吴新怡，潘志涛，朱吟非，王超，段翰英

（暨南大学理工学院食品科学与工程系，广东广州 510632）

西梅富含维生素、矿物质、膳食纤维等营养成分及抗氧化活性物质，有延缓大脑和机体衰老的功效，具有较高的营养保健价值和市场价值。但是西梅鲜果属于跃变型果实，其含水量高、耐贮性差，极易造成损失。近年来，国际市场对西梅需求量的不断增加。为延长其供应期，大量西梅采用了冷冻方式进行贮藏，而解冻后西梅品质将直接影响到最终加工成品的品质。

冷冻通过低温将果蔬内的水分冻结，从而抑制微生物及酶的作用，达到长期贮藏的目的。解冻可看作为冷冻过程的逆过程，使冻结食品中的冰晶再融化成水，食品重新吸收汁液并恢复到冻结前的新鲜状态。解冻方法的好坏将最终影响食品的品质。有研究表明，解冻方式可通过改变微观结构来影响速冻食品的质构，且果蔬的营养成分与质构特性之间呈现出相关关系，这种关系在对果蔬加工和保鲜中具有非常重要的作用。

目前常用的解冻方式有热水解冻、常温解冻、微波解冻和超高压解冻等。热水解冻是较为普遍的解冻方式，但容易造成冷冻产品受到水中微生物的污染与营养物质的流失；常温解冻虽然条件较为温和，但解冻时间长、占地面积大、成本高，效果较差。刘雪梅等证实了常温解冻方式会一定程度上造成草莓汁液流失、营养物质含量下降，直接影响到速冻草莓的品质；微波解冻具有迅速、高效、优质、经济效益高、不破坏包装的优势，能够有效防止外界微生物与食品的接触而导致的表层污染，但易产生局部过热效应。虽然它可以大大缩短解冻时间，但它也具有解冻不均匀的缺点。食品超高压技术是在密闭的超高压容器内,用水作为介质对软包装食品等物料施以较高压力的一种新型处理技术，可控制食品实现无冻结相变的低温贮存，具有时间短、效率高、效果好等优势。彭郁研究了不同解冻新技术对芒果品质及解冻效率的影响，发现超高压技术的解冻效率最高，在高压125 MPa 时，保压时间2 s 即可实现解冻。因此，超高压技术在解冻方面的应用前景广阔。

鉴于目前尚无解冻方式对西梅品质影响的研究，本文将经液氮冷冻后的西梅采用5 种方式（热水、微波、超声波、超高压、常温）进行解冻，通过解冻时间、微观结构、质构特征、理化特性等指标的测定，探究不同解冻方式对西梅解冻效率、营养成分、结构质地、酶活性、感官品质等的影响，从而进一步提高西梅产品品质，为西梅的保鲜、加工产业提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

西梅（澳洲智利特级西梅）暨南大学好实惠果品店；BC2630 果胶酶活性检测试剂盒 北京索莱宝科技有限公司；维生素C 检测试剂盒（菲咯啉比色法）北京雷根生物技术有限公司。

BCD-256KF 家用冰箱 青岛海尔股份有限公司；1615092S 超低温冷冻储存箱 长虹美菱股份有限公司；扫描电子显微镜 荷兰FEI 公司；真空包装机 得力集团有限公司；SB-5200DTS 超声波仪 宁波新艺超声设备有限公司；M1-L202B 微波炉 美的集团有限公司；SCIENTZ-18N 冷冻干燥机 宁波生物科技股份有限公司；PAL-1 手持糖度计 日本ATAGO 公司；HH-4 数显恒温水浴锅 江苏金坛市宏华仪器厂；CQC2L-600 超高压设备 北京速原中天科技股份公司；TES-1310 食品中心温度计 泰仕电子工业股份有限公司；IPP400 恒温器 德国美墨尔特；JJ500 型电子天平 常熟市双杰测试仪器厂；质构仪 上海腾拔仪器科技有限公司；UV-9600 紫外-可见光分光光度计 北京瑞利分析仪器公司。

1.2 实验方法

1.2.1 西梅液氮速冻处理 取同样大小的西梅洗净沥干，每个处理组10 个，将西梅置于保温桶中，浇灌液氮约25 s，水果中心温度达到−78 ℃ 立即用PET袋真空包装，放入−80 ℃冰箱中保存。

