香水梨(軟兒梨)冷凍貯藏保鮮技術的制作方法

專利名稱：香水梨(軟兒梨)冷凍貯藏保鮮技術的制作方法
技術領域：
該技術方案是基于溫度、時間等物理參數的優化和控制，所取得的方法屬于食品綠色加工處理技術的范疇，該研究成果也符合綠色和環保的生態要求。由于香水梨傳統的依賴自然氣溫變化的凍結貯藏方式給產品的品質和安全造成了隱患。首先，反復凍融引起果實的過度褐變，不僅影響外觀品質，而且降低風味；其次，反復凍融引起的果實汁液外滲為表面致病微生物的生長提供了養分，降低了產品的食用安全 性；最后，反復凍融會造成果實大量失水。因此，如何保證果實解凍后的品質是目前急需解決的問題。由于傳統的香水梨采后處理大多采用粗放的貯藏和長時間的反復凍融，該過程使果實發生了過度的酶促和非酶促褐變，內外品質均受到很大的影響。因此，如何提高香水梨的凍藏質量，使其更好地被消費者選擇乃至得到國內市場的普遍認可，并使香水梨產業成為新的富民產業和新的經濟增長點，是科研工作者急需解決的問題。研究發生在采后香水梨中的冷凍效應及其機理，可以借鑒和參考活體組織凍害的許多研究方法和結論，在此基礎上研究如何控制冷凍強度和時間來實現冷凍對香水梨品質的有益效應，包括細胞可溶性物質濃度的提高，強化風味物質的產生和改善果實的質構特性等。同時最大限度地降低冷凍的不利影響，包括果實褐變和水分散失。背景技術：
作為我國特有的梨種一香水梨的研究工作目前具有明顯的地域局限性，國內的研究主要集中于栽培技術方面，對其采后品質變化的研究較少。國外尚無關于香水梨及其品質的報道。國內外對冷藏果蔬的生理變化研究已經形成了初步的理論，但對果蔬采后處理中關于冰點以下低溫凍藏處理的理論和技術研究報道較少。由于傳統方法凍出的梨顏色成黑褐色、外形多數變形，色、形不好不能引起大多數消費者的親賴，不受市場歡迎，從而影響了凍梨銷售市場和價格。采用新的冷凍保鮮技術后將能滿足消費者訴求，進而擴大消費市場，提高銷售價格，解決了多年來種植農戶產品銷售難、收購價格低、收入少、效益低等急需要解決的問題。整體視覺品質(OVQ)是目前食品品質分析中被普遍接受的反應外觀品質的指標。OVQ是消費者對食品接受程度最直觀的決定因素。通過建立OVQ評價標準，對不同處理的果實OVQ做出評分；獲得不同處理條件與OVQ之間的變化規律，篩選出獲得最佳OVQ的處理參數。通過色度分析，建立處理條件的變化與果實色度變化的關系規律，為果實色澤品質的變化提供客觀的評價指標和確定獲得最佳果實色澤品質的處理條件。(一 )果實褐變香水梨在凍藏期間會發生明顯的褐變，主要由酶促褐變和非酶褐變引起。多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)是與褐變相關的重要酶類，其催化酚類化合物氧化而形成棕褐色的醌類物質和水，醌再聚合形成深色物質(羥醌和黑色素等)。而非酶褐變則屬典型的美拉德反應(Adams and Brown，2007)。正常組織之所以不發生褐變與細胞內酚類物質和PPO的區域性有關。當香水梨經過凍藏之后組織內部正常膜結構遭到破壞從而破壞了酶和底物的區域性分布，使香水梨褐變。香水梨果實褐變不僅與酚類底物和多酚氧化酶含量和分布有關，還與細胞膜結構變化密切相關。只有當細胞膜被破壞以后，酚類物質和多酚氧化酶的區域分布被打破。多酚氧化酶的活性顯著提高，細胞相對電導率增大使得多酚氧化酶與酚類物質接觸，從而引起果實發生酶促褐變。I、褐變關鍵酶變化規律根據引起果實褐變的兩個不同方面，酶促褐變是受多種酶催化的復雜生化反應體 系。多酚氧化酶(PPO)和過氧化物酶(POD)及NAD (P)H氧化酶被認為是引起果實酶促褐變的最主要的三個酶，其活性的高低對酶促褐變的發生程度具有非常重要的影響。