不同的冻结率的影响和长期储存的温度稳定性的切片桃子

文摘

本研究的目的是确定冻结速率和温度影响桃质量在短期和长期冷冻储存。新鲜桃子(碧桃)在当地购买粮食,切片,蘸2%抗坏血酸排干,和包装。研究分为两个实验,确定冻结速率对桃子的影响质量和第二确定冷冻控股温度对桃质量的影响。冻结速率的实验中,新包装桃子被放置在冰箱在不同的温度下(7°C, -12°C, -18°C, -29°C,和-77°C)然后删除测试当桃子的核心温度到达所有冰箱的温度的温度。第二个实验确定了长期持有影响质量使用新鲜和prefrozen桃子举行7°C, -12°C, -18°C, -29°C, -77°C到360天。质量测量包括冻融和减肥,轻盈,坚定,水分含量,抗坏血酸与抗氧化能力(AAEAC)乙醛检测使用气相色谱法(GC),扫描电子显微镜(SEM)和感官评价。在冻结阶段(实验1),桃子减肥和冰晶表面孔隙大小与冻结率增加显著下降。桃子举行-77°C和-29°C维持总体质量更大程度比更高的温度。然而,所有样本解冻时保持酶的褐色;因此,冷冻桃子可能最好冻结状态或在应用程序中使用的外观是一个关键因素。一般来说,新鲜和prefrozen桃子被感觉不能接受的小组成员经过270天的冷冻储存。

1。介绍

因为水果只生长在世界的某些地方在一定的温度和湿度条件和季节性的,保存效果的关键因素这些食物对人类的季节和地区,这些水果不长得好。水果含有大约90%的水开始接受更高的呼吸一旦收获率,导致水分损失,质量恶化,和潜在的微生物腐败(1]。制冷减慢呼吸的水果增加保质期(1];然而,水果冷藏期间继续破坏。冻结期间提供了保留营养和其他质量属性长期储存。冻结之前,桃子的,去皮,切片。而冻结最小化损失的营养,降低酶促褐变,勃朗宁仍发生在冻融[2]。冻结已经成功地用于许多食品的长期保存通过降低温度到-18°C或以下(3]。事实上,6 - 8%的桃子生产加工冷冻桃子(4]。虽然冰冻水果的保持温度保留质量至关重要,冻结速率可以有一个更大的对果实品质的影响。快速冷冻可以防止水通过渗透作用的植物细胞的损失而冻结速度允许足够的时间对水迁移的细胞更大滴损失缓慢冷冻水果(2]。因为墙,损害在寒冷,水不返回到细胞解冻后,而是变得滴损失(2]。冷冻水果延迟的物理、化学和生化反应的诱导植物化学的恶化。大部分液态水转化为冰冻结期间,减缓微生物、酶、脂质氧化反应(5]。酶反应是恶化的一个主要担忧的冷冻水果。酶活性已经在食物储存在温度低至-73°C (6]。由于pheophytisation颜色失去冷冻蔬菜含有叶绿素中的镁叶绿素的中心时的卟啉环丢失,取而代之的是氢7]。这个反应是造成当pH值降低在冷冻储存从而启动pheophytisation反应(7]。纹理是新鲜的水果,因为它的另一个关键质量因素决定了可接受性(8]。冻结速率缓慢导致大的冰晶造成果实细胞壁的破坏导致的不良浆糊状质感冷冻水果。解冻后,水果将软由于细胞损伤和水迁移从水果的细胞结构。植物化学物质在高浓度水果包括酚类化合物,如花青素类黄酮、黄烷醇、酚酸(9]。黄酮类化合物主要发现在皮肤的水果,造成重要的品质等方面香气和颜色(10]。由于酚类化合物是抗氧化剂,它们受氧化在存储和处理的食物(11]。冷藏可以帮助保持营养成分,例如,李子在0°C和维生素C降解率较低比保持在5°C和12°C (12]。而大量的研究表明低温度缓慢的降解营养和其他化学降解反应,降解率的差异之间的温度用于商业冰柜可能并不明显。更节能的冰箱可能时如果研究表明,质量损失是不重要的冰冻水果是储存在冰箱的温度略高。

2。材料和方法

2.1。样品制备

桃子(碧桃)在当地采购用自来水冲洗,用纸巾干,然后切成8片。每片的重量大约是12 g 14 g。片蘸2% L-ascorbic酸(食品级,西格玛奥德里奇,圣路易斯,密苏里州63103,美国)为2分钟。片被排干,包装在旋转Pak袋(Nasco,西格玛奥德里奇,圣路易斯,密苏里州63103,美国)然后储存在 为2小时。长期存储的研究中,prefrozen桃片被从商业供应商和获得举行-20°C到使用。prefrozen和新鲜的桃子被用于长期存储的研究。每个冻片的尺寸和重量大约prefrozen样品一样新鲜的桃片(12 g 14 g)。

