不同解冻方法对速冻桑葚汁液流失率、理化品质及抗氧化活性的影响

王夷秀，陈芹芹，毕金峰，周 沫，李 斌*

（1.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866；2.中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工重点实验室，北京 100193）

不同解冻方法对速冻桑葚汁液流失率、理化品质及抗氧化活性的影响

王夷秀1,2，陈芹芹2，毕金峰2，周 沫2，李 斌1,*

（1.沈阳农业大学食品学院，辽宁 沈阳 110866；2.中国农业科学院农产品加工研究所，农业部农产品加工重点实验室，北京 100193）

为减少速冻桑葚在解冻过程中的汁液流失率、缩短解冻时间和减少其色泽的变化，增加解冻桑葚的营养物质和抗氧化活性的保留量，采用微波功率500 W解冻、微波功率550 W解冻、超声波解冻、冷藏解冻、室温解冻进行速冻桑葚的解冻实验。结果表明：微波功率500 W解冻和微波功率550 W解冻的解冻时间较短，分别为0.58 min和0.35 min，冷藏解冻的解冻时间最长为305 min。不同解冻方法的汁液流失率存在显著差异，微波功率500 W解冻的汁液流失率最低，为1.34%；超声波解冻的汁液流失率最高，为9.24%。微波功率500 W解冻桑葚的总酚含量（151.66 mg/100 g）、花色苷含量（矢车菊素-3-O-葡萄糖苷2.27 mg/g、矢车菊素-3-O-芸香糖苷0.69 mg/g、天竺葵素-3-葡萄糖苷0.047 mg/g）及抗氧化活性（（2,2’-联氨-（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二氨盐）自由基清除能力21.87 μmol Trolox/g、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼自由基清除能力35.70 μmol Trolox/g、铁离子还原能力27.85 μmol Trolox/g）均显著高于其他4 种解冻方法。综合考虑，微波功率500 W解冻优于其他4 种解冻方法。

解冻；汁液流失率；色泽；总酚；花色苷；抗氧化活性

桑葚又名桑子、桑果等，为多年生木本植物桑树的成熟果实。桑葚属于“药食同源”水果，含有丰富的维生素、胡萝卜素、矿物质等营养成分，还含有花色苷、白藜芦醇等功能性成分，具有良好的抗氧化、抗衰老、防癌、抗病毒、抗溃疡等作用[1]。桑葚水分含量在85%～88%之间，极不耐贮藏，常温条件下放置12～18 h开始变味、变色、腐烂，在冷藏条件下，其贮藏期不超过5 d[2-4]。桑葚采摘时间为4—6月份，为延长桑葚原料的加工周期，保证桑葚产品的质量，桑葚采摘后通常需要进行速冻保存[5]。解冻是速冻桑葚在进一步加工前的必要步骤，为了得到稳定的、高质量的解冻桑葚，需要探索不同解冻方法对速冻桑葚的影响，以缩短解冻时间、降低汁液流失率、增加功能性成分的保留。

目前，根据解冻速度可以将解冻方法分为两类：慢速解冻和快速解冻。慢速解冻通常包括室温解冻、真空解冻、清水解冻、溶液浸渍解冻等。快速解冻包括：微波解冻、超声波解冻等一些新兴的、快速的解冻方法[6]。研究表明，微波解冻、超声波解冻能够缩短解冻时间，减少微生物污染[7-8]。

目前，不同解冻方法对速冻桑葚品质的影响尚不明确。本实验以速冻桑葚为原料，采用微波解冻、超声波解冻、室温解冻、冷藏解冻对速冻桑葚进行不同解冻方式处理，以桑葚的汁液流失率、色泽、总酚含量、花色苷含量及抗氧化活性为指标考察解冻桑葚的品质，研究适用于速冻桑葚的解冻方法，旨在为解冻工艺在桑葚加工中的应用提供指导。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

桑葚采自北京市大兴区安定镇御林古桑园，经液氮速冻后贮藏于-40 ℃的冷库中。

福林-酚试剂、2,2’-联氮-二（3-乙基苯并噻唑-6-磺酸）二铵盐（2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate，ABTS）、水溶性VE（Trolox）、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼（1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl，DPPH）、2,4,6-三吡啶-s-三吖嗪（tripyridylt riazine，TPTZ）、矢车菊素-3-O-芸香糖苷氯化物、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷氯化物、天竺葵素-3-葡萄糖苷氯化物美国Sigma公司。

