馮銀杏，李汴生

(華南理工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州，510640)

果實(shí)成熟度對(duì)凍干獼猴桃片品質(zhì)影響

馮銀杏，李汴生*

(華南理工大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，廣東 廣州，510640)

研究了4種不同成熟度的海沃德獼猴桃果實(shí)對(duì)凍干片產(chǎn)品品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，低成熟度原料得到的產(chǎn)品外觀收縮嚴(yán)重，表面塌陷，口感堅(jiān)硬，感官品質(zhì)不佳，而高成熟度組分產(chǎn)品外形飽滿，口感酥脆且在凍干前后色澤變化較?。晃⒂^結(jié)構(gòu)上，低成熟度的產(chǎn)品內(nèi)部板結(jié)致密，高成熟度內(nèi)部則多孔結(jié)構(gòu)更為均勻，呈現(xiàn)良好的蜂窩狀結(jié)構(gòu)。綜合考慮獼猴桃凍干片的品質(zhì)，當(dāng)獼猴桃原料成熟度達(dá)到可溶性固形物含量為(13.65±0.07)°Brix，硬度為(3 017.586±142.73) g時(shí)得到的產(chǎn)品在色澤、硬度和脆性、復(fù)水比等方面更符合加工需求。

獼猴桃； 成熟度； 真空冷凍干燥； 品質(zhì)

獼猴桃又稱奇異果，被認(rèn)為是營(yíng)養(yǎng)密度最高的常見水果，富含人體所需的多種維生素和氨基酸，我國(guó)市面上常見的獼猴桃的產(chǎn)品品類較單一，多為果脯、果汁類，凍干獼猴桃脆片膨松酥脆，而且很好地保持了原料本身的色澤和營(yíng)養(yǎng)成分，提高了獼猴桃的附加值，具有很好的市場(chǎng)發(fā)展前景。

我國(guó)是獼猴桃起源中心，也是優(yōu)勢(shì)主產(chǎn)國(guó)。迄今為止，全世界獼猴桃屬共發(fā)現(xiàn)66種，其中就有62種原產(chǎn)于我國(guó)，其中栽培利用最廣泛的是中華獼猴桃和美味獼猴桃2個(gè)物種[1]。海沃德(Hayward)屬于美味獼猴桃系列，是我國(guó)從新西蘭引入的獼猴桃主栽品種之一，其品質(zhì)優(yōu)良、貯藏性好、綜合商品性能高，多年來(lái)一直在獼猴桃市場(chǎng)上占統(tǒng)治地位[2]。

果蔬成熟度是衡量水果加工特性的重要指標(biāo)，是影響果蔬化學(xué)成分的重要因素。在果蔬成熟階段，原料的生理學(xué)、化學(xué)成分、內(nèi)部結(jié)構(gòu)等都發(fā)生變化，而這些將會(huì)對(duì)加工后產(chǎn)品的品質(zhì)產(chǎn)生影響[3]。成熟度過(guò)低，糖度不夠，產(chǎn)品無(wú)法展現(xiàn)原料特有的色澤和風(fēng)味，成熟度過(guò)高，對(duì)機(jī)械損傷更敏感，在加工過(guò)程中因機(jī)械損傷造成的原料損失也會(huì)更多[4]，因此，必須選擇合適的成熟度進(jìn)行果蔬加工。滕建文等[5]研究了成熟度對(duì)番木瓜凍干脆片品質(zhì)的影響，結(jié)果表明成熟度最低的組分體積收縮可達(dá)到50%以上。

本文挑選4種不同成熟度的海沃德獼猴桃，對(duì)比研究其真空冷凍干燥后產(chǎn)品的色澤、收縮率、硬度和脆性、復(fù)水比和微觀結(jié)構(gòu)，確定生產(chǎn)凍干獼猴桃片最適宜的成熟度。

1 材料與方法

1.1試驗(yàn)材料

獼猴桃：海沃德品種，原產(chǎn)地為陜西周至縣。

所用試劑均為分析純。

1.2儀器與設(shè)備

真空冷凍干燥機(jī)(Alphal-4Lplus)，德國(guó)Christ公司；物性測(cè)定儀(TA.XT. Plus)，英國(guó)Stable Micro System公司；便攜式色差儀(CR-400)，日本Konica Minolta公司；掃描電鏡(Evo18)，德國(guó)ZEISS公司；阿貝折射儀(WYA-E)，上海儀電物理光學(xué)儀器有限公司；電子天平(PL203)，梅特勒-托利多儀器上海有限公司。

