颜思语,潘静娴
( 上海师范大学生命与环境学院,上海师范大学植物种植资源开发中心,上海200234)
水果多汁且有甜味,含丰富的维生素C、糖、纤维素和人体必需的多种矿物质,深受各种人群的喜爱。中国居民膳食指南推荐成年人每天摄食水果200~400g[1]。但是气温较低的季节,鲜果温度很低,直接食用不仅使人感到寒冷,而且肠胃也不舒服,尤其是年老、体弱者或幼小的孩子,在冬季可能会拒绝食用水果。因此,研究水果冬季温和加热技术,以提高水果温度,又不破坏或少破坏外观和营养品质,不仅具有实际应用价值,而且对水果温和加热理论的发展也有一定的推动作用[2]。水果加温技术是采后水果加工中的常用技术,国内外关于水果罐头、果汁、果酱等深加工中的加温技术已有不少研究报道[3-5]。在采后水果加温提高或改善鲜切果实品质方面也有研究,报道指出用中等温度处理整个果实,可以改变果实生理生化特性,如呼吸、乙烯生成量、酶活性、表皮结构以及蛋白质的合成,从而保持猕猴桃[6-7]、香瓜[8]、苹果[9]、梨[10]和桃[11]的鲜切品质。然而,涉及到整个鲜果的加温技术来改善冬季鲜吃水果品质的研究还未见报道。鉴于此,本研究以冬季大众化水果苹果、梨和橙为研究对象,设计三种水果的温和加热实验,研究果实在不同加热方式和温度下感官和营养成分的变化,从而选择出最佳加热方式,最适加热温度,以期为冬季水果加温鲜吃提供技术支持,也为其它水果的加温鲜吃提供参考。
实验材料苹果、梨、橙 上海师范大学奉贤校区水果店购买,三种水果均为同一进货批次,中等大小,横径均为8~9cm,无病虫害和机械伤。每种水果分别50 个,带回实验室,放入4℃冰箱中保存待用。
2,6-二氯靛酚钠盐(AR)、抗坏血酸(AR) 国药集团化学试剂有限公司;蒽酮(AR),上海化学试剂采购供应站五联化工厂。
GY-2 果实硬度计 牡丹江市机械研究所;分光光度计 上海元析仪器有限公司生产的UV-5800 型紫外可见分光光度计。
实验于2011 年10~11 月在上海师范大学园艺实验室进行,包括3 部分。
1.2.1 不同加热方式对鲜吃水果品质的影响 实验水果为苹果、梨和橙三种。单因子完全随机实验,微波加热(档低火)1~2min,50℃水浴加热4~5min,蒸汽加热2min 三个处理,重复三次。实验前,先将水浴锅加热到50℃,电磁炉加热到水沸。加热设备准备好后,准备实验水果,每处理2 个,每种水果18 个。用小刀在每个果实顶部开一小孔,深1cm。由于同时操作时间紧张,可先进行水浴处理,再蒸汽处理,最后微波处理。水浴处理时,果实应完全浸入水中,蒸汽处理则将果实放在锅中的蒸屉上。实验终止信号以果肉1cm 处温度达到50℃为止。微波处理应拿出果实测定温度,水浴和蒸汽加热直接将温度计放入果实顶部小孔中测定。然后取出果实,记录外观特征和口感,测定各处理水果的重量、硬度,同时取样测定可溶性糖和维生素C 含量。
1.2.2 不同加热时间对鲜吃水果品质的影响 以不同加温方式确定的最佳加温方式水浴加热法为实验因子,设计不同加热时间的水浴实验。水浴温度100℃,加热时间分别为1、2、3min,重复三次。实验水果为苹果、梨和橙,每处理2 个,每种水果18 个待用。水浴加热到100℃,从冰箱中取出水果,立即进行处理,果实应完全浸入水中。处理完成后称重,记录外观特征和口感,测定果实硬度,并制备可溶性糖和维生素C 含量测定的样品。
果实失重率按下列公式计算:失重率(%)=(加热前果重-加热后果重)/加热前果重×100。硬度用GY-2 果实硬度计测定。维生素C 含量2,6-二氯靛酚滴定法测定[12],可溶性糖采用蒽酮法测定[13]。
部分指标数据进行了数据转换,转换成果实加热前后的指标增加率或降低率。方差分析和多重比较用SPSS17 分析。
