真空预冷澳芒及其对贮藏品质的影响

段宙位,谢 辉,王世萍,何 艾,窦志浩

(海南省农业科学院农产品加工设计研究所,海南海口 571100)

真空预冷澳芒及其对贮藏品质的影响

段宙位,谢 辉,王世萍,何 艾,窦志浩*

(海南省农业科学院农产品加工设计研究所,海南海口 571100)

为提高澳芒的真空预冷及保鲜效果,以失重率为评价指标,在单因素的基础上,通过正交实验,优化真空预冷澳芒工艺;从感官评分、失重率、还原糖、蛋白质、VC、损耗率、贮藏期变化七个方面,探讨真空预冷后,冷库贮藏(T=6 ℃,RH=65%)期间,澳芒的品质变化规律。结果表明:真空预冷澳芒的最佳工艺条件为预冷终温6 ℃,补水量5%(m/m),装料密度40 kg/m3。真空预冷对澳芒后续贮藏过程中品质保持具有积极的作用,能够有效抑制澳芒贮藏过程中感官品质的下降,减缓还原糖、蛋白质、VC含量的降低,抑制澳芒失重率、损耗率的增加,延长贮藏期。真空预冷后,结合冷库贮藏,可延长澳芒的贮藏期至30 d 以上(相较25 ℃贮藏)。因此,真空预冷可作为澳芒保鲜一个较好的前处理方法。

真空预冷,澳芒,贮藏品质

果蔬采摘后容易失水、萎缩、腐败变质[1]。预冷能够迅速去除田间热[2],有效抑制果蔬呼吸作用,保持果蔬品质,延长其贮藏期[3-4]。据统计,在果蔬贮藏和流通过程中,预冷处理能减少果蔬损失20%左右[5]。真空预冷利用水的沸点随压力降低而降低的原理,减小容器内压力,自由水在低温下蒸发吸热,带走大量热量,实现迅速冷却[6],具有能耗低,降温速度快,冷却均匀等优点[7-9]。目前,国内外围绕真空预冷果蔬开展了一些研究,如林永艳等[10]研究了真空预冷过程中青菜品质变化规律;刘芬[11]研究了青花菜真空预冷工艺,比较了不同预冷方式对青花菜品质的影响,得出真空预冷效果最佳;陈羽白等[12]研究了菜心真空预冷效果,得出真空预冷处理能减缓其品质下降。然而,关于澳芒真空预冷工艺及贮藏过程中品质变化的研究未见相关报道。本实验以澳芒(MangiferaindicaL.)为原料,优化真空预冷工艺,探讨真空预冷后,冷库贮藏(T=6 ℃,RT=65%)过程中,澳芒感官评分、还原糖、蛋白质、VC含量等理化性质的变化规律,以期为澳芒的贮藏保鲜提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

澳芒 采摘于海南省昌江县芒果种植基地,迅速运至实验室;抗坏血酸、硫酸、硫酸铜、酒石酸钠、氢氧化钠、亚铁氰化钾等 广州化学试剂厂;2,6-二氯靛酚 阿拉丁试剂有限公司。

TU-1810分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司;VCE-0.3果蔬真空预冷机 上海锦立保鲜科技有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 原料预处理 挑选无机械损伤、无斑点、形状均匀,八成熟的澳芒作为样品。

1.2.2 真空预冷流程 将澳芒放入真空室,有序叠放,按照澳芒质量的5%(m/m)补水,用温度采集仪记录温度的变化。操作程序如下:连接线路→接通电源→设置参数→开启制冷系统→开启真空泵→记录温度变化→达到预冷终温→关闭真空泵→关闭预冷系统→开压力平衡阀→取出→冷库贮藏

