不同溫度下藍(lán)莓失重率和質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析

王磊明，李洋，張茜，馮剛

（東北林業(yè)大學(xué) 工程技術(shù)學(xué)院，黑龍江哈爾濱150040）

藍(lán)莓為杜鵑花科（Ericaceae），越橘屬（Vacciniumspp）植物中藍(lán)果類型的果實，小漿果，近圓形或扁圓形，并披一層白色果粉，果肉細(xì)膩，種子極小[1]。藍(lán)莓風(fēng)味獨特，營養(yǎng)豐富，抗氧化活性高[2]，堪稱“世界水果之王”，被聯(lián)合國糧農(nóng)組織列為人類五大健康食品之一[3]。藍(lán)莓果中含有豐富的花青素、黃酮類化合物等多種生理活性成分，具有抗氧化活性[4]和保健功能[5]。在質(zhì)構(gòu)方面，李宏建等[6]以‘寒富’、‘岳帥’等30個蘋果品種為試材，采用解剖觀察果實結(jié)構(gòu)和部分品種貯藏試驗及作相關(guān)性分析，得到蘋果不同品種果實組織結(jié)構(gòu)差異明顯、果實組織結(jié)構(gòu)與果實失重率和硬度變化存在一定的相關(guān)性。孟伊娜等[7]以新高粱3號和4號甜高粱莖稈為試驗材料，研究甜高粱莖稈采后220 d貯藏期內(nèi)不同貯藏方式下（去葉立放、去葉平放、帶葉立放、帶葉平放、金宇塔型）失重率和呼吸強度的變化，得到金宇塔型貯藏的莖稈失重率和呼吸強度的升高速度比整稈型莖稈快。胡亞云等[8]采用TPA（texture profile analysis）測試法和感官評價相結(jié)合的方法，測定模擬超市銷售期間圣女果貨架期質(zhì)構(gòu)特性和品質(zhì)變化指標(biāo)，并對其相關(guān)性進(jìn)行分析，得到質(zhì)構(gòu)參數(shù)硬度與感官評分呈極顯著正相關(guān)（p＜0.01），咀嚼性與感官評分呈顯著正相關(guān)（p＜0.05）。吳彩娥等[9]應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多而分析法（TPA）及穿刺下壓破碎試驗對貯藏后銀杏果進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測試。在國外文獻(xiàn)中對部分加工食品和果蔬類也進(jìn)行了研究[10-13]，然而從國內(nèi)外的文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)對藍(lán)莓從失重和質(zhì)構(gòu)特性的研究方面研究的較少，更沒有詳細(xì)介紹它們之間關(guān)系的文獻(xiàn)。本試驗旨就我國不同溫度下藍(lán)莓失重率和質(zhì)構(gòu)特性的進(jìn)行相關(guān)性分析，研究藍(lán)莓失重率和質(zhì)構(gòu)特性隨時間的變化趨勢及其相關(guān)性，為我國藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的品質(zhì)以及保鮮理論提供參考，為我國藍(lán)莓產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展提供支撐。

1 試驗方法

1.1 材料與儀器

1.1.1 材料

試驗的樣品選用的是北村藍(lán)莓，從哈爾濱市紅旗鄉(xiāng)中沃藍(lán)莓基地采摘，選擇成熟程度（顏色為深紫色，剛成熟）大體相同、大小基本相同、無機(jī)械損傷和蟲害的藍(lán)莓，平均單果質(zhì)量為1.4 g～1.8 g。采摘之后立刻運回到實驗室，運輸時間大約一個小時，然后放在0℃條件下預(yù)冷0.5 h之后放在4℃溫度下備用。

1.1.2 儀器

質(zhì)構(gòu)儀（CT3-10k）：Brookfield公司；多層溫度冰箱（BCD-215SEBB）：青島海爾股份有限公司；電子天平（FA2004B）：上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司；離心機(jī)（TGL-20B）：上海安享科學(xué)儀器廠；多功能熒光顯微鏡（Nikon Eclipse E600型）：深圳市大通儀器設(shè)備有限公司；電子卡尺（0-150MM）：北京卓川電子科技有限公司；型電導(dǎo)率儀（DDS-307A）：上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司等。

