不同椒型鲜椒的速冻工艺

郑红，唐毅，黄采姣，徐伟伟，刘晓琴，张丽*

重庆火锅调味品及菜品工程技术中心，重庆德庄农产品开发有限公司（重庆 401336）

众所周知，每年7—9月份，大量辣椒成熟上市，鲜椒产季集中，且鲜椒独特的生理特性使其在贮藏、运输过程极易腐烂，严重影响鲜椒品质。因此，选择合适的鲜椒保鲜方式尤为重要。常见的鲜椒保鲜方式有涂膜保鲜、氮气保鲜、冷藏+氮气保藏等[1-2]。但这些方式存在成本高、操作复杂、保存期短等缺点，不利于实现鲜椒工业化大批量贮藏。因此，研究一种操作简单、成本低、易于工业化贮藏的保鲜方式具有重要的现实意义。

速冻贮藏是当前果蔬加工贮藏技术中能最大限度地保存其果蔬原有风味和营养成分较理想的方法。近年来，随着速冻技术和设备的不断完善，国内外学者对玉米、洋葱、西兰花、紫薯、苹果等进行了大量速冻研究。彭丹等[3]表明如果样品能快速通过最大冰晶生长区，将样品温度降低到其冻结点以下，使其体系中所含的大部分水随着样品内部热量的释放而形成合理的微小冰晶体，能较大程度地保留样品原有的色泽、口感、风味和营养成分。张海燕等[4]研究表明辣椒速冻速冻温度-30 ℃、样品中心温度-18 ℃时，产品的感官品质、硬度和色泽最高，可溶性糖损失率、可溶性蛋白损失率、VC损失率最低，品质最佳。邓永燕等[5]研究表明速冻时间10～20 min、速冻温度-31～-35 ℃、样品中心温度-18 ℃时，速冻处理和贮藏时间对速冻柑橘品质影响均很小，消费者对速冻柑橘罐头与普通罐头喜爱无显著性差异（p＞0.05）。但对于鲜椒速冻工艺的研究鲜见报道。

有研究表明，果蔬速冻品质与速冻时间、解冻时间、产品规格等因素有关[6-7]。不适宜的工艺参数可能会导致果蔬的宏观龟裂和微观结构的破坏，从而引起果蔬质地下降、风味流失、色泽褐变等不良后果，甚至会使其失去商品价值[8]。因此，通过对鲜椒的贮藏工艺进行研究，同时结合鲜椒汁液流失率、辣椒素含量、感官评价结果等指标，旨在建立一套完善的鲜椒贮运链，实现原料鲜椒的常年供应，提高其贮藏品质和商品附加值。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

新鲜红艳椒（市售，重庆市南岸区）；新鲜红二荆条（市售，重庆市南岸区）；新鲜红甜椒（市售，重庆市南岸区）；新鲜红菜椒（市售，重庆市南岸区）；NaOH、饱和氯化钡、甲醇、四氢呋喃（成都市科隆化学品有限公司）。

1.2 仪器与设备

-60 ℃超低温冰箱（浙江捷胜制冷科技有限公司）；JXR1200-20烘箱（上海均珂仪器科技有限公司）；SGM.B2/18马弗炉（西格马高温电炉有限公司）；GM320手持式红外线温度仪（深圳市鼎鑫宜实验设备有限公司）；澳特珈破壁营养料理机（坤昊电器有限公司）；FA2104电子天平（上海舜宇恒平科学仪器有限公司）；TF100流化床速冻机（天津市海特瑞思机械设备有限公司）；低温高湿解冻机（天津市海特瑞思机械设备有限公司）；SB-3200DT超声波清洗机（宁波新芝生物科技股份有限公司）；LC-20A岛津高效液相色谱仪（配RF-20A荧光检测器、SPD-20A紫外可见光检测器）。