1.2 仪器与设备

电子天平、UV-1800型紫外-可见分光光度计 日本岛津公司；BCD-25ZKSF型冰箱 青岛海尔股份有限公司；HZQ-FI60全温振荡培养箱 太仓市实验设备厂；G80F20NZL-DG（W0）型微波炉 佛山市顺德区微波炉电器有限公司；KQ-500E型超声仪 昆山市超声波仪器有限公司；TA-XT2i/50物性分析仪 英国Stable Micro Systems公司；2489高效液相色谱仪 美国Waters公司；CM-700D分光测色仪色差计 日本美能达公司；testo106食品中心温度计 上海中炫电子有限公司。

1.3 方法

1.3.1 不同解冻方法解冻桑葚

微波解冻：将23 g样品置于微波炉中，解冻功率分别设置为500 W和550 W。使用中心温度计测定桑葚的中心温度，解冻终点为4 ℃，记录速冻桑葚的解冻时间并称质量计算汁液流失率，解冻后样品进行色泽、硬度、总酚含量、花色苷含量及抗氧化活性的测定；超声波解冻：将23 g样品装入自封袋置于超声波仪中，超声频率为40 kHz。后续处理与微波解冻相同；冷藏解冻：将23 g样品置于4 ℃的冰箱中进行解冻。后续处理与微波解冻相同；室温解冻：将23 g样品置于全温振荡培养箱中，在温度为（25±1）℃条件下解冻。后续处理与微波解冻相同。

1.3.2 指标测定

1.3.2.1 汁液流失率的测定

速冻桑葚在解冻前称质量（m1），解冻后称质量（m2），计算解冻后减少的质量与原样品质量的比值，得出桑葚解冻的汁液流失率[9]，见式（1）。

1.3.2.2 色泽的测定

使用色差仪测定解冻桑葚的颜色变化，以速冻桑葚作为对照[10]。色差值（ΔE）计算见式（2）。

式中：L0、a0、b0为速冻桑葚的测定值；L、a、b为解冻样品的测定值。

1.3.2.3 总酚含量的测定

参照姚镭铨[11]的方法，并加以修改。采用福林-酚法测定解冻后桑葚的总酚含量。将样品打成匀浆，取5 g匀浆置于带盖试管中，并加入10 mL 80%的甲醇溶液，轻轻搅拌，超声提取30 min后，在4 ℃条件下避光提取24 h，11 000 r/min离心10 min。取上清液0.1 mL加到10 mL带盖试管中，加入6 mL的蒸馏水，混合均匀后再加入0.5 mL 10%的福林-酚溶液。静置6 min后加入1.5 mL 4% Na2CO3溶液，混匀静置2 h后，在765 nm波长处测定吸光度。结果以没食子酸当量（mg没食子酸/g）表示。

1.3.2.4 花色苷含量的测定

采用高效液相色谱法测定样品及解冻后桑葚的花色苷含量。将鲜样打成匀浆，取5 g匀浆置于带盖试管中，加入10 mL提取液（含0.1% HCl的无水甲醇溶液），在4 ℃条件下静置14 h后，11 000 r/min离心10 min，得到的上清液经真空旋转浓缩（温度低于30 ℃）后，去除提取液，残留物用5%的甲酸溶液溶解，定容至5 mL，过0.45 μm的滤膜后测定。色谱条件：ZORBAX Eclipse XDB-C18色谱柱（4.6 mm×250 nm，5 μm），流动相A为5%甲酸溶液，流动相B为甲醇，梯度洗脱条件为：0～15 min，流动相A 85%；15～30 min，流动相A 70%；30～33 min，流动相A 50%；33～35 min，流动相A 20%；35～40 min，流动相A 85%[12]。流速1 mL/min，柱温30 ℃，进样量10 μL，检测波长520 nm，时间40 min。混合标准品为天竺葵素-3-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷、矢车菊素-3-O-芸香糖苷。

1.3.3 抗氧化活性测定

1.3.3.1 ABTS+·清除能力的测定

将2.45 mmol/L的过硫酸钾与7 mmol/L的ABTS溶液按1∶1体积混匀，暗处放置16 h后，用80%甲醇溶液稀释到其在734 nm波长处的吸光度为0.70±0.02，制成ABTS+·溶液。吸取0.8 mL用80%甲醇溶液稀释40倍的提取液（同总酚提取）与7.2 mL的ABTS+·溶液均匀混合，静置6 min后于734 nm波长处测定吸光度。结果以μmol Trolox/g表示[13]。

