孙浩1,李天1,高术木2,李江阔3*,张鹏3
1.大连工业大学食品学院(大连116034);2.江西省食品发酵研究所(宜春336000);
3.国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津),天津市农产品采后生理与贮藏保鲜重点实验室(天津300384)
摘要为探索1-甲基环丙烯(1-MCP)对甜柿冷藏期间果实质地作用效果的差异,应用质地多面分析(TPA)测试法,以“阳丰甜柿”为试材,比较不同处理果肉质地品质差异,并且分析各质地参数之间相关性。同时选取不同厂家生产的药剂,对比其对甜柿质地效果的差异性。结果表明:随贮藏时间延长,不同处理果实的硬度和咀嚼性均呈下降趋势,回复性、弹性和凝聚性呈先下降后上升的趋势,对照组在后期均呈快速下降趋势,说明1-MCP可以能够有效保持果实在贮藏后期的质地。相关性分析表明,甜柿果实硬度与咀嚼性、黏着性和弹性之间有极显著的相关性,咀嚼性与硬度、回复性、黏着性和凝聚性也有很高的相关性。且2种厂家生产的1-MCP对甜柿的作用效果在冷藏期没有显著性差别。
关键词甜柿;不同厂家;1-甲基环丙烯;质地多面分析法
阳丰甜柿(Diospyros kakiL-cv-Youhou)是我国上世纪末从日本引进而来的,它被誉为目前品质最优良、丰产性最好的甜柿品种。因其肉质硬脆,营养丰富,甘美爽口而广受欢迎,这使得我国阳丰甜柿的种植面积逐年扩大,导致我国目前产业发展的速度远远高于对其贮藏与保鲜研究的进展速度。尤其是阳丰甜柿采后质地明显变化,内部组织软化而导致的硬度下降已成为影响甜柿果实商品性和市场竞争力的最主要因素。因此,在贮藏过程中有效控制阳丰甜柿质地软化非常重要。近年来,物性分析仪对于多种食品质地结构的测定方面应用广泛,为食品生产和科研工作者创造了极大的便利条件。质地多面分析( Texture Profile Analysis,TPA),是通过质构仪对待测样品进行二次压缩来模拟人咀嚼食物的动作,再对得到的测试曲线进行分析,进而得到相应的质地参数指标。它克服了凭借经验,如用手捏或咀嚼来判断果实的弹性、硬度而产生的人为误差的缺陷,使果肉质地评价内容更丰富,结果更客观、准确。
1-甲基环丙烯(l-Methylcycloprppene,1-MCP)作为一种新型乙烯抑制剂,具有无毒、无味、稳定性好、成本低等优点,已被广泛应用于呼吸跃变型果蔬的保鲜上,它可以推迟或者减缓果实的软化,从而延长果实的贮藏时间,此外,1-MCP还能有效减轻柿果的冷害作用。现在市场上的1-MCP产品主要有美国罗门哈斯公司生产的Smart Fresh(聪明鲜),台湾利统研制的Ansi P(安喜培),国内陕西礼泉化工厂、西安交大和国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)合作开发的鲜博士以及济南营养源食品公司开发的1-MCP气雾剂4种。目前对于不同厂家1-MCP对果蔬保鲜影响的研究鲜见报道,对比国内外不同厂家1-MCP对阳丰甜柿冷藏期间作用效果的研究更是未见报道,同时应用TPA测试法对阳丰甜柿果实质地进行的研究也未见开展,因此,试验选择国内外2种1-MCP,通过质构TPA测试法,研究其对冷藏期甜柿果肉质地参数的变化规律,进而确定质地多面分析法在阳丰甜柿质地特性评价中的有效性,并通过不同厂家1-MCP对冷藏期甜柿果肉质地作用效果的对比,为正确选择不同厂家1-MCP进而达到更好的甜柿贮藏与保鲜效果提供理论依据。
1 材料与方法
1.1材料、仪器及设备
阳丰甜柿:北京大兴区柿子示范园,2014年10月22日,大小一致、无机械损伤,立即运回实验室进行处理。
1-MCP便携式包装:聪明鲜美国罗门哈斯公司;鲜博士,国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津)。
普通冷库:国家农产品保鲜工程技术研究中心(天津);TA. XT. Plus质构仪:英国SMS公司;塑料气调箱(规格:30 cm×20 cm×15 cm):宁波国嘉农产品保鲜包装技术有限公司。
1.2方法
1.2.1处理方法
将挑选好的柿果分组,即对照组(记为TCK)和1-MCP处理组,1-MCP处理组又分为TD组(鲜博士处理)和TS组(聪明鲜处理)。
