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果皮和果肉比例对真空冷冻干燥重组芒果脆块品质的影响

2023-01-14郭玉霞毕金峰易建勇刘清化徐玉娟

核农学报 2023年1期
关键词:质构果皮果肉

郭玉霞 毕金峰 易建勇,* 吕 健 彭 健 肖 波 刘清化 徐玉娟

(1中国农业科学院农产品加工研究所/农业农村部农产品加工综合性重点实验室,北京 100193;2广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所/农业农村部功能食品重点实验室/广东省农产品加工重点实验室,广东 广州 510610;3广东现代农业装备研究所,广东 广州 510630)

芒果(Mangifera indicaL.)占全球主要热带水果产量的52%,因其香味浓郁、营养丰富而备受青睐,被誉为“热带水果之王”[1-2]。为了减轻芒果在贮运过程中的损失,鲜果常被加工成果汁、果浆和果干等多种产品。芒果皮是加工过程中产生的副产物,占鲜果质量的15%~20%[3]。芒果皮富含多种生物活性成分,包括多酚(2 930~6 624 mg GAE·100 g-1db)、类胡萝卜素(3.7~5.7 mg·100 g-1db)、果胶(10.33 g·100 g-1db)和维生素等[4-6]。2018年,中国的芒果产量高达226.81 万吨,种植面积约25.79 万公顷[7]。若按原料总产量的20%计算芒果年加工量,每年将产生芒果皮约6.80~9.07 万吨。目前我国主要将芒果皮用作动物饲料或直接丢弃,造成芒果皮资源的巨大浪费和环境污染。关于芒果皮的研究主要集中在两方面,一是通过复杂工艺从芒果皮中提取生物活性物质;二是将芒果皮作为辅料添加到食品中以增强其营养功能品质。但在食品工业中由于技术成熟性和产品可行性的限制,尚未实现芒果皮的工业化加工利用,故仍需探索新型可行技术,以实现芒果皮的高效利用。

重组食品是由一种或几种食品原料经破碎、混合后再重新造型加工成的一种方便即食食品。经质构重组加工后形成的食品具有不同于原料食品的颜色、风味或营养等品质[8],如玫瑰-山药脆片[9]、马铃薯-苹果脆片[10]等。干燥是重组食品的常用加工方法[10-11]。其中,真空冷冻干燥(freeze-drying,FD)产品不仅营养保留率高、质地酥脆,且加工过程中便于多种原料混合、重组再造型[12]。因此通过质构重组和FD 技术可以生产出具有个性化精准营养和质构特性的重组食品。这为芒果皮的有效利用提供了新的途径,即在真空冷冻干燥的重组芒果脆块中添加芒果皮。但随着芒果皮的添加,产品的理化、营养和质构品质会随着食品基质中各种组分种类和含量的变化而改变。其中,冻干产品的质构特性是决定消费者对产品接受度的重要品质。质构特性是食品原料和内部组织结构的综合感官体现,受物质组成成分特性和内部孔隙结构的影响[13]。芒果果皮和果肉中的细胞壁多糖、小分子糖、蛋白质、矿物质等组成成分的含量和特性存在差异[14]。这些差异一方面可能影响冻干过程中的传质和传热,导致干燥产品内部组织结构特性的改变[15-16];另一方面这些物质自身分子量、结晶能力、水合特性的差异也可能会影响最终产品的刚性。故需进一步研究添加芒果皮带来的营养、质构特性的变化。

本研究通过将新型重组技术和FD技术相结合,评估添加不同比例的芒果皮对FD重组芒果脆块理化、质构、感官和营养品质的影响,旨在开发一种新型的健康芒果休闲食品,为芒果副产物的高效利用探索一种经济可行的方法。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

供试台农1 号芒果产自广西百色,于2020年9月购于北京幸福荣耀超市(农大南路店)。选择成熟度均一、无病虫害、无损伤的果实,经清洗、晾干后分离果皮(厚度约1~2 mm)、果肉和果核。采用液氮速冻后置于-40℃冰箱中保存、备用。

