,, ,*,, ,,,志春,,,,杰民,劉國

(1.廣西壯族自治區(qū)農業(yè)科學院農產品加工研究所,廣西南寧 530007;2.廣西果蔬貯藏與加工新技術重點實驗室培育基地,廣西南寧 530007)

芒果(MangiferaindicaL.)屬于漆樹科(Anacardiaceae)芒果屬(Meagifera),是熱帶和亞熱帶地區(qū)的重要經濟作物,也是我國第四大熱帶水果[1-2]。芒果含有豐富的類胡蘿卜素、維生素、氨基酸和豐富的微量元素,香味濃郁,素有熱帶水果之王的美稱[3-7]。芒果是典型的躍變型水果,完熟后的果實迅速衰老,品質下降,逐漸失去商品價值,因此需要進行深加工提高附加值[8-9]。有關芒果系列食品加工工藝的報道主要集中在果汁、果酒、果醋、果脯等產品方面[10-12],對于芒果果粒加工的相關研究卻鮮有報道。近年來,帶果粒的產品[13-15]因其營養(yǎng)豐富,風味獨特,咀嚼性好,果粒直觀真實,從外形到口感都對消費者有巨大的誘惑力,具有極大的發(fā)展?jié)摿?。在果粒產品加工過程中,水果粒容易出現(xiàn)軟化、硬度欠佳、容易破碎等問題,直接影響了產品質量,不易被消費者接受。因此,保持果粒良好的質感與硬度是提高產品品質的關鍵因素之一。張巖等[16]以臺農芒果品種果粒為研究對象,分析了果膠甲酯酶、鈣預處理結合超高壓技術對芒果粒硬度品質的影響,實驗結果表明芒果粒經過果膠甲酯酶和CaCl2·2H2O預處理,在0.09 MPa,15 min真空協(xié)助滲透下,果粒硬度比鮮果組提高18%;張偉麗和武波波[17]對芒果果粒谷物酸奶的產品配方及發(fā)酵條件進行研究,通過配料優(yōu)化組合,得到了一種細膩、光滑、清新、風味獨特的芒果果粒谷物酸奶;陳文碩等[18]以具有廣西特色的芒果和水牛奶為原料,利用Box-Behnken中心組合設計,優(yōu)化攪拌型芒果果粒水牛酸乳制作工藝,實驗結果表明最優(yōu)制作工藝條件是:砂糖質量分數(shù)為8%,果粒添加量10%,復配穩(wěn)定劑添加量0.09%,得到了一種水牛酸乳與芒果的特殊風味和營養(yǎng)融為一體的新產品;但均未對芒果果粒的硬化工藝進行研究,芒果果粒加工工藝還有待進一步挖掘開發(fā)。本文以芒果為原料,通過研究不同工藝條件對芒果果粒質構品質指標的影響,探索芒果果粒加工的最優(yōu)工藝參數(shù),提高果粒的硬度,拓展其在果汁、乳制品、糕點、冰激凌等下游產品中的應用,以期為芒果產業(yè)的綜合開發(fā)及加工增值提供參考。

1 材料與方法

1.1材料與儀器

芒果 品種為:臺農、紅貴妃、玉芒、金煌芒,2016年7～8月采自廣西熱作所種質苗圃,選取無病蟲害、無腐爛損傷的果實;硬化劑:乳酸鈣、氯化鈣、海藻酸鈉為食品級;水為去離子水。

PGL精密天平 深圳市怡華新電子有限公司;CT3質構儀 博勒飛中國阿美特克商貿(上海)有限公司。

1.2實驗方法

1.2.1 芒果果粒加工工藝流程 新鮮芒果→清洗→去皮→切?！不?室溫25 ℃)→復水清洗→瀝干→成品。

1.2.2 原料品種及成熟度的選擇 芒果原料品質在參照NY/T 3011《芒果等級規(guī)格》標準的基礎上,以紅貴妃、臺農、玉芒、金煌芒為試制材料。因不同成熟度芒果的質構品質差異較大[19],故成熟度選擇青熟、完熟、過熟3個成熟階段[20]。以臺農芒為原料,將芒果切成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm大小的果粒置于乳酸鈣濃度為0.03 g/mL的硬化劑中浸泡3.0 h后測定質構指標。

1.2.3 硬化劑的選擇 以乳酸鈣、氯化鈣、海藻酸鈉為硬化劑,以完熟的臺農芒為原料,將芒果切成1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm大小的果粒置于硬化劑濃度為0.03 g/mL的浸泡液中浸泡3.0 h后測定質構指標。

1.2.4 單因素實驗

1.2.4.1 硬化劑濃度的選擇 以完熟的臺農芒為原料,將1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm大小的果粒置于硬化劑濃度分別為0、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05 g/mL的浸泡液中硬化(3.0 h)后測定質構指標。

