芒果TPA質(zhì)構(gòu)測定優(yōu)化及不同成熟度芒果質(zhì)構(gòu)特性分析

何全光,黃梅華,張娥珍,*,辛　明,黃茂康,覃仁源,黃振勇

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣西南寧 530007;2.廣西作物遺傳改良重點開放實驗室,廣西南寧 530007)

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芒果TPA質(zhì)構(gòu)測定優(yōu)化及不同成熟度芒果質(zhì)構(gòu)特性分析

何全光1,2,黃梅華1,張娥珍1,2,*,辛明1,黃茂康1,覃仁源1,黃振勇1

(1.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,廣西南寧 530007;2.廣西作物遺傳改良重點開放實驗室,廣西南寧 530007)

應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀對芒果果肉進行TPA測試,探索壓縮率、測試方向、測試速率等測試條件對不同成熟度芒果果肉質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果的影響。結(jié)果表明,三種測試條件對不同成熟度芒果果肉的質(zhì)構(gòu)測定影響不同,采用果皮面向探頭,測試和測后速率均為1 mm/s,壓縮率20%～30%的測試條件能較好的表征芒果果肉的TPA質(zhì)構(gòu)特性。在芒果成熟過程中,隨樣品成熟度的增加,硬度、凝聚性、咀嚼性迅速下降,粘著性以成熟度2級最高,彈性變化不大;低成熟度芒果果肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性較好,硬度和咀嚼性呈顯著正相關(guān)性,高成熟度的芒果各質(zhì)構(gòu)參數(shù)間相關(guān)性不顯著。本研究為質(zhì)構(gòu)儀應(yīng)用于芒果果肉質(zhì)構(gòu)測定提供了參考。

芒果,TPA 測試,成熟度,質(zhì)構(gòu)特性

芒果(Mangiferaindca)屬漆樹科芒果屬,是著名的熱帶水果,其肉質(zhì)甜美,營養(yǎng)豐富,香味獨特[1-3],除鮮食外,還可加工成果汁飲料、果醬、涼果、果脯、果干、話芒等幾十種加工品[4-5],據(jù)不完全統(tǒng)計,目前國內(nèi)栽培的芒果品種超過100個,不同的芒果品種其外觀、顏色、香氣、口感及果肉質(zhì)地等品質(zhì)指標均不盡相同,在芒果的各類加工品中,除芒果汁和芒果醬不需要考慮果肉質(zhì)地外,芒果涼果、芒果果脯、芒果干、速凍芒果粒、糖水芒果片等均對果肉的質(zhì)地有一定要求,而在傳統(tǒng)的芒果加工品種篩選過程中,更多考察的是如固形物、糖酸比、出汁率等品質(zhì)指標,在果肉質(zhì)地這一性狀的描述上,過去由于缺乏專業(yè)的儀器設(shè)備,多以果肉結(jié)實、綿、軟爛等籠統(tǒng)的口感來描述,個體感官差異較大,非常不利于企業(yè)生產(chǎn)參考及品種選育工作者之間的交流[6-7]。

質(zhì)構(gòu)儀(Texture Analyser)又叫物性測試儀,可對物體的質(zhì)地、結(jié)構(gòu)特性等做出直觀的、可重復(fù)的數(shù)據(jù)化描述,已廣泛應(yīng)用于糧油、米面制品、肉制品、凝膠、果蔬等食品的測試研究[8]。質(zhì)構(gòu)儀可針對樣品的質(zhì)構(gòu)特性設(shè)定不同測試模式,其中TPA(Texture Profile Analysis)模式又稱作兩次咀嚼測試,因其通過模擬人口腔的咀嚼運動,對樣品進行兩次壓縮,從中可以分析出樣品的硬度、脆性、粘性、內(nèi)聚性、彈性、回復(fù)性等和人口感相關(guān)質(zhì)構(gòu)特性[9-10]。利用質(zhì)構(gòu)儀對果蔬進行TPA測試,可以客觀、詳盡的反映出不同品種或不同成熟階段果蔬質(zhì)構(gòu)特性、質(zhì)構(gòu)特性與營養(yǎng)組分之間的變化關(guān)系,在葡萄、楊梅、蘋果、獼猴桃、甜櫻桃、香蕉、番茄、枇杷、桃子等水果上均已有報道[11-14]。在芒果上,僅有整果單次壓縮和穿刺測試研究[15],以及切塊后不同貯藏時期果塊的硬度變化研究[16],而模仿人口腔運動的二次壓縮TPA質(zhì)構(gòu)測試鮮有報道。

