吳嗣圣 陳姍姍 余銘

摘?要：目的：研究液浸速凍和低壓靜電場對凍藏水蜜桃果漿氧化特征的影響。方法：以氣流速凍處理組為對照，分析了凍藏期間果漿在抗氧化能力、氧化底物、相關(guān)酶活力等方面的變化。結(jié)果：液浸速凍處理果漿的抗氧化能力損失較氣流速凍更大，凍藏期間使用低壓靜電場可以抑制抗氧化能力的損失。氧化底物的保留率依次為低壓靜電場+液浸速凍>液浸速凍>氣流速凍。凍藏期間的酶活力依次為氣流速凍>液浸速凍≥低壓靜電場+液浸速凍。結(jié)論：液浸速凍加工并用低壓靜電場輔助凍藏的水蜜桃果漿具有更好的抗氧化特征。

關(guān)鍵詞：液浸速凍;低壓靜電場;水蜜桃;抗氧化

水蜜桃屬呼吸躍變型水果，采摘后有呼吸高峰的出現(xiàn)，果實成熟后軟化迅速，且采收時氣溫較高，極易出現(xiàn)褐變、腐爛、變質(zhì)[1]。水蜜桃鮮果的保鮮方式主要有冷藏、氣調(diào)貯藏、涂抹保鮮劑等，但鮮果的保鮮時間多數(shù)小于30 d，無法實現(xiàn)真正意義上的跨季節(jié)保藏[2]。將鮮果制備成速凍果漿后能夠?qū)⑺厶业谋ｕr時間延長到數(shù)個月，提升產(chǎn)品貯藏時的空間利用率，果漿相比于鮮果的經(jīng)濟(jì)效益也更好，因此開發(fā)水蜜桃速凍果漿對水蜜桃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有巨大的價值[3]。

影響速凍食品質(zhì)量的一個重要因素是食品通過最大冰晶生成帶的時間，現(xiàn)有生產(chǎn)上使用的速凍技術(shù)多為以氣體為介質(zhì)的氣流速凍，由于空氣的導(dǎo)熱系數(shù)較低，速凍產(chǎn)品通過最大冰晶生成帶的時間較長，使得產(chǎn)品質(zhì)量低劣[4]。液浸速凍技術(shù)是采用超低溫液體制冷劑浸漬冷凍的一種速凍工藝技術(shù)，可以加速冷凍食品通過最大冰晶生成帶，減小冰結(jié)晶尺寸，提升冷凍品的質(zhì)量[5]?，F(xiàn)有的研究表明，在果蔬[6]、醬汁[7]、水產(chǎn)[8]等產(chǎn)品上應(yīng)用液浸速凍技術(shù)可以有效保護(hù)組織結(jié)構(gòu)的完整，減少產(chǎn)品因速凍而發(fā)生的品質(zhì)劣化。

靜電場是一種非熱輔助凍結(jié)技術(shù)，該技術(shù)的原理是通過形成靜電場來改變細(xì)胞內(nèi)極性分子（如水分子、極性蛋白等）的空間排列以及酶蛋白的電離微環(huán)境來起到延長食品保鮮時間、改善凍結(jié)效果的作用[9]。研究發(fā)現(xiàn)，對-4 ℃微凍貯藏的竹節(jié)蝦使用低壓靜電場處理后汁液流失率、揮發(fā)性鹽基氮、脂肪氧化程度等明顯降低，相比于沒有電場的對照組具有更高的品質(zhì)[9]。在凍結(jié)時施加靜電場可以加快凍結(jié)速率，減小冰晶體積并保持細(xì)胞內(nèi)水分分布[10-11]。在牛肉解凍時施加低壓靜電場可以加速蛋白質(zhì)復(fù)性，減少解凍時的品質(zhì)劣化并加快解凍速率[11]。靜電場分為輸出電壓在2 500 V以下的低壓靜電場和2 500 V以上高壓靜電場，相比于高壓靜電場，低壓靜電場的安全性更高[12]?？寡趸卣魇枪咂焚|(zhì)評價的重要環(huán)節(jié)[13]，本研究從抗氧化能力、氧化底物、氧化損傷等角度評價了浸速凍和低壓靜電場對水蜜桃果漿凍藏過程中抗氧化特征的影響，以期望為水蜜桃加工產(chǎn)業(yè)提供科學(xué)依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?材料與儀器

