枸杞鲜果贮藏期间质量损失率与时间的拟合及与质构参数的关系

程晓燕，葛向珍，薛华丽，毕 阳,*

（1.甘肃农业大学理学院，甘肃 兰州 730070；2.甘肃农业大学食品科学与工程学院，甘肃 兰州 730070）

枸杞（Lycium barbarumL.）系茄科枸杞属多年生小灌木，广泛分布于世界各地，我国多分布于西北和华北地区。枸杞果实富含多种活性物质，是理想的药食资源[1]。干制是枸杞浆果的主要加工方式，但干制会导致部分活性成分损失[2]。因此，可使活性成分得以最大程度保留的鲜果枸杞需求日益增大[3]。

枸杞浆果皮薄多汁，在常温条件下果实很快发生质量损失[4]。有研究指出，果实的采后质量损失率与贮藏时间呈正相关。王磊明等建立了蓝莓质量损失率在常温贮藏下随时间变化的回归方程，发现质量损失率随时间延长而增加[5]。马亚红等拟合了猕猴桃质量损失率在常温下随时间变化的线性函数，发现贮藏时间越长，猕猴桃的质量损失率越大[6]。质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）是利用力学方法来测定食品的硬度、脆性、内聚性和弹性等质构特性参数的方法[7]。TPA参数在一定程度上可反映果实的质构变化，也能间接反映果蔬的保鲜效果[8-9]。葡萄的穿刺功与脆性呈显著负相关，而与咀嚼性呈显著正相关[10]；姜松等研究苹果的压缩程度对黏聚性和回复性的影响时发现，压缩程度越大，黏聚性和回复性以二次多项式模型递减[11]。

虽然质量损失对贮藏期间的果实质构影响很大，但鲜见鲜果枸杞质量损失与质构具体相关性的报道。大果枸杞果梗偏长、质地较硬；在销售包装中占据空间较多，且易刺伤包装内的其他果实[12]。因此，本实验以去梗的‘宁杞七号’大果枸杞鲜果为试材，测定枸杞鲜果在常温贮藏期间的质量损失率和质构参数，先拟合质量损失率与贮藏时间的回归方程，再采用逐步回归法和响应面岭脊法分析质量损失率和质构参数之间的关系，建立逐步回归方程，筛选对质量损失率影响显著的相关质构参数。以期为常温贮藏期间枸杞鲜果品质变化的预测提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料

供试‘宁杞7号’成熟枸杞于2019年6月采自甘肃省靖远县东升乡唐庄村。采集后的果实立即放入装有冰瓶的泡沫箱，胶带密封后当天运抵甘肃农业大学食品科学与工程学院采后生物学与技术实验室待用。

1.2 仪器与设备

PB203-N分析天平 上海世义精密仪器有限公司；TA.new plus物性测试仪 上海瑞玢智能科技有限公司。

1.3 方法

1.3.1 原料处理

挑选大小一致、色泽相近、无机械伤和病虫伤的大果枸杞，手工摘除果柄后置于109 mm×109 mm×42 mm侧面开孔的聚乙烯塑料盒中，于常温（（22±2）℃、相对湿度85%～90%）下贮藏[12]。实验设3 个平行，每个平行处理用果实100 个。

1.3.2 质量损失率的测定

质量损失率的测定参照葛向珍等的称质量法[12]。采用分析天平称质量，以贮藏前后果实的质量计算果实的质量损失率。指标测定设3 个平行，每个平行用果实30 个。

1.3.3 质构测定

质构测定参照Patrick的TPA测试方法[13]。每个平行处理用10 个果实，将每个测试果实放置于物性测试仪的载物台中心，测试位置为果实的赤道线上2 个对称部位。探头为柱形探头P/100，下压距离9 mm，测试前速率、测试速率和测试后速率均为1 mm/s，两次下压间隔时间为2 s，触发应力为5 g，数据采集速率为500 pps，力量感应元4 k。利用Texture Exponent 32专用软件分析硬度、脆性、弹性、黏聚性、咀嚼性、胶着性、回复性和黏性等质构参数。

1.4 数据处理与分析

采用SAS 9.4软件对数据进行统计处理，用Means过程计算全部数据的平均值和标准差，采用Glm过程拟合常温贮藏期间果实质量损失率的变化趋势，分析果实的质构参数在贮藏期间的变化规律，采用方差分析中的Duncan’s法进行差异显著性检验，用Spearman法进行相关性分析，用Stepwise法筛选质构参数，采用响应面法分析质量损失率对筛选后的质构参数的影响。采用Origin 9.0软件作图。