1.3 试验方法

1.3.1 鲜椒贮藏工艺

冷库及包装袋清洗→冷库提前降温→挑选分级→清洗→沥干（→斩拌）→速冻→预冷→分装→贮藏→解冻

1.3.2 试验操作要点

1.3.2.1 速冻时间

采用流化床速冻机，将不同椒型的鲜椒进行速冻15，20，25，30和40 min。

1.3.2.2 解冻时间

采用低温高湿空气解冻机，将不同椒型的鲜椒进行解冻10，15，20，25和30 min。

1.4 理化指标检测

1.4.1 鲜椒速冻理化指标检测

1.4.1.1 鲜椒速冻后内部温度测定

当不同椒型的鲜椒速冻15，20，25，30和40 min时，用小刀剖开样品，用手持式红外线温度仪测定鲜椒内部温度。

1.4.1.2 鲜椒速冻后呼吸强度变化

呼吸强度参考徐晓华等[9]的方法。当不同椒型的鲜椒速冻15，20，25，30和40 min时，用小刀剖开样品，将实验室常用的玻璃干燥器洗净，晾干。下面放入盛有20 mL标定过0.199 4 mol/L NaOH溶液的培养皿，并在其上置漏孔隔板。隔板上加500 g鲜椒，盖上干燥器的盖子，此时果蔬呼吸释放出的CO2，会被自然下沉而被置放的碱溶液完全吸收。待1 h后取出培养皿，把培养皿的碱溶液转移烧杯中，纯水冲洗3次，加入5 mL饱和氯化钡溶液、2滴酚酞，用0.1 mol/L草酸标准溶液滴定，记下其标准溶液体积用量，同时做空白滴定。呼吸强度按式（1）计算。式中：V1为滴定空白碱溶液用的草酸溶液体积，mL；V2为滴定样品碱溶液用的草酸溶液体积，mL；M为H2C2O4摩尔浓度，mol/L；W为样品质量，kg；H为碱溶液放置在干燥器内吸收CO2的时间，h；44为CO2的摩尔质量，g/mol。

1.4.2 鲜椒解冻后理化指标测定

1.4.2.1 鲜椒解冻后内部温度测定

当不同椒型的冻鲜椒解冻10，15，20，25和30 min时，用小刀剖开样品，用手持式红外线温度仪测定鲜椒内部温度。

1.4.2.2 鲜椒解冻后汁液流失率

当不同椒型的冻鲜椒解冻10，15，20，25和30 min时，取部分样品，参考GB 5009.3—2016《食品中水分的测定》直接干燥法测定。

1.4.2.3 鲜椒解冻后灰分变化

当不同椒型的冻鲜椒解冻10，15，20，25和30 min时，取部分样品，参考GB 5009.4—2016《食品中灰分的测定》规定的方法测定。

1.4.2.4 鲜椒解冻后呼吸强度变化

当不同椒型的冻鲜椒解冻10，15，20，25和30 min时，取部分样品，按照1.4.1.2的方法进行测定。1.4.2.5 鲜椒解冻后辣椒素含量变化

辣椒素含量参考唐毅等[10]的方法，并略作修改。称取10.00 g样品于100 mL具塞三角瓶中，加入25 mL甲醇-四氢呋喃（1︰1）混合溶液，在60 ℃水浴条件下，超声提取30 min，过滤，收集滤液。将滤渣与滤纸一同放进三角瓶中，用25 mL甲醇-四氢呋喃（1︰1）混合溶液超声提取10 min，重复操作1次。将3次收集的滤液合并转移至50 mL容量瓶中，用甲醇-四氢呋喃（1︰1）混合溶液定容。经0.45 μm有机滤膜过滤后进行高效液相色谱分析。

1.4.2.6 感官评价

对不同品种鲜椒的色泽、内部冰晶形态、表皮光泽度、质地、风味等进行观察描述并记录。

1.5 数据分析

数据分析处理采用Microsoft Excel 2013和Origin 8.6软件。每次试验设置3个平行。

2 结果与分析

2.1 不同椒型鲜椒感官评价

由表1可知，为验证不同椒型鲜椒速冻工工艺，选取艳椒、二荆条、甜椒、菜椒4种不同椒型鲜椒进行试验。

2.2 速冻时间对鲜椒品质的影响

2.2.1 速冻时间对鲜椒内部温度的影响

如图1所示，鲜椒在冻结过程中，鲜椒内部温度随冷冻时间的延长而迅速降低，从整体来说，鲜椒的冻结温度曲线符合一般蔬菜冻结过程。对比4种不同椒型的鲜椒速冻曲线，可以明显看出：当鲜椒内部温度达到-40 ℃时，艳椒、二荆条需冻结25 min左右，而甜椒、菜椒需冻结30 min左右。这可能是椒型较大的鲜椒，组织内的水分含量较多，在结晶过程需要放出更多的潜热，而放出的潜热量越多，温度下降越慢，进而造成椒型越大，所需速冻时间越久。这与彭丹等[11]研究的果蔬冻结温度曲线基本一致。

表1 不同椒型鲜椒感官评价

图1 -40 ℃下鲜椒冻结曲线

2.2.2 速冻时间对鲜椒呼吸强度的影响

呼吸强度常被用来评价果蔬贮藏寿命，果蔬呼吸强度越小，营养物质消耗越慢，生命周期越长。如图2所示，4种鲜椒在冻结过程中，其呼吸强度随冻结时间的延长而迅速下降，说明随着速冻时间的增加，辣椒的呼吸作用逐渐降低，其中鲜椒速冻30 min后，呼吸强度趋于稳定。

