不同解凍方法對速凍草莓品質(zhì)的影響

劉雪梅，孟憲軍*，李 斌，張 琦，李 麗

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110866）

不同解凍方法對速凍草莓品質(zhì)的影響

劉雪梅，孟憲軍*，李 斌，張 琦，李 麗

（沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽 110866）

通過對微波解凍、水浴解凍、超聲波解凍、空氣解凍4 種解凍方式解凍草莓所需時(shí)間，以及解凍后草莓的物理特性和營養(yǎng)品質(zhì)的測定，研究不同解凍方法對草莓品質(zhì)的影響。結(jié)果表 明：在解凍時(shí)間方面，微波解凍＜超聲波解凍＜水浴解凍＜空氣解凍，4 種解凍方法的解凍時(shí)間差異極顯著。在物理特性方面，微波解凍后的草莓色澤及硬度保持最好、汁液流失率最低；超聲 波解凍僅次于微波 解凍。在營養(yǎng)品質(zhì)方面，微波解凍后草莓總酸含量顯著高于其他3 種解凍方法，還原糖含量、VC含量極顯著高于其他3 種解凍方法；超聲波解凍草莓花色苷含量最高，說明在解凍過程中，超聲波對花色苷的破壞作用最小。綜合分析，微波解凍法優(yōu)于其他3 種解凍方法。

微波解凍；水浴解凍；超聲波解凍；空氣解凍；速凍草莓；品質(zhì)

草莓又叫楊莓、地莓、紅莓等，屬于薔薇科草莓屬的多年生草本植物[1]。其外觀呈心形，鮮美紅嫩，果肉多汁，香味濃郁，酸甜可口，是水果中難得的色、香、味俱佳者，因此常被人們譽(yù)為“果中皇后”[2]。草莓富含氨基酸、檸檬酸、蘋果酸、葡萄糖、果糖、蔗糖、果膠、胡蘿卜素、煙酸以及各種礦物質(zhì)如鈣、鎂、磷、鐵等[3]，這些營養(yǎng)素對人體的生長發(fā)育有很好的促進(jìn)作用，并且對老年人、兒童也大有裨益。草莓還具有一定的藥理功效，預(yù)防壞血病，對防治動脈硬化、冠心病有較好的功效，對貧血也有滋補(bǔ)調(diào)理的作用。草莓中的維生素及果膠對改善便秘和治療痔瘡、高血脂、高血壓癥均有一定的效果[4]。

由于草莓果實(shí)的含水量極高，采后極易受機(jī)械損傷和微生物侵染而腐爛變質(zhì)，鮮食市場的貨架壽命極短（僅為1～2 d）[5]。因此，為長期保證草莓品質(zhì)，目前普遍先將草莓速凍[6]，再放置于-20～-18 ℃冷庫中進(jìn)行冷凍貯藏，這就要求在食用和進(jìn)一步加工前必須經(jīng)過合理的解凍處理。對于解凍方法和解凍工藝的研究，越來越引起人們的重視。不同的解凍方法將影響草莓的品質(zhì)[7]。速凍產(chǎn)品的最終質(zhì)量取決于解凍，在解凍過程中發(fā)生的各種物理、化學(xué)變化，以及不良解凍方式都會給食品質(zhì)構(gòu)帶來無法恢復(fù)的影響，如色澤變化、汁液流失、營養(yǎng)物質(zhì)含量下降等，這會直接影響速凍草莓的品質(zhì)，因此采取合適的解凍方法達(dá)到最大程度地保證速凍草莓的質(zhì)量很有必要[8-10]。

目前不同解凍方法對速凍草莓品質(zhì)的影響研究報(bào)道非常少。本實(shí)驗(yàn)以速凍草莓為材料，采用實(shí)際生產(chǎn)上常用的解凍方法，包括空氣解凍、水浴解凍，以及新型解凍方式微波解凍、超聲波解凍[11]，對速凍草莓進(jìn)行解凍處理，比較不同解凍方法對速凍草莓品質(zhì)的影響，為實(shí)際生產(chǎn)中確定合適的解凍方法提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

