张 群,舒 楠,张 维
(湖南省农产品加工研究所,湖南 长沙 410125)
我国是猕猴桃的起源中心,种质资源极为丰富。中华猕猴桃(Actinidia chinensis Planch Var. Chinensis)和美味猕猴桃(Actinidia deliciosa)是栽培利用最广泛的2 个品种[1-3]。猕猴桃含有丰富的糖、酸、维生素C 和酚类等营养成分和功能性成分,常食有益于身体健康 。
我国猕猴桃栽培面积和产量占世界第一,但国际市场出口一直处于较低水平,大量的鲜果没有得到良好的贮藏而成为残次果品,贮藏保鲜和运输条件不配套,商品果率低[2]。如何解决残次果品是猕猴桃产业面临的主要问题。对猕猴桃鲜果进行深加工,一方面可缓解鲜果大量集中上市、市场供大于求的矛盾,另一方面其加工产品如果干、果酒、果脯、果汁、罐头等[4-12]深受消费者的喜爱,市场潜力巨大。因此,积极研发猕猴桃深加工技术是保证猕猴桃产业可持续发展的有效途径。
猕猴桃果面不光滑,易附尘埃,尤其是米良1 号品种粗糙多毛,进行产品加工前必须脱皮[13-15]。而不同的去皮方式均会产生热反应或酶解作用,导致猕猴桃鲜果的香气物质挥发,使新鲜水果整体偏离原有的呈香状态,香味轮廓变异,风味裂变,进而影响产品感官品质[15-18]。因此,探索适宜的去皮方法对确保猕猴桃去皮效果和品质显得尤为重要。为此,笔者以米良1 号为材料,通过手工、热烫、冻融、碱液、酶法5 种方式对猕猴桃进行去皮处理,从去皮难易程度、果肉损失、熟化系数、硬度和内果皮结构5 个方面比较了各方法的去皮效果,并考察了不同去皮方法对果实色泽以及可溶性固形物、可滴定酸、VC 含量等品质指标的影响,为优化猕猴桃去皮方法提供理论依据。
供试猕猴桃品种为米良1 号,产于湖南永顺。
主要试剂为无水乙醇、亚硝酸钠、氯化铝、碳酸钠、氢氧化钠、纤维素酶、果胶酶(均为分析纯,国药集团化学试剂有限公司)。
主要仪器与设备:超声波清洗装置(40 kHz,功率270~2 700 W,宁波新芝生物科技股份有限公司),DKS-12 电热恒温水浴锅(5~99 ℃,嘉兴市中新医疗仪器有限公司),游标卡尺(0.02 cm,宁波大虹工具采购商城),CT3 TPA 质构仪(美国Brookfield 公司),Hunter Lab-Color Quest XE 全自动色差仪(美国Hunter Lab 公司),Mettler Toledo AL204 电子天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司),Mettler Toledo Delta 32 pH计(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)。
1.2.1 去皮方法 选择成熟度为6~7 成熟、无明显病虫害和外观损伤、整齐度一致的猕猴桃,进行去皮处理,试验设计5 种去皮方法:(1)手工去皮,用不锈钢去皮小设备刨去表皮;(2)热烫去皮,将猕猴桃浸入100 ℃沸水烫漂50 s,捞出冷水冲洗,进行脱皮;(3)冻融去皮,将猕猴桃果实置于-20 ℃冰箱中速冻20 min,然后在100 ℃沸水中漂烫50 s,捞出冷水冲洗,进行脱皮;(4)碱法去皮,将猕猴桃果实放入20% NaOH 溶液中,微沸状态下作用135 s,用冷水冲洗至室温,无碱味,然后进行脱皮;(5)酶法去皮,将猕猴桃放入混合酶液(45℃,浓度3.1 g/L,纤维素酶:果胶酶为3 ∶1,pH 值 3.5)酶解35 min 后进行脱皮处理。去皮处理后果实均冷却至室温,用于果肉品质和去皮效果的评价。