1.2 測定方法

1.2.1 藍(lán)莓特征測定

單果質(zhì)量：精度為0.001g的天平測量，樣本量30且隨機(jī)選擇。果形指數(shù)：采用游標(biāo)卡尺測量，果形指數(shù)=果實縱徑/果實橫徑。水分測定：參考GB 5009.3-2010《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品中水分的測定》，果實打漿，采用直接干燥法。單果質(zhì)量及密度：樣本量為50個且隨機(jī)選擇，測定質(zhì)量與體積，重復(fù)3次，取平均值計算單果質(zhì)量及密度。硬度：隨機(jī)取10個藍(lán)莓果實，取各果實赤道線上2個對稱部位進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析測定。色度：隨機(jī)取10個藍(lán)莓果實，測量其赤道線上分布均勻的3個部位的L*、a*、b*、飽和度c（c=[（a*）2+（b*）2]×0.5），色調(diào)角h（h=arc tan b*/a*）。電導(dǎo)率：將藍(lán)莓果實打漿，用電導(dǎo)率儀測量。固酸比：可溶性固形物和總酸含量之比。出汁：取20 g藍(lán)莓打漿，用離心機(jī)于5 000 r/min離心10 min得到上層汁液，稱上層汁，出汁率按公式計算：出汁率/%=汁液質(zhì)量/果實質(zhì)量×100。

1.2.2 藍(lán)莓外觀品質(zhì)及物理特性

取平均直徑大約為 14.5、13、12、10 mm 的藍(lán)莓各5個，切取縱向果肉組織制成藍(lán)莓薄片，采用0.1%熒光素和1%甲基橙雙重染色，放在Nikon Eclipse E600型多功能熒光顯微鏡下進(jìn)行觀察，使切片成像倍數(shù)為200倍，然后打開cellsens standard軟件，讓在顯微鏡上的成像傳輸?shù)诫娔X屏幕上。Cellsens standard軟件中顯示藍(lán)莓的細(xì)胞形狀成規(guī)則的橢圓形，然后測量各直徑藍(lán)莓細(xì)胞的最長距離和最寬距離以及細(xì)胞的密點。用Cellsens standard軟件截取的視野長度為3 515 μm，寬度為2 635 μm。每個切片觀察的視野不少于30次，各數(shù)量性狀重復(fù)測量不少于5次。

1.2.3 藍(lán)莓失重率測定

隨機(jī)選取5組藍(lán)莓放入藍(lán)莓盒中，每組藍(lán)莓為50 g，放到多溫度冰箱內(nèi)，每盒放置的冰箱溫度分別為0、4、10℃、常溫（大約25℃）、以及同樣濕度的 20℃和35℃的恒溫恒濕箱隔層中，盡量避免其他因素對藍(lán)莓試驗的影響，每天中午12點用天平分別測試各組藍(lán)莓的凈重，每組測3次，求其平均值。失重率測定采用稱重法，失重率/%=（貯前藍(lán)莓質(zhì)量-測定時藍(lán)莓質(zhì)量）/貯前藍(lán)莓質(zhì)量×100。

1.2.4 藍(lán)莓質(zhì)構(gòu)測定

選取大小均勻的藍(lán)莓300 g藍(lán)莓，平均分為6組裝到藍(lán)莓盒內(nèi)，然后分別放到冰箱溫度分別為0、4、10℃、常溫（大約25℃）、以及同樣濕度的20℃和35℃的恒溫恒濕箱隔層中，每天上午8點用質(zhì)構(gòu)儀對測過失重率的藍(lán)莓進(jìn)行硬度、縱切力、彈性、粘性和膠著性方面測定，采用TexturePro CT V1.6軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的記錄和導(dǎo)出。

1.3 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計，回歸分析和相關(guān)系數(shù)采用Origin 2015進(jìn)行圖形繪制，采用SPSS 19進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 北村藍(lán)莓外觀品質(zhì)及物理特性

北村藍(lán)莓是美國品種，中早熟，樹體中等健壯，樹高70 cm左右，抗寒，早產(chǎn)，豐產(chǎn)，連續(xù)豐產(chǎn)，果實中大，亮天藍(lán)色，口味甜酸，風(fēng)味佳[14]。由試驗數(shù)據(jù)表1可得北村藍(lán)莓的平均單果質(zhì)量為1.35 g，離散系數(shù)為0.21，大體上還算均勻。密度為0.81 g/cm3，果形指數(shù)（通常果形指數(shù)是0.8～0.9為圓形或近圓形）為0.85＞0.8，北村藍(lán)莓基本上為圓形或近圓形。色澤也是果蔬品質(zhì)的一項重要指標(biāo)，在色差儀測得的指標(biāo)中，L*表示藍(lán)莓的亮度，L*越大表示藍(lán)莓的亮度越大，北村藍(lán)莓為32.28，與韓斯等[15]測得其他藍(lán)莓相比L*值還是比較大的，所以北村藍(lán)莓是一種比較亮的藍(lán)莓，顏色為亮天顏色。在北村藍(lán)莓的理化指標(biāo)方面，又對其電導(dǎo)率、含水率、出汁率固酸比和平均硬度進(jìn)行了測定，為藍(lán)莓失重率和質(zhì)構(gòu)特性的研究提供了參考，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 北村藍(lán)莓外觀品質(zhì)及物理特性Table 1 The appearance quality and physical properties of the Northcountry blueberries

