超声渗糖对猕猴桃果脯品质特性的影响

传统果脯渗糖工艺主要为加热渗糖和真空渗糖，存在渗糖时间长、能源消耗大、渗糖不充分等缺陷。超声波可以通过破坏植物组织的结构，促进水分和溶质的双向交换，目前已广泛应用于成分提取、果蔬渗透脱水等领域。本研究采用赤藓糖醇和海藻糖制作低糖猕猴桃果脯，考察了超声波辅助猕猴桃果脯渗糖的应用，分析了不同超声功率下制备的猕猴桃果脯保藏性和品质特性的差异，以期为猕猴桃果脯渗糖工艺中超声的应用提供理论指导。

1. 材料与方法

1.1 材料与仪器

1.1.1 材料与试剂。“米良一号”猕猴桃，采于湖南周生堂生物科技有限公司团结基地；赤藓糖醇（食品级），山东三元生物科技股份有限公司；海藻糖（食品级），梅花生物科技集团股份有限公司；氯化钙（食品级），浙江大成钙业有限公司。

1.1.2 主要仪器设备。ATAGO PAL-1便携式数显折光仪，广州市爱宕科学仪器有限公司；AL104电子天平，梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司；AS 60/220.R2分析天平，深圳市科力易翔仪器设备有限公司；DK-8AXX电热恒温水浴锅，上海一恒仪器有限公司；KQ5200DE数控超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；DHG-9030A电热恒温鼓风干燥箱，上海秋佐科学仪器有限公司；CS-580分光测色仪，杭州彩谱科技有限公司；TA.XT Plus C物性分析仪，英国Stable Micro Systems公司。

1.2 试验与方法

1.2.1 果脯制备方法。挑选形状大小均匀、无损伤和明显病害的猕猴桃，使用PAL-1便携式数显折光仪测定糖度，选择4.0-6.5 oBrix之间的新鲜猕猴桃，洗净去皮后处理成厚度约7mm的猕猴桃切片。按料液比1：4将处理得到的猕猴桃切片，投入1.5%质量分数的氯化钙溶液中硬化处理24h，完成硬化后取出猕猴桃片冲洗，投入沸水中热烫处理2min，捞出投入冷水中迅速冷却备用。糖液以赤藓糖醇和海藻糖按质量1：1配置，在渗糖温度65℃、料液比1：5、糖液质量分数40%条件下渗糖4h。完成渗糖后沥干表面糖液，平铺于网筛，使用电热恒温鼓风干燥箱进行干燥，温度设置为50℃，干燥至果脯水分含量约20%取出。

1.2.2 试验设计。在不同超声功率（80、100、120、140、160W）下对猕猴桃果脯进行渗糖，研究不同超声处理对猕猴桃果脯品质特性的影响，样品分别记为US80、US100、US120、US140、US160，以不采用超声为对照，记为US0。

1.2.2.1 质构的测定。物性分析仪采用TPA质构分析模式，选用P/36R探头。预测试速率2mm/s、测试速率0.5mm/s、触发值5g、返回速率1mm/s、压缩形变率50%、回复等待时间5s。每个样品平行测定6次。

1.2.2.2 色泽的测定。使用测色仪分别测定，L*值表示黑白（亮）度，a*值表示红绿色，b*值表示黄蓝色。每组样品重复测定6次。

1.2.2.3 风味特性的测定。使用电子鼻测定猕猴桃果脯风味。准确称取5.0g样品于20mL顶空瓶中，在25℃下加盖密封静置30min使顶空气体达到平衡，待测。

分析参数：手动进样，采样间隔1s，清洗时间为60s，数据采集时间为60s，数据采集流量为300mL/min。每个样品做3个平行，取传感器在稳定信号进行数据采集，并进行PCA分析。电子鼻传感器性能描述如表1所示。

1.2.3 数据处理。使用Excel 2019对实验数据进行整理，SPSS 22.0对实验数据进行单因素方差分析，其中P<0.05表示差异性显著。使用GraphPad Prism 8.4.3进行绘图，使用MetaboAnalyst 6.0进行主成分分析及绘图。