鮮草莓（品種為二七，采自遼寧省遼陽市草莓基地，草莓果實(shí)新鮮飽滿，大小均勻，八、九成熟，果面呈紅色或淺紅色，無機(jī)械損傷和真菌感染），低溫速凍，溫度控制在-30～-25 ℃，凍后貯藏于-18 ℃的冷凍柜中，貯藏時(shí)間為15 d，即為速凍草莓實(shí)驗(yàn)。

葡萄糖、氫氧化鈉、2,6-二氯靛酚鈉、高嶺土、甲醇、濃鹽酸偏磷酸、乙酸鈉、二甲苯、硫酸銅、亞甲藍(lán)指示劑、酒石酸鉀鈉、乙酸鋅、冰乙酸、亞鐵氰化鉀均為分析純。

1.2 儀器與設(shè)備

TU-1810紫外-可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司；TA2XT21物性測試儀 牡丹江市機(jī)械研究所；LWMC-205可調(diào)功率微波化學(xué)反應(yīng)器 南京陵江科技開發(fā)有限責(zé)任公司；TP-01熱電偶 蘇州泰世電子有限公司；MCT-200低溫水浴鍋 北京市宇時(shí)技術(shù)開發(fā)公司；SK5200LH超聲波解凍儀 上?？茖?dǎo)超聲儀器有限公司；WB-20001XA全自動測色色差儀 北京新恒能分析儀器有限公司；HWS-150低溫培養(yǎng)箱 上海比朗儀器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 草莓的不同解凍方法

1.3.1.1 微波解凍

將樣品置于功率可調(diào)的微波爐中，微波爐的解凍條件設(shè)置為解凍檔。采用熱電偶跟蹤測定草莓中心溫度，以其中心溫度達(dá)到4 ℃為解凍終點(diǎn)，記錄解凍時(shí)間并隨即進(jìn)行指標(biāo)測定，后將解凍后草莓放置于4 ℃冰箱中冷藏，對其營養(yǎng)指標(biāo)進(jìn)行跟蹤測定。

1.3.1.2 水浴解凍

將樣品裝入自封袋置于低溫水浴鍋中，水溫度控制為（18±0.5）℃。后續(xù)處理同微波解凍。

1.3.1.3 超聲波解凍

將樣品裝入自封袋置于超聲波解凍儀中，頻率控制為800 kHz，水溫度控制為（18±0.5）℃。后續(xù)處理同微波解凍。

1.3.1.4 空氣解凍

將草莓放入低溫培養(yǎng)箱中，溫度控制為（18±0.1） ℃。后續(xù)處理同微波解凍。

1.3.2 草莓物理特性測定

1.3.2.1 色澤的測定[12]

采用全自動測色色差儀測定草莓的色澤。用CIELAB表色系統(tǒng)測定草莓的L、a和b值，其中L值代表明度指數(shù)，從黑暗（L=0）到明亮（L=100）的變化；a值代表顏色從綠色（-a）到紅色（+a）的變化，b值代表顏色從藍(lán)色（-b）到黃色（+b）的變化。也可用L、a、b表色系表示兩種色調(diào)的差值，即色差，用’E表示。本實(shí)驗(yàn)用’E代表被測草莓的色澤（L、a、b）與標(biāo)準(zhǔn)白板色澤（L*=94.67、a*=-0.68、b*=2.76）的色差值?！疎計(jì)算方法見式（1）：

使用全自動測色色差儀測定了4 種解凍方法處理前后草莓的色澤，并計(jì)算了’E值，每組實(shí)驗(yàn)3 次平行，結(jié)果取平均值，用以反映不同解凍方法處理前后草莓的色澤差異。

1.3.2.2 汁液流失率的測定[13]

速凍草莓在解凍前稱質(zhì)量，解凍后用濾紙拭去草莓表面的汁液，然后稱質(zhì)量，計(jì)算減少質(zhì)量占樣品原質(zhì)量的百分率，即為汁液流失率。

1.3.2.3 硬度的測定[3]