绿原酸、香草酸和咖啡酸标准品(色谱纯)、甲醇和乙酸(色谱纯)、1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)、2,4,6-三吡啶基均三嗪[2,4,6-tris(2-pyridyl)-s-triazine,TPTZ]、2,2’-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐[2,2’-amino-bis (2-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)ammonium salt,ABTS](分析纯),上海Sigma-Aldrich中国公司;阿魏酸和芒果苷标准品(色谱纯),上海源叶生物科技有限公司;正己烷、福林酚、苯酚、浓盐酸和无水乙醇(分析纯),上海国药集团化学试剂有限公司。

1.2 仪器与设备

ULT1386-3-V41 超低温冰箱(-80 ℃),中国赛默飞科技有限公司;YC-80旋涡混匀仪,杭州米欧仪器有限公司;AW1000T 水分活度仪,上海昌琨实业有限公司;BLK-0.5真空冷冻干燥机,江苏博莱克冷冻科技发展有限公司;Lens Eye-NET Version1.5.5.0 电子眼色彩分析系统,美国雷斯顿Hunter 实验室;Nikon700 数码相机,日本Nikon 公司;DSC 8000 差示扫描量热仪,美国PE 公司;TA.HD plus 物性测试仪,英国Stable Micro System 公司;S-570 扫描电子显微镜,日本日立公司;Waters 2695 高效液相色谱,美国Waters 公司;Milli-Q 超纯水制备系统,美国Millipore 公司;SB25-12DTn 超声波清洗机,宁波新芝生物科技股份有限公司;UV-1800 紫外分光光度计,日本SHIMADZU 公司;Volscan Profiler 300 食品体积测定仪,英国Stable Micro System公司。

1.3 试验方法

1.3.1 产品制备 将芒果果肉和果皮在室温下解冻后打浆,打浆时控制芒果皮的添加比例分别为0%、10%、20%、40%、60%和80%,以0%芒果皮添加比例的样品为对照。充分混匀后倒入规格为2.5 cm×2.5 cm×1.4 cm 的硅胶模具中。在-80 ℃条件下预冻24 h 后进行真空冷冻干燥,设置冷阱温度为-40 ℃,真空度为80 Pa,在-20 ℃隔板温度条件下干燥3 h,然后将隔板温度在6 h 之内由-20 ℃升高至40 ℃,最后在40 ℃隔板温度条件下干燥21 h。干燥后的样品置于干燥器中均湿48 h后进行各项指标测定。

1.3.2 可溶性和不可溶性纤维提取 参考杜茜茜等[15]的方法并稍作修改。将芒果果皮和果肉粉末与70%乙醇溶液(固液比=1∶20)混合,浸提2 h后抽滤,不溶物用70%的乙醇冲洗,残留物在35 ℃条件下烘干至恒重得到醇不溶性物质(alcohol-insoluble residue,AIR)。将以上抽滤液和乙醇洗涤液合并,40 ℃旋转蒸发除去乙醇。将浓缩液冻干至恒重,得醇溶性物质(alcohol-soluble residue,ASR)。将得到的细胞壁物质AIR 与0.01 mol·L-1稀盐酸溶液(固液比=1∶40)混合,调节混合液pH 值至2.0,40 ℃水浴超声浸提2 h,趁热抽滤,滤饼用85 ℃热水洗涤至中性,冻干至恒重得到不溶性膳食纤维(insoluble dietary fiber,IDF)。将以上滤液和洗涤液合并,冻干至恒重得到水溶性膳食纤维(soluble dietary fiber,SDF)。

1.3.3 基本理化特性 水分含量依据《GB 5009.3-2016 食品安全国家标准食品中水分的测定》[17]测定。水分活度(water activity,Aw)采用水分活度仪法测定,测量前用饱和KCl 溶液(Aw = 0.843)单点校准仪器。总可溶性固形物(total soluble solids,TSS)采用手持式折光仪在25 ℃条件下测定。可滴定酸采用电位滴定仪法测定,以0.01 mol·L-1NaOH 溶液滴定,结果以苹果酸当量表示。玻璃化转变温度(Tg)采用差示扫描量热仪法测定[12]。色泽参考Hou 等[18]的方法测定,结果以L*(亮度)、a*(红度)、b*(黄度)值来表示,重复测量6次,结果取平均值。

