郭蘊涵,汪政富,趙翠萍,劉沫茵
(中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院,國家果蔬加工工程技術研究中心,農(nóng)業(yè)部果蔬加工開放重點實驗室,北京100083)
高壓二氧化碳浸漬速凍胡蘿卜片工藝及產(chǎn)品品質(zhì)的研究
郭蘊涵,汪政富*,趙翠萍,劉沫茵
(中國農(nóng)業(yè)大學食品科學與營養(yǎng)工程學院,國家果蔬加工工程技術研究中心,農(nóng)業(yè)部果蔬加工開放重點實驗室,北京100083)
研究運用高壓二氧化碳浸漬技術(High pressure carbonic maceration freezing,HPCMF)速凍胡蘿卜片,探討了HPCM凍結工藝對胡蘿卜片中心溫度的影響以及四種不同凍結方式(HPCM、液氮、-80℃、-18℃)凍結降溫曲線,并且測定了解凍后胡蘿卜片的pH、色澤、多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)的殘余酶活及總酚含量(TP)、α-和β-胡蘿卜素含量。結果表明,HPCM速凍胡蘿卜片工藝參數(shù)條件為反應釜設定壓力6~10MPa、初始溫度5~10℃,保壓時間5min,卸壓時間2~4min時物料中心溫度可以達到-18℃以下。HPCMF可以很好地保持食品色澤和營養(yǎng)物質(zhì)胡蘿卜素的含量,與熱燙處理相比除了pH、RA-POD、α-和β-胡蘿卜素含量有下降(p<0.05),RA-PPO、總酚含量均沒有顯著變化(p>0.05),但是在幾種凍結方式中HPCM凍結處理保存了最高含量的α-和β-胡蘿卜素。HPCMF技術可以應用于工業(yè)生產(chǎn),具有良好的前景。
高壓二氧化碳浸漬速凍(HPCMF),胡蘿卜片,降溫曲線,速凍工藝參數(shù),酶活,品質(zhì)
Abstract:High pressure carbonic maceration freezing technology(HPCMF) was applied to the quick freezing process of carrot slices.The effect of HPCMF parameters (treatment pressure,initial temperature,retention time and decompression time) and four different freezing curves(HPCMF、liquid nitrogen、-80℃ and-18℃ freezing protocols)were investigated.The results showed that the needed central temperature (-18℃)of carrot slices can be attained when treatment pressure,the initial temperature,retention time and decompression time were 6~10MPa,5~10℃,5min,and 2~4min,respectively.Compared with blanched samples,carrot slices frozen by HPCM presented a noticeable decrease in pH,RA-POD,α-,β-carotene contents(p<0.05),but this novel technology maintained better color and highest α-,β-carotene contents retention than other three freezing protocols.HPCMF technology can be applied to industrial production which has a good prospect.