2.1.1 不同加热方式对果实外观品质的影响 从外观来看,三种加热方式均没有造成表皮脱落、皱缩或破损;从色泽看,苹果和橙颜色更为红艳,但梨色泽较为暗淡;口感上果肉温润柔软,但微波加热口感稍差于水浴和蒸汽处理。从果实失重率来看,加热对不同果实和处理的影响不同。加热方式对苹果和梨的失重率的影响达到显著水平(图1A)。加热方式间差异显著,微波加热失水最大,蒸汽次之,水浴最小。苹果微波、水浴和蒸汽加热,失重率分别为0.44%、0.34% 和 0.42%;梨为 0.38%、0.30% 和0.31%;橙为0.54%、0.56%和0.59%。但水分的少量散失并未降低果实的食用特性,通常影响水果食用品质的水分损失率要达到3%~5%,本研究失水率均小于该值。
加热处理降低了果实硬度,影响程度在不同果实上和处理间不同(图1B)。除橙未测定外,对苹果的影响显著,对梨的影响不显著。不同处理间对硬度降低值的影响为微波>蒸汽/水浴,蒸汽和水浴间差异不显著,如苹果硬度降低值为微波0.53kg/cm2,水浴0.42kg/cm2、蒸汽0.47kg/cm2。加热增加了果实可溶性固形物含量(数据未付),但三个处理间差异不显著。
图1 加热方式对果实失重率和硬度降低值的影响Fig.1 Warming method on the rate of fruit weight and firmness loss
2.1.2 不同加热方式对果实营养指标的影响 水果是人体维生素C 的重要来源,维生素C 又是一种热不稳定的营养素。图2A 显示除苹果外,加热方式均显著地降低了果实中维生素C 含量,苹果、梨、橙中的降低幅度分别为7.77%~8.28%、6.26%~8.54%和5.87%~7.07%。但不同处理间的差异显著性不同,维生素C 在三种水果中的降低率均表现为蒸汽>微波>水浴的规律,水浴降低率最小,降低率只有5.87%~7.98%,蒸汽最高,为7.07% ~8.54%,微波6.96%~7.77%,但微波与水浴间或蒸汽间在梨和橙中差异不显著。
可溶性糖是水果重要的品质特征,含糖量高,不仅有利于采后贮藏,而且使果实甘甜可口,食用性增强。图2B 表明,各种加热方式均大幅提高了三种水果的可溶性糖含量,增加率差异达到了显著水平,其中苹果、梨、橙分别增加了22.8%~29.12%、13.16%~24.97%和17.19% ~24.17%。但不同处理间显著性不同,三种水果均表现出水浴>蒸汽>微波的变化规律,水浴与蒸汽间在梨和橙中差异不显著,苹果中水浴与微波间不显著。显然,可溶性糖增加在水浴中最高,达24.17%~29.12%,微波最低,为13.16%~27.70%,蒸汽为20.13%~24.15%。
表1 不同水浴时间下水果外观品质的变化Table 1 Different time of hot water warming on sensory quality of fruits
图2 加热方式对果实维生素C 和可溶性糖变化率的影响Fig.2 Warming method on the rate of change of vitamin C and soluble sugar of fruits
综上所述,低温水果温和加热方式最佳为水浴加热法,其对果实水分、硬度、维生素C 含量降低最少,而糖分增加最多。
2.2.1 不同加热时间对果实外观品质的影响 良好的感官特征和口感温润是水果加热要达到的目标。从表1 看,不同水浴加热时间产生的感官特征是不同的,3min 水浴,虽然果实中心温度提高,但表皮会变暗,呈现煮熟状,失去鲜果的感觉效果,1min 和2min 水浴,除橙表皮稍有煮熟状,苹果和梨感官仍然与鲜果相同,因此,长时间水浴会加重鲜果感官的丧失。
从失重率来看,三个水浴时间对三种水果的影响均达到了显著水平,均呈现3min >2min >1min 的变化规律,3min 的失重率达到了0.72%~0.91%,为1min 的3~3.8 倍。同样,果实硬度降低值也基本表现出3min >2min/1min,3min 为1min 的3.2~5.7 倍,2min 和1min 处理间比较复杂,梨的硬度降低值上差异不显著,而苹果上差异显著。因此,水浴时间超过2min,会导致含水量下降,果实硬度降低,虽然果实中心温度提高了,但整体口感降低了。