1.2.2 去皮效果评价 从去皮难易程度、果肉损失、熟化系数、硬度和内果皮结构5 个指标评价去皮效果。
(1)去皮难易程度评价。去皮难易是去皮效果的首要指标,将不同去皮方法处理得到的猕猴桃进行手工去皮,按照表1 的评价标准由感官评定小组进行评价[13-14]。
(2)果肉(质量)损失率测定。去皮时表皮带走果肉是果肉损失的主要来源,评价去皮方法的重要指标是果肉损失情况[16],采用称重法计算猕猴桃去皮前后的质量,去皮前后质量损失率由公式(1)计算可得。
公式(1)中P 为质量损失率(%);m1、m2分别为去皮前后猕猴桃整果质量(g)。
(3)熟化系数。猕猴桃热烫去皮后,果肉沿径向切开,有一层熟化层出现,熟化的果肉影响后续加工产品的品质。采用熟化系数来表征熟化情况[17]。
表 1 去皮难易程度主观评价标准
公式(2)中S 为猕猴桃去皮后的径向熟化层宽 度,用游标卡尺多次测量取平均值(mm);D 为猕猴桃去皮后的径向切面长轴的一半(mm)。
(4)硬度测定。猕猴桃去皮后,果肉硬度用质构仪进行测定。选择TA9 探头进行硬度测定。测试模式:TPA;运行程序:探头返回初始位。目标类型为TPA 试验,距离5 mm,触发点负载5.0 g,测试速度0.5 mm/s,循环2 次。其中硬度以双峰曲线中第1 个峰的最大值表示,单位为g。每组样品量为10 个,取平均值。
(5)内果皮组织结构。将不同去皮方法得到的猕猴桃内果皮用型号为Moticam Pro 205A 的显微镜观察猕猴桃内果皮有组织结构,并拍照记录。
1.2.3 理化品质测定 (1)果肉色泽。猕猴桃去皮后,果肉色泽用色差仪测定,采用L、a、b 表色系统以反射模式测定样品,以仪器白板色泽为标准,记录样品的L(亮度)、a(绿度)、b(黄度)值。(2)可溶性固形物、VC、可滴定酸含量。可溶性固形物含量采用数显手持糖度仪进行测定;VC 含量采用2,6-二氯酚靛酚滴定法;总酸含量采用酸碱滴定法。
采用Origin 8.0 分析软件和Excel 2010 软件进行数据统计和差异显著性分析。
2.1.1 去皮难易程度 由表2 可知,各方法去皮难易程度由难到易排列依次为手工去皮>酶法去皮>热烫去皮>冻融去皮>碱法去皮;其中,除冻融去皮与碱法去皮差异不显著外,其他方法差异显著(P <0.05)。与手工去皮相比,热烫、冻融和碱液处理均能使猕猴桃果皮破裂,显著降低去皮难度;而酶法去皮效果不理想。
2.1.2 质量损失率 由表2 可知,各去皮方法造成的质量损失程度不同,质量损失率由高到低排列依次为碱法去皮>手工去皮>酶法去皮>热烫去皮>冻融去皮;其中,碱法去皮导致的质量损失率显著高于其他去皮方法(P <0.05),而酶法、热烫和手工3 种去皮方法造成的质量损失率无显著差异,冻融去皮造成的质量损失率最低,且与其他处理差异显著(P <0.05)。