Key words:high pressure carbonic maceration freezing;carrot slices;freezing curves;freezing processing parameters;enzymic activity;quality
食品速凍技術能最大限度地保持食品原有的新鮮程度、色澤風味、營養(yǎng)成分,是目前國際公認的最佳食品貯藏技術[1]。以新鮮食品為原料的速凍需要在低溫下30min內(nèi)快速通過最大冰晶帶(-1~-5℃),中心溫度降至-18℃以下,生成的冰晶要小于100μm[2]。而國內(nèi)市場的速凍食品基本停留在傳統(tǒng)的氟里昂、氨的速凍技術上,難以滿足生產(chǎn)要求,因此,二氧化碳(CO2)這種環(huán)境友好型、自然的制冷劑,引起了越來越多的關注[3]。與鼓風隧道式凍結或平板式凍結相比,液態(tài)CO2速凍裝置構造簡單、操作方便,凍結速度快、凍結食品品質(zhì)好,幾乎不發(fā)生干耗;與液氮凍結相比,液態(tài)CO2具有來源廣泛、制造成本低、能耗小的特點[4]。樊建等人采用噴霧式流態(tài)化液態(tài)CO2凍結雙孢菇,研究了風速、食品層高和不同凍結溫度對雙孢菇流化狀態(tài)的影響。Peters等使用了CO2噴霧冷凍加工技術,提供了使食品充滿CO2的可行性[6]。譚熙耀等研究了高壓二氧化碳(HPCD)速凍香菇、雙孢菇的工藝以及凍后產(chǎn)品感官評價,對速凍工藝的優(yōu)化沒有考慮卸壓因素的影響,對于凍后食品的品質(zhì)變化也沒有進行深入的研究[7-8]。和噴淋凍結方式相比,HPCM凍結方式CO2滲透進入物料內(nèi)部,隨著壓力釋放物料快速、均勻地凍結,減少或消除了由內(nèi)外溫差產(chǎn)生的應力帶來的產(chǎn)品組織結構的斷裂,使HPCM凍結方式更加具有研究應用的價值。胡蘿卜(carrot)是一種質(zhì)脆味美、營養(yǎng)豐富的家常蔬菜,但外皮保水能力差,易失水而影響新鮮度。胡蘿卜經(jīng)速凍貯藏,可長期保持原有營養(yǎng)成分、風味和品質(zhì),延長上市時間,有利于提高經(jīng)濟效益。因此實驗采用胡蘿卜為速凍蔬菜的代表來研究高壓二氧化碳浸漬速凍技術(HPCMF)凍結胡蘿卜片工藝。本實驗在研究胡蘿卜四種不同凍結方式的基礎上,利用HPCD裝置,研究反應釜設定壓力、初始溫度、保壓時間和卸壓時間等工藝參數(shù)對胡蘿卜片中心溫度的影響,測定解凍后胡蘿卜片的理化品質(zhì),為HPCMF的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
新鮮胡蘿卜(品種為五寸參,含水率約為92.1%±0.5%)中國農(nóng)業(yè)大學蔬菜市場;CO2(純度99.5%)北京分析儀器公司;所用其他試劑 均為分析純。
UV-1800型紫外可見分度計、LC-20AT型高效液相色譜儀 日本島津SHIMADZU公司;T6型紫外分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司;GL-20G-Ⅱ型冷凍離心機 上海安亭科學儀器廠;868型pH計 美國奧立龍公司;HR2860型組織搗碎機 荷蘭PHILIPS公司;Hunter Lab Scan@XE色差計 美國亨特工程公司;VC-306B型Fluke62手持紅外測溫儀(±1.5%) 深圳海旭儀器儀表有限公司;CH5000-R型無紙記錄儀 北京金萬祥自動化科技有限公司。