2 结果与分析

2.1 常温贮藏期间枸杞鲜果质量损失率的变化及其与贮藏时间的拟合方程

图 1 鲜果枸杞常温贮藏期间质量损失率的变化（A）及其与贮藏时间的拟合曲线（B）Fig. 1 Change in mass loss percentage of fresh goji berries during ambient storage (A) and its fitting curve against storage time (B)

质量损失率是衡量果实新鲜程度的重要指标，质量损失率越大，果实的新鲜度越差[14]。枸杞鲜果在常温贮藏期间的质量损失率呈指数增长（图1A），贮藏初期（0～3 d）质量损失率缓慢增长，由0升至7.17%，果实略显萎蔫；贮藏中后期（3～6 d）质量损失率迅速增长，从7.17%迅速增至36.56%，果实明显萎蔫干缩。该结果与Javanmardi等在番茄上观察到的现象[15]类似。基于质量损失率的变化趋势，利用SAS软件拟合得到了质量损失率y与贮藏时间x的指数回归模型：y＝0.023 19exp（x/2.696 25）-0.026 68，决定系数R2＝0.967 2。结合图1B可知，枸杞鲜果质量损失率变化符合指数增长模型。

2.2 常温贮藏期间枸杞鲜果质构参数的变化

随着贮藏时间的延长，果实质构变化明显，但各质构参数间存在较大差异。常温贮藏0～5 d期间，枸杞鲜果硬度无明显变化，6 d时硬度迅速降低，是0 d时的65.79%（图2A）。除第1天外，果实脆性在贮藏的0～3 d内基本稳定，3～6 d快速下降，第6天的脆性仅为0 d时的46.72%（图2B）。在贮藏期第1天，弹性迅速下降至0 d时的89.50%，1～3 d弹性开始上升，3～4 d下降，4～6 d再次上升（图2C）。黏聚性在前1 d下降了35.29%，后期变化平缓，大约为0.12 N·s（图2D）。胶着性在0～2 d缓慢下降，2～5 d快速上升，5 d后快速下降（图2E）。咀嚼性第1天下降至0 d的57.30%，在贮藏1～5 d基本稳定，5～6 d时迅速下降，贮藏结束时是0 d时的25.32%（图2F）。在整个贮藏过程中回复性呈现持续下降的趋势，6 d时仅为0 d的16.67%（图2G）。黏着性0～2 d变化平缓，2～4 d快速上升，4 d后基本保持平稳，6 d时的黏着性是0 d的1.69 倍（图2H）。

图 2 枸杞鲜果常温贮藏期间硬度（A）、脆性（B）、弹性（C）、黏聚性（D）、胶着性（E）、咀嚼性（F）、回复性（G）和黏着性（H）的变化Fig. 2 Changes in hardness (A), brittleness (B), elasticity (C),cohesiveness (D), adhesiveness (E), chewiness (F), resilience (G) and adhesiveness (H) of fresh goji berries during ambient storage

2.3 鲜果枸杞质量损失率与TPA参数的相关性、主成分法聚类及逐步回归全面分析结果

表 1 枸杞常温贮藏期间的质量损失率与TPA参数间的相关性Table 1 Correlation between mass loss percentage and TPA parameters of goji berries during ambient storage

枸杞鲜果贮藏期间的质量损失率与TPA参数的相关性分析（表1）表明，质量损失率与脆性、咀嚼性和回复性呈极显著负相关，相关系数分别为-0.851、-0.569、-0.566，与黏着性呈极显著正相关（r＝0.753），与硬度呈显著负相关（r＝-0.294）。

图 3 枸杞鲜果质地主成分聚类图Fig. 3 Cluster plot of PC2 versus PC1 for main texture parameters fresh goji berries

采用主成分分析法分析了TPA参数的相关关系，如图3所示，第一主成分PC1的贡献率为41.08%，第二主成分PC2的贡献率为17.09%。第一象限中，第一主成分得分较高的是咀嚼性，第二象限中，黏着性在第二主成分中得分较高，而在第四象限中，脆性与回复性在第一主成分中得分较高，故选用脆性x1、咀嚼性x2、回复性x3和黏着性x4这4 项参数进一步作逐步回归分析，剔除F显著水平大于0.05的变量，最终模型中含有脆性x1、回复性x3和黏着性x43 个变量，且均通过F检验和回归系数显著性检验。利用SAS软件得到了质量损失率y与脆性x1、回复性x3和黏着性x4的逐步回归方程：y＝0.445 3-0.014 93x1-1.224 5x3+0.114 8x4，决定系数R2＝0.804 6，拟合效果较好。

