董小勇，劉 斌*，申 江，蔡景輝

(天津商業(yè)大學(xué) 天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134)

獼猴桃及香梨冰點(diǎn)實(shí)驗(yàn)研究

董小勇，劉 斌*，申 江，蔡景輝

(天津商業(yè)大學(xué) 天津市制冷技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300134)

水果冰點(diǎn)的確定是保證貯藏效果的前提。利用凍結(jié)法對(duì)獼猴桃和香梨的冰點(diǎn)進(jìn)行測定，并分析冰點(diǎn)與營養(yǎng)成分之間的關(guān)系，包括還原糖、總糖、總酸及可溶性固形物。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：獼猴桃的冰點(diǎn)變化較小，在－1.9～－2.6℃之間；香梨的冰點(diǎn)變化范圍較大，在－1.4～－2.7℃之間。主要原因可能是獼猴桃的總酸度較高，降低了其他營養(yǎng)成分對(duì)冰點(diǎn)的影響；而香梨的酸度較小，冰點(diǎn)受到還原糖、總糖及可溶性固形物的影響較大，并隨著它們質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而降低。經(jīng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)所回歸的獼猴桃及香梨冰點(diǎn)計(jì)算方程所計(jì)算的值與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的吻合度。

冰點(diǎn)；貯藏；營養(yǎng)成分

冰點(diǎn)是所有低溫貯藏物的貯存臨界點(diǎn)，它對(duì)于確定相應(yīng)的貯藏工藝具有決定作用，因此對(duì)貯藏物冰點(diǎn)的研究成為了冷凍、冷藏研究領(lǐng)域中的一個(gè)基礎(chǔ)，同時(shí)也是一個(gè)研究熱點(diǎn)。喬勇進(jìn)[1-2]對(duì)沾化冬棗和櫻桃的冰點(diǎn)進(jìn)行了測定，從而確定貯藏溫度，認(rèn)為冰點(diǎn)隨可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)增大而降低，這與王頡等[3]所得到的結(jié)論是一致的。Roy等[4]研究了板栗冰點(diǎn)與糖度的關(guān)系，認(rèn)為冰點(diǎn)隨糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高而降低，還有一些作者做了更多的工作[5-9]。這些研究主要是針對(duì)冰點(diǎn)與單一營養(yǎng)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系做了研究，而實(shí)際貯藏過程中，貯藏物包括多種營養(yǎng)成分，冰點(diǎn)受到多個(gè)因素的綜合作用。本實(shí)驗(yàn)基于這樣一個(gè)思想，選擇兩種主要營養(yǎng)成分不同的水果進(jìn)行冰點(diǎn)的分析，希望得到影響冰點(diǎn)的主要因素及其對(duì)冰點(diǎn)的作用。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

獼猴桃產(chǎn)自陜西，香梨產(chǎn)自新疆，都是從當(dāng)?shù)夭烧笸ㄟ^汽車運(yùn)輸?shù)竭_(dá)實(shí)驗(yàn)室。在貯藏過程中，營養(yǎng)成分每隔10d測量一次，每次取樣6次，取平均值，測量方法按國家標(biāo)準(zhǔn)GB 6194—86《水果、蔬菜可溶性糖測定法》、GB 12293—90《水果、蔬菜制品可滴定酸度的測定》及GB 12295—90《水果、蔬菜制品可溶性固形物含量的測定——折射儀法》所規(guī)定的方法進(jìn)行。

XGD-262H冰柜 河南新飛電器公司；MX100-E-1R巡檢儀(熱電偶為銅康銅熱電偶) Yokogawa公司。

1.2 冰點(diǎn)測量方法

測量冰點(diǎn)常用的方法有兩種，一種為傳統(tǒng)的凍結(jié)法，另外一種為DSC測量法，在本研究中冰點(diǎn)測量采用凍結(jié)法，主要是因?yàn)椴捎脙鼋Y(jié)法可以清楚地看到被測物品的溫降過程和相應(yīng)的過冷點(diǎn)及相變過程，測量裝置如圖1所示，溫降曲線如圖2所示。

圖1 冰點(diǎn)測量裝置示意圖Fig.1 Diagram of setup for freezing point determination

圖2 凍結(jié)法測量香梨冰點(diǎn)時(shí)溫度變化示意圖Fig.2 Curves of temperature change during freezing point determination of pear

