不同温度下蓝莓失重率和质构特性的相关性分析

王磊明，李洋，张茜，冯刚

（东北林业大学 工程技术学院，黑龙江哈尔滨150040）

蓝莓为杜鹃花科（Ericaceae），越橘属（Vacciniumspp）植物中蓝果类型的果实，小浆果，近圆形或扁圆形，并披一层白色果粉，果肉细腻，种子极小[1]。蓝莓风味独特，营养丰富，抗氧化活性高[2]，堪称“世界水果之王”，被联合国粮农组织列为人类五大健康食品之一[3]。蓝莓果中含有丰富的花青素、黄酮类化合物等多种生理活性成分，具有抗氧化活性[4]和保健功能[5]。在质构方面，李宏建等[6]以‘寒富’、‘岳帅’等30个苹果品种为试材，采用解剖观察果实结构和部分品种贮藏试验及作相关性分析，得到苹果不同品种果实组织结构差异明显、果实组织结构与果实失重率和硬度变化存在一定的相关性。孟伊娜等[7]以新高粱3号和4号甜高粱茎秆为试验材料，研究甜高粱茎秆采后220 d贮藏期内不同贮藏方式下（去叶立放、去叶平放、带叶立放、带叶平放、金宇塔型）失重率和呼吸强度的变化，得到金宇塔型贮藏的茎秆失重率和呼吸强度的升高速度比整秆型茎秆快。胡亚云等[8]采用TPA（texture profile analysis）测试法和感官评价相结合的方法，测定模拟超市销售期间圣女果货架期质构特性和品质变化指标，并对其相关性进行分析，得到质构参数硬度与感官评分呈极显著正相关（p＜0.01），咀嚼性与感官评分呈显著正相关（p＜0.05）。吴彩娥等[9]应用质构仪质地多而分析法（TPA）及穿刺下压破碎试验对贮藏后银杏果进行质构测试。在国外文献中对部分加工食品和果蔬类也进行了研究[10-13]，然而从国内外的文献研究发现对蓝莓从失重和质构特性的研究方面研究的较少，更没有详细介绍它们之间关系的文献。本试验旨就我国不同温度下蓝莓失重率和质构特性的进行相关性分析，研究蓝莓失重率和质构特性随时间的变化趋势及其相关性，为我国蓝莓产业的品质以及保鲜理论提供参考，为我国蓝莓产业的健康发展提供支撑。

1 试验方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料

试验的样品选用的是北村蓝莓，从哈尔滨市红旗乡中沃蓝莓基地采摘，选择成熟程度（颜色为深紫色，刚成熟）大体相同、大小基本相同、无机械损伤和虫害的蓝莓，平均单果质量为1.4 g～1.8 g。采摘之后立刻运回到实验室，运输时间大约一个小时，然后放在0℃条件下预冷0.5 h之后放在4℃温度下备用。

1.1.2 仪器

质构仪（CT3-10k）：Brookfield公司；多层温度冰箱（BCD-215SEBB）：青岛海尔股份有限公司；电子天平（FA2004B）：上海舜宇恒平科学仪器有限公司；离心机（TGL-20B）：上海安享科学仪器厂；多功能荧光显微镜（Nikon Eclipse E600型）：深圳市大通仪器设备有限公司；电子卡尺（0-150MM）：北京卓川电子科技有限公司；型电导率仪（DDS-307A）：上海仪电科学仪器股份有限公司等。

1.2 测定方法

1.2.1 蓝莓特征测定

单果质量：精度为0.001g的天平测量，样本量30且随机选择。果形指数：采用游标卡尺测量，果形指数=果实纵径/果实横径。水分测定：参考GB 5009.3-2010《食品安全国家标准食品中水分的测定》，果实打浆，采用直接干燥法。单果质量及密度：样本量为50个且随机选择，测定质量与体积，重复3次，取平均值计算单果质量及密度。硬度：随机取10个蓝莓果实，取各果实赤道线上2个对称部位进行质构分析测定。色度：随机取10个蓝莓果实，测量其赤道线上分布均匀的3个部位的L*、a*、b*、饱和度c（c=[（a*）2+（b*）2]×0.5），色调角h（h=arc tan b*/a*）。电导率：将蓝莓果实打浆，用电导率仪测量。固酸比：可溶性固形物和总酸含量之比。出汁：取20 g蓝莓打浆，用离心机于5 000 r/min离心10 min得到上层汁液，称上层汁，出汁率按公式计算：出汁率/%=汁液质量/果实质量×100。