1.2.4.2 硬化時間的選擇 以完熟的臺農芒為原料,將1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm大小的果粒置于硬化劑濃度為0.03 g/mL的浸泡液中分別浸泡0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 h后測定質構指標。

1.2.4.3 果粒大小的選擇 以完熟的臺農芒為原料,按芒果分別切成大小為0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm、0.5 cm×1.0 cm×1.0 cm、1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm、1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm、1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm的果粒,置于硬化劑濃度為0.03 g/mL的浸泡液中浸泡3.0 h后測定質構指標。

1.2.5 正交實驗設計 在單因素實驗的基礎上,以樣品的硬度得分為指標,按L9(34)正交表做正交實驗,因素水平設計見表1,最終確定芒果果粒最佳加工工藝。

表1 正交實驗水平因素表Table 1 Factors and levels of orthogonal test design

1.2.6 質構特性測定 TPA測試參數(shù):選用平底型探頭P/100,夾具TA-RT-KI,預測試速度2 mm/s,測試速度0.5 mm/s,返回速度1.0 mm/s,觸發(fā)點負載5 g,循環(huán)次數(shù)2次,壓縮程度20%,數(shù)據頻率50點/秒。由質地特征曲線得到芒果果粒質地參數(shù):硬度、彈性、內聚性、咀嚼性。每個處理設6個重復,結果取平均值。

1.2.7 數(shù)據處理 所有數(shù)據為3次以上重復實驗的平均值±標準差;使用SPSS 19.0軟件進行統(tǒng)計分析,利用鄧肯多重比較法(Duncan)對數(shù)據間進行差異顯著性分析,p<0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1不同品種對果粒質構品質的影響

本實驗對廣西主栽的4個不同芒果品種的果粒進行TPA質構分析,結果如圖1所示。

圖1 不同芒果品種對果粒質構品質的影響Fig.1 Effects of different mango varieties on the textural quality of mango granules注:同組間不同字母表示差異顯著性(p<0.05),圖2～圖6同。

芒果品種繁多,其加工性能也相差較大,對加工后的產品品質有著直接影響,因此篩選出適合芒果果粒加工用的品種尤為重要。硬度為第一次壓縮時的最大峰值,反映的是芒果果粒在外力作用下發(fā)生形變所需要的屈服力大小[21];由圖1A可見,4個不同芒果品種的果粒間硬度指標有所差異,臺農芒顯著高于貴妃芒、玉芒(p<0.05),與金煌芒無顯著性差異(p>0.05);金煌芒與貴妃芒、玉芒無顯著性差異(p>0.05)。彈性表示果實經第1次壓縮后能恢復的程度,彈性越大表明果實質地越致密[22];由圖1A可知,臺農芒的彈性顯著高于貴妃芒、玉芒、金煌芒(p<0.05);貴妃芒與金煌芒之間無顯著性差異(p>0.05),但均顯著高于玉芒(p<0.05);說明硬化后臺農芒的果實質地最致密。內聚性反映了咀嚼果粒時,果粒抵抗受損并緊密連接,使果實保持完整性質的程度,它反映了細胞間結合力的大小,果肉內聚性越好,其質地越好[22];由圖1B可知,4個不同品種的芒果果粒間內聚性無顯著性差異(p>0.05)。果實咀嚼性綜合反映果實對咀嚼持續(xù)抵抗性[22];從圖1B可知,臺農芒、金煌芒顯著高于貴妃芒、玉芒(p<0.05),臺農芒與金煌芒無顯著性差異(p>0.05),貴妃芒與玉芒無顯著性差異(p>0.05)。因此,綜合考慮各質構指標,臺農芒為最適合果粒加工的品種。

2.2不同成熟度對果粒質構品質的影響

本實驗對不同成熟度的芒果果粒進行TPA質構分析,結果如圖2所示。

圖2 不同成熟度對果粒質構品質的影響Fig.2 Effects of different maturities on the textural quality of mango granules

果品成熟度是表示原料品質與加工適應性的標準之一,不同工藝的加工制品,其原料的成熟度要求不同。成熟度對芒果果粒的品質有著較大的影響,成熟度高,果粒的顏色美觀,風味佳美,但硬度低,品質軟爛;成熟度低,則果粒硬度高、塑形好,但風味不足。由圖2A可見,不同成熟度的芒果果粒存在顯著性差異,青熟、完熟的果粒硬度顯著高于過熟的果粒(p<0.05),青熟與完熟果粒之間無顯著性差異(p>0.05);青熟的果粒彈性與完熟的果粒無顯著性差異(p>0.05),但顯著高于過熟的果粒(p<0.05)。由圖2B可見,青熟、完熟、過熟的果粒三者間的內聚性無顯著性差異(p>0.05);青熟、完熟的果粒咀嚼性無顯著性差異(p>0.05),均顯著高于過熟的果粒(p<0.05)。因此,分析各質構指標,青熟、完熟芒果均最適合果粒加工,這與劉功德[23]在菠蘿果粒加工時的成熟度的選擇結果一致。但綜合考慮色澤、風味等因素,本實驗選擇完熟的芒果作為果粒加工的原料。

