王磊明,李洋,張茜,馮剛
(東北林業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院,黑龍江哈爾濱150040)
藍(lán)莓為杜鵑花科(Ericaceae),越橘屬(Vacciniumspp)植物中藍(lán)果類型的果實(shí),小漿果,近圓形或扁圓形,并披一層白色果粉,果肉細(xì)膩,種子極小[1]。藍(lán)莓風(fēng)味獨(dú)特,營(yíng)養(yǎng)豐富,抗氧化活性高[2],堪稱“世界水果之王”,被聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織列為人類五大健康食品之一[3]。藍(lán)莓果中含有豐富的花青素、黃酮類化合物等多種生理活性成分,具有抗氧化活性[4]和保健功能[5]。在質(zhì)構(gòu)方面,李宏建等[6]以‘寒富’、‘岳帥’等30個(gè)蘋果品種為試材,采用解剖觀察果實(shí)結(jié)構(gòu)和部分品種貯藏試驗(yàn)及作相關(guān)性分析,得到蘋果不同品種果實(shí)組織結(jié)構(gòu)差異明顯、果實(shí)組織結(jié)構(gòu)與果實(shí)失重率和硬度變化存在一定的相關(guān)性。孟伊娜等[7]以新高粱3號(hào)和4號(hào)甜高粱莖稈為試驗(yàn)材料,研究甜高粱莖稈采后220 d貯藏期內(nèi)不同貯藏方式下(去葉立放、去葉平放、帶葉立放、帶葉平放、金宇塔型)失重率和呼吸強(qiáng)度的變化,得到金宇塔型貯藏的莖稈失重率和呼吸強(qiáng)度的升高速度比整稈型莖稈快。胡亞云等[8]采用TPA(texture profile analysis)測(cè)試法和感官評(píng)價(jià)相結(jié)合的方法,測(cè)定模擬超市銷售期間圣女果貨架期質(zhì)構(gòu)特性和品質(zhì)變化指標(biāo),并對(duì)其相關(guān)性進(jìn)行分析,得到質(zhì)構(gòu)參數(shù)硬度與感官評(píng)分呈極顯著正相關(guān)(p<0.01),咀嚼性與感官評(píng)分呈顯著正相關(guān)(p<0.05)。吳彩娥等[9]應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多而分析法(TPA)及穿刺下壓破碎試驗(yàn)對(duì)貯藏后銀杏果進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)試。在國(guó)外文獻(xiàn)中對(duì)部分加工食品和果蔬類也進(jìn)行了研究[10-13],然而從國(guó)內(nèi)外的文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)對(duì)藍(lán)莓從失重和質(zhì)構(gòu)特性的研究方面研究的較少,更沒有詳細(xì)介紹它們之間關(guān)系的文獻(xiàn)。本試驗(yàn)旨就我國(guó)不同溫度下藍(lán)莓失重率和質(zhì)構(gòu)特性的進(jìn)行相關(guān)性分析,研究藍(lán)莓失重率和質(zhì)構(gòu)特性隨時(shí)間的變化趨勢(shì)及其相關(guān)性,為我國(guó)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的品質(zhì)以及保鮮理論提供參考,為我國(guó)藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供支撐。
試驗(yàn)的樣品選用的是北村藍(lán)莓,從哈爾濱市紅旗鄉(xiāng)中沃藍(lán)莓基地采摘,選擇成熟程度(顏色為深紫色,剛成熟)大體相同、大小基本相同、無機(jī)械損傷和蟲害的藍(lán)莓,平均單果質(zhì)量為1.4 g~1.8 g。采摘之后立刻運(yùn)回到實(shí)驗(yàn)室,運(yùn)輸時(shí)間大約一個(gè)小時(shí),然后放在0℃條件下預(yù)冷0.5 h之后放在4℃溫度下備用。
