不同冻藏温度对去青皮鲜核桃采后生理及贮藏品质的影响

景鑫鑫1，颉敏华1,2*，吴小华3，陈柏3，于江1，王学喜3，虎云青4

1(甘肃农业大学园艺学院，甘肃兰州，730070)2(甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所，甘肃兰州，730070) 3(甘肃省果蔬贮藏加工技术创新中心，甘肃兰州，730070)4(陇南市经济林研究院核桃研究所，甘肃武都，746000)

摘要以‘清香’核桃为试材，研究不同冻藏温度(0～-2 ℃、-2～-4 ℃、-5～-7 ℃、-10～-12 ℃)对去青皮鲜核桃冻藏期间感官、营养及油脂等品质变化的影响。结果表明，0～-2 ℃和- 2～-4 ℃条件下去青皮核桃于贮藏中期种壳发黏并长霉，失去商品性；-5～-7 ℃和-10～-12 ℃条件下均无上述现象，可冷冻贮藏周年，核桃均仍具鲜味，贮藏8个月，核桃含水量、可溶性蛋白质和脂肪含量较高，不饱和脂肪酸含量上升，油脂酸价、过氧化值和皂化值较低，碘值较高，能够较好地保持核桃的营养及油脂品质；但-5～-7 ℃条件下，核桃种皮褐变指数较低，核仁的风味明显优于-10～-12 ℃，综合贮藏成本考虑，冷冻温度以-5～-7 ℃为宜。

第一作者：硕士研究生(颉敏华研究员为通讯作者，E-mail：xieminhuags@126.com)。

基金项目：陇原青年创新创业人才(团队项目)“鲜核桃周年保鲜贮运中试研究”；甘肃省现代水果产业体系(GARS-SG-1)；甘肃省农业科学院农业科技创新专项(2016GAAS51)；甘肃省基础研究创新群体计划(1506RJIA116)

核桃(Juglans regia L.)，核桃属胡桃科胡桃属植物，又称胡桃、羌桃，与扁桃、腰果、榛子并称为世界著名的“四大干果”[1]。核桃营养价值丰富，油酸、亚油酸和亚麻酸等不饱和脂肪酸和蛋白质含量高，被称为“天然脑黄金”[2]。核桃目前主要以干果形式贮藏、销售，但近年来鲜核桃以其独特品质和风味渐受人们亲睐。有研究表明鲜核桃含水量高，脂肪含量相对较低，维生素含量高，营养价值高于干核桃[3]。目前对鲜食核桃的贮藏条件的研究主要集中于青皮核桃，但青皮核桃呼吸强度大、含水量高，采后贮藏期青皮易褐变腐烂，果仁易出现失水、哈败、霉变等不良现象，一般条件下难以长时间贮藏[4]。将青皮核桃去青皮后进行低温贮藏保鲜可以避免上述问题的发生，有研究表明，在0～-2 ℃贮藏的去青皮鲜核桃经过保鲜剂处理能贮藏90 d [5]。本研究以去青皮鲜核桃为研究材料，通过研究去青皮鲜核桃在不同冻藏温度下其贮藏期间感官品质和营养品质的变化规律，阐明去青皮鲜核桃冷冻贮藏期的生理变化特性，并筛选出最适宜的冻藏温度，以期为鲜食核桃的周年供应和后续研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

试材：试验用核桃于2017年9月4日采自甘肃省陇南市成县核桃科技服务中心示范种植园，品种为‘清香’。采摘时选取成熟度一致，大小均一，颜色相对一致，无病虫害和机械伤的果实，采收后进行脱皮、清洗、晾干表面水分，在 0～-2 ℃条件下预冷 24 h后运输回甘肃省农科院，装入国家核桃保鲜中心核桃保鲜袋，于冷库进行冷冻贮藏。

主要试剂：油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯、棕榈酸甲酯、硬脂酸甲酯(色谱纯)，上海源叶生物科技有限公司；60～90 ℃石油醚、冰乙酸、三氯甲烷、无水乙醇(分析纯)，成都科隆化学品有限公司；ICl(分析纯)，国药集团。

1.2 仪器与设备

TGL-16M台式高速冷冻离心机，湖南湘仪离心机仪器有限公司；Cary-100型紫外可见分光光度计，美国瓦里安中国有限公司；SP-3420型气相色谱仪，北京北分瑞利分析仪器有限责任公司。