本實驗所用速凍裝置中國農(nóng)業(yè)大學研制的高壓二氧化碳裝置(CAU-HPCD-1,專利號:ZL200520132590.X),如圖1所示[9]。高壓二氧化碳裝置主要包括CO2氣瓶、過濾器、低溫冷卻槽和CO2高壓調(diào)頻泵。樣品放入反應釜內(nèi),從氣瓶出來的CO2由過濾器過濾除菌,再經(jīng)過低溫冷卻槽降溫液化。在高壓調(diào)頻泵的作用下形成較高壓強的CO2,待反應釜溫度達到設定值時,開始通入CO2,密封的反應釜形成高壓CO2處理環(huán)境,維持恒定壓力和溫度,達到保壓時間后卸壓,取出樣品。卸壓時,液體CO2迅速膨脹汽化,吸收大量熱量,使胡蘿卜片溫度迅速降低,短時間內(nèi)即可通過最大冰晶生成區(qū)達到速凍的目的[10]。
圖1 高壓二氧化碳裝置Fig.1 Apparatus of high pressure carbon dioxide
1.2.1 凍結溫度曲線的測定 將胡蘿卜進行選擇、清洗,切成直徑3cm×高度0.5cm的胡蘿卜片,然后在(95±5)℃蒸汽漂燙1min,迅速置于冰水混合物中冷卻5min,瀝干水后進行HPCM、液氮、-18、-80℃四種凍結方法處理。
取單個胡蘿卜片(重約5g),把一個數(shù)字溫度計的探針插入胡蘿卜片中央(沿胡蘿卜片最外層往內(nèi)部插入1cm左右),數(shù)字溫度計連接無紙記錄儀用來記錄在凍結過程中胡蘿卜片中心溫度的變化。HPCM凍結卸壓后取出物料,其最終中心溫度采用手持紅外測溫儀測定。每個速凍方式做3個重復,取平均值。
1.2.2 HPCM速凍工藝研究 設定好反應釜的初始溫度和設定壓力,然后將經(jīng)(95±5)℃蒸汽漂燙1min、冰水混合物中冷卻5min瀝干水后的胡蘿卜片(約(30±5)g)放入處理釜中,密閉升壓,達到設定壓力后保壓5min后進行卸壓操作,在控制面板上對應的溫度顯示界面觀察并記錄產(chǎn)品中心溫度的變化。
改變HPCD處理的反應釜設定壓力、處理時間和溫度,研究不同HPCM速凍條件對胡蘿卜片中心溫度的影響。實驗方法如下:控制反應釜初溫為10℃、保壓時間5min,卸壓時間為4min,反應釜設定壓力為4、6、8、10、12MPa;控制反應釜設定壓力8MPa、保壓時間5min、卸壓時間為4min,反應釜初溫為5、10、15、20、25℃;控制反應釜設定壓力為8MPa、初溫為10℃,卸壓4min,保壓時間為0、3、5、7、9min;控制反應釜設定壓力為8MPa、初溫為10℃,保壓5min,卸壓時間為2、4、6、8、10min。單因素實驗處理水平見表1。各實驗結果均為3次實驗平均值。
表1 單因素實驗處理水平Table 1 Factors and levels of the single factor test
1.2.3 酶活的測定方法
1.2.3.1 粗酶液的提取 酶液的提取與測定參照取Bi等[11]的方法并稍作修改。10g胡蘿卜片與pH=6.8的0.2mol·L-1磷酸鹽緩沖液按照1∶2(w/v)勻漿,并加入1g的交聯(lián)聚乙烯吡咯烷酮(PVPP),漿液在4℃冷庫中放置10h充分提取,提取液過四層紗布,再將濾液在4℃下8000×g離心20min,所得上清液即為粗酶液。
1.2.3.2 PPO活性的測定 0.4mL粗酶液與2.4mL0.5mol·L-1的鄰苯二酚(由pH=6.8的0.2mol·L-1磷酸鹽緩沖液配制)在25℃下反應,掃描反應體系在420nm下的3min的吸光值。反應曲線直線部分斜率即為PPO酶活(Abs·min-1)。
PPO殘存酶活(RA-PPO)=解凍后的PPO活性/新鮮胡蘿卜的PPO活性
1.2.3.3 POD活性的測定 0.4mL的粗酶液與1.6mL 0.05%的愈創(chuàng)木酚(由pH=6.8的0.2mol·L-1磷酸鹽緩沖液配制)在30℃水浴中平衡5min,再加入0.8mL 0.09%的過氧化氫(由pH=6.8的0.2mol·L-1磷酸鹽緩沖液配制),掃描反應體系在470nm下5min的吸光值。反應曲線直線部分斜率即為POD酶活(Abs·min-1)。
