不同冷冻-解冻处理方式对猕猴桃品质的影响

李国龙 汪高玮 岳田利 王周利 赵旭博

摘 要 以‘徐香猕猴桃为原材料，系统探究不同冷冻温度（-20  ℃、-40  ℃、-50  ℃和-80 ℃）及解冻温度（4  ℃、15  ℃、25  ℃和35 ℃）组合对猕猴桃主要理化性质及香气成分的影响。结果表明：不同冷冻-解冻处理不会影响猕猴桃的色度；与鲜切猕猴桃一致，4 ℃/-50 ℃、4  ℃/-80 ℃和15 ℃/-80 ℃处理条件下猕猴桃的可溶性固形物含量均为16.0 oBrix。鲜切猕猴桃的可滴定酸和维生素C含量分别为1.22 g/hg 和45.30 mg/hg，处理后猕猴桃的可滴定酸含量为1.06～1.33 g/hg，维生素C含量降低17.62%～33.89%。不同处理后猕猴桃的多酚类物质损失率为20.44%～31.72%，且不同组合处理之间无显著差异。同时，不同处理对猕猴桃香气成分的种类和含量有一定损失，且较低的冷冻温度和解冻温度有利于香气成分的保持。综合考虑，-50  ℃/4  ℃和  -80  ℃/4  ℃冷冻-解冻组合方式可有效保持猕猴桃的品质，为猕猴桃的贮藏保鲜提供了技术支撑。

关键词 冷冻；解冻；猕猴桃；理化性质；香气成分

猕猴桃富含维生素C、多酚、有机酸、氨基酸等营养成分，且具有抑制肿瘤细胞增殖、预防心血管疾病、抗炎消肿等作用，是消费者喜爱的特色水果之一 [1]。经过多年的产业结构调整和技术攻关，中国已成为世界猕猴桃种植面积和产量大国。2019年国内猕猴桃种植面积达到29万hm2，总产量近300万t，稳居世界第一；猕猴桃种植收益较高，许多果农收入的70%来自猕猴桃。猕猴桃种植已成为现代农业特色产业和农民增收的朝阳产业[2]。以猕猴桃为代表的特色农产品及其加工产业是区域性经济快速发展和乡村振兴的重要支柱产业，是猕猴桃主产区农业发展和产业扶贫的重要支撑，是中国脱贫攻坚、农民发家致富的“银串串”和“金蛋蛋”。尽管如此，中国猕猴桃产业还存在加工水平不高的困境。现阶段，猕猴桃的消费依然以鲜果为主，其加工产业市场份额相对较小。鉴于猕猴桃是典型的呼吸跃变型水果，其在室温条件下贮藏时会引起组织迅速软化和衰老，猕猴桃的贮藏保鲜技术依然是产业化关注的热点之一[3]。

冷冻是一种利用接近或低于冰点的温度处理食品的保鲜技术，其原理主要是使催化生化反应的酶活性下降，致使食品中各类生化反应速率减慢，并使大部分微生物生长受到抑制[4]。冻结过程中冰晶的形状、大小及分布与相变的持续时间密切相关，缓慢的冷冻速度和频繁的冷冻、解冻过程会引起永久性的物理化学变化，导致食品原有的组织结构破坏和产品营养价值降低[5]。为改善传统冷冻过程中冰晶对食品品质及结构的影响，有部分研究将传统冷冻与超声波、糖渍等方法结合，同时控制解冻温度以便最大程度保证食品的品质。Ma等[6]报道了超声辅助冷冻成核机理以及在食品中的应用：超声辅助可以促进成核、强化传热传质、加快冷冻速度、调节冰晶的大小和分布，使冷冻食品的质量得以提高。除了超声等技术辅助冷冻以外，Liang等[7]研究发现，利用浸泡冷冻方式处理荔枝样品同样可以加快冷冻速度，缩短食品通过最大冰结晶区的时间。在浸泡冷冻处理中，荔枝果皮保持了理想的天然红色，且处理样品的硬度、咀嚼性和口感与新鲜水果较为一致。