質(zhì)構(gòu)儀(CT3-10k):Brookfield公司;多層溫度冰箱(BCD-215SEBB):青島海爾股份有限公司;電子天平(FA2004B):上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司;離心機(jī)(TGL-20B):上海安享科學(xué)儀器廠;多功能熒光顯微鏡(Nikon Eclipse E600型):深圳市大通儀器設(shè)備有限公司;電子卡尺(0-150MM):北京卓川電子科技有限公司;型電導(dǎo)率儀(DDS-307A):上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司等。
單果質(zhì)量:精度為0.001g的天平測(cè)量,樣本量30且隨機(jī)選擇。果形指數(shù):采用游標(biāo)卡尺測(cè)量,果形指數(shù)=果實(shí)縱徑/果實(shí)橫徑。水分測(cè)定:參考GB 5009.3-2010《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測(cè)定》,果實(shí)打漿,采用直接干燥法。單果質(zhì)量及密度:樣本量為50個(gè)且隨機(jī)選擇,測(cè)定質(zhì)量與體積,重復(fù)3次,取平均值計(jì)算單果質(zhì)量及密度。硬度:隨機(jī)取10個(gè)藍(lán)莓果實(shí),取各果實(shí)赤道線上2個(gè)對(duì)稱部位進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析測(cè)定。色度:隨機(jī)取10個(gè)藍(lán)莓果實(shí),測(cè)量其赤道線上分布均勻的3個(gè)部位的L*、a*、b*、飽和度c(c=[(a*)2+(b*)2]×0.5),色調(diào)角h(h=arc tan b*/a*)。電導(dǎo)率:將藍(lán)莓果實(shí)打漿,用電導(dǎo)率儀測(cè)量。固酸比:可溶性固形物和總酸含量之比。出汁:取20 g藍(lán)莓打漿,用離心機(jī)于5 000 r/min離心10 min得到上層汁液,稱上層汁,出汁率按公式計(jì)算:出汁率/%=汁液質(zhì)量/果實(shí)質(zhì)量×100。
取平均直徑大約為 14.5、13、12、10 mm 的藍(lán)莓各5個(gè),切取縱向果肉組織制成藍(lán)莓薄片,采用0.1%熒光素和1%甲基橙雙重染色,放在Nikon Eclipse E600型多功能熒光顯微鏡下進(jìn)行觀察,使切片成像倍數(shù)為200倍,然后打開cellsens standard軟件,讓在顯微鏡上的成像傳輸?shù)诫娔X屏幕上。Cellsens standard軟件中顯示藍(lán)莓的細(xì)胞形狀成規(guī)則的橢圓形,然后測(cè)量各直徑藍(lán)莓細(xì)胞的最長(zhǎng)距離和最寬距離以及細(xì)胞的密點(diǎn)。用Cellsens standard軟件截取的視野長(zhǎng)度為3 515 μm,寬度為2 635 μm。每個(gè)切片觀察的視野不少于30次,各數(shù)量性狀重復(fù)測(cè)量不少于5次。
隨機(jī)選取5組藍(lán)莓放入藍(lán)莓盒中,每組藍(lán)莓為50 g,放到多溫度冰箱內(nèi),每盒放置的冰箱溫度分別為0、4、10℃、常溫(大約25℃)、以及同樣濕度的 20℃和35℃的恒溫恒濕箱隔層中,盡量避免其他因素對(duì)藍(lán)莓試驗(yàn)的影響,每天中午12點(diǎn)用天平分別測(cè)試各組藍(lán)莓的凈重,每組測(cè)3次,求其平均值。失重率測(cè)定采用稱重法,失重率/%=(貯前藍(lán)莓質(zhì)量-測(cè)定時(shí)藍(lán)莓質(zhì)量)/貯前藍(lán)莓質(zhì)量×100。
選取大小均勻的藍(lán)莓300 g藍(lán)莓,平均分為6組裝到藍(lán)莓盒內(nèi),然后分別放到冰箱溫度分別為0、4、10℃、常溫(大約25℃)、以及同樣濕度的20℃和35℃的恒溫恒濕箱隔層中,每天上午8點(diǎn)用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)測(cè)過失重率的藍(lán)莓進(jìn)行硬度、縱切力、彈性、粘性和膠著性方面測(cè)定,采用TexturePro CT V1.6軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和導(dǎo)出。
