高压静电冰冻冬枣的研究

高压静电冰冻冬枣的研究

冬枣因其果实大、果肉细腻、多汁、甘甜、爽口和丰富的营养而受到消费者的喜爱。尤以维生素C含量很高,素有“活维生素丸”之美誉。但作为鲜食果品,冬枣采后寿命极短,在常温下3天~5天即丧失其鲜脆状态,出现严重失水皱缩;而低温冷藏(-2~0℃)、气调冷藏(温度0℃,气体条件O22%~4%,CO2低于5%)等方式,其贮藏期限很难突破3个月,且其贮藏技术在实际使用中仍存在许多问题。据研究,速冻冬藏可贮存冬枣6~12个月,腐烂果率低于3%,贮藏后果实不变形,果肉不变色,平均感官品质可达到贮前的80%~95%,主要营养成分维生素C保存率超过80%,水分和可溶性固形物含量保存率不低于95%[3~4]。但冬枣冷冻贮藏后的一个关键环节——解冻技术,目前鲜有报道。高压电场解冻机理认为,水是由氢键结合而成、具有一定极性水分子团结构的液体,始终处于依靠氢键的分子聚合和解散的动态平衡中,当外加电场的微能量作用时,这种分子聚合和解散的平衡可能被打破,而趋于解散大于聚合的状态之中,同时也使得水分子团结构以及由此构成的冰层结构随着起关键作用的氢键的崩溃而发生较大的变化,即冰逐步过渡到仅保持85%氢键的水的状态。高压静电用于食品解冻,在部分食品上已有研究,且取得很好的解冻效果[6~7]。这里利用高压静电对速冻冬枣进行解冻,旨在为冬枣速冻后解冻技术提供理论依据。1材料和方法1.1冬枣的制作和贮藏试验材料取自山东滨州沾化地区果园。于2006年10月份冬枣成熟时,到沾化果园采摘冬枣,并于当天运回山东理工大学轻工与农业工程学院食品科学与工程系实验室冷库,于1℃冷库冷藏24h后。置于-40℃冷柜中冷冻并冷藏,实验时从冰柜中随机抽取进行解冻试验。1.2电极处理和残余静电首先打开电源,开启高压发生器1;然后按下启动按钮,根据电场要求,旋转调压按钮,调到指定电压;然后用绝缘橡胶棒将样品送至样品处理处2,进行解冻处理;达到处理时间后,按停止按钮,并用接地零线触碰电极板3、4,发出多余静电;最后,拿出处理样品进行相关指标的测定。1.3解冻时间的测定分别在18℃和25℃时将速冻冬枣放置在50kV/m、100kV/m、150kV/m和200kV/m场强下,观察冬枣的解冻时间长短;同时测定各处理解冻后维生素C、可溶性固形物、可溶性糖、有机酸、水分、硬度等品质指标,找出适宜的解冻电压和时间。同时以在同样空气温度下不加电压进行解冻作为对照处理(CK,文中CK均为18℃环境温度下不加电压的解冻处理)。1.4果汁硬度和可溶性糖含量测定冬枣至各种处理解冻时间后,削去果皮,用GY-1型硬度计测定果肉硬度;有机酸用滴定法测定,按照柠檬酸计算含量;维生素C采用2,6—二氯靛酚滴定法测定;可溶性糖用蒽酮比色法测定;水分含量用干燥法测定。2结果与讨论2.1解冻场强有关1.图2表明,与CK相比,无论处理时间长短,50kV/m和100kV/m均能保持较高的含水量,其中以100kV/m处理40min含水量最高,达78.81%。而150kV/m和200kV/m处理的冬枣含水量有减少趋势,且随着处理场强的增大,含水量降低愈多,如200kV/m处理45min的含水量比CK减少了1.6%。从解冻时间看,要达到解冻效果,CK需要60min,50kV/m需要50min左右,而100~200kV/m则需要40min左右,即随着解冻场强的增加,解冻时间缩短。含水量可从一定程度上反应出冬枣的硬度、脆度、饱和度,含水量越高,就说明汁液流失少,风味和营养物质保存较好。实验以100kV/m处理40min效果最好。研究表明,在高压静电场强下解冻,场强低时延缓物品的解冻速率,而高场强则加速物品解冻,与实验结果一致。至于场强高时,冬枣含水量降低,与解冻速率过快、冻结水分来不及回复到细胞内部、造成汁液流失有关。2.2解冻场强对硬度的影响硬度可反应出冬枣的饱和度、坚硬度和一定的脆度,对解冻后的口感起着至关重要的作用。