孫席平,孔 娜,許銘強(qiáng),王 蘋,徐 斌,張 婷

(1.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與藥學(xué)學(xué)院,烏魯木齊 830091;2.新疆維吾爾自治區(qū)科技項(xiàng)目服務(wù)中心,烏魯木齊 830000;3.新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所/新疆主要農(nóng)副產(chǎn)品精深加工工程技術(shù)研究中心,烏魯木齊 830091)

0 引 言

【研究意義】薄皮核桃是新疆的特色林果之一[1-3],其鮮果仁飽滿、口感脆嫩,含有豐富的不飽和脂肪酸、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)、維生素和氨基酸等營養(yǎng)成分以及較好的風(fēng)味品質(zhì)[4-7]。鮮食核桃采后貯運(yùn)期間,極易發(fā)生種殼表面發(fā)霉發(fā)粘、發(fā)芽失水等現(xiàn)象,導(dǎo)致其種仁難以剝離,口感變差[8-9]?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來從低溫、氣調(diào)、包裝材料、保鮮劑等方面對鮮食核桃保鮮技術(shù)開展了研究,將其保鮮時(shí)間延長至60～80 d[7,10-12],雖從一定程度上延長了鮮食核桃的供應(yīng)周期,但無法保障其長期銷售和持續(xù)供給。低溫凍藏可抑制鮮食核桃霉變,較好的保持種仁的風(fēng)味和營養(yǎng)品質(zhì),實(shí)現(xiàn)其周年供應(yīng)[9],但解凍后,極短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)種皮褐變,種仁脆度下降,研究低壓靜磁場處理對鮮食核桃解凍效果及貨架期品質(zhì)影響?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】磁場作為一種綠色環(huán)保、節(jié)能性良好的果蔬新型凍結(jié)-解凍技術(shù),其操作簡便,經(jīng)濟(jì)實(shí)用,不會(huì)產(chǎn)生有毒有害物質(zhì)[13],可有效降低果蔬過冷度,縮短水分相變時(shí)間,使冰晶趨向于霧化和沙?；?減小對果蔬細(xì)胞破壞程度,盡可能保持其品質(zhì)和風(fēng)味,已在洋蔥、胡蘿卜、黃瓜、西葫蘆等果蔬上得到證實(shí)[14]。然而,關(guān)于運(yùn)用磁場技術(shù)解凍鮮食核桃的研究未見報(bào)道。需研究低壓靜磁場處理對鮮食核桃解凍效果及貨架期品質(zhì)的影響。【擬解決的關(guān)鍵問題】以溫185冷凍鮮核桃為試材,于4℃低溫條件下分別進(jìn)行0、2、4和6 mT 4個(gè)不同強(qiáng)度的低壓靜磁場處理,測定其解凍后及低溫貨架期間果實(shí)的汁液流失率、含水量、色澤及質(zhì)構(gòu)等指標(biāo),分析并統(tǒng)計(jì)其感官指標(biāo)及低壓靜磁場處理對鮮食核桃解凍效果及貨架期品質(zhì)的影響,為生產(chǎn)中長期凍藏的鮮核桃適時(shí)解凍銷售提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

溫185鮮食核桃(去青皮核桃)于2021年9月6日采自新疆阿克蘇地區(qū)烏什縣阿克托海10大隊(duì)核桃示范園基地。采摘時(shí)挑選果實(shí)完整、無病蟲害、損傷或病斑、大小均勻的果實(shí),機(jī)械脫青皮后當(dāng)天運(yùn)回新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所冷庫(0±1)℃。預(yù)冷后,挑選大小規(guī)格較為一致,無任何機(jī)械損傷和病蟲侵害的鮮核桃,將其裝入普通保鮮袋中,每袋500 g左右,袋口密封后迅速置于-20℃冰箱,備用。

DW-FL270美菱冰箱,中科美菱低溫科技股份有限公司;JFA1002電子天平,上海浦春計(jì)量儀器有限公司;TMS-Pro型質(zhì)構(gòu)儀,美國 FTC;EMFI-T1可視化食品磁電耦合處理系統(tǒng)英都斯特(無錫)感應(yīng)科技有限公司;WSC-2型色差計(jì),北京光學(xué)儀器廠;MA30-000V3型紅外水分測定儀,德國賽多利斯;