1.2.2 西梅解冻方式及解冻时间的测定 将液氮速冻后的西梅进行解冻处理，每组10 个。从-80 ℃冰箱中将样品取出，分别进行超高压解冻（100 MPa）、热水解冻（水浴，30±0.5 ℃）、常温（恒温器，25±0.5 ℃）、微波解冻（解冻模式，500 W）、超声波解冻（45 kHz，水温25±0.5 ℃），当水果中心温度到达4 ℃时解冻结束，并记录时间。

1.2.3 指标测定方法

1.2.3.1 汁液流失率 取冷冻的西梅样品，解冻前称取净重，解冻后用滤纸擦净西梅表面的汁液，然后称重，计算减少质量占样品原质量的百分率，即汁液流失率（%）。

1.2.3.2 质构分析（Texture Profile Analysis，TPA）参考张慧娟等的方法。解冻后的西梅去核，置于不同的探头下检测其硬度、咀嚼性、剪切力、表皮强度。每组样品测试10 次，并取平均值。具体设置如下：

硬度：TA39 探头，测前速率为1.0 mm/s，测试速率为1.0 mm/s，测后速率5.0 mm/s，触发值5.0 g，压缩距离30%，数据采集速率400 pps；咀嚼性：PSK 探头，测前速率1.0 mm/s，测试速率1.0 mm/s，测后速率5.0 mm/s，触发值为5.0 g，压缩距离为20.0 mm，数据采集速率为400 pps；剪切力：TA7 探头，测前速率1.0 mm/s，测试速率 1.0 mm/s，测后速率5.0 mm/s，触发值3.0 g，压缩距离15.0 mm，数据采集速率400 pps；表皮强度：TA9 探头，测前速率1.0 mm/s，测试速率1.0 mm/s，测后速率5.0 mm/s，触发值1.0 g，压缩距离为10.0 mm，数据采集速率为400 pps。

1.2.3.3 西梅微观结构的观察 将不同方式解冻后的样品真空冷冻干燥至样品温度与冻干机搁板温度一致。选取截面较为整齐清晰的断截面进行孔隙观察，取干燥后的样本切片在扫描电子显微镜100倍下进行电镜检测。

1.2.3.4 可溶性固形物含量 采用手持糖度计测定。取适量解冻后的西梅汁，读出其可溶性固形物含量（%）。重复测定三次。

1.2.3.5 果胶酶活性 称取约0.5 g 解冻后样品于离心管中，加入5 mL 提取液冰浴匀浆后，吸取1 mL 匀浆液于1.5 mL 的微量离心管中，参照BC2630 果胶酶活性检测试剂盒试剂使用说明书操作。

1.2.3.6 维生素C 含量 准确称量2 g 解冻后样品加入研磨器内，加入稀释后的匀浆液研磨碎，上清液倒入离心管中，参照维生素C 检测试剂盒（菲咯啉比色法）的使用说明书操作。

1.2.3.7 感官评价 参考LI 等的方法，取不同解冻方式处理的西梅，在25 ℃左右的常温环境放置30 min。由10 名专业评价员组成评价小组，根据西梅感官评分标准（表1）对样本从颜色、气味、口感、硬度、接受度5 个指标进行评估。分数从1 增加到9，偏好也随之增加。

表1 西梅感官评分标准Table 1 Sensory evaluation standard of prunes

1.3 数据处理

所有实验均进行3 次平行，结果用平均值±标准偏差表示。采用Microsoft Excel 进行数据统计与感官评价定量描述分析（Quantitative Descriptive Analysis,QDA）雷达图的绘制，用IBM SPSS Statistics 24、STATA14 软件进行ANOVA 方差分析与多重比较（<0.05），用Origin 2018 进行柱形图的绘制。

2 结果与分析

2.1 不同解冻方式对西梅解冻效率的影响

如图1 所示，超高压的解冻时间为60 s，解冻时间最短；微波的解冻时间其次，在2～3 min 左右，但受热不均匀，部分西梅出现了过热现象；超声波与热水解冻均可加速解冻过程，在45 Hz 的水介质中，超声波解冻时间在8～9 min 左右。热水解冻通过利用与水介质的热传递效应加速了解冻的过程，时间在5～8 min 不等，这与孙聿尧的研究结果相似，超声波解冻速率较快、解冻效果较好，热水解冻时提高温度可以加快解冻速度。而常温解冻属于外部解冻，解冻的速度最慢。超高压解冻最快，其主要原因可能一方面是压力的升高导致相变温度的下降，这将与环境之间产生更大的温度差；另外则是压力的升高导致相变潜热的降低。