2 結(jié)果與分析

2.1 還原糖對(duì)冰點(diǎn)的影響

圖3 獼猴桃冰點(diǎn)與還原糖質(zhì)量關(guān)系Fig.3 Relationship between freezing point of kiwi peach and reducing sugar

從圖3可以看出，獼猴桃的冰點(diǎn)隨還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大有增大的趨勢，但是不明顯，這與傳統(tǒng)的認(rèn)知不符合。一般認(rèn)為，冰點(diǎn)隨著糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增大而降低，圖4中香梨冰點(diǎn)的變化趨勢體現(xiàn)了這一點(diǎn)。對(duì)于這一點(diǎn)的原因可能是獼猴桃含酸量大，酸度影響了糖度對(duì)冰點(diǎn)的作用，這在圖7、8中得到體現(xiàn)。

圖4 香梨冰點(diǎn)與還原糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系Fig.4 Relationship between freezing point of pear and reducing sugar

圖5 獼猴桃冰點(diǎn)與總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系Fig.5 Relationship between freezing point of kiwi peach and total sugar

圖6 香梨冰點(diǎn)與總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系Fig.6 Relationship between freezing point of pear and total sugar

2.2 總糖對(duì)冰點(diǎn)的影響從圖5、6所體現(xiàn)出的冰點(diǎn)與總糖的關(guān)系趨勢線可以發(fā)現(xiàn)，冰點(diǎn)隨總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高而增大，但是這種關(guān)系很弱。

2.3 酸度對(duì)冰點(diǎn)的影響

圖7 獼猴桃冰點(diǎn)與酸度關(guān)系Fig.7 Relationship between freezing point of kiwi peach and acidity

圖8 香梨冰點(diǎn)與酸度關(guān)系Fig.8 Relationship between freezing point of pear and acidity

從圖7、8可以看出，冰點(diǎn)與酸度之間的關(guān)系不是很明顯，不過從圖8可以看出在酸度較小的情況下，冰點(diǎn)隨酸度的增加有下降的趨勢。

2.4 可溶性固形物對(duì)冰點(diǎn)的影響

圖9 獼猴桃冰點(diǎn)與可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系Fig.9 Relationship between freezing point of kiwi peach and soluble solid

圖10 香梨冰點(diǎn)與可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)關(guān)系Fig.10 Relationship between freezing point of pear and soluble solid

從圖9、10可以看出，冰點(diǎn)隨可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高都有下降的趨勢，但是獼猴桃冰點(diǎn)下降速度比香梨冰點(diǎn)下降速度要緩慢些。

從以上4種營養(yǎng)成分與冰點(diǎn)之間的曲線關(guān)系可以看出，對(duì)一種確定的果蔬，冰點(diǎn)與營養(yǎng)成分比例有著很強(qiáng)的關(guān)系。文獻(xiàn)[10]分別給出了蒜薹冰點(diǎn)與含水量和可溶性固形物之間的關(guān)系，但是沒有分析含水量和可溶性固形物對(duì)冰點(diǎn)的綜合作用。從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，水果的冰點(diǎn)與多種營養(yǎng)成分有關(guān)，并且這些營養(yǎng)成分之間的相互作用可能影響冰點(diǎn)的變化，例如酸度會(huì)對(duì)糖度的影響產(chǎn)生相反作用。一般而言，隨著糖度的增加，冰點(diǎn)會(huì)相應(yīng)的降低。但在酸的作用下，糖的這種影響會(huì)變?nèi)?，這一點(diǎn)可以從反應(yīng)獼猴桃冰點(diǎn)與還原糖和總糖關(guān)系的圖3、5中得到驗(yàn)證。

2.5 冰點(diǎn)與營養(yǎng)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)之間的回歸

根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)冰點(diǎn)與各營養(yǎng)成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)的關(guān)系進(jìn)行了線性回歸，結(jié)果如式(1)和式(2)所示。

經(jīng)反算，利用式(1)所計(jì)算獼猴桃的冰點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最大誤差為15%，最小誤差為1.7%，利用式(2)所計(jì)算香梨的冰點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)最大誤差為25%，最小誤差為1%，預(yù)測結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較好的吻合性。