2.2 北村藍(lán)莓細(xì)胞研究

北村藍(lán)莓的細(xì)胞大小及密點如圖1所示。

圖1 北村藍(lán)莓的細(xì)胞大小及密點Fig.1 The cell size and the density of the Northcountry blueberries

在Nikon Eclipse E600型多功能熒光顯微鏡下觀察到北村藍(lán)莓的細(xì)胞呈現(xiàn)規(guī)則的橢圓形狀，細(xì)胞的平均長度和寬度隨著藍(lán)莓的直徑從10 mm到14.5 mm都是呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，其中藍(lán)莓的直徑為12 mm時，藍(lán)莓細(xì)胞的長度和寬度都為最大值，細(xì)胞的密點一直為下降的趨勢，藍(lán)莓直徑為10 mm時細(xì)胞密點最大，最大值為0.818個/mm2。藍(lán)莓直徑較小時，由于藍(lán)莓果肉的水分和空間較少，不利于細(xì)胞的成長，所以細(xì)胞的長度和寬度都比較小，但是正是由于空間較小，密度也就變得比較大。藍(lán)莓直徑為12 mm左右時，藍(lán)莓細(xì)胞的數(shù)量和細(xì)胞的水分和空間較為協(xié)調(diào)，比較利于細(xì)胞的生長。藍(lán)莓直徑為13 mm時，由于細(xì)胞數(shù)量和其他因素的不協(xié)調(diào)，細(xì)胞的長度和寬度也有下降的趨勢，但是隨著細(xì)胞空間足夠充裕時，藍(lán)莓細(xì)胞又呈現(xiàn)增大的趨勢，但是空間較大，細(xì)胞較為疏松，細(xì)胞的密點變小[16]。

2.3 藍(lán)莓失重率及其回歸分析

2.3.1 藍(lán)莓失重率分析

失重率是評定果蔬是否新鮮的一項重要指標(biāo)[17]。不同溫度下藍(lán)莓失重率隨時間的變化趨勢見圖2。

圖2 不同溫度下藍(lán)莓失重率隨時間的變化趨勢Fig.2 The change of weight loss rate of blueberries under different temperatures

由圖2可以看出，在同一溫度下，隨著時間的增加，失重率逐漸升高。在相同時間內(nèi)，溫度越高，重量損失越大，在7 d之內(nèi)，35℃的藍(lán)莓失重率變化最高，達(dá)到35.82%，0℃的藍(lán)莓失重率變化最小，僅為2.72%。

2.3.2 失重率回歸分析

為了研究藍(lán)莓的失重率隨時間變化的規(guī)律，對20℃條件下的藍(lán)莓進(jìn)行了曲線擬合，由圖2可以觀察到藍(lán)莓的失重率在同一溫度下，失重率隨時間增加而逐漸增加，成正相關(guān)變化。圖3為20℃條件下的回歸曲線圖。

圖3 20℃條件下藍(lán)莓的擬合曲線Fig.3 The fitting curve of the blueberries at 20℃

圖3中線性回歸曲線的a=-0.013 5，b=0.037 32，其中a為斜率，b為截距，所以線性回歸曲線為y1=-0.013 5x+0.037 32（r1=0.977）。二項式和指數(shù)的擬合曲線分別為 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），相關(guān)系數(shù)越接近于1，相關(guān)性就越好。

表2為4℃、10℃、20℃和常溫下的回歸曲線，從表中可以看出每條曲線的相關(guān)性都在0.96以上，表明各溫度下回歸曲線的相關(guān)性較強，曲線的擬合程度越高。

2.4 質(zhì)構(gòu)的測定

2.4.1 硬度

果實的硬度是反映細(xì)胞壁構(gòu)成物質(zhì)、細(xì)胞間結(jié)合度以及相關(guān)分解酶的變化的一種指標(biāo)[18-19]。不同溫度下藍(lán)莓硬度隨時間的變化趨勢見圖4。