果實在不同的生理狀態下，其酶促褐變的發生程度和主導反應存在特異性。研究具有不同生理成熟度的香水梨果實在受到冷凍和解凍處理后，其酶促褐變的生化反應特性，確定其關鍵酶活性的變化和調控規律，為有效控制該果實的酶促褐變提供理論依據和技術支持。2、非酶促褐變重要反應物質在細胞受到冷凍時，其內發生的還原糖和氨基酸之間的美拉德反應引起的非酶促褐變也很顯著。由于在冷害溫度范圍附近，淀粉的降解主要是通過淀粉磷酸化酶催化而并非淀粉酶催化。此時糖酵解過程中兩個關鍵的酶磷酸果糖激酶和果糖-6-磷酸磷酸轉移酶由于低溫失活(Cold-Iability)而使糖酵解受到抑制，淀粉降解產生的磷酸己糖只能轉向蔗糖的合成。冷凍發生時蔗糖的積累被認為是加速非酶促褐變的主要原因。研究不同處理條件下，果實體內蔗糖含量的變化規律，為有效控制果實非酶促褐變提供理論指導和關鍵控制點。(二)凍藏果實的生理變化研究I、果實細胞結冰時的溫度和完成完全結冰過程所需的時間長短對胞間液和胞內冰晶的形成，膨大以及水分在質膜內外的轉移程度和速度進而對胞內外所形成的冰晶體積具有很大的影響。由于冰晶形成過程中所造成的體積膨脹引起了細胞質膜的拉伸和撕裂，造成了物質的滲漏和細胞分區結構的破壞，使各類酶和其底物或抑制物接觸，從而引發了高強度的紊亂代謝，此時的代謝會對果實品質產生多種不同性質的影響。結冰過程越迅速，對細胞膜系統的破壞也越嚴重。等到果實細胞完全結冰后，由于水分活度的降低，使得各類代謝的水平恢復到較低的水平。(在發生解凍時，解凍的溫度和經歷的時間決定了細胞內外冰晶溶化的速度。由于胞內外冰晶所含的物質的種類和含量不同，其融解溫度也不同；此時細胞壁先得水復原，造成的質壁分離使得細胞膜再次拉伸或撕裂從而產生結冰所造成的次生損害。)冷凍的雙重破壞作用使細胞內發生了非常復雜和繁多的生化反應，對果實的品質產生期望的或不期望的影響。2、低溫處理在香水梨商品性能和營養品質的形成中起到非常關鍵的作用，但是凍結處理的溫度和凍結時間，以及解凍的溫度和解凍時間如何調控香水梨的外觀、風味和營養品質及質構特性，這一問題的研究一直是該領域的空白，但這卻是香水梨從傳統食品向現代產業化食品轉變過程中必須要面對和解決的問題。
(三)對香水梨風味品質的影響

I、果實香氣的變化及成分分析(略)通常風味品質可以分為嗅覺品質(香氣和氣味)和味覺品質(甜味，酸味，苦味和清新感(Freshness))。風味物質變化的生物化學基礎由于風味物質涉及種類豐富的基本代謝和次級代謝產物，人類對風味物質的代謝途徑和基本調控機制的認識仍然是風味品質研究中最大的挑戰。在許多水果中關于香氣的產生問題，三個關鍵的酶備受關注。在大多數水果中超過80%的香氣物質屬于酯類，由于酯類所具有的甜味和果香味以及它們較低的嗅覺閥值，使其成為水果風味中貢獻最大的物質。所以這些物質的產生在風味研究中長期是焦點，而酯類生成的最后一部反應則是酰基CoA醇轉移酶AAT所催化。脂氧合酶LOX是在植物防御過程和風味產生中具有雙重作用的酶；其通過產生C6和C9醛類而被熟知，而這些物質是果實受到傷害時產生的主要風味物質。因此LOX被認為是產生次級揮發性物質從而直接影響風味。另外一個與風味產生密切相關的酶是醇脫氫酶ADH，該酶最主要的作用是在果實受到脅迫時產生醛類和醇類；而其中醛類和醇類的不同具有物種差異性。結合頂空固相微萃取聯合GC和GC-MS技術定量定性分析，研究不同處理果實中AAT, LOX和ADH等酶活性的變化，揭示不同處理對果實風味品質的影響及其規律。