定頻與變頻冰箱貯藏對鮮切西瓜品質(zhì)及微生物數(shù)量的影響

趙亞麗，Esequias Pereira，洪 凱，高 巖，楊 平，劉 野，*（.北京恩布拉科雪花壓縮機有限公司，北京03；.北京工商大學(xué)，食品風(fēng)味化學(xué)北京市重點實驗室/食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，北京00048）

定頻與變頻冰箱貯藏對鮮切西瓜品質(zhì)及微生物數(shù)量的影響

趙亞麗1，Esequias Pereira1，洪 凱2，高 巖2，楊 平2，劉 野2，*
（1.北京恩布拉科雪花壓縮機有限公司，北京101312；2.北京工商大學(xué)，食品風(fēng)味化學(xué)北京市重點實驗室/食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，北京100048）

為探究定頻和變頻冰箱貯藏對果蔬品質(zhì)、風(fēng)味和微生物的影響，選取鮮切西瓜為試材，對其在144h貯藏期內(nèi)上述指標(biāo)的變化趨勢做出分析。結(jié)果表明，雖然經(jīng)定頻和變頻冰箱貯藏后，鮮切西瓜多酚氧化酶和抗壞血酸含量均呈逐漸降低的趨勢，還原糖含量呈先降低后升高的趨勢，但變頻冰箱貯藏鮮切西瓜多酚氧化酶和抗壞血酸含量高于定頻冰箱，并且己醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、壬醛、反-6-壬烯醛、順-2-壬烯醛、反，順-2，6-壬二烯醛幾種關(guān)鍵香氣成分含量更高，大腸桿菌數(shù)量和菌落總數(shù)顯著少于定頻冰箱。總體看來，在鮮切西瓜貯藏方面變頻冰箱比定頻冰箱具有更大的優(yōu)勢。

定頻，變頻，鮮切西瓜，品質(zhì)

隨著人們生活水平的提高和消費觀念的轉(zhuǎn)變，消費者對冰箱的功能需求也開始隨之升級，從以前單純的希望冰箱能延長食物保質(zhì)期，逐漸發(fā)展到對食品感官品質(zhì)和營養(yǎng)成分含量等多方面的追求，這種需求不斷推動冰箱“保鮮技術(shù)”的快速發(fā)展[1]。這也為研究抑制微生物生長和繁殖提供了良好基質(zhì)，果蔬食品極易被微生物侵染引起腐爛[2]。因此，如何保持食品的水分和營養(yǎng)成分，并保證食品不發(fā)生腐敗變質(zhì)就成為冰箱生產(chǎn)企業(yè)所關(guān)注的最核心問題。

目前市售的冰箱絕大多數(shù)均采用定頻壓縮機，即轉(zhuǎn)速不可調(diào)節(jié)。在制冷系統(tǒng)工作過程中，定頻制冷壓縮機采用停開控制，實現(xiàn)系統(tǒng)的制冷效果。定頻壓縮機在運行效率和舒適性上存在弊端，如冰箱制冷量較小、溫度波動較大、噪音較大等[3]。變頻冰箱具有制冷量大和溫度波動小的特點，使其可以更好地保持食品營養(yǎng)成分及感官品質(zhì)[4]。

鮮切西瓜是經(jīng)過簡單加工的西瓜產(chǎn)品，具有經(jīng)濟方便和衛(wèi)生等特點[5]，目前約占總西瓜銷售量的10%，其市場份額以每年20%～30%的速率增長[6]。但是，鮮切西瓜由于受到切割、削皮、脫水等一些機械損傷，致使細胞組織受到傷害，生理和生化特性發(fā)生改變，貨架期較短[7]。本研究采用定頻和變頻冰箱對鮮切西瓜進行貯藏，考察兩種冰箱中其品質(zhì)和微生物數(shù)量的變化規(guī)律，為鮮切西瓜貯藏設(shè)備的選擇提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

西瓜（麒麟） 購于北京美廉美超市增光路店；碘化鉀、鹽酸、氫氧化鈉、葡萄糖、酒石酸鉀鈉 分析純，北京化學(xué)試劑公司；抗壞血酸、3，5-二硝基水楊酸、磷酸二氫鈉、磷酸氫二鈉、鄰苯二酚 分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；聚乙烯吡咯烷酮 分析純，天津市光復(fù)精細化工研究所；系列烷烴（C7-C22） 色譜純，北京化學(xué)試劑公司。

