也较小，可溶性蛋白质含量无太大变化。可溶性总糖的下降是由于经烫漂处理的玉米穗，其细胞已处于死亡状态，细胞膜失去了原有的半渗透性，导致在冻藏过程中糖分外渗；水分下降是由于熟玉米经过热烫后组织的透性增大，冻藏过程中水以冰晶的形式析出；淀粉含量增加的原因，可能是经过烫漂等工艺使各种酶类发生钝化，淀粉质量变化不大，但是由于水分含量的下降，使得淀粉的质量百分数呈上升趋势。

2.4.2 冻藏时间对速冻玉米感官品质的影响

中糯301和超甜2018两个品种的熟玉米穗速冻后，在冻藏150 d前，口感良好，中糯301品评后感觉糯、香、嫩，超甜2018品评后的感觉是甜、香、嫩；冻藏180 d，籽粒轻微皱缩，但色泽及口感良好；冻藏210 d及240 d时，籽粒皱缩加重，但超甜2018比中糯301籽粒皱缩程度大；冻藏240 d后，超甜2018有微弱的酸味，有可能与脂肪氧化有关，但仍有食用价值。冻藏相同时间时，中糯301较超甜2018口感好。可见，速冻后的中糯301至少可冻藏8个月，超甜2018至少可冻藏7个月，仍能保持较好的饱满度、甜、香味。

2.5 包装对速冻玉米营养品质的影响

包装主要是对速冻玉米水分含量的保存影响比较大，合理包装能控制速冻果蔬制品内部冰晶的升华，可有效地防止水分从果蔬表面蒸发而造成的产品表面脱水干枯现象。一般生产中采用真空包装，有的厂家也采取包冰衣等特种包装形式。由于包冰衣不需要包装材料，同时没有能耗，成本很低，如果能达到保水的目的，则为最佳包装工艺。实验比较了不包装、真空包装与包冰衣对速冻玉米在冻藏过程中对产品失水的影响，结果见表5。

表5 不同包装对速冻玉米失重率的影响Table 5 Different packaging weight loss rate of frozen corn

中糯301和超甜2018两个品种速冻玉米穗在冻藏期间会出现脱水干枯现象，随着冻藏时间的延长，该现象会表现得更为严重。未经包装的速冻玉米贮藏8个月后，失重达到13%～14%左右，产品严重失水萎缩很难煮熟，真空包装后的玉米包装阻止了水分的干耗，保证了速冻玉米良好的外观和应有的口感。因此，速冻玉米在冻结后必须进行包装才能长时间冻藏。包冰衣处理与真空包装相比，冻藏4个月内两者对抑制失水的作用相差不大，但随着贮藏时间的延长，真空包装的玉米失重率明显低于包冰衣处理的玉米。由此可知，对冻藏时间为3个月左右的速冻玉米采用包冰衣处理既能保持产品品质，又不会增加生产成本，但对需要长期进行冻藏的玉米来说，则采用真空包装效果更佳。

3 结论

鲜食玉米冻结时过冷点为-1.2℃，冰点为-0.7℃，最大冰晶生成区范围在-5℃～-1.2℃之间。速冻过程中玉米温度在9 min内从-1.2℃降至-5℃以下才能达到良好的速冻效果。采用1%的食盐溶液浸泡鲜玉米穗20 min，可达到驱虫和护色的效果；相比较水煮、红外干烫漂而言，汽蒸是一种比较理想的烫漂方法，烫漂时间为22 min～30 min可使多酚氧化酶发生变性；冻藏过程中玉米中的可溶性总糖、蛋白质、水分的含量均有下降趋势，保藏8个月仍能保持的感官品质，速冻玉米在-18℃采用包冰衣的方法可满足0～3个月的短期保藏，采用真空包装可保藏6～8个月。

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