POD殘存酶活(RA-POD)=解凍后的POD活性/新鮮胡蘿卜的POD活性
1.2.4 理化品質(zhì)測定
1.2.4.1 pH 取20g胡蘿卜和20mL蒸餾水打漿,胡蘿卜汁在4℃下8000×g離心20min,上清液用0.45μm的微孔濾膜過濾,采用pH計測定濾液pH。
1.2.4.2 色澤的測定 采用色差儀對胡蘿卜片的色值進行測定,采用CIELAB表色系統(tǒng),以反射模式測定樣品。其中L值表示亮度,范圍在0~100之間,L0值越高表明樣品表面越白。a0>0表示紅值、a0<0表示綠值,b0>0表示黃值、b0<0表示藍值。色差值△E反映了色澤的總體變化,△E越大表示顏色變化越大。△E=[(L-L0)2+(a-a0)2+(b-b0)2]1/2式中L0、a0、b0為新鮮胡蘿卜片的值,L、a、b為處理胡蘿卜片的值。每次測定樣品八個重復三個平行,取平均值[12]。
1.2.4.3 總酚含量的測定 參考Singleton等[13]的方法,采用Folin-ciocalteu’s法測定總酚含量并略作修改。取10g胡蘿卜片加入60mL無水甲醇,超聲30min,在4℃下8000×g離心10min,上清液過濾定容至100mL。Folin-ciocalteu試劑用蒸餾水稀釋10倍,取0.4mL樣品提取液與2mL稀釋的Folin-ciocalteu試劑混合后,加入1.8mL 7.5%的Na2CO3溶液,常溫下避光保持1h,用紫外分光光度計測定765nm處的吸光值,總酚含量以每100g樣品含有多少克焦性沒食子酸表示。
1.2.4.4 α-和β-胡蘿卜素含量的測定 參考Hymavathi[14]的提取方法,采用高效液相色譜法測定α-、β-胡蘿卜素含量。取15g胡蘿卜加入30mL丙酮中,超聲(60W)提取15min,重復2次合并提取液并定容至100mL。將50mL 25%KOH-甲醇溶液加入到上述提取溶液中混勻,45℃水浴皂化1h后,取出立刻冷卻到室溫。將皂化液移入250mL分液漏斗,加入100mL的石油醚振蕩萃取后靜置分層,水相按上述方法反復提取,合并有機相(用水洗至近中性)。有機相經(jīng)過加入無水Na2SO4的砂芯漏斗過濾脫水,濾液收入500mL燒瓶于旋轉蒸發(fā)器上在(40±2)℃的條件下蒸至近干。用正己烷溶解殘渣并轉移至50mL容量瓶中定容。HPLC條件:乙腈∶甲醇∶二氯甲烷=6∶2∶2(V∶V∶V),等速洗脫,流速1mL·min-1,進樣量20μL,波長445nm,溫度30℃。
圖2 HPCM凍結曲線Fig.2 Freezing curve of HPCM protocol
圖3 液氮凍結曲線Fig.3 Freezing curve of liquid nitrogen protocol
圖4 -18℃凍結曲線Fig.4 Freezing curve of-18℃ protocol
圖5 -80℃凍結曲線Fig.5 Freezing curve of-80℃ protocol
通過食品凍結降溫曲線的測定,可以了解食品凍結速度和凍結質(zhì)量。不同凍結方式的胡蘿卜凍結曲線如圖2~圖5所示。從凍結溫度曲線可以看出,四種不同凍結方式的初階段(從初始溫度到0℃)所經(jīng)歷的時間不同,LN凍結最短為3s,-80℃凍結60s,HPCM凍結方式是100s左右,-18℃凍結方式最長為2~3min,此階段放出的是顯熱,數(shù)值較小,溫差大,所以降溫較快且曲線較陡。而中階段(從凍結點到-5℃)經(jīng)歷的時間HPCM和液氮凍結都為20s左右,-18、-80℃分別為30、5min。四種不同凍結方式中HPCM和液氮凍結方式的中階段不明顯,-18、-80℃終階段的曲線都較平坦,表明胡蘿卜的大部分水分在此階段結成冰,冰的潛熱大,整個凍結過程中絕大部分熱量在此階段放出,故降溫慢。