7890A-7000氣質(zhì)聯(lián)機（配有EI離子源和NIST2.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)） 美國Agilent公司；ODP2嗅聞檢測儀 德國Gerstal公司；DB-WAX毛細管柱（30m× 0.25mm，0.25μm） 美國J＆W公司；HH-1超級恒溫水浴鍋 金壇市至翔科教儀器廠；30mL萃取瓶 北京玻璃儀器廠；榨汁機HP1858 飛利浦公司；手動固相微萃取進樣器、50/30μmDVB-CAR-PDMS 美國Supelco公司；JYL-C012九陽料理機 九陽股份有限公司；JA5003電子天平 上海精密科學(xué)儀器有限公司；HJ-3數(shù)顯恒溫磁力攪拌器 常州國華電器有限公司；CR22G高速冷凍離心機 日本日立公司；22PC可見分光光度計 上海校光技術(shù)有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 鮮切西瓜的制備 西瓜經(jīng)清洗后取瓤，切成3×3×3m3正方體小塊，混勻后分裝于經(jīng)紫外殺菌的自封袋中。

1.2.2 定頻和變頻冰箱貯藏 采用配備北京恩布拉科雪花壓縮機有限公司設(shè)計生產(chǎn)的定頻和變頻壓縮機的冰箱進行食品貯藏實驗。定頻冰箱頻率為50Hz，冷藏室溫度波動范圍約為2.5℃，波動周期約為96min；變頻冰箱頻率變化范圍為40～150Hz，冷藏室溫度波動范圍約為1.8℃，波動周期約為88min。

分別在貯藏期的第0、4、24、48、96、144h取鮮切西瓜樣品進行品質(zhì)和微生物指標(biāo)的測定。

1.2.3 鮮切西瓜多酚氧化酶（PPO）活性的測定 參考Duangmal等的方法[8]。20mL西瓜汁中加入1%聚乙烯吡咯烷酮（PVP），4℃下放置1h。在4℃、10000×g下離心20min。取上清液進行酶活性測定。

PPO的活性測定在25℃，420nm下進行測定?；钚詼y定體系包括2.4mL pH6.0、含有0.1mol/mL鄰苯二酚的磷酸緩沖液，加入0.6mL粗酶液。加酶液后自動反應(yīng)3min，420nm下測定其吸光值。每隔30s記錄一次吸光值。空白為pH6.0的磷酸緩沖液。酶活性測定取開始的線性部分。一個酶活性單位定義為1mL西瓜汁中1min內(nèi)吸光值的變化0.001個單位。

1.2.4 鮮切西瓜中還原糖含量的測定 采用3，5-二硝基水楊酸比色法測定[9]。所得標(biāo)準(zhǔn)曲線如下：

取鮮切西瓜10g，加石英砂研磨，加入30mL蒸餾水混勻，濾紙過濾。濾液加蒸餾水稀釋400倍。取0.5mL加入試管，加3，5-二硝基水楊酸充分反應(yīng)后，在540nm處比色。

1.2.5 鮮切西瓜中抗壞血酸含量的測定 采用直接碘量法測定[10]。

1.2.6 鮮切西瓜揮發(fā)性香氣成分分析

1.2.6.1 香氣成分萃取 本實驗所用的萃取瓶為30mL，準(zhǔn)確量取西瓜汁5mL，加蓋密封置于40℃水浴鍋中平衡20min，固相微萃取吸附40min后插入氣相色譜進樣口250℃條件下解析10min。

圖1 葡萄糖標(biāo)準(zhǔn)曲線Fig.1 Standard curve of glucose

1.2.6.2 香氣成分檢測 采用GC-O-MS系統(tǒng)對西瓜汁揮發(fā)性香氣成分進行分析。GC-O-MS是由7890AGC裝置、質(zhì)譜和嗅聞裝置組成。樣品經(jīng)進樣口解析后，經(jīng)GC分離后分別進入質(zhì)譜檢測器和嗅聞檢測器，分流比為1∶1∶1。實驗人員在嗅聞口記錄所聞到的香味特征和強度。

GC條件：DB-WAX毛細管柱（30m×0.25mm，0.25μm），程序升溫：初始溫度，40℃，保持3min，以5℃/min升溫到200℃，保持0min，再以10℃/min升溫到250℃，保持3min。后運行3min。載氣（He），恒定流速為1.2mL/min，進樣口溫度250℃，壓力14.87psi，分流比10∶1。