1.3 试验处理

试验设定4个处理温度，处理Ⅰ：0～-2 ℃，做为对照；处理Ⅱ：-2～-4 ℃，处理Ⅲ：-5～-7 ℃，处理Ⅳ：-10～-12 ℃。于贮藏0、2、4、6、8个月时进行感官品质和核仁营养品质、核仁酸败指标测定，每次测定每次处理取核桃2 kg，3次重复。

1.4 试验方法

感官品质：种壳色泽、种皮色泽、剥皮难易程度、种皮褐变指数和种仁风味等指标。参照孙雯[6]的方法，按核桃、核仁感官品质评价指标与评分标准对种壳色泽进行评分，详见表1，表2。种皮褐变指数如公式(1)所示。

表1 核桃核仁感官品质评价指标与评分标准
Table 1 Sensory quality evaluation index and scoring criteria of walnut kernel

表2 种皮褐变指数评分标准
Table 2 Grading criteria of seed coat browning index

试样的制备：各处理核桃取30个，去壳去种皮，剁碎装入自封袋备用。

称量去种皮核仁的鲜重与核仁烘干后的干重，如公式(2)所示。

脂肪酸甲酯制备：称取0.3 g磨碎去皮核仁样品于带塞试管中，加入苯和30～60 ℃石油醚1∶1(质量比)混合液2 mL，振荡1 min，静止20 min后，加入2 mL 0.4 mol/L 氢氧化钾-甲醇溶液，振荡30 s后静置至澄清分层，若分层不明显可加少量无水乙醇，有明显分层后取上清液进行GC分析。

GC分析条件：DB-WAX毛细管色谱柱(60 m×0.53 mm×1 μm);FID检测器；柱温程序升温；初温120 ℃保持5 min，升温速率5 ℃/min，终温220 ℃，保持5 min；进样口温度250 ℃；检测器温度280 ℃；分流进样量1 μL。

核桃油的制备：将核桃仁去壳去种皮、捣碎，用沸程60～90 ℃石油醚于500 mL三角瓶中浸提24 h，将提取液于60 ℃水浴中脱除溶剂，得到核桃油样品。

1.5 数据处理

试验数据用Microsoft Excel 2007和SPSS 19.0统计软件对测定的参数进行统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同贮藏温度对鲜核桃感官品质变化的影响

鲜核桃的感官品质一定程度反映核桃的氧化、酸败程度，影响其商品和食用价值。贮藏4个月时，处理Ⅰ核桃种壳表面开始发霉，至贮藏8个月时种壳及种仁霉变严重，完全失去食用价值；处理Ⅱ在贮藏6个月时少量核桃种壳轻微发霉。由图1-a知，各处理鲜核桃种壳色泽贮藏前期下降迅速，后期下降平缓，至贮藏8个月时，各处理种壳色泽分别为64.44、76.52、 78.44和81.19，各处理间差异性显著(P<0.05)。如图1-b、图1-c所示，贮藏4个月时处理Ⅰ种皮色泽开始迅速下降，至贮藏后期均显著低于其他处理(P<0.05)；处理Ⅲ、Ⅳ贮藏期间种皮褐变程度低于处理Ⅰ和处理Ⅱ，至贮藏8个月时，各处理种皮褐变指数分别为0.75、0.27、0.12 和 0.06，处理Ⅳ显著低于处理Ⅰ和处理Ⅱ(P<0.05)，与处理Ⅲ差异不显著(P>0.05)。如图1-d所示，各处理鲜核桃剥皮难易程度随着贮藏期延长由易变难，贮藏8个月时，处理Ⅲ和处理Ⅳ剥皮难易程度保持最好，较处理Ⅰ分别提高48.48%和52.37%，差异极显著(P<0.01)。如图1-e所示，贮藏4个月后处理Ⅰ风味较其他处理显著下降(P<0.05)，贮藏8个月后各处理鲜核桃种仁风味由分别为63.28、76.75、84.78和78.78，处理Ⅲ种仁风味最好，与处理Ⅱ和处理Ⅳ差异显著(P<0.05)，与处理Ⅰ差异极显著(P<0.01)。