2.4 响应面岭脊分析结果

通过对枸杞鲜果果实质量损失率和脆性、咀嚼性、回复性和黏着性交互作用的分析，可推知在固定其中一个质构参数时，质量损失率影响最大的质构参数，从而为找出受枸杞果实质量损失主要影响的质构参数提供一种方便简单的评价依据。当脆性固定为14 N时，质量损失率增大导致回复性变小，而黏着性变大。当脆性在14～25 N时，随着质量损失率的增大，黏着性不断增加；而脆性在26～42 N范围内变化时，质量损失率显著降低时，回复性不断增大（图4A）。当黏着性固定为1 mm时，随着质量损失率的上升，脆性和回复性都有所降低，当黏着性介于1.5～3.0 mm时，质量损失率对脆性的影响尤为显著（图4B）。当回复性固定在0.005 N时，发现较小的质量损失率导致回复性与脆性增大。当回复性大于0.023 N时，随着质量损失率降低，脆性不断增大（图4C）。该结果同苹果失水与硬度、脆性和咀嚼性等质构参数的交互作用结果[16]类似。表明枸杞鲜果的质量损失影响的主要是脆性和黏着性这两个质构参数。

图 4 质量损失率与回复性和黏着性（A）、与脆性和回复性（B）、与脆性和黏着性（C）交互作用的响应面图Fig. 4 Response surface plots showing the effect of interaction between resilience and adhesiveness (A), between brittleness and resilience (B),and between brittleness and adhesives (C) on mass loss percentage

利用SAS软件进行响应面岭脊分析发现，当质量损失率低于2.55%时，随着质量损失率降低，脆性和黏着性变化不明显，但回复性明显上升（表2）；当质量损失率高于56.67%时，随着质量损失率增加，脆性和回复性的变化不明显，而黏着性增加（表3）。

表 2 质量损失率响应面的最小岭脊分析结果Table 2 Results of minimum ridge analysis of response surfaces of mass loss percentage

表 3 质量损失率响应面的最大岭脊分析结果Table 3 Results of maximum ridge analysis of response surfaces of mass loss percentage

3 讨 论

研究发现，常温贮藏期间，枸杞鲜果的质量损失率变化符合指数增长模型y＝0.023 19exp（x/2.696 25）-0.026 68，该结果与蓝莓质量损失率与贮藏时间的回归模型[5]类似。浆果类贮藏期间的质量损失主要由水分蒸腾引起[17]，自然孔口是蒸腾的主要途径，由于浆果表面无自然孔口，自然孔口多分布于果梗处[18]。贮藏初期浆果质量损失率增长缓慢的原因与摘除果梗后，水分单一通过果梗伤口处的蒸腾有关。贮藏后期质量损失率的急剧上升则归结于果实腐烂，由于伤口处病原真菌的侵染扩展破坏了原有的保护结构，导致水分大量向外扩散[19-20]。

质构参数的变化结果表明，枸杞鲜果的脆性、咀嚼性、回复性和黏着性在常温贮藏期间的变化最为显著。脆性是指在外力作用下仅产生很小的变形即断裂破坏的性质，与韧性相反[21]。本研究发现，枸杞鲜果的脆性在贮藏后期（3 d后）迅速降低，这与果实的细胞水分迅速减少，组织结构韧性变大，果肉的细胞和组织随着衰老加剧使其破坏更加严重，导致支撑力显著下降有关[22]。咀嚼性感官上为模拟牙齿咀嚼样品成稳定状态时需要的能量[22]，枸杞鲜果的咀嚼性在6 d时快速下降，这是因为随着贮藏时间的延长，果实软化，硬度急剧下降，断裂变形、蠕变柔度和流动性增加，以及存储和损失模量的减少所致[22]。回复性在一定程度上反映果肉组织对破坏后恢复原有形状的趋势，果实回复性的强弱与果实抵抗外界压力的能力有关[23]，枸杞鲜果在贮藏期间内部多糖的逐渐降解是导致回复性不断下降的重要原因[24]。黏着性为咀嚼果肉时，果粒对上颚、牙齿、舌头等接触面黏着的性质[25]，枸杞鲜果在贮藏末期失水严重，大分子多糖降解为小分子的低聚糖和单糖，因此黏着性提高[26]。

质量损失率与TPA参数相关性分析说明质量损失率越大，硬度、脆性、咀嚼性和回复性越小，而黏着性越大，该结果与在蓝莓[27]上观察到的结果类似。通过主成分分析进一步筛选TPA指标，并利用SAS软件了得到质量损失率与脆性x1、回复性x3、黏着性x4之间的逐步回归方程为y＝0.445 3-0.014 93x1-1.224 5x3+0.114 8x4，结果表明，质量损失对脆性和回复性有减弱的影响，而对黏着性有促进的影响。该结果与采后葡萄水分变化与质构各参数的关系[28]类似。