2、糖酸比測定和風味感官評定香水梨的甜度和酸度的對比是決定其味覺品質的最主要指標，通過測定糖酸比的變化揭示不同處理對其味覺品質的貢獻。由于風味品質的最現實的評價來自于經過訓練的評價小組的品嘗得分。所以在風味品質的研究中喜好試驗也是一個重要方面。3、對香水梨質構特性的影響3. I質構特性的變化規律質構是由包括硬度，韌性，彈性，脆性，成粒性，出汁性等多個屬性組成的多元品質；其中每種不同的屬性都反應了細胞壁結構和細胞之間粘著的結構和力學特性。果實中由代謝引起的質構改變通常涉及細胞膨壓的喪失，膜組成的生理變化，共質體和質外體的關系的改變，淀粉降解和細胞壁結構的改變等。各種不同生理事件對果實軟化的作用尚在研究之中，但細胞壁結構的改變被認為是其中最主要的因素。果實細胞初生壁的改變和由此造成的胞間連接的弱化，以及其后發生的果膠和半纖維素多糖的溶解和解聚是果實硬度降低的最主要事件。另外纖維素，結構蛋白和酚類物質以及它們之間形成的網絡結構和水化程度的改變也與果實軟化有關。香水梨中普遍存在的石細胞是影響該果實質構特性的一個重要因素。而石細胞體積變化受到果實生理成熟度和后熟過程的控制。膨壓的改變除了與細胞壁的改變有關外，還與細胞質外溶質的濃度有關。因為果實細胞的膨壓取決于其胞質滲透壓和進入細胞的水分的多少。果實在成熟過程中膨壓的降低是和溶質向質外體的流失和隨之引起的水分從原生質體內的流出有直接關系。造成這兩個因素的最直接原因則是膜透性的改變和蒸騰蒸發引起的水分散失。本研究客觀上通過質構儀分析不同處理香水梨果實的硬度，彈性，抗壓性和出汁性等多種質構指標，結合人體觸覺評價綜合分析不同處理對果實質構品質的影響。測定造成細胞膨壓降低的質膜透性的改變和水分散失程度，以及果實內石細胞的體積改變的多種生理生化指標多角度揭示不同處理對香水梨質構品質的影響。3. 2質構特性變化的部分酶學基礎多種酶家族的許多酶協同作用于細胞壁屬性的改變，包括水化程度，基質黏度，骨架斷裂和鉸鏈程度的改變。其中研究最多，作用最強的酶包括多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果膠酯酸裂合酶(PU和果膠甲酯酶(PL)。PG通過增大果膠的溶解性和增強果膠解聚而促進果實硬度的降低。PME能夠除去糖醛酸羧基上的甲醇單位而增加了果膠對PG的敏感位點，從而加速果膠冷凍貯藏保鮮通過分析引起細胞壁變化的最主要的三種酶(PG，PME和PL)的活性，結合果實各類質構指標的變化，闡釋不同處理影響香水梨質構特性的部分生化機制。4、對香水梨營養品質的影響 果實成熟期及貯藏期間其內部的多糖分解，酸類部分向糖類轉化，脂肪含量降低，部分蛋白分解，維生素消耗和膳食纖維含量發生變化等。通過測定不同處理香水梨中維生素C和膳食纖維的含量來分析其營養品質的改變規律。
發明內容
香水梨每年國慶節前后成熟，采摘后在常溫下自然擺放，經過一段時間化心后變軟(軟化過程貯放20-30天)(也可用人工軟化方法)產生芳香味道，此時，要不食用就得冷凍貯藏。經返復研究試驗得要使凍梨內外部顏色不變、形狀和品質不變采用以下二種技術方案I、把變軟(軟化)后的梨經過殺菌器或紫外線殺菌燈等進行表面殺菌處理后直接分開擺放入_22°C以下的速凍庫內進行迅速冷凍(注梨凍透時間不超過6小時)，(用現代化冷凍隧道更好)再把冷凍好的梨分袋進行真空包裝，出庫后果品顏色、外形和品質將保持不變。色澤清純，味道純香。2、把變軟(軟化)后的梨經過殺菌器或紫外線殺菌燈等進行表面殺菌處理后首先進行無菌真空包裝，再放入_22°C以下的速凍庫內進行冷凍，直到凍透再行出庫，梨的顏色、外形和品質將保持不變。色澤清純，味道純香。在以上二種方法中使用的真空包裝袋要求干燥、無味、不透氣、不透水、無毒、無污染等符合食品安全標準。基于以上研究得二種最佳實用技術方案，成果見附圖