終階段是顯熱、潛熱同時放出,由于數(shù)量不大,故降溫較快,但曲線不及中階段的曲線陡。HPCM冷凍方式的三個階段區(qū)分不明顯,從通過最大冰晶帶的時間可以判斷,HPCM、液氮和-80℃凍結方式屬于快速凍結,-18℃凍結方式屬于緩慢凍結方式。速凍形成的冰晶多且細小均勻,不會對細胞造成大的機械損傷。冷凍中未被破壞的組織細胞,在適當解凍后水分能保持在原來的位置,并發(fā)揮原有的作用,有利于保持食品原有的營養(yǎng)品質(zhì)。緩慢凍結形成的較大冰晶會刺傷細胞,破壞組織結構,解凍后汁液流失嚴重,影響食品的價值[15]。
影響HPCD處理效果的因素主要有壓強、溫度、時間、處理系統(tǒng)、氣體組分、CO2狀態(tài)、卸壓速率、循環(huán)處理、添加劑和攪拌等,其中幾乎在所有的文獻中都研究了壓強、溫度和時間對處理物料的影響。
Mohammad研究發(fā)現(xiàn),對保持果蔬質(zhì)量而言,-18、-24℃都為較好的貯藏溫度,但從節(jié)約能源、凍結食品品質(zhì)和成本考慮,胡蘿卜凍結的最終中心溫度應低于貯藏溫度(-18℃)。如果果蔬凍結的最終中心溫度高于-18℃,可能會出現(xiàn)食品的緩慢凍結,組織內(nèi)部未凍結的水分會生成大而不均勻的冰晶,從而導致組織結構破壞、蛋白質(zhì)變性、汁液流失增加、褐變等現(xiàn)象,影響速凍食品的外觀和食用品質(zhì)[16]。因此,在探討HPCM新型速凍胡蘿卜片工藝時以最終中心溫度能否到達-18℃為標準。
2.2.1 反應釜設定壓力對速凍胡蘿卜片的影響 由圖6可知,物料一定的情況下,反應釜的壓力在4~8MPa時,胡蘿卜片的最終中心溫度溫隨壓力的增加而顯著下降,而大于8MPa時胡蘿卜片的終溫變化不明顯。這可能是因為反應釜壓力控制CO2的溶解速率和CO2在介質(zhì)中的溶解性,因此,較高的壓強提高了CO2的溶解程度從而促進了浸泡在液態(tài)CO2中胡蘿卜片的酸化。可是當壓力大于8MPa時CO2溶解在媒介中達到飽和,CO2汽化使部分CO2液體形成了干冰包裹住胡蘿卜片表面,反而阻礙了溫度的進一步降低,胡蘿卜片的中心溫度就不會再無限下降了[17]。因此,合理的反應釜設定壓力為6~10MPa。
圖6 反應釜設定壓力對胡蘿卜片中心溫度的影響Fig.6 Effect of treatment pressure on central temperature of carrot slices
2.2.2 初始溫度對速凍胡蘿卜片的影響 總的來說,反應釜初始溫度越低,胡蘿卜片的終溫越低,由圖7可知,在反應釜初始溫度高于15℃時產(chǎn)品的終溫已經(jīng)難以保證達到速凍需要溫度。較高的溫度有利于CO2的擴散和溶解,卻不利于速凍食品的品質(zhì)。同時,從操作方便、成本投入(水、電費等)方面考慮,在保證速凍食品質(zhì)量的前提下應適當提高反應釜的初始溫度來降低制冷的消耗[18]。因此,反應釜初始溫度的合理范圍為5~10℃。
圖7 初始溫度對胡蘿卜片中心溫度的影響Fig.7 Effect of initial temperature on central temperature of carrot slices
2.2.3 保壓時間對速凍胡蘿卜片的影響 從圖8可知,保壓時間為0~5min時,胡蘿卜片的中心溫度隨著保壓時間的增加而不斷下降,大于5min后保持穩(wěn)定的趨勢。這可能是因為,在保壓過程中,時間越長CO2滲透進入物料內(nèi)部越充分,在卸壓的過程時汽化吸熱使物料降溫更充分,但是二氧化碳滲透程度在5min以上時達到飽和,因此再增加保壓時間物料終溫也不會有明顯變化。因此,保壓時間選擇在5min比較合理。