2.2.2 不同加热方式对果实营养指标的影响 水浴加热时间对维生素C 和可溶性糖的影响不同。从图3A 可以看出,水浴时间对维生素C 降低率影响显著,三种水果均呈现3min >2min >1min 的趋势,其中3min 加热造成的下降率最低也达到了38.20%,损失很大。1min 和2min 处理下降较少,最大值分别只有2.11%和5.75%,仅为3min 的5.50%和15.10%。因此,高温长时间加热造成维生素C 的损失多。
图3B 显示水浴时间提高了三种果实中可溶性糖含量,并达到了显著水平,但各处理间差异显著性不同,三种水果以2min 的增加最大,最低为23.2%,其次是3min 处理,1min 增加最少,仅6.8%~9.5%。这一结果与果实可溶性固形物(数据未付)增加是一致的,虽然后者并没有达到显著水平。可溶性糖含量的增加使加热后的果实口感更为酸甜可口,同期测定的汁液pH(数据未付)下降也支持了这一结果。
鉴于此,水浴1min 对水果品质的影响很小,营养成分流失率很低,感官变化不大,但整个果实加热不均衡,1cm 下的果肉尤其是果心还很冷,适口性不佳,综合考虑1~2min 是水浴加热的适宜时间,尽管会降低某些营养指标,但果实温润可口,食用性增强。
加热作为果蔬加工中常用的一项技术,很大程度上改善果蔬加工品质、钝化酶活性[14]、降低亚硝酸盐含量[15]和杀死病原菌,但同时也造成了营养素的流失[16]。焦凌霞等研究表明猕猴桃、草莓软化工艺中,热烫降低果实维生素C 含量,但微波比蒸汽能更多保持还原型维生素C 含量,降低率只有10%[17]。绿叶菜用开水和蒸汽热烫,维生素C 降低率分别高达58%和33%[18]。本研究也证实微波、水浴和蒸汽加热均造成了低温苹果、梨和橙的外观品质和营养成分的改变,表现为硬度降低、失重率增加,维生素C含量下降,较好地符合前人在果蔬上的研究结论,但可溶性糖含量却是增加的,这与张玉芹等[16]在小白菜等叶菜上的研究正好相反,可能是加热促进了果实淀粉向糖的转化,这一点与同期测定的果实可溶性固形物增加是一致的,尽管后者方差分析并不显著。
图3 水浴时间对果实维生素C 和可溶性糖变化率的影响Fig.3 Different time of hot water warming on the rate of change of vitamin C and soluble sugar of fruits
在各种加热方式中,多数研究认为微波加热引起的营养物质损失最小[17-18],但本研究表明水浴加热对果实品质的影响最小,微波其次,蒸汽最大,这与Beirão-do-Costa 等[7]在猕猴桃整果上和Lamikanra等[8]在鲜切香瓜上进行的热水处理结果一致。因此,水浴即热水加热仍然是一种安全的方式,但微波加热更为方便、简单。从加热时间上看,长时间加热会引起果实品质的大幅度下降,本实验也证实了这一点,无论何种方式,3min 造成的品质损失基本上是最大的。
水果酸甜可口,富含多种营养素,是老少皆宜的食物之一,也是现代健康生活的四季必需食物。苹果、梨和橙是大众化水果,为家庭四季的主要水果。南方冬季低温会影响这些果品的消费,而本研究通过温和加热方式增加了果实表层温度,改善了部分外观品质和提高了部分营养成分,又不造成感官品质的破坏,而且使橙更容易人工剥皮,因此1 ~2min的100℃水浴加热是冬季水果加热到表层1cm 处50℃的一种实用加热方式,解决了低温水果鲜吃寒冷的问题,也对水果加热理论有一定发展。
[1]中国营养学会.中国居民消费指南[M].西藏:西藏人民出版社,2010.1.
