鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭質(zhì)地的影響

張海燕，張永茂，*，張 芳，康三江，張霽紅，曾朝珍

(1.甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工研究所，甘肅蘭州730070; 2.甘肅省農(nóng)產(chǎn)品貯藏加工工程技術(shù)研究中心，甘肅蘭州730070)

質(zhì)地多面分析(Texture Profile Analysis，TPA)是利用質(zhì)構(gòu)儀模擬人口腔咀嚼食物時(shí)對(duì)樣品進(jìn)行二次壓縮的機(jī)械過程，該過程測定探頭對(duì)試樣的壓力及其他相關(guān)質(zhì)地參數(shù)［1-2］。有關(guān)水果罐頭質(zhì)地TPA研究的報(bào)道不少［3-5］，但采用TPA實(shí)驗(yàn)分析鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭質(zhì)地影響的研究迄今尚未見報(bào)道。果蔬在成熟過程中，細(xì)胞壁中的果膠和果膠酸鈣在果膠酶的作用下逐步降解［6］，致使一些果蔬出現(xiàn)結(jié)構(gòu)松散和組織軟化，從而導(dǎo)致制罐、制果脯、脫水等加工性能較差，影響產(chǎn)品的質(zhì)地及感官質(zhì)量。干裝果蔬類罐裝制品，是近年來國內(nèi)外市場極具開發(fā)潛力的綠色食品，因其在加工工藝上保持了果蔬產(chǎn)品原汁原味和具有再造性的品質(zhì)特性，深受廣大消費(fèi)者歡迎。干裝蘋果罐頭是傳統(tǒng)罐頭的更新?lián)Q代產(chǎn)品，但由于其生產(chǎn)工藝流程和技術(shù)參數(shù)與傳統(tǒng)產(chǎn)品有較大的差別，以傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的干裝蘋果罐頭，食用時(shí)口感單調(diào)，硬度、韌性及彈性差，因此，優(yōu)化加工工藝、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量是當(dāng)務(wù)之急。針對(duì)這一問題，本研究對(duì)不同鈣處理的干裝蘋果罐頭進(jìn)行TPA實(shí)驗(yàn)，研究鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭質(zhì)地的影響及各參數(shù)間的相關(guān)性，旨在對(duì)傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行了改進(jìn)，解決加工干裝蘋果罐頭時(shí)組織結(jié)構(gòu)松軟的問題，同時(shí)檢驗(yàn)TPA實(shí)驗(yàn)法用于干裝蘋果罐頭品質(zhì)評(píng)價(jià)的有效性。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

秦冠蘋果 采自天水昌盛食品有限公司原料基地，選擇色澤均勻，大小均一，成熟度一致，無傷、蟲、病害的果實(shí);檸檬酸、D-異抗壞血酸鈉 食品級(jí);氧化鈣、氫氧化鈣、氯化鈣、碳酸鈣、硫酸鈣、乳酸鈣、醋酸鈣、丙酸鈣 分析純。

表1 干裝蘋果罐頭感官品質(zhì)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)Table1 Sensory evaluation standard of canned apple solid pack

CT3質(zhì)構(gòu)儀 美國博勒飛公司;PHS-3C酸度計(jì) 上海雷磁儀器廠;SH2-D(Ⅲ)循環(huán)水式真空泵鞏義市予華儀器有限公司;ST2118美的電磁爐 美的集團(tuán);CARY 100紫外可見分光光度計(jì) 美國瓦里安有限公司;TGL-16LM離心機(jī) 湖南星科科學(xué)儀器有限公司;BL-2200H電子天平日本島津公司;SB42L真空充氣包裝機(jī) 上海人民儀器廠; ICE-3500型原子吸收分光光度計(jì) 美國賽默飛世爾科技公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 以秦冠為原料生產(chǎn)干裝蘋果罐頭工藝流程 傳統(tǒng)工藝［7］:秦冠蘋果→原料驗(yàn)收→清洗→去皮→去心→減壓抽空→蒸汽殺酶排氣脫水→裝罐(固形物、湯汁調(diào)整與罐頭酸度控制)→封口→殺菌→擦罐、打檢、碼垛→保溫檢驗(yàn)→打碼、貼標(biāo)、包裝→貯藏運(yùn)輸

新工藝:秦冠蘋果→原料驗(yàn)收→清洗→去皮、去心、切片一體化作業(yè)→減壓抽空(鈣處理)→蒸汽殺酶排氣脫水→裝罐(固形物、湯汁調(diào)整與罐頭酸度控制)→封口→殺菌→擦罐、打檢、碼垛→保溫檢驗(yàn)→打碼、貼標(biāo)、包裝→貯藏運(yùn)輸

