果蔬的品質指標主要分為外部品質指標和內部品質指標。外部品質指標包括大小、形狀、顏色和質量等,內部品質指標包括糖度、酸度、質地和營養物質等。其中,質地是最重要的內部品質指標之一,是種植戶、經銷商和顧客對果蔬成熟度、口感等品質進行判斷的重要依據。
梨是一種呼吸躍變型水果,在貯藏過程中會不斷軟化,弄清梨的質地變化規律對于采后保存、貨架期預測、可食用期評估和品質分級等都具有重要意義。許多發達國家已采用特定的質地分級標準以保證果蔬在抵達消費者手中時具有良好的商品價值。國內外眾多學者對食品品質變化的動力學開展了研究。研究人員通過數學模型理論和計算機技術等建立食品品質變化的動力學模型,從而更好地預測食品貨架期,為食品可食用期提供理論依據。但是目前針對果蔬質地多是單參數的硬度變化研究,鮮有專門針對果蔬質地多參數變化的動力學模型進行深入研究的報道。因此,來自西南科技大學生命科學與工程學院的張文、梁怡蕾、吳晨陽和楊元萍等人以‘ 黃金’ 、‘ 玉冠’ 和‘ 豐水’3 個品種梨果實作為研究對象,研究梨的多質地參數的變化規律及其與人實際感官的關系,比較不同動力學模型對質地參數的擬合效果,并評估梨的可食用期,以期為梨的貯藏和食用提供理論依據。
1. 梨質地參數變化規律
3 個質地參數在貯藏過程中均呈下降趨勢。與貯藏初期相比,貯藏末期‘黃金’、‘玉冠’和‘豐水’梨的MT硬度分別降低了28.9%、47.7%和67.2%,果肉硬度分別降低了38.6%、53.3%和71.6%,果肉彈性率分別降低了71.9%、62.7%和73.6%。其中,果肉彈性率降低程度最高,果肉硬度和MT硬度次之,說明果肉彈性率隨貯藏時間變化更靈敏,更有利于評價梨的新鮮度。
果肉硬度和果肉彈性率均隨貯藏時間延長逐漸平穩降低,而MT硬度的變化較為起伏。3個品種梨的MT硬度在貯藏初期上下波動,然后大幅降低(‘黃金’梨、‘玉冠’梨、‘豐水’梨分別在19、10、7 d后)。
2. 梨感官變化及其與質地相關性
總體可接受度呈逐漸降低趨勢。3 個品種梨的總體可接受度在初始階段差異不大,從第10天左右開始差異較明顯。這是由于開始階段各品種梨都還處于較新鮮狀態,總體可接受度都較高;但各品種梨的代謝過程不同,果實軟化速度有差異,因此后期感官評定所得的總體接受度差異越來越明顯。以總體可接受度4 分為臨界值,‘黃金’、‘玉冠’、‘豐水’梨分別在18、13、14 d左右后不具備商品價值,不推薦食用。‘黃金’梨的貨架期長于‘玉冠’和‘豐水’梨,這可能是受不同品種梨的質地特性影響,由于‘黃金’梨的質地參數值普遍高于‘玉冠’和‘豐水’梨,所以在貯藏后期依然還有較優的咀嚼口感。
不同品種梨的感官評定參數與質地參數均表現出極顯著的相關性(P<0.01),說明質構儀測試的結果能夠反映人的真實感官。另外,果肉彈性率與總體可接受度的相關系數相較于MT硬度和果肉硬度更高,表現出與感官指標更優的相關性,這與果肉彈性率的測試方法有關。果肉彈性率測試受細胞膨壓影響,在果實貯藏過程中持續降低,與感官總體可接受度變化趨勢基本一致;而MT硬度變化并非連續降低,不完全符合感官總體可接受度變化趨勢。因而,果肉彈性率的變化規律更符合梨在貯藏過程中品質的變化過程。
3. 梨質地變化動力學模型
對于‘黃金’梨和‘玉冠’梨,兩種模型相比,零級動力學模型對MT硬度和果肉硬度的擬合結果更優,一級動力學模型對果肉彈性率的擬合結果更優;對于‘豐水’梨,一級動力學模型擬合結果均優于零級動力學模型。該擬合結果是由兩類動力學模型的特點決定的,零級動力學模型適合用于擬合線性變化的參數,而一級動力學模型更適合用于擬合呈指數規律遞增或遞減變化的參數。‘黃金’梨和‘玉冠’梨的MT硬度和果肉硬度在貯藏前期,都無明顯下降趨勢甚至升高,在某一轉折點處突然降低;而對于果肉彈性率,3 個品種梨均表現出隨貯藏時間延長逐漸降低,變化更加平緩,因而一級動力學模型擬合結果更優。
Logistic模型對果肉彈性率的擬合結果較優,而對于MT硬度和果肉硬度的擬合結果一般,這與一級動力學模型擬合結果相似。但是,對于3 個品種梨的質地指標,Logistic模型的擬合結果均略差于一級動力學模型。
與前述零級動力學模型、一級動力學模型和Logistic模型結果相比,對3 個品種梨的任意一項質地指標,均是威布爾模型擬合結果更優。威布爾模型對MT硬度、果肉硬度和果肉彈性率的R2分別為0.848~0.959、0.953~0.995和0.965~0.990,RMSE分別為0.630~0.756、0.200~0.460 N和0.247~0.465 N/mm。
根據感官評定的結果,‘黃金’、‘玉冠’和‘豐水’梨分別在18、13和14 d后不建議食用,再結合擬合得到的威布爾模型,計算出‘黃金’、‘玉冠’和‘豐水’梨的MT硬度分別低于14.762、10.411 N和7.255 N,果肉硬度分別低于8.215、7.438 N和5.181 N,果肉彈性率分別低于4.571、5.572 N/mm和3.609 N/mm后不具備商品價值,不建議食用。同時發現,不同品種梨的MT硬度和果肉硬度變化規律差異較大,可食用期的判別臨界值差異也較大;而不同品種梨的果肉彈性率變化規律非常近似,且可食用期的判別臨界值差異也較小,因此果肉彈性率對判斷不同品種梨的可食用期具有更好的通用性。
結 論
MT硬度、果肉硬度、果肉彈性率總體上均隨貯藏時間延長逐漸降低,但果肉彈性率對貯藏時間變化的靈敏性優于MT硬度和果肉硬度,且果肉彈性率與感官總體可接受度的相關性更強;采用零級和一級動力學模型、Logistic模型和威布爾模型對各質地參數擬合,結果均是威布爾模型的擬合結果最佳;通過威布爾模型和感官評定,得到‘黃金’、‘玉冠’和‘豐水’梨的MT硬度分別低于14.762、10.411 N和7.255 N,果肉硬度分別低于8.215、7.438 N和5.181 N,果肉彈性率分別低于4.571、5.572 N/mm和3.609 N/mm后不具備商品價值,不建議食用。研究結果可為梨的貯藏和食用提供指導依據。