1.3凍干獼猴桃片生產(chǎn)方法

獼猴桃采購(gòu)后于4 ℃條件下保存，每隔一段時(shí)間挑選無(wú)病蟲害、無(wú)機(jī)械損傷、果形一致的果實(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)果肉顏色和果實(shí)從硬到軟分為4個(gè)等級(jí)，R-1，硬度范圍5 000 g以上；R-2，硬度范圍4 000～5 000 g、R-3，硬度范圍2 000～4 000 g、R-4，硬度范圍2 000 g以下。

不同成熟度的果實(shí)經(jīng)清洗、去毛、去皮后切成厚度約為3 cm的果片，然后置于-50 ℃超低溫冰箱預(yù)凍10 h，在-40 ℃，真空度10-3MPa條件下真空冷凍干燥28 h，此時(shí)含水量為5%左右。

1.4實(shí)驗(yàn)方法

1.4.1 水分含量

參照GB/T 5009.3—2003 對(duì)原料水分含量進(jìn)行測(cè)定，平行測(cè)定3次。

1.4.2 pH

獼猴桃原料去皮后打漿，采用 pH計(jì)進(jìn)行測(cè)定，平行測(cè)定3次。

1.4.3 可溶性固形物測(cè)定

獼猴桃原料去皮后打漿，采用阿貝折射儀進(jìn)行測(cè)定，平行測(cè)定3次。

1.4.4 總糖

獼猴桃原料去皮后打漿，采用3，5-二硝基水楊酸比色法測(cè)定總糖含量，平行測(cè)定3次。

1.4.5 可滴定酸

采用GB/T 12456—2008中酸堿滴定法測(cè)定，平行測(cè)定3次。

1.4.6 色澤

采用色差計(jì)測(cè)量獼猴桃色差，用L*、a*、b*、ΔE表示，平行測(cè)定6次。其中L*表示亮度，在0～100之間變化，0表示黑色，100表示白色；a*表示紅綠度，100為紅色，-80為綠色；b*表示黃藍(lán)度，100為黃色，-80為藍(lán)色。ΔE為總色差值，ΔE值越大，說(shuō)明凍干產(chǎn)品色澤變化越大，計(jì)算公式為：

(1)

1.4.7 體積、直徑、厚度收縮率

采用小米置換法測(cè)定獼猴桃的體積，體積收縮比計(jì)算方法見下式，直徑、厚度收縮率計(jì)算公式同體積收縮率。

(2)

式中：φ，體積收縮率，%；V0，凍干前樣品的體積，mL；Vf，凍干結(jié)束后樣品的體積，mL。

1.4.8 微觀結(jié)構(gòu)

取不同成熟度凍干樣品橫斷面，用導(dǎo)電膠粘貼到銅板上，鍍金3次，抽真空后采用掃描電鏡進(jìn)行觀察、拍照，放大倍數(shù)為100。

1.4.9 硬度和脆性

采用質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行獼猴桃果實(shí)硬度、凍干獼猴桃片硬度和脆性的測(cè)定，平行測(cè)定10次。探頭：P0.5，全質(zhì)構(gòu)測(cè)定(TPA)模式，測(cè)試條件：測(cè)前速度5 mm/s，測(cè)試速度2 mm/s，測(cè)后速度3 mm/s，測(cè)試距離20 mm，感應(yīng)力20 g，壓縮比50%。

1.4.10 復(fù)水比

取不同成熟度的凍干獼猴桃片，放入盛有蒸餾水的燒杯中，于恒溫水浴鍋中35 ℃保溫，每隔5 min取出獼猴桃片，用濾紙吸干表面水分，記錄重量。重復(fù)操作直至獼猴桃片吸水呈飽和狀態(tài)。每組樣品重復(fù)測(cè)定3次，取平均值。

(3)

式中：RR(rehydration ratio)，復(fù)水比；mt，復(fù)水后瀝干樣品質(zhì)量，g；m0，復(fù)水前樣品質(zhì)量，g

1.5數(shù)據(jù)處理與分析

采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和圖形繪制，采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1不同成熟度獼猴桃理化指標(biāo)分析

新鮮果蔬采收后仍是一個(gè)有生命的活體，在貯藏過(guò)程中仍然進(jìn)行著以呼吸作用為主導(dǎo)的新陳代謝活動(dòng)。獼猴桃屬于呼吸躍變型果實(shí)，采后生理存在乙烯高峰和后熟過(guò)程，所以隨著果實(shí)的成熟，其理化指標(biāo)和營(yíng)養(yǎng)成分也不斷變化[6]。不同成熟度獼猴桃果實(shí)理化指標(biāo)見表1。