1.2.2 樣品的制備 常溫常壓下，將適量檸檬酸充分溶解于水中，再根據(jù)Ca2+濃度2.0g/L，將適量氧化鈣、氫氧化鈣、氯化鈣、碳酸鈣、硫酸鈣、乳酸鈣、醋酸鈣、丙酸鈣，分別與D-異抗壞血酸鈉溶解于檸檬酸水溶液中，配制成8種預(yù)抽液，pH(3.0±0.2)。隨機(jī)將秦冠蘋果分為2類，一類采用新工藝，按照預(yù)抽液與果肉的質(zhì)量比例為10∶(7～12)，將切分好的果塊分別浸入8種預(yù)抽液中，經(jīng)0.8MPa減壓預(yù)抽30m in、蒸汽殺酶排氣脫水3m in、包裝、殺菌后為8個(gè)處理;一類按照傳統(tǒng)工藝制罐、清水預(yù)抽的為對(duì)照。每處理5個(gè)重復(fù)，常溫貯藏10d測定各項(xiàng)指標(biāo)。

1.3 測定項(xiàng)目及方法

質(zhì)地參數(shù)的測定［8-9］:選擇大小、形狀均一的罐頭塊，采用CT3質(zhì)構(gòu)儀進(jìn)行 TPA質(zhì)構(gòu)分析，探頭TA5，夾具TA-TPB，目標(biāo)距離5mm，觸發(fā)點(diǎn)7g，測試速度0.5mm/s，數(shù)據(jù)頻率10點(diǎn)/s，室溫，選擇硬度、回復(fù)性、彈性指數(shù)、咀嚼性、內(nèi)聚性等作為質(zhì)地評(píng)價(jià)參數(shù)，這些參數(shù)可直接由物性分析儀計(jì)算機(jī)分析軟件計(jì)算得出，每個(gè)處理重復(fù)10次，取平均值;感官品質(zhì)評(píng)定［7］根據(jù)QB/T1392—91干裝蘋果罐頭標(biāo)準(zhǔn)，由從事食品研究和加工人員制定出固化護(hù)色后干裝蘋果罐頭感官評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)如表1。鑒定小組由10個(gè)從事食品研究和加工的成員組成，加工好的各樣品隨機(jī)取樣，由每個(gè)成員任意品嘗鑒評(píng)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用EXCELL和DPS v7.05版數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭質(zhì)地參數(shù)的影響

2.1.1 硬度的變化 硬度是指牙齒間用來壓迫樣品所需的最大力，其值是TPA第一次壓縮過程的峰值，與果肉組織結(jié)構(gòu)直接相關(guān)，可以客觀地反映出果肉內(nèi)部品質(zhì)的變化［10］。由圖1可以看出，各處理的硬度均顯著高于對(duì)照(p＜0.05)，無機(jī)鈣氯化鈣和碳酸鈣處理的干裝蘋果罐頭硬度最大，分別為1425.50、1416.29g，堿性鈣氧化鈣和氫氧化鈣處理的次之，分別為991.00、980.00g，有機(jī)鈣乳酸鈣、丙酸鈣、醋酸鈣處理的硬度較低，分別為 787.67、776.33、742.33g，硫酸鈣處理的硬度最低，僅590.67g，比對(duì)照高57.56g，這可能是因?yàn)榱蛩徕}在酸性溶液中的溶解性依然較差造成的。三種類型的鈣處理之間硬度差異顯著(p＜0.05)，處理內(nèi)部差異均不顯著(p≥0.05)。

2.1.2 回復(fù)性的變化 回復(fù)性反映的是樣品受壓，同時(shí)迅速恢復(fù)形變的能力，取決于形變所需的能量。圖2中，除硫酸鈣、碳酸鈣以外，各處理回復(fù)性均顯著高于對(duì)照(p＜0.05)，有機(jī)鈣乳酸鈣、醋酸鈣、丙酸鈣處理的干裝蘋果罐頭的回復(fù)性最好，分別為0.30、0.29、0.28，其次是堿性鈣氧化鈣和氫氧化鈣，分別為0.25、0.26，無機(jī)鈣氯化鈣和碳酸鈣較差，僅分別為0.20和0.18。

2.1.3 彈性的變化 彈性指數(shù)指的是樣品的恢復(fù)屬性，當(dāng)值為1時(shí)指示一個(gè)完全彈性物料，值為0時(shí)則指示一個(gè)完全粘性物料。如圖3所示，對(duì)照的彈性指數(shù)最低，僅為0.56，各處理均明顯高于對(duì)照(p＜0.05)，有機(jī)鈣乳酸鈣、醋酸鈣和丙酸鈣處理的干裝蘋果罐頭的彈性指數(shù)均較高，分別為0.83、0.79和0.76，堿性鈣氧化鈣和氫氧化鈣處理的次之，分別比對(duì)照高0.16和0.17，無機(jī)鈣氯化鈣和碳酸鈣處理的較低，分別為0.69和0.70。