數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì),回歸分析和相關(guān)系數(shù)采用Origin 2015進(jìn)行圖形繪制,采用SPSS 19進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。
北村藍(lán)莓是美國(guó)品種,中早熟,樹體中等健壯,樹高70 cm左右,抗寒,早產(chǎn),豐產(chǎn),連續(xù)豐產(chǎn),果實(shí)中大,亮天藍(lán)色,口味甜酸,風(fēng)味佳[14]。由試驗(yàn)數(shù)據(jù)表1可得北村藍(lán)莓的平均單果質(zhì)量為1.35 g,離散系數(shù)為0.21,大體上還算均勻。密度為0.81 g/cm3,果形指數(shù)(通常果形指數(shù)是0.8~0.9為圓形或近圓形)為0.85>0.8,北村藍(lán)莓基本上為圓形或近圓形。色澤也是果蔬品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo),在色差儀測(cè)得的指標(biāo)中,L*表示藍(lán)莓的亮度,L*越大表示藍(lán)莓的亮度越大,北村藍(lán)莓為32.28,與韓斯等[15]測(cè)得其他藍(lán)莓相比L*值還是比較大的,所以北村藍(lán)莓是一種比較亮的藍(lán)莓,顏色為亮天顏色。在北村藍(lán)莓的理化指標(biāo)方面,又對(duì)其電導(dǎo)率、含水率、出汁率固酸比和平均硬度進(jìn)行了測(cè)定,為藍(lán)莓失重率和質(zhì)構(gòu)特性的研究提供了參考,具體數(shù)據(jù)如表1所示。
表1 北村藍(lán)莓外觀品質(zhì)及物理特性Table 1 The appearance quality and physical properties of the Northcountry blueberries
北村藍(lán)莓的細(xì)胞大小及密點(diǎn)如圖1所示。
圖1 北村藍(lán)莓的細(xì)胞大小及密點(diǎn)Fig.1 The cell size and the density of the Northcountry blueberries
在Nikon Eclipse E600型多功能熒光顯微鏡下觀察到北村藍(lán)莓的細(xì)胞呈現(xiàn)規(guī)則的橢圓形狀,細(xì)胞的平均長(zhǎng)度和寬度隨著藍(lán)莓的直徑從10 mm到14.5 mm都是呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì),其中藍(lán)莓的直徑為12 mm時(shí),藍(lán)莓細(xì)胞的長(zhǎng)度和寬度都為最大值,細(xì)胞的密點(diǎn)一直為下降的趨勢(shì),藍(lán)莓直徑為10 mm時(shí)細(xì)胞密點(diǎn)最大,最大值為0.818個(gè)/mm2。藍(lán)莓直徑較小時(shí),由于藍(lán)莓果肉的水分和空間較少,不利于細(xì)胞的成長(zhǎng),所以細(xì)胞的長(zhǎng)度和寬度都比較小,但是正是由于空間較小,密度也就變得比較大。藍(lán)莓直徑為12 mm左右時(shí),藍(lán)莓細(xì)胞的數(shù)量和細(xì)胞的水分和空間較為協(xié)調(diào),比較利于細(xì)胞的生長(zhǎng)。藍(lán)莓直徑為13 mm時(shí),由于細(xì)胞數(shù)量和其他因素的不協(xié)調(diào),細(xì)胞的長(zhǎng)度和寬度也有下降的趨勢(shì),但是隨著細(xì)胞空間足夠充裕時(shí),藍(lán)莓細(xì)胞又呈現(xiàn)增大的趨勢(shì),但是空間較大,細(xì)胞較為疏松,細(xì)胞的密點(diǎn)變小[16]。