1.3.4 表观密度 参考Huang 等[10]的方法测定。其中脆块体积采用食品体积测定仪测定,重复测量6 次,结果取平均值。

1.3.5 质构 参考Peng 等[19]的方法测定。采用P/0.25S探头进行穿刺测试。测试条件为:测试前、中、后速度分别为1.0、1.0、2.0 mm·s-1,触发力为5 g,穿透距离为20.0 mm。记录探头穿刺过程中的力-距离曲线,定义曲线中力的最大值为硬度,曲线中峰的个数为脆度。测量重复8次,结果取平均值。

1.3.6 微观结构 参考赖谱富等[20]的方法测定并稍作修改。选取代表性的芒果脆块横断面,用碳导电胶将其固定在电镜扫描台上。然后将扫描台进行真空冷冻干燥以除去粘台过程中脆块从周围环境中吸收的水分。再进行喷金,在低真空、工作电压10 kV、工作距离8~11.5 mm 条件下,放大50 倍观察样品的微观结构。

1.3.7 吸湿性 采用扩散皿静态称重法测定[21]。将芒果脆块置于提前放置有饱和NaCl 溶液(相对湿度75%)的扩散皿中,每隔15、30、60、90 min和2、4、8、12、24、38、50、74、98 h取样称量。采用下式计算吸湿率:

式中,mt为t时刻样品的重量,g;m0为初始时样品的重量,g。

1.3.8 酚类组分 将0.3 g 芒果粉与20 mL 80%甲醇混合并超声2 h。在10 000 r·min-1、4 ℃条件下离心15 min。沉淀物再用80%甲醇按上述步骤提取一次,合并上述两次提取过程中的上清液。用于总酚、单酚和抗氧化性测定。

采用福林酚法[22]测定总酚含量。上述提取液用蒸馏水稀释两次。将2 mL 稀释后的提取液与1 mL 10%福林酚试剂混合,静置5 min。然后将2 mL Na2CO3溶液加入上述混合液中,在85 ℃下反应5 min。测定765 nm 处的吸光度值。结果用没食子酸(gallic acid equivalent,GAE)标准曲线(R2≥0.99)定量,表示为mg GAE·100 g-1。

采用高效液相色谱法测定芒果脆块中绿原酸、香草酸、阿魏酸、咖啡酸和芒果苷的含量。高效液相色谱条件为:色谱柱为安捷伦eclipse XDB-C18(4.6 mm ×250 mm,5 µm);柱温30 ℃;检测波长为280 nm(绿原酸、咖啡酸、芒果苷)、300 nm(香草酸)、320 nm(阿魏酸);以含2%乙酸的超纯水为流动相A,甲醇为流动相B;流速为1.0 mL·min-1;进样体积为10 µL;梯度洗脱程序为:0~20 min,5~25 g·100 mL-1B;20~40 min,25~40 g·100 mL-1B;40~45 min,40~95 g·100 mL-1B;45~55 min,95~5 g·100 mL-1B。单酚含量根据标准曲线计算(R2≥0.99)。

1.3.9 抗氧化性 抗氧化性以DPPH、ABTS 自由基清除能力和铁离子还原能力(ferric ion reducing antioxidant power,FRAP)表示。

DPPH 自由基清除能力按下述方法测定:将1.8 mL 80%甲醇和0.2 mL 提取液与4 mL DPPH 标准溶液(0.2 mmol·L-1)混合,避光反应30 min。于517 nm处记录吸光度。参考Nyangena等[23]的方法计算结果。

参考Sogi 等[24]的方法测定ABTS 自由基的清除能力并稍作修改。用80%甲醇将ABTS 工作液稀释至734 nm 处吸光度为0.700。用80%甲醇将提取液稀释25 倍后与ABTS 工作液反应,然后测定734 nm 处的吸光度。结果采用下式计算:

式中,A1表示样品的吸光度值。

FRAP 参考Sogi 等[24]的方法测定,并稍作修改。将0.2 mL提取液、Trolox标准品与6 mL FRAP 工作液混合。在37 ℃下反应30 min后,测定593 nm处的吸光度值。结果根据Trolox 标准曲线(R2≥0.99)计算,表示为mg Trolox·g-1。