表2 20℃條件下藍(lán)莓的擬合函數(shù)Table 2 The fitting function of blueberries at 20℃

圖4 不同溫度下藍(lán)莓硬度隨時間的變化趨勢Fig.4 The change of hardness of blueberries under different temperatures

由圖4可以看出藍(lán)莓的硬度在各溫度下隨著時間逐漸下降，溫度越高下降卻快，4℃條件下硬度損失最小，第7天硬度為1.19 kg/cm2，與最初的1.35 kg/cm2相比僅下降了，并且5天之后下降更慢。藍(lán)莓在10℃條件下也呈現(xiàn)這樣的趨勢，下降速度比4℃稍微略快，但是并不是特別明顯。常溫條件下藍(lán)莓的硬度損失最大，第4天時，硬度就下降到0.98 kg/cm2，并且第7天硬度損失達(dá)到46.7%，由藍(lán)莓的硬度隨時間下降可以得出果肉間物質(zhì)的結(jié)合力下降。

2.4.2 縱切力

藍(lán)莓的縱切力是把藍(lán)莓水平放置時用切剪刀把藍(lán)莓切成均等兩半時所產(chǎn)生的力，此力的大小間接反映出藍(lán)莓果肉的硬度和果肉之間的結(jié)合力大小，具體結(jié)果如圖5所示。

圖5 不同溫度下藍(lán)莓縱切力隨時間的變化趨勢Fig.5 The change of longitudinal shear of blueberries under different temperatures

由圖5可以看出，藍(lán)莓的最初縱切力為320 g，在4℃和10℃條件下7 d之內(nèi)藍(lán)莓的縱切力整體呈增加的趨勢，最后又稍微有點下降，最大縱切力分別為331 g和341 g。藍(lán)莓在20℃和常溫條件下縱切力都呈現(xiàn)明顯的先上升后下降的趨勢，在常溫條件下最先下降，20℃條件下藍(lán)莓在第3天時縱切力最大，最大值為360 g，然后隨著時間緩慢下降，而在常溫下縱切力在2 d～7 d內(nèi)迅速下降，下降到縱切力的最低值為257 g，縱切力的下降表明藍(lán)莓果肉之間的結(jié)合力降低。

2.4.3 咀嚼性

咀嚼性表示一個固體食物到達(dá)吞咽狀態(tài)所需的能量，吞咽過程包含剪切、壓縮、撕咬和刺破等復(fù)雜的動作[20]。不同溫度下藍(lán)莓咀嚼性隨時間的變化趨勢見圖6。

圖6 不同溫度下藍(lán)莓咀嚼性隨時間的變化趨勢Fig.6 The change of chewiness of blueberries under different temperatures

由圖6所示，藍(lán)莓的咀嚼性在4℃和10℃條件下隨時間呈現(xiàn)逐漸上升的趨勢，從最初的咀嚼性2.1 mJ分別增加到3.4 mJ和3.6 mJ，在20℃和常溫條件下咀嚼性隨時間先增加后下降，常溫條件下咀嚼性的變化更明顯。20℃和常溫條件的咀嚼性的最高值分別為4.4 mJ和6.3 mJ，20℃的咀嚼性在第4天后開始下降，常溫條件的咀嚼性在第5天后開始下降，藍(lán)莓咀嚼性在溫度較低呈現(xiàn)增加的趨勢可能是因為在7天之內(nèi)還未達(dá)到最大值，等達(dá)到最大值后也會呈現(xiàn)下降的趨勢。

2.4.4 粘性

粘性是果實組織中的物質(zhì)黏附其他物質(zhì)的力，間接反映了果實中的粘性。不同溫度下藍(lán)莓粘性隨時間的變化趨勢見圖7。

圖7 不同溫度下藍(lán)莓粘性隨時間的變化趨勢Fig.7 The change of viscous force of blueberries under different temperatures

由圖7可以看出，4℃和10℃條件下藍(lán)莓的粘性隨時間增加而逐漸增大，最大值分別為10.8g和11.7g。20℃和常溫條件下，藍(lán)莓的粘性隨時間先增加后下降，最大值分別為16.5 g和15.2 g，常溫條件下粘性的最大值低于20℃條件下的，可能是由于藍(lán)莓常溫條件下失水比20℃條件下失水嚴(yán)重。4℃和10℃條件下藍(lán)莓的粘性持續(xù)上升，可能是還未達(dá)到最大值，達(dá)到最大值后仍會下降。