解凍后的草莓采用TA2XT21型物性測試儀測定硬度。下降速率為1.5 mm/s，根據(jù)形變50%的應(yīng)力衡量硬度大小。

1.3.3 草莓營養(yǎng)品質(zhì)的測定

總酸含量測定：采用GB/T 12456—2008《食品中總酸的測定》中的酸堿滴定法[14]；花色苷含量測定：采用分光光度計(jì)法[15]；VC含量測定：依據(jù)GB/T 6195—1986《水果、蔬菜維生素C含量的測定》中的2,6-二氯酚靛酚滴定法[16]；還原糖含量測定：參照GB 5009.7—2008《食品中還原糖的測定》方法[17]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

應(yīng)用Excel和SPSS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同解凍方法對速凍草莓解凍時(shí)間的影響

解凍時(shí)間是衡量解凍方法的重要指標(biāo)，與解凍后品質(zhì)以及將解凍方法應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)有很大的關(guān)系。微波解凍、水浴解凍、空氣解凍、超聲波解凍解凍草莓所需時(shí)間如圖1所示。

圖1 不同解凍方法對速凍草莓解凍時(shí)間的影響Fig.1 Effects of different thawing methods on thawing time of quick-frozen strawberry fruits

由圖1可以看出，不同解凍方法解凍草莓的解凍時(shí)間依次為：微波解凍＜超聲波解凍＜水浴解凍＜空氣解凍，不同解凍方法解凍時(shí)間差異極顯著。微波解凍草莓時(shí)間最短，這是由于微波工作原理是利用物料的介電特性進(jìn)行解凍，可達(dá)到表面和內(nèi)部同時(shí)加熱的效果，即草莓中的許多極性分子在電場中發(fā)生極化，并隨電場的變化而發(fā)生轉(zhuǎn)向，靠分子的振動、分子間的碰撞、摩擦而產(chǎn)生巨大熱量，使草莓迅速解凍[18]；其次超聲波解凍，其原理是超聲波在速凍草莓內(nèi)衰減，從而產(chǎn)生熱量，因此解凍較快[19-20]；空氣解凍和水浴解凍均屬于外部解凍，屬于傳質(zhì)換熱，即空氣或水與草莓表面進(jìn)行傳熱，但空氣的熱傳導(dǎo)率遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于水的熱傳導(dǎo)率，因此，微波解凍時(shí)間最短，空氣解凍所需時(shí)間最長。

2.2 不同解凍方法對速凍草莓汁液流失率的影響

冷凍樣品的持水能力通過汁液流失率來反映，持水能力的大小反映冷凍樣品的風(fēng)味和營養(yǎng)物質(zhì)的保存情況。微波解凍、水浴解凍、空氣解凍、超聲波解凍處理后，草莓的汁液流失率如圖2所示。

圖2 不同解凍方法對速凍草莓汁液流失率的影響Fig.2 Effects of different thawing methods on drip loss of quick-frozen strawberry fruits

由圖2可以看出，不同解凍方法解凍后草莓汁液流失率依次為：微波解凍＜超聲波解凍＜水浴解凍＜空氣解凍。4 種解凍方法處理后草莓汁液流失率差異極顯著。微波解凍處理后草莓的汁液損失率最低，這與董慶利等[21]的研究結(jié)果一致。由于微波具有一定的穿透能力，可以穿透進(jìn)入內(nèi)部，從而達(dá)到內(nèi)外同時(shí)加熱的作用，并且微波解凍時(shí)，草莓細(xì)胞內(nèi)冰晶體的凍結(jié)點(diǎn)較低，首先融化，因此草莓在內(nèi)部解凍的同時(shí)，外部尚有外罩，所以汁液流失少，同時(shí)內(nèi)部冰晶在細(xì)胞器原來位置上迅速溶解，使得樣品組織迅速復(fù)水，降低解凍過程中的汁液流失率；其次汁液流失率較低的是超聲波解凍，超聲解凍技術(shù)是利用超聲波透入食品物料后，由于物料的介質(zhì)損耗而吸收超聲波能量并轉(zhuǎn)換為熱能，使物料整體迅速升溫，因此汁液流失率較低[22]?？諝饨鈨雠c微波解凍解凍時(shí)間長，并且是從表面到中心的解凍過程，因此解凍后汁液流失率高。因此，微波解凍草莓汁液流失率極顯著低于其他解凍處理后的汁液損失率。