1.3.10 类胡萝卜素 参考刘嘉宁[25]的方法测定。

1.3.11 感官评价 由13 名食品专业人员组成感官评定小组,对脆块的外观、气味、质地、风味、总体可接受度进行评定,以上5 因素满分各为10 分,不低于5 分表示可被消费者接受。具体的感官评定标准见表1。

表1 脆块感官评分标准Table 1 Sensory scoring criteria of cubes

1.4 统计分析

除特别提及,其余所有指标均重复测量3 次,结果取平均值。采用SPSS 25.0 软件进行数据分析,使用方差分析(analysis of variance,ANOVA)进行差异显著性检验(P<0.05),使用Orgin 9.0软件绘图。

2 结果与分析

2.1 果肉和果皮组成成分差异分析

芒果果肉和果皮的主要化学成分如表2所示。果皮中的水分含量显著低于果肉,而ASR、IDF和SDF含量则显著高于果肉。水分经干燥后去除,故冻干后的产品干物质组成主要包括ASR、IDF和SDF。由表2可知,果肉和果皮中SDF∶IDF∶ASR的比例分别为1.0∶2.5∶32.5、1.0∶2.4∶8.9,说明冻干后的芒果果肉中ASR在干物质中的相对占比高于果皮。IDF 和SDF 组分主要是细胞壁成分,如果胶、纤维素和半纤维素[15]。芒果果肉和果皮中的可滴定酸含量范围为0.35~0.70 g·100 g-1,而先前的研究发现未成熟芒果的可滴定酸含量变化范围为0.24%~3.77%[14]。上述差异可能与芒果的品种、成熟度和产地有关[3,6]。此外,与果肉相比,芒果果皮中可滴定酸、TSS、总酚、类胡萝卜素和膳食纤维含量较高,蛋白质含量较低。芒果果肉和果皮化学组分的差异可能会导致重组脆块生产过程中产品品质的变化。

表2 芒果果肉和果皮组成成分差异(湿基)Table 2 Differences in composition of mango pulp and peel(wet basis)

2.2 不同芒果皮添加比例对FD 芒果脆块理化性质的影响

由表3可知,芒果脆块的水分含量随芒果皮添加比例的增加呈现整体减小趋势。与对照样品相比,添加40%~80%芒果皮后,脆块的Tg增加了7.82~13.61 ℃。此外,随着芒果皮添加量的增加,脆块a*值整体呈增大趋势,b*值变化不显著。添加40%~80%果皮后脆块的L*值减小。颜色的改变可能与果肉和果皮间颜色的差异和冻干前物料浆液粒径有关。芒果皮中较高的多酚含量提高了酶促褐变的几率。另外,芒果皮中细胞壁物质含量较高,由于空间阻碍作用使其有较强的外力抵抗能力,在相同打浆时间下添加果皮的样品浆液粒径较纯果肉大。而更小的粒径使脆块表面更平整,因此反射更多的光[26],故添加果皮样品的L*值减小。

表3 FD重组芒果脆块的理化性质Table 3 Physicochemical properties of FD restructured mango cubes

2.3 不同芒果皮添加比例对FD芒果脆块质构的影响

图1-A 为芒果脆块在进行物性测试时的力-穿透距离曲线。曲线的波动反映了多孔结构孔壁的变形和断裂[27],而曲线的振幅和频率在一定程度上反映了孔隙的数目和孔径。对于添加20%、40%、60%和80%芒果皮的脆块,当压缩距离分别为9.7、7.1、6.6 和5.6 mm 时,力-距离曲线急剧下降。表明添加芒果皮比例为20%~80%的样品在进行穿刺试验时,发生了较大程度的突然断裂。由表3可知,添加芒果皮后脆块水分含量降低,这可能导致脆块刚性强度增大,而韧性减小。通常,当外部应力足够大时,刚性强度过大的材料更容易发生完全断裂或变形。同时,上述现象导致压缩后期的力-距离曲线趋于平滑,而含0%~10%芒果皮样品的曲线呈现锯齿状,表明添加过多的芒果皮会减小脆块的酥脆度。

