余 銘 陳海強(qiáng)， 梁鉆好 葉韻青 楊公明（.陽江職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣東 陽江 59500；.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，廣東 廣州 5064；.廣州賽愛環(huán)境保護(hù)技術(shù)開發(fā)有限公司，廣東 廣州 5066）

番木瓜又名萬壽果［1］，與香蕉、菠蘿并稱熱帶三大草本果樹［2］。番木瓜果實(shí)營養(yǎng)豐富，含各種維生素、功能酶［3，4］、微量元素和17種氨基酸［5］，可鮮食并具有多種加工用途［6］，被譽(yù)為“百益果王”［2］。

隨著民眾健康意識(shí)的增強(qiáng)，純天然、營養(yǎng)、新鮮、保持水果原汁原味的果汁產(chǎn)品越來越受到消費(fèi)者推崇［7］。但果蔬組織柔嫩，含水量高，易腐爛變質(zhì)，不耐儲(chǔ)存［8］，只能隨原料上市時(shí)間進(jìn)行季節(jié)性的現(xiàn)場加工消費(fèi)。由于冷藏與速凍技術(shù)能最大限度保持食品營養(yǎng)與感官品質(zhì)，國內(nèi)外對果漿汁產(chǎn)品速凍加工保藏方面的技術(shù)研究與產(chǎn)品開發(fā)報(bào)道頗多［9］。目前果漿速凍技術(shù)主要是以空氣為冷媒［10］，但空氣的傳熱系數(shù)相對于固體或液體物料較低，凍結(jié)速度慢，極易因冷凍濃縮效應(yīng)而造成果漿成分的改變，因而導(dǎo)致凍藏期間果漿色澤劣變加速。液浸速凍技術(shù)主要利用液體冷媒傳熱系數(shù)為氣體冷媒的20余倍的原理，使食品在液浸速凍過程中迅速凍結(jié)，形成細(xì)小且分布均勻的冰晶，減少冰晶對產(chǎn)品組織結(jié)構(gòu)的破壞，能最大程度地保持產(chǎn)品色香味等品質(zhì)［11，12］，而且由于冰晶細(xì)小，解凍速度也快。因此，應(yīng)用于速凍果汁，冰凍情況下直接打漿即可成冰凍果汁，基本無需解凍。由于此技術(shù)是近幾年才開始在中國流行，相關(guān)報(bào)道甚少，目前只有在豬肉保鮮［11］、番石榴果汁品質(zhì)［13］、番木瓜酶活性［12］方面有報(bào)道。本試驗(yàn)擬以番木瓜漿為試驗(yàn)研究對象，對比果漿現(xiàn)有冷庫速凍及液浸式速凍技術(shù)，主要研究凍結(jié)方式對番木瓜凍藏色澤變化的影響，旨為液浸式速凍技術(shù)在果漿加工中的應(yīng)用提供理論依據(jù)，為開發(fā)高品質(zhì)果漿生產(chǎn)技術(shù)開拓新方向。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

番木瓜：紅日1號(hào)，購于廣州天平架水果批發(fā)市場。

1.2 主要儀器設(shè)備

分光光度計(jì)：UV 3010型，日本日立公司；

色彩色差計(jì)：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℃深冷冰箱：DW－FW251型，中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司；

－25℃醫(yī)用低溫箱：DW－YW358A型，中科美菱低溫科技有限責(zé)任公司；

數(shù)顯溫度計(jì)：BK8820型，貝克萊斯股份有限公司。

1.3 試驗(yàn)試劑

番茄紅素標(biāo)品、β－胡蘿卜素標(biāo)品：98%純度，美國Sigma公司；

焦性沒食子酸：分析純，上海展云化工有限公司。

1.4 試驗(yàn)方法

1.4.1 果漿制備 選擇新鮮、無霉?fàn)€、無病蟲害的九成熟番木瓜，洗凈、剝皮后用1%的檸檬酸浸泡20min，切半、去籽、切塊，果肉與水1∶1打漿30s后均質(zhì)1min，得到均勻細(xì)膩的番木瓜漿。

1.4.2 試驗(yàn)方法 取番木瓜漿按100g/袋裝入PE袋，脫氣后封口，置液浸式速凍機(jī)內(nèi)于－40℃冷凍液中凍結(jié)，對照組置超低溫冰箱中于－40℃進(jìn)行空氣對流凍結(jié)，待樣品中心溫度凍結(jié)至－18℃時(shí)取出，于－18℃冰柜貯藏90d（3個(gè)月），每組10袋樣品，設(shè)3個(gè)重復(fù)，分別測定色差值及β－胡蘿卜素含量。