实验1(短期存储),桃子放在冰箱有五组不同温度(7°C, -12°C, -18°C, -29°C,和-77°C),然后被用于测试当核心控股的温度达到设定的温度在每个冰箱。因为有5端点温度为-77°C的冰箱,冰箱4 -29°C, -18°C的冰箱、2 -12°C,和1 7°C冰箱,这导致共有15种不同治疗(图1)。实验2(长期存储),新鲜和prefrozen桃样本随机存储在冰柜在不同的温度下(7°C, -12°C, -18°C, -29°C,和-77°C)为360天(图2)。15个治疗导致不同冻结时间为每个端点的温度(图3)。新鲜的桃子样本准备实验1所述而prefrozen从商业来源获得的样本。一个桃片在每个冰箱的核心温度与热电偶监控整个存储,和冰箱内部温度和湿度记录使用一个传感器。清新的质量属性测试prefrozen桃子进行天0,30岁,90年,180年、270年和360年。0天,新鲜和prefrozen样本从每个冰箱集在7°C, -12°C, -18°C, -29°C, -77°C进行测试。从每个治疗两个桃片冻干的扫描电子显微镜(SEM)冰晶孔隙大小的分析。冻结损失和明度( )测试是测量冻结后解冻。其他测试进行解冻后在冰箱里 °C 24小时。

2.2。冻结的损失

冻结的损失百分比由重量决定(梅特勒-托利多PB3002规模,Langacher Greifensee,瑞士)新鲜和prefrozen样本在每个桃子样本放入各自的冰柜,然后后再冻结。冻结的损失百分比计算基于方程:

2.3。解冻损失

解冻损失百分比由重量决定(梅特勒-托利多PB3002规模,Langacher Greifensee,瑞士)新鲜和prefrozen样品在冷冻和解冻后再一次。解冻损失百分比计算基于方程:

2.4。减肥

总百分比的减肥决心加法损失百分比冻结和解冻损失百分比为基础。体重百分比计算基于方程:

2.5。颜色

明度( ), ,和测量原始和冻桃样品用美能达色度计与dp - 400数据处理器和cm - 400浓度计(美能达、科罗拉多)所描述的13]。颜色分析冻桃治疗后直接进行称重。塑料包装被用来覆盖桃治疗期间颜色保护色度计读数。塑料包装的影响对颜色占在校准。颜色也测量了样品在冷冻和解冻后。

2.6。纹理(坚定)

没有果皮的坚定和确定基于描述的方法(13]。TA-XT加上纹理分析器(稳定的微电脑系统结构技术公司,斯卡斯代尔,纽约,纽约,美国)被用于分析的探针直径8毫米,5毫米深度测试,1毫米的普及率⁻¹。

2.7。冷冻干燥过程

两片样品(每复制)被首先用于冰晶体分析冷冻干燥(Labconco Lyph-lock 6冷冻干燥系统,堪萨斯城,密苏里州),去除水分和稳定冰晶毛孔。冷冻干燥下实现冷凝器温度范围-44°C到-48°C和真空压力范围的 来 毫巴。样本从冷冻干燥器中删除后五天,存储在一个3.33°C (38°F)冰箱隔夜之前显微镜分析。

2.7.1。扫描电子显微镜(SEM)

冷冻治疗的表面和核心区域进行了分析与s - 3400 n变压SEM (VP-SEM)(马里兰州日立高新技术公司,Clarksburg)所描述的(13]。显微镜是用来捕捉显微照片图像的毛孔与组织在寒冷中冰晶形成。样本首先进行表面冰晶损伤分析,然后切成一半观察核心冰晶损伤分析。加速电压的仪器是20 kV和燃烧室压力40 Pa。显微照片图像存储在石英PCI数据库的先进材料研究实验室在克莱姆森大学。

2.7.2。图像J冰晶孔隙大小的分析

图像1.50 J我软件,由韦恩Rasband和美国国立卫生研究院,被用来量化冰晶孔隙损失的显微照片图像获得的s - 3400 n变压扫描电子显微镜。每张图片设置为500的规模μ米,距离500年像素,像素长宽比为1.0。收集的数据包括面积、面积派系,和一个椭圆,每个小数位的3。每个毛孔都分析了基于孔隙大小从50μ米²从0到1.0到正无穷和循环。基于这些设置,软件产生孔隙总数、总孔隙面积、平均孔隙大小、面积百分比,主要和次要的轴值,毛孔角数据。