图1 鲜核桃贮藏期间感官品质的变化
Fig.1 Changes of sensory quality of fresh walnut during storage

综上所述，处理Ⅲ、处理Ⅳ对核桃种壳色泽、种皮色泽、剥皮难易程度保持较好，优于处理Ⅰ、处理Ⅱ，但处理Ⅳ贮藏温度过低，导致贮藏后期种仁风味变差，故处理Ⅲ对冻藏期间鲜核桃的感官和风味保持效果最好。

2.2 不同贮藏温度对核仁营养品质变化的影响

核仁含水量是影响鲜核桃贮藏品质的一个重要因素，含水量的高低与核仁风味、营养品质等有直接关系。由图2-a看出，随着贮藏时间的延长，各处理鲜核桃含水率均呈现下降趋势，处理Ⅰ贮藏期间含水率较其他处理下降平缓。采收至贮藏2个月处理Ⅱ、处理Ⅲ和处理Ⅳ下降迅速，后期下降平缓。贮藏8个月时，处理Ⅰ至Ⅳ含水率分别为30.19%、25.67%、25.32% 和23.01%，处理Ⅰ与其他处理差异极显著(P<0.01)。低温冷冻使鲜核桃内部出现结晶，解冻后汁液外流出现脱水现象，导致较低温度下贮藏的鲜核桃失水更严重。

由图2-b看出，去青皮鲜核桃可溶性蛋白含量在贮藏期间总体呈小幅上升趋势。处理Ⅰ的可溶性蛋白含量上升幅度小，贮藏至8个月时，处理Ⅳ的核仁可溶性蛋白含量最高，为4.84 mg/g，与处理Ⅰ差异显著(P<0.05)，与处理Ⅱ和处理Ⅲ差异不显著(P>0.05)。

图2 鲜核桃贮藏期间含水率、可溶性蛋白含量的变化
Fig.2 Changes of moisture content and soluble protein content in fresh walnut during storage

核桃仁油脂含量丰富，营养价值高[8]，与种仁风味关系密切。图3所示，贮藏期间核桃油脂含量总体呈现下降趋势。贮藏2个月时，处理Ⅰ、处理Ⅲ和处理Ⅳ脂肪含量迅速下降，各处理间差异不显著(P>0.05)。贮藏8个月时，各处理核仁脂肪含量分别为45.04%、48.94%、 51.64%和52.06%，处理Ⅰ含量显著低于处理Ⅲ、处理Ⅳ(P<0.05)，与处理Ⅱ无显著差异(P>0.05)。说明低温冷冻可以抑制核仁脂肪的降解。

图3 鲜核桃贮藏期间总脂肪含量的变化
Fig.3 Changes of total fat content in fresh walnut during storage

如图4-a所示，鲜核桃贮藏期间核仁棕榈酸含量有小幅的上下波动。贮藏2个月时，处理Ⅰ、处理Ⅱ棕榈酸含量降低，处理Ⅲ、处理Ⅳ的核仁棕榈酸含量升高，依次为5.737%、6.296%、7.125%和6.985%，各处理间差异极显著(P<0.01)。贮藏8个月时，各处理核仁棕榈酸含量分别为6.305%、6.326%、6.123% 和6.479%，各处理间差异不显著(P>0.05)。

如图4-b所示，鲜核桃贮藏期核仁硬脂酸含量总体呈现下降的趋势。贮藏4个月时各处理核仁硬脂酸含量下降，处理Ⅰ极显著低于其他处理(P<0.01)，处理Ⅲ显著低于处理Ⅳ(P<0.05)。贮藏6个月时，处理Ⅰ、处理Ⅱ、处理Ⅲ较贮藏4个月时有一定程度的上升，处理Ⅳ的硬脂酸含量显著低于其他处理(P<0.05)。在贮藏8个月时，各处理核仁硬脂酸含量分别为2.30%、1.88%、1.72%和2.03%，处理Ⅲ显著低于处理Ⅰ(P<0.05)。

图4 鲜核桃贮藏期间核仁饱和脂肪酸含量变化
Fig.4 Changes of saturated fatty acid content in fresh walnut during storage
注:不同小写字母表示差异达P<0.05显著水平。

