灰枣贮藏期处理方式筛选及其预测模型建立

known 发布于 2025-07-28 阅读(496)

摘 要:【目的】筛选灰枣贮藏期处理最适方式并建立其预测模型。

【方法】在室外天然贮藏条件下贮藏期180 d情况下,采用23%、28%不同初始含水量、不同堆放高度(5、10、20和40 cm散堆)等前处理方式,分析比较灰枣贮藏期的水分含量、黑头病、感官品质、总糖含量、总酸含量、总黄酮含量、总酚含量、VC含量和cAMP含量等因素,筛选较优处理方式。

【结果】室外20 cm堆藏法,控制初始含水量为23%,能够较好地保持灰枣枣果贮藏期的品质,是加工企业灰枣加工前简便易行的前处理方法。

【结论】总糖、VC含量、总酚含量符合一级反应动力学,而水分含量、黑头病发生率、感官评定、总酸含量、总黄酮含量和cAMP含量符合零级反应动力学。动力学模型可预测骏枣货架期。形成了适用性较强的质量控制技术,通过产业化示范,可提高红枣加工产品质量。

关键词:灰枣;堆放方式;阿伦尼乌斯方程

中图分类号:S662.9"" 文献标志码:A"" 文章编号:1001-4330(2024)12-2997-09

0 引 言

【研究意义】灰枣是新疆南疆红枣主栽品种之一,主要产于新疆巴音郭楞蒙古自治州(简称巴州)若羌县和喀什地区麦盖提县。麦盖提县(77°28′~79°05′E,38°25′~39°22′N),年均气温11.8℃,降水量42.3 mm,蒸发量2 349 mm,日照时数2 806 h,无霜期217 d,灰枣肉厚核小、口感紧密,1987 年引种灰枣至今, 种植面积达52×104~53.33×104 hm2(780×104~800×104亩),产量在320×104 t以上[1]。 【前人研究进展】灰枣加工方式主要有初加工(枣干、枣夹核桃、枣粉)、精深加工(低温真空油炸枣片、枣酒、枣醋等);而加工前的贮藏是重点环节[2]。 【本研究切入点】提高灰枣贮藏期品质是发展灰枣加工产业的重要环节。合理控制初始含水量,以及适宜堆放方式,是灰枣贮藏的有效方法, 营养及品质指标是影响红枣贮藏期品质的关键因素。在加工前最大程度保证枣果实品质后续产业精深加工品质的基础。堆放是企业中常用的贮藏方法[3]。 阿伦尼乌斯方程可用于预测果实等农产品货架期品质,反映枣果实贮藏180 d后的相关营养品质及衰老程度。因此,需试验研究获得较优的贮藏方法。

【拟解决的关键问题】采用不同初始含水率及堆高方式,分析贮藏期间不同处理灰枣的营养指标及黑头病变化,通过筛选较优前处理方式,获得适合室外堆藏环境下的灰枣枣果实的贮藏手段,运用阿伦尼乌斯方程拟合,用于预测枣果实未来贮藏期品质。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 灰 枣

试验在新疆喀什地区麦盖提刀郎果农农业有限公司以及新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所重点实验室进行,于2022年11月~2023年5月进行。

灰枣原料购于新疆喀什地区麦盖提刀郎果农农业有限公司;其他试剂市售所得,均为AR级。

1.1.2 主要仪器

Synergy-H1型酶标仪,美国伯腾公司生产;3K-18高速低温离心机,德国SIGMA公司生产;AE260电子天平,德国METTLER公司生产; SZ-93自动双重纯水蒸馏器;7890B-5977B Agilent气相色谱-质谱联用仪(GC-MS);高效液相色谱仪:Agilent1260(包括在线脱气机,四元泵,自动进样器,柱温箱,紫外检测器,色谱工作站);色谱柱:Thermo C18色谱柱(4.6×250(mm),5μm);AP-01P真空泵(天津奥特赛思仪器有限公司);MA35M-000230V1SARTORIUS红外水分测定仪,AG GERMANY公司;PawKit水分活度仪,Decagon Devices Pullman公司;LE204电子天平,梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司;YP20002电子天平,余姚市金诺天平仪器有限公司。ML204分析天平0.000 1 g(梅特勒-托利多仪器有限公司);GL-20G-Ⅱ型离心机(上海安亭科学仪器厂);HH-S6数显恒温水浴锅(金坛市医疗仪器厂);sk7200H超声波清洗器(上海科导超声仪器有限公司);AKHL-Ⅲ-24A艾柯实验室超纯水仪(成都艾柯水处理设备有限公司);HDS-D120B-D型多功能烘干机(辽宁海帝升机械有限公司);多功能粉碎机(北京市永光明医疗仪器厂)。

