《食品科学》：东北林业大学李洋副教授等：冷冻状态改变对冻藏蓝莓品质的影响

蓝莓富含高生物价值成分，如维生素、矿物质、叶酸、多酚和纤维。冷冻储藏是当今较为常用的果蔬长期贮藏方式，储藏条件通常在-18 ℃以下，保质期可长达1 年。

根据特征玻璃化转变温度（Tg’）和特征冻结终点温度（Tm’），可将食品状态划分为玻璃态（T＜Tg’）、部分冻结浓缩态（Tg’＜T＜Tm’）和橡胶态（T＞Tm’）。冷冻食品处于玻璃态条件下，分子链段受限制，分子运动减少，使得体系相对稳定，玻璃态冻藏可保持果蔬细胞状态稳定，减少营养物质降解，有利于延长冷冻果蔬的储存期和品质保持。

东北林业大学土木与交通学院的李洋、陈隆蛟、郑梓仪等在课题组关于蓝莓的特征玻璃化转变温度和最大冻结浓缩温度的前期研究基础上，选取经液氮-120 ℃快速冷冻后的蓝莓为实验对象，将其分别处于橡胶态、部分冻结浓缩态和玻璃态条件下进行冻藏，并对玻璃态冻藏蓝莓进行温度变化处理以实现状态改变，进而测定汁液流失、硬度、营养物质含量、细胞膜完整性、酶活性等指标，通过分析不同冷冻状态及状态改变对冻藏蓝莓品质的影响，旨在探究适宜的冻藏条件以保持冻藏蓝莓品质。

1 不同冷冻状态对冻藏蓝莓品质的影响

1.1 不同冷冻状态对冻藏蓝莓汁液流失和硬度的影响

汁液流失对于评价水果品质十分重要，因为它与感官和其他理化属性（例如保水能力）直接相关。硬度是影响消费者对水果接受程度的重要品质属性。蓝莓果实汁水流失及硬度变化如图2所示，不同冷冻状态对蓝莓汁液流失的影响存在显著差异（P＜0.05），在汁液与硬度的保持效果上，玻璃态下冻藏（T3组）的蓝莓果实显著优于其余实验组（P＜0.05）。T1组、T2组和T3组从冻藏第15天至第90天，汁液流失率分别上升19.13%、16.67%和16.04%，硬度分别下降25.98%、21.05%和16.43%，T3组变化幅度最小，表明蓝莓于玻璃态条件下冻藏可抑制汁液流失及果实变软，这可能是由于玻璃态形成的冰晶细小，不容易对细胞膜产生损伤，有利于汁液与硬度的保持。而在橡胶态下冻藏（T1组），蓝莓体系黏度较低，水分子运动加剧，促进重结晶对组织结构的破坏，导致果实汁液流失率显著高于其余实验组（P＜0.05），硬度显著低于玻璃态下冻藏（T3组）的蓝莓（P＜0.05），略低于部分冻结浓缩态（T2组）。由此可见，Tm’与Tg”对冻藏蓝莓汁液与硬度的保持上显示出差异，与Li Xianxian等将芒果贮藏在不同冷冻状态下得到的结果相似。橡胶态下冻藏（T1组）的蓝莓虽然在汁液流失率上与部分冻结浓缩态下冻藏（T2组）有显著差异（P＜0.05），但在硬度上却相差不大，这可能与速冻方式有关，蓝莓的硬度大小主要取决于细胞壁的结构和组成，而冷冻食品的结构特征主要由冷冻速率决定，实验所用液氮-120 ℃条件下的高冷冻速率可能使T1组细胞壁的基本结构未发生显著变化，具有一定支撑力，因此在冻藏前期整体硬度保留较好。

1.2 不同冷冻状态对冻藏蓝莓营养物质含量的影响

TSS与TA是影响蓝莓口感的关键因素，而VC与花青素则构成了蓝莓主要的营养和抗氧化成分。蓝莓果实营养物质含量变化如图3所示，结果表明，玻璃态冻藏下（T3组）的蓝莓TA含量与VC含量始终显著高于其余实验组（P＜0.05），随着冻藏时间的延长，TSS与花青素含量也表现出显著差异（P＜0.05），可见玻璃态冻藏更有利于蓝莓营养物质的保留。橡胶态下冻藏（T1组）的蓝莓在各营养物质的保留效果上均不如其余实验组，这可能是由于体系黏度较低且分子流动性较高，有利于扩散控制反应的进行，从而促进了营养物质的分解，在冻藏蓝莓时应尽量避免将温度设置在Tm’以上。