如图5-a所示，鲜核桃贮藏期间核仁油酸含量总体呈下降趋势。贮藏前期各处理核仁油酸含量迅速下降，后期则波动平缓。贮藏8个月时，各处理核仁油酸含量分别为14.29%、13.13%、14.01%和12.93%，较初始值23.80%分别下降了9.51%、10.67%、9.79%和10.87%，且处理Ⅰ、处理Ⅲ核仁油酸分别显著高于处理Ⅱ、处理Ⅳ(P<0.05)。

如图5-b所示，鲜核桃贮藏期间核仁亚油酸含量总体呈上升趋势。贮藏前2个月上升较快，后期各处理均上升缓慢。

图5 鲜核桃贮藏期间核仁不饱和脂肪酸含量变化
Fig.5 Changes of unsaturated fatty acid content in fresh walnut during storage
注:不同小写字母表示差异达P<0.05显著水平。

贮藏8个月时，各处理核仁亚油酸含量分别为67.18%、 68.72%、68.90%和69.57%，比初始值57.82%分别上升了9.36%、10.90%、11.08%和11.75%，但各处理间差异不显著(P>0.05)。

如图5-c所示，鲜核桃贮藏期间核仁亚麻酸含量总体呈先升后降的变化趋势。

贮藏2个月时，各处理核仁亚麻酸含量分别为9.92%、9.40%、9.01%和10.04%，各处理间差异极显著(P<0.01)。贮藏4个月时处理Ⅱ亚麻酸含量达到最高为12.24%，较其他处理差异显著(P<0.05)。在贮藏8个月时，各处理核仁亚麻酸含量较初始值8.832%分别上升了1.10%、 1.17%、0.41%和0.76%，处理Ⅰ、处理Ⅱ亚麻酸含量分别显著高于处理Ⅲ、处理Ⅳ(P<0.05)。

综上所述，鲜核桃在贮藏期间不饱和脂肪酸含量整体呈下降趋势，其中油酸含量下降，亚油酸和亚麻酸含量上升，可能是脂肪酸除氧化之外还存在合成代谢或转化过程，且核桃中含有如VE、酚类等其他抗氧化成分，部分抗氧化物质可以有效清除自由基，抑制亚油酸的氧化。

2.3 不同贮藏温度对核仁油脂品质变化的影响

如图6所示，贮藏期间核仁脂肪酶活动度整体呈先升后降的变化趋势。贮藏2个月时，各处理脂肪酶活动度分别为4.15、3.47、2.97、2.88 mg/g，处理Ⅳ与处理Ⅰ、处理Ⅱ差异显著(P<0.05)，与处理Ⅲ差异不显著(P>0.05)。至贮藏8个月时，处理Ⅲ和处理Ⅳ脂肪酶活动度为0.52 mg/g和0.57 mg/g，较处理Ⅰ分别低59.06%和55.12%，但各处理间差异不显著(P>0.05)。说明低温冷冻可以一定程度地抑制脂肪酶活性，减缓鲜核桃脂肪的降解，保持核桃营养品质。

图6 鲜核桃贮藏期间脂肪酶活动度的变化
Fig.6 Changes of lipase activity in fresh walnut during storage

2.3.2 不同贮藏温度对核仁油脂酸价、过氧化值、碘值、皂化值变化的影响

核桃仁油脂含量丰富，在贮藏期极易氧化、酸败。测定核桃仁油脂酸价、过氧化值、碘值、皂化值可在一定程度上反映贮藏期鲜核桃核仁的油脂品质。如图7-a所示，刚采收时，去皮鲜核桃核仁酸价为0.22 mg/g。贮藏过程中各处理酸价均呈上升趋势，其中处理Ⅰ核仁油脂酸价贮藏期间显著高于其他处理(P<0.05)。至贮藏8个月时，处理Ⅰ至Ⅳ的核仁油脂酸价分别为0.67、0.65、0.45、0.44 mg/g，处理Ⅲ和处理Ⅳ核仁油脂酸价显著低于其他处理(P<0.05)，处理Ⅲ和处理Ⅳ之间差异不显著(P>0.05)。说明低温冷冻可以抑制酸价的升高，防止核桃酸败变质。