1.2.3 失重率的测定 失重率是评价果蔬贮藏特性的重要指标,果蔬的失重率越低,品质越好,越利于保藏。参考闫静文等[13]称量法计算失重率。

1.2.4 真空预冷澳芒的单因素实验

1.2.4.1 终温对澳芒失重率的影响 在700 Pa,补水量4%,装料密度40 kg/m3条件下,分别将澳芒预冷至4、6、8、10、12 ℃,测定失重率。

1.2.4.2 补水量对澳芒失重率的影响 在700 Pa,装料密度40 kg/m3条件下,分别按补水量1%、2%、3%、4%、5%给澳芒补水,预冷至6 ℃,测定失重率。

1.2.4.3 装料密度对澳芒失重率的影响 分别按装料密度25、30、35、40、45 kg/m3预冷澳芒,在700 Pa,补水量5%条件下,预冷至6 ℃,测定失重率。

1.2.5 正交实验 在单因素实验基础上,选择影响真空预冷效果的主要因素预冷终温、补水量与装料密度,以失重率为评价指标,优化预冷工艺,因素水平设计如表1所示。

表1 正交实验因素水平表Table 1 The factors and levels for the orthogonal design

1.2.6 蛋白质的测定 采用GB 5009.5-2010法。

1.2.7 还原糖的测定 采用GB/T 5009.7-2008法。

1.2.8 VC的测定 采用2,6—二氯靛酚法[14]。

1.2.9 损耗率的测定 采用称重法,以果实贮藏过程中不具备商品价值的质量占初始质量的百分比表示。损耗率(%)=果实不具备商品价值的质量/果实初始质量×100

1.2.10 澳芒感官品质的评价 参考林永艳等[10]感官评定方法设定标准,采用10分制评分法,评定标准如表2所示。由10名经过培训的感官评定员,从颜色、气味、质地、外形4 个方面评价澳芒的感官品质,进行综合评分,取平均值,总分6分以下澳芒不具备商品价值。

1.3 数据统计分析

应用正交助手V3.1进行正交实验设计,Excle2013处理数据,Origin8.5绘制图形。

表2 感官评定评分标准Table 2 Standard of sensory evaluation

2 结果与分析

2.1 真空预冷澳芒的单因素实验

2.1.1 终温对澳芒失重率的影响 由图1可知,失重率随预冷终温的增加而增大,温度大于6 ℃时,失重率增加较快;温度低于6 ℃时,失重率增加缓慢。考虑到温度低于6 ℃时,澳芒在后期贮藏过程中发生冷害,不利于贮藏。因此预冷终温选择6 ℃左右为宜。

图1 真空预冷终温对澳芒失重率的影响Fig.1 Effect of pre-cooling end-temperature on the weight loss rate of Australia Mango

2.1.2 补水量对澳芒失重率的影响 由图2可知,随着补水量的增加,失重率逐渐降低,当补水量为4%(m/m)时,增加补水量,失重率变化不大。考虑到补水量大于5%(m/m)时,澳芒表面凝结成水滴,预冷过程中形成冰珠,产生冻害。因此,补水量选择4%(m/m)左右为宜。

图2 补水量对澳芒失重率的影响Fig.2 Effect of water supply on the weight loss rate of Australia Mango

2.1.3 装料密度对澳芒失重率的影响 由图3可知,失重率随着装料密度的增加逐渐增大,当装料密度大于40 kg/m3时,增大装料密度,失重率快速增大;当装料密度小于40 kg/m3时,增加装料密度,失重率变化缓慢。考虑到装料密度与预冷效率有直接关系,在失重率变化不大的情况下,尽量选择较高的装料密度,因此,装料密度选择40 kg/m3左右为宜。

图3 装料密度对澳芒失重率的影响Fig.3 Effect of loading density on the weight loss rate of Australia Mango