1-MCP处理方法:称取甜柿10 kg装入衬有微孔袋的塑料箱内,然后分别将不同厂家的1袋1-MCP便携式包装(1 μL/L,10 kg/箱)用纯净水浸湿后立即放人箱内扎口处理,处理时间为18 h;以不放入1-MCP便携式包装的果实为对照。然后将处理好的甜柿装入塑料气调箱中,每箱装入12个,上下两排,摆放整齐,放入冷库预冷24 h后盖盖冷藏。每隔15 d测定一次各项指标。
1.2.2质地分析方法
将甜柿横切去底平放于试验台,用直径为10 mm的打孔器从上向下竖直取样,每个果实选择2个对称测试点,切取距顶端1 cm左右部位高5 mm的小圆柱体作为试验试样。将小圆柱体平放于干净的质构仪测试平台中心位置,使用直径为75 mm的圆柱形探头P/75进行甜柿果肉的质地测试。测试参数设定为:测前速度5 mm.s-1,测试速度2 mm.s-1,测后上行速度2 mm.s-1,甜柿果肉受压变形25%,二次压缩的停顿时间5s,触发力5g,即可得到甜柿果肉的质地特征曲线,如图1所示。
由质地特征曲线通过质构仪自带分析软件的分析即可得到甜柿贮藏期间果肉状况变化的质地参数:硬度(如图1所示)、黏着性( A3)、回复性( A2/A1)、弹性(T2/T1)、凝聚性(A4+A5)/( A1+A2)、咀嚼性(硬度×弹性×凝聚性)。
1.3数据处理
采用Excel 2003软件对数据进行统计分析与制图,采用SPSS19软件进行相关性分析。
2结果与分析
2.1 TPA参数见的相关性分析
对甜柿果肉TPA测试的各项质地参数进行相关性分析,其结果如表1所示。从表中可以看出硬度不仅与黏着性、咀嚼性呈极显著的正相关性(p<0.01),即硬度越大,黏着性和咀嚼性越高,还与弹性呈极显著的负相关性(p<0.01),即硬度越大,弹性越低。回复性与凝聚性呈极显著性正相关,与咀嚼性呈显著性正相关。咀嚼性与硬度、黏着性、回复性和凝聚性都有较高的相关性。同时凝聚性也与黏着性、回复性、咀嚼性等具有良好的相关性。这说明硬度、黏着性、回复性、弹性、凝聚性和咀嚼性几个参数都能够良好的反应甜柿果肉的质地特性,可以作为质地的评价参数。但是如表1可知甜柿果肉的黏着性很低,由于它反映的是测试样品的黏着作用探头所消耗的功,容易因为试验过程中由于仪器和人员造成的误差而产生较大的影响,因此不再对黏着性进行进一步的讨论。
2.2 阳丰甜柿在冷藏期间的TPA特征变化规律
2.2.1果实硬度
硬度代表的是使甜柿果肉产生形变所需要的力,能反应甜柿果肉整体的致密程度和坚实程度,所以它不仅是评价果实生食口感的重要指标,也与果实后续贮藏加工性状密切相关,是评价甜柿品质最直观的指标之一。
如图2所示,在整个冷藏期间,硬度最大的时期是刚采收时,随着时间的推移,3种处理甜柿果实的硬度均呈下降趋势,且下降趋势相同:在贮藏初期甜柿的硬度下降幅度很小,中期呈缓慢下降趋势,后期则是快速下降阶段。TCK组的硬度在最初的15 d内基本保持不变,之后果实硬度快速下降,到60 d时硬度从已经开始的7 363 g降至6 282 g,75 d时更是下降至4 826 g,降幅与初值相比达到34.5%。不同1-MCP处理对柿果的硬度影响没有显著差异(p<0.01),在30d之前均能保持柿果原有的硬度,之后慢速软化,到75 d时硬度降低至5 800 g左右,明显高于对照组,这说明1-MCP处理对阳丰甜柿在冷藏期有良好的保脆作用,可以减缓贮藏期间硬度的下降,分析原因可能是1-MCP对细胞壁水解酶的活性有一定程度有抑制作用,能够延缓细胞壁果胶组分及纤维素的降解和增溶。
2.2.2果实回复性
图3显示的是不同处理下甜柿的回复性与时间的依赖性关系。回复性指的是果肉第一次受到外力挤压后能恢复形变的能力,也就是说果实回复能力的大小代表着果实抵抗外界压力能力的大小。如图3可以看出各处理柿果实的回复性在贮藏初期都有一个缓慢降低然后再缓慢上升的过程,不同的是对照组在贮藏后期回复性达到峰值后有一个快速下降的趋势,从0.457骤降到0.347,这说明在75 d时对照组柿果肉组织在同样的压力下受到了较大的破坏,这意味着此时果实质地迅速变差,而两组1-MCP处理的柿果回复性接近,仍呈缓慢上升趋势,证明1-MCP能有效延缓果实回复性的变化,维持甜柿果实质地的良好。
2.2.3果实弹性
弹性指的是甜柿果肉在发生第一次压缩形变后,去除变形力后所能恢复的程度,是一个能反映果肉内部分子之间总体结合力大小的指标。由图4可知,在整个贮藏过程中,三种处理均在贮藏初期有稍许下降然后呈缓慢上升趋势,除了对照组在60 d开始快速下降外,这也是甜柿果肉开始软化的体现,说明60 d时对照组果实的品质在迅速下降。总体来说1-MCP处理组在贮藏过程中能够稳定保持甜柿果肉组织的完整性,有利于减缓果实软化,而后期TD组弹性高于TS组,可能是由于TD组的1-MCP在冷藏后期效果更加稳定。
