不同品种芒果块液氮速冻—解冻后质构特性比较研究

何全光　黄梅华　张娥珍　辛明　淡明　黄振勇　覃仁源　杨再位

摘 要 为评价不同品种芒果块液氮速冻后的品质特性，以桂热、金煌、凯特、紫花、红象牙等10个广西芒果品种为对象，对其速冻-解冻前后样品的开裂率、感观品质、色度以及硬度、凝聚性、弹性、咀嚼性等质构特性进行测试。结果表明，经液氮速冻后，10个品种芒果块的感官品质均有所下降，90%芒果品种出现开裂现象，硬度、咀嚼性下降幅度较大，色度、凝聚性、弹性下降幅度相对较小；其中桂热10号、金煌芒、紫花芒3个品种在液氮速冻-解冻后保持相对较高的品质。说明液氮速冻对不同品种芒果块品质的影响不同，本研究为液氮速冻应用于速冻芒果的加工提供理论依据和技术支持。

关键词 芒果；液氮速冻；品质特性；加工

中图分类号 S667.7 文献标识码 A

Abstract To evaluate the quality characteristics of different varieties of mango pieces after liquid nitrogen quick freezing， Ten Guangxi mango cultivars including Guire， Jinhuang， Kaite， Zihua， Hongxiangya， were selected as the object， the cracking rate， sensory quality， luminosity and texture properties including hardness， cohesiveness， elasticity， chewiness of mango pieces before and after quick freezing and thawing were evaluated. The results showed that after liquid nitrogen frozen， the sensory quality of the 10 varieties of mango pieces all declined， 90% mango cultivars appeared cracking phenomenon， hardness， chewiness decreased greatly， luminosity， cohesiveness， elasticity fell relatively small； Guire No10， Jinhuang and Zihua the 3 cultivars maintained a relatively high quality after liquid nitrogen quick freezing. The research showed that the influence of liquid nitrogen quick freezing on different varieties of mango pieces was different， provided a theoretical basis and technical assistance for the liquid nitrogen quick freezing applied to the frozen mango.

Key words Mango； liquid nitrogen quick freezing； quality characteristics； machining

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.07.029

芒果（Mangifera indca）屬漆树科芒果属，是世界著名的热带水果，享有“热带果王”的美誉[1-3]。其肉质甜美，香味独特，营养丰富，富含蛋白质、矿物质、维生素等多种营养成分，VA含量居所有水果之首[4]。中国是芒果主产国之一，广西的芒果产量占全国的1/4，包括台农、紫花、桂七、凯特、香芒等30多个品种，芒果已成为广西的主要经济作物之一[5]。目前国内芒果产业主要追求高产、鲜食，对于芒果加工特性、新产品、新工艺的研发不足，产后加工能力滞后；而新鲜芒果含有大量水分和糖分，采收期处高温高湿天气，采后极易发生腐烂变质，因此芒果的贮藏保鲜与加工技术成为其产业发展的关键[6-8]。

目前国内外对芒果的加工主要以果浆、果脯、冷冻果块为主，其中冷冻因不经过热处理，能最大程度保持芒果的色、香、味，成为最接近新鲜芒果的加工方法。冷冻包括速冻和缓冻，相较于缓冻，速冻时冰晶多在细胞内形成，细小而量多，分布均匀，对细胞和原生质损伤程度较低，解冻时可吸回原先冻结的大部分汁液保持原态，产品品质下降较小[9-12]。液氮速冻是较为新兴的速冻方式，通过液氮与食品接触吸收大量的潜热和显热致使食品冻结，冻结速度快、冻结食品品质好、无毒无污染，是一种绿色食品加工技术，已广泛应用于肉制品、水产品、果蔬、菌类、淀粉类食品、功能性产品等领域。在果蔬类中，国内学者对液氮速冻技术应用于黄瓜、青刀豆、西兰花、草莓、香蕉、槟榔、柿子等产品进行了研究，而将该技术应用于芒果保鲜的研究鲜有报道[13]。不同品种的芒果其果肉组织特性往往具有明显差别，故品种和成熟质量直接影响到速冻后的产品品质，实际生产中，一般应选择具备突出风味及色泽、质地坚实、耐贮性好、成熟度适当等良好加工适应性的品种进行速冻加工[14]，目前国内对不同芒果品种速冻特性的相关研究更不多见。

本研究对桂热、金煌、凯特、紫花、红象牙等10个广西主栽品种进行液氮速冻试验，并对速冻-解冻前后的果块开裂情况、色度、感官品质、质构特性等进行比较分析，以期为液氮速冻应用于速冻芒果的加工提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 植物材料 芒果原料为桂热10号、桂热82号、桂热120号、红象牙、金煌芒、美国红芒、农院5号、凯特芒、紫花芒和桂香芒，购于广西百色果园，田间采摘后及时运回实验室待处理。