1.3.3.2 DPPH自由基清除能力的测定

将稀释80 倍的样品提取液（同总酚提取）与4 mL浓度为100 μmol/L的DPPH溶液（80%甲醇溶液配制）混合均匀，暗处静置30 min后，在517 nm波长处测定吸光度。结果以μmol Trolox/g表示[13]。

1.3.3.3 铁离子还原能力的测定

将pH 3.6浓度为300 μmol/L的醋酸盐缓冲液、10 mmol/L的TPTZ溶液（用40 mmol/L HCl溶液配制）、20 mmol/L的FeCl3溶液按体积比为10∶1∶1混匀，37 ℃保温30 min，制得铁离子还原能力（ferric reducing antioxidant power，FRAP）试剂。将6 mL FRAP试剂与0.2 mL稀释20 倍的样品提取液（同总酚提取）加入试管中，37 ℃保温30 min，593 nm波长处测定吸光度。结果以μmol Trolox/g表示[13]。

1.4 统计分析

使用SPSS 21.0和Excel 2016软件进行数据分析和单因素方差分析，所有测定结果分析中应用的显著性水平为α=0.05。

2 结果与分析

2.1 不同解冻方法对速冻桑葚解冻时间和汁液流失率的影响

解冻时间和汁液流失率是评价不同解冻方法是否适合速冻桑葚解冻的重要指标。不同解冻方法对速冻桑葚解冻时间和汁液流失率的影响结果见表1。

表1 不同解冻方法对速冻桑葚解冻时间和汁液流失率的影响Table 1 Effects of different thawing methods on the thawing time and drip loss of quick-frozen mulberry fruits

由表1可知，超声波解冻、微波解冻两种快速解冻方法的解冻时间显著短于冷藏解冻与室温解冻（P＜0.05）。其中，微波功率550 W的解冻时间最短，为0.35 min，其次是微波功率500 W解冻，时间为0.58 min，两者之间没有显著差异。在汁液流失率方面，5 种解冻方式之间差异明显。其中微波功率500 W解冻桑葚的汁液流失率最低，为1.34%，超声波解冻桑葚的汁液流失率最高，为9.24%。解冻过程中的部分热量作为融解潜热，速冻桑葚的温度上升需要一定的时间来完成，当速冻桑葚中心位置达到冰点时，表面已经很长时间处于解冻介质的高温下，导致桑葚在解冻时发生汁液流失现象[14]。微波解冻利用微波能对速冻桑葚进行穿透性迅速加热，使其内部和外部同步升温，在缩短了解冻时间的同时，降低了汁液流失率[15]。而当超声波穿透桑葚原料时，其以热散逸形式损失了能量，使桑葚表面温度快速上升，而桑葚内部温度上升很慢，导致桑葚内部与外部出现较大的温度梯度，桑葚在解冻时因受热不均匀，导致汁液流失较多[16]。

2.2 不同解冻方法对桑葚色泽的影响

果蔬加工过程常伴随着色泽的变化。不同解冻方法对桑葚色泽的影响结果见表2，ΔE值表示解冻前后的色泽变化[17]。

表2 不同解冻方法对桑葚色泽的影响Table 2 Effects of different thawing methods on the color of mulberry fruits

由表2可知，桑葚经不同方式解冻后，色泽变化明显，不同解冻方法的色泽变化存在显著差异（P＜0.05）。其中，微波功率500 W解冻桑葚的色泽变化最大，ΔE为9.44；冷藏解冻桑葚的色泽变化最小，ΔE为7.06；微波功率500 W解冻桑葚的L值最大，为17.37，冷藏解冻桑葚的L值最小，为14.71；可能是因为微波加速了色素的酶促反应[18]。另一方面，花色苷在细胞质中形成，在液泡中积累[19]，在冷冻-解冻过程中，桑葚细胞的液泡表面会形成由冰晶造成的机械损伤，破坏了桑葚细胞的液泡结构[20]，使花色苷扩散到细胞质中，导致桑葚在解冻后表面颜色加深。

2.3 不同解冻方法对桑葚总酚含量的影响

多酚类物质是桑葚中的重要生物活性物质，具有抗氧化作用，是良好的氢或电子的供给体，对能产生过氧化作用而导致结构和功能损伤的超氧阴离子自由基和羟自由基等有明显的清除作用[2,21]。不同解冻方法对桑葚的总酚含量的结果见表3。

表3 不同解冻方法对桑葚果粒及汁液的总酚含量的影响Table 3 Effect of different thawing methods on the total phenol content of mulberry fruits

