芒果TPA质构测定优化及不同成熟度芒果质构特性分析

何全光,黄梅华,张娥珍,*,辛　明,黄茂康,覃仁源,黄振勇

(1.广西农业科学院农产品加工研究所,广西南宁 530007;2.广西作物遗传改良重点开放实验室,广西南宁 530007)



芒果TPA质构测定优化及不同成熟度芒果质构特性分析

何全光1,2,黄梅华1,张娥珍1,2,*,辛明1,黄茂康1,覃仁源1,黄振勇1

(1.广西农业科学院农产品加工研究所,广西南宁 530007;2.广西作物遗传改良重点开放实验室,广西南宁 530007)

应用质构仪对芒果果肉进行TPA测试,探索压缩率、测试方向、测试速率等测试条件对不同成熟度芒果果肉质构测定结果的影响。结果表明,三种测试条件对不同成熟度芒果果肉的质构测定影响不同,采用果皮面向探头,测试和测后速率均为1 mm/s,压缩率20%～30%的测试条件能较好的表征芒果果肉的TPA质构特性。在芒果成熟过程中,随样品成熟度的增加,硬度、凝聚性、咀嚼性迅速下降,粘着性以成熟度2级最高,弹性变化不大;低成熟度芒果果肉质构参数的相关性较好,硬度和咀嚼性呈显著正相关性,高成熟度的芒果各质构参数间相关性不显著。本研究为质构仪应用于芒果果肉质构测定提供了参考。

芒果,TPA 测试,成熟度,质构特性

芒果(Mangiferaindca)属漆树科芒果属,是著名的热带水果,其肉质甜美,营养丰富,香味独特[1-3],除鲜食外,还可加工成果汁饮料、果酱、凉果、果脯、果干、话芒等几十种加工品[4-5],据不完全统计,目前国内栽培的芒果品种超过100个,不同的芒果品种其外观、颜色、香气、口感及果肉质地等品质指标均不尽相同,在芒果的各类加工品中,除芒果汁和芒果酱不需要考虑果肉质地外,芒果凉果、芒果果脯、芒果干、速冻芒果粒、糖水芒果片等均对果肉的质地有一定要求,而在传统的芒果加工品种筛选过程中,更多考察的是如固形物、糖酸比、出汁率等品质指标,在果肉质地这一性状的描述上,过去由于缺乏专业的仪器设备,多以果肉结实、绵、软烂等笼统的口感来描述,个体感官差异较大,非常不利于企业生产参考及品种选育工作者之间的交流[6-7]。

质构仪(Texture Analyser)又叫物性测试仪,可对物体的质地、结构特性等做出直观的、可重复的数据化描述,已广泛应用于粮油、米面制品、肉制品、凝胶、果蔬等食品的测试研究[8]。质构仪可针对样品的质构特性设定不同测试模式,其中TPA(Texture Profile Analysis)模式又称作两次咀嚼测试,因其通过模拟人口腔的咀嚼运动,对样品进行两次压缩,从中可以分析出样品的硬度、脆性、粘性、内聚性、弹性、回复性等和人口感相关质构特性[9-10]。利用质构仪对果蔬进行TPA测试,可以客观、详尽的反映出不同品种或不同成熟阶段果蔬质构特性、质构特性与营养组分之间的变化关系,在葡萄、杨梅、苹果、猕猴桃、甜樱桃、香蕉、番茄、枇杷、桃子等水果上均已有报道[11-14]。在芒果上,仅有整果单次压缩和穿刺测试研究[15],以及切块后不同贮藏时期果块的硬度变化研究[16],而模仿人口腔运动的二次压缩TPA质构测试鲜有报道。

鉴于芒果质构是评价其果实品质与加工适宜性的重要指标,为对不同品种或不同成熟阶段芒果果肉的质构、结构等特性做出直观、详尽的数据化描述。本研究从压缩程度、测试方向、测试速率三个方面筛选适合芒果果肉的TPA测试条件,并对其成熟过程中果肉质构的变化特性进行分析,从而为芒果储运及加工提供数据参考。

