贮藏条件对草莓浆理化成分和品质变化的影响

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(北京市农林科学院林业果树研究所,北京 100093;2.果蔬农产品保鲜与加工北京市重点实验室，北京 100097;3.北京市落叶果树工程技术研究中心，北京 100097)

草莓属蔷薇科草本植物,果实色泽鲜红、酸甜可口且营养丰富[1-2],其VC的含量比苹果、西瓜、葡萄高10倍,比柑橘也高2～3倍,在台湾草莓被称为“活的维生素丸”[3]。草莓还富含花色苷、黄酮等生物活性物质[4-5],具有清热解毒、抗氧化和增强免疫力、抗癌等多种保健功效[6-7],其抗氧化能力高达苹果、桃、梨等果品的2～11倍[8]。近年来,我国草莓产量迅猛增长,但其收获时间集中,组织娇嫩多汁,在收获和运输过程中极易腐烂而失去商品价值,在常温下仅可保存1～2 d[9-10]。一般仅限于本地销售,大量的草莓腐烂造成严重的资源浪费、经济损失和环境污染,因此急需通过加工提高草莓的经济价值。

目前主要通过草莓打浆制成草莓浆来拓展销售渠道,延长产业链,增加附加值[11]。草莓浆富含的VC和花青素类色素(主要成分为天竺葵素-3-葡萄糖苷)[12]的稳定性较差,易受加工和贮藏过程中一些理化因子如pH、氧气、光照、温度等影响[13-18]。如何在贮藏中保持草莓浆诱人的鲜红色泽、丰富的VC等营养成分是需要解决的科学问题。而对于草莓浆的贮藏方式、贮藏条件、贮藏过程等对草莓浆色泽、风味等感官品质、VC保留率等营养品质及花色苷等功能性成分的影响报道较少,因此为不断丰富我国草莓加工业的发展,提高产品附加值,本研究将鲜售价值较低的草莓加工成草莓浆,分析草莓浆贮藏条件对各项品质指标的影响,从而确定草莓浆的最佳贮藏条件,为实际生产中更科学的贮藏高品质草莓浆原料提供参考。

1 材料与方法

1.1材料与仪器

草莓 章姬，山东乳山;硫脲 天津市津科精细化工研究所;2,6-二氯靛酚、抗坏血酸(VC) 国药集团;氢氧化钠、硫酸、草酸、氯化钾、碳酸氢钠、磷酸、乙醇 北京化工厂,其他试剂均为国产分析纯。

WSC-S型测色色差计 上海精密科学仪器有限公司;804电位滴定仪 瑞士万通Metrohm;TU-1901双光束紫外可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司;HHS型电热恒温水浴锅 上海博迅实业有限公司医疗设备厂;LP-503电子天平 常熟市衡器厂;R-201型真空旋转蒸发仪 上海申科机械研究所;TS-5000Z电子舌(味觉分析系统) 日本INSENT公司;3K-15 高速冷冻离心机 Sigma公司;KQ-300VDV 超声清洗器 昆山市超声仪器有限公司;果汁生产线 国投中鲁乳山研发中心。

1.2实验方法

1.2.1 草莓浆的制备 选择成熟度基本相同,无病虫害、无机械伤害的草莓果实在生产车间的果汁生产自动化流水线上经过清水清洗、无菌水淋洗后打浆机打浆、混匀,然后在85 ℃下进行灭酶处理2～3 min,灭酶后的草莓浆经过全封闭管路,输送到杀菌机在95 ℃下杀菌30 s。将杀菌完成后的草莓浆输送到灌装机,分别灌装入无菌包装内备用,每袋灌装1800 mL。

1.2.2 草莓浆贮藏处理 将无菌包装袋装草莓浆分别置于常温(25 ℃)、4 ℃、0 ℃、-18 ℃下贮藏,贮藏60 d期间,每隔15 d测定草莓浆的可溶性固形物、可滴定酸、VC、色泽、花色苷含量等品质指标以及甜味、酸味等味觉指标。

1.2.3 测定方法

1.2.3.1 花色苷的测定 称取草莓浆40 g,加入一定量的60%的乙醇溶液,用1 mol/L的HCl调节pH到3,60 ℃水浴提取2 h,3000 r/min离心15 min,收集上清液,60 ℃真空旋转蒸发除去乙醇,用1% HCl-H2O定容到100 mL备用。提取效果以一次浸提后提取液中花色苷的含量(mg/100 g鲜重)多少为根据进行评价。花色苷含量的测定方法采用pH示差法[19-20]。

取1 mL提取液用pH1.0[V(0.2 mol/L KCl)∶V(0.2 mol/L HCl)=25∶67]和pH4.5[V(1 mol/L NaAc)∶V(1 mol/L HCl)∶V(H2O)=100∶60∶90]的缓冲液定容至10 mL,避光放置2 h,分别在500 nm和700 nm下测吸光值。

式(1)