冷冻技术作为一种物理方法，具有设备成本低、操作简单等优势，有效提升了农产品的季节性供应；冷冻产品作为初级加工产品具有广阔的市场前景[8]。同时，解冻过程涉及复杂的热量和物质转化过程，快速解冻可以减少微生物感染，保持食品质量[9]。除了改善冷冻技术，选择合适的解冻温度及解冻方式也至关重要。现有研究中，对于保持猕猴桃品质的最佳冷冻及解冻条件尚不明确。因此，本研究以猕猴桃的冷冻-解冻处理为核心，设置不同的冷冻和解冻温度组合进行猕猴桃处理，并评价不同处理组合对猕猴桃色度、可滴定酸、可溶性固形物、抗坏血酸、多酚含量和香气成分的影响，阐明不同冷冻及解冻方式与猕猴桃品质变化的对应关系，旨在为促进猕猴桃及其加工产业的快速发展提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

‘徐香獼猴桃，由陕西佰瑞猕猴桃研究院有限公司提供，其可溶性固形物含量为16 oBrix。挑选果型适中、大小一致、无机械损失的果实用于后续试验。使用的化学试剂中盐酸、氢氧化钠、氯化钠、无水乙醇、邻苯二甲酸氢钾、偏磷酸钠磷酸、乙酸乙酯、酚酞、2-辛醇均为分析纯；乙腈、甲醇、甲酸、乙酸均为色谱纯，试验用水皆为蒸馏水，高效液相试验中所用水为一级水。

1.2 方  法

1.2.1 样品处理 对猕猴桃硬果清洗、去皮、切片（约1 cm）并装入PE自封袋内，分别置于不同温度参数下进行冷冻处理。设置冷冻温度为  -20  ℃、-40  ℃、-50  ℃、-80  ℃，待猕猴桃的中心温度达到共晶点-18  ℃时视为完全冻结。待猕猴桃完全冻结后进行解冻，具体解冻温度分别设置为4  ℃、15  ℃、25  ℃和35  ℃。以新鲜猕猴桃为对照（CK），通过预试验确定猕猴桃处理对应的不同冷冻-解冻组合方式及需要的处理时间，如表1所示。

1.2.2 指标测定 参考张伟的方法[10]测定色度，以色差L*、a*、b*值描述颜色变化，其中：L*值表示亮或者暗，a*值表示红或者绿，b*值表示黄或者蓝。采用酸碱指示剂滴定法 [11]测定可滴定酸。可溶性固形物含量测定：将冷冻-解冻处理组各取3片猕猴桃，研磨充分后纱布过滤两次，离心（4 000 r/min，10 min）取上清液，用手持糖度计测定可溶性固形物含量。对照组为鲜切猕猴桃，每组平行测定3次。参照GB 5009.86-2016 [12]，采用高效液相色谱法测定维生素C。参照叶萌祺[13]的方法，采用高效液相色谱法测定多酚含量。香气成分测定：采用气相色谱-质谱联用法，具体参照李洋等建立的方法[14]。各组取5 g猕猴桃匀浆和1.5 g NaCl置于15 mL顶空瓶中，以2-辛醇（6 μL，0.45 mg/mL）作为内标。色谱条件：初始温度40  ℃，保持3 min，以4  ℃/min上升到160  ℃，再以7  ℃/min 上升到230  ℃，保持8 min。色谱柱为DB-WAX毛细管柱（30 m×  0.25 mm×0.25 mm），载气为氦气。质谱条件：全扫描范围为33～450 amu，每秒扫描1次。电子电离源，离子源温度设为230  ℃，电子能量设为70 eV，灯丝流量设为0.2 mA，检测器电压  350 V。

1.3 数据处理

每组处理最少3次平行。利用Excel 2019进行数据汇总与处理；利用IBM SPSS Statistics 20进行方差分析及多重比较；利用Origin 8.5软件作图。