鑒于芒果質(zhì)構(gòu)是評價其果實品質(zhì)與加工適宜性的重要指標,為對不同品種或不同成熟階段芒果果肉的質(zhì)構(gòu)、結(jié)構(gòu)等特性做出直觀、詳盡的數(shù)據(jù)化描述。本研究從壓縮程度、測試方向、測試速率三個方面篩選適合芒果果肉的TPA測試條件,并對其成熟過程中果肉質(zhì)構(gòu)的變化特性進行分析,從而為芒果儲運及加工提供數(shù)據(jù)參考。

1　材料與方法

1.1材料與儀器

芒果品種為金煌芒(MangiferaindicaL.,cv.jinhuang),采自廣西田陽縣,按國標GB/T 15034-2009的標準,采收時期約為花后115～120 d,果皮綠色,果實堅硬,果肩渾圓,果肩平或略高于果蒂,少部分果實果肩出現(xiàn)隱黃;施保克(45%乳液)美國富美實公司;乙烯利(40%水液)浙江省紹興市東湖生化有限公司。

TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀英國SMS公司。

1.2實驗方法

1.2.1樣品處理選取無病蟲、無機械傷、大小均勻的金煌芒果實20個,單果重800～900 g,果實平均長度17.8 cm,平均寬度9.6 cm,清水洗凈,使用施保克500倍液浸泡2 min,瀝干后使用乙烯利400倍液置于25 ℃環(huán)境下催熟,按果實表面顏色黃綠程度分為6級:0級-墨綠,1級-淡綠,2級-綠黃(淡綠的果面上出現(xiàn)黃色區(qū)域),3級-黃綠各半,4級-黃綠(黃色的果面上殘留綠色區(qū)域),5級-黃色;1級通常為芒果正常采收貯運時的成熟度,果實質(zhì)地堅硬;2級是芒果后熟啟動的標志,果肉硬度開始出現(xiàn)大幅下降;5級成熟度的芒果,色香味俱佳,硬度最低,是正常的食用成熟度。由于1、2、5級成熟度的芒果差異明顯,容易區(qū)分,因此本研究選取1級、2級、5級的芒果作為不同成熟度研究的對象。每個級別取果實6個,去皮,取果實中部6 cm寬范圍內(nèi)的果肉,將果肉用裁紙刀切成約1.5 cm×1.5 cm大小的方塊,每個果實選出果塊12個,留待質(zhì)構(gòu)測試。

1.2.2TPA測試測試儀器使用英國SMS公司的TA-XT2i質(zhì)構(gòu)儀,測試模式選擇TPA模式,探頭采用平底型探頭P/100,測試方向以果皮面的朝向作為區(qū)別標準,分為正測(果皮面接觸探頭)、反測(果皮面接觸底座)、橫測(果皮面?zhèn)攘⒂谔筋^和底座之間)三個方向;測前速率2 mm/s,測試速率分別設(shè)為1、2、3 mm/s三個水平,測后速率與測試速率一致;壓縮程度分別設(shè)為10%、20%、30%、40%、50%、60%六個水平;停留間隔5 s;數(shù)據(jù)采集速率10 pps;觸發(fā)值5 g。每項測試重復(fù)6次,每個果肉塊測試一次。因芒果果肉為固態(tài)樣品,因此TPA測試考察的指標為硬度、脆性、黏著性、彈性、凝聚性和咀嚼性。

1.3數(shù)據(jù)處理

運用Excel進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析,SPSS進行差異顯著性測定,顯著性水平為p<0.05,差異極顯著為p<0.01。分析壓縮程度、測試方向和測試速度對測試結(jié)果的影響,并對不同成熟度芒果果肉質(zhì)構(gòu)參數(shù)間的相關(guān)性進行分析。