質(zhì)譜條件：電子轟擊（electron impact，EI）離子源，電子能量70eV，傳輸線溫度280℃，離子源溫度為230℃，四極桿溫度為150℃，質(zhì)量掃描范圍m/z55～500。

嗅覺檢測器：接口溫度為200℃。檢測時為了防止實驗員鼻腔干燥通入濕潤的空氣。用預(yù)處理后的樣品及標(biāo)準(zhǔn)香味化合物對3位評價員培訓(xùn)后進行實驗，評價員在嗅覺檢測口記錄下聞到氣味的時間，香味特性及香氣強度。

1.2.6.3 香氣成分鑒定 化合物由質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫[11]和文獻報道[12]的保留指數(shù)RI值和芳香特性來鑒定。利用系列正構(gòu)烷烴換算成RI值，所得的RI值以相關(guān)文獻進行比較來進一步確定化合物。

式中：ta為樣品a的保留時間；tn為正構(gòu)烷烴Cn的保留時間（樣品a的保留時間落在正構(gòu)烷烴Cn和C（n+1）之間）。

根據(jù)化合物的峰面積，通過面積歸一化法確定揮發(fā)性香氣成分的相對含量。

1.2.7 鮮切西瓜微生物數(shù)量的測定 在超凈工作臺中準(zhǔn)確稱取定頻和變頻冰箱貯藏的鮮切西瓜果肉1g，將其分別放入稀釋液中稀釋100倍，操作是應(yīng)在工作臺中酒精燈附近，避免染菌。

分別用1mL移液槍量取1mL稀釋后的水果液，滴至3M細菌總數(shù)、大腸桿菌測試片上，靜置1min左右使其在培養(yǎng)基上凝固，操作需嚴(yán)格按照3M測試片的使用說明進行。

將細菌總數(shù)測試片和大腸桿菌測試片放入35℃的培養(yǎng)箱中培養(yǎng)24h。培養(yǎng)完成后，將測試片取出計數(shù)。

1.2.8 數(shù)據(jù)處理 采用SAS 8.12進行因子方差分析及Ducan’s多重檢驗（p＜0.05）。實驗均做三次重復(fù)，以均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 定頻與變頻冰箱貯藏對鮮切西瓜多酚氧化酶活性的影響

圖2 定頻與變頻冰箱貯藏對西瓜多酚氧化酶活性的影響Fig.2 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on PPO activity of fresh cut watermelon

由圖2看出，定頻和變頻冰箱貯藏過程中，隨著時間的延長，PPO活性呈逐漸降低的趨勢，并且除第96h外，在定頻冰箱中貯藏的鮮切西瓜PPO活性明顯比變頻冰箱高（p＜0.05）。變頻冰箱中較小的溫度波動可以更好地抑制PPO的活性。由于PPO會導(dǎo)致食品發(fā)生酶促褐變，嚴(yán)重影響食品的感官品質(zhì)。因此與定頻冰箱相比，變頻冰箱在保持食品品質(zhì)方面更具優(yōu)勢。

2.2 定頻與變頻冰箱貯藏對鮮切西瓜還原糖含量的影響

圖3 定頻與變頻冰箱貯藏對西瓜還原糖含量的影響Fig.3 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on reducing sugar content of fresh cut watermelon

由圖3看出，定頻和變頻冰箱貯藏過程中，隨著時間的延長，還原糖含量呈先降低后升高的趨勢。這一趨勢與趙曉梅的研究結(jié)果較為一致[13]。并且除第4h外，在定頻冰箱中貯藏的鮮切西瓜還原糖含量明顯比變頻冰箱高（p＜0.05）。還原糖主要包括葡萄糖、果糖等單糖；其由非還原性的多糖分解產(chǎn)生，而分解需要在酶的作用下完成。由于變頻冰箱更好地抑制了多糖分解相關(guān)酶的活性，從而使變頻冰箱中葡萄還原糖含量較低。但由于西瓜中的還原糖含量與其甜度呈正比關(guān)系[14]，因此從這一點上看，定頻冰箱具有更大的優(yōu)勢。

2.3 定頻與變頻冰箱貯藏對鮮切西瓜抗壞血酸含量的影響

圖4 定頻與變頻冰箱貯藏對西瓜抗壞血酸含量的影響Fig.4 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on ascorbic acid content of fresh cut watermelon