水蜜桃，產(chǎn)地北京，所挑選果實均為7～8成熟，無機(jī)械損傷和病蟲害。分光光度計：UV 3010型，日本日立公司;色彩色差計：CR-410型，柯尼卡美能達(dá)（中國）投資有限公司;液浸式速凍機(jī)：KQ-01型，廣東科奇超速凍科技有限公司;-40 ℃氣流速凍機(jī)，常州凱曼制冷設(shè)備有限公司;低壓靜電場發(fā)生裝置，浙江馳力科技股份有限公司。

1.2?果漿制備

將新鮮水蜜桃去皮、切片后浸泡于護(hù)色液中20 min，每1 L護(hù)色液中含有6.44 g檸檬酸、10.66 g檸檬酸鈉和3.33 g異抗壞血酸[14-15]。果肉與純凈水按2∶1比例打漿30 s，打漿時加入果肉質(zhì)量1%的干冰，得到水蜜桃果漿。

1.3?試驗方法

取果漿按150 g/袋封裝入PE袋中，將果漿分為3組，試驗組于液浸式速凍機(jī)內(nèi)于-35 ℃冷凍液中凍結(jié);對照組置氣流速凍機(jī)中于-35 ℃進(jìn)行凍結(jié)，待樣品中心溫度凍結(jié)至-18 ℃時取出。氣流速凍果漿于-18 ℃儲藏;液浸速凍果漿置于-18 ℃和外加低壓靜電場-18 ℃環(huán)境下儲藏。凍藏果漿均在解凍后檢測指標(biāo)。各試驗組命名：G18：氣流速凍-18 ℃凍藏;L18：液浸速凍-18 ℃凍藏;LE18：液浸速凍-18 ℃低壓靜電場輔助凍藏。

1.4?抗氧化能力的測定

1.4.1?鐵離子還原能力（FRAP）測定?FRAP工作液：8 mL 10 mmol/L的TPTZ溶液，8 mL 20 mmol/L的FeCl3·6H2O和80 mL 0.3 mol/L的醋酸緩沖液（pH 3.6），體積比1∶1∶10，混合均勻即得。FeSO4標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制：準(zhǔn)確稱取222.4 mg硫酸亞鐵，溶于適量的水中，加入濃硫酸0.5 mL，再加水稀釋至100 mL定容即為 8 000 μmol/L FeSO4標(biāo)準(zhǔn)溶液。用該溶液配制梯度FeSO4溶液，包括800、400、200、100 、50 、25 μmol/L，代替樣品加入FRAP工作液，于593 nm測定吸光值，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。樣品測定：取樣品10倍稀釋液0.6 mL，加5.4 mL預(yù)熱至37 ℃的FRAP工作液，搖勻后放置10 min，于593 nm測定其吸光度值，以蒸餾水代替樣品加入FRAP工作液作為空白。根據(jù)所得吸光值，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上求得相應(yīng)FeSO4濃度，定義為FRAP值，其值越大，抗氧化活性越強(qiáng)。

1.4.2?DPPH自由基清除能力測定?DPPH·無水乙醇溶液：0.003 9 g DPPH溶于100 mL無水乙醇中。樣品測定：樣品稀釋10倍后按下列內(nèi)容加入反應(yīng)液，避光30 min后于518 nm處測定吸光度：空白組A0，2 mL DPPH+2 mL蒸餾水;測試組Ai，2 mL DPPH+2 mL樣品稀釋液;對照組Aj，2 mL無水乙醇+2 mL樣品稀釋液[16]。

計算公式如式（1）：

1.4.3?ABTS自由基清除能力測定?ABTS工作液：試劑一：0.038 4 g ABTS定容到10 mL，試劑二：0.013 4 g過硫酸鉀定容到10 mL，試劑一與試劑二1∶1混合，12 h避光后得ABTS工作液。使用時用無水乙醇稀釋20～50倍。樣品測定：取 ABTS 自由基稀釋液 5.4 mL 與 0.6 mL 稀釋 10 倍樣品混勻（無水乙醇設(shè)為對照），在室溫下避光反應(yīng) 10 min 后，于 734 nm 波 長下測定吸光值。