1　材料与方法

1.1材料与仪器

芒果品种为金煌芒(MangiferaindicaL.,cv.jinhuang),采自广西田阳县,按国标GB/T 15034-2009的标准,采收时期约为花后115～120 d,果皮绿色,果实坚硬,果肩浑圆,果肩平或略高于果蒂,少部分果实果肩出现隐黄;施保克(45%乳液)美国富美实公司;乙烯利(40%水液)浙江省绍兴市东湖生化有限公司。

TA-XT2i质构仪英国SMS公司。

1.2实验方法

1.2.1样品处理选取无病虫、无机械伤、大小均匀的金煌芒果实20个,单果重800～900 g,果实平均长度17.8 cm,平均宽度9.6 cm,清水洗净,使用施保克500倍液浸泡2 min,沥干后使用乙烯利400倍液置于25 ℃环境下催熟,按果实表面颜色黄绿程度分为6级:0级-墨绿,1级-淡绿,2级-绿黄(淡绿的果面上出现黄色区域),3级-黄绿各半,4级-黄绿(黄色的果面上残留绿色区域),5级-黄色;1级通常为芒果正常采收贮运时的成熟度,果实质地坚硬;2级是芒果后熟启动的标志,果肉硬度开始出现大幅下降;5级成熟度的芒果,色香味俱佳,硬度最低,是正常的食用成熟度。由于1、2、5级成熟度的芒果差异明显,容易区分,因此本研究选取1级、2级、5级的芒果作为不同成熟度研究的对象。每个级别取果实6个,去皮,取果实中部6 cm宽范围内的果肉,将果肉用裁纸刀切成约1.5 cm×1.5 cm大小的方块,每个果实选出果块12个,留待质构测试。

1.2.2TPA测试测试仪器使用英国SMS公司的TA-XT2i质构仪,测试模式选择TPA模式,探头采用平底型探头P/100,测试方向以果皮面的朝向作为区别标准,分为正测(果皮面接触探头)、反测(果皮面接触底座)、横测(果皮面侧立于探头和底座之间)三个方向;测前速率2 mm/s,测试速率分别设为1、2、3 mm/s三个水平,测后速率与测试速率一致;压缩程度分别设为10%、20%、30%、40%、50%、60%六个水平;停留间隔5 s;数据采集速率10 pps;触发值5 g。每项测试重复6次,每个果肉块测试一次。因芒果果肉为固态样品,因此TPA测试考察的指标为硬度、脆性、黏着性、弹性、凝聚性和咀嚼性。

1.3数据处理

运用Excel进行数据统计分析,SPSS进行差异显著性测定,显著性水平为p<0.05,差异极显著为p<0.01。分析压缩程度、测试方向和测试速度对测试结果的影响,并对不同成熟度芒果果肉质构参数间的相关性进行分析。

2　结果与分析

2.1压缩程度对不同成熟度芒果质构的影响

随着压缩程度的增大,测试硬度逐渐增加,物料组织结构遭到破坏,在质构反应上主要体现在脆性的出现,因此在压缩程度测试中重点分析硬度、脆性的变化规律,结果如图1所示。

图1　压缩率对不同成熟度芒果果肉硬度和脆性的影响Fig.1　The influence of compression ratio to the hardness and brittleness of different maturity of mango pulp

由图1可知,成熟度1级的芒果,果肉切块测试硬度随压缩程度的增加迅速增加,在压缩程度达到30%时测试硬度达到最大值。压缩程度在10%～30%这一阶段,脆性均为0,说明果肉切块结构完整,而压缩程度达到40%后,果肉结构遭到破坏,脆性出现,同时伴随着测试硬度的下降。成熟度2级的芒果,果肉切块的测试硬度同样随压缩程度的增加而增加,在压缩程度达到30%时硬度接近最大值,超过30%后,测试硬度的变化趋于平稳;而压缩程度达到40%后,脆性出现,说明果肉结构遭到了破坏。对于成熟度5级的芒果,在压缩程度10%～30%阶段,测试硬度随着压缩程度增加而增加,而在压缩率30%时,脆性出现,果肉结构遭到破坏。