2　結(jié)果與分析

2.1壓縮程度對不同成熟度芒果質(zhì)構(gòu)的影響

隨著壓縮程度的增大,測試硬度逐漸增加,物料組織結(jié)構(gòu)遭到破壞,在質(zhì)構(gòu)反應(yīng)上主要體現(xiàn)在脆性的出現(xiàn),因此在壓縮程度測試中重點分析硬度、脆性的變化規(guī)律,結(jié)果如圖1所示。

圖1　壓縮率對不同成熟度芒果果肉硬度和脆性的影響Fig.1　The influence of compression ratio to the hardness and brittleness of different maturity of mango pulp

由圖1可知,成熟度1級的芒果,果肉切塊測試硬度隨壓縮程度的增加迅速增加,在壓縮程度達到30%時測試硬度達到最大值。壓縮程度在10%～30%這一階段,脆性均為0,說明果肉切塊結(jié)構(gòu)完整,而壓縮程度達到40%后,果肉結(jié)構(gòu)遭到破壞,脆性出現(xiàn),同時伴隨著測試硬度的下降。成熟度2級的芒果,果肉切塊的測試硬度同樣隨壓縮程度的增加而增加,在壓縮程度達到30%時硬度接近最大值,超過30%后,測試硬度的變化趨于平穩(wěn);而壓縮程度達到40%后,脆性出現(xiàn),說明果肉結(jié)構(gòu)遭到了破壞。對于成熟度5級的芒果,在壓縮程度10%～30%階段,測試硬度隨著壓縮程度增加而增加,而在壓縮率30%時,脆性出現(xiàn),果肉結(jié)構(gòu)遭到破壞。

圖2　測試方向?qū)Σ煌墒於让⒐|(zhì)構(gòu)的影響Fig.2　The influence of test direction to the texture of different maturity of mango pulp注:圖2中A、B、C、D、E分別為測試方向?qū)Σ煌墒於让⒐捕取⒄持浴⒛坌浴椥浴⒕捉佬缘挠绊?組內(nèi)含有相同字母表示差異不顯著,不同字母表示差異顯著;圖3同。

由此可見,壓縮程度對芒果果肉切塊的測試硬度有較大影響,這與姜松等[17]在蘋果上的研究一致,隨著壓縮率的增大,測試硬度先增大,達到最大值后下降,同時伴隨著脆性出現(xiàn),說明這時果肉結(jié)構(gòu)已遭到破壞,而且成熟度越高,脆性出現(xiàn)時的壓縮率越小。在本研究中,成熟度1級、2級芒果的壓縮率超過40%,5級芒果壓縮率超過30%時,果肉切塊均出現(xiàn)脆性峰,說明壓縮率過大,果肉切塊已嚴重失去完整性。為完成TPA的二次擠壓測試,TPA測試的壓縮率選擇應(yīng)該以既能較好的反應(yīng)樣品的測試硬度,又不破壞樣品的組織結(jié)構(gòu)為前提,綜合以上數(shù)據(jù)分析,對于成熟度1級和2級的芒果,壓縮率設(shè)定為30%,而對于成熟度5級的芒果,壓縮率應(yīng)設(shè)定為20%,在后期的實驗均按此標準進行。

2.2測試方向?qū)Σ煌墒於让⒐|(zhì)構(gòu)的影響

由圖2可見,不同測試方向?qū)Σ煌墒於让⒐獾馁|(zhì)構(gòu)影響不盡相同。對于成熟度1級的芒果,橫測的硬度、凝聚性、彈性、咀嚼性均要高于其他兩種測試方向,且橫測的凝聚性、彈性、咀嚼性顯著高于正測,正測和反測上述質(zhì)構(gòu)參數(shù)差異不顯著;而橫測的粘著性顯著低于其他兩種測試方向。對成熟度2級的芒果,橫測的硬度高于正測和反測,正測和反測之間沒有差異;反測的黏著性顯著高于正測,橫測也高于正測;在凝聚性方面,正測的凝聚性顯著高于橫測和反測,橫測和反測之間差異不大;反測彈性較高,咀嚼性差異不顯著。而對成熟度5級的芒果果肉,測試方向?qū)ζ溆捕取⒕捉佬浴⒛坌浴椥浴ぶ缘荣|(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響均不顯著。