圖8 保壓時間對胡蘿卜片中心溫度的影響Fig.8 Effect of retention time on central temperature of carrot slices
2.2.4 卸壓時間對速凍胡蘿卜片的影響 卸壓時HPCM速凍處理的物料中心溫度從內(nèi)到外均勻地降低,內(nèi)外溫差比較小,會使由內(nèi)外溫差產(chǎn)生的應力帶來的傷害減小,而液氮速凍處理物料的內(nèi)外溫差比較大,當液氮接觸物料從表面開始凍結會造成物料的表面碎裂,這些現(xiàn)象在實驗中可以清楚地觀察到。從圖9可知,卸壓時間在2~4min時可以保證達到食品凍結需要的溫度,而超過4min時胡蘿卜片終溫卻難達到標準。這可能是因為理論上在一定時間內(nèi)卸壓越快HPCM速凍胡蘿卜片中心溫度降溫越快;卸壓過慢的時候,反應釜與環(huán)境存在的熱交換可能會使反應釜內(nèi)溫度難以降到標準溫度。
圖9 卸壓時間對胡蘿卜片中心溫度的影響Fig.9 Effect of decompression time on central temperature of carrot slices
綜上所述,HPCM凍結方式速凍胡蘿卜片時合理的工藝條件應為:反應釜設定壓力為6~10MPa,反應釜初始溫度范圍為5~10℃,壓時間選擇5min,卸壓時間范圍選為2~4min,在這種條件下可以達到速凍標準。
從表2可知,四種凍結方式解凍后胡蘿卜片pH顯著下降(p<0.05),HPCM凍結方式處理的胡蘿卜片pH和-18℃、液氮、-80℃凍結方式相比顯著偏低,這可能是因為HPCM處理過程中CO2溶于胡蘿卜片表面形成碳酸,碳酸進一步解離出H+,使胡蘿卜片解凍后pH低于其他凍結方式處理組[19]。
解凍后HPCM凍結處理與-80℃、液氮凍結處理L值沒有顯著差異,-18℃凍結處理后L值顯著低于其他處理組。與熱燙組相比除了-18℃凍結組a值出現(xiàn)上升其他處理組均是微微下降,b值除了HPCM組沒有顯著性變化其他處理組均顯著上升(p<0.05)。L、a、b值的變化與Mastrocolad[20]研究結果相似,L、a值的下降主要是由于酶的不完全鈍化以及解凍后VC、胡蘿卜素等營養(yǎng)物質(zhì)的損失[21-22]。加工過程中由褐變導致的總色差的穩(wěn)定程度是決定產(chǎn)品是否被接受的重要指標[23],解凍以后總色差△E>3時顏色的變化就可以觀察到,除了HPCM組其他處理組均△E>3表明其處理后胡蘿卜片的顏色發(fā)生顯著性變化。HPCM速凍處理胡蘿卜片顏色變化不明顯可能是和降溫的均勻性以及速凍過程中對組織結構的破壞比較小有密切的關系。
與熱燙處理相比,除了-18℃凍結方式使解凍以后胡蘿卜片的殘余酶活顯著上升,其他凍結處理POD殘余酶活顯著下降(p<0.05),PPO殘余酶活沒有太大的變化。多酚氧化酶(PPO)、過氧化物酶(POD)是引起果蔬酶促褐變的主要原因,HPCM、-80℃和液氮凍結方式屬于速凍,在保證細胞完整性的情況下較好的保存胡蘿卜片中鈍化的PPO、POD活性,從而有效抑制了褐變反應。-18℃凍結方式屬于緩慢冷凍,形成的冰晶大而且不均勻,在解凍過程中會損傷胡蘿卜組織結構從而導致殘余PPO和POD被激活,進而發(fā)生褐變、黃化現(xiàn)象[24],這和結果中解凍后-18℃凍結組殘余的PPO和POD活性最高是一致的。
總酚含量變化與熱燙胡蘿卜相比,除了-18℃速凍方式處理解凍后含量上升外其他凍結方式處理均下降,主要是因為多酚是酶促反應的底物,雖然凍結過程中酶活受到了抑制但是反應一直進行所以總酚含量在不斷下降;-18℃處理組總酚含量的上升可能是由于凍結過程中機械損傷和組織破壞誘導細胞內(nèi)的酚類化合物含量上升來抵御外界環(huán)境的變化和微生物入侵[25],所以總酚含量較其他組表現(xiàn)出升高的趨勢。