由圖4看出，定頻和變頻冰箱貯藏過程中，隨著時間的延長，抗壞血酸含量呈逐漸降低的趨勢，這一趨勢同樣與趙曉梅的研究結(jié)果是一致的[13]。并且除第4h外，在變頻冰箱中貯藏的鮮切西瓜抗壞血酸含量明顯比定頻高（p＜0.05）。抗壞血酸作為一類水溶性維生素很容易被氧化。與抗壞血酸氧化相關(guān)的酶主要有抗壞血酸過氧化物酶和抗壞血酸氧化酶，低溫可以抑制上述兩種酶的活性[15]，并且可能變頻冰箱中較小的溫度波動可以更好抑制上述兩種酶的活性，從而更好地保存水果中的抗壞血酸活性。從減少抗壞血酸的損失方面看，變頻冰箱具有更大的優(yōu)勢。

2.4 定頻與變頻冰箱貯藏對鮮切西瓜風(fēng)味成分的影響

圖5和表1對比了定頻和變頻冰箱貯藏前后鮮切西瓜揮發(fā)性香氣成分的變化。通過對比可以看出，經(jīng)過定頻和變頻冰箱貯藏后鮮切西瓜揮發(fā)性香氣成分均發(fā)生了變化。其中己醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、壬醛、反-6-壬烯醛、順-2-壬烯醛、反，順-2，6-壬二烯醛、反，順-3，6-壬二烯醇等是西瓜中關(guān)鍵香氣成分。經(jīng)定頻和變頻貯藏后，鮮切西瓜中己醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮含量均有增加，但變頻冰箱貯藏后增加更多。己醛是具有青草味的化合物，6-甲基-5-庚烯-2-酮是具有檸檬味、蘋果味的化合物，這兩種香氣成分含量的增加，更有利于西瓜整體香氣的呈現(xiàn)。壬醛、反-6-壬烯醛、順-2-壬烯醛、反，順-2，6-壬二烯醛經(jīng)兩種冰箱貯藏后含量均降低，而經(jīng)變頻冰箱貯藏后鮮切西瓜中以上化合物的最終含量更高。壬醛具有清香味，反-6-壬烯醛具有甜瓜味、順-2-壬烯醛具有黃瓜味、反，順-2，6-壬二烯醛具有黃瓜味，上述化合物的含量高對西瓜整體香氣的呈現(xiàn)促進作用[16]。反，順-3，6-壬二烯醇經(jīng)定頻冰箱貯藏后含量升高，而經(jīng)變頻冰箱貯藏后含量降低，其具有黃瓜味，對西瓜整體香氣的呈現(xiàn)同樣起到促進作用。從整體上看，變頻冰箱在保持鮮切西瓜風(fēng)味品質(zhì)方面具有更大的優(yōu)勢。

2.5 定頻與變頻冰箱貯藏對鮮切西瓜大腸桿菌數(shù)量的影響

由圖6可以看出，隨著貯藏時間的延長，定頻和變頻冰箱貯藏的鮮切西瓜大腸桿菌數(shù)量均呈逐漸增加的趨勢。但變頻冰箱貯藏鮮切西瓜大腸桿菌數(shù)量遠小于定頻冰箱。當(dāng)貯藏時間達到96h時，變頻冰箱中大腸桿菌數(shù)量為5000cfu/g，而定頻冰箱中已多不可計。當(dāng)貯藏結(jié)束時，變頻冰箱中大腸桿菌數(shù)量為18180cfu/g。圖7顯示的是貯藏48h后定頻與變頻冰箱中鮮切西瓜大腸桿菌數(shù)量，通過對比看出，變頻冰箱中大腸桿菌數(shù)量少于定頻冰箱。因此，從抑制大腸桿菌生長方面來看，變頻冰箱具有更大的優(yōu)勢。

圖5 定頻與變頻冰箱貯藏前后鮮切西瓜揮發(fā)性香氣成分總離子流圖Fig.5 Total ion chromatogram of fresh cut watermelon volatile compounds of refrigerator storage of fixed and variable frequency

圖7 定頻與變頻冰箱貯藏48h鮮切西瓜大腸桿菌檢測照片F(xiàn)ig.7 Photo of 48h refrigerator storage of fixed and variable frequency on Escherichia Coli of fresh cut watermelon