2 结果与分析

2.1 不同处理对猕猴桃色度的影响

在猕猴桃处理过程中，果肉颜色会发生变化。由如表2可知，对照组为新鲜猕猴桃。不同冷冻-解冻处理组对应的L*为38.10～38.15，a*为-5.90～-6.00，b*为25.58～25.64。不同处理组之间无显著差异，且对照组与处理组之间也无显著差异（P>0.05）。说明不同的冷冻-解冻处理方式对猕猴桃颜色影响不显著。

2.2 不同处理对猕猴桃可溶性固形物与可滴定酸含量的影响

2.2.1 对猕猴桃可溶性固形物含量的影响 可溶性固形物主要指可溶性糖类，其可以在一定程度上反映猕猴桃的甜度[15]。由图1可知，不同冷冻温度处理过程中，冷冻温度越低其解冻后猕猴桃的可溶性固形物含量相对越高；解冻温度越高其对应的样品中可溶性固形物含量越低，即不同冷冻-解冻处理对猕猴桃的可溶性固形物含量影响较大。相对于25  ℃和35  ℃解冻处理，4  ℃和15  ℃解冻条件下猕猴桃的可溶性固形物含量较高，尤其是4 ℃/-50  ℃、4 ℃/-80  ℃和15 ℃/-80  ℃处理条件下猕猴桃的可溶性固形物含量达到16.0   °Brix，与鲜切猕猴桃之间没有显著差异，这主要与不同处理中温度设置有关。升高处理温度会使猕猴桃细胞结构遭到破坏，汁液流失率高，进而导致可溶性固形物含量降低。解冻温度较高时冰晶会破坏细胞结构，增加细胞渗透性并引起水分迁移增加[16]。吴新怡等[17]研究发现不同解冻处理的西梅果实中可溶性固形物含量存在显著差异，其中解冻处理温度较低时有利于果实可溶性固形物含量保持，这与本研究的结果类似。综上所述，  4 ℃/-50 ℃、4 ℃/-80 ℃和  15 ℃/-80 ℃处理能够很好地保留猕猴桃中的可溶性固形物。

2.2.2 对猕猴桃可滴定酸的影响 不同冷冻-解冻处理下猕猴桃的可滴定酸含量变化如图2所示。研究结果表明，新鲜和处理后猕猴桃的可滴定酸含量分别为1.22 g/hg和1.06～1.33 g/hg，说明不同处理对猕猴桃的可滴定酸含量具有一定影响。相同解冻温度下，随着冷冻温度降低对应的猕猴桃中可滴定酸含量呈现增加趋势，即冷冻温度越低对应的猕猴桃中可滴定酸含量越高。郭旭[18]在冷冻-复温处理的红富士苹果中对于可滴定酸含量变化影响评价获得了一致结论。这可能由于冷冻温度越低、冻结时间越短，形成的冰晶对猕猴桃的细胞破坏越小，可滴定酸损失越少。对于相同的冷冻温度，随着解冻温度升高猕猴桃中可滴定酸的含量呈现下降趋势，即解冻温度越低对应的可滴定酸含量越高。比如，与新鲜猕猴桃相比，4  ℃解冻时获得的猕猴桃样品中可滴定酸含量增加了3.30%～9.00%，4 ℃/-80  ℃处理的猕猴桃可滴定酸含量最高（1.33 g/hg）。這主要是因为冷冻处理时猕猴桃中的水分变成了冰晶，导致细胞膨胀损失和持水能力降低。在解冻过程中温度越高汁液流失越多，可滴定酸含量损失较大[19]。综上所述，-80  ℃、-50  ℃冷冻和  4  ℃解冻条件下能够有效保持猕猴桃中的可滴定酸。