2.3 不同解凍方法對速凍草莓色澤的影響

草莓的色澤對消費(fèi)者的購買力有一定的影響，越鮮紅的色澤越容易被消費(fèi)者接受，且與果實(shí)的品質(zhì)密切相關(guān)，微波解凍、水浴解凍、空氣解凍、超聲波解凍處理后草莓的色澤如圖3所示。

圖3 不同解凍方法對速凍草莓色澤的影響Fig.3 Effects of different thawing methods on color parameters of quick-frozen strawberry fruits

從圖3A可以看出，不同解凍方法解凍前后L值變化均不顯著，說明不同解凍方法均未對草莓的亮度產(chǎn)生較大影響，這是由于4 種解凍方式處理中均未產(chǎn)生嚴(yán)重的褐變反應(yīng)。從圖3B可以看出，微波解凍前后a值變化不顯著，說明微波解凍后草莓的紅度變化不大。超聲波解凍前后a值顯著下降，說明解凍后紅度變小，這是由于超聲波解凍中草莓紅色素降解。水浴解凍以及空氣解凍后，a值極顯著降低，說明解凍后紅度明顯降低，這是由于經(jīng)過較長時(shí)間解凍，草莓紅色素發(fā)生嚴(yán)重降解。從圖3C可以看出，微波解凍以及超聲波解凍前后b值差異不顯著，說明這2 種解凍方法對b值影響不大。水浴解凍前后b值顯著下降，空氣解凍后b值極顯著下降，說明水浴解凍和空氣解凍后草莓趨向變藍(lán)，這是由于草莓的黃色素發(fā)生嚴(yán)重降解。從圖3D可以看出，微波解凍以及超聲波解凍前后’E值差異不顯著，說明色差變化不明顯?？諝饨鈨銮昂蟆疎值差異顯著，水浴解凍前后’E值差異極顯著。綜合來看，微波解凍對草莓色澤影響小，超聲波解凍其次，空氣解凍和水浴解凍對草莓顏色影響較大，這是因?yàn)檫@兩種方法酶活性較高，對色素影響較大。

2.4 不同解凍方法對速凍草莓硬度的影響

硬度是草莓重要的品質(zhì)指標(biāo)，決定著草莓的可接受程度，微波解凍、水浴解凍、空氣解凍、超聲波解凍處理后，草莓的硬度如圖4所示。

圖4 不同解凍方法對速凍草莓硬度的影響Fig.4 Effects of different thawing methods on hardness of quick-frozen strawberry fruits

由圖4可以看出，不同解凍方法解凍后草莓的硬度依次為：微波解凍＞超聲波解凍＞水浴解凍＞空氣解凍，其中微波解凍和超聲波解凍后硬度極顯著高于水浴解凍與空氣解凍，這是由于這兩種快速解凍方式，對細(xì)胞壁的損害小，因此硬度大，而水浴解凍與空氣解凍均屬于外部解凍，對細(xì)胞壁產(chǎn)生不可逆的巨大破壞，因此硬度小?？諝饨鈨龊蟮挠捕葮O顯著低于水浴解凍，這由于空氣解凍較水浴解凍時(shí)間長，對細(xì)胞壁的損害更大，因此硬度更低。

2.5 不同解凍方法對速凍草莓總酸含量的影響

總酸是草莓品質(zhì)的重要指標(biāo)，適宜的總酸含量是草莓口感和品質(zhì)的重要體現(xiàn)。為比較不同解凍方式對解凍后草莓總酸初始值以及后續(xù)時(shí)間內(nèi)總酸含量的影響，微波解凍、水浴解凍、空氣解凍、超聲波解凍處理后，草莓中總酸含量隨貯藏時(shí)間的變化如圖5所示。

圖5 不同解凍方法對速凍草莓總酸含量的影響Fig.5 Effects of different thawing methods on total acid content of quick-frozen strawberry fruits