1.2 方 法

1.2.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

將冷凍鮮核桃隨機(jī)分為4組,應(yīng)用可視化食品磁電耦合處理系統(tǒng),在反復(fù)預(yù)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,分別對其進(jìn)行2、4和6 mT 3個(gè)不同強(qiáng)度的低壓靜磁場處理,以0 mT解凍為對照。解凍溫度設(shè)置為4℃,解凍時(shí)間設(shè)置為4 h,每組處理500 g(25～30個(gè)果實(shí)),解凍后(0 h)及4℃低溫貯藏12、24、36、48、60及72 h后測定其汁液流失率、含水量、色澤及質(zhì)構(gòu)等指標(biāo),并統(tǒng)計(jì)其感官指標(biāo),各組均設(shè)置3個(gè)重復(fù)。

1.2.2 測定指標(biāo)

1.2.2.1 汁液流失率

參照劉璐[15]方法。分別測定解凍前后的核桃質(zhì)量。

汁液流失率(%)=(冷凍果實(shí)質(zhì)量-解凍后果實(shí)質(zhì)量)/冷凍果實(shí)質(zhì)量×100%。

1.2.2.2 含水率

參照張婷等[16]方法,核仁含水量采用便攜式紅外水分測定儀測定。從各處理的每個(gè)重復(fù)中隨機(jī)取出10個(gè)核桃,每個(gè)果實(shí)切取1/4鮮核仁樣品混勻后測定。

1.2.2.3 色差

參照呂文靜[17]方法。采用WSC-2型色差計(jì)測定核桃種仁色差值,選取果仁赤道面上的4個(gè)點(diǎn)來測定,每組重復(fù)測定10個(gè)果。測定結(jié)果用國際色差標(biāo)準(zhǔn)CIE-L*a*b*色差系統(tǒng)表示,總色差△E公式如下:

ΔE=[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2

式中,L*表示亮度,值越小,產(chǎn)品的亮度越小;a*值表示紅度和綠度,a*>0表示紅值、a*<0表示綠值;b*值表示黃度和藍(lán)度,b*>0表示黃值、b*<0表示藍(lán)值,采用國際色差標(biāo)準(zhǔn)CIE色差系統(tǒng)。

1.2.2.4 質(zhì)構(gòu)

采用TMS-Pro 型質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行測定。探頭選取P/50探頭,力量感應(yīng)元設(shè)置為250 N,樣品回升高度為35 mm,形變百分量50%,檢測速度為50 mm/s,起始點(diǎn)力0.1N,壓縮次數(shù)為2次。測定解凍后核桃仁的硬度、粘附性、彈性、咀嚼性及膠粘性等指標(biāo)。

1.2.2.5 感官評(píng)價(jià)

參照李盼[18]方法,感官品質(zhì)評(píng)價(jià)采用人工品嘗的方法。表1

表1 核仁感官品質(zhì)分級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

各感官品質(zhì)級(jí)別=

(1)

綜合評(píng)分=種皮顏色(級(jí))×0.15+種皮剝離難易程度×0.2+核仁色澤(級(jí))×0.15+香氣(級(jí))×0.1+風(fēng)味(級(jí))×0.4。

(2)

1.3 數(shù)據(jù)處理

用Excel進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),GraphPad Prism 8.0.2軟件進(jìn)行作圖,并用SPSS 26.0 軟件進(jìn)行顯著性差異分析(ANOVA)。

2 結(jié)果與分析

2.1 低壓靜磁場處理對鮮食核桃汁液流失率的影響

研究表明,4組處理均呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。4組處理解凍后鮮果汁液流失率分別為1.30%、1.29%、1.04%、1.21%,其中4 mT磁場處理的果實(shí)解凍后汁液流失率顯著低于其它各組處理(P<0.05)。貨架期12 h時(shí),4組處理都有明顯的下降趨勢,4 mT解凍汁液流失率僅為0.3%,顯著低于其他3組(P<0.05);貨架期12～48 h,4組處理的果實(shí)汁液流失率變化較小,但對照組果實(shí)的汁液流失率顯著高于其它3組磁場處理(P<0.05);貨架期60 h后,其中4 mT處理組果實(shí)的汁液流失率上升幅度較小,僅為1.73%,顯著低于其它各處理組(P<0.05)。低壓靜磁場處理可有效抑制核桃凍果在解凍后及低溫貨架期間的果實(shí)汁液流失率,其中4 mT處理磁場組控制效果最顯著。圖1