由此說明,測試方向為同一水平軸時,不同方向的結(jié)果差別較小,但在不同水平軸之間,即橫測與正測、橫測與反測,測定結(jié)果則存在較大差異,與余愷等[18]在荔枝果肉上的研究一致。由于生芒果果皮和果肉組織聯(lián)系緊密,越靠近表皮的細胞數(shù)目越多排列越緊密,同時含有大量非水溶性果膠和淀粉,靠近表皮一側(cè)的果肉硬度會高于其他部分,因此對于成熟度1、2級的芒果,橫向測試時一些測試指標數(shù)值高于正向測試和反向測試;芒果成熟后,細胞組織崩解,淀粉轉(zhuǎn)化為糖類,不溶性果膠轉(zhuǎn)化為可溶性果膠[19],因此成熟度5級的芒果塊各方向的質(zhì)構(gòu)特性差異縮小。

圖3　測試速率對不同成熟度芒果質(zhì)構(gòu)的影響Fig.3　The influence of test rate to the texture of different maturity of mango pulp注:圖3中A、B、C、D、E分別為測試速率對不同成熟度芒果硬度、粘著性、凝聚性、彈性、咀嚼性的影響。

2.3測試速率對不同成熟度芒果質(zhì)構(gòu)的影響

測試速率由于涉及到探頭對果肉的瞬時擠壓和剪切,在某些情況下可能會導(dǎo)致樣品結(jié)構(gòu)遭到破壞,因此不同的測試速率對樣品的質(zhì)構(gòu)影響也不相同。本研究測定了速率為1、2、3 mm/s時不同成熟度芒果的硬度、粘著性、彈性等指標的變化情況,結(jié)果如圖3所示。由圖3可知,在該測試范圍內(nèi),測試速率對成熟度1級、2級芒果的凝聚性,成熟度1級、2級芒果的彈性,及1級芒果的咀嚼性有顯著影響,特別是1級芒果在速率為2 mm/s時,其凝聚性、彈性、咀嚼性均要高于1 mm/s及3 mm/s,且顯著高于1 mm/s,其它指標變化不顯著,這與姜松等[17]在蘋果上的研究不同,但與對干酪的相關(guān)研究一致[20],說明測試速率對不同種類食品的影響是不同的。

2.4金煌芒成熟過程中果肉質(zhì)構(gòu)變化和相關(guān)性分析

根據(jù)以上分析結(jié)果,篩選出適宜芒果TPA測試的參數(shù)組合:探頭選擇P/100,測試方向選擇正測(表皮面接觸探頭),測前速度2 mm/s,測試速率1 mm/s,測后速度1 mm/s,成熟度1級、2級芒果的壓縮率選擇30%,成熟度5級芒果的壓縮率選擇20%,觸發(fā)力5 g,圖4為不同成熟度芒果果肉質(zhì)構(gòu)變化的示意圖,同時分析芒果果肉切塊的硬度、咀嚼性、凝聚性、彈性、黏著性在成熟過程中相關(guān)性的變化,結(jié)果見表1。由圖4可知,芒果在成熟過程中兩次TPA的測試硬度均逐步下降,第一次壓縮曲線的對稱性和平滑性逐步降低,同時隨著成熟度的增加,兩次壓縮曲線均出現(xiàn)了負峰,說明芒果果實成熟后果肉硬度迅速下降,組織由緊密性向松散性轉(zhuǎn)變,同時黏性增加。相關(guān)性分析表明,成熟度1級芒果的咀嚼性與硬度、彈性、凝聚性呈顯著正相關(guān)(R值分別為0.97**、0.83*、0.85*),成熟度2級芒果的咀嚼性與硬度呈顯著正相關(guān)(R值為0.88*),其它質(zhì)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性不顯著。由此可見,成熟度越低,其質(zhì)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性越好,硬度、彈性、凝聚性大的果實咀嚼性相對較高,這和潘秀娟等對蘋果采后質(zhì)地變化的研究基本一致[21];而隨樣品成熟度的增加,硬度、凝聚性、咀嚼性迅速下降,TPA各參數(shù)間的相關(guān)性也變得不顯著,這與徐志斌等[22]對楊梅果實采摘后品質(zhì)變化規(guī)律的TPA表征相一致。