2.4.5 彈性

彈性是指水果在外力作用下發(fā)生形變，當(dāng)撤去外力后恢復(fù)原來狀態(tài)的能力。不同溫度下藍(lán)莓彈性隨時間的變化趨勢見圖8。

圖8 不同溫度下藍(lán)莓彈性隨時間的變化趨勢Fig.8 The change of elastic of blueberries under different temperatures

由圖8可以看出，7 d內(nèi)4℃和10℃條件下藍(lán)莓的彈性變化不是很明顯，大約在1.2 mm左右，20℃條件下藍(lán)莓彈性在第4天有明顯的下降，第7天下降到0.71 mm，常溫條件下藍(lán)莓的彈性損失較大，從第2天就迅速下降，第7天下降到0.51 mm，藍(lán)莓幾乎變得很軟，可能很難讓客戶再接受。

2.5 失重率和質(zhì)構(gòu)特性的相關(guān)性分析

藍(lán)莓是一種失水性很強的一種水果[21]，在常溫條件下4 d左右就會失水15%左右，對藍(lán)莓的內(nèi)在品質(zhì)造成了很大的影響，藍(lán)莓細(xì)胞在失水條件下很快就會死亡，加速了藍(lán)莓的腐爛[22]。不同溫度下藍(lán)莓的質(zhì)構(gòu)特性和失重率的相關(guān)性見表3。

表3 不同溫度下藍(lán)莓的質(zhì)構(gòu)特性和失重率的相關(guān)性Table 3 The correlation of weight loss rate and texture of the blueberries under different temperatures

由表3可以看出，藍(lán)莓的失重率對藍(lán)莓的硬度、縱切力、咀嚼性、彈性和粘性造成了不同程度的影響。藍(lán)莓的硬度受失重率影最大，在各溫度條件下藍(lán)莓的硬度變化和失重率的變化趨勢成負(fù)相關(guān)，差異極其顯著（p<0.01）；藍(lán)莓的縱切力和藍(lán)莓的失重率在4℃、10℃和常溫條件下相關(guān)性較強，差異性極其顯著（p<0.01），在4℃和10℃條件下相關(guān)性較強；藍(lán)莓的彈性在20℃和常溫條件下與失重率成負(fù)相關(guān)，差異性顯著（p<0.01）；藍(lán)莓的粘性在4℃和10℃條件下與失重率成正相關(guān)，差異性顯著（p<0.01）。

3 結(jié)論

1）對北村藍(lán)莓外觀品質(zhì)及物理特性進(jìn)行了測定，結(jié)果如下：單果平均質(zhì)量為1.35 g，質(zhì)量離散系數(shù)為0.21，密度為0.81 g/cm3，藍(lán)莓形狀為圓形，果形指數(shù)為0.85，飽和度為 3.14±0.28，色調(diào)角為（317.18±16.61）°，電導(dǎo)率為（3.33±0.05）μS/cm，含水率為（84.51±0.25）%，出汁率為（65.38±2.13）%，固酸比為（36.67±0.47）%，平均硬度為125 g。

2）北村藍(lán)莓的細(xì)胞呈現(xiàn)規(guī)則的橢圓形狀，細(xì)胞的長度和寬度隨著藍(lán)莓的直徑從10 mm到14.5 mm都是呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，其中藍(lán)莓的直徑為12 mm時，藍(lán)莓細(xì)胞的長度和寬度都為最大值，細(xì)胞的密點一直為下降的趨勢，藍(lán)莓直徑為10 mm時細(xì)胞密點最大，最大值為0.818個/mm2。

3）北村藍(lán)莓的失重率隨時間增加而逐漸增加，溫度越高變化越明顯，對藍(lán)莓不同溫度條件下的失重率從線性、二項式和指數(shù)方面進(jìn)行了擬合并得到了擬合擬合方程。從擬合的圖像中可以看出在不受其他因素影響的恒定溫度下，藍(lán)莓的失重率隨時間變化趨勢很接近線性變化，間接反映了藍(lán)莓失重率隨時間的變化規(guī)律，藍(lán)莓的質(zhì)構(gòu)特性硬度、縱切力、咀嚼性、彈性和粘性隨時間變化的趨勢以及失重率與各項質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)的相關(guān)性，隨著溫度的升高，硬度和失重率一直保持負(fù)相關(guān)，并且是極顯著相關(guān)；縱切力和失重率在溫度較低是表現(xiàn)正相關(guān)，隨著溫度升高，正相關(guān)程度升高，接著呈現(xiàn)出負(fù)相關(guān)；咀嚼性、彈性和粘性整體上和失重率的相關(guān)程度表現(xiàn)出下降的趨勢。

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