由圖5可以看出，不同解凍方法草莓的總酸初始值存在差異，微波解凍＞超聲波解凍＞空氣解凍＞水浴解凍，不同解凍方法處理后的草莓總酸含量隨貯藏時(shí)間的延長均呈下降趨勢，且隨時(shí)間的變化，降低速率也不同。微波解凍草莓的總酸初始值與其他解凍方法相比，差異顯著，這說明微波解凍總酸損失少，這與微波解凍汁液流失率較低有很大關(guān)系，而且微波解凍草莓的總酸下降的速度最慢，說明微波解凍在一定程度上能延緩總酸的降低。超聲波解凍總酸含量初始值較高，但其下降的速度較快，這說明草莓在脫離超聲波作用后，不能抑制總酸含量的降低，這由于解凍時(shí)間短，并且超聲波本身對總酸的流失起到一定的抑制作用。空氣解凍總酸含量下降最快，不利于總酸的保留，這與空氣解凍時(shí)間長，汁液流失較多有關(guān)。水浴解凍后草莓的總酸含量最低，這與總酸在解凍過程中與水作用有關(guān)。

2.6 不同解凍方法對速凍草莓花色苷含量的影響

花色苷是草莓重要的生物活性物質(zhì)，具有一定的營養(yǎng)和藥理作用[23]，并且能反映草莓的色澤，為了更全面地反映出不同處理方式對花色苷含量的影響，對不同處理后的初始值以及脫離此種處理后的變化情況進(jìn)行對比，微波解凍、水浴解凍、空氣解凍、超聲波解凍處理后，草莓中花色苷含量隨貯藏時(shí)間的變化如圖6所示。

圖6 不同解凍方法對速凍草莓花色苷含量的影響Fig.6 Effects of different thawing methods on anthocyanins content of quick-frozen strawberry fruits

由圖6可以看出，不同解凍方法得到草莓的花色苷初始值依次為，超聲波解凍＞微波解凍＞水浴解凍＞空氣解凍，不同解凍方法處理后的草莓花色苷含量隨貯藏時(shí)間的延長均呈下降趨勢，這是由于解凍后草莓多酚氧化酶以及過氧化物酶仍保持一定的酶活[24]，花色苷發(fā)生降解，且隨時(shí)間的變化，降低速率也不同。其中初始值之間，超聲波解凍與微波解凍后花色苷含量差異顯著，與水浴解凍與空氣解凍后花色苷含量差異均為極顯著。這說明超聲波解凍對花色苷的損失少。微波解凍后花色苷含量與水浴解凍與空氣解凍后花色苷含量差異不顯著。水浴解凍與空氣解凍花色苷含量較低，是由于空氣和水浴解凍速率慢，在細(xì)胞外形成大冰晶，造成細(xì)胞壁發(fā)生不可逆破壞。從花色苷解凍后降低速率來看，超聲波解凍的降低速度最快。在實(shí)際生產(chǎn)中根據(jù)產(chǎn)品解凍后是否立即進(jìn)行生產(chǎn)可選擇適合的解凍方法。

2.7 不同解凍方法對草莓還原糖含量的影響

還原糖含量影響著果實(shí)的品質(zhì)和口感，微波解凍、水浴解凍、空氣解凍、超聲波解凍處理后，草莓的還原糖含量隨貯藏時(shí)間的變化如圖7所示。

圖7 不同解凍方法對速凍草莓還原糖含量的影響Fig.7 Effects of different thawing methods on reducing sugar content of quick-frozen strawberry fruits

由圖7可以看出，比較不同解凍方法得到草莓的還原糖初始值，微波解凍＞超聲波解凍＞空氣解凍＞水浴解凍，其中微波解凍、超聲波解凍處理后的還原糖含量極顯著高于空氣解凍與水浴解凍，這與兩種方式解凍速度快，汁液流失率低有重大關(guān)系。微波解凍與超聲波解凍還原糖含量差異不顯著，空氣解凍與水浴解凍之間差異不顯著。不同解凍方法處理后的草莓還原糖含量隨貯藏時(shí)間的延長均呈先上升后下 降的趨勢，其原因是因?yàn)榻?jīng)過不同的處理后還原糖被有效溶出，后期又被草莓自身不斷消耗。