2.1.3 熟化系数 试验过程中发现去皮变容易的同时,果肉的熟化程度随之变高。从表2 中看出,熟化系数由大到小排列依次为碱法去皮>冻融去皮>热烫去皮>手工去皮=酶法去皮,其中,手工去皮和酶法去皮均未见熟化现象,而碱液处理、冻融处理和热烫处理的熟化系数差异显著(P <0.5),尤以碱液处理熟化系数最大,熟化程度最高;冻融处理主要是猕猴桃果实从冰冻到热烫处理,温差变化大,导致果肉组织变软,从而熟化;热烫处理只是高温短时处理,没有温差的较大变化,影响的只是表面组织,对内部组织影响小,故而熟化程度低。
2.1.4 硬 度 由表2可知,各处理硬度由大到小排列 依次为手工去皮>酶法去皮>热烫去皮>冻融去皮>碱法去皮;其中,手工去皮与酶法去皮对果肉硬度无显著影响,去皮后果实的硬度仍有132.5 和116 g,但其他3 种脱皮方法的果肉硬度均低于84 g,尤其是碱法去皮后果肉硬度仅为32.5 g,热烫去皮与冻融去皮后果肉硬度无显著差异。
2.1.5 内果皮组织结构 从图1 中可看出,去皮后果肉结构和色泽有较明显的变化。其中,手工去皮和酶法去皮处理条件温和,内果皮组织结构层没有明显变化,组织结构网格清晰(图1A 和B),颜色为绿色(图1F 和G);但经过热烫、冻融和碱液处理后,果肉色泽均呈现变黄趋势(图1H~J),且组织结构出现网格稀化现象,尤以碱法去皮处理内果皮稀化现象最明显(图1E)。
表2 不同去皮方法处理后猕猴桃的去皮效果
图 1 不同去皮方法处理后内果皮的显微镜图像和果肉图片
表 3 不同去皮方法处理后猕猴桃的颜色变化
L值是果肉亮度的表征指标,L值降低,果肉变暗;a 值表征红绿色,负值表示绿色,绝对值越大,则越绿;b 值表征黄蓝色,正值表示黄色,数值越大表示越黄。由表3 可知,各处理果肉的L 值由高到低排列依次为手工去皮>酶法去皮>热烫去皮>冻融去皮>碱法去皮,其中碱法去皮处理的果肉L 值显著低于其他处理。各处理果肉的a 值均为负值,其绝对值由大到小排列依次为酶法去皮>手工去皮>热烫去皮>冻融去皮>碱法去皮,表明果肉绿色程度依次递减;其中,手工去皮与酶法去皮、热烫去皮与冻融去皮之间的差异不显著,而碱法去皮的a 值绝对值显著低于其他处理。各处理果肉的b 值均为正值,其绝对值由大到小排列的顺序与a 值一致,各处理的差异情况也与a值一致。综上所述,碱法去皮处理后果肉的亮度L值、绿色a 值和黄色b 值均显著低于其他处理,分析其原因可能是碱液和高温协同作用使猕猴桃质地变软,果皮组织细胞、果肉的果胶与纤维均被腐蚀,导致果肉色素析出增加,亮度降低,绿色和黄色变暗[18];酶法去皮与手工去皮的亮度L 值无显著差异,但酶法去皮的绿色a 值和黄色b 值均高于手工去皮,虽然差异不显著,这可能是手工去皮的果肉长期露于空气中被氧化所致;热烫、冻融和碱液处理都有高温过程,而果皮蜡质层和果胶等结构性多糖在高温条件下会发生化学变化,使得果皮细胞壁刚度下降,果肉色素析出增加,从而亮度降低,绿色变暗,黄色也变暗;冻融去皮的果肉亮度低于热烫处理,是因为冻融去皮有较大的温差变化,导致硬度降低,色素析出所致。
由表4 可知,不同去皮方法处理的猕猴桃中,可溶性固形物含量、可滴定酸含量和VC 含量有所变化。可溶性固形物是评价猕猴桃品质的综合性指标,其含量直接关系到猕猴桃的口感。酶法、热烫和冻融去皮处理的果肉可溶性固形物差异不显著。碱法去皮处理果肉的可溶性固形物显著低于酶法和热烫去皮处理 (P <0.05),可能由于碱液腐蚀了果肉的果胶、蛋白质类物质,导致可溶性固形物降低。冻融去皮与碱法去皮处理果肉的可溶性固形物差异不显著,可能是因为这2 个去皮处理均存在果肉组织溶解的情况,其中冻融处理是温差变化过大导致果肉组织变软,可溶性物质溶解流失,而碱液处理是氢氧化钠在果皮内扩散溶解细胞壁和中胶层,导致可溶性固形物含量降低。