圖1 低壓靜磁場處理下鮮食核桃汁液流失率變化

2.2 低壓靜磁場處理對鮮食核桃含水量的影響

研究表明,不同低壓靜磁場處理核桃含水量表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢。解凍后,各處理組的含水量分別為29.53%、30.61%、32.64%、31.48%,隨著低溫貨架期貯藏時(shí)間的延長,核仁水分逐漸下降,種皮開始變干。貨架期12 h時(shí),各處理無明顯差異,含水量基本接近;貨架期24～72 h,4 mT處理組含水量顯著高于對照組(P<0.05)。至貨架期結(jié)束時(shí),核仁含水量分別為21.34%、23.81%、26.18%和23.51%,與解凍后比較,分別下降了8.19%、6.8%、6.46%和7.97%,其中4 mT磁場處理組含水量下降幅度最小。低壓靜磁場處理可從一定程度上維持冷凍鮮核桃解凍后及低溫貨架期間含水量。圖2

圖2 低壓靜磁場處理下鮮食核桃含水量變化

2.3 低壓靜磁場處理對鮮食核桃色澤的影響

研究表明,4組處理的L*均呈下降趨勢,4組處理的冷凍鮮核桃解凍后,L*值分別為37.2、37.5、38.6、37.9,隨著解凍后低溫貨架期貯藏時(shí)間的延長,L*值表現(xiàn)出逐漸下降趨勢。解凍后,對照組核仁L*值為32.7,至貨架期72 h,其L*值較解凍后下降了12.25%,其它3組低壓靜磁場處理組分別下降了10.67%、9.48%和11.15%,其中,4 mT磁場L*值在解凍后和貨架期間,顯著高于其他3組(P<0.05),適宜的低壓靜磁場處理可較好的保持核仁亮度。

a*表示解凍后的核仁紅綠值,4組處理a*值變化規(guī)律不一。解凍后,對照組的核仁a*值最大,為9.63,4 mT磁場處理組a*值最小,為7.72,其它兩組處理介于兩者之間,隨著低溫貨架貯藏時(shí)間的延長,對照組a*值出現(xiàn)逐漸下降趨勢,2 mT磁場處理組a*值分別在24 h和60 h出現(xiàn)2個(gè)低點(diǎn),4 mT磁場處理組a*值出現(xiàn)先上升后下降的趨勢,6 mT磁場處理組a*值顯著低于其它各處理組(P<0.05)。低壓靜磁場處理對解凍后影響較大,但對貨架期間核仁的紅綠值影響無顯著規(guī)律。

b*表示解凍后核仁的黃藍(lán)值,b*值越小,核仁黃度越高。解凍及低溫貨架貯藏期間,各處理組核仁的b*值均呈現(xiàn)上升趨勢。0 h時(shí),各處理組核仁的b*值分別為28.4、28.3、27.8和29,差異不顯著(P>0.05),隨著貨架期時(shí)間的延長,不同處理組的核仁的b*值出現(xiàn)上升,與解凍后比較,分別上升了8.33%、9.00%、7.32%和7.61%,其中4 mT和6 mT磁場處理組核仁b*值顯著低于其它兩組(P<0.05)。4 mT和6 mT磁場處理組可有效維持凍核桃解凍及貨架期間核仁的黃度。

ΔE*值為L*、a*、b*值與收獲值之間的差值。各磁場處理組核仁的ΔE*值呈平緩下降趨勢,解凍及低溫貨架貯藏期間,4 mT磁場處理組的核仁ΔE*顯著高于其它各處理組(P<0.05)。4 mT磁場處理有利于維持核仁色澤,使其接近于收獲期。圖3

圖3 低壓靜磁場處理下鮮食核桃色澤變化

2.4 低壓靜磁場處理對鮮食核桃質(zhì)構(gòu)的影響

研究表明,各處理組的核仁硬度呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。低溫貨架0～24 h,對照組和2 mT磁場處理組的核仁硬度呈現(xiàn)逐漸下降,分別達(dá)到74.73和91.02 N,之后其硬度逐漸上升,而4 mT磁場處理組和6 mT磁場處理組的核仁硬度在低溫貨架36 h時(shí),出現(xiàn)低點(diǎn),達(dá)到102.13 N,之后也表現(xiàn)出和其它2組相似的趨勢。整個(gè)低溫貨架貯藏過程中,4 mT磁場處理組核仁的硬度顯著高于其它各處理組(P<0.05),適宜的磁場處理有利于維持鮮核桃解凍及低溫貨架期間核仁的硬度。