1.2.2 蓝莓外观品质及物理特性

取平均直径大约为 14.5、13、12、10 mm 的蓝莓各5个，切取纵向果肉组织制成蓝莓薄片，采用0.1%荧光素和1%甲基橙双重染色，放在Nikon Eclipse E600型多功能荧光显微镜下进行观察，使切片成像倍数为200倍，然后打开cellsens standard软件，让在显微镜上的成像传输到电脑屏幕上。Cellsens standard软件中显示蓝莓的细胞形状成规则的椭圆形，然后测量各直径蓝莓细胞的最长距离和最宽距离以及细胞的密点。用Cellsens standard软件截取的视野长度为3 515 μm，宽度为2 635 μm。每个切片观察的视野不少于30次，各数量性状重复测量不少于5次。

1.2.3 蓝莓失重率测定

随机选取5组蓝莓放入蓝莓盒中，每组蓝莓为50 g，放到多温度冰箱内，每盒放置的冰箱温度分别为0、4、10℃、常温（大约25℃）、以及同样湿度的 20℃和35℃的恒温恒湿箱隔层中，尽量避免其他因素对蓝莓试验的影响，每天中午12点用天平分别测试各组蓝莓的净重，每组测3次，求其平均值。失重率测定采用称重法，失重率/%=（贮前蓝莓质量-测定时蓝莓质量）/贮前蓝莓质量×100。

1.2.4 蓝莓质构测定

选取大小均匀的蓝莓300 g蓝莓，平均分为6组装到蓝莓盒内，然后分别放到冰箱温度分别为0、4、10℃、常温（大约25℃）、以及同样湿度的20℃和35℃的恒温恒湿箱隔层中，每天上午8点用质构仪对测过失重率的蓝莓进行硬度、纵切力、弹性、粘性和胶着性方面测定，采用TexturePro CT V1.6软件进行数据的记录和导出。

1.3 数据分析

数据采用Excel软件进行统计，回归分析和相关系数采用Origin 2015进行图形绘制，采用SPSS 19进行数据的处理。

2 结果与分析

2.1 北村蓝莓外观品质及物理特性

北村蓝莓是美国品种，中早熟，树体中等健壮，树高70 cm左右，抗寒，早产，丰产，连续丰产，果实中大，亮天蓝色，口味甜酸，风味佳[14]。由试验数据表1可得北村蓝莓的平均单果质量为1.35 g，离散系数为0.21，大体上还算均匀。密度为0.81 g/cm3，果形指数（通常果形指数是0.8～0.9为圆形或近圆形）为0.85＞0.8，北村蓝莓基本上为圆形或近圆形。色泽也是果蔬品质的一项重要指标，在色差仪测得的指标中，L*表示蓝莓的亮度，L*越大表示蓝莓的亮度越大，北村蓝莓为32.28，与韩斯等[15]测得其他蓝莓相比L*值还是比较大的，所以北村蓝莓是一种比较亮的蓝莓，颜色为亮天颜色。在北村蓝莓的理化指标方面，又对其电导率、含水率、出汁率固酸比和平均硬度进行了测定，为蓝莓失重率和质构特性的研究提供了参考，具体数据如表1所示。

表1 北村蓝莓外观品质及物理特性Table 1 The appearance quality and physical properties of the Northcountry blueberries

2.2 北村蓝莓细胞研究

北村蓝莓的细胞大小及密点如图1所示。

图1 北村蓝莓的细胞大小及密点Fig.1 The cell size and the density of the Northcountry blueberries

在Nikon Eclipse E600型多功能荧光显微镜下观察到北村蓝莓的细胞呈现规则的椭圆形状，细胞的平均长度和宽度随着蓝莓的直径从10 mm到14.5 mm都是呈现先升高后下降的趋势，其中蓝莓的直径为12 mm时，蓝莓细胞的长度和宽度都为最大值，细胞的密点一直为下降的趋势，蓝莓直径为10 mm时细胞密点最大，最大值为0.818个/mm2。蓝莓直径较小时，由于蓝莓果肉的水分和空间较少，不利于细胞的成长，所以细胞的长度和宽度都比较小，但是正是由于空间较小，密度也就变得比较大。蓝莓直径为12 mm左右时，蓝莓细胞的数量和细胞的水分和空间较为协调，比较利于细胞的生长。蓝莓直径为13 mm时，由于细胞数量和其他因素的不协调，细胞的长度和宽度也有下降的趋势，但是随着细胞空间足够充裕时，蓝莓细胞又呈现增大的趋势，但是空间较大，细胞较为疏松，细胞的密点变小[16]。