表1　芒果果肉質(zhì)構(gòu)特性在成熟過程中的相關(guān)性變化

圖4　不同成熟度芒果果肉TPA測試曲線示意圖Fig.4　The TPA test curve diagram of different maturity of mango pulp

注:*表示兩質(zhì)構(gòu)參數(shù)間相關(guān)性顯著,**表示兩質(zhì)構(gòu)參數(shù)間相關(guān)性極顯著。

3　結(jié)論

研究結(jié)果表明,壓縮程度、測試方向、測試速率均對芒果果肉切塊的質(zhì)構(gòu)特性有一定影響。隨壓縮率增大測試硬度先增大后減小,同時伴隨脆性出現(xiàn),且成熟度越大,脆性出現(xiàn)時的壓縮率越小。測試方向?qū)Τ墒於?級、2級芒果的質(zhì)構(gòu)特性影響較大,對成熟度5級芒果的質(zhì)構(gòu)特性影響不顯著;且測試方向為不同水平軸時的測定結(jié)果差異較大。測試速率對成熟度1級、2級芒果的凝聚性、彈性、咀嚼性有較大影響,且隨成熟度增大影響減小。總體而言,隨樣品成熟度增加,硬度、凝聚性、咀嚼性迅速下降,粘著性以成熟度2級最高,彈性變化不大;芒果成熟度越低,其質(zhì)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性越好,硬度、彈性、凝聚性大的果實咀嚼性相對較高。

綜上考慮,使用平板探頭,采用果皮面向探頭的測試方式,壓縮率依據(jù)不同成熟度選擇20%～30%,測試速率1 mm/s,測后速率1 mm/s,可較好的反應(yīng)芒果果肉的TPA質(zhì)構(gòu)特性。對于成熟度2級以下的芒果,硬度和咀嚼性有較好的相關(guān)性,可用硬度變化作為芒果成熟期間和不同品種芒果果肉咀嚼性的預(yù)測,但由于芒果果肉質(zhì)構(gòu)變化的復(fù)雜性,其預(yù)測體系還需進一步完善。

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Optimization for mango texture profile analysis and characterization of texture to different maturaity of mango

HE Quan-guang1,2,HUANG Mei-hua1,ZHANG E-zhen1,2,*,XIN Ming1,HUANG Mao-kang1,QIN Ren-yuan1,HUANG Zhen-yong1

(1.Institute of Agro-Food Science & Technology,Guangxi Academy of Agricultural Sciences,Nanning 530007,China;2.Guangxi Crop Genetic Improvement Laboratory,Nanning 530007,China)

Texture analyzer was used to texture profile analysis of mango pulp,and the influence of different test parameter such as compression ratio,test direction,test speed on the results of different maturity of mango pulp was explored. The results showed that the compression ratio,test direction,test speed could result in varying degrees of impact to the outcome. The TPA texture properties of mango pulp could be characterized preferably when the test parameter was selected as the peel facing the probe,pre and after test speed was 1 mm/s and the compression ratio was 20%～30%. Hardness,coherence,and chewiness dropt rapidly while springiness had no obvious change with the increase of maturity of the mango sample,adhesiveness of maturity level 2 was the highest. Low maturity of mango pulp had better correlation among texture parameters,hardness and chewiness showed a significant positive correlation,while high maturity of mango pulp had no significant correlation with texture parameters. The study provided a good reference for the mango pulp texture analysis.

mango;texture profile analysis;maturity;texture properties

2016-03-30

何全光(1978-)，男，博士，副研究員，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工與貯藏工程，E-mail:hqg368@126.com。

張娥珍(1978-)，女，副研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品加工方面的研究工作，E-mail:zhang281@126.com。

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(201203092，201303077)；廣西農(nóng)科院項目(2013YM36，2015YT88)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)18-0122-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.18.015