2. 结果与分析

2.1 超声对果脯质构的影响

不同的超声功率对果脯质构的影响如表2所示。根据表2可知，超声提高了果脯最终的硬度，但是不同超声功率渗糖制备的果脯硬度之间没有显著性差异。内聚性反映了果脯内部的收缩力，体现了果脯抵抗外界压力保持原有形态的能力，随着超声功率的提高，果脯内聚性呈现先上升后下降的趋势，且US120样品的内聚性最高，这与果脯固形物增加率的变化规律一致，因此果脯的内聚性可能极大程度与果脯固形物增加率的大小相关联。弹性反映了果脯受到外力产生形变后恢复原有形态的能力，可以看到各处理组之间果脯弹性差异不显著。胶黏性反映的是果脯接触时最初的抵抗力，咀嚼性反映了果脯抵抗外力保持完整性的能力，两者与硬度数值相关，表2显示，超声提高了果脯的胶黏性和咀嚼性，其中US120和US140两组样品的胶黏性和咀嚼性都最大，US160胶黏性和咀嚼性有所下降，可能与过度超声对果脯组织结构造成破坏有关。

2.2 超声对果脯色泽的影响

色泽是果脯最直观的品质指标，直接影响着消费者对其接受程度。从表3可以看出，经过超声处理后果脯的L*值得到了显著性提高，不同超声功率之间并没有显著性差异。对于a*值，各处理组之间差异不显著，说明超声对果脯a*值没有影响。超声可以提高果脯的b*值，但是提高幅度较小，只有US160样品与对照组有显著性差异。因此，超声能较好地保持果脯的色泽，减少褐变，提高果脯的感官品质。

2.3 超声对果脯风味特性的影响

电子鼻对样品气味的变化非常敏感，即使是微小的差异也能够检测到。从图1可以看出，对猕猴桃果脯气味响应值较大的传感器有W1W、W1S，分别对应无机硫化物、甲基类化合物；其次是W5S、W2W，分别对应氮氧化合物、有机硫化物。超声渗糖制备的猕猴桃果脯与对照组猕猴桃果脯在W1W和W1S传感器上有明显差异，并且不同超声功率渗糖制备的猕猴桃果脯之间也有明显差异，其他传感器间的差异则不明显，说明超声对猕猴桃果脯中无机硫化物、甲基类化合物的影响较大。

对电子鼻的响应值进行主成分分析，可以进一步得出超声对猕猴桃果脯风味特征的影响。由图2可知，第一主成分贡献率达到89.7%，第二主成分贡献率达到6.8%，累计贡献率达到96.5%，说明这两个主成分可以很好地保留大部分数据信息。对照组猕猴桃果脯离各超声渗糖制备的猕猴桃果脯空间距离较远，说明在超声的影响下猕猴桃果脯风味发生了明显变化，向PC1的负半轴方向移动。样品US80和US100的空间距离相近，但所在区域彼此分离，可以进行区分；样品US120、US140和US160所在区域彼此重合，说明风味差别不大。结果表明，超声可以使猕猴桃果脯的风味轮廓发生明显改变。

3. 结论

本研究对不同超声功率下制备的猕猴桃果脯进行了详细的品质分析，结果显示，超声辅助渗糖能改善果脯的色泽，提高果脯的硬度、内聚性、胶黏性和咀嚼性，但是对果脯的弹性没有显著影响。电子鼻结果表明，猕猴桃果脯气味构成的主要风味物质是无机硫化物和甲基类化合物，超声使得猕猴桃果脯的风味特征发生显著变化，提高了果脯风味物质中无机硫化物和甲基类化合物的含量。

基金项目：湖南省重点研发计划项目 （2023NK2042）。

作者简介：唐焕强（1999-），男，苗族，湖南邵阳人，硕士研究生，研究方向为果蔬深加工。

*通信作者：王锋（1978-），男，汉族，湖南醴陵人，教授，博士，研究方向为果蔬深加工。