2.3不同硬化劑對果粒質構品質的影響

不同硬化劑處理的芒果果粒TPA質構指標測定結果如圖3所示。

圖3 不同硬化劑對果粒質構品質的影響Fig.3 Effects of different curing agents on the textural quality of mango granules

水果果粒在加工過程中會軟化,所以一般會對果實進行硬化處理提高咀嚼度,最大限度地改善并保持果粒的質地,增強果粒的口感。傳統(tǒng)上習慣用海藻酸鈉及含鈣離子等金屬離子的物質作為硬化劑[24]。本實驗用氯化鈣、海藻酸鈉、乳酸鈣三種硬化劑分別對芒果果粒進行硬化處理。由圖3A可見,不同硬化劑處理的芒果果粒存在顯著性差異,乳酸鈣處理組的硬度顯著高于氯化鈣、海藻酸鈉處理組(p<0.05),氯化鈣處理組的硬度顯著高于海藻酸鈉處理組(p<0.05)。氯化鈣處理組的彈性顯著高于海藻酸鈉處理組(p<0.05),但與乳酸鈣處理組無顯著性差異(p>0.05)。由圖3B可知,氯化鈣、乳酸鈣處理組的內聚性顯著高于海藻酸鈉處理組(p<0.05),但氯化鈣與乳酸鈣處理組間無顯著性差異(p>0.05)。氯化鈣、海藻酸鈉、乳酸鈣三種不同硬化劑的咀嚼性之間無顯著性差異(p>0.05)。因此,綜合考慮各質構指標,選擇乳酸鈣為硬化劑。

2.4單因素實驗

2.4.1 不同硬化劑濃度對果粒質構品質的影響 不同乳酸鈣硬化劑濃度對果粒質構品質的影響如圖4所示。

圖4 不同硬化劑濃度對果粒質構品質的影響Fig.4 Effects of different curing agent concentrations on the textural quality of mango granules

由圖4A可知,隨著硬化劑乳酸鈣質量濃度不斷升高,芒果果粒的硬度總體呈上升趨勢,0.02～0.05 g/mL處理組顯著高于0～0.01 g/mL處理組(p<0.05)。芒果果粒硬度經0～0.02 g/mL乳酸鈣質量濃度處理變化明顯,硬度由260.5 g上升為416.8 g,上升幅度為60.00%;當乳酸鈣質量濃度上升到0.02 g/mL后,硬度上升速率平緩,表明乳酸鈣在一定濃度范圍內可以提高芒果果粒的硬度。這與李萌萌[25]用質構儀測定的硬化劑處理后藍莓果粒硬度指標變化一致,這是由于金屬離子能與水果中的果膠物質反應生成果膠酸鈣凝膠,果膠酸鈣凝膠不會再像果膠一樣會被分解成果膠酸,這樣組織結構就會變得緊密不松軟[24]。隨著硬化劑乳酸鈣質量濃度不斷升高,芒果果粒的彈性呈先緩慢下降后上升趨勢,0.04 g/mL處理組顯著高于0.01 g/mL處理組(p<0.05),0～0.03、0.05 g/mL處理組之間無顯著性差異(p>0.05),0～0.005 g/mL、0.02～0.05 g/mL處理組之間也無顯著性差異(p>0.05)。由圖4B可知,隨著硬化劑乳酸鈣質量濃度不斷升高,芒果果粒的內聚性變化平緩,0～0.05 g/mL處理組間無顯著性差異(p>0.05)。芒果果粒的咀嚼性總體呈上升趨勢,0.02～0.05 g/mL處理組顯著高于0～0.01 g/mL處理組(p<0.05)。芒果果粒咀嚼性經0～0.02 g/mL乳酸鈣質量濃度處理變化明顯,咀嚼性由0.58 mj上升為1.0 mj,上升幅度為72.41%;當乳酸鈣質量濃度上升到0.02 g/mL后,咀嚼性上升速率平緩,這表明在一定濃度范圍內,乳酸鈣能有效提高芒果果粒的咀嚼性。綜合考慮,乳酸鈣的濃度應在0.02～0.04 g/mL之間。

2.4.2 不同硬化時間對果粒質構品質的影響 不同硬化時間對果粒質構品質的影響如圖5所示。

圖5 不同硬化時間對果粒質構品質的影響Fig.5 Effects of different curing time on the textural quality of mango granules