式(1)中:C为花色苷含量;A为(A500 nm-A700 nm)pH1.0-(A500 nm-A700 nm)pH4.5;V为提取液总体积(mL);n为稀释倍数;MW为Cyd-3-glu的分子量(449);ε为Cyd-3-glu的消光系数,其值为26900;m为原料的重量(g)。

花色苷保留率:

保留率(%)=Ct/C0×100

式(2)

式(2)中:Ct、C0-处理后和处理前花色苷的含量(g)。

1.2.3.2 可滴定酸的测定 称取草莓浆25 g于250 mL容量瓶中,将该容量瓶置80 ℃水浴锅浸提30 min,并摇动数次促使溶解,冷却后加水定容至刻度。摇匀,用经水洗过、烘干的脱脂棉过滤。吸取滤液25 mL于100 mL烧杯,加入25 mL水,在自动电位滴定仪上用0.1 mol/L氢氧化钠标准溶液滴定[21]。

1.2.3.3 VC的测定 根据GB/T5009.86-2003测定。

1.2.3.4 色泽的测定 使用全自动色差仪,样品摇匀后在反射模式下测定样品的红度值a*和亮度值L*。

1.2.3.5 味觉分析测试 采用TS-5000Z电子舌(味觉分析系统),首先选择适当的基本味传感器在30 mmol/L KCl和0.3 mmol/L的酒石酸标准溶液中校零。标准溶液相当于人的唾液,认定为无味。这时传感器的膜电位用Vr表示。接下来将传感器浸渍在经过前处理的草莓浆当中30 s,发生变化的膜电位用Vs表示。定义(Vs-Vr)为样品的相对值,相当于人感知到的草莓浆的先味,也就是草莓浆刚摄入口中即刻感觉到的味道。然后仪器将此电势值转化为味觉值,得出结果相当于草莓浆在人口中感知到的酸、甜、苦、涩味道。

1.3数据分析方法

采用Excel 2013和SPSS 17.0统计学软件对实验数据进行分析。

2 结果与分析

2.1不同贮藏温度下草莓浆花色苷保留率和色泽的变化

由图1可以看出,常温(25 ℃)、4 、0、-18 ℃四种贮藏方式,在贮藏60 d后,花色苷保留率差异显著(p<0.05),常温贮藏60 d后花色苷保留率为12.56%,4 ℃冷藏60 d后花色苷保留率仍在70.6%,冷冻贮藏60 d后的花色苷保留率在97%以上,0 ℃冷藏样品的保留率为85.21%,仅次于-18 ℃冷冻贮藏的97.91%,且较冷冻贮藏更为节能。因此,冷冻贮藏和0 ℃冷藏在保持花色苷方面是较为合适的贮藏方式。

图1 贮藏方式对草莓浆花色苷保留率的影响Fig.1 Effect of storage condition on anthocyanins residual rate

a*值能有效反映出果品的鲜红程度,a*值正值越大则颜色越红,负值表示偏绿,L*值表示测定样品的亮度,值越大表示越亮,值越小表示越暗[22]。图2A显示,常温(25 ℃)、4 ℃、0 ℃和-18 ℃四种贮藏方式,在贮藏60 d时,草莓浆色泽差异显著(p<0.05),常温贮藏60 d色差值a*下降极显著(p<0.01),色差值a*由原来30.98降低为5.6,4 ℃冷藏60 d后a*值下降为18.33,约为原来的60%,冷冻贮藏60 d后的红度值a*值仍高达30.01,比初始值30.98仅下降0.97,0 ℃冷藏样品的a*值为26.14,与-18 ℃冷冻草莓浆a*值无显著差异(p>0.05)。图2B显示,常温贮藏的亮度值L*值较4、0 ℃和冷冻样品下降显著(p<0.05),低温有利于保持草莓浆的亮度,0 ℃冷藏样品的a*值和L*值与-18 ℃冷冻草莓浆色差值无显著差异(p>0.05),但较-18 ℃冷冻贮藏更为节能。

贮藏60 d内,不同贮藏温度下草莓浆花色苷的保留率的变化趋势与a*值和L*值的变化趋势一致。这与郭嘉明[22]等得出的花色苷与色差值有较高的线性相关性结果一致。因此,冷冻贮藏和0 ℃冷藏在保持草莓浆色泽方面具有明显的优势,为维持草莓浆鲜艳色泽,应尽量降低贮藏温度。

图2 贮藏方式对草莓浆色泽的影响Fig.2 Effect of storage condition on the color

2.2贮藏条件草莓浆VC保留率的影响

由图3可知,草莓浆贮藏60 d期间,常温(25 ℃)贮藏和4 ℃冷藏条件下VC保留率与-18 ℃冷冻产品呈显著差异(p<0.05)。常温(25 ℃)贮藏和4 ℃冷藏的草莓浆在贮藏期间,随着贮藏时间的延长,VC保留率逐渐下降,常温(25 ℃)贮藏30 d后VC保留率下降为60.18%,60 d后达到42.26%;4 ℃冷藏30 d,VC保留率下降为77.15%,60 d后为73.21%;0 ℃贮藏和冷冻贮藏条件下草莓浆的VC保留率差异不显著(p>0.05),0 ℃贮藏和冷冻贮藏60 d后VC保留率略有下降,但两者的保留率均高达到90%以上,从节能的角度出发,0 ℃贮藏是一种较为理想的保持VC等营养成分的贮藏方式。