1.2 方 法

1.2.1 试验设计

红枣品种选取灰枣。采取干枣、半干枣2种水分含量原料。半干枣水分含量约为28%;干枣为枣成熟后,在树上自然风干至水分含量23%。模拟实际生产条件,贮藏方式分为堆高5、10、20和40 cm(散堆)。贮藏期为2022年11月1日~2023年5月1日,于室外条件下贮藏。每间隔贮藏30 d取1次样,测定各项指标。11月1日~5月1日共取样7次,每次取样8组。平行设置5个。

1.2.2 测定指标

水分含量:根据GB 5009.3-2016《食品安全国家标准 食品中水分测定》[4]。

感官评定:参考GB/T 5835-2009 《干制红枣》以及李爽等[5-6]方法。由20位有经验的审评员进行感官评定。灰枣枣果总体感官评分为外形色泽、香气、滋味、组织状态感官的评分之和。表1

黑头病发病率:

黑头病发病率(%)=黑头病果重量样品总重量×100。

cAMP含量:参考孟伊娜方法[7],采用高效液相色谱法测定。

1.2.2.5 总酚含量、总黄酮含量

参考侯红岩方法[8],采用高效液相色谱法测定总酚、总黄酮含量。

总糖含量:

采用蒽酮比色法测定[9]。

总酸含量:

参考GB 12456-2021 《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》[10]。

VC含量:

参考GB 5009.86-2016《食品安全国家标准 食品中抗坏血酸的测定》中的滴定法测定[11]。

1.3 数据处理

采用Excel软件、Origin软件进行拟合。

2 结果与分析

2.1 灰枣最优堆放方式筛选

2.1.1 灰枣不同处理贮藏期水分含量的变化

研究表明,5 cm堆放方式,不论哪个初始含水量设置,整个贮藏期间失水速率均最快;而40 cm散堆方式失水速率最慢;10 cm及20 cm堆放方式处理,差异不明显。因5 cm地表枣果实比表面积大,风力及日晒等因素加速枣果实水分散失。贮藏期前期为冬季,环境温度低,水分散失速度整体较慢;而随着贮藏时间延长,环境温度上升,水分散失速率明显加快;在贮藏接近加工周期结束时间时,枣果实各处理水分含量变化差异不显著。图1

2.1.2 灰枣不同处理贮藏期感官评定的变化

研究表明,整个贮藏期随着外界保藏温度不断升高,日晒及风干,枣果实果肉硬度变大,香气逸失,感官评分不断下降,28%及23%处理枣果实感官评分差异不显著;而对比不同堆高方式,灰枣23%水分,堆高20 cm处理,可保持较好的感官评分;而灰枣28%处理5 cm处理,因枣果摊晒表面积大,香气及质构变化最明显,感官评分最低。图2

2.1.3 灰枣不同处理贮藏期黑头病的变化

研究表明,28%处理整个贮藏期黑头病发生率均明显高于23%处理。28%含水率处理,枣果实因在生长期间浸染,外加贮藏期水分含量达到病原菌生长条件及环境,黑头病发生率最高;而对比不同堆放处理,散堆40 cm以及5 cm堆放处理,黑头病发生率最高。散堆40 cm因堆积厚度过厚,导致病原菌大量繁殖, 5 cm以及10 cm堆放方式,因表面积增大,枣果实暴露空气中,病原菌通过空气传播速率加快,导致黑头病发生率提高。

23%含水率、20 cm堆放处理,可较好地抑制黑头病发生率。图3

2.1.4 灰枣不同处理下贮藏期cAMP含量的变化

研究表明,在整个贮藏期间,灰枣不同处理cAMP含量均呈降低趋势;随着贮藏时间延长,贮藏温度开始上升,枣果实自贮藏90 d开始cAMP含量开始急剧下降,由274.06 mg/g下降到180.31 mg/g。初始含水量23%、20 cm堆放处理, cAMP含量保持较好,在贮藏180 d时,达230.87 mg/g。而初始含水量28%、5 cm堆放处理,cAMP含量损失最高,为170.32 mg/g。图4