失重率是評(píng)定果蔬是否新鮮的一項(xiàng)重要指標(biāo)[17]。不同溫度下藍(lán)莓失重率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)見圖2。
圖2 不同溫度下藍(lán)莓失重率隨時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.2 The change of weight loss rate of blueberries under different temperatures
由圖2可以看出,在同一溫度下,隨著時(shí)間的增加,失重率逐漸升高。在相同時(shí)間內(nèi),溫度越高,重量損失越大,在7 d之內(nèi),35℃的藍(lán)莓失重率變化最高,達(dá)到35.82%,0℃的藍(lán)莓失重率變化最小,僅為2.72%。
為了研究藍(lán)莓的失重率隨時(shí)間變化的規(guī)律,對(duì)20℃條件下的藍(lán)莓進(jìn)行了曲線擬合,由圖2可以觀察到藍(lán)莓的失重率在同一溫度下,失重率隨時(shí)間增加而逐漸增加,成正相關(guān)變化。圖3為20℃條件下的回歸曲線圖。
圖3 20℃條件下藍(lán)莓的擬合曲線Fig.3 The fitting curve of the blueberries at 20℃
圖3中線性回歸曲線的a=-0.013 5,b=0.037 32,其中a為斜率,b為截距,所以線性回歸曲線為y1=-0.013 5x+0.037 32(r1=0.977)。二項(xiàng)式和指數(shù)的擬合曲線分別為 y2=0.021 8x+0.002 2x2+0.001 9(r2=0.992),y3=0.182 97exp(x/7.853 25)-0.180 92(r3=0.993),相關(guān)系數(shù)越接近于1,相關(guān)性就越好。
表2為4℃、10℃、20℃和常溫下的回歸曲線,從表中可以看出每條曲線的相關(guān)性都在0.96以上,表明各溫度下回歸曲線的相關(guān)性較強(qiáng),曲線的擬合程度越高。
果實(shí)的硬度是反映細(xì)胞壁構(gòu)成物質(zhì)、細(xì)胞間結(jié)合度以及相關(guān)分解酶的變化的一種指標(biāo)[18-19]。不同溫度下藍(lán)莓硬度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)見圖4。
表2 20℃條件下藍(lán)莓的擬合函數(shù)Table 2 The fitting function of blueberries at 20℃
圖4 不同溫度下藍(lán)莓硬度隨時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.4 The change of hardness of blueberries under different temperatures
由圖4可以看出藍(lán)莓的硬度在各溫度下隨著時(shí)間逐漸下降,溫度越高下降卻快,4℃條件下硬度損失最小,第7天硬度為1.19 kg/cm2,與最初的1.35 kg/cm2相比僅下降了,并且5天之后下降更慢。藍(lán)莓在10℃條件下也呈現(xiàn)這樣的趨勢(shì),下降速度比4℃稍微略快,但是并不是特別明顯。常溫條件下藍(lán)莓的硬度損失最大,第4天時(shí),硬度就下降到0.98 kg/cm2,并且第7天硬度損失達(dá)到46.7%,由藍(lán)莓的硬度隨時(shí)間下降可以得出果肉間物質(zhì)的結(jié)合力下降。
藍(lán)莓的縱切力是把藍(lán)莓水平放置時(shí)用切剪刀把藍(lán)莓切成均等兩半時(shí)所產(chǎn)生的力,此力的大小間接反映出藍(lán)莓果肉的硬度和果肉之間的結(jié)合力大小,具體結(jié)果如圖5所示。
圖5 不同溫度下藍(lán)莓縱切力隨時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.5 The change of longitudinal shear of blueberries under different temperatures