表1 不同成熟度獼猴桃果實(shí)理化指標(biāo)

注：結(jié)果表示為(平均值±標(biāo)準(zhǔn)差)，同列中不同上標(biāo)字母表示在p<0.05區(qū)間存在顯著差異。

可溶性固形物增加是果實(shí)成熟的標(biāo)志之一，它是食品原料中能溶于水的化合物如糖、酸、維生素和礦物質(zhì)等多種成分的總稱。從表1可以看出，隨著成熟度增加，原料中可溶性固形物的含量、總糖含量和pH增加而可滴定酸含量減少，這主要是因?yàn)樵诠叱墒爝^(guò)程中，淀粉、纖維素、半纖維素、果膠等不可溶性多糖物質(zhì)降解為葡萄糖、果糖等小分子糖類，可溶性糖含量增加，而有機(jī)酸主要在液泡中貯存，果蔬成熟時(shí)液泡膜發(fā)生滲漏，有機(jī)酸外流至細(xì)胞質(zhì)中被降解，含量下降[7]。同時(shí)，成熟度對(duì)水分含量影響顯著(p<0.05)，成熟度越高，水分含量越大，因?yàn)樵诠哔A藏過(guò)程中干物質(zhì)不斷被消耗，相對(duì)水分含量增加。成熟度對(duì)獼猴桃原料硬度影響極顯著(p<0.01)，成熟度越高硬度越低，R-1組分硬度是R-4組分的7.6倍，果肉硬度降低的主要原因是多種酶的綜合作用，天然果膠在原果膠酶的作用下轉(zhuǎn)化為可溶性的果膠，再經(jīng)果膠甲酯酶催化后脫去甲基生成果膠酸，果膠酸在聚半乳糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶綜合作用下水解導(dǎo)致果膠鏈聚合度降低，組織硬度下降[8]。成熟的果蔬組織中，細(xì)胞間結(jié)合力減弱，不足以維持細(xì)胞膨壓，細(xì)胞壁破裂同時(shí)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)破壞，內(nèi)溶物滲出[9]，組織宏觀表現(xiàn)為軟化多汁。R-1和R-2組分糖度低，R-4組分可溶性固形物含量高，但是因?yàn)榻M織較軟在取樣切片過(guò)程中機(jī)械損傷較大，原料浪費(fèi)率高。

2.2不同成熟度對(duì)凍干獼猴桃片感官品質(zhì)影響

不同成熟度獼猴桃原料經(jīng)過(guò)真空冷凍干燥后得到的產(chǎn)品感官品質(zhì)描述見表2。

表2 不同成熟度獼猴桃凍干片感官品質(zhì)

表2顯示，成熟度越低的原料產(chǎn)品外觀收縮和表面塌陷越嚴(yán)重，嚴(yán)重影響感官品質(zhì)和外觀吸引力，成熟度較高的組分R-3和R-4不但外形飽滿且具有凍干脆片特有的膨松酥脆感。外觀色澤來(lái)說(shuō)，總體呈現(xiàn)出獼猴桃特有的綠色，但因?yàn)槌墒於鹊偷脑媳旧砣~綠素含量更多，因此比高成熟度組分產(chǎn)品顏色更為鮮綠。

表3 成熟度對(duì)獼猴桃片凍干前后色澤的影響

注：同列中不同上標(biāo)字母表示在p<0.05區(qū)間存在顯著差異。表4同。

色澤是產(chǎn)品反應(yīng)給消費(fèi)者的直接感受，誘人的色澤是吸引消費(fèi)者購(gòu)買的重要因素。真空冷凍干燥與其他熱處理干燥技術(shù)相比，低溫、低氧的環(huán)境有效抑制了氧化酶的活性，很大程度上減少了加工過(guò)程中的氧化反應(yīng)，因此可以較好地保持原料本身的色澤[10]。表3是不同成熟度獼猴桃真空冷凍干燥前后果肉色澤測(cè)定結(jié)果。隨著成熟度的增加，原料和產(chǎn)品都呈現(xiàn)L*值下降，a*值和b*值增加的趨勢(shì)，這是因?yàn)楂J猴桃成熟過(guò)程中也伴隨著葉綠素的降解，葉黃素逐漸顯現(xiàn)，因此亮度和綠色值減小，黃度上升。不同成熟度之間原料和產(chǎn)品差異顯著(p<0.05)，從冷凍干燥前后顏色變化來(lái)看，R-3組分ΔE值最小，說(shuō)明原料和產(chǎn)品顏色差異最小，總體來(lái)說(shuō)成熟度高的組分比成熟度低的組分干燥過(guò)程中色澤變化更少。