图1 不同解冻方式的西梅果实的解冻时间Fig.1 Defrosting time of prunes with different thawing methods

2.2 不同解冻方式对西梅外观品质和微观结构的影响

2.2.1 西梅果实汁液流失率的变化 汁液流失率是衡量解冻方法效率及品质的重要指标，可表征冷冻样品的持水能力，并反映冷冻样品的风味和营养物质的保存情况。由图2 可以看出，不同解冻方法所造成的西梅汁液流失率有较大差异，其中超高压解冻流失率最大，达5.15%，其次是常温解冻（3.13%）、超声波解冻（2.36%）、热水解冻（1.90%），微波解冻的汁液流失率最小（1.08%），这是由于微波具有一定的穿透能力，可以穿透进细胞内部，从而达到细胞内外同时加热的作用，缩短解冻时间，汁液流失率较低。而热水解冻对细胞的破坏较剧烈，受到外界水压的影响，会较快速地进行复水作用，部分细胞受热膨胀，汁液流失率也较低。对超声波解冻来说汁液流失率较低，是因为物料的介质损耗而吸收超声波能量并转换为热能，这可以使物料整体迅速升温。超高压解冻技术会显著增加汁液的流失率，可能是因为压力的增加会使得西梅的质构发生变化，破坏细胞结构从而影响保水能力。因此，微波解冻是汁液流失率最低的解冻方式。有实验表明，微波解冻与空气解冻、静水解冻比较，可有效降低海鲈鱼解冻汁液流失率，微波解冻与低温解冻都可显著降低速冻菠萝蜜果肉的汁液流失率。

图2 不同解冻方法对西梅果实汁液流失率的影响Fig.2 Effects of different thawing methods on juice loss rate of prunes

2.2.2 西梅果实质构的变化 由表2 所示，不同解冻方式处理对冷冻西梅果实的所有TPA 参数都产生了显著性影响（0.05）。在几个处理组当中，超高压解冻显著增加了果实的硬度、咀嚼性、剪切性和表皮强度，其原因可能是因为西梅在100 MPa 的压强下出现了收缩现象，使组织变得更为致密；也有研究表明随着压力增大，果蔬制品的细胞膜、细胞壁等结构会受到破坏，使果蔬细胞结构变形或破裂，而在一定程度下，果蔬细胞会释放果胶甲酯酶，其可使高甲酯化果胶转化为低甲酯化果胶，并且通过共价键与金属离子结合，因而提高了果蔬的硬度。微波解冻也能较好地保持果蔬的咀嚼性、剪切性、表皮强度，这可能是因为微波作用的时间短、效力强，微波能够穿透细胞同时对内外加热，形成较小的细胞内外压强差，细胞膜不易破碎，从而保持西梅果实质构的完整性。超声波解冻能够起到一定的辅助作用，但是其与热水、常温解冻在保持西梅果实质构的效果上仍然存在一定差距。

表2 不同解冻方式对西梅果实质构参数的影响Table 2 Effects of different thawing methods on TPA of prunes

2.2.3 不同解冻方式对西梅微观结构的影响 由图3可明显看出，热水处理组的细胞结构出现了明显的破坏现象，细胞孔隙大且不均匀，而微波解冻组细胞结构保持得相对完整，有较少小的孔隙出现，更好地保持了西梅果实的微观结构；超声波、超高压、常温解冻处理组均出现了不同程度的细胞破裂，其中超高压解冻的细胞破坏程度是三者之中最严重的，出现了严重的分离和破裂现象，这可能是由于超高压造成细胞内外压强差增大而导致的破裂；而常温解冻的孔隙相较而言比较均匀，超声波的孔隙较少，表明超声波辅助解冻可以一定程度上保持微观结构。从对果肉微观结构的影响来说，微波解冻是几种解冻方式中效果最好的。

图3 不同解冻方式对西梅果实微观结构的电镜扫描图（100×）Fig.3 SEM images of the fruit tissues of prunes after thawing treatment(100×)

2.3 不同解冻方式对西梅果肉理化特征的影响

2.3.1 可溶性固形物的变化 不同解冻方式处理后西梅果实的可溶性固形物含量存在显著差异（<0.05），且低于新鲜西梅果实（图4）。但微波解冻后西梅果实可溶性固形物流失最少，与新鲜果实（22.90%）相近，这可能与微波处理时，处理的时间短、细胞结构保持较好、且汁液流失率低有关。有报道称，相比于水浴、超声波等处理方法，微波对于保持蓝莓的可溶性固形物效果最好且鲜样和微波解冻后的可溶性固形物含量无显著差异。