胡蘿卜素含量在解凍后均呈現(xiàn)下降現(xiàn)象,除了HPCM速凍方式處理保存了高達74.3%的α-胡蘿卜素含量和89.8%的β-胡蘿卜素含量,-80℃冰箱也保存了較高的α-胡蘿卜素含量外,其他速凍處理解凍后α-、β-胡蘿卜素含量均顯著性下降。這種現(xiàn)象可能一方面HPCM速凍過程中胡蘿卜片處于CO2的環(huán)境中沒有與空氣接觸氧化反應緩慢,其他速凍處理在光和氧氣存在的環(huán)境中加速了氧化反應的速度;另一方面隨著壓力升高胡蘿卜素比較穩(wěn)定,所以8MPa條件下卸壓不會加速對胡蘿卜素含量的萃取[26-27]。HPCM速凍處理胡蘿卜素含量的高保存率也表明了HPCM對物料組織結構造成的損傷會比較小,能較好的保存營養(yǎng)物質(zhì)。不過,由于食品是復雜的體系,總酚含量的變化與殘余酶活甚至營養(yǎng)物質(zhì)(VC)、色素(胡蘿卜素)變化的關系還需要進一步地驗證研究。
3.1 HPCM速凍胡蘿卜片可以達到冷凍食品的需要溫度(-18℃),是一種快速、高效的凍結方式。
3.2 HPCM凍結胡蘿卜片的工藝參數(shù)為反應釜設定壓力為6~10MPa,初始溫度為5~10℃,保壓時間5min,卸壓時間為2~4min左右,此時胡蘿卜片的中心溫度均達到要求。
3.3 解凍以后的胡蘿卜片品質(zhì)HPCM凍結方式pH、RA-POD、α-、β-胡蘿卜素含量顯著下降(p<0.05),總色差變化最小,可以較好保持食品顏色;總酚含量與熱燙胡蘿卜相比變化不明顯。但是HPCM凍結處理α-、β-胡蘿卜素含量有最高的保存率(分別為74.3%、89.8%),可以較好地保存營養(yǎng)物質(zhì)。
[1]LI B,SUN D W.Novel methods for rapid freezing and thawing of foods-a review[J].Journal of Food Engineering,2002,54(3):175-182.
[2]張瑞宇.二氧化碳在現(xiàn)代食品領域中的技術應用與進展[J].低溫與特氣,2003,21(3):4-8.
[3]KIM M H,PETTERSEN J,BULLARD C W.Fundamental process and system design issues in CO2vapor compression systems[J].Progress in Energy and Combustion Science,2004,30(2):119-174.
[4]陳紹橋.液氮在食品速凍中的應用[J].肉類工業(yè),2002,258(10):36-37.
[5]樊建,趙天瑞,趙吉順,等.雙孢菇液態(tài)CO2速凍工藝研究[J].昆明理工大學學報:理工版,2010,35(6):90-93.
[6]PETERS T B,SMITH J L,BRISSON J G.Production of CO2clathrate hydrate frozen desserts by flash freezin[J].Journal of Food Engineering,2010,100(4):669-677.
[7]譚熙耀,吳繼紅,廖小軍,等.高壓二氧化碳技術速凍雙孢菇工藝優(yōu)化[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2011,27(3):375-380.
[8]譚熙耀,胡小松,李淑艷,等.高壓二氧化碳技術速凍香菇工藝[J].食品科學,2011,32(12):5-9.
[9]廖紅梅,周林燕,廖小軍.高密度二氧化碳對牛初乳的殺菌效果及對理化性質(zhì)影響[J].農(nóng)業(yè)工程學報,2009,25(4):260-264.
[10]桂芬琦.高密度二氧化碳技術對酶活性和蘋果濁汁顏色影響分析[D].北京:中國農(nóng)業(yè)大學,2006.