1.1.2 试剂与仪器 施保克（45%乳液）：美国富美实公司；乙烯利（40%水液）：浙江省紹兴市东湖生化有限公司；NaOH、酚酞等均为国产分析纯。

TA-XT2i质构仪：英国SMS公司；ATAGO手持折光仪：上海人和科学仪器有限公司；HP-200精密色差仪：深圳市汉普检测仪器有限公司。

1.2 方法

1.2.1 样品处理 选择无明显机械伤和病虫害，果型饱满，生长期足的果实，清洗干净后浸泡于800 mg/L的施保克溶液中1 min，晾干后，用800 mg/L的乙烯利溶液于28 ℃环境下进行催熟，待各品种呈现出该品种特有的色泽、香气、口感时，取样进行试验。

1.2.2 样品可溶性固形物和酸度测定 可溶性固形物测定：芒果去皮，果肉匀浆参照标准NY/T 2637-2014《水果和蔬菜可溶性固形物含量的测定 折射仪法》，用手持折光仪进行可溶性固形物测定，每个样品平行测定3次。

可滴定酸度测定：参照标准GB/T 12293-1990《水果、蔬菜制品可滴定酸度的测定》，指示剂滴定法，结果以柠檬酸计，每个样品平行测定3次。

1.2.3 液氮速冻和解冻 将各品种成熟度达到要求的果实，去皮，果肉切成1.5 cm×1.5 cm的方块，每个品种60块，间隔平铺在A4纸上，没入液氮中浸泡30 s，捞起后放-25 ℃冰柜保存，2个月后取出，室温下自然解冻，进行各项指标测定和感官评定。

1.2.4 样品开裂率计算 速冻芒果块在-25 ℃冰柜中贮藏2个月后，取出，统计开裂的芒果块数量，计算开裂率。开裂率/%=开裂果块×100/总果块。

1.2.5 感官评定 将贮藏的果块，从冰柜中拿出后，放在白纸上，室温下自然解冻，温度恢复室温后，选择10位食品行业且具有一定品评经验的人，根据样品的色泽、香气、水分、形态、手感等进行综合评分，取平均值。评分标准见表1。

1.2.6 色度测定 使用精密色差仪对解冻后的芒果块进行色度测定，记录各品种芒果块的L、a、b值，由于L值（Luminosity，照度）可反映物体的亮度，也间接反应了芒果块的褐变程度，因此在本研究中采用色度L值来反应各品种芒果块的褐变程度。随机测量3个果块，取平均值计算。

1.2.7 质构测试 采用TA-XT2i质构仪对芒果进行TPA质构测试[15]。参数设置为：探头采用平底型探头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，压缩率选择20%，触发力5 g，对芒果果肉切块的硬度、咀嚼性、凝聚性、弹性进行测定。

1.3 数据分析

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。

2 结果与分析

2.1 速冻前样品可溶性固形物和可滴定酸测定

可溶性固形物、可滴定酸度、固酸比是表征芒果物理酸甜口感的重要指标，同时可反映样品成熟度。由表2可知，10个品种样品的可溶性固形物均在10%以上，可滴定酸度差异较大，固酸比以紫花芒稍低，其它9个品种均在70以上，可见受试样品均已达到食用成熟度，可用于下一步试验。

2.2 速冻后样品开裂情况

果蔬样品速冻后在冷藏过程中容易出现开裂、果肉组织塌陷、汁液外渗等现象，导致品质快速下降，进而降低商业价值。原因可能是在冻结过程中样品组织细胞结构受到影响，细胞间结合力降低，胶体溶液因不可逆脱水而使其渗透性和弹性改变，冰晶形成果肉组织膨胀进而导致开裂。由表3可以看出，以金煌、农院5号、紫花样品开裂率最小，分别为2.67%、2.78%、0.00%，可能与不同品种芒果果肉组织结构和成分不同有关。

2.3 速冻-解冻后样品感官评定

从色泽、香气、水分、形态、手感5个方面对速冻-解冻后样品进行综合评分。由表4可以看出，10个品种芒果在颜色、形态、水分方面评分相对较高，香气和手感方面稍差；总体评分以金煌芒、美国红芒、紫花芒较高，在70分以上，桂热82号最低。

2.4 速冻-解冻前后样品色度L值比较

成熟芒果果肉颜色主要由类胡萝卜素组成，包括堇菜黄素、β-胡萝卜素、叶黄素和番茄红素等[16]，这些色素通常不稳定，在冷冻-解冻过程中易发生氧化、降解和非酶促褐变反应，从而导致芒果果肉色泽变暗、光泽度下降、品质降低。由图1可知，10个品种芒果解冻后色度L值均有所下降，可能是由于冻结过程形成冰晶造成细胞损伤，使酶与底物接触而导致果实褐变发生。但总体变化不大，以美国红芒L值下降显著，下降率为10.97%，其它均在10%以下。