由图3可以看出,50kV/m和100kV/m处理的硬度均比CK高,如50kV/m(50min)和100kV/m(40min)分别达到4.6km/cm2和5.08kV/cm2,比CK高出34.11%和48.11%。而到150kV/m和200kV/m时,无论处理时间长短,其硬度均比100kV/m处理的低。这可能与过低电压起不到解冻效果,而过高电压又造成冬枣解冻过快,汁液流失过多有关。同时可以看出,即使同一解冻场强条件下,不同解冻时间对解冻冬枣硬度值也有不同影响,如100kV/m条件下,解冻35min和45min硬度值只有解冻40min的98.42%和86.22%。因此,在利用高压静电进行解冻时,时间的选择同样影响解冻后品质。2.3对冬枣两水收率的影响有机酸含量是冬枣品质的又一重要指标,适宜的有机酸和可溶性糖含量及其比例是冬枣酸甜可口的重要体现。由图4可知,CK处理、50kV/m和100kV/m处理时冬枣有机酸含量差别不大,但均比150kV/m和200kV/m处理的含量高,其中以100kV/m处理40min含量最高,达0.22%。同时可以看出,即使在同一场强处理时,解冻时间对有机酸含量也有影响,如100kV/m、150kV/m和200kV/m处理时,以处理时间40min有机酸含量高,50kV/m处理时以50min有机酸含量高。说明,适宜的解冻时间也是保证冬枣解冻品质的一个重要因素。2.4可溶性糖含量变化图5表明,在各个处理中,以CK处理可溶性糖含量最低,仅为17.20%,100kV/m处理含量最高,分别达到26.00%(35min)、26.36%(40min)和25.39(45min)%。同时可以看出,在同一处理场强下,随着处理时间的增加,冬枣可溶性糖含量基本呈下降趋势,如200kV/m处理35min、40min和45min时,其可溶性糖含量分别为20.60%、18.40%和17.40%。这与较高场强下,冬枣解冻速率过快,汁液流失量增多有关。2.5解冻时间对vc含量的影响冬枣Vc含量非常高,这也是冬枣深受消费者青睐的一个重要因素,其含量的高低,是衡量冬枣解冻方式是否适宜的一个重要依据。图6表明,100kV/m处理不同解冻时间条件下Vc含量最高,分别达到310.22mg/100gFW(35min)、322.35mg/100gFW(40min)和286.74mg100gFW(45min),分别比CK高76.14%、82.95%和62.50%。同时发现,150kV/m和200kV/m处理的Vc含量存在一个普遍现象,即随着解冻时间的增加,Vc含量显著下降,这可能与解冻时间过长、造成Vc氧化所致。2.6解冻速率对冬枣b为了说明高压静电解冻处理时,环境温度对冬枣解冻品质的影响,将有代表性的数据列于表1。从解冻所需时间看,100kV/m和200kV/m场强下,18℃需要35~45min,而25℃需要25~35min,即25℃需要时间缩短了约10min。说明环境温度同样影响着速冻冬枣的解冻速率:温度越高,所需时间越短。从解冻后品质分析,均是18℃的品质优于25℃,如18℃100kV/m处理40min的Vc含量比25℃100kV/m处理35min的高67.83%。同时可以看出,在25℃条件下,随着解冻时间的延长,冬枣Vc含量和含水量均呈降低趋势,如100kV/m处理30min和35min的冬枣Vc含量分别为处理25min的97.71%和73.28%,处理30min和35min的含水量也比处理25min的降低了0.3%、1.4%。这与环境温度较高、加速速冻冬枣过快解冻、造成果实汁液大量流失有关。3解冻场强的确定1)适宜的的高压静电场强能加速速冻冬枣的解冻速率,且较好地保持冬枣的含水量和硬度,维持较高的有机酸、可溶性糖和维生素C含量。其中以100kV/m的场强处理最好,场强过高则易造成冬枣解冻速率过快,汁液流失增多。2)解冻时