1.3 不同冷冻状态对冻藏蓝莓细胞膜透性和MDA含量的影响

果蔬受损时，细胞膜结构破坏导致通透性增强，电解质外泄，相对电导率升高。因此，相对电导率可作为评判细胞膜透性的指标，用于监测果蔬受损程度及其对细胞膜结构的影响。MDA含量也是反映细胞膜脂过氧化程度的重要指标。蓝莓果实细胞膜透性和MDA含量变化如图4所示，各实验组蓝莓果实的相对电导率及MDA含量在冻藏过程中均呈上升趋势。这一结果表明，随着冻藏时间的延长，蓝莓果实的细胞膜完整性可能受到一定程度的影响，且细胞内部脂质过氧化反应可能加剧，导致MDA含量的增加。T3组MDA含量始终保持最低水平，显著低于其他两组（P＜0.05）。而在冻藏前中期T2组和T3组相对电导率差异并不显著（P＞0.05），直至第90天时差异明显，分别上升至79.36%及75.09%。从冻藏第15天至第90天，橡胶态（T1组）、部分冻结浓缩态（T2组）和玻璃态（T3组）下冻藏蓝莓的相对电导率增长率为44.60%、40.41%和37.20%，MDA含量增长率为34.36%、32.25%和29.84%，T3组增幅最小，表明在玻璃态下冻藏更有利于维持细胞膜完整性及稳定性。

1.4 不同冷冻状态对冻藏蓝莓POD和PPO活性的影响

POD和PPO会使酚类化合物发生酶促氧化反应，促进了酚类物质的降解和果实的褐变，且POD与PPO表现出协同效应。研究表明，抑制POD与PPO活性对蓝莓产量具有积极促进作用。蓝莓果实POD和PPO活性变化如图5所示，随着冻藏时间的延长，各实验组蓝莓果实的POD和PPO活性均呈现逐渐降低的趋势，与对冻藏哈密瓜、山楂和凤梨果片的研究中得到的结论一致。然而韩斯等研究发现，在冻藏期内，蓝莓果实的POD活性呈现先上升后下降的趋势，部分果蔬在冻藏过程中POD和PPO活性也呈现出相似趋势。这一变化可能归因于部分果蔬在冻藏初期发生冷害应激，导致抗氧化酶的活性提升，以清除由于低温造成的活性氧增加，而后逐渐因低温及果蔬内部代谢活动的降低而失去活性。冻藏前期，T2组和T3组蓝莓果实的POD活性比较接近，但从第30天开始，T2组蓝莓果实的POD活性显著高于T3组（P＜0.05）。T1组蓝莓果实的POD活性在整个冻藏期内显著高于T2组和T3组（P＜0.05），各实验组蓝莓果实的POD活性降幅在冻藏后期逐渐放缓。从冻藏第15天至第90天，T3组蓝莓果实的POD活性和PPO活性分别下降79.57%和36.95%，降幅明显大于T1组和T2组。这可能是由于玻璃态下细胞的损坏程度小，释放出来的存在于细胞器内的结合态酶少，同时，冻藏过程中细胞浆液浓度升高造成酶的失活，共同作用导致酶活性降低。Sulaiman等将草莓置于-70 ℃条件下（玻璃态）冻藏30 d，发现并没有降低解冻草莓的PPO活性。这可能与速冻方式有关，细胞壁的损伤和因冻结而引起的胞内微环境的变化会削弱结合态酶的结合能力，进而导致游离态酶的大幅上升，而实验中选取的液氮速冻相比于普通冻结有助于最小化冰晶的形成，减少对细胞结构的机械损伤，进而维持酶的结合状态。可见，液氮速冻结合玻璃态冻藏更能抑制蓝莓果实的POD和PPO活性，有利于减缓蓝莓酶促褐变的发生。

2 冷冻状态改变对冻藏蓝莓品质的影响

2.1冷冻状态改变对冻藏蓝莓汁液流失率和硬度的影响

如图6a所示，随着冻藏时间延长，各实验组的汁液流失率均不断上升；温度变化跨度越大，汁液流失率越大。在整个冻藏期内，S1组的蓝莓果实的汁液流失率始终显著大于玻璃态（S3组、S4组、S5组）下的蓝莓果实（P＜0.05），且从第2周开始，也逐渐与S2组拉开差距，这说明蓝莓的特征冻结终点温度Tm’对其品质稳定性具有重要影响。这可能是由于处于橡胶态的水分子流动性增加，且蓝莓在室温环境下滞留时间短暂，冰晶未能完全融化，再次冻结时，水分会附着于尚未融化的冰晶之上使其体积增大，加速了对蓝莓组织的破坏，进而导致汁液流失。S3组和S4组蓝莓果实即使始终处于玻璃态下，但到冻藏后期汁液流失的增长逐渐明显，且两组之间呈现出显著差异，这说明特征玻璃化转变温度Tg”与Tg’对于蓝莓的影响存在差异，且Tg’优于Tg”。S5组蓝莓果实的汁液流失率始终为最低水平，这表明无温度变化玻璃态冻藏有利于果实内部水分的保持，但汁液流失率始终在上升，说明扩散限制反应的速率在玻璃态下并未完全停止。