2.3 不同处理对猕猴桃维生素C含量的影响

猕猴桃含有丰富的维生素C，素有VC之王的美誉。不同冷冻-解冻处理下猕猴桃的维生素C含量变化如图3所示。研究发现，新鲜猕猴桃的维生素C含量为45.30 mg /hg，经过冷冻及解冻处理后猕猴桃的维生素C含量呈现下降趋势且含量降低了17.62%～33.89%。对于同样的解冻温度，降低冷冻温度有利于维生素C的保持；相较于4  ℃和15  ℃两个梯度，25  ℃与35  ℃温度解冻的猕猴桃中维生素C损失较多，即解冻温度越高维生素C的流失越严重。这主要是因为维生素C是一种水溶性维生素，易随汁液流失；且维生素C不稳定并具有光敏性，在有氧环境中容易发生降解，所以暴露在空气以及解冻温度较高时维生素C流失较多。吴春剑[20]研究发现，对猕猴桃进行热风和微波真空处理，微波强度从5 W/g上升到20 W/g，维生素C含量下降了29%，这是由于维生素C具有热敏性，微波处理过程中温度升高造成了微生物C 损失。这与本次试验得到的结果类似。综上，-80 ℃/4  ℃处理的猕猴桃中维生素C含量损失最小。

2.4 不同处理对猕猴桃多酚含量的影响

多酚类物质是猕猴桃中重要的生物活性成分，探究不同处理对多酚类物质的影响是非常重要的。本研究中主要测定了没食子酸、儿茶素、绿原酸、咖啡酸和阿魏酸等猕猴桃中主要的5种多酚单体（表3）。相对于鲜切猕猴桃，不同冷冻-解冻处理过程中猕猴桃多酚的损失率在  20.44%～31.72%，且不同组合处理之间没有显著差异。这可能是不同温度组合处理时，猕猴桃组织中冰晶融化使细胞膜受到破坏，细胞的持水能力下降，滴水损失增加；同时多酚及其氧化酶的反应增加也会加剧多酚类物质的损失[21]。

2.5 不同处理对猕猴桃香气成分的影响

香气成分是水果及其加工制品重要的品质指标之一。本研究对处理前后猕猴桃香气成分变化进行了探究。研究结果表明，鲜切猕猴桃中共检测到67种有效成分，其中酯类13种、醇类10种、醛类18种、酮类8种、烷烃类11种、萜类化合物2种、其他类5种。经过处理后猕猴桃的香气成分种类为46～64，其中对照组和不同处理组共有的香气成分为35种（表4）。进一步，-20 ℃/  4  ℃、-40 ℃/4  ℃、-50 ℃/4  ℃冷冻-解冻处理组对应的香气成分种类最多，依次为64、65和63种；  -20 ℃/15  ℃、-50 ℃/25  ℃、-80 ℃/  35  ℃冷冻-解冻处理组对应的香气成分种类最少，依次为46、44和47种，说明解冻温度较低时有利于香气成分的保持，而温度升高时香气成分容易逸散。同时，以2-辛醇为内标、设定鲜切猕猴桃的香气成分含量为100%，对不同处理的香气成分含量进行分析。研究发现，-80 ℃/4  ℃、-50 ℃/15  ℃、-80 ℃/15  ℃冷冻-解冻处理组对应的香气成分含量相对较高，其分别为  78.01%、79.55%和91.03%。综上，不同处理对猕猴桃的香气成分种类和含量有一定的影响，且冷冻温度和解冻温度均较低时有利于香气成分的保持。综合考虑种类和数量双重影响，  4  ℃和  -15  ℃两种解冻参数以及降低冷冻温度有利于猕猴桃香气成分保持。

3 结   论

猕猴桃是中国特色农产品之一，对其贮藏保鲜一直是科学研究和产业化关注的热点问题之一。本研究以方便调理食品发展需求为目标，系统探究了冷冻-解冻处理对猕猴桃色度、可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、多酚类物质等主要理化指标含量及香气成分种类与相对含量的影响。研究结果表明，不同冷冻-解冻处理对猕猴桃的色度影响不大；较高的冷冻温度和解冻温度会引起猕猴桃可溶性固形物含量、可滴定酸和维生素C的较大损失，而-50 ℃和-80 ℃冷冻以及4  ℃和 15  ℃解冻处理对这些理化指标影响较小；不同处理会引起猕猴桃中多酚类物质含量降低，但这些变化之间无显著性差异。此外，冷冻温度和解冻温度均较低时有利于香气成分的保持。