2.2.4果实凝聚性
凝聚性表示甜柿果肉在第1次压缩变形后还能继续抵抗第2次压缩的能力,即在咀嚼果肉时,果肉抵抗因咀嚼而产生的受损所表现出的内部收缩力,能够反映细胞间结合力的大小。如图5所示,在整个贮藏期间,凝聚性的变化趋势与回复性大体相同,不同1-MCP处理组果实凝聚性无明显差异,随贮期的延长总体均呈先下降后升高的趋势。到贮藏60 d时,各组处理基本与初值持平,之后1-MCP处理组继续维持恒定,而对照组迅速降低,这说明此时对照组的果实在被咀嚼时,抵抗外力保持果实完整的能力在迅速下降。这可能是由于此时果实软化和失水萎缩,使细胞间结合力变小,从而使甜柿果肉内聚性下降,同时也说明1-MCP处理在维持甜柿果肉质地组织紧密使其质地变化减慢方面有良好的作用。
2.2.5果实咀嚼性
咀嚼性模拟的是牙齿将甜柿果肉咀嚼成能吞咽状态所需要的力,是针对于果实抵抗牙齿咀嚼所表现出的持续作用的体现。如图6所示,在贮藏过程中,3种处理果肉的咀嚼性总体上均随时间的推移而呈降低趋势,且前60 d降低速度较为缓慢,自60 d起降速加快,尤其是对照组从2 935 g骤降到l 896 g,降幅达到35.40%,与此同时,TD组降低8.88%,TS组降
低12.76%,这说明60 d时,果实质地变化加快,且1-MCP能够很好的维持果肉的咀嚼性,即保持甜柿果肉的“脆”感,延缓果实软化。在整个贮藏期间,TD组的咀嚼性一直略高于TS组,这说明在冷藏期间,鲜博士的作用要稍优于聪明鲜对甜柿质地品质的维持作用。
3讨论
甜柿不同于涩柿的特点除了不用人工脱涩外,就是肉质脆硬爽口,因此如何更好的维持果实质地是判断甜柿贮藏技术是否合适宜的关键之一。而就目前而言,对甜柿质地的分析仅限于感官评定或使用硬度计测量其硬度,所以不可避免的具有主观性和单一性,而应用TPA测试模式,不仅可以一次性得到多个参数,还能从细胞间结合力大小以及组织结构等不同方面来反映果实的质地状况,具有快速、精准的优势。试验结果表明在整个冷藏期间不同处理甜柿果肉硬度、咀嚼性均一直呈下降趋势,除对照组外内聚性、回复性、弹性均呈先下降后上升趋势,对组照在后期各项指标均呈快速下降趋势。这一结果与刘亚平等、李春媛等研究葡萄和杨玲等研究苹果结果相似。这可能是由于1-MCP能够抑制甜柿可溶性果胶物质( CSP)和碱溶性果胶物质(ASP)解聚的进行、抑制水溶性果胶物质( WSP)的增加,从而有效抑制果实硬度的降低,同时使果肉细胞松散,果肉细胞的结构发生改变,从而造成果实弹性、内聚性和回复性在贮藏中期稍有升高,达到延长甜柿贮藏时间的效果。
试验结果还表明,选择的2种不同厂家生产的1-MCP在冷藏期对甜柿质地的作用效果差异并不明显,在咀嚼性等参数上,TD组只略优于TS组。这说明国内外不同厂家的1-MCP产品品质略有差别,推测原因可能是由于不同厂家1-MCP的生产工艺、复配技术,选择的稳定剂、助剂不同而导致1-MCP有效成分的利用率以及释放速度的可控性不同而造成的,至于其具体原理,还有待后续的探索与研究。但此差别并不足以影响甜柿在冷藏期的贮藏效果,所以在选择1-MCP产品时可以综合价格等各方面因素综合考虑。
4结论
柿果硬度与黏着性和咀嚼性呈极显著的正相关性,与弹性呈极显著的负相关性,回复性和凝聚性呈极显著性正相关,与咀嚼性呈显著性正相关。同时咀嚼性与硬度、黏着性、回复性、凝聚性也都有较高的相关性。因此,硬度、回复性、黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性6个参数均能表征甜柿果肉的质地。
与对照相比,1-MCP处理能减缓硬度、回复性、弹性、凝聚性和咀嚼性的变化,尤其在贮藏后期效果明显,说明1-MCP处理能有效维持甜柿果肉质地,减缓软化速度,保持柿果的口感品质。
TD组(鲜博士)咀嚼性等指标作用效果虽略优于TS组(聪明鲜),但整体上两种厂家生产的1-MCP对甜柿的作用效果在冷藏期没有显著性差别。
不应用1-MCP处理时阳丰甜柿的贮藏时间不应超过60 d,而应用1-MCP处理,甜柿冷藏75 d仍能保持良好的品质,可以适当继续延长贮藏时间。
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