过氧化值指标反映油脂的酸败程度，过氧化值升高是油脂酸败的早期指标。如图7-b所示，过氧化值在鲜核桃贮藏期间呈上升趋势。贮藏前期各处理核仁油脂过氧化值迅速上升，后期上升平缓。

图7 鲜核桃贮藏期间核仁油脂酸价、过氧化值、碘值、皂化值的变化
Fig.7 Changes of acid value, peroxide value, iodine value and saponification value of nucleolus oil in fresh walnut during storage

贮藏8个月时，各处理过氧化值分别为2.47、2.38、 1.99、1.84 mg/g，分别是初始值(0.59 mg/g)的4.19、4.03、3.37、3.12倍，处理Ⅳ过氧化值显著低于处理Ⅰ、处理Ⅱ(P<0.05)，与处理Ⅲ差异不显著(P>0.05)。说明低温冷冻可以抑制油脂过氧化值的升高，防止核桃氧化酸败。

碘价是反映油脂不饱和程度的重要指标。碘值下降说明随着贮藏时间延长，油脂不饱和程度降低。如图7-c所示，各处理鲜核桃贮藏期间碘值总体呈下降趋势，且各处理间差异不显著(P>0.05)。贮藏前期各处理的核仁油脂碘值下降较快，后期下降缓慢。贮藏8个月时，各处理碘值分别为108.26、112.32、113.82、115.72 g/100 g。

皂化值是反映油脂分子质量大小的标志。皂化值越高，则脂肪酸分子质量越小，亲水性较强，油脂特性降低。如图7-d所示，贮藏前期各处理核仁油脂皂化值上升迅速，后期上升平缓。贮藏8个月时各处理皂化值上升至最大，处理Ⅰ至Ⅳ的皂化值由初始值112.55 mg/g分别上升至169.70、165.90、157.41、158.11 mg/g，处理Ⅲ、处理Ⅳ显著低于处理Ⅰ、处理Ⅱ(P<0.05)，但处理Ⅲ、Ⅳ之间差异不显著(P>0.05)。说明低温冷冻可以一定程度抑制皂化值的升高，抑制核仁油脂氧化水解，减缓核仁变质。

3 讨论

对需长期贮藏的果蔬来说，贮藏温度是影响果蔬保鲜效果的重要因素之一[12-13]。低温冻藏可使果蔬中大部分甚至全部水分形成冰晶体，从而减少游离水，使微生物生长受到抑制，适当低温和冻结速度还会促使微生物死亡，大大降低酶活力，减缓脂肪酸败，减缓腐败，使果实保持优秀品质[14]。张友青等[15]研究不同温度条件下临安山核桃的贮藏品质变化发现，结合耗能和技术等因素，山核桃短期贮藏以4 ℃冷藏为宜，5个月以上以-18 ℃冷冻贮藏为最佳。本试验中，经-5～-7 ℃、-10～-12 ℃冻藏的去青皮鲜核桃感官品质和可溶性蛋白、脂肪含量等营养品质的保持均明显优于-2～-4 ℃、0～-2 ℃条件，说明适宜的低温能有效地减缓鲜核桃营养物质的流失。但试验发现-10～-12 ℃核桃鲜果在贮藏过程中出现冻害，具体表现为种壳内产生大量冰晶，核仁呈半透明状、有脱水现象，解冻后汁液外流，伴随乙醇等异味产生。此结果表明，过低的温度会造成冻害，不利于鲜核桃的保鲜贮藏，可能与鲜核桃的冰点有关。果蔬的冰点温度是确定其适宜贮藏温度的主要参考条件之一，测定冰点有助于确定果蔬适宜的贮运温度及冻结[16]。目前对于核桃冰点的相关研究暂时空白，后续试验研究可以测定核桃鲜果的冰点，通过维持贮藏温度稍高于冰点来贮藏相应的核桃鲜果，以期达到更好的贮藏效果。