2.2 正交实验

由表3可知,影响澳芒失重率的三个因素次序为A>B>C,即预冷终温>补水量>装料密度,最优水平为A2B3C1,即预冷终温6 ℃,补水量5%,装料密度35 kg/m3。由表4方差分析可知,预冷终温、补水量、装料密度对澳芒失重率的影响均不显著(p>0.05)。考虑到装料密度对失重率的影响最小,C1与C2相差不大,增加装料密度有利于提高果蔬预冷效率,按照A2B3C2条件补加实验,得澳芒的失重率为2.66%,略高于A2B3C1(失重率2.52%),说明按照A2B3C2条件预冷澳芒可行,最终确定澳芒的预冷工艺条件为预冷终温6 ℃,补水量5%,装料密度40 kg/m3。

表3 正交实验设计及其结果Table 3 Orthogonal experiment and its results

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

2.3 澳芒预冷后的品质及贮藏期变化

澳芒挑选整理后,按照2.2工艺条件预冷,然后置于冷库(T=6 ℃,RH=65%)中储藏;同一时间下,对照组不经真空预冷直接放入冷库(T=6 ℃,RH=65%)中贮藏,比较它们的理化指标变化。

2.3.1 澳芒感官品质的变化 感官质量评分作为评定果蔬品质变化的一个关键指标,也是评定果蔬的质量变化最直观的方式。由图4可知,随着贮藏时间延长,澳芒的感官评分逐渐下降,对照组的下降趋势快于预冷组。贮藏时间至24 d时,对照组已无商品价值,而真空预冷处理后的澳芒贮藏至第30 d,仍有商品价值。这是因为通过真空预冷迅速达到澳芒储藏温度,降低了澳芒新陈代谢过程中水分、营养物质消耗,较好的保持其品质。说明经过工艺优化,设置的预冷条件可以较好的保持澳芒的品质。

图4 真空预冷对澳芒感官品质的影响Fig.4 Effect of vacuum cooling on sensory quality of Australia Mango

图5 真空预冷对澳芒失重率的影响Fig.5 Effect of vacuum cooling on the weight loss rate of Australia Mango

2.3.2 澳芒失重率的变化 贮藏期间澳芒水分的散失会引起其果皮的焦边、萎焉,严重影响其品质和营养价值。由图5可知,随着贮藏延长,澳芒失重率逐渐增加,经真空预冷处理后澳芒失重率变化明显低于对照组。这是因为:一方面,真空预冷前的补水处理使得芒果本身在真空预冷过程中失水降低;另一方面,优化设置的预冷终温可以较好的保持澳芒品质[15],否则终温过低,使得澳芒过度失水,终温过高达不到冷却要求,贮藏过程中澳芒呼吸作用活跃,失重率依旧较快增加。

2.3.3 澳芒中还原糖含量的变化 还原糖含量是评价水果品质的重要指标,还原糖分解快慢直接影响水果风味。图6可知,贮藏期间,澳芒中还原糖含量先略微降低,再略微上升,后逐渐下降。这是因为在较低温度下,澳芒糖代谢缓慢,消耗了较少物质;随着澳芒后熟,大分子物质分解,还原糖含量略有上升;之后随着贮藏时间延长,澳芒呼吸作用加剧,还原糖含量下降[16-17]。贮藏第30 d时,真空预冷组与对照组还原糖含量分别为27.23 mg/100 g和21.27 mg/100 g,经真空预冷处理后澳芒中还原糖含量变化低于对照组,说明真空预冷能有效抑制还原糖消耗。这一变化趋势与陈颖等[8]对荷兰豆真空预冷的研究结果类似。

图6 真空预冷对澳芒还原糖含量的影响Fig.6 Effect of vacuum cooling on reducing sugar content of Australia Mango

2.3.4 澳芒中蛋白质含量的变化 蛋白质含量是评价果蔬理化性质的重要指标,蛋白质分解的快慢直接影响果蔬营养特性。图7可知,贮藏期间,澳芒中蛋白质含量逐渐下降,经真空预冷处理后澳芒中蛋白质含量变化明显低于对照组,这是因为真空预冷后,澳芒的代谢速度降低,从而减缓营养物质消耗。贮藏第30 d时,真空预冷组与对照组蛋白质含量分别为0.41 mg/100 g和0.32 mg/100 g,说明真空预冷能有效抑制蛋白质消耗。