由表3可知，微波功率500 W解冻桑葚果粒的总酚含量最大，为151.66 mg/100 g，与其他几种解冻方法桑葚果粒的总酚含量存在显著差异（P＜0.05）；微波功率500 W解冻桑葚汁液总酚含量最小，为1.88 mg/100 g，与其他几种解冻方法桑葚汁液的总酚含量存在显著差异（P＜0.05）；超声波解冻的汁液总酚含量最大，为6.25 mg/100 g；而与表1中得出微波功率500 W解冻的汁液流失率最小，超声波解冻的汁液流失率最大的结果相一致。所以汁液流失率影响着不同解冻方法桑葚果粒的总酚含量。

2.4 不同解冻方法对桑葚的花色苷含量影响

花色苷是桑葚中的重要功效成分，有抗氧化、抗炎、抗癌、减少心血管疾病发病率、预防糖尿病、抑制脂质过氧化、保护视力等功效[22-23]；花色苷在加工中很不稳定，易受光、温度、pH值、氧、酶等的影响而发生降解、退色[17]；因此，本研究中对桑葚中主要的3 种花色苷含量进行测定，高效液相色谱测定解冻桑葚果粒花色苷含量见图1，测定结果见表4。

图1 高效液相色谱测定解冻桑葚果粒花色苷含量的色谱图Fig. 1 HPLC chromatogram of anthocyanins from thawed mulberry fruits

表4 不同解冻方法对桑葚花色苷含量的影响Table 4 Effects of different thawing methods on anthocyanins contents of mulberry fruits

由表4可知，微波功率500 W解冻桑葚的矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（2.27 mg/g）、天竺葵素-3-葡萄糖苷（0.047 mg/g）与速冻桑葚矢车菊素-3-O-葡萄糖苷（2.37 mg/g）、天竺葵素-3-葡萄糖苷（0.042 mg/g）没有显著差异（P＞0.05），虽然微波功率500 W解冻桑葚的矢车菊素-3-O-芸香糖苷（0.69 mg/g）与速冻桑葚矢车菊素-3-O-芸香糖苷（0.77 mg/g）存在差异，但二者均显著高于其他解冻方法（P＜0.05）。桑葚在解冻过程中，桑葚的细胞壁被破坏，花色苷随着汁液的流失含量减少[24]；而超声波解冻桑葚的3 种花色苷含量也较少，与表1中超声波解冻汁液流失率的结果相一致。说明汁液流失率与桑葚解冻后花色苷含量的减少相关。

2.5 不同解冻方法对桑葚抗氧化活性的影响

桑葚中含有总酚、花色苷等抗氧化活性物质，在解冻过程中总酚和花色苷含量减少，抗氧化活性也会随之变化[25]。不同解冻方法对桑葚抗氧化活性的影响见表5。

表5 不同解冻方法对桑葚抗氧化活性的影响Table 5 Effects of different thawing methods on antioxidiant activity of mulberry fruits μmol Trolox/g

过二硫酸钾激发ABTS形成ABTS+·，当有供氢能力的抗氧化剂（如总酚和花色苷）存在下，蓝绿色的ABTS+·与其反应生成无色的ABTS；DPPH自由基是一种以氮为中心的很稳定的自由基，抗氧化物质对DPPH自由基清除是通过降低烷自由基或者过氧化自由基，阻断脂质过氧化链反应来完成的；FRAP测定的原理为：抗氧化物质将Fe3+还原成Fe2+[26-28]。速冻桑葚、微波功率500 W解冻、冷藏解冻、室温解冻桑葚的ABTS+·清除能力分别为22.37、21.87、22.72、20.64 μmol Trolox/g，不存在显著性差异（P＞0.05），与微波功率550 W解冻、超声波解冻ABTS+·清除能力（17.01、17.11 μmol Trolox/g）存在显著性差异（P＜0.05）。微波功率500 W解冻与速冻桑葚清除DPPH自由基能力（35.70、36.53 μmol Trolox/g）无显著差异（P＞0.05），微波功率550 W解冻桑葚清除DPPH自由基的能力（23.81 μmol Trolox/g）最小。结果表明：不同解冻方法桑葚对FRAP能力都小于速冻桑葚（35.86 μmol Trolox/g），其次为微波功率500 W解冻（27.85 μmol Trolox/g），最小的为冷藏解冻（20.60 μmol Trolox/g）和室温解冻（20.67 μmol Trolox/g）。由表3、4 可知，微波功率500 W解冻桑葚的总酚和花色苷含量均是最高，而微波功率500 W解冻桑葚的3 种抗氧化活性也较高，这与陆卿卿[29]、游义琳[30]等对蓝莓汁的花色苷和对桑葚酒的多酚中抗氧化活性的研究相一致。