從表4中可以看出，成熟度對(duì)獼猴桃凍干片收縮性影響顯著，成熟度低的原料，凍干后體積、直徑和厚度都收縮明顯，外觀表現(xiàn)為產(chǎn)品干縮，表面塌陷，R-1體積收縮率高達(dá)61.3%，厚度也收縮近一半，從產(chǎn)品的外觀形態(tài)來(lái)說(shuō)這是不可接受的。成熟度較高的組分R-3和R-4收縮率較小，且2組間體積、直徑和厚度收縮差異不顯著(p>0.05)。

表4 不同成熟度對(duì)獼猴桃凍干片收縮性影響

2.3不同成熟度對(duì)凍干獼猴桃片硬度和脆性的影響

質(zhì)構(gòu)是食品的重要屬性，是由產(chǎn)品成分和微觀結(jié)構(gòu)所決定的機(jī)械性能、表面性質(zhì)等物理性質(zhì)[11]。硬度和脆性是獼猴桃凍干片最重要的2個(gè)質(zhì)構(gòu)參數(shù)，以產(chǎn)品壓縮形變50%的峰值力表示硬度，以破碎應(yīng)力表示產(chǎn)品的脆性，圖1反映了不同成熟度原料凍干獼猴桃片的硬度和脆性。

圖1 不同成熟度凍干獼猴桃片硬度和脆性比較Fig.1 Effect of maturities on hardness and fracturability of freeze-dried kiwi slices

硬度反映了產(chǎn)品對(duì)變形的抵抗能力，由圖1可知，硬度實(shí)驗(yàn)結(jié)果和新鮮原料相同，R-1硬度最大，R-4硬度最小，一方面是是由于低成熟度的產(chǎn)品內(nèi)部孔隙較少更為致密，另一方面是因?yàn)樵霞?xì)胞壁中纖維素、木質(zhì)素、果膠等不溶性物質(zhì)的降解也降低了產(chǎn)品硬度[12]。與硬度相反，成熟度越大，脆性越大，這可能是因?yàn)槌墒於仍礁?，?xì)胞間隙更大，細(xì)胞間隙中水分含量更高，而在真空干燥過(guò)程中，細(xì)胞間隙中的水分急劇氣化、膨脹，間隙擴(kuò)大，出現(xiàn)膨化現(xiàn)象，產(chǎn)生酥脆的口感[13]。成熟度低的原料細(xì)胞間隙小，因而脆性低，成熟度高的原料，脆性顯著。但是R-4組分因?yàn)樘嵌雀?，在凍干后與物料盤粘連緊密，且脆性太大，取樣和運(yùn)輸過(guò)程中易碎。

2.4成熟度對(duì)凍干獼猴桃片復(fù)水比的影響

復(fù)水比是衡量?jī)龈僧a(chǎn)品品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，復(fù)水比越高說(shuō)明其結(jié)構(gòu)越疏松多孔，圖2為不同成熟度原料獼猴桃凍干片復(fù)水比。

圖2 成熟度對(duì)與獼猴桃凍干片復(fù)水比的影響Fig.2 Effect of maturities on rehydration ratio of freeze-dried kiwi slices

從圖2中可以看出，成熟度高的組分R-3、R-4復(fù)水比高，且復(fù)水迅速，能到在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到原來(lái)質(zhì)量 而成熟度低的組分復(fù)水比低，且復(fù)水緩慢。R-3組分復(fù)水效果最好，20min左右復(fù)水結(jié)束，復(fù)水比為(8.57±0.12)，R-1組分復(fù)水性較差，最大復(fù)水比為(3.30±0.05)。

2.5不同成熟度對(duì)凍干獼猴桃片微觀結(jié)構(gòu)的影響

產(chǎn)品結(jié)構(gòu)是產(chǎn)品質(zhì)量中一個(gè)重要因素，它受多種因素的影響，而干燥過(guò)程中由于水分的損失導(dǎo)致內(nèi)部張力增加，從而對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。圖3顯示了不同成熟度凍干獼猴桃片斷面微觀結(jié)構(gòu)。

