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中粮期货
梨质地变化规律与动力学模型
2019-05-31 10:26  来源:中果网  前往:苹果论坛

  果蔬的品质指标主要分为外部品质指标和内部品质指标。外部品质指标包括大小、形状、颜色和质量等,内部品质指标包括糖度、酸度、质地和营养物质等。其中,质地是最重要的内部品质指标之一,是种植户、经销商和顾客对果蔬成熟度、口感等品质进行判断的重要依据。

  梨是一种呼吸跃变型水果,在贮藏过程中会不断软化,弄清梨的质地变化规律对于采后保存、货架期预测、可食用期评估和品质分级等都具有重要意义。许多发达国家已采用特定的质地分级标准以保证果蔬在抵达消费者手中时具有良好的商品价值。国内外众多学者对食品品质变化的动力学开展了研究。研究人员通过数学模型理论和计算机技术等建立食品品质变化的动力学模型,从而更好地预测食品货架期,为食品可食用期提供理论依据。但是目前针对果蔬质地多是单参数的硬度变化研究,鲜有专门针对果蔬质地多参数变化的动力学模型进行深入研究的报道。因此,来自西南科技大学生命科学与工程学院的张文、梁怡蕾、吴晨阳和杨元萍等人以‘ 黄金’ 、‘ 玉冠’ 和‘ 丰水’3 个品种梨果实作为研究对象,研究梨的多质地参数的变化规律及其与人实际感官的关系,比较不同动力学模型对质地参数的拟合效果,并评估梨的可食用期,以期为梨的贮藏和食用提供理论依据。

  1. 梨质地参数变化规律

  3 个质地参数在贮藏过程中均呈下降趋势。与贮藏初期相比,贮藏末期‘黄金’、‘玉冠’和‘丰水’梨的MT硬度分别降低了28.9%、47.7%和67.2%,果肉硬度分别降低了38.6%、53.3%和71.6%,果肉弹性率分别降低了71.9%、62.7%和73.6%。其中,果肉弹性率降低程度最高,果肉硬度和MT硬度次之,说明果肉弹性率随贮藏时间变化更灵敏,更有利于评价梨的新鲜度。

  果肉硬度和果肉弹性率均随贮藏时间延长逐渐平稳降低,而MT硬度的变化较为起伏。3个品种梨的MT硬度在贮藏初期上下波动,然后大幅降低(‘黄金’梨、‘玉冠’梨、‘丰水’梨分别在19、10、7 d后)。

  2. 梨感官变化及其与质地相关性

  总体可接受度呈逐渐降低趋势。3 个品种梨的总体可接受度在初始阶段差异不大,从第10天左右开始差异较明显。这是由于开始阶段各品种梨都还处于较新鲜状态,总体可接受度都较高;但各品种梨的代谢过程不同,果实软化速度有差异,因此后期感官评定所得的总体接受度差异越来越明显。以总体可接受度4 分为临界值,‘黄金’、‘玉冠’、‘丰水’梨分别在18、13、14 d左右后不具备商品价值,不推荐食用。‘黄金’梨的货架期长于‘玉冠’和‘丰水’梨,这可能是受不同品种梨的质地特性影响,由于‘黄金’梨的质地参数值普遍高于‘玉冠’和‘丰水’梨,所以在贮藏后期依然还有较优的咀嚼口感。

  不同品种梨的感官评定参数与质地参数均表现出极显著的相关性(P<0.01),说明质构仪测试的结果能够反映人的真实感官。另外,果肉弹性率与总体可接受度的相关系数相较于MT硬度和果肉硬度更高,表现出与感官指标更优的相关性,这与果肉弹性率的测试方法有关。果肉弹性率测试受细胞膨压影响,在果实贮藏过程中持续降低,与感官总体可接受度变化趋势基本一致;而MT硬度变化并非连续降低,不完全符合感官总体可接受度变化趋势。因而,果肉弹性率的变化规律更符合梨在贮藏过程中品质的变化过程。

  3. 梨质地变化动力学模型

  对于‘黄金’梨和‘玉冠’梨,两种模型相比,零级动力学模型对MT硬度和果肉硬度的拟合结果更优,一级动力学模型对果肉弹性率的拟合结果更优;对于‘丰水’梨,一级动力学模型拟合结果均优于零级动力学模型。该拟合结果是由两类动力学模型的特点决定的,零级动力学模型适合用于拟合线性变化的参数,而一级动力学模型更适合用于拟合呈指数规律递增或递减变化的参数。‘黄金’梨和‘玉冠’梨的MT硬度和果肉硬度在贮藏前期,都无明显下降趋势甚至升高,在某一转折点处突然降低;而对于果肉弹性率,3 个品种梨均表现出随贮藏时间延长逐渐降低,变化更加平缓,因而一级动力学模型拟合结果更优。

  Logistic模型对果肉弹性率的拟合结果较优,而对于MT硬度和果肉硬度的拟合结果一般,这与一级动力学模型拟合结果相似。但是,对于3 个品种梨的质地指标,Logistic模型的拟合结果均略差于一级动力学模型。

  与前述零级动力学模型、一级动力学模型和Logistic模型结果相比,对3 个品种梨的任意一项质地指标,均是威布尔模型拟合结果更优。威布尔模型对MT硬度、果肉硬度和果肉弹性率的R2分别为0.848~0.959、0.953~0.995和0.965~0.990,RMSE分别为0.630~0.756、0.200~0.460 N和0.247~0.465 N/mm。

  根据感官评定的结果,‘黄金’、‘玉冠’和‘丰水’梨分别在18、13和14 d后不建议食用,再结合拟合得到的威布尔模型,计算出‘黄金’、‘玉冠’和‘丰水’梨的MT硬度分别低于14.762、10.411 N和7.255 N,果肉硬度分别低于8.215、7.438 N和5.181 N,果肉弹性率分别低于4.571、5.572 N/mm和3.609 N/mm后不具备商品价值,不建议食用。同时发现,不同品种梨的MT硬度和果肉硬度变化规律差异较大,可食用期的判别临界值差异也较大;而不同品种梨的果肉弹性率变化规律非常近似,且可食用期的判别临界值差异也较小,因此果肉弹性率对判断不同品种梨的可食用期具有更好的通用性。

  结 论

  MT硬度、果肉硬度、果肉弹性率总体上均随贮藏时间延长逐渐降低,但果肉弹性率对贮藏时间变化的灵敏性优于MT硬度和果肉硬度,且果肉弹性率与感官总体可接受度的相关性更强;采用零级和一级动力学模型、Logistic模型和威布尔模型对各质地参数拟合,结果均是威布尔模型的拟合结果最佳;通过威布尔模型和感官评定,得到‘黄金’、‘玉冠’和‘丰水’梨的MT硬度分别低于14.762、10.411 N和7.255 N,果肉硬度分别低于8.215、7.438 N和5.181 N,果肉弹性率分别低于4.571、5.572 N/mm和3.609 N/mm后不具备商品价值,不建议食用。研究结果可为梨的贮藏和食用提供指导依据。

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