鮮核桃解凍后及低溫貨架期間,各處理組核仁的粘附性呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢。解凍后,3組磁場處理組的核仁粘附性顯著高于對照組(P<0.05)。隨著低溫貨架期時(shí)間的延長,各處理組核仁的粘附性逐漸下降,貨架期48 h時(shí),各處理組核仁的粘附性略微上升,這可能核仁含水量變化有關(guān),之后逐漸下降,貨架12～72 h,各處理組核仁粘附性無顯著差異(P>0.05),表明低壓磁場處理只對解凍后核仁的粘附性有顯著影響,對低溫貨架貯藏期間的粘附性無影響。

低溫貨架期間,各處理組核仁的彈性整體表現(xiàn)出先下降后上升的趨勢。解凍后,4 mT磁場處理組的核仁彈性值最大,達(dá)到5.52 N,其次是對照組,其值為5.46 N,6 mT磁場處理組和2 mT磁場處理組核仁的彈性顯著低于以上2個(gè)處理組(P<0.05),4 mT磁場處理對解凍后核仁的彈性有一定的影響,但影響程度不大。低溫貨架期間,除了48 h時(shí),4 mT磁場處理核仁的彈性顯著高于其它3組處理外(P<0.05),其余時(shí)間各處理組核仁彈性變化無顯著規(guī)律。低壓靜磁場僅對解凍后和貨架期間核仁的彈性影響不大。

各處理組的鮮食凍核桃解凍后及低溫貨架期間,核仁咀嚼性呈現(xiàn)先下降后上升的趨勢。解凍后,2 mT磁場處理的核仁咀嚼性達(dá)到168.75 mJ,顯著高于其它3組處理(P<0.05),表明2 mT磁場處理可從一定程度上保持解凍后核仁的咀嚼性。低溫貨架期間,對照組核仁咀嚼性在貯藏36 h達(dá)到最低值,為103.50 mJ,顯著低于其它各處理組(P<0.05),6 mT磁場處理組的核仁在貯藏48 h達(dá)到低值,顯著低于2 mT和4 mT磁場處理組(P<0.05),但顯著高于對照組(P<0.05),與該時(shí)間各處理感官評(píng)價(jià)口感較為一致。低壓靜磁場處理有利于維持核仁低溫貨架后期的咀嚼性,使其保持較好的口感。

各處理組核仁的膠黏性表現(xiàn)出先下降后上升的整體趨勢。貨架期0～24 h時(shí),各處理組均表現(xiàn)為下降趨勢,對照組和3個(gè)低壓靜磁場處理組核仁膠黏性均下降了20%,其中2 mT磁場處理的核仁膠黏性下降最明顯,顯著低于其它各處理組(P<0.05);貨架期24～60 h,低壓靜磁場各處理組核仁的膠黏性顯著高于對照(P<0.05),低壓靜磁場有利于維持解凍后核仁低溫貨架期間的膠黏性。圖4

2.5 低壓靜磁場處理對鮮食核桃感官品質(zhì)的影響

研究表明,解凍后,低壓靜磁場各處理組核桃感官品質(zhì)綜合評(píng)分分值顯著低于對照組(P<0.05),低壓靜磁場處理有利于維持鮮食核桃解凍后感官品質(zhì)。低溫貨架貯藏期間,隨著時(shí)間的延長,低壓靜磁場處理組鮮食核桃感官評(píng)分也顯著低于對照組(P<0.05),其中,4 mT磁場處理的效果最明顯,表現(xiàn)為解凍后及低溫冷藏72 h后,核仁種皮色澤持續(xù)保持黃色或暗黃色,種皮剝離程度較高,核仁口感較脆、有香味,具有一定的食用品質(zhì)。表2