不饱和脂肪酸是核桃所含的最重要功能性成分，是评价核仁品质好坏的有效指标。马艳萍等[17]研究结果显示，贮藏期间不饱和脂肪酸总量及油酸都呈现先增大后减少的趋势。本试验在鲜食核桃仁中共检测了5种脂肪酸：棕榈酸、硬脂酸、亚油酸、油酸、亚麻酸，其中不饱和脂肪酸中的亚油酸、油酸总含量在80%以上，是核桃脂肪酸中含量最多的两种，与前人研究一致[18]。有研究表明，核桃不饱和脂肪酸的氧化稳定性与核桃中抗氧化功能成分种类和含量有显著性的关系[19-20]。本试验研究发现，在贮藏过程中，核仁油酸含量下降，亚油酸、亚麻酸含量上升，与部分学者研究不一致[17-18]。可能是在采后贮藏期鲜核桃脂肪酸存在较为复杂的变化，除了氧化和代谢转化损失外，抗氧化物质与不饱和脂肪酸之间可能存在一定的抗氧化互补作用。鲜核桃低温贮藏期的脂肪酸代谢转化及稳定性还需后续深入研究，且目前对于核桃脂肪酸含量的变化多用归一法测定，用内标法或外标法对核桃中各脂肪酸具体含量变化的研究鲜见报道，因此，有必要进一步详细研究鲜核桃中各脂肪酸的具体含量变化，为保持核桃在贮藏过程中的优良营养品质提供一定的理论依据。

核桃含油量较高，极易被氧化，温度对核桃油脂氧化影响较大，不同温度贮藏对核桃营养品质的影响不同。本试验中鲜核桃随着贮藏时间的延长，油脂碘值降低，而酸价、过氧化值和皂化值升高，与脂肪含量变化和脂肪酶活性变化基本符合，与前人研究结果基本一致[15，21]。0～-2 ℃贮藏的核桃在贮藏2个月各指标变化较其他处理明显，可能是核桃贮藏于0～-2 ℃ 在降温过程中生理活性较高，而其他处理由于温度更低易于速冻导致生理活性较低。说明低温冷冻能有效抑制鲜核桃油脂发生氧化水解，保持油脂品质，减缓核仁酸败变质。

4 结论

本试验中，去青皮鲜核桃在0～-2 ℃贮藏4个月时种壳表面发霉，种仁内部轻微发霉，失去商品价值；-2～-4 ℃贮藏6个月后种壳出现发霉。-5～-7 ℃与-10～-12 ℃去青皮鲜核桃能贮藏8个月以上，可溶性蛋白、脂肪等营养品质含量较高，抑制了酸价、过氧化值、皂化值等的上升，饱和脂肪酸含量下降，不饱和脂肪酸含量上升，但二者差异不显著(P>0.05)。-5～-7 ℃的核仁风味口感优于-10～-12 ℃ 的核仁，且综合节能等因素，确定-5～-7 ℃为‘清香’脱青皮鲜食核桃的最佳贮藏温度。

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Effects of different freezing temperatures on the post-harvest physiology and storage quality of peeled fresh walnuts

JING Xinxin1, XIE Minhua1, 2*, WU Xiaohua3, CHEN Bai3，YU Jiang1,WANG Xuexi3,HU Yunqing4

1(College of Horticulture, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, China) 2(Agricultural Product Storage and Processing Research Institute, Gansu Academy of Agricultural Sciences, Lanzhou 730070, China) 3(Fruit and vegetable Storage Technology Innovation Center of Gansu Province,Lanzhou 730070, China) 4(Institute of Walnut Research, Weinan Economic Forestry Institute, Wudu 746000, China)

ABSTRACT The effects of different freezing temperatures (0--2, -2--4, -5--7, and -10--12 ℃) on changes in sensory, nutritional, and oil quality of peeled and frozen stored fresh walnuts were studied. The results showed that at 0--2 ℃ and -2--4 ℃, the husks of walnuts became sticky and moldy in the middle of storage and therefore lost their commercial values. There was no such phenomenon observed at -5--7 ℃ and -10--12 ℃. Under these conditions, the walnuts could be stored for 1 year, and the walnuts still had a fresh taste. After storing for eight months, the contents of moisture, soluble protein, and fat were higher, and the amounts of unsaturated fatty acids increased, with lower acid value, peroxide value, and saponification value, and high iodine value. In other words, the nutritional and oil qualities of walnut could be better maintained at -5--7 ℃ and -10--12 ℃. However, at -5--7 ℃, the browning index of walnut seed coat was lower, and the flavor of the walnuts was better than stored at -10--12 ℃. Therefore, by considering the cost of storage, the suitable freezing temperature was -5--7 ℃.