對比最能說明其實用性。其特點有A、產品形狀增大，更圓滿，更富商品性。B、經過6小時內在_22°C以下溫度成形的產品內部質構才將徹底發生改變并切包括果實褐變在內的一切活動停止。因此果品內外色不變黑(基本能保持原色)，大大提高了產品的品質和清新感(Freshness),增強了其商品性能。C、該技術方案都是基于溫度、時間等物理參數的優化和控制，不添加任何物質，所取得的方法屬于食品綠色加工處理技術的范疇，因此該研究成果符合綠色和環保的生態要求。D、該技術方案容易實施，可徹底改變此傳統產業發展現狀，增強現代農業發展優勢。E、現實意義突出，解決了傳統冷藏過程果實變形、變黑、品質下降的問題。F、該技術方案符合中央有關現代農業發展政策，其應用推廣可增加種植農戶收入和加快果品產業化發展。
四、附照片三張圖I、變軟未凍的梨圖2、傳統方法所凍的梨圖3、申請專利方法所凍的梨

五具體實施例方式此項冷凍保鮮技術將首先無嘗應用于當地香水梨主產區的種植銷售農民專業合作社，用現代化加工手段，使用消毒殺菌、速凍、真空包裝一條龍生產方式改造傳統方法，促進產業發展，提高社會效益和經濟效益。還可通過政策支持申請專項資金加速此項發明專利在產業發展中應用推廣。
權利要求
1.香水梨(軟兒梨)冷凍貯藏保鮮技術的特征 (1)香水梨應用冷凍貯藏保鮮技術后和傳統凍貯的明顯不同，色澤和品質基本和未冷凍前保持一致，呈黃色或黃緑色，具有新潁性； (2)香水梨應用冷凍貯藏保鮮技術后，外形基本和未冷凍前保持一致，果形飽滿，形狀不變，品質比傳統冷凍后更優，清香可ロ，味道純正，具有創造性； (3)香水梨(軟兒梨)冷凍貯藏保鮮技術是基于溫度、時間等物理參數的優化和控制，操作簡單并能帶來更大的經濟效益和社會效益，具有很好的實用性； A把變軟(軟化)后的梨經過殺菌器或紫外線殺菌燈等進行表面殺菌處理后直接分開擺放入_22°C以下的速凍庫內進行迅速冷凍(注梨凍透時間不超過6小時)，(用現代化冷凍隧道更好)再把冷凍好的梨分袋進行真空包裝，出庫后產品顔色、外形和品質將保持不變。色澤清純，味道純香； B把變軟(軟化)后的梨經過殺菌器或紫外線殺菌燈等進行表面殺菌處理后首先進行無菌真空包裝，再放入_22°C以下的速凍庫內進行冷凍，直到凍透再行出庫，梨的顔色、外形和品質保持不變。色澤清純，味道純香。
2.請求保護的范圍 (1)香水梨(軟兒梨)冷凍貯藏后色澤呈黃色或黃緑色。
(2)香水梨(軟兒梨)真空包裝在-22°C以下冷凍貯藏保鮮(以上A和B)。
全文摘要
香水梨(軟兒梨)冷凍貯藏保鮮技術，傳統方法凍藏皮肉色變成了黑褐色，形狀發生改變；申請的這項專利技術正能夠使香水梨冷凍后皮肉色澤不改變、品質更優良。技術領域：
基于溫度、時間等參數優化和控制，屬食品綠色加工處理技術。背景技術：
國內外對冷藏果蔬采后處理中關于冰點以下低溫凍藏處理的理論和技術研究報道較少。傳統方法凍出的梨產生褐變，不受歡迎。
發明內容
1、把軟化的梨殺菌處理放入-22℃以下速凍，再把凍好的梨分袋真空包裝。2、把軟化的梨殺菌分袋真空包裝放入-22℃以下速凍，凍透入庫。四、附照片一張專利方法所凍的梨。五具體實施例方式無嘗應用于主產區農民專業合作社，申請專項資金加速應用推廣。
文檔編號A23B7/04GK102763718SQ20121024213
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月13日 優先權日2012年7月13日
發明者辛萬森, 辛柏良 申請人:辛萬森