3 結(jié) 論

3.1 獼猴桃的冰點(diǎn)值在－1.9～－2.6℃之間；香梨的冰點(diǎn)在－1.4～－2.7℃之間。

3.2 獼猴桃的冰點(diǎn)受酸度值的影響較小，除可溶性固形物的質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高會(huì)造成冰點(diǎn)下降外，還原糖和總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的升高會(huì)增大冰點(diǎn)；香梨的冰點(diǎn)隨還原糖、酸度及可溶性固形物質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高而降低，隨總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)升高而增大。

3.3 所擬合的獼猴桃及香梨冰點(diǎn)計(jì)算公式所計(jì)算的冰點(diǎn)與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)具有較好的吻合度，可以用于冰點(diǎn)的預(yù)測及計(jì)算。

[1] 喬勇進(jìn), 孫蕾, 吳興梅. 不同成熟度沾化冬棗冰點(diǎn)測定及適宜貯藏溫度的研究[J]. 經(jīng)濟(jì)林研究, 2005, 23 (1): 10-12.

[2] 喬勇進(jìn), 孫蕾, 吳興梅. 先鋒櫻桃冰點(diǎn)確定及適宜貯藏溫度[J]. 山東林業(yè)科技, 2004(3): 9-10.

[3] 王頡, 李里特, 丹陽. 蔬菜可溶性固形物含量與冰點(diǎn)溫度的關(guān)系[J].中國蔬菜, 2003(4): 7-9.

[4] ROY P, UMEHARA H, NAKAMURA N. Determination of physicochemical properties of chestnuts[J]. Journal of Food Engineering, 2008,87(4): 601-604.

[5] MENG Qingrui, LIANG Yinquan, WANG Wenfeng. Study on supercooling point and freezing point in floral organs of apricot[J]. Agricultural Sciences in China, 2007, 6(11): 1330-1335.

[6] NORTON T, DELGADO A, HOGAN E. Simulation of high pressure freezing processes by enthalpy method[J]. Journal of Food Engineering,2009, 91(2): 260-268.

[7] RAHMAN M S. The accuracy of prediction of the freezing point of meat from general models[J]. Journal of Food Engineering, 1994, 21(1): 127-136.

[8] JAMES C, LEJAY I, TORTOSA N. The effect of salt concentration on the freezing point of meat simulants[J]. International Journal of Refrigeration, 2005, 28(6): 933-939.

[9] van der SMAN R G M, BOER E. Predicting the initial freezing point and water activityof meat products from composition data[J]. Journal of Food Engineering, 2005, 66: 469-475.

[10] 閻瑞香, 賈凝, 宋茂樹, 等. 蒜薹冰點(diǎn)溫度、可溶性固形物含量與含水量相關(guān)性的研究[J]. 食品科學(xué), 2007, 28(10): 555-559.

Experimental Studies on Freezing Points of Kiwi Peach and Pear

DONG Xiao-yong，LIU Bin*，SHEN Jiang，CAI Jing-hui
(Tianjin Key Laboratory of Refrigeration Technology, Tianjin University of Commerce, Tianjin 300134, China)

The detection of freezing point is a primary requirement to provide an effective strategy for the storage of fruits.The freezing points of kiwi peach and pear were tested by freezing method, and the relationship between freezing point and nutrition contents including reducing sugar, total sugar, total acid and soluble solid were analyzed. Results indicated that freezing point of kiwi peach was ranged from －1.9 to －2.6 ℃ and freezing point of pear was ranged from －1.4 to －2.7 ℃. Kiwi peach exhibited a higher content of total acid than that of pear, which reduced the effect of other contents on freezing point. However,the freezing point of pear was mainly affected by reducing sugar, total sugar and soluble solid. The calculated freezing points by regression equations derived from experimental data have a good consistency with experimental results, which can be used to guide the practical application during fruit storage.

freezing point；ice temperature storage；nutrition content

TS255.3

A

1002-6630(2010)09-0080-03

2009-07-30

天津市高校發(fā)展基金項(xiàng)目(2006ZY08)；天津市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(09ZCKFNC00600)

董小勇(1959—)，男，實(shí)驗(yàn)師，本科，主要從事冷凍冷藏工藝及設(shè)備研究。E-mail：dxyong@tjcu.edu.cn

劉斌(1975—)，男，副教授，博士，主要從事冷凍冷藏技術(shù)研究。E-mail：lbtjcu@tjcu.edu.cn