計算公式如式（2）：

式（2）中，A1為實驗組吸光值、A0為對照組吸光值。

1.5?丙二醛（MDA）含量的測定

MDA提取液：0.6% TBA 10%三氯乙酸：3 g TBA和50 mL三氯乙酸用水定容到500 mL。測定方法：取1 g果漿與9 mL提取液混勻，沸水浴加熱15 min，用流水快速冷卻，5 000 r/min離心10 min，分別測定OD532、OD600、OD450。計算公式為式（3）：

1.6?維生素C和類胡蘿卜素含量的測定

用2，6-二氯靛酚滴定法測定維生素C含量，參照GB 6195—1986[17]進(jìn)行樣品的處理與測定。參照文獻(xiàn)[18-19]進(jìn)行類胡蘿卜素的提取，在450 nm下測定吸光值，樣品中類胡蘿卜素的量（mg/100 g）計算見式（4）：

式（4）中，A 為 450 nm 波長下的吸光值，V 為樣品定容體積、m為樣品質(zhì)量（g）、2 500為在最大吸收光波長下1%類胡蘿卜素的吸光系數(shù)的平均值。

1.7?多酚氧化酶（PPO）與過氧化物酶（POD）活力、總酚含量的檢測

利用分光光度法檢測PPO與POD活力，參照文獻(xiàn)[20]進(jìn)行樣品的處理與酶活力的測定。每分鐘吸光度變化0.001為1個活性單位。利用福林酚法測定總酚含量，參照文獻(xiàn)[20-21]進(jìn)行總酚的提取和測定。

1.8?數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

每個試驗均重復(fù)3次，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示，數(shù)據(jù)使用SPSS 22.0軟件進(jìn)行單因素分析并進(jìn)行Tukey多重比較，標(biāo)記（* vs G18，# vs L18，MYM vs LE18）表明具有顯著性差異（P<0.05）。

2?結(jié)果與分析

2.1?凍藏過程中抗氧化能力的變化

如圖1所示，相對于FRAP和ABTS自由基還原能力，凍藏期間果漿的DPPH自由基還原能力保存較好，90 d后保持在鮮樣的（74.3%±6.3%）。凍藏期間3組樣品的DPPH自由基還原能力依次為LE18>L18>G18，但差異無顯著（圖1C）。如圖1A所示，液浸速凍處理的L18組鐵離子還原能力流失最大，分別在15、60、75、90 d顯著低于G18和LE18組。在凍藏過程中使用低壓靜電場可以改善液浸速凍引起的鐵離子還原能力流失，且LE18組的鐵離子還原能力分別在30、45 d顯著高于G18和LE18組。如圖1B所示，氣流速凍組G18的ABTS自由基還原能力在凍藏前期位于較高水平，并在30 d顯著高于其他兩組，但在60 d顯著低于L18、LE18組。此外，L18組的ABTS自由基還原能力在15 d顯著低于另兩組。

總體來看，液浸速凍加工果漿的抗氧化能力損失比氣流速凍大，這可能是因為液浸速凍處理后的樣品細(xì)胞完整性保持較好，凍藏期間細(xì)胞內(nèi)的抗氧化物質(zhì)能在化學(xué)環(huán)境適宜的亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)中反應(yīng)。低壓靜電場改變了細(xì)胞內(nèi)的電離環(huán)境，抑制了抗氧化物質(zhì)的反應(yīng)，所以能抑制因液浸速凍而導(dǎo)致的抗氧化能力流失。