由图1-B 可知,与未添加果皮的脆块相比,添加10%、20%芒果皮对脆块硬度影响不显著,而添加40%、80%芒果皮后脆块硬度显著增大(P<0.05)。除10%样品的脆度与对照相比无明显变化外,其他样品脆度随果皮添加比例的增大而减小。

图1 添加不同比例芒果皮对FD重组芒果脆块力-距离曲线(A)和硬、脆度(B)的影响Fig.1 Effect of adding different proportion of mango peel on the force-distance curves(A)and hardness,crispness(B)of FD restructured mango cubes

2.4 不同芒果皮添加比例对FD 芒果脆块表观密度和微观结构的影响

重组芒果脆块的表观体积为干燥后固体基质的实体积和内部孔隙体积之和[28]。细胞壁物质、小分子糖等通过构成脆块的三维网络骨架结构来增加固体基质的实体积,内部孔隙则是冰晶升华后留下的空腔,故表观密度在一定程度上能反映脆块的多孔结构特性[15]。表观密度越大,脆块结构越致密[10]。由表3可知,随着芒果皮添加比例的增大,脆块表观密度呈增大趋势,其中添加10%和20%芒果皮的芒果脆块间的表观密度无显著差异(P>0.05)。添加不同比例芒果皮后脆块的微观结构如图2所示。结果表明,添加芒果皮后脆块的孔隙数量和孔壁厚度无明显差异。Mayo-Mayo等[29]对玉米片的研究发现,SDF 组分由于促进淀粉基质间的相互粘结而不利于多孔结构的形成,IDF组分则可以打断淀粉基质间的联接而促进多孔结构的形成。本研究中,尽管芒果果皮中IDF 含量高于果肉,但果皮中较高含量的SDF组分会使脆块中的固体基质相互粘连。因而,不同芒果皮含量脆块的孔隙数目无较大变化,但孔径仍存在较明显的区别。添加60%和80%芒果皮的脆块含有微小的孔隙。就孔隙分布而言,仅含芒果果肉的脆块较其他样品孔隙分布更均匀,有利于脆度的形成。

图2 添加不同比例芒果皮对FD重组芒果脆块微观结构(放大50倍)的影响Fig.2 Effect of adding different proportion of mango peel on the microstructure(50×magnification)of FD restructured mango cubes

2.5 不同芒果皮添加比例对FD 芒果脆块吸湿性的影响

图3为添加不同比例芒果皮脆块的吸湿性。总的来说,随着吸湿时间的延长,吸湿率逐渐增加。在吸湿初期(0~24 h 内),脆块吸湿速率较快,该期间除10%样品与对照相比无明显变化外,其他样品吸湿率均低于对照,且随着芒果皮添加比例的增大,吸湿率逐渐降低;72 h后几乎达到吸湿平衡。且与未添加果皮的脆块相比,添加10%~80%的芒果皮后,脆块恒定时的吸湿率下降了4.51~30.63个百分点,吸湿率与芒果皮的添加量呈负相关(r=-0.998)。不同处理脆块吸湿性的差异可能与脆块物质组成有关。根据芒果果肉和果皮中的水分含量(表2),添加10%、20%、40%、60%和80%芒果皮后脆块中干物质含量分别增加了5.20%、10.40%、20.79%、31.19%和41.59%,表明脆块内孔隙体积减少,内部孔隙与水分子接触的表面积随之减小,限制了脆块对水分子的吸附率。

图3 添加不同比例芒果皮对FD重组芒果脆块吸湿性的影响Fig.3 Effect of adding different proportion of mango peel on the hygroscopicity of FD restructured mango cubes

2.6 不同芒果皮添加比例对FD 芒果脆块营养品质的影响

添加不同比例芒果皮后,脆块的总酚、单酚、类胡萝卜素、膳食纤维等营养成分的含量变化如表4所示。结果表明,添加芒果果皮后芒果脆块总酚含量在14.26~38.69 mg GAE·g-1之间,与对照样品之间存在显著差异。此外,脆块中芒果苷、多种酚酸、类胡萝卜素和膳食纤维含量与芒果皮添加比例呈正相关。

表4 添加不同比例芒果皮后脆块的总酚、类胡萝卜素、膳食纤维含量和抗氧化性(干基)Table 4 The content of polyphenols,carotenoids and fiber and antioxidant capacity of mango cubes with various amounts of mango peel(dry basis)