表2 低壓靜磁場處理下鮮食核桃感官品質(zhì)變化

圖4 低壓靜磁場處理下鮮食核桃質(zhì)構(gòu)變化

3 討 論

汁液流失率不僅能反映冷凍樣品的持水能力,也能反映出解凍后樣品的風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)的保存情況[19]。核仁含水量的高低與其風(fēng)味、營養(yǎng)品質(zhì)等有密切關(guān)系,含水量越高,核仁口感越好[20]。色澤作為衡量果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo),果實(shí)的可接受程度和色澤息息相關(guān),通常用L*(亮度)、a*(紅值)、b*(黃值)參數(shù)表示,果皮亮度L*值越小說明其亮度越低,紅綠值a越小說明綠度越高,黃藍(lán)度b越小說明黃度越大。質(zhì)構(gòu)是衡量果蔬品質(zhì)的重要指標(biāo),果蔬在采后加工、運(yùn)輸、貯藏和銷售等環(huán)節(jié)中品質(zhì)不可避免會(huì)受到不利因素的影響,質(zhì)構(gòu)可較為客觀準(zhǔn)確的反映果蔬產(chǎn)品質(zhì)地特性,其測定的相關(guān)參數(shù)在一定程度上反映了果實(shí)組織結(jié)構(gòu)的變化,是果蔬品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要依據(jù)之一[21-22]。粘附性代表的是探頭抵抗試樣本身粘著作用所消耗的功,其值大小表示口腔咀嚼果肉時(shí),果實(shí)組織對上顎、牙齒、舌頭等口腔接觸面的粘著能力[23]。咀嚼性反映果實(shí)在咀嚼過程中對外力的持續(xù)抵抗性,在一定程度上反映了核仁的口感[24-25]。感官品質(zhì)是評(píng)價(jià)核桃外觀品質(zhì)的主要指標(biāo),在一定程度上反映核桃的可接受程度,感官綜合評(píng)價(jià)分值越低,表明其感官品質(zhì)越好,反之,越差。低溫凍藏是鮮食核桃采后領(lǐng)域中最有應(yīng)用前景的保鮮技術(shù)之一。-5℃及以下低溫使整個(gè)核桃鮮果的新陳代謝強(qiáng)度降至最低,且能夠有效抑制其表面微生物繁殖,從而延長其貯藏期[26]。研究前期預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),-20℃凍藏溫度可使?jié)駡?jiān)核桃保持較好的品質(zhì)和營養(yǎng),因此選材該溫度條件下凍結(jié)的果實(shí)為試材開展研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)低壓靜磁場處理可使凍核桃在低溫貨架48 h內(nèi)保持較低的汁液流失率,顯著低于對照組(P<0.05),這與You[26]、Mok[27]及馬國嬌等[28]采用電場或振蕩磁場解凍冷凍肉上的結(jié)果較為相似;然而,解凍后低溫貨架貯藏 60～72 h,各處理組的果實(shí)汁液流失率突然增大,其是否與靜磁場處理時(shí)間有關(guān),有待于進(jìn)一步探索。

研究發(fā)現(xiàn),隨著核桃解凍后低溫貨架時(shí)間的延長,各處理組核仁含水逐漸減少,各磁場處理組核仁含水量顯著高于對照組(P<0.05),其中,4 mT磁場處理效果最明顯,表明適宜的磁場處理有利于維持解凍后及低溫貨架期間核仁的含水量,這與馬國嬌等[28]在冷凍肉上的研究結(jié)果較為一致。

研究表明,低壓磁場處理可有效保持核仁解凍后及低溫貯藏期間的色澤,可能與磁場作用下果實(shí)的葉綠素酶活性受到抑制,葉綠素降解速率減小,從而減小貨架期間其色澤變化[29]。此外,試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),低壓靜磁場處理對解凍后核仁的硬度、粘附性、咀嚼性和膠粘性有一定的影響,但對低溫貨架期間質(zhì)構(gòu)相關(guān)值的影響不大(除核仁硬度外),該結(jié)果與各處理?xiàng)l件下核桃的感官品質(zhì)評(píng)分較為一致。4 mT磁場處理的核仁低溫貨架72 h,其核仁口感較脆,具有一定的清香味,可見,適宜的磁場處理有利于維持凍藏核桃低溫貨架期間的品質(zhì),尤其是食用口感,該結(jié)果也在草莓[30]和豆角[31]上得到證實(shí)。

4 結(jié) 論

2、4和6 mT的低壓靜磁場處理可有效抑制冷凍核桃果實(shí)貨架期間的汁液流失率和含水量下降,使核仁保持較好的色澤、硬度和感官品質(zhì),其中4 mT磁場解凍效果最為明顯,使核桃果實(shí)在4℃貨架期期貯藏72 h后,汁液流失率降低至1.57%,含水量保持在26.18%,核仁亮度僅下降9.48%,核仁種皮色澤持續(xù)保持黃色或暗黃色,硬度達(dá)到118.07 N,整體感官加權(quán)平均級(jí)別為2.15,核仁口感較脆,具有一定的清香味,種皮易剝離,具有較好的感官和食用品質(zhì),該結(jié)果為生產(chǎn)中長期凍藏的鮮核桃適時(shí)解凍銷售提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。