1.4.3 凍結(jié)溫度的測定 將數(shù)顯溫度計(jì)溫度探頭置于袋裝番木瓜漿的幾何中心位置測定凍結(jié)過程中溫度值，溫度記錄時(shí)間間隔為30s。

1.4.4 色差值測定 取出凍結(jié)的番木瓜漿，用色彩色差計(jì)“CIELab”表色系統(tǒng)測定凍結(jié)的番木瓜漿的亮度（L）、紅綠值（a）及藍(lán)綠值（b），對比經(jīng)過處理后的番木瓜漿（L，a，b）與新鮮的木瓜（L0，a0，b0）的色澤差異ΔE。ΔE按式（1）計(jì)算：

1.4.5 番茄紅素與β－胡蘿卜素測定方法 參照文獻(xiàn)［14］，并做適當(dāng)修改：取20.0g果漿于50mL離心管中，加入95%乙醇—焦性沒食子酸溶液約20mL，充分振動(dòng)后離心（3 500r/min，20min），收集上清液備用。沉淀倒入三角瓶后加入丙酮溶液30mL，避光振蕩提取1h，抽濾，濾液與離心后的上清液合并。將混合液倒入分液漏斗中，加飽和氯化鈉5mL，振搖萃取5min后得橙色有機(jī)相，用無水硫酸鈉除去橙色有機(jī)相中的痕量水分后于25mL容量瓶中用二氯甲烷溶液定容，以二氯甲烷為空白，分別在454nm和510nm處測定β－胡蘿卜素與番茄紅素吸光值并分別計(jì)算兩種色素的含量。番茄紅素與β－胡蘿卜素的標(biāo)準(zhǔn)曲線分別見圖1、2。

1.4.6 液浸速凍方式下番木瓜漿主要色素降解的動(dòng)力學(xué)分析 考察凍藏溫度對液浸速凍番木瓜漿色素的降解速率的影響，分別采用－40℃液浸式速凍和空氣對流凍結(jié)將番木瓜漿中心溫度降至－18℃，再分別置于－18℃及－10℃下貯藏，測定不同處理番木瓜漿主要色素（番茄紅素和β－胡蘿卜素）的含量變化，建立速凍番木瓜漿凍藏過程中番茄紅素和β－胡蘿卜素降解的動(dòng)力學(xué)模型，并分別計(jì)算兩種速凍方式處理后番茄紅素和β－胡蘿卜素在凍藏過程中的降解活化能，進(jìn)而推斷速凍番木瓜漿中類胡蘿卜素降解反應(yīng)的難易程度。

圖1 番茄紅素測定標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 1 The standard curve of lycopene

圖2 β－胡蘿卜素測定標(biāo)準(zhǔn)曲線Figure 2 The standard curve ofβ－carotene

1.4.7 數(shù)據(jù)處理 采用Excels 2010軟件。

2 結(jié)果與分析

2.1 液浸速凍番木瓜漿凍藏色澤參數(shù)的變化

由圖3可知，在凍藏前期的0～7d，－40℃空氣對流凍結(jié)番木瓜漿的L、a、b值急劇下降，即番木瓜漿的亮度降低，紅黃度下降，色澤向藍(lán)綠度偏移，而－40℃液浸式速凍的番木瓜漿色澤參數(shù)只有小幅度變化，凍藏7～90d內(nèi)，番木瓜漿色澤變化幅度較小。凍結(jié)速度對番木瓜漿凍藏期間色澤的保持有顯著影響（P＜0.05），其中－40℃液浸式速凍處理相對－40℃空氣對流凍結(jié)能明顯降低番木瓜漿褐變的速度。

2.2 液浸速凍番木瓜漿凍藏過程中主要色素的變化

類胡蘿卜素是番木瓜中最主要的色素，番木瓜果肉中的類胡蘿卜素以β－胡蘿卜素和番茄紅素為主［14］。在貯藏過程中，類胡蘿卜素的降解必將導(dǎo)致番木瓜漿色澤的變化。