表1 定頻和變頻冰箱貯藏對鮮切西瓜揮發(fā)性香氣成分的影響Table 1 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on volatile compounds of fresh cut watermelon

2.6 定頻與變頻冰箱貯藏對鮮切西瓜菌落總數(shù)的影響

由圖8可以看出，隨著貯藏時間的延長，定頻和變頻冰箱貯藏的鮮切西瓜菌落總數(shù)均呈逐漸增加的趨勢。但變頻冰箱貯藏鮮切西瓜菌落總數(shù)遠小于定頻冰箱。當(dāng)貯藏時間達到96h時，變頻冰箱中菌落總數(shù)為25720cfu/g，而定頻冰箱中已多不可計。當(dāng)貯藏結(jié)束時，變頻冰箱中大腸桿菌數(shù)量為30000cfu/g。圖9顯示的是貯藏48h后定頻與變頻冰箱中鮮切西瓜菌落總數(shù)，通過對比看出，變頻冰箱中菌落總數(shù)少于定頻冰箱。因此，從抑制細菌生長方面來看，變頻冰箱具有更大的優(yōu)勢。

續(xù)表

圖8 定頻與變頻冰箱貯藏前后鮮切西瓜菌落總數(shù)Fig.8 Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on total number of bacterial colony of fresh cut watermelon

圖9 定頻與變頻冰箱貯藏48h鮮切西瓜菌落總數(shù)檢測照片F(xiàn)ig.9 Photo of 48h refrigerator storage of fixed and variable frequency on total number of bacterial colony of fresh cut watermelon

3 結(jié)論

本研究采用定頻和變頻冰箱對鮮切西瓜進行貯藏，考察貯藏期間西瓜品質(zhì)、風(fēng)味和微生物數(shù)量的變化。結(jié)果顯示，經(jīng)定頻和變頻冰箱貯藏，隨著貯藏時間的延長，鮮切西瓜多酚氧化酶和抗壞血酸含量均呈逐漸降低的趨勢，還原糖含量呈先降低后升高的趨勢，變頻冰箱貯藏鮮切西瓜多酚氧化酶和抗壞血酸含量高于定頻冰箱，還原糖含量則相反；并且變頻冰箱貯藏后，鮮切西瓜中己醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、壬醛、反-6-壬烯醛、順-2-壬烯醛、反，順-2，6-壬二烯醛幾種關(guān)鍵香氣成分含量更高；大腸桿菌數(shù)量和菌落總數(shù)顯著少于定頻冰箱?？傮w看來，在鮮切西瓜貯藏方面變頻冰箱比定頻冰箱具有更大的優(yōu)勢。

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Effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on quality and microorganism of fresh cut watermelon

ZHAO Ya-li1，Esequias Pereira1，HONG Kai2，GAO Yan2，YANG Ping2，LIU Ye2，*
（1.Beijing Embraco Snowflake Compressor Co.，Ltd.，Beijing 101312，China；2.Beijing Key laboratory of Flavor Chemistry/Beijing Higher Institution Engineering Research Center of Food Additives and Ingredients，Beijing Technology and Business University，Beijing 100048，China）

In order to compare with the different effect of refrigerator storage of fixed and variable frequency on quality，flavor and microorganism of fruit and vegetable，fresh cut watermelon had been selected to analyze the parameter variation during 144h storage.After storage，polyphenol oxidase activity and ascorbic acid content both decreased，reducing sugar content decreased firstly and increased subsequently，while polyphenol oxidase activity and ascorbic acid content of variable frequency were higher than that of fixed one.The content of volatile compound such as hexanal，6-methyl-5-hepten-2-one，nonanal，（E）-6-nonenal，（Z）-2-nonenal，（E，Z）-2，6-nonadienal were higher and the amount of Escherichia Coli and bacterial colony than that of fixed one.Overall，variable frequency refrigerator has greater advantage on fresh cut watermelon.

fixed frequency；variable frequency；fresh cut watermelon；quality

TS255.36

A

1002-0306（2014）14-0351-06

10.13386/j.issn1002-0306.2014.14.069

2013－11－11 *通訊聯(lián)系人

趙亞麗（1978-），女，碩士研究生，工程師，研究方向：冰箱系統(tǒng)與壓縮機匹配的性能分析。

校企合作項目；國家自然科學(xué)基金項目（31201400）；北京市委組織部優(yōu)秀人才項目（2011D005003000007）。