2.8。水分含量测定

桃子样本举行100°C 6 h,和水分的百分比计算基于减肥。 在干燥之前。

2.9。DPPH自由基清除实验

抗氧化能力测定使用由[DPPH方法描述14与修改)。短暂,15克切桃子和100毫升的50%乙醇溶解,混合,持续30秒。样本离心机在11000转/ 15分钟在5°C。L-Ascorbic酸溶解0.0176 g标准制备的抗坏血酸在100毫升的50%过滤水和50%乙醇。DPPH被溶解准备0.008 g的DPPH 100毫升50%的乙醇。0.4毫升的样品放入管和添加2毫升的DPPH。管被放置在一个黑暗的地方30分钟。0.25毫升来自每个管和放置在一个微型板块。吸光度测量使用时代分光光度计在517 nm,和抗氧化活性测定标准曲线的基础上L-ascorbic酸浓度。结果计算,抗氧化能力表示为毫克/克。

2.10。感官评价

(描述的感官评价是执行15]。评估在个体摊位进行训练小组8法官。8法官被训练了两天的感官评价颜色、质地和风味比新鲜的桃子控制样本。八纵切片新鲜冷冻后和prefrozen样品准备和放置在一个白色的瓷碟。样本测试5分钟内切割,确保光泽度和避免褐变反应。每道菜包含随机的样本不同的数字。质量属性评价是基于确定的可接受性使用享乐规模标有以下两个锚点:0.0 =非常不喜欢15.0 =非常喜欢。

2.11。统计分析

实验(冻结速率和长期存储)都开始复制三次在不同的日子里使用不同批次的桃子。数据分析使用一个单向方差分析(方差分析),并统计显著性在5%的水平。冻结有显著治疗效果的分析 ),显著差异运用多重比较测试和确定最小显著差(LSD)和图基的检测意义。

3所示。结果与讨论

3.1。实验1:短期冷冻对桃质量的影响

新鲜的桃片被置于冰柜设定在五个不同的温度(7°C, -12°C, -18°C, -29°C,和-77°C),然后从每一个冰柜当核心桃片温度达到五温度。这创造了五个不同的冻结时间达到-77°C,四个不同的冻结时间达到-12°C,三个不同的冻结时间达到-18°C,和两个不同的冻结时间达到-29°C:在15个不同的冻结。

冻结速率(°C / h)是由以下计算:初始和最终产品的价值之间的区别温度除以冻结时间(16]。这不同的冻结率(图生成4)从0.07°C /分钟冻结7°C的冰箱7°C到1.8°C /分钟冻结29°C的-77°C冰箱。

桃子冻结在7°C和-12°C冰柜冻结和解冻损失明显高于桃子冻结在-29°C和-77°C(图5)。这是预期自冻结速率-77°C和-29°C明显快于7°C和-12°C冰柜(图4)。在冻结的四个阶段,首先产品温度降到冰点,然后冰晶体形成开始前产品温度低于冰点(过冷)17]。冰晶体形成的第三阶段(相变)是最长和最能源密集型阶段。冻结的最后阶段是最后的储存温度降低产品温度(17]。快速冻结导致时间不足损失的水从植物细胞结构和细胞内的小冰晶形成而冻结速度变慢。缓慢冻结允许更多的水离开植物细胞结构形成大冰晶,破坏植物结构导致更大的滴在冻融损失(18]。由于细胞壁破坏在寒冷,水不能返回到细胞解冻后,但相反,变得滴损失(19]。三个因素影响滴损失高产品内部压力,形成冰晶产品,水从植物细胞的不可逆的去除。滴水损失的增加表明液体蜂窝组件的更大的损失,加剧了酶催化破坏细胞壁和细胞膜损伤在冷冻和冷冻储存(20.]。冰晶体生长也可能发生在冷冻储存期间由于冰箱温度循环除霜导致较大的晶体形成,这将损害和细胞壁破裂21]。

正如前面所讨论的那样,冰晶孔隙大小和冰晶形成的数量直接影响冻结速率和反映在滴水损失。正如所料,冰晶表面孔隙大小呈负相关,冻结速率因此桃子冻结在7°C大于-77°C,而孔隙人数冻结率(数据直接相关6和7)。刚才讨论,缓慢冷冻造成大的冰晶形成的桃子,虽然快速冻结导致小冰晶冻结期间导致更少的损害桃子。小冰晶导致更好的冷冻食品质量而缓慢冻结了大冰晶尤其是在细胞外空间,导致组织损伤。快速冻结产生无数小冰晶更均匀分布在细胞内和细胞外空间(22,23]。快速冷冻水果和蔬菜是有用的产品;然而,在存储温度波动可能导致再结晶和冷冻产品中质量损失(23]。