圖1 鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭硬度的影響Fig.1 Effect of calcium treatment on hardness of canned apple solid pack

圖2 鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭回復(fù)性的影響Fig.2 Effect of calcium treatment on resilience of canned apple solid pack

圖3 鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭彈性指數(shù)的影響Fig.3 Effect of calcium treatment on flexibility index of canned apple solid pack

2.1.4 咀嚼性的變化 咀嚼性能夠反映果肉堅(jiān)實(shí)度的大?。?1］，是指咀嚼固體食物達(dá)到可吞咽狀態(tài)所需的能量。如圖4所示，各處理的咀嚼性均顯著高于對(duì)照(p＜0.05)，其中，有機(jī)鈣乳酸鈣、醋酸鈣、丙酸鈣以及堿性鈣氧化鈣、氫氧化鈣處理的干裝蘋果罐頭的咀嚼性均較好，分別為25.91、26.34、23.21、25.93、25.82m J，無機(jī)鈣氯化鈣和碳酸鈣處理的較差，分別為20.61、17.60m J，硫酸鈣處理的最差，僅為14.31m J，比對(duì)照高2.51m J。

2.1.5 內(nèi)聚性的變化 內(nèi)聚性是指構(gòu)成果肉質(zhì)構(gòu)的內(nèi)部健力，反映的是咀嚼果肉時(shí)，果粒抵抗受損并緊密相連，使果實(shí)保持完整的性質(zhì)，反映了細(xì)胞間結(jié)合力的大?。?1］。由圖5可以看出各處理內(nèi)聚性的變化情況，各處理的內(nèi)聚性均顯著高于對(duì)照(p＜0.05)，其中，堿性鈣氧化鈣和氫氧化鈣處理的干裝蘋果罐頭內(nèi)聚性均較高，分別為0.69和0.68，有機(jī)鈣乳酸鈣、醋酸鈣和丙酸鈣(p≥0.05)次之，分別為0.65、0.63、0.64，再次是無機(jī)鈣氯化鈣和碳酸鈣處理(p≥0.05)，分別為0.52和0.51，硫酸鈣處理的最低，僅為0.46，比對(duì)照高0.05。

圖4 鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭咀嚼性的影響Fig.4 Effect of calcium treatment on chewiness of canned apple solid pack

圖5 鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭內(nèi)聚性的影響Fig.5 Effect of calcium treatment on cohesiveness of canned apple solid pack

2.2 鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭感官品質(zhì)的影響

如圖6所示，對(duì)照的感官品質(zhì)最低，僅為52.55，與對(duì)照相比，各處理差異顯著(p＜0.05)，堿性鈣氧化鈣和氫氧化鈣處理的感官品質(zhì)顯著高于其他處理，分別為90.07和89.05，其次是無機(jī)鈣碳酸鈣和氯化鈣處理，分別為80.46和70.89，再次是有機(jī)鈣乳酸鈣、醋酸鈣和丙酸鈣處理(p≥0.05)，分別為62.29、60.69、61.90，硫酸鈣處理的感官品質(zhì)最低，為55.35。

2.3 干裝蘋果罐頭質(zhì)構(gòu)參數(shù)間及其與感官品質(zhì)的相關(guān)性研究

如表2所示，干裝蘋果罐頭TPA實(shí)驗(yàn)所得硬度與回復(fù)性沒有相關(guān)性(R=0)，與彈性指數(shù)、咀嚼性、內(nèi)聚性及其感官品質(zhì)均呈正相關(guān)關(guān)系，與感官品質(zhì)的相關(guān)性顯著(p＜0.05)，其余的均不顯著?；貜?fù)性與彈性指數(shù)、咀嚼性、內(nèi)聚性之間均呈顯著的正相關(guān)關(guān)系(R=0.88～0.97)。感官品質(zhì)與回復(fù)性、彈性指數(shù)、咀嚼性、內(nèi)聚性之間呈正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性均不顯著(p＞0.05)。

表2 干裝蘋果罐頭質(zhì)構(gòu)參數(shù)間及其與感官品質(zhì)的相關(guān)性(R)矩陣表Table2 Correlations analysis(R)of texture profile parameters derived from TPA and sensory quality of solid pack apple can

圖6 鈣處理對(duì)干裝蘋果罐頭