桑葚的冻结特性及相关影响因素分析

王丹+辛力+孙蕾+张雪丹+张倩+杨娟侠

摘 要：选择桑葚品种白葚、黑葚作为对象，利用先进的热镀锡膜铜-康铜热电偶测温技术进行大量的冻结试验研究，总结了其特有的冻结特性，为鲜食桑葚的保鲜技术以及桑葚的冷冻保存提供了理论依据。试验结果表明：通过对大量桑葚果实冻结过程的测定，总结出4种典型形式，一般都具有过冷点、冰点，部分出现了第二冰点，极个别果实无过冷点；不同物态的桑葚表现了不同的冻结速率；桑葚果实的冰点在-3.5～-2.1 ℃温度范围；过冷点与果实品质相关性较小，冰点与果实成熟度、固形物分别呈显著负相关（P<0.05）。研究结果为桑葚鲜果的保鲜技术及冻藏工艺提供了参考。

关键词：桑葚； 凍结特征； 冰点； 影响因素

中图分类号：S663.9 文献标识码：A DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2017.09.002

Abstract：Hot tinning of copper-constantan thermocouples were used to determine the freezing property of white mulberry and modena mulberry to provide theoretical basis for preservation technology of fresh-eating and frozen mulberry. The results showed that there were three shapes on freezing curve of mulberry and the typical shape included superrcooling point， freezing point. The second freezing point appeared in a few fruits， and there was no superrcooling point in rare fruits； it is different in freezing rate between varied physical state； the freezing point ranged from -3.5 ℃ to -2.1 ℃； there was no correlation between superrcooling point and fruit qualities， but the freezing point presented negative correlation with maturity and solid content（P<0.05）. The research provided temperature reference for preservation technology and frozen storage of mulberry.

Key words： mulberry； freezing property； freezing point； influencing factors

桑葚是桑的果穗，俗称桑枣、桑果，呈椭圆形、深紫色或白色，其外观呈半透明状、品相喜人，具有桑果香气、滋味醇厚、酸甜适口，更含有极为丰富的营养物质，集美味、健康于一体，历来具有食用及中药材之用，早在两千多年前，它就成为皇帝的御用药品之一。1993年，国家卫生部就把桑葚列为“既是食品又是药品”的农产品之一[1]。

据测定，桑葚鲜果中含有19种氨基酸、7种维生素以及锌、锰、钙等矿物质和微量元素，还含有花青素、胡萝卜素、黄酮类物质、果胶及纤维素等，尤以微量元素硒和维生素C含量较高[2-3]。中医认为，桑葚味甘性寒，入心、肝、肾经，有滋阴补血作用，并能治阴虚津少、失眠等。随着消费者追求健康、自然的生活方式，桑葚的加工制品桑葚汁、桑葚酱、桑葚酒、桑葚干等也逐渐受到人们的欢迎。

鲜桑果作为一种时令水果，在我国大中城市被视为珍品，但桑葚属于小浆果，成熟的桑葚水分含量在80%以上，皮薄易破，常温下12～18 h即腐烂变质，在现有冷藏条件下，其贮藏寿命也不长。如何建立一个从田间到消费者手中的贮藏保鲜系统，延长桑葚的货架期，保持新鲜度，以提高桑葚的经济价值也是亟待解决的一个问题。因此，加强桑葚现代保鲜技术的研究尤为重要。温度是影响贮藏质量的最主要因素，对于桑葚贮藏温度的设定，其冻结过程和冰点温度是比较重要的指标[4，5]。为此，试验通过测定桑葚不同物态的冻结特性及其影响因素，为桑葚鲜果的保鲜技术及冻藏工艺提供了温度参考。

1 材料和方法

1.1 试验材料

于2015—2016年进行试验。品种白葚、黑葚采自山东省夏津县黄河故道森林公园。试验除去病虫果、机械伤果。

1.2 试验方法

1.2.1 温度测定方法 采用自制热镀锡膜铜—康铜热电偶作为测温装置[6]，温度自动记录时间间隔1 s，精度为0.1 ℃。待测部分与冰点恒温器的温度差产生的电动势由LU-R/C2100无纸记录仪改制的高灵敏度多通道微伏级数据采集处理器进行温度数据的采集、存储。

空气介质温度的测定，是将测头悬空于低温恒温箱的一定位置，并将其固定以防止测头触碰到低温恒温箱内壁上。将待测样品置于不同待定温度的密闭低温恒温箱中，测头刺入桑葚果实的果肉处，记录数据。