如图6b所示，从冻藏第1周至第5周，S1组至S5组蓝莓果实硬度分别降低了15.63%、14.39%、12.41%、10.87%和6.38%，温度变化跨度越大，下降幅度越明显，与在对马铃薯、芹菜和芒果进行状态改变实验时观察到的趋势一致。植物细胞的质地受细胞内膨压的影响，有研究表明，温度变化增加了晶体的尺寸，冰晶破坏细胞膜/细胞壁，导致随着温度升高而失去膨胀压力，从而降低硬度。从第2周开始，玻璃态下冻藏的蓝莓（S3组、S4组、S5组）硬度显著高于存在状态改变的实验组（P＜0.05），这可能是由于状态改变使体系内分子流动性增加，当温度再次降低时，导致重结晶的发生，冰晶的反复生长对蓝莓体系中细胞壁等支撑结构产生机械损伤，因此其硬度值降低。从第3周开始，S5组蓝莓的硬度与S3组和S4组的差异逐渐显著（P＜0.05），说明即使是在玻璃态下，也应避免温度改变。

2.2 冷冻状态改变对冻藏蓝莓营养物质含量的影响

如图7a所示，随着冻藏时间的延长，各组蓝莓的TSS含量均呈上升趋势，可能是由于在冻藏过程中蓝莓体系会从储备淀粉中产生TSS。同时，温度变化跨度越大，冻藏蓝莓的TSS含量越少。这可能是由于更大的温度变化范围使未冻结水的分子流动性增加，形成了更大的冰晶，促进细胞中TSS流失。S5组蓝莓果实TSS含量一直保持在最高水平，说明无温度变化玻璃态冻藏有助于减缓蓝莓营养物质的流失。

如图7b所示，随着冻藏时间的延长，各组蓝莓TA含量均呈现下降趋势。S1组蓝莓经过多次玻璃态转变橡胶态，从0.82%降至0.50%，在各组中损失率最大，为39.02%，且从第2周开始，TA含量与其余实验组表现出显著差异（P＜0.05）；S2组、S3组、S4组蓝莓分别从0.82%、0.85%、0.84%降至0.62%、0.64%、0.65%，损失率分别为24.39%、24.71%、22.62%；而无温度变化的S5组蓝莓从0.88%降至0.80%，损失率仅为9.09%，且从第2周开始显著高于其余实验组（P＜0.05），说明无变化玻璃态冻藏能更好地保留营养物质。这一结果可能归因于无温度变化玻璃态下的物理化学降解率更稳定，从而使有机酸在渗出的液体中溶解较少。

如图8a所示，从冻藏第1周至第5周，S1组至S5组蓝莓果实VC含量分别降低了22.91%、16.12%、12.71%、12.45%、8.48%，呈现出温度变化跨度越大，含量下降幅度越明显的趋势。这一结果可能源于温度变化引起未冷冻水分子流动性的增强，以及在储存过程中发生重结晶，使得VC和矿物质在渗出的液体中溶解量增加。发生温度变化未发生状态改变的蓝莓果实（S3组、S4组）VC含量显著高于（P＜0.05）冷冻状态改变的蓝莓果实（S1组、S2组），说明状态改变更能促使冻藏蓝莓品质劣变，这与对芒果进行状态改变实验所得到的结论一致。而S2组的VC含量显著高于S1组（P＜0.05），这意味着不同状态改变对蓝莓降解反应的影响存在差异。Gortner等研究发现，储存温度变化会导致草莓、豆角和豌豆中的VC损失。即使是在无温度变化的玻璃态下冻藏（S5组），VC含量仍有所下降，这可能是由于在冻藏期内发生了焓松弛，玻璃态并不能完全停止体系内的扩散受限反应，但可以显著抑制VC的降解（P＜0.05）。

如图8b所示，整个冻藏期内，无状态改变的蓝莓（S3组、S4组、S5组）花青素含量显著高于发生状态改变的蓝莓（S1组、S2组）（P＜0.05）。S1组至S4组蓝莓果实在冻藏1～5 周期间，花青素损失率分别为17.27%、16.96%、14.91%、13.16%，这可能是由于温度升高会促使花青素结构发生变化而迅速降解。S5组花青素降幅仅为8.70%，可见无温度变化玻璃态冻藏能更好地保持蓝莓的抗氧化性。