從圖3 中可以看出，成熟度較高的組分經(jīng)真空冷凍干燥后，產(chǎn)品組織疏松，孔隙較均勻，呈現(xiàn)出較好的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其中R-3比R-4組孔隙更多，分布也更均勻。而成熟度較低的組分凍干后產(chǎn)品內(nèi)部孔隙較少，結(jié)構(gòu)致密，感官表現(xiàn)為堅(jiān)硬。GUIZANI等[14]用玻璃轉(zhuǎn)化理論解釋冷凍干燥過(guò)程中內(nèi)部結(jié)構(gòu)塌陷現(xiàn)象，當(dāng)物料的溫度高于其玻璃化轉(zhuǎn)化溫度時(shí)，物料從玻璃態(tài)向橡膠態(tài)發(fā)生轉(zhuǎn)變，黏度顯著下降，自由體積增大，凍干基質(zhì)流動(dòng)導(dǎo)致不能再支持其原有的多孔結(jié)構(gòu)，果蔬及其制品中，可溶性糖含量越高，其玻璃化轉(zhuǎn)化溫度越大，因此低成熟度組分更容易出現(xiàn)皺縮、塌陷的現(xiàn)象。凍干過(guò)程中，冰晶升華后形成孔隙，孔隙壁的表面力和重力是導(dǎo)致干燥過(guò)程中產(chǎn)品結(jié)構(gòu)塌陷的主要作用力[15]，而能夠保持組織不塌陷的反作用力與組織的黏度系數(shù)有關(guān)[16]，成熟度高的組分冰晶周邊的高黏度基質(zhì)可減緩干燥過(guò)程中組織塌陷。JOARDDER等[17]研究發(fā)現(xiàn)，蘋果在干燥過(guò)程中的體積收縮很大程度上取決于細(xì)胞壁性質(zhì)，細(xì)胞壁剛度小，細(xì)胞壁中結(jié)合水比例小則產(chǎn)品多孔性更好，體積收縮更小。因此不同成熟度的海沃德果實(shí)之間結(jié)構(gòu)性質(zhì)和成分的差異對(duì)物料的機(jī)械性能、水分傳輸機(jī)制等產(chǎn)生直接影響，造成物料在傳熱傳質(zhì)過(guò)程中具有不同的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而對(duì)干燥后產(chǎn)品的多孔性，收縮性及微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。

3 結(jié)論

本文對(duì)比研究了4個(gè)不同原料成熟度對(duì)真空冷凍干燥獼猴桃片的品質(zhì)影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成熟度對(duì)凍干獼猴桃片產(chǎn)品色澤、收縮率、硬度和脆性、復(fù)水比、微觀結(jié)構(gòu)等性質(zhì)影響顯著。

低成熟度原料得到的產(chǎn)品外觀收縮嚴(yán)重，表面塌陷，感官品質(zhì)不佳，而高成熟度組分產(chǎn)品外形飽滿，口感酥脆。成熟度較高的組分在凍干前后色澤變化較?。晃⒂^結(jié)構(gòu)上，低成熟度的產(chǎn)品內(nèi)部板結(jié)致密，高成熟度內(nèi)部則呈現(xiàn)良好的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，其中R-3組分內(nèi)部多孔結(jié)構(gòu)更為均勻。微觀結(jié)構(gòu)決定了產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)和復(fù)水比等性質(zhì)，高成熟度的組分硬度更低，脆性大，復(fù)水迅速且復(fù)水比大。綜合考慮獼猴桃凍干片的品質(zhì)，R-3組分(可溶性固形物含量為(13.65±0.07)°Brix)得到的產(chǎn)品在色澤、硬度和脆性、復(fù)水比等方面更符合加工需求。

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Effectofthefruitmaturitiesonthequalityoffreeze-driedkiwifruitslices

FENG Yin-xing, LI Bian-sheng*

(School of Food Science and Engineering, South China University of Technology,Guangzhou 510640,China)

The effect of fruit maturities on the quality of freeze-dried kiwifruit slices was investigated. The results showed that low maturity kiwi causes serious shrinkage and collapse at the final products; the more maturity kiwi was, the more desirable crispiness and porous internal structure was and the less color loss during the processing. Considering the color、texture、rehydration ratio and microstructure, when the soluble solid content was (13.65±0.07)°Brix and hardness was (3 017.586±142.73) g, the fruit was suitable for processing freeze-dried kiwifruit slices.

kiwifruit; maturity; freeze-dried; quality

10.13995/j.cnki.11-1802/ts.013683

碩士研究生(李汴生教授為通訊作者，E-mail：febshli@scut.edu.cn)。

廣東省特色農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)項(xiàng)目：“省級(jí)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)(農(nóng)產(chǎn)品無(wú)損檢測(cè)及精深加工)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研發(fā)中心”

2016-12-27，改回日期：2017-03-14