1.2.2 桑葚果实参数指标的测定 单果质量：冻结试验之前对桑葚果实用电子天平一一称质量。

可溶性固形物（SSC）：采用手持式折光仪测定，单位%。成熟度：成熟度指数表示方法参照任杰等[7]，表示为可溶性固形物含量（SSC）/可滴定酸（TA）。

1.3 数据处理与统计分析

试验所有数据用Excel软件进行计算和作图，采用SPSS软件对试验数据进行差异显著性分析。endprint

2 结果与分析

2.1 桑葚果实的典型冻结曲线

冻结过程中，果实品温随时间变化的曲线称为冻结曲线。通过对大量桑葚果实进行测定，共总结出4种典型的形式。

图1（a）和图1（b）均为果实由初温急速下降到过冷点，后通过果实内部释放部分潜热温度升至一定温度点，此温度点为冰点，随后为冰晶大量生成阶段，此阶段温度变化较平缓，最后温度快速下降，最终接近介质温度。图1（a）与图1（b）区别在于过冷点到冰点的时间段长短不同，图1（a）为理论上的典型形式。

图1（c）出现了第二冰点，即在冰点之后，短时间内果实品温又出现急速小幅下降，之后才出现最大冰晶生成段。

图1（d）为过冷点与冰点重合的一种形式。

2.2 桑葚不同物态的冻结特征比较

图2为桑葚果实、果浆、果汁较为典型的冻结曲线。表1为果浆、果汁各3份，果实较典型的3个冻结过程的冻结参数。可以看出，取样一致的桑葚的3种物态，对于冰点（初始冰点，即过冷点之后的温度最高点）的比较，果浆和果汁基本一致，均在-1.9 ℃左右，而果实相对较低；过冷点出现时间，果实最早，果汁次之，果浆最晚；冰点出现时间（初始冰点），基本与过冷点出现的时间吻合；固形物，果浆与果汁一致，果实偏低。以上结论中，3种物态之间固形物与初始冰点的关系是正相关，即固形物越低，初始冰点越低，与之前同一物态、不同个体间的固形物与冰点（平衡冰点）呈负相关的结论相反[9]，原因可能为影响冰点的因素较复杂，特别是不同物态间的冰点比较，固形物不能作为主导因素，初始冰点与平衡冰点的关系也不确定；另外，对于过冷点与冰点出现时间的比较，不同物态的桑葚表现了不同的冻结速率，可能与细胞组织对冻结过程的阻碍作用有关。对于冰点的研究有待进一步深入。

2.3 不同采摘期、不同品种桑葚果實冻结参数比较

从图3和表2中可以看出，黑葚可溶性固形物高于白葚，平衡冰点低于白葚，且黑葚的冻结曲线几乎没有出现过冷点的现象。

2.4 桑葚果实冰点与其影响因素的相关性分析

经过大量桑葚果实冻结试验及相应的果实品质参数的测定试验，使用DPS软件进行相关性分析如表3所示。可以看出，过冷点与冰点及果实品质相关性较小，冰点与果实成熟度、固形物分别呈5%水平显著负相关，说明过冷点与待测样品关系不大，可能受环境影响较大；果实品质参数之间也存在一定相关性，其中，单果质量与成熟度呈5%水平显著正相关，与固形物呈1%水平显著正相关，成熟度与固形物呈5%水平显著正相关。

3 结论与讨论

（1）经过大量桑葚果实冻结试验测定，总结出4种冻结曲线形式。一般都具有过冷点、冰点，部分出现了第二冰点，极个别果实无过冷点。无过冷点现象可能与测头周围小区域果实组织受到损伤有关[10]，过冷点的出现与空气介质温度有关，温度越高过冷现象越明显[11]，而最大冰晶生成阶段为未冻结部分释放潜热与已冻结部分冷却速率几乎一致的阶段，有研究认为[12]，在相对均质的果实，此阶段易趋于平缓。

（2）3种物态之间固形物与初始冰点的关系是正相关，即固形物越低，初始冰点越低，与之前同一物态、不同个体间的固形物与冰点（平衡冰点）呈负相关的结论相反，原因可能为影响冰点的因素较复杂，特别是不同物态间的冰点比较，固形物不能作为主导因素，初始冰点与平衡冰点的关系也不确定；另外，对于过冷点与冰点出现时间的比较，不同物态的桑葚表现了不同的冻结速率，可能与细胞组织对冻结过程的阻碍作用有关。对于冰点的研究有待进一步深入。

（3）果实的冰点是冰温贮藏温度参数的理论参考，本试验中桑葚冰点个体差异性较大，分布在-3.5～-2.1 ℃，因此，有必要对桑葚品质参数进行分类，由此选取几个相关果实品质参数进行了相关性分析，得到过冷点与冰点及果实品质相关性较小，冰点与果实成熟度、固形物分别呈5%水平显著负相关，说明过冷点与待测样品关系不大，可能受环境影响较大；果实品质参数之间也存在一定相关性，其中，单果质量与成熟度呈5%水平显著正相关，与固形物呈1%水平显著正相关，成熟度与固形物呈5%水平显著正相关。

参考文献：

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[10]刘晓辉，鲁墨森，谭婷婷. 铜-康铜测温热电偶的制作和标定[J]. 落叶果树， 2009， 41（5）：34-37.

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