2.2?凍藏期間氧化反應(yīng)底物含量的變化

果肉組織中酚、維生素C和類胡蘿卜素的濃度是品質(zhì)評價中的常見指標(biāo)，這些物質(zhì)化學(xué)活性極大，即使在低溫狀態(tài)下也容易氧化流失[21-22]。對水蜜桃果漿中總酚、維生素C和類胡蘿卜素檢測后發(fā)現(xiàn)（圖2）：總酚含量在15 d降低至鮮樣的（24.6%±4.4%），30 d以后回復(fù)至與鮮樣接近的水平上，且30 d靜電場處理組LE18的總酚含量顯著高于氣流速凍組G18（圖2A）;凍藏期間維生素C含量為鮮樣的（10.2%±1.1%），且30 d液浸液處理組L18維生素C含量顯著高于G18組（圖2B）;類胡蘿卜素含量除在30 d外保持在鮮樣的（12.3%±1.2%），30 d各組的類胡蘿卜素含量依次為LE18>L18>G18（P<0.05，圖2C）。

圖2結(jié)果表明，凍藏期間果漿內(nèi)氧化反應(yīng)依然在進(jìn)行，其中前15 d相對劇烈，表現(xiàn)為15 d解凍后反應(yīng)速率快速提升，導(dǎo)致酚和類胡蘿卜素快速氧化;到30 d果漿解凍后反應(yīng)速率提升較慢，總酚和類胡蘿卜素含量相較15 d有明顯的提升。在氧化底物保留方面，3個處理組的效果依次為低壓靜電場+液浸速凍>液浸速凍>氣流速凍，該優(yōu)勢在前45 d更明顯，45 d后無顯著差異。

2.3?凍藏期間MDA含量的變化

MDA是膜脂過氧化產(chǎn)物，其濃度的高低可以表示細(xì)胞的氧化損傷程度，MDA可導(dǎo)致膜滲透，使原本區(qū)域化的酶與底物接觸[23-24]。如圖3所示，MDA含量除了30 d降低至鮮樣的（38.8%±3.2%）外，凍藏期間保持在與鮮樣相近的水平。75 d氣流速凍組G18的MDA含量顯著高于L18組，其他時間點3組之間均無顯著性差異。

2.4?POD和PPO活性

POD是植物細(xì)胞內(nèi)起抗氧化作用的一類酶，主要存在于過氧化物酶體中[25]，其在常溫下會快速氧化果肉組織中的酚并生成褐色物質(zhì)，影響產(chǎn)品的品質(zhì)[20]。如圖4所示，除30 d外，POD活力在凍藏期間幾乎為0，30 d氣流速凍組G18的POD活力顯著高于L18和LE18組（圖4A）。PPO活力在15 d升至鮮樣的2.5～4倍，此時G18組的PPO活力顯著高于L18和LE18組;45 d PPO活力從30 d的（10.1±3.1）提升至（38.3±8.0），此時氣流速凍組G18的PPO活力顯著高于靜電場處理組LE18;45 d以后PPO活力逐漸下降，60 d G18組的PPO活力顯著高于L18和LE18組;凍藏期間靜電場處理組LE18的PPO活力在3個組中始終最低（圖4B）。

由于所選原料成熟度較低，POD活力在凍藏期間較低[26]，30 d或許是由于細(xì)胞內(nèi)過氧化物的累積消耗了游離氧，從而活化POD并抑制PPO[27];30 d之后過氧化物分解產(chǎn)生的氧又導(dǎo)致了PPO活力升高[28];在凍藏過程中3個處理組的酶活力依次為G18>L18≥LE18，該結(jié)果表明因液浸速凍而相對完整保留的細(xì)胞結(jié)構(gòu)能更好地抑制酶活力，而低壓靜電場能在凍藏過程中對酶產(chǎn)生抑制作用[29]。

3?結(jié)論

本研究探討了凍結(jié)方式和輔助凍藏設(shè)施對水蜜桃果漿凍藏期間抗氧化特征的影響，得到以下結(jié)果：（1）果漿的抗氧化物質(zhì)在凍藏過程中不斷消耗，低壓靜電場能一定程度地抑制抗氧化物質(zhì)的消耗;（2）在果漿凍藏的前15 d解凍會快速提升氧化速率，導(dǎo)致酚、類胡蘿卜素等物質(zhì)大量氧化;（3）液浸速凍和低壓靜電場均能抑制果漿內(nèi)的酶活力;（4）液浸速凍加工并用低壓靜電場輔助凍藏的水蜜桃果漿具有更好的抗氧化特征。

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