多酚、类胡萝卜素和维生素C 是芒果中具有抗氧化能力的三种主要功能性组分。芒果脆块的DPPH 自由基清除率在14.44%~77.75%之间,随着芒果皮比例的增加呈现增加趋势。ABTS 自由基清除率和FRAP 也表现出相同的趋势。Agatonovic-Kustrin 等[5]研究了9 个不同品种的芒果,发现这些芒果果皮中的自由基清除率都高于果肉。本研究中添加芒果皮后的芒果脆块抗氧化能力的变化可能与添加果皮后的脆块中总酚和类胡萝卜素含量较高有关。添加芒果皮提高了脆块的抗氧化功能特性,表现为DPPH、ABTS 自由基清除率的提高和铁离子还原能力的增强。

2.7 不同芒果皮添加比例对FD 芒果脆块感官品质的影响

由图4可知,纯芒果果肉的脆块在外观、口感、气味和总体可接受度方面得分最高。添加芒果皮后,综合感官得分降低。添加10%、20%和40%果皮后,脆块在外观、口感和总体可接受度方面分值无较大改变,但添加60%和80%芒果皮的样品总体可接受度降低,可能是由于芒果皮的添加导致脆块出现了较明显的苦涩味。此外,感官评价结果还表明,不同处理样品的质构之间无较明显变化。这一结果与质构仪法(图1)测量的数据不一致。可能的原因是,质构仪只能模拟简单的牙齿咬合过程,不能完全模拟人体口腔内复杂的咀嚼过程。综上所述,当脆块中芒果皮添加比例不高于40%时,脆块的整体品质可被消费者接受。

图4 添加芒果皮后脆块的感官评分Fig.4 Sensory scores of the mango cubes with various amounts of mango peel

3 讨论

本研究发现构成芒果果皮和果肉的各种物质的含量存在显著差异。果皮中水分含量显著低于果肉,而ASR、IDF、SDF、总酚、类胡萝卜素等含量则相反。这些差异可能是导致添加不同比例芒果皮后脆块理化、质构、营养和感官品质变化的主要原因。

脆块水分含量、水分活度、Tg、吸湿性等是影响产品保质期、硬脆度和感官特性的重要指标[26]。随着芒果皮添加比例的增大,脆块的水分含量、吸湿率呈下降趋势,而Tg则相反。Tg增大意味着脆块不易由稳定的“玻璃态”向不稳定的“橡胶态”转变[30]。Garcia-Valle等[31]研究表明芒果的水分吸附等温线呈“J”型,结合芒果状态图知,在较低的水分含量范围内(<100 mg·g-1db时),水分含量微小的增大将引起Aw 显著增大和Tg显著减小[32]。但Tg的变化并不是单一的依赖于水分含量和水分活度而变化,而受小分子糖、有机酸、蛋白质等多种因素影响[18]。此外,芒果脆块因糖含量高而易吸湿、结块,导致其结构塌陷、品质劣变,特别是当脆块由相对稳定的玻璃态转变为橡胶态时,吸湿结块现象更为明显。Gutöhrlein等[33]研究表明由纤维素、半纤维素和果胶构成的致密三维网络结构能阻碍水分子的吸附。因此,添加芒果皮后,脆块中较高含量的IDF 和SDF 组分限制了脆块吸湿。此外,芒果果肉中ASR 组分在干物质中的相对占比高于果皮,导致对照组脆块的干物质中可溶性小分子糖相对含量较高。在食品体系中,可溶性小分子糖主要以无定形态存在,可增加水分吸附率[34]。综上,添加芒果皮能够提高脆块的理化稳定性,改善储运过程中的品质稳定性。