由圖4、5可知，在凍藏期間速凍番木瓜漿中的番茄紅素和β－胡蘿卜素的變化趨勢大致相同。速凍番木瓜漿中的番茄紅素和β－胡蘿卜素含量隨著貯藏時(shí)間延長而呈顯著下降趨勢（P＜0.01）。其中在速凍后凍藏的前7d內(nèi)均呈急劇下降趨勢，且－40℃空氣對流速凍果漿中的色素含量比－40℃液浸式速凍處理的下降速度快，說明凍結(jié)速度對番茄紅素和β－胡蘿卜素含量變化的影響極顯著（P＜0.01，表1），凍結(jié)速度越快，凍藏期間番茄紅素和β－胡蘿卜素?fù)p失越少。

圖3 凍藏番木瓜漿色澤的變化趨勢Figure 3 Change trend of papayapulp color during frozen

圖4凍藏番木瓜漿中番茄紅素的變化趨勢Figure 4 Change trend of papayapulp lycopene during frozen

圖5 凍藏番木瓜漿中β－胡蘿卜素的變化趨勢Figure 5 Change trend of papayapulpβ－carotene during frozen

表1 凍結(jié)方式與番木瓜漿中主要色素含量變化的相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis of papayapulpβ－carotene by different freezing

表1 凍結(jié)方式與番木瓜漿中主要色素含量變化的相關(guān)性分析Table 1 Correlation analysis of papayapulpβ－carotene by different freezing

同行不同字母表示差異極顯著，P＜0.01。

色素 液浸式速凍 空氣對流冷凍β－胡蘿卜素 4.8×10－4a 3.3×10－4b番茄紅素 4.1×10－4a 3.2×10－4b

2.3 番木瓜色素降解的動(dòng)力學(xué)模型及活化能

由2.2的分析可知，番茄紅素和β－胡蘿卜素的降解趨勢大致相同，因此以番茄紅素作為代表，建立類胡蘿卜素降解的動(dòng)力學(xué)模型。

對凍藏期間不同處理番木瓜漿中的番茄紅素的含量變化分別進(jìn)行零級(jí)和一級(jí)擬合。一級(jí)模型的擬合參數(shù)R2明顯高于零級(jí)模型的，且一級(jí)模型的R2均大于0.80（見表2），由此可判斷一級(jí)模型更適合描述番茄紅素降解趨勢。

由不同貯藏溫度的一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型獲得速率常數(shù)k，再根據(jù) Arrhenius方程（式（1））得方程式（2）：

式中：

T——反應(yīng)溫度，K；

Ea——反應(yīng)活化能，kJ/mol；

R——常數(shù)。

通過式（2）求得－40℃液浸式速凍和－40℃空氣對流凍結(jié)番木瓜漿凍藏過程中番茄紅素降解活化能Ea分別為94.2kJ/mol與32.4kJ/mol，即－40℃液浸式速凍的番木瓜漿番茄紅素降解活化能明顯高于－40℃空氣對流凍結(jié)的，說明在貯藏過程中液浸式速凍處理的果漿中番茄紅素較空氣對流速凍處理的難以降解。也就是說－40℃液浸式速凍處理更有利于速凍番木瓜漿凍藏期間色澤的保持。

表2 番茄紅素降解的零級(jí)和一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型參數(shù)Table 2 Zero－order and first－order kinetics model parameters degradation ofβ－carotene

3 結(jié)論

本研究探討了凍結(jié)方式對儲(chǔ)藏期間番木瓜漿色澤穩(wěn)定性的影響及其機(jī)理，結(jié)果表明，與空氣對流凍結(jié)處理相比，液浸式速凍可提高果漿中番茄紅素的降解活化能，可有效延緩儲(chǔ)藏期間類胡蘿卜素的降解，從而有利于保持果漿色澤，與司徒滿泉等［13］結(jié)論一致。究其原因主要是液體傳熱速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的，其凍結(jié)速度非?？欤称穬?nèi)部快速均勻形成細(xì)小冰晶，對細(xì)胞結(jié)構(gòu)破壞極小［11，12］。褐變是目前制約果蔬加工的最大瓶頸，液浸式速凍技術(shù)的發(fā)展將有望突破此難點(diǎn)，為果蔬加工產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供新的技術(shù)選擇。但是液浸式速凍技術(shù)對果漿的營養(yǎng)品質(zhì)、香氣等其他方面是否也會(huì)產(chǎn)生有利影響，仍需探討，其影響機(jī)理也需進(jìn)一步深入探究。

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