[11]BI X F,WU J H,ZHANG Y,et al.High pressure carbon dioxide treatment for fresh-cut carrot slices[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2011,12(3):298-304.
[12]LEE H S,COATES G A.Thermal pasteurization effects on color of red grapefruit juices[J].Journal of Food Science,1999,64(4):663-666.
[13]SINGLETON V L,ORTHOFER R,LAMUELA-RAVENTOS R M.Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin-Ciocalteu reagent[J].Methods in Enzymolog,1999,299:152-178.
[14]HYMAVATHI T V,KHADER V.Carotene,ascorbic acid and sugar content of vacuum dehydrated ripe mango powders stored in flexible packaging material[J].JournalofFood Composition and Analysis,2005,18(2-3):181-192.
[15]吳錦鑄,張昭其.果蔬保鮮與加工[M].北京:化學工業(yè)出版社,2001.
[16]SAHARI M A,BOOSTANI F M,HAMIDI E Z.Effect of low temperature on the ascorbic acid content and quality characteristics of frozen strawberry[J].Food Chemistry,2004,86(3):357-363.
[17]SPLIMBERGO S.A study about the effect of dense CO2on microorganisms[D].Italy:University of Padova,2000.
[18]HONG S I,PYUN Y R.Inactivation kinetics of Lactobacillus plantarum by high pressure carbon dioxide[J].Journal of Food Science,1999,64(4):728-733.
[19]ZHOU L Y,WANG Y Y,HU X S,et al.Effect of high pressure carbon dioxide on the quality of carrot juice[J].Innovative Food Science and Emerging Technologies,2009,10(3):321-327.
[20]MASTROCOLA D,PITTIA P,LERICI C R.Quality of apple slices processed by combined techniques[J].Journal of Food Quality,1996,19(2):133-146.
[21]FERRENTINO G,SPILIMBERGO S.High pressure carbon dioxide pasteurization of solid foods:Current knowledge and future outlooks[J].Trends in Food Science and Technology,2011,22(8):427-441.
[22]SKREDR G.Fruits[C]//In L E Jeremiah.Freezing effects on food quality.New York:Marcel Dekker.Inc.,1996:183-245.
[23]PRAKASH S,JHA S K,DATA N.Performance evaluation of blanched carrots dried by three different driers[J].Journal of Food Engineering,2004,62(3):305-313.
[24]鄧云,楊宏順,李紅梅,等.冷凍食品質(zhì)量控制與品質(zhì)優(yōu)化[M].北京:化學工業(yè)出版社,2008.
[25]DIXON R A,PAIVA N L.Stress-induced phenylpropanoid metabolism[J].Plant Cell,1995,7(7):1085-1097.
[26]OEY I,LILLE M,LOEY A V,et al.Effect of high-pressure processing on colour,texture and flavour of fruit-andvegetablebased food products:a review[J].Trends in Food Science and Technology,2008(19):320-328.
[27]GARCIA-GONZALEZ L,GEERAERD A H,SPILIMERGO S, etal.High pressure carbon dioxide inactivation of microorganisms in foods;The past,the present and the future[J].International Journal of Food Microbiology,2007,117:1-28.
Study on high pressure carbonic maceration(HPCM)freezing process and quality of carrot slices
GUO Yun-han,WANG Zheng-fu*,ZHAO Cui-ping,LIU Mo-yin
(Key Laboratory of Fruits and Vegetables Processing,Ministry of Agriculture,National Engineering Research Center for Fruits and Vegetables Processing,College of Food Science and Nutritional Engineering,China Agricultural University,Beijing 100083,China)
TS255.1
B
1002-0306(2012)16-0240-06
2012-02-27 *通訊聯(lián)系人
郭蘊涵(1987-),女,碩士,主要從事果蔬冷凍和干燥方面的研究。
國家高技術研究發(fā)展計劃(2011AA100802);低溫果蔬制品加工關鍵技術與裝備開發(fā)及示范 (2011BAD39B01);國家重點基礎研究發(fā)展計劃(2012CB720805)。