2.8 不同解凍方法對草莓VC含量的影響

VC是草莓重要的營養(yǎng)指標(biāo)，微波解凍、水浴解凍、空氣解凍、超聲波解凍處理后，草莓的VC含量隨貯藏時(shí)間的變化如圖8所示。

圖8 不同解凍方法對速凍草莓VC含量的影響Fig.8 Effects of different thawing methods on vitamin C content of quick-frozen strawberry fruits

由圖8可以看出，比較不同解凍方法得到草莓VC含量的初始值，微波解凍＞超聲波解凍＞水浴解凍＞空氣解凍，且4 種解凍方法初始值差異極顯著，說明微波解凍過程中VC的損失最少，這是由于微波解凍溫度低，時(shí)間短，汁液流失少，這與Oszmiański等[25]研究結(jié)果一致。隨著貯藏時(shí)間的延長，VC含量均呈下降趨勢，微波解凍下降的速度慢，這是由于微波解凍對草莓的組織損傷小，草莓的抗壞血酸氧化酶活性低?？諝饨鈨龊骎C含量下降最快，并且在4 周內(nèi)被全部消耗殆盡，這是由于空氣解凍過程中溫度高、時(shí)間長。

3 結(jié) 論

不同解凍方法所需解凍時(shí)間差異極顯著，微波解凍＜超聲波解凍＜水浴解凍＜空氣解凍。經(jīng)不同解凍方法處理后速凍草莓的物理特性為：微波解凍后的草莓色澤最好、硬度最大、汁液流失率最低；其次為超聲波解凍；空氣解凍汁液流失率最大、硬度最??；空氣解凍與水浴解凍對色澤的影響較大，解凍后亮度明顯變暗。

在營養(yǎng)品質(zhì)方面，微波解凍后總酸含量顯著高于其他3 種解凍方法，水浴解凍總酸含量最低；超聲波解凍花色苷含量最高，空氣解凍花色苷含量最低；微波解凍后還原糖含量、VC含量含量極顯著高于其他3 種解凍方法，水浴解凍還原糖含量最低，空氣解凍VC含量含量最低。綜合分析，微波解凍法優(yōu)于其他3 種解凍方法。

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Effects of Different Thawing Methods on Quality Characteristics of Quick-Frozen Strawberries

LIU Xue-mei, MENG Xian-jun*, LI Bin, ZHANG Qi, LI Li
(College of Food Science, Shenyang Agricultural University, Shenyang 110866, China)

The effects of different thawing methods, microwave, water bath, ultrasonic and natural thawing, on quality characteristics of quick-frozen strawberries were investigated by measuring the required thawing time as well as physical properties and nutritional quality of thawed strawberries. The results showed that the time necessary to thaw frozen strawberries by different methods decreased in the following sequence: microwave, ultrasonic, water bath, and natural thawing, with an extremely significant difference among these four methods. Microwave thawing was the best for maintaining the color and harness of strawberries and minimizing the drip loss, and ultrasonic ranked second. Furthermore, microwave-thawed samples exhibited a significantly higher total acid content and extremely significantly higher contents of reducing sugar and vitamin C (VC) than those thawed by three other methods. Ultrasonic resulted in a higher content of anthocyanins in thawed strawberries than other methods, suggesting that these compounds are destroyed to the least extent during the thawing process. Taken together these results demonstrate that microwave is superior to the other thawing methods.

microwave thawing; water bath thawing; ultrasonic thawing; air thawing; quick-frozen strawberry fruits; quality characteristics

TS255.36

A

1002-6630（2014）22-0276-06

10.7506/spkx1002-6630-201422054

2014-03-04

“十二五”農(nóng)村領(lǐng)域國家科技計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD31B05-3）；遼寧省科技攻關(guān)項(xiàng)目（2011205001）

劉雪梅（1987—），女，碩士研究生，研究方向?yàn)楣呒庸べA藏。E-mail：602505095@qq.com

*通信作者：孟憲軍（1960—），男，教授，博士，研究方向?yàn)楣呒庸べA藏。E-mail：mengxjsy@126.com