[2]及华,关军锋,冯云霄,等.温度和包装对巨峰葡萄贮藏品质的影响[J].食品与发酵工业,2006(1) :138-140.
[3]焦凌霞,李保国,高愿军,等.水果加工中热烫处理对VC保存率的影响[J].河南职业技术师范学院学报,2004,32(1) :43-44.
[4]Yin-Naï Chow,Loïc Louarme,Catherine Bonazzi,et al.Apple polyphenoloxidas inactivation during heating in the presence of ascorbic acid and chlorogenic acid[J].Food chemistry,2011,129:761-767.
[5]Pierre A.Picouet,Andreas Landl,Maribe Abadias,et al.Minimal processing of Granny Smith apple purée by microwave heating[J].Innovative Food and Science Emerging Technology,2009,10:545-550.
[6]Beirão-do-Costa S,Steiner A,Correia L,et al.Effects of maturity stage and mild heat treatments on the quality of minimally processed kiwifruit[J].Journal of Food Engineering,2006,76(4) :616-625.
[7]Beirão-do-Costa S,Steiner A,Correia L,et al.Influence of moderate heat pre - treatment on physical and chemical characteristics of kiwifruit slices[J].European Food Research and technology,2006,doi:10.1007/s00217-007-0573-4.
[8]Lamikanra O,Bett Garber K L,Ingram D A,et al.Use of mild heat pre-treatments for quality retention of fresh-cut cantaloupe melon[J].Journal of Food Science,2005,70(1) :C53-C57.
[9]Barrancos S,Abreu M,Goncalves E M,et al.The effect of heat pretreatment on quality and shelf-life of fresh-cut apples[J].Acta Horticulturae( ISHS) ,2003,599:595-601.
[10]Abreu M,Beirão-da-Costa S,Goncalves E M,et al.Mild heat pre- treatment to promote quality retention of fresh- cut“Rocha”pear.Postharvest Biology and Technology,2003,30(2) :153-160.
[11]Steiner A,Correia L,Beirão-da-Costa S,et al.Metabolic response to combined mild heat pre- treatments and modified atmosphere packaging on fresh-cut peach[J].European Food Research and Technology,2006,222(3-4) :217-222.
[12]薛萍.果蔬中维生素C 测定方法的比较研究[J].广东轻工职业技术学院学报,2009,8(4) :15-16.
[13]路昭亮,柳李旺,龚义勤,等.萝卜干物重和可溶性总糖含量的遗传分析[J].南京农业大学学报,2009,32(3) :25-29.
[14]孟祥河,周锴,李志泰.微波加热对果泥PPO、POD 活力的影响[J].应用科技,2000,27(2) :30-32.
[15]张胜珍.贮藏温度和漂烫时间对野菜亚硝酸盐含量的影响[J].贵州农业科学,2011,39(3) :207-209.
[16]张玉芹,杜晓燕.微波处理和漂烫处理对叶菜主要营养成分的影响[J].北方园艺,2011,(20) :207-209.
[17]焦凌霞,李保国,高愿军,等.水果加工中热烫处理对VC保持率的影响[J].河南职业技术师范学院学报,2004,32(1) :42-44.
[18]Okeibuno B.Effect of long term storage of processed Nigeria grown edible leafy vegetables on vitamin C content[J].Agric Food Chem,1991,(39) :538-540.