2.5 速冻-解冻前后样品质构分析

2.5.1 硬度的比较 硬度是衡量果实品质的重要指标之一，果实成熟、衰老过程中，硬度会逐渐降低[17]。研究表明，果蔬硬度与原果胶物质、乙醇不溶物、纤维素含量等密切相关[18]。由图2可知，10个品种芒果速冻-解冻后硬度均下降，质地变软，可能是速冻-解冻过程中，冰晶的消长使芒果细胞组织结构发生改变，细胞膜、中胶层和细胞壁之间出现破裂，细胞间结合力降低，细胞间隙增大，原果胶物质、乙醇不溶物和纤维素随组织液流出，导致芒果果肉组织变软，硬度下降。其中以金煌和紫花硬度值下降不显著，下降率分别为35.29%和35.25%，其它8个品种的下降率均达到50%。

2.5.2 凝聚性的比较 凝聚性是样品经过第一次压缩变形后表现出的对第二次压缩的相对抵抗能力，反映样品抵抗外力紧密连接保持自身完整性的特质，也是细胞结合力的反映[19-20]。由图3可知，10个品种芒果速冻-解冻后凝聚性均下降，说明速冻过程中冰晶的增长和扩张导致细胞间隙增大，纤维结构遭到破坏，解冻后冰晶消融使细胞出现塌陷，细胞壁的强度和附着力下降，质构测试时经过第一次压缩后组织遭到破坏，第二次压缩时相对抵抗能力降低，组织变得松弛，口感也随之下降。其中桂热10号、桂热82号、红象牙、金煌、紫花凝聚性下降不显著，桂热10号、金煌、紫花下降率稍低，分别为19.38%、21.76%、23.84%。

2.5.3 弹性的比较 弹性指外力作用于食品导致食品形变，去掉外力后形变恢复程度，反映果肉質地的致密程度，如果果肉组织受到较大破坏，弹性可趋向于零[21]。由图4可知，10个品种芒果速冻-解冻后弹性均有所下降，可能是冷冻过程使得组织细胞中凝胶强度等下降，弹性下降，进而使口感下降；较速冻前，桂热10号、金煌、凯特3个品种弹性下降不显著，为12.22%、12.14%、14.41%。

2.5.4 咀嚼性的比较 咀嚼性是食品咀嚼到可吞咽时需要做的功，综合反映了食品对咀嚼的持续抵抗性，咀嚼性越高，口感上对应的“咬感”越好。由图5可知，10个品种芒果速冻-解冻后咀嚼性均显著下降，芒果速冻后组织变软、不耐咀嚼。果蔬质地很大程度上取决于细胞壁中果胶物质的组成和含量[22]，芒果在速冻过程中冰晶生长对细胞壁产生挤压，导致其形态结构改变，解冻后汁液流失造成果胶物质和纤维素降解，组织结构变得疏松，致使其咀嚼性急剧下降；桂热10号、金煌、紫花3个品种咀嚼性下降稍小，下降率分别为65.44%、55.52%、67.47%，其它均在70%以上。

3 讨论

本研究对桂热、金煌、凯特、紫花、红象牙等10个广西芒果品种进行液氮速冻，并对速冻样品的开裂率，速冻-解冻后样品的感观品质，色度，硬度、凝聚性、弹性、咀嚼性等质构特性进行测试。结果表明，经液氮速冻后，芒果的色泽、香气、水分、形态、手感等均有不同程度的改变，90%芒果品种出现开裂现象，各指标值都有所下降。其中硬度和咀嚼性下降幅度较大，色度、粘着性、凝聚性、弹性下降幅度相对较小。这与韩斯等[23]对速冻蓝莓冻藏期品质，刘畅等[17]对树莓冻藏品质变化，赵金红等[7]对台农一号芒果冻结速率和品质等研究结果一致。果蔬在速冻过程中，冰晶的形成和膨胀导致细胞壁破坏和细胞损伤，使与褐变相关的酶与底物接触发生褐变，导致L值下降；自然解冻时部分汁液流出，造成水分含量降低[23]；冰晶的消长使细胞组织结构发生改变，细胞膜、中胶层、细胞壁之间出现破裂，细胞间结合力降低，间隙增大[24]，解冻后冰晶消融使细胞出现塌陷，细胞壁强度和附着力下降，原果胶物质、乙醇不溶物和纤维素随组织液流出、降解，导致组织变软、疏松，从而导致硬度、凝聚性、弹性、咀嚼性等不同程度降低[25]。同时芒果速冻-解冻后的各品质指标呈现出品种差异性，这可能与各品种芒果果肉组织结构特点、原果胶-可溶性果胶含量及在成熟过程中淀粉-糖的转化速度、细胞组织的抗冻结特性相关[16]。综合比较认为，桂热10号、金煌芒、紫花芒3个品种在液氮速冻-解冻后仍能保持相对较高的品质，初步认为该3个品种适宜进行速冻加工。

虽然液氮速冻冻结速度快、冻结食品营养成分损失和破坏少、产品品质高、干耗小，但液氮速冻过程中，产品质量与介质温度、物料特性及尺寸、对流表面传热系数等因素密切相关[26]。因此，在研究过程中，还需对冻结温度、物料特性及尺寸、表面传热系数、贮藏条件等因素进行深入研究，确定最适宜条件以最大限度的保持芒果原有品质。本研究仅为芒果加工企业的品种选择和芒果加工品种的选育提供理论参考。

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