桃子一般轻(更高 )和红(高 )在低温冰柜(快冻结率),而与缓慢冷冻冰箱温度越高(表1)。的变化值导致缺乏对冷冻治疗的意义。色度值介于27.9和30.1之间,颜色介于82.6和88.9之间为所有治疗没有冻结效应趋势。慢冻结导致桃子高剪切力值相比,冻结速率(图快8)。轻盈、发红和剪切力是直接关系到冰箱温度/冻结率反映了水的保留细胞结构的桃子。深色的外观和坚定增加可能是由于形成大冰晶形成缓慢冻结期间,受损的细胞膨压降低和增加坚定的样本值。

感觉小组成员认为新鲜的桃子桃子相似。但解冻后24小时(3.33°C)循环,桃子展出布朗宁尽管预冻结治疗抗坏血酸的2%。冻结导致细胞损伤的细胞器和膜结构内的水果。作为一个结果,酶系统可能脱臼和释放细胞器导致酶活性与各种颓废的反应和效果,包括褐变。此外,细胞内的水分流失桃组件影响肿胀增加细胞内溶质浓度影响pH、离子强度的解冻部分桃组织。溶质的浓度会影响产品质量24,25]。布朗宁冷冻解冻期间桃子是由结合(1)冰形成叶绿体和色素母细胞的损害和体积膨胀;(2)开发的酶促褐变;(3)天然色素的变化,包括叶绿素的转换(绿色)脱镁叶绿素(棕色),从leukoanthocyanins络合的花青素和其他色素,类胡萝卜素降解[26,27]。

没有区别(表治疗抗坏血酸的抗氧化能力2)。抗坏血酸的损失可以长期储存或高温造成的物理伤害到水果寒冷损伤(28]。Sahari et al。29日)没有发现伊朗冻结速率对维生素C含量的影响草莓因此冷冻食品抗氧化能力的变化预计将微乎其微。

3.2。实验2。长期冻结对桃质量的影响

减肥对桃子显著增加存储温度超过1年期存储研究;然而,体重的增加通常是更大的桃子桃子相比储存在较高的温度下在较低的温度(数据9和10)。除了0天,减肥由于冻融prefrozen没有差异和新鲜的桃子。桃子冻结在77°C较低体重比桃子冷冻和举行其他的温度在30天,90,180,270,360。同时,桃子冻结在-29°C较低体重比桃子举行18°C, 12°C,和7°C 90年之后,180年,270年,360天的存储。没有显著差异在减肥桃子举行7°C和-12°C 90天,180,270,360。其他研究者也观察到减肥的食物解冻后(30.- - - - - -32]。拉奥(30.)发现了一个减肥之间的直接关系和果胶物质,糖,滴定酸度,火山灰和矿物质,发现滴。Pukszta和Palich31日)表示,减肥在冷冻草莓增加存储期间的长度和温度变化。葛姆雷(32]表明,减肥可以与肿胀的损失在新鲜水果由于水的连续亏损蒸腾之间的不平衡和缺乏水吸收。

明度有直接关系,降低冰点;因此,桃子在较低温度下冻成了黑暗期间存储(图11)。桃子冻结在7°C比桃子深冻结在所有其他温度在30天的存储。通过180天的存储,桃子冻结在7°C和12°C比桃子冻结在其他温度下的黑暗。此外,桃子举行-77°C比桃子在-29°C轻天30日,90年,180年,270年和360年,在-29°C和桃子比桃子轻举行18°C, 12°C,和7天30°C, 90, 180, 270, 360。所有样品保持酶的褐色在冷冻解冻后一周7°C;因此,冷冻桃子是最好的用于应用程序,它们可以用在冷冻状态和之前解冻。

坚定的桃子一般在冷冻储存不论冰箱的温度有所下降(图12)。此外,新鲜的桃子比prefrozen桃子公司冰箱的温度。之间没有差异坚定桃子冻结在-77°C, -29°C,和-18°C天30,90年,180年,270年和360年,和桃子在冰柜-29°C和-18°C强于桃子举行-12°C和7天180°C, 270和360。桃子冻结在7°C的坚定是低于其他寒冷天气。较高的冷冻温度如-12°C和7°C将损害桃子冰晶体积膨胀引起的细胞膜,减少产品完整性解冻后导致过度排水(33]。低冰点温度如-77°C, -29°C, -18°C可以形成一个防护桃子表面冰层减少体积膨胀在寒冷(34]。坚定也相关的果胶含量水溶性和不溶性分数(35]。因此,水溶性果胶在解冻损失将减少桃坚定(5]。