2.3 冷冻状态改变对冻藏蓝莓细胞膜透性和MDA含量的影响

如图9所示，随着冻藏时间延长，各实验组蓝莓细胞膜渗透率和MDA含量均上升。从冻藏第1周至第5周，S1组至S5组的相对电导率分别增加了43.41%、39.44%、31.43%、26.22%和22.20%，MDA含量增长率分别为30.27%、26.23%、20.48%、20.17%和16.59%，呈现出温度变化跨度越大，增加越明显的趋势。在冻藏的大部分时间里，发生状态改变（S1组、S2组）的蓝莓果实细胞膜渗透率和MDA含量显著大于玻璃态（S3组、S4组、S5组）下的蓝莓果实（P＜0.05），且到冻藏后期差异更明显，这可能是由于状态改变加剧了果实内部发生的冰晶融化和重结晶，促进对组织的破坏，导致果肉细胞电解质大量外渗，细胞膜脂质发生过氧化。在蓝莓冻藏过程中，相对电导率及MDA含量的增加是细胞膜损伤的一个标志，这种损伤会导致细胞内物质的外流，这与发生状态改变（S1组、S2组）的蓝莓果实汁液和营养物质发生大量流失的结果相印证。S3组和S4组的蓝莓果实经历了不同幅度的温度波动，但蓝莓果实的状态未曾改变，一直处于玻璃态下，MDA含量在冻藏期间十分接近，总体上S4组的蓝莓果实的MDA含量略低于S3组，表明Tg”与Tg’两个特征玻璃化转变温度对于蓝莓细胞结构的影响存在差异。即使处于玻璃态，无温度变化的S5组细胞膜渗透率和MDA含量也有所增加，但显著低于S3组和S4组（P＜0.05），说明无温度变化的玻璃态冻藏更有利于保持蓝莓膜结构和功能的完整性，减轻品质劣变的程度，减少了MDA的生成，有效延缓了蓝莓果实的氧化过程，维持了果实的新鲜度。

2.4 冷冻状态改变对冻藏蓝莓POD和PPO活性的影响

如图10所示，随着冻藏时间延长，各实验组蓝莓POD和PPO活性均下降。S1组至S5组POD活性分别由第1周的14.95、14.74、14.67、14.38 U/（min·g）和13.79 U/（min·g），降至第5周的10.14、9.86、9.17、8.94 U/（min·g）和6.23 U/（min·g），降低幅度分别为32.17%、33.11%、37.49%、37.83%和54.82%，随着温度变化的幅度逐渐增大，POD活性的降低趋势表现得相对平缓。S5组蓝莓果实的POD活性始终最低，且降低幅度最大。S1组至S5组PPO活性分别由第1周的0.264、0.262、0.260、0.261 U/（min·g）和0.260 U/（min·g），降至第5周的0.227、0.225、0.224、0.223 U/（min·g）和0.220 U/（min·g），降低幅度分别为14.02%、14.12%、13.85%、14.56%和15.38%。各实验组PPO活性的降低幅度相差不大，相比之下，S5组蓝莓果实的POD活性略低于其他组，降低幅度最大。由此可见，无温度变化玻璃态冻藏更有助于防止蓝莓果实酶促氧化。

结论

根据特征温度Tg”和Tm’为临界温度选择温度区间冻藏蓝莓具有参考价值，与橡胶态（T1组）和部分冻结浓缩态（T2组）相比，在玻璃态下（T3组）冻藏更有利于保持蓝莓果实的品质。

冻藏蓝莓呈现出温度变化跨度越大，品质下降越明显的趋势。玻璃态至橡胶态、玻璃态至部分冷冻浓缩态的状态改变（S1组、S2组）会加剧蓝莓果实劣变，随着温度变化次数的增加，蓝莓果实发生明显的汁液流失、硬度降低、营养物质流失、细胞完整性受损和酶活性提升。发生温度变化但仍处于玻璃态下（S3组、S4组）的蓝莓果实，品质同样有所下降，相对于发生状态改变的实验组较稳定。

冻藏在无温度变化玻璃态下（S5组）的蓝莓果实品质最为稳定，是蓝莓的最佳贮藏条件，在实际冻藏过程中应尽量避免温度变化。

引文格式：

李洋, 陈隆蛟, 郑梓仪, 等. 冷冻状态改变对冻藏蓝莓品质的影响[J]. 食品科学, 2025, 46(6): 226-235. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241017-108.

LI Yang, CHEN Longjiao, ZHENG Ziyi, et al. Effect of freezing state change on the quality of frozen blueberry fruits[J].Food Science, 2025, 46(6): 226-235. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20241017-108.

实习编辑：刘芯；责任编辑：张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网

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