由圖5可以看出,藍(lán)莓的最初縱切力為320 g,在4℃和10℃條件下7 d之內(nèi)藍(lán)莓的縱切力整體呈增加的趨勢(shì),最后又稍微有點(diǎn)下降,最大縱切力分別為331 g和341 g。藍(lán)莓在20℃和常溫條件下縱切力都呈現(xiàn)明顯的先上升后下降的趨勢(shì),在常溫條件下最先下降,20℃條件下藍(lán)莓在第3天時(shí)縱切力最大,最大值為360 g,然后隨著時(shí)間緩慢下降,而在常溫下縱切力在2 d~7 d內(nèi)迅速下降,下降到縱切力的最低值為257 g,縱切力的下降表明藍(lán)莓果肉之間的結(jié)合力降低。
咀嚼性表示一個(gè)固體食物到達(dá)吞咽狀態(tài)所需的能量,吞咽過程包含剪切、壓縮、撕咬和刺破等復(fù)雜的動(dòng)作[20]。不同溫度下藍(lán)莓咀嚼性隨時(shí)間的變化趨勢(shì)見圖6。
圖6 不同溫度下藍(lán)莓咀嚼性隨時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.6 The change of chewiness of blueberries under different temperatures
由圖6所示,藍(lán)莓的咀嚼性在4℃和10℃條件下隨時(shí)間呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢(shì),從最初的咀嚼性2.1 mJ分別增加到3.4 mJ和3.6 mJ,在20℃和常溫條件下咀嚼性隨時(shí)間先增加后下降,常溫條件下咀嚼性的變化更明顯。20℃和常溫條件的咀嚼性的最高值分別為4.4 mJ和6.3 mJ,20℃的咀嚼性在第4天后開始下降,常溫條件的咀嚼性在第5天后開始下降,藍(lán)莓咀嚼性在溫度較低呈現(xiàn)增加的趨勢(shì)可能是因?yàn)樵?天之內(nèi)還未達(dá)到最大值,等達(dá)到最大值后也會(huì)呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)。
粘性是果實(shí)組織中的物質(zhì)黏附其他物質(zhì)的力,間接反映了果實(shí)中的粘性。不同溫度下藍(lán)莓粘性隨時(shí)間的變化趨勢(shì)見圖7。
圖7 不同溫度下藍(lán)莓粘性隨時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.7 The change of viscous force of blueberries under different temperatures
由圖7可以看出,4℃和10℃條件下藍(lán)莓的粘性隨時(shí)間增加而逐漸增大,最大值分別為10.8g和11.7g。20℃和常溫條件下,藍(lán)莓的粘性隨時(shí)間先增加后下降,最大值分別為16.5 g和15.2 g,常溫條件下粘性的最大值低于20℃條件下的,可能是由于藍(lán)莓常溫條件下失水比20℃條件下失水嚴(yán)重。4℃和10℃條件下藍(lán)莓的粘性持續(xù)上升,可能是還未達(dá)到最大值,達(dá)到最大值后仍會(huì)下降。
彈性是指水果在外力作用下發(fā)生形變,當(dāng)撤去外力后恢復(fù)原來狀態(tài)的能力。不同溫度下藍(lán)莓彈性隨時(shí)間的變化趨勢(shì)見圖8。
圖8 不同溫度下藍(lán)莓彈性隨時(shí)間的變化趨勢(shì)Fig.8 The change of elastic of blueberries under different temperatures
由圖8可以看出,7 d內(nèi)4℃和10℃條件下藍(lán)莓的彈性變化不是很明顯,大約在1.2 mm左右,20℃條件下藍(lán)莓彈性在第4天有明顯的下降,第7天下降到0.71 mm,常溫條件下藍(lán)莓的彈性損失較大,從第2天就迅速下降,第7天下降到0.51 mm,藍(lán)莓幾乎變得很軟,可能很難讓客戶再接受。