图2　测试方向对不同成熟度芒果质构的影响Fig.2　The influence of test direction to the texture of different maturity of mango pulp注:图2中A、B、C、D、E分别为测试方向对不同成熟度芒果硬度、粘着性、凝聚性、弹性、咀嚼性的影响;组内含有相同字母表示差异不显著,不同字母表示差异显著;图3同。

由此可见,压缩程度对芒果果肉切块的测试硬度有较大影响,这与姜松等[17]在苹果上的研究一致,随着压缩率的增大,测试硬度先增大,达到最大值后下降,同时伴随着脆性出现,说明这时果肉结构已遭到破坏,而且成熟度越高,脆性出现时的压缩率越小。在本研究中,成熟度1级、2级芒果的压缩率超过40%,5级芒果压缩率超过30%时,果肉切块均出现脆性峰,说明压缩率过大,果肉切块已严重失去完整性。为完成TPA的二次挤压测试,TPA测试的压缩率选择应该以既能较好的反应样品的测试硬度,又不破坏样品的组织结构为前提,综合以上数据分析,对于成熟度1级和2级的芒果,压缩率设定为30%,而对于成熟度5级的芒果,压缩率应设定为20%,在后期的实验均按此标准进行。

2.2测试方向对不同成熟度芒果质构的影响

由图2可见,不同测试方向对不同成熟度芒果果肉的质构影响不尽相同。对于成熟度1级的芒果,横测的硬度、凝聚性、弹性、咀嚼性均要高于其他两种测试方向,且横测的凝聚性、弹性、咀嚼性显著高于正测,正测和反测上述质构参数差异不显著;而横测的粘着性显著低于其他两种测试方向。对成熟度2级的芒果,横测的硬度高于正测和反测,正测和反测之间没有差异;反测的黏着性显著高于正测,横测也高于正测;在凝聚性方面,正测的凝聚性显著高于横测和反测,横测和反测之间差异不大;反测弹性较高,咀嚼性差异不显著。而对成熟度5级的芒果果肉,测试方向对其硬度、咀嚼性、凝聚性、弹性、黏着性等质构参数的影响均不显著。

由此说明,测试方向为同一水平轴时,不同方向的结果差别较小,但在不同水平轴之间,即横测与正测、横测与反测,测定结果则存在较大差异,与余恺等[18]在荔枝果肉上的研究一致。由于生芒果果皮和果肉组织联系紧密,越靠近表皮的细胞数目越多排列越紧密,同时含有大量非水溶性果胶和淀粉,靠近表皮一侧的果肉硬度会高于其他部分,因此对于成熟度1、2级的芒果,横向测试时一些测试指标数值高于正向测试和反向测试;芒果成熟后,细胞组织崩解,淀粉转化为糖类,不溶性果胶转化为可溶性果胶[19],因此成熟度5级的芒果块各方向的质构特性差异缩小。

图3　测试速率对不同成熟度芒果质构的影响Fig.3　The influence of test rate to the texture of different maturity of mango pulp注:图3中A、B、C、D、E分别为测试速率对不同成熟度芒果硬度、粘着性、凝聚性、弹性、咀嚼性的影响。

2.3测试速率对不同成熟度芒果质构的影响

测试速率由于涉及到探头对果肉的瞬时挤压和剪切,在某些情况下可能会导致样品结构遭到破坏,因此不同的测试速率对样品的质构影响也不相同。本研究测定了速率为1、2、3 mm/s时不同成熟度芒果的硬度、粘着性、弹性等指标的变化情况,结果如图3所示。由图3可知,在该测试范围内,测试速率对成熟度1级、2级芒果的凝聚性,成熟度1级、2级芒果的弹性,及1级芒果的咀嚼性有显著影响,特别是1级芒果在速率为2 mm/s时,其凝聚性、弹性、咀嚼性均要高于1 mm/s及3 mm/s,且显著高于1 mm/s,其它指标变化不显著,这与姜松等[17]在苹果上的研究不同,但与对干酪的相关研究一致[20],说明测试速率对不同种类食品的影响是不同的。