图4 不同解冻方式对西梅可溶性固形物的影响Fig.4 Effects of different thawing methods on soluble solids contents in prunes

2.3.2 维生素C 含量的变化 不同解冻方式后西梅的维生素C 含量有明显的降低且具有显著性差异（图5）（<0.05），其中超高压和常温解冻造成84.11%、83.49%的损失，微波解冻的损失相对较小，有44.70%。维生素C 是水溶性维生素，汁液流失会带走大量的维生素C 和其他水溶性营养物质，在4 种解冻方法中，微波解冻的维生素C 保存得最好，而超高压解冻对西梅组织结构破坏较为严重，维生素C 的含量最低，这与不同解冻方式处理后果实汁液流失率的结果趋势基本一致。章宁瑛等人在对蓝莓解冻的研究中发现，因维生素C 是热敏感性极强的水溶性物质，常温解冻、水浴解冻和超声波解冻后维生素C 含量损失率都较大。

图5 不同解冻方式对维生素C 含量的影响Fig.5 Effect of different thawing methods on vitamin C content

2.3.3 对果胶酶活性的影响 果胶酶是影响果实质构的重要因素。除超声波解冻处理之外，不同解冻方式对冷冻西梅果实中果胶酶的影响显著（<0.05）（图6）。经不同方式解冻后，超高压处理能降低96.60%酶活性，而超声波解冻几乎未影响果胶酶活性，可能是处理时间较短或是强度低的缘故。超高压钝化果胶酶现象可能由几个原因导致：其一，酶活性中心的基础是三级结构，在超高压的作用下，蛋白质的三级结构会受到挤压，因而改变酶的活性中心。其二，超高压的作用还可能会破坏蛋白质三级结构的疏水键、二硫键等各种次级键，导致蛋白质的空间结构崩溃。此外，常温解冻、微波解冻、热水解冻等对酶活的影响则有可能体现在热效应及对细胞结构的破坏上。

图6 不同解冻方式对果胶酶活性的影响Fig.6 Effects of different thawing methods on pectinase activity

2.4 不同解冻方式对西梅感官品质的影响

感官评价是对消费者最直接的接受及喜好程度体现，经由不同解冻方法处理后，西梅的颜色、气味、口感、硬度以及消费者可能的接受度，经综合感官品评后结果如图7 所示。

图7 不同解冻方式处理西梅果实的感官评价QDA 雷达图Fig.7 Sensory evaluation of prunes treated by different thawing methods using QDA radar map

结果表明，超高压解冻在气味、接受度、口感等方面都明显优于其他的解冻方法，且经超高压处理后的西梅带微甜口感，而经热水和超声波处理后的西梅口感发酸，且质地较软，西梅的芳香气味保存不足。常温处理后的西梅果肉还带有一定的芳香气味，但是硬度较软，微波处理后的西梅口感局部发酸，可能是因为冷冻后微波热效应导致局部过热。西梅是一种适宜在4～8 ℃保存的水果，因此过低或过高的温度处理都会使其口感不再贴近于新鲜果实而有变味情况，超高压作为非热处理的新技术，在西梅解冻方面也表现出了较好的前景。

3 结论

不同解冻方式的解冻效率不同，超高压解冻效率最高（60 s），微波解冻次之（2～3 min），超声波与30 ℃热水解冻均可加速解冻过程（5～8 min）。微波解冻后西梅细胞结构保持得最好，汁液流失率最低（1.08%），感官评价较好。热水处理组的细胞结构出现了明显的破坏现象，细胞孔隙大且不均匀。超声波、超高压、常温解冻处理组均出现了不同程度的细胞破裂，其中超高压解冻的细胞出现了严重的分离和破裂现象，约造成5%汁液流失。不同解冻方式对西梅的果胶酶和维生素C 含量会造成显著下降（<0.05），其中超高压解冻对于果胶酶的活性抑制最强（降低了96.60%），微波解冻造成可溶性固形物和维生素C 的流失最小，分别降低了9.17%和44.70%。综上所述，相对于常温和热水解冻，微波解冻和超高压解冻在保持西梅质构、营养品质方面都具有一定优势。因此，本文为西梅保鲜、加工领域的应用起到了一定的借鉴和参考作用，为微波、超高压解冻技术的应用提供了理论指导。