图7 真空预冷对澳芒蛋白质含量的影响Fig.7 Effect of vacuum cooling on protein content of Australia Mango

2.3.5 澳芒中VC的变化 VC含量变化与果蔬代谢有关,是衡量果蔬贮藏效果的重要指标。图8可知,贮藏期间,澳芒中VC含量逐渐下降。经真空预冷的处理的澳芒VC消耗较对照组缓慢,这是因为真空预冷,减缓了澳芒贮藏过程中新陈代谢,延缓了VC的消耗。这一变化趋势与刘敏等[18]等对菠菜真空预冷的研究结果一致。贮藏时间至30 d时,真空预冷组与对照组 VC含量分别为28.53 mg/100 g和22.35 mg/100 g,说明真空预冷能有效抑制VC消耗。

图8 真空预冷对澳芒VC含量的影响Fig.8 Effect of vacuum cooling on VC content of Australia Mango

2.3.6 预冷方式对澳芒贮藏期间品质损耗的影响 采用冰水预冷、冷库预冷、真空预冷澳芒至6 ℃后,置于冷库(T=6 ℃,RH=65%)中贮藏7 d,通过失重率、商品率分析澳芒的采后损耗。未经预冷室温(25 ℃)贮藏7 d(7 d后不具备商品价值)的澳芒样品作为阳性对照。

由图9可知,采用预冷结合低温贮藏方式,澳芒的损耗率明显降低,其中真空预冷作为前处理工艺的损耗率最低。这是因为真空预冷相比其它预冷方式,对澳芒的营养物质消耗最少,组织结构破坏最小。

图9 不同预冷方式对澳芒损耗率的影响Fig.9 Effect of different cooling treatments on the attrition rate of Australia Mango

2.3.7 不同预冷方式对澳芒贮藏期的影响 采用冷库预冷、冰水预冷、真空预冷澳芒至6 ℃后,置于冷库(T=6 ℃,RH=65%)中贮藏,通过感官评定方法分析澳芒的贮藏期。未经预冷室温(25 ℃)贮藏的澳芒样品作为阳性对照。

由图10可知,澳芒经过真空预冷处理后贮藏期明显长于冷库预冷、冰水预冷、未预冷方式。这是因为真空预冷迅速去除澳芒田间热,减缓营养物质消耗;冷库预冷去除澳芒田间热时间较真空预冷长,消耗了较多的营养物质,贮藏时间不及真空预冷;冰水预冷虽然迅速去除田间热,但是对澳芒组织的破坏较大,严重影响其后续贮藏。因而,真空预冷可作为澳芒保鲜一个较好的前处理工艺。

图10 不同预冷方式对澳芒贮藏期的影响Fig.10 Effect of different cooling treatments on Storage period of Australia Mango

3 结论

在单因素基础上,通过正交实验,优化出真空预冷澳芒的工艺为:预冷终温6 ℃,补水量5%(m/m),装料密度40 kg/m3。真空预冷对澳芒后续贮藏过程中品质保持具有积极作用,能够有效抑制感官品质下降,减缓还原糖、蛋白质、VC降低,抑制失重率、损耗率增加,延长贮藏期。澳芒经真空预冷,结合冷库贮藏(T=6 ℃,RH=65%)贮藏期延长至30 d 以上(相较25 ℃贮藏),真空预冷可作为澳芒保鲜一个较好的前处理工艺。

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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,硕士,助理研究员,研究方向为农产品加工与贮藏,E-mail:universeduan@163.com。

*通讯作者:窦志浩(1961-),男,本科,研究员,研究方向:农产品加工与保鲜,E-mail:513408658@qq.com。

海南省科学事业费项目(12-214001-0005)。

TS255.3

A

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

10.13386/j.issn1002-0306.2017.03.055