2.4金煌芒成熟过程中果肉质构变化和相关性分析

根据以上分析结果,筛选出适宜芒果TPA测试的参数组合:探头选择P/100,测试方向选择正测(表皮面接触探头),测前速度2 mm/s,测试速率1 mm/s,测后速度1 mm/s,成熟度1级、2级芒果的压缩率选择30%,成熟度5级芒果的压缩率选择20%,触发力5 g,图4为不同成熟度芒果果肉质构变化的示意图,同时分析芒果果肉切块的硬度、咀嚼性、凝聚性、弹性、黏着性在成熟过程中相关性的变化,结果见表1。由图4可知,芒果在成熟过程中两次TPA的测试硬度均逐步下降,第一次压缩曲线的对称性和平滑性逐步降低,同时随着成熟度的增加,两次压缩曲线均出现了负峰,说明芒果果实成熟后果肉硬度迅速下降,组织由紧密性向松散性转变,同时黏性增加。相关性分析表明,成熟度1级芒果的咀嚼性与硬度、弹性、凝聚性呈显著正相关(R值分别为0.97**、0.83*、0.85*),成熟度2级芒果的咀嚼性与硬度呈显著正相关(R值为0.88*),其它质构参数的相关性不显著。由此可见,成熟度越低,其质构参数的相关性越好,硬度、弹性、凝聚性大的果实咀嚼性相对较高,这和潘秀娟等对苹果采后质地变化的研究基本一致[21];而随样品成熟度的增加,硬度、凝聚性、咀嚼性迅速下降,TPA各参数间的相关性也变得不显著,这与徐志斌等[22]对杨梅果实采摘后品质变化规律的TPA表征相一致。

表1　芒果果肉质构特性在成熟过程中的相关性变化

图4　不同成熟度芒果果肉TPA测试曲线示意图Fig.4　The TPA test curve diagram of different maturity of mango pulp

注:*表示两质构参数间相关性显著,**表示两质构参数间相关性极显著。

3　结论

研究结果表明,压缩程度、测试方向、测试速率均对芒果果肉切块的质构特性有一定影响。随压缩率增大测试硬度先增大后减小,同时伴随脆性出现,且成熟度越大,脆性出现时的压缩率越小。测试方向对成熟度1级、2级芒果的质构特性影响较大,对成熟度5级芒果的质构特性影响不显著;且测试方向为不同水平轴时的测定结果差异较大。测试速率对成熟度1级、2级芒果的凝聚性、弹性、咀嚼性有较大影响,且随成熟度增大影响减小。总体而言,随样品成熟度增加,硬度、凝聚性、咀嚼性迅速下降,粘着性以成熟度2级最高,弹性变化不大;芒果成熟度越低,其质构参数的相关性越好,硬度、弹性、凝聚性大的果实咀嚼性相对较高。

综上考虑,使用平板探头,采用果皮面向探头的测试方式,压缩率依据不同成熟度选择20%～30%,测试速率1 mm/s,测后速率1 mm/s,可较好的反应芒果果肉的TPA质构特性。对于成熟度2级以下的芒果,硬度和咀嚼性有较好的相关性,可用硬度变化作为芒果成熟期间和不同品种芒果果肉咀嚼性的预测,但由于芒果果肉质构变化的复杂性,其预测体系还需进一步完善。

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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，副研究员，研究方向：农产品加工与贮藏工程，E-mail:hqg368@126.com。

张娥珍(1978-)，女，副研究员，主要从事农产品加工方面的研究工作，E-mail:zhang281@126.com。

农业部公益性行业(农业)科研专项(201203092，201303077)；广西农科院项目(2013YM36，2015YT88)。

TS255.3

A

1002-0306(2016)18-0122-06

10.13386/j.issn1002-0306.2016.18.015