2.3 蓝莓失重率及其回归分析

2.3.1 蓝莓失重率分析

失重率是评定果蔬是否新鲜的一项重要指标[17]。不同温度下蓝莓失重率随时间的变化趋势见图2。

图2 不同温度下蓝莓失重率随时间的变化趋势Fig.2 The change of weight loss rate of blueberries under different temperatures

由图2可以看出，在同一温度下，随着时间的增加，失重率逐渐升高。在相同时间内，温度越高，重量损失越大，在7 d之内，35℃的蓝莓失重率变化最高，达到35.82%，0℃的蓝莓失重率变化最小，仅为2.72%。

2.3.2 失重率回归分析

为了研究蓝莓的失重率随时间变化的规律，对20℃条件下的蓝莓进行了曲线拟合，由图2可以观察到蓝莓的失重率在同一温度下，失重率随时间增加而逐渐增加，成正相关变化。图3为20℃条件下的回归曲线图。

图3 20℃条件下蓝莓的拟合曲线Fig.3 The fitting curve of the blueberries at 20℃

图3中线性回归曲线的a=-0.013 5，b=0.037 32，其中a为斜率，b为截距，所以线性回归曲线为y1=-0.013 5x+0.037 32（r1=0.977）。二项式和指数的拟合曲线分别为 y2=0.021 8x+0.002 2x2+0.001 9（r2=0.992），y3=0.182 97exp（x/7.853 25）-0.180 92（r3=0.993），相关系数越接近于1，相关性就越好。

表2为4℃、10℃、20℃和常温下的回归曲线，从表中可以看出每条曲线的相关性都在0.96以上，表明各温度下回归曲线的相关性较强，曲线的拟合程度越高。

2.4 质构的测定

2.4.1 硬度

果实的硬度是反映细胞壁构成物质、细胞间结合度以及相关分解酶的变化的一种指标[18-19]。不同温度下蓝莓硬度随时间的变化趋势见图4。

表2 20℃条件下蓝莓的拟合函数Table 2 The fitting function of blueberries at 20℃

图4 不同温度下蓝莓硬度随时间的变化趋势Fig.4 The change of hardness of blueberries under different temperatures

由图4可以看出蓝莓的硬度在各温度下随着时间逐渐下降，温度越高下降却快，4℃条件下硬度损失最小，第7天硬度为1.19 kg/cm2，与最初的1.35 kg/cm2相比仅下降了，并且5天之后下降更慢。蓝莓在10℃条件下也呈现这样的趋势，下降速度比4℃稍微略快，但是并不是特别明显。常温条件下蓝莓的硬度损失最大，第4天时，硬度就下降到0.98 kg/cm2，并且第7天硬度损失达到46.7%，由蓝莓的硬度随时间下降可以得出果肉间物质的结合力下降。

2.4.2 纵切力

蓝莓的纵切力是把蓝莓水平放置时用切剪刀把蓝莓切成均等两半时所产生的力，此力的大小间接反映出蓝莓果肉的硬度和果肉之间的结合力大小，具体结果如图5所示。

图5 不同温度下蓝莓纵切力随时间的变化趋势Fig.5 The change of longitudinal shear of blueberries under different temperatures

由图5可以看出，蓝莓的最初纵切力为320 g，在4℃和10℃条件下7 d之内蓝莓的纵切力整体呈增加的趋势，最后又稍微有点下降，最大纵切力分别为331 g和341 g。蓝莓在20℃和常温条件下纵切力都呈现明显的先上升后下降的趋势，在常温条件下最先下降，20℃条件下蓝莓在第3天时纵切力最大，最大值为360 g，然后随着时间缓慢下降，而在常温下纵切力在2 d～7 d内迅速下降，下降到纵切力的最低值为257 g，纵切力的下降表明蓝莓果肉之间的结合力降低。

2.4.3 咀嚼性

咀嚼性表示一个固体食物到达吞咽状态所需的能量，吞咽过程包含剪切、压缩、撕咬和刺破等复杂的动作[20]。不同温度下蓝莓咀嚼性随时间的变化趋势见图6。

图6 不同温度下蓝莓咀嚼性随时间的变化趋势Fig.6 The change of chewiness of blueberries under different temperatures

由图6所示，蓝莓的咀嚼性在4℃和10℃条件下随时间呈现逐渐上升的趋势，从最初的咀嚼性2.1 mJ分别增加到3.4 mJ和3.6 mJ，在20℃和常温条件下咀嚼性随时间先增加后下降，常温条件下咀嚼性的变化更明显。20℃和常温条件的咀嚼性的最高值分别为4.4 mJ和6.3 mJ，20℃的咀嚼性在第4天后开始下降，常温条件的咀嚼性在第5天后开始下降，蓝莓咀嚼性在温度较低呈现增加的趋势可能是因为在7天之内还未达到最大值，等达到最大值后也会呈现下降的趋势。