因此，以-50/4  ℃和-80/4  ℃冷冻-解冻组合方式处理时可有效保持猕猴桃的营养品质及香气成分。本研究为猕猴桃的贮藏保鲜提供了理论数据和技术支撑。

参考文献 Reference：

［1］ SATPAL D，KAUR J，BHADARIYA V，et al. Actinidia deliciosa （Kiwi fruit）：a  comprehensive review on the nutritional composition，health benefits，traditional utilization，and commercialization[J].Journal of Food Processing and Preservation，2021，45（6）：e15588.

[2] 齐秀娟，郭丹丹，王 然，等.我国猕猴桃产业发展现状及对策建议[J].果树学报，2020，37（5）：754-763.

QI X J，GUO D D，WANG R，et al.Development status and countermeasures of kiwi fruit industry in China [J].Journal of Fruit Science， 2020，37 （5）：754-763.

[3] WANG J，VANGA S K，RAGHAVAN V.High-intensity ultrasound processing of kiwifruit juice：effects on the ascorbic acid，total phenolics，flavonoids and antioxidant capacity [J].LWT - Food Science and Technology， 2019，107：299-307.

[4] 孫国皓.食品冷冻技术研究现状及进展[J].食品安全导刊，2021（12）：177-179.

SUN G H.Research status and progress of food freezing technology [J].China Food Safety Magazine，2021 （12）：177-179.

[5] BILBAO-SAINZ C，SINROD A J G，LAN  D，et al.Preservation of grape tomato by isochoric freezing[J].Food Research International，2021，143：110228.

[6] MA X，MEI J，XIE J.Mechanism of ultrasound assisted nucleation during freezing and its application in food freezing process [J].International Journal of Food Properties，2021，24（1）：68-88.

[7] LIANG D W，LIN F Y，YANG GM，et al.Advantages of immersion freezing for quality preservation of litchi fruit during frozen storage[J].LWT - Food Science and Technology，2015，60（2）：948-956

[8] WU J，ZHANG M，BHANDARI B，et al.Drip loss control technology of frozen fruits and vegetables during thawing：a review [J].International Agrophysics，2021，35（3）：235-250.

[9] CAO X，ZHANG F，ZHU D，et al. Evaluation of the effects of immersion thawing methods on quality of blueberries [J].Journal of Food Process Engineering，2020，43（11）：e13538.

[10] 张 伟.不同化学处理对黄花梨和猕猴桃果实的保鲜效果研究[D].杭州：浙江工商大学，2014.

ZHANG W.Effects of differently chemical treatments on preservation in HUANG HUA pear and kiwifruit fruit during storage [D].Hangzhou：Zhejiang Gongshang University，2014.

[11] 全国食品标准化技术委员会.GB/T 12456-2021 食品中总酸的测定[S].北京：中国标准出版社，2021：1-3.

The National Technical Committee for Food Standardization.Determination of Total Acids in Foods GB/T 12456-2021  [S].Beijing：China Standards Press，2021：1-3.

[12] 全国食品标准化技术委员会.GB 5009.86-2016 食品中抗坏血酸的测定[S].北京：中国标准出版社，2016：1-4.

The National Technical Committee on Food Standardization.Measurement of Ascorbic Acid in Foods GB 5009.86-2016[S].Beijing：China Standards Press，2016：1-4.

[13] 叶萌祺.苹果酒酿造过程香气物质调控及FT-NIRS分析方法研究[D].陕西杨凌：西北农林科技大学，2015.