3 结 论

本实验通过不同解冻方法对桑葚的汁液流失率、理化品质（色泽、总酚含量、花色苷含量）及抗氧化活性进行研究。结果表明：不同的解冻方法对解冻桑葚的理化性质及抗氧化活性影响也有所不同。微波功率500 W解冻时间为0.58 min，汁液流失率为1.34%，总酚含量为151.66 mg/100 g、矢车菊素-3-O-葡萄糖苷含量为2.27 mg/g、矢车菊素-3-O-芸香糖苷含量为0.69 mg/g、天竺葵素-3-葡萄糖苷含量为0.047 mg/g、ABTS+·清除能力为21.87 μmol Trolox/g，DPPH自由基清除能力为35.70 μmol Trolox/g， FRAP为27.85 μmol Trolox/g；微波功率500 W解冻升温迅速、解冻时间短，汁液流失率低，总酚和花色苷这两种营养物质保留量多，桑葚的抗氧化活性也较高。综合考虑，微波功率500 W解冻优于其他解冻方法。

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Effects of Different Thawing Methods on Drip Loss, Physicochemical Quality and Antioxidant Activity of Quick-Frozen Mulberry Fruits

WANG Yixiu1,2, CHEN Qinqin2, BI Jinfeng2, ZHOU Mo2, LI Bin1,*
(1. College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China; 2. Key Laboratory of Agro-Products Processing, Ministry of Agriculture, Institute of Food Science and Technology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100193, China)

Different thawing methods, microwave radiation at 500 and 550 W, ultrasonic radiation, and thawing at refrigerated and room temperatures were compared to fi nd the best one to reduce the negative effect of thawing on drip loss, color, functional components and antioxidant activities of quick-frozen mulberry fruits and to shorten the thawing time. The results showed that the time required for microwave thawing was the shortest, which was respectively 0.58 and 0.35 min at 500 and 550 W, while the thawing process took the longest time (305 min) under refrigerated condition. Significant differences were presented in drip loss among different thawing methods; the drip loss after microwave thawing at 500 W was the lowest (1.34%), whereas the highest values was obtained after ultrasonic thawing (9.24%). The content of total phenols (151.66 mg/100 g) and anthocyanins (2.27 mg/g cyanidin-3-O-glucoside, 0.69 mg/g cyanidin-3-O-rutinoside, and 0.047 mg/g pelargonidin-3-glucoside) as well as antioxidant activity in terms of 2,2’-azinobis-(3-ethylbenzthiazoline-6-sulphonate (ABTS) free radical scavenging activity (21.87 μmol Trolox/g), 1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl (DPPH) free radical scavenging activity (35.70 μmol Trolox/g) and ferric reducing antioxidant power (FRAP) (27.85 μmol Trolox/g) of mulberry fruits after microwave thawing at 500 W were signif i cantly higher than those of four other thawing methods. In summary, microwave thawing at power 500 W was the most appropriate method for quick-frozen mulberry fruits.

thaw; drip loss; color; total phenols; anthocyanins; antioxidant activity

10.7506/spkx1002-6630-201707024

TS255.36

A

1002-6630（2017）07-0149-06

2016-06-23

公益性行业（农业）科研专项（201303073）

王夷秀（1992—），女，硕士研究生，研究方向为食品科学。E-mail：yxwang2013@163.com

*通信作者：李斌（1979—），男，副教授，博士，研究方向为浆果深加工及功能性成分。E-mail：libinsyau@163.com

王夷秀, 陈芹芹, 毕金峰, 等. 不同解冻方法对速冻桑葚汁液流失率、理化品质及抗氧化活性的影响[J]. 食品科学, 2017, 38(7): 149-154. DOI:10.7506/spkx1002-6630-201707024. http://www.spkx.net.cn

WANG Yixiu, CHEN Qinqin, BI Jinfeng, et al. Effects of different thawing methods on drip loss, physicochemical quality and antioxidant activity of quick-frozen mulberry fruits[J]. Food Science, 2017, 38(7): 149-154. (in Chinese with English abstract)

10.7506/spkx1002-6630-201707024. http://www.spkx.net.cn