图3 贮藏条件对草莓浆中VC保留率的影响Fig.3 Effect of storage condition on VC residual rate

2.3贮藏温度对草莓浆中可滴定酸的影响

由图4可知,草莓浆贮藏期间,前45 d内,常温(25 ℃)贮藏和4 ℃冷藏条件下,草莓浆可滴定酸随着贮藏时间的延长,呈现逐渐下降的趋势。常温(25 ℃)贮藏30 d后草莓浆可滴定酸由原来的0.59%下降为0.44%,60 d后又有所升高,这可能与常温条件下微生物生长产酸有关[23];4 ℃冷藏30 d草莓浆可滴定酸为0.47%,60 d后继续下降为0.22%;贮藏60 d期间,0 ℃和冷冻贮藏条件下的草莓浆可滴定酸无显著变化(p>0.05)。

图4 贮藏条件对草莓浆中可滴定酸的影响Fig.4 Effect of storage condition on titratable acid

2.4贮藏条件对草莓浆中可溶性固形物的影响

果蔬原汁在储存过程中,可溶性固形物含量是一项重要质量指标。由图5可以看出,总体趋势而言,贮藏60 d期间,常温(25 ℃)、4 ℃、0 ℃和-18 ℃贮藏四种方式,可溶性固形物含量变化不显著(p>0.05),说明短时间贮藏草莓浆可溶性固形物基本保持稳定。-18 ℃冷冻贮藏和0 ℃冷藏在贮藏后期,可溶性固形物略有上升,可能由于果胶等不溶物降解转化为可溶成分而升高;而常温(25 ℃)和4 ℃冷藏在贮藏后期略有下降趋势,可能与草莓浆中微生物繁殖活跃而引起营养成分的消耗及可溶性成分(如蛋白质)的沉淀有关。

图5 贮藏条件对草莓浆中可溶性固形物的影响Fig.5 Effect of storage condition on soluble solids

2.5贮藏条件对草莓浆感官品质的影响

通过味觉系统(电子舌)可以在排除人为因素的情况下,较为客观的测定产品的酸、甜、苦、涩等味道。图6为常温(25 ℃)样品和-18 ℃样品在贮藏60 d期间的味觉值。

由图6可知,贮藏期间苦味和涩味无显著变化(p>0.05)。常温样品贮藏30 d内,酸味基本稳定,但随着贮藏时间的继续延长,常温样品酸味呈现先降低后升高的趋势,贮藏60 d后酸味显著升高(p<0.05),这与可滴定酸在60 d后有所升高相吻合。常温贮藏30 d,甜味值略有下降,但甜味变化通过人体感官并未感知出来,常温贮藏60 d后甜味值下降为2.7,与贮藏0 d样品的甜味值差异显著(p<0.05),且人体可感知其甜味明显降低,这也与可溶性固形物在此期间下降的情况相吻合。冷冻草莓浆在贮藏60 d期间酸味和甜味基本稳定,与贮藏0 d样品无显著差异(p>0.05)。贮藏后期酸味有所下降,这一方面可能与可滴定酸略有下降有关,另外主要与甜味值有所上升有关,甜味掩盖了部分酸味。因此,-18 ℃冷冻贮藏可以在60 d内较好的保持草莓浆的酸、甜等味觉感官品质。

图6 贮藏时间对味觉的影响Fig.6 Effect of storage time on taste sensing

3 结论

不同的贮藏方式和贮藏时间对草莓浆理化成分、营养品质和感官品质具有不同程度的影响。0 ℃和-18 ℃贮藏较常温和4 ℃冷藏能更好的保持草莓浆中的花色苷和VC等营养成分,0 ℃冷藏和-18 ℃冷冻贮藏60 d草莓浆花色苷保留率和VC保留率仍分别在85%和90%以上;贮藏温度对色泽影响较大,0 ℃冷藏和冷冻贮藏对草莓浆鲜红色泽的保持效果明显优于常温贮藏;0 ℃和-18 ℃贮藏的草莓浆,可滴定酸和可溶性固形物在贮藏60 d内含量稳定,常温贮藏使草莓浆可滴定酸呈现先下降后升高趋势;-18 ℃冷冻较常温贮藏能更好的保持草莓浆中甜、酸等风味。总之,0 ℃和-18 ℃低温贮藏能有效抑制草莓浆营养品质和感官品质的劣变,延长产品的贮藏期,是较适宜的草莓浆贮藏条件。

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