由圖5可知,隨著硬化時間增加,芒果果粒的硬度總體呈上升趨勢,2 h處理組顯著高于0～1.5 h處理組(p<0.05),與2.5、3.0 h處理組無顯著性差異(p>0.05)。在0～2.0 h,芒果果粒硬度由323.0 g上升為458.6 g,上升幅度為41.98%,在2.0～3.0 h硬度無顯著性差異(p>0.05),表明乳酸鈣在一定時間范圍內可以提高芒果果粒的硬度。隨硬化時間增加,芒果果粒的彈性、內聚性變化平緩,0～3.0 h處理組間均無顯著性差異(p>0.05),彈性保持在0.88～1.03 mm之間,內聚性保持在0.19～0.24 mm之間。隨著硬化時間增加,芒果果粒的咀嚼性總體呈上升趨勢,2.5、3.0 h處理組顯著高于0～2.0 h處理組(p<0.05),最高值為2.5 h處理組(1.51 mj)。因此,綜合分析硬化時間應在2.0～3.0 h之間。

2.4.3 果粒大小對果粒質構品質的影響 果粒大小對果粒質構品質的影響如圖6所示。

表3 正交實驗方差分析Table 3 Variance analysis of orthogonal test

表4 驗證性實驗結果Table 4 The result of verification experiment

圖6 果粒大小對果粒質構品質的影響Fig.6 Effects of different granule sizes on the textural quality of mango granules

果粒形狀大小是影響消費者感官評價的重要指標,不同形狀、不同大小的果粒,比表面積不同,對果肉質地的影響也不同[26]。由圖6可知,隨著果粒體積的增大,芒果果粒的硬度、彈性呈迅速上升趨勢,各處理組間差異著性(p<0.05),這說明芒果果粒大小對硬度、彈性的影響較大。芒果果粒的內聚性0.5 cm×1.0 cm×1.0 cm、1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm、1.5 cm×1.5 cm×1.0 cm、1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm處理組四者之間無顯著性差異(p>0.05),但均顯著高于0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm處理組(p<0.05)。芒果果粒的咀嚼性隨著果粒的增大,呈迅速上升趨勢,1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm處理組顯著高于0.5 cm×0.5 cm×0.5 cm～1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm處理組(p<0.05)。因此,綜合分析果粒大小選擇在1.0 cm×1.0 cm×1.0 cm～1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm之間。

2.5正交實驗

果粒硬化的主要目的是使果粒細胞間的粘合加強,從而提高果粒的硬度及堅固性,賦予果粒更好的口感。因此,根據單因素實驗結果,以硬度為指標,選取果粒大小、硬化劑濃度、硬化時間進行L9(34)正交實驗,實驗結果和極差分析結果如表2、表3所示。由表2極差分析結果可知,各因素對果粒硬度影響順序為:A>B>C,即果粒大小>硬化劑濃度>硬化時間。而表3方差分析結果表明,因素A、B即果粒大小、濃度對硬度的影響差異顯著(p<0.05),而因素C即硬化時間對硬度的影響無顯著性差異(p>0.05)。因此,為了提高果粒硬度,較適宜的組合條件為A3B3C1。按A3B3C1進行6次平行實驗,結果見表4。從表4可知,A3B3C1條件下芒果果粒硬度高于表2中的實驗結果,故A3B3C1為最優(yōu)化實驗條件,且平行實驗的結果具有較好的重現(xiàn)性和穩(wěn)定性。

表2 芒果果粒正交實驗結果Table 2 Orthogonal test results for mango granules

3 結論

研究結果表明,臺農、紅貴妃、玉芒、金煌芒4個不同品種芒果果粒的質構指標有所差別,臺農芒在硬度、咀嚼性、彈性表現(xiàn)最佳,為最適芒果果粒加工品種。不同成熟度的芒果果粒存在顯著性差異,青熟、完熟芒果果粒的硬度、彈性、咀嚼性表現(xiàn)較佳。氯化鈣、海藻酸鈉、乳酸鈣三種不同硬化劑處理的芒果果粒存在顯著性差異,乳酸鈣處理組的硬度、彈性、內聚性表現(xiàn)較佳,為最適硬化劑。在單因素實驗中,隨著硬化劑質量濃度的升高,硬度、彈性、咀嚼性總體呈上升趨勢,而內聚性變化平緩;隨著硬化時間的增加,芒果果粒的硬度、咀嚼性總體呈上升趨勢,彈性、內聚性變化平緩;隨著果粒大小的增大,芒果果粒的硬度、彈性、咀嚼性呈迅速上升趨勢。在正交實驗中,由極差分析結果可知,各因素對果粒硬度影響順序為果粒大小>硬化劑濃度>硬化時間,適宜芒果果粒加工的優(yōu)化工藝為:果粒大小為1.5 cm×1.5 cm×1.5 cm,硬化劑濃度為0.04 g/mL,硬化時間為2 h,芒果果粒的硬度為525.17 g。

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