2.4.4 粘性

粘性是果实组织中的物质黏附其他物质的力，间接反映了果实中的粘性。不同温度下蓝莓粘性随时间的变化趋势见图7。

图7 不同温度下蓝莓粘性随时间的变化趋势Fig.7 The change of viscous force of blueberries under different temperatures

由图7可以看出，4℃和10℃条件下蓝莓的粘性随时间增加而逐渐增大，最大值分别为10.8g和11.7g。20℃和常温条件下，蓝莓的粘性随时间先增加后下降，最大值分别为16.5 g和15.2 g，常温条件下粘性的最大值低于20℃条件下的，可能是由于蓝莓常温条件下失水比20℃条件下失水严重。4℃和10℃条件下蓝莓的粘性持续上升，可能是还未达到最大值，达到最大值后仍会下降。

2.4.5 弹性

弹性是指水果在外力作用下发生形变，当撤去外力后恢复原来状态的能力。不同温度下蓝莓弹性随时间的变化趋势见图8。

图8 不同温度下蓝莓弹性随时间的变化趋势Fig.8 The change of elastic of blueberries under different temperatures

由图8可以看出，7 d内4℃和10℃条件下蓝莓的弹性变化不是很明显，大约在1.2 mm左右，20℃条件下蓝莓弹性在第4天有明显的下降，第7天下降到0.71 mm，常温条件下蓝莓的弹性损失较大，从第2天就迅速下降，第7天下降到0.51 mm，蓝莓几乎变得很软，可能很难让客户再接受。

2.5 失重率和质构特性的相关性分析

蓝莓是一种失水性很强的一种水果[21]，在常温条件下4 d左右就会失水15%左右，对蓝莓的内在品质造成了很大的影响，蓝莓细胞在失水条件下很快就会死亡，加速了蓝莓的腐烂[22]。不同温度下蓝莓的质构特性和失重率的相关性见表3。

表3 不同温度下蓝莓的质构特性和失重率的相关性Table 3 The correlation of weight loss rate and texture of the blueberries under different temperatures

由表3可以看出，蓝莓的失重率对蓝莓的硬度、纵切力、咀嚼性、弹性和粘性造成了不同程度的影响。蓝莓的硬度受失重率影最大，在各温度条件下蓝莓的硬度变化和失重率的变化趋势成负相关，差异极其显著（p<0.01）；蓝莓的纵切力和蓝莓的失重率在4℃、10℃和常温条件下相关性较强，差异性极其显著（p<0.01），在4℃和10℃条件下相关性较强；蓝莓的弹性在20℃和常温条件下与失重率成负相关，差异性显著（p<0.01）；蓝莓的粘性在4℃和10℃条件下与失重率成正相关，差异性显著（p<0.01）。

3 结论

1）对北村蓝莓外观品质及物理特性进行了测定，结果如下：单果平均质量为1.35 g，质量离散系数为0.21，密度为0.81 g/cm3，蓝莓形状为圆形，果形指数为0.85，饱和度为 3.14±0.28，色调角为（317.18±16.61）°，电导率为（3.33±0.05）μS/cm，含水率为（84.51±0.25）%，出汁率为（65.38±2.13）%，固酸比为（36.67±0.47）%，平均硬度为125 g。

2）北村蓝莓的细胞呈现规则的椭圆形状，细胞的长度和宽度随着蓝莓的直径从10 mm到14.5 mm都是呈现先升高后下降的趋势，其中蓝莓的直径为12 mm时，蓝莓细胞的长度和宽度都为最大值，细胞的密点一直为下降的趋势，蓝莓直径为10 mm时细胞密点最大，最大值为0.818个/mm2。

3）北村蓝莓的失重率随时间增加而逐渐增加，温度越高变化越明显，对蓝莓不同温度条件下的失重率从线性、二项式和指数方面进行了拟合并得到了拟合拟合方程。从拟合的图像中可以看出在不受其他因素影响的恒定温度下，蓝莓的失重率随时间变化趋势很接近线性变化，间接反映了蓝莓失重率随时间的变化规律，蓝莓的质构特性硬度、纵切力、咀嚼性、弹性和粘性随时间变化的趋势以及失重率与各项质构特性指标的相关性，随着温度的升高，硬度和失重率一直保持负相关，并且是极显著相关；纵切力和失重率在温度较低是表现正相关，随着温度升高，正相关程度升高，接着呈现出负相关；咀嚼性、弹性和粘性整体上和失重率的相关程度表现出下降的趋势。

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