2.3 解冻时间对鲜椒品质的影响

2.3.1 解冻时间对鲜椒内部温度的影响

将鲜椒置于低温高湿解冻机内进行解冻，为了确保解冻后的鲜椒利于斩拌，将解冻温度设置为-6～-8℃。由图3可知，艳椒和二荆条在解冻15 min后，鲜椒内部温度为-6～-8 ℃；甜椒和菜椒在解冻20 min后，鲜椒内部温度为-6～-8 ℃。随着解冻的继续进行，鲜椒内部温度保持不变。

图2 速冻过程鲜椒呼吸强度变化

图3 鲜椒解冻曲线

2.3.2 解冻不同时间后鲜椒的感官评价结果

解冻时间与鲜椒解冻后的感官密切相关，若解冻时间过短，鲜椒内部仍存在大量冰晶，鲜椒风味不足；解冻时间过长，鲜椒质地变软，汁液流失严重。如表2所示，艳椒、二荆条等椒型较小的辣椒的最佳解冻时间为10～15 min，甜椒、菜椒等椒型较大的辣椒的最佳解冻时间为15～20 min，此时的辣椒质地饱满，色泽红亮，香气浓郁，能最大程度地保留鲜椒的营养价值和口感。

2.3.3 解冻时间对鲜椒汁液流失率的影响

经过冻结的鲜椒在解冻时冰晶会逐渐融化，这些水若不能被细胞吸收，便会造成汁液流失，过度失水会导致果蔬生理代谢紊乱，加速果蔬腐败，严重影响果蔬的外观、品质和商品性。因此，鲜椒的汁液流失率可以反映细胞的破坏程度[12]。

表2 解冻不同时间后鲜椒的感官评价

如图4所示，4种鲜椒在冻结过程中，其汁液流失率随解冻时间的增加呈略微增加的趋势，且甜椒和菜椒的汁液流失率明显大于艳椒和二荆条。这可能是冻结过程中鲜椒组织间歇中形成的冰晶会对细胞产生机械损伤，而椒型越大的辣椒，汁液因毛细管力而保持在细胞中的损伤越严重，细胞的缝隙越大，当解冻时，冰晶融化后的水分流失越多。彭丹等[11]研究表明不同椒型鲜椒存在的不同程度的鲜重损失可能与果皮的厚度、表面积、体积比等有关，与此次试验结果基本一致。

图4 解冻过程鲜椒汁液流失率

2.3.4 解冻时间对鲜椒灰分的影响

如图5所示，解冻过程中，随解冻时间的延长，鲜椒的灰分略有增加，但增加趋势并不明显。结合2.3.2的研究结果，灰分的增加可能是解冻过程中鲜椒水分流失，部分水溶性的无机盐随水分的流失一起从组织间歇中流出，但由于水分流失率明显高于无机盐的流失率，从而使得解冻后的鲜椒灰分含量相对增加，且由于鲜椒的灰分总含量偏低，整体下降趋势并不明显[13]。

图5 解冻过程鲜椒灰分变化

2.3.5 解冻时间对鲜椒辣椒素含量的影响

如图6所示，随着解冻时间的延长，鲜椒的辣椒素含量呈逐渐增加的趋势。这可能是随着解冻时间的增加，鲜椒的汁液流失加剧，水分的流失导致鲜椒整体的质量下降，但辣椒素含量没有损失，从而导致鲜椒的辣椒素含量相对增加。而鲜椒在解冻0～20 min时，辣椒素含量未发生明显增加或下降。

图6 解冻过程鲜椒辣椒素含量变化

综上所述，为了确保鲜椒的整体风味和口感的一致性，同时考虑到设备的能耗问题，建议不同椒型的鲜椒解冻时间控制在15～20 min。

3 结论

目前，我国市场上的速冻果蔬制品质量良莠不齐，最主要的原因之一就是产品选择的速冻工艺不适宜。因此，此次试验通过分析4种不同椒型的鲜椒速冻时间、呼吸强度、解冻时间、汁液流失率、灰分、辣椒素含量、感官评价等变化规律，最终确定不同椒型的鲜椒速冻工艺：速动设备采用流态化速冻机，速冻温度-35～-40 ℃，速冻时间25～30 min；解冻设备采用低温高湿空气解冻机，解冻温度-8 ℃，椒型较小的鲜椒最佳解冻时间为10～15 min，椒型较大的辣椒最佳解冻时间为15～20 min。

该工艺条件下的鲜椒质地饱满，色泽红亮，香气浓郁，能更稳定持久地保持果蔬的色泽、风味及营养价值，为鲜椒的常年供应提供了品质保障。