表 4 不同去皮方法处理后猕猴桃的内在成分含量变化
可滴定酸含量是决定猕猴桃口感的重要因素。不同去皮处理组间果肉的可滴定酸含量差异显著(P < 0.05),由高到低排列依次为酶法去皮>手工去皮>冻融去皮>热烫去皮>碱液去皮。碱法去皮处理,果肉的可滴定酸被碱液中和,导致期可滴定酸含量 最低。
猕猴桃果实VC 含量丰富,是公认的VC 之王。由表4 可知,不同去皮方法处理对猕猴桃果肉VC 含量有显著的差异(P <0.05),由高到低排列依次为酶法去皮>热烫去皮>手工去皮>冻融去皮>碱法去皮。酶法处理条件温和,对果实的破坏程度低,故VC 含量损失少;手工去皮时间长,使鲜果长时间暴露在空气中,导致大量VC 氧化损失;碱液对果实的损伤最大,故VC 含量也显著低于其他处理(P <0.05);冻融处理的温差变化大,果肉组织被破坏导致VC 溶解;热烫处理的加热时间较短,对VC 含量的影响弱于冻融处理。
要实现猕猴桃的精深加工,去皮是关键。去皮处理的目标是高效率去除果皮,最大程度保留果肉,减少质量损失,保持营养品质不变或变化不大。试验结果表明:碱法去皮易导致过度去皮,熟化程度与果肉损失严重,果肉质地下降,品质变差;酶法处理虽然反应温和,对果实颜色和内在成分含量影响较小,但其去皮效果不佳,处理后去皮难度仍然较大;冻融和热烫处理后去皮难度大大降低,较易去皮,且对果肉内在品质的影响也不大,但冻融处理的温差变化大,对果肉组织有一定的破坏;而沸水(100℃)中热烫50 s,是比较合适的去皮处理,既可提高去皮效率,又能保证果肉完整,对果实品质的影响也较小。
热与碱液具有协同作用,碱液在热水的作用下能加速碱液对果皮和果肉的腐蚀作用,王丽娟等[16]的研究指出,碱法去皮的效果与去皮温度而不是碱液浓度具有相关性。碱法去皮时氢氧化钠首先去除果皮表面蜡质和角质层,进一步在果皮内扩散溶解细胞壁和中胶层,导致果皮分离,但氢氧化钠也会在一定程度上破坏薄壁组织(果肉),导致果肉熟化层加厚,造成果肉损失[13-15,18]。另外,碱法去皮处理的废液需另外处理,否则将对环境产生一定影响。
冻融去皮时,猕猴桃会经历速冻和热烫过程,由于果皮与果肉之间瞬间的冷热交替产生爆破力将皮层撑破[13],果皮可顺着裂纹处挤压去除,因此去皮时比热烫、酶法和手工处理均相对容易。但冻融去皮时的强烈温差将使猕猴桃果肉硬度降低,果肉组织熟化加剧,并容易分散解体,不利于后期的加工。
该研究中酶法去皮采用的是纤维素酶和果胶酶(质量比为3 ∶1),处理温度45℃,处理时间为35 min,虽然该方法对猕猴桃果肉的影响较小,但去皮效果差,且所需时间较长,不能满足猕猴桃去皮的 要求。
热烫去皮时,猕猴桃果肉与果皮的细胞失去胶凝性,从而容易分离;同时,热烫处理破坏了猕猴桃的外源酶,中断酶促反应,保留猕猴桃固有成分。因此,热烫去皮是一种简单高效的处理办法。但温度过高、时间过长会导致猕猴桃果肉熟化,变软,易碎,猕猴桃颜色由绿变成黄色,煮熟味严重。时间太短则会去皮困难,猕猴桃去皮时过果肉损失大。高温短时处理是比较合适猕猴桃的去皮方式。