孔的数量减少,毛孔的大小增加冰箱的温度(数据在存储13和14分别)。明度和坚定的变化反映了孔隙大小和数量的变化。较大的孔隙大小的镜子减少坚定和桃子由于细胞膜损伤的轻盈。孔隙数量没有区别桃子举行-77天30°C和-29°C, 90, 180, 270, 360。也没有桃子孔隙数量差异冰柜-29°C和-18°C之间天30,90,180,270,360。桃子在较低温度下冷冻-77°C和-29°C的小毛孔比其他冰柜。但冰晶体破裂的增长,推动,压缩桃子细胞。显微图新鲜的桃子表面冻结状态,从商业prefrozen状态是视觉上小桃样品在-77°C和-29°C相比举行7°C(图15)。冰的成核和冰晶形成的数量和大小取决于冻结率;慢的冻结将产生更少的成核率,较大的冰晶,和更多的水和冰的位错(迁移);因此,冰在大面积积累。另外,更快的利率将产生更多的成核,但小冰晶(5]。

桃子的抗氧化能力明显降低(图16)。桃子储存在-77°C和-29°C保留更高的抗氧化能力比其他冰柜在30天,90,180,270,360。没有差别的桃抗氧化能力举行7°C和-12°C 90天,180,270,360。然而,不仅抗坏血酸负责桃子还酚醛含量的抗氧化性能。的主要生物活性化合物水果是维生素A和C,类胡萝卜素、酚醛树脂。这些化合物的食物他们的抗氧化性能37]。De Ancos et al。38]发现,冷冻过程略受影响的总酚含量覆盆子和连续总鞣花酸含量的减少。多酚氧化酶的损失归因于释放存储期间果实的细胞壁。桃子果肉中的酚含量变化是没食子酸当量(从0.82到6.52毫克39]。抗坏血酸的主要损失观察到冰柜7°C和12°C,因为桃子减肥期间解冻,抗坏血酸水平的下降。抗坏血酸是水溶性的,可能会受到冰晶体形成的影响。抗坏血酸的降解是影响等几个因素在冷冻储存方法、类型的食品和包装、冷冻过程,时间,温度条件(40]。抗坏血酸酶或非酶的氧化。维生素C的主要酶造成损失是抗坏血酸盐氧化酶(37]。许多研究表明,抗坏血酸的稳定性更高一些水果如草莓、柑橘、番茄。当冷冻储存温度降低(40,41]。Sahari et al。29日]发现维生素C的损失是相当大的在-12°C;然而,维生素C是高在-18°C和-24°C (29日]。

桃子含水率下降随着时间的推移和桃子冻结价格高,在较低温度(图17)。低水分的损失部分的抗氧化能力可能是由于抗坏血酸等水溶性维生素的损失。在含水率桃子没有差别举行-77天30°C和-29°C, 90, 180, 270, 360。桃子在-77°C水分含量也高于桃子在-18°C, -12°C,和7°C冰柜180天,270年和360年。

感官评分为冷冻桃子在存储有所下降;然而,桃子储存在-18°C, -29°C, -77°C保留通过一年存储周期感官得分相对较高而桃子储存在-12°C和7°C跌破“喜欢”水平(图18)。事实上,桃子储存在7°C降至1 1 - 15“非常喜欢”的规模。没有显著差异在桃子的感官得分当储存在-77°C和-29°C在30天,90年,180年,270年和360年。桃子存储在-29°C得分高于储存在-12°C和7天30°C, 90, 180, 270, 360。桃子的质量属性存储在7°C明显低于其他冰柜在30天,90,180,270,360。

4所示。结论

快速冻结在-29°C和-77°C通常保持桃子质量比缓慢冻结其他温度冻结后解冻。然而,所有治疗显示解冻后酶促褐变。一旦冻结,长期冷冻储存在-29°C和-77°C慢12个月期间的损失几乎所有质量属性存储周期比其他存储温度。有趣的是,更高的温度(-12°C和-18°C)是类似于较低的温度(-29°C和-77°C)至于感官面板判断通过90天。也发现类似的结果为己醛含量,-12°C和-18°C显示最小和类似的乙醛含量为桃子存储在-29°C和-77°C到90天。因此,桃子质量可以保持在这些更高的温度可能降低能源成本,同时保留质量在冷冻储存。

数据可用性

本研究的数据是可用的。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

克莱姆森大学实验台的技术贡献。是6849。这种材料是基于工作研究所支持NIFA /美国农业部,根据项目号码sc - 1700553和sc - 1700535。

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