YE M Q.Study on aroma substance regulation and FT-NIRS analysis method in cider brewing process [D].Yangling Shaanxi：Northwest A & F University，2015.

[14] 李 洋，李娜娜，王艳君，等.基于GC-MS的贵人香葡萄酒与蒸馏酒香气成分分析[J].中国酿造，2020，39（2）：189-194.

LI Y，LI N N，WANG Y J，et al.Fragrance composition   analysis of guiren fragrance wine and distillate wine based on GC-MS [J].China Brewing，2020，39（2）：189-194.

[15] 魏康丽，刘 畅，丁海臻，等.苹果果肉可溶性固形物、可溶性糖与光学性质的关联[J].食品科学，2019，40（18）：1-7.

WEI K L，LIU CH，DING H ZH，et al.Association of soluble solids，soluble sugars and optical properties of apple pulp [J].Food Science，2019，40（18）：1-7.

[16] CHEN B，ZHANG M，WANG Y，et al.Comparative study of conventional and novel combined modes of microwave-and infrared-assisted thawing on quality of frozen green pepper，carrot and cantaloupe[J].LWT - Food Science and Technology，2022，154：112842.

[17] 吴新怡，潘志涛，朱吟非，等.不同解冻方式对西梅品质的影响[J].食品工业科技，2022，43（18）：331-336.

WU X Y，PAN ZH T，ZHU Y F，et al.Effect of different thawing methods on plum quality [J].Science and Technology of Food Industry，2022，43（18）：331-336.

[18] 郭 旭.冷冻-复温策略对红富士苹果理化品质影响的实验研究[D].天津：天津商业大学，2019.

GUO X.Experimental study on the effect of freezing-reheating strategy on the physical and chemical quality of Red Fuji apples [D].Tianjin： Tianjin University of Commerce，2019.

[19] XU B，CHEN J，YUAN J，et al.Effect of different thawing methods on the efficiency and quality attributes of frozen red radish[J].Journal of the Science of Food and Agriculture，2021，101（8）：3237-3245.

[20] 吳春剑.猕猴桃微波真空-热风联合干燥工艺研究[D].  福州：福建农林大学，2014

WU  CH J.Research on kiwi microwave vacuum-hot wind combined drying process [D].Fuzhou：Fujian A & F University，2014.

[21] LEE Y，WATANABE T.Bio-electrochemical impedance   analysis of frozen Japanese pear tissues：And the relationships among the physical properties，total polyphenol content，and oxidase activity[J].LWT-Food Science and Technology，2022，153：112499.

Effects of Different Freezing-thawing Treatments on Quality of Kiwifruit Slices

Abstract In this study，the effects of different freezing temperatures （-20  ℃，-40  ℃，-50  ℃ and -80  ℃） and thawing temperatures （4  ℃，15  ℃，25  ℃ and 35  ℃） on the main physicochemical properties and aroma components of kiwifruit slices were systematically investigated.The results showed that chroma of kiwifruit slices remained unaffected by the freezing-thawing treatments，similar to fresh kiwifruit slices.The soluble solid content of the treated slices was 16.0  oBrix for the treatments of -50  ℃/4  ℃，-80  ℃/4  ℃ and -80  ℃/15 ℃.The titratable acid content of the treated slices ranged from 1.06 g/100 g to 1.33 g/100 g，while the vitamin C content decreased by 17.62% to 33.89% compared to fresh slices.The loss rate of kiwifruit polyphenol ranged from 20.44% to 31.72%，with no significant differences observed among the treatments.The types and contents of aroma components in kiwifruit slices were affected by different treatments，and lower freezing and thawing temperatures were beneficial to the maintenance of aroma components.Overall，freezing-thawing treatments at  -50  ℃/4  ℃ and  -80  ℃/4  ℃ can effectively maintain the quality of kiwifruit slices，which provides a technical method for the preservation of kiwifruit.

Key words Freezing; Thawing; Kiwi fruit; Physical and chemical quality; Aroma components