藍(lán)莓是一種失水性很強(qiáng)的一種水果[21],在常溫條件下4 d左右就會(huì)失水15%左右,對(duì)藍(lán)莓的內(nèi)在品質(zhì)造成了很大的影響,藍(lán)莓細(xì)胞在失水條件下很快就會(huì)死亡,加速了藍(lán)莓的腐爛[22]。不同溫度下藍(lán)莓的質(zhì)構(gòu)特性和失重率的相關(guān)性見表3。
表3 不同溫度下藍(lán)莓的質(zhì)構(gòu)特性和失重率的相關(guān)性Table 3 The correlation of weight loss rate and texture of the blueberries under different temperatures
由表3可以看出,藍(lán)莓的失重率對(duì)藍(lán)莓的硬度、縱切力、咀嚼性、彈性和粘性造成了不同程度的影響。藍(lán)莓的硬度受失重率影最大,在各溫度條件下藍(lán)莓的硬度變化和失重率的變化趨勢(shì)成負(fù)相關(guān),差異極其顯著(p<0.01);藍(lán)莓的縱切力和藍(lán)莓的失重率在4℃、10℃和常溫條件下相關(guān)性較強(qiáng),差異性極其顯著(p<0.01),在4℃和10℃條件下相關(guān)性較強(qiáng);藍(lán)莓的彈性在20℃和常溫條件下與失重率成負(fù)相關(guān),差異性顯著(p<0.01);藍(lán)莓的粘性在4℃和10℃條件下與失重率成正相關(guān),差異性顯著(p<0.01)。
1)對(duì)北村藍(lán)莓外觀品質(zhì)及物理特性進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果如下:?jiǎn)喂骄|(zhì)量為1.35 g,質(zhì)量離散系數(shù)為0.21,密度為0.81 g/cm3,藍(lán)莓形狀為圓形,果形指數(shù)為0.85,飽和度為 3.14±0.28,色調(diào)角為(317.18±16.61)°,電導(dǎo)率為(3.33±0.05)μS/cm,含水率為(84.51±0.25)%,出汁率為(65.38±2.13)%,固酸比為(36.67±0.47)%,平均硬度為125 g。
2)北村藍(lán)莓的細(xì)胞呈現(xiàn)規(guī)則的橢圓形狀,細(xì)胞的長(zhǎng)度和寬度隨著藍(lán)莓的直徑從10 mm到14.5 mm都是呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢(shì),其中藍(lán)莓的直徑為12 mm時(shí),藍(lán)莓細(xì)胞的長(zhǎng)度和寬度都為最大值,細(xì)胞的密點(diǎn)一直為下降的趨勢(shì),藍(lán)莓直徑為10 mm時(shí)細(xì)胞密點(diǎn)最大,最大值為0.818個(gè)/mm2。
3)北村藍(lán)莓的失重率隨時(shí)間增加而逐漸增加,溫度越高變化越明顯,對(duì)藍(lán)莓不同溫度條件下的失重率從線性、二項(xiàng)式和指數(shù)方面進(jìn)行了擬合并得到了擬合擬合方程。從擬合的圖像中可以看出在不受其他因素影響的恒定溫度下,藍(lán)莓的失重率隨時(shí)間變化趨勢(shì)很接近線性變化,間接反映了藍(lán)莓失重率隨時(shí)間的變化規(guī)律,藍(lán)莓的質(zhì)構(gòu)特性硬度、縱切力、咀嚼性、彈性和粘性隨時(shí)間變化的趨勢(shì)以及失重率與各項(xiàng)質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)的相關(guān)性,隨著溫度的升高,硬度和失重率一直保持負(fù)相關(guān),并且是極顯著相關(guān);縱切力和失重率在溫度較低是表現(xiàn)正相關(guān),隨著溫度升高,正相關(guān)程度升高,接著呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān);咀嚼性、彈性和粘性整體上和失重率的相關(guān)程度表現(xiàn)出下降的趨勢(shì)。
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