添加芒果皮后,脆块的内部结构特性和质构特性发生了改变。总的来说,硬度呈现增大趋势,而脆度则呈现下降趋势,这与芒果皮的低水分含量和高IDF、SDF 含量引起的组织结构差异紧密相关。首先,果皮较低的水分含量使添加芒果皮的脆块在真空冷冻干燥过程中形成冰晶的总体积减小,因而冰晶升华后产生的孔隙体积减少,表现为含60%、80%果皮的脆块内部孔隙孔径较小。同时,纯果肉脆块中含有更多的水分,水分塑化作用会削弱脆块内部基质间的作用力,也可能使淀粉、蛋白质基质软化[35],从而降低脆块对外界应力的抵抗能力,降低硬度。其次,果皮较高的IDF、SDF 含量使脆块单位体积内的干物质含量大于对照,且SDF 组分主要是果胶[15],可将脆块基质中构成三维网络结构的细胞壁物质相互粘结,致使IDF 和SDF 交联、聚集,形成了更坚固、致密的网络支撑结构,由此导致表观密度和硬度增大、酥脆度下降。除了水分和纤维会影响内部组织结构和质构特性外,ASR 也可能对其产生影响。Liu 等[36]研究发现蔗糖渗透预处理能增强膨化桃脆片的结构致密性。果皮中ASR 含量显著高于果肉,ASR组分主要是一些可溶性的小分子糖,如葡萄糖、果糖和蔗糖等,干燥后会部分结晶并形成刚性的固体层,从而提高了脆块内部的结构致密性[37]。研究表明,孔径较大和孔壁较疏松的干燥果蔬产品更容易发生破损、塌陷皱缩[38]。而添加果皮后,由于脆块内部形成了致密的三维网络支撑结构,导致脆块硬度增大,脆度下降。脆块脆度的降低似乎与消费者对冻干果蔬脆块酥脆的口感要求相悖,但从某种程度上来说,脆度减小有利于提高结构稳定性,改善目前FD 果蔬产品结构易崩解、破碎的品质问题。

随着芒果皮添加比例的增加,脆块的总酚、部分单酚、类胡萝卜素和膳食纤维含量以及抗氧化性等随之提高,主要是由于芒果皮中的这些营养功能较为丰富。添加果皮后,脆块的总酚含量相对对照样品增加了0.61~3.37 倍,与Agatonovic-Kustrin 等[5]的研究结果相似,即9 个不同芒果品种中果皮总酚含量是果肉的0.77~3.36 倍。近期研究结果表明,绿原酸、香草酸、咖啡酸、芒果苷和阿魏酸是芒果中含量较丰富的酚类组分[39-40]。而且这些单酚在芒果皮中的含量高于果肉[39],与本研究结果一致。而Luo 等[41]研究表明芒果苷仅存在于台农1 号芒果的果皮中。上述差异可能与芒果产地、品种和成熟度有关[4]。类胡萝卜素也是芒果中的一类功能性组分,添加80%芒果皮的脆块中类胡萝卜素是对照样品的2.12 倍,故芒果皮可能成为类胡萝卜素强化剂的天然来源。此外,添加芒果皮的脆块较对照的膳食纤维含量更高,表现为IDF 和SDF 组分的增加。但芒果皮的高纤维含量导致芒果皮添加比例高于40%时脆块口感品质不佳,故在实际生产中应控制芒果皮的添加比例,以得到营养和口感俱佳的脆块。

4 结论

本研究评价了添加10%~80%芒果皮对重组芒果脆块理化、质构和感官品质的影响。结果表明,随着芒果皮添加比例的增加,脆块硬度增加了2.65%~24.07%;脆块脆度和吸湿性呈现下降趋势,且20%的果皮添加量是脆度开始下降的临界值。硬度、脆度的变化与芒果皮中较高的ASR、IDF 和SDF 含量有关,其为脆块提供了更坚固、致密的三维网络结构,提高了脆块的质构稳定性。此外,随着芒果皮添加比例的增大,脆块中总酚、类胡萝卜素、部分单酚(绿原酸、香草酸、咖啡酸和阿魏酸)、膳食纤维等营养功能组分的含量以及抗氧化能力均呈增大趋势,说明添加芒果皮有利于提高脆块的营养功能特性。综合考虑理化、营养、感官评价结果,添加20%芒果皮的重组脆块既保持了较优的色泽、脆度等感官品质,还拥有更佳的质构稳定性和营养功能品质。综上,基于质构重组和FD技术的重组芒果脆块制造工艺是调控芒果脆块品质和促进芒果皮资源高效利用的有效途径。

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