2.1.5 灰枣不同处理贮藏期总酚含量的变化

研究表明,整个贮藏期间,无论哪个处理,总酚含量整体呈上升趋势;而其中总酚含量增加最多的处理为23%初始含水量,20 cm堆放处理,总酚由初始1 033.15 mg/g增加至1 283.08 mg/g;而28%初始含水量,20 cm堆放处理,总酚含量变化最缓慢,由初始1 033.15 mg/g增加至1 099.99 mg/g。而对于初始含水量处理对比,总酚含量相差不大。图5

2.1.6 灰枣不同处理贮藏期总黄酮含量的变化

研究表明,整个贮藏期间,无论哪个处理,总黄酮含量整体呈下降趋势;而其中总黄酮含量下降最快的处理为28%初始含水量,5 cm堆放处理,总黄酮由初始22.83" mg/g降低至11.89 mg/g;而23%初始含水量,20 cm堆放处理,总黄酮变化相对较缓慢,由初始22.55 mg/g下降至13.24 mg/g。而对于初始含水量处理对比,总黄酮含量相差不大。图6

2.1.7 灰枣不同处理贮藏期总糖含量的变化

研究表明,整个贮藏期间,无论哪个处理,总糖含量整体呈缓慢上升趋势,其原因是枣果实水分不断流失;而在贮藏90~120 d期间,由于贮藏环境温度升高,枣果实呼吸作用不断增强,总糖开始消耗,而随着贮藏时间延长,温度持续升高,枣果实水分持续散失,总糖含量持续增加。后期28%处理枣果实总糖含量高于23%处理,总糖含量达到78.99%。图7

2.1.8 灰枣不同处理贮藏期总酸含量的变化

研究表明,整个贮藏期间,无论哪个处理,总酸含量整体呈下降趋势;而其中总酸含量下降最快的处理为28%初始含水量,5 cm堆放处理,总酸由初始0.53%降低至0.33%;而23%初始含水量,20 cm堆放处理,总酸含量变化相对较缓慢,由初始0.48%下降到0.41%。而对于初始含水量处理对比,至贮藏结束,总酸含量相差不大。图8

2.1.9 灰枣不同处理贮藏期VC含量的变化

研究表明,整个贮藏期间,无论哪个处理,VC含量整体呈下降趋势;对比初始含水量及不同堆放处理,VC含量相差不大。图9

2.2 最优方式阿伦尼乌斯方程拟合

研究表明,最优处理为23%初始含水量、20 cm堆高处理,对不同贮藏环境温度条件下(4、10和20℃)红枣营养品质指标与贮藏时间的关系用阿伦尼乌斯方程进行拟合。零级反应方程为C=C0+k×t,一级反应方程为C=C0+ekt,拟合后可得线性回归方程。表2~3,图10

总糖、VC含量、总酚含量符合一级反应动力学,而水分含量、黑头病发生率、感官评定、总酸含量、总黄酮含量、cAMP含量符合零级反应动力学。

阿伦尼乌斯方程为:

k=A0×e(EαR×T).(1)

lnk=lnA0+(-EαR×T).(2)

式中,k为反应速率常数;R为摩尔气体常数8.314 kJ/(mol/K);T为热力学温度(K);A0为前因子;Ea为表观活化能(kJ/mol)。

得到一条斜率为-Ea/R的直线。图10

数值带入阿伦尼乌斯方程,可得营养指标与热力学温度之间的阿伦尼乌斯方程拟合结果。

当确定贮藏温度和初始状态及最终状态,即可计算某一贮藏温度下枣果实的贮藏时间,可对枣果实进行货架期的预测。另外,也可根据枣果实的贮藏温度、初始状态和贮藏时间,计算出在已知贮藏温度条件下贮藏一段时间后的各项营养指标变化情况,对枣果实的品质变化进行监测。动力学模型可对灰枣枣果实货架期进行预测。表4

3 讨 论

枣黑头病是由枣假尾孢侵染所引起的一种病害,造成果实变小,品味降低,影响品质和产量[12]。试验研究结果与王欢、侯红岩、李爽[6、7、13]等研究结果一致。研究应测定灰枣贮藏期间风味相关指标,例如挥发性香气物质等变化情况;应研究贮藏期间枣果实外表色泽、枣果实质构(硬度、脆度、咀嚼性)[14]等指标相关变化情况,以及利用核磁技术,测定枣果实贮藏期间水分迁移情况(自由水、结合水、游离水等);也可参考产业中中常见另外贮藏方法(装箱保持、装袋保存),对比几种常见贮藏方式之间品质及营养指标变化情况。筛选出的处理方式,可较好的保持枣果实品质,降低黑头病等发生,保持较好的营养。

在实际生产中,可根据枣果实加工量多少,选择10~20 cm堆高高度,摊晒场地顶部能做好相关防风避雨、放降雪等措施,地面做好防潮防霉措施,可较好的保持枣果实品质。

4 结 论

控制灰枣枣果初始含水率在23%左右,堆高高度在20 cm,可较好的保持枣果实在贮藏期间品质,降低黑头病发生率。总糖、VC含量、总酚含量符合一级反应动力学,而水分含量、黑头病发生率、感官评定、总酸含量、总黄酮含量、cAMP含量符合零级反应动力学。低初始含水率,适宜堆放高度,有利于枣果实的贮藏,对各项营养指标降低有延缓作用。

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Screening of treatment methods for gray jujube storage period and establishment of prediction model

MENG Yina1, CHEN Jing1, WANG Ziming1, ZHANG Ting1,HAO Qing2, WU Bin1,3, ZHANG Ping1,GUO Limin1

(1. Institute of Agricultural Product Storage and Processing, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830054, China; 2. Institute of Horticultural Crops, Xinjiang Academy of Agricultural Sciences, Urumqi 830054, China;3. Xinjiang Key Laboratory of Agricultural Product Processing and Preservation, Urumqi 830054, China)

Abstract:【Objective】 Screening the optimal storage period treatment method for grey jujube and establishing its prediction model.

【Methods】 Based on the current situation of the industry and processing enterprises, under outdoor natural storage conditions, with a storage period of 180 days, pre-treatment methods such as 23% and 28% different initial moisture content, and different stacking heights (5, 10, 20 and 40 cm bulk) were used to evaluate the moisture content, blackhead disease, sensory quality, total sugar content, total acid content, total flavonoid content, total phenolic content, and VC content of gray jujube during storage comparative studies were conducted on factors such as cAMP content to screen for optimal treatment methods.

【Results】 The results showed that the outdoor 20 cm stacking method, with an initial moisture content controlled at 23% could effectively maintain the quality of gray jujube fruit during storage.It was a simple and feasible pre-treatment method for gray jujube processing in processing enterprises.

【Conclusion】 According to Arrhenius equation, the content of total sugar, VC and total phenol conforms to the first-order reaction kinetics, while the contents of water, incidence of blackhead, sensory evaluation, total acid content, total flavone content and cAMP content conform to the zero-order reaction kinetics.It is proved that the kinetic model can predict the shelf life of Junzao.The quality control technology with strong applicability is formed to improve the quality of jujube processing products through industrialization demonstration.

Key words:grey jujube; stacking method; Arrhenius equation

Fund projects:National Key R amp; D Program Project \"Demonstration of High-Quality and Efficient Production Technology Integration and Industrial Chain Integration \" (2021yfd1000404-2-1); Modern Agriculture Industry Technical System Project of Xinjiang \"Jujube Postpartum Storage and Processing Post\"

Correspondence author: GUO Limin(1979-),female,from YiLi,Xinjiang, researcher,Ph.D., research direction:exploration of functiond components in Xinjiang characteristic forest fruits,(E-mail)496369147@qq.com

基金项目:国家重点研发计划项目“枣省力优质高效生产技术集成与产业链一体化示范”(2021YFD1000404-2-1);新疆现代农业产业技术体系“红枣产后贮藏加工岗位”

作者简介:孟伊娜(1983-),女,新疆乌苏人,副研究员,硕士,研究方向为新疆特色林果精深加工,(E-mail)87947088@qq.com

通讯作者:过利敏(1979-),女,新疆伊犁人,研究员,博士,研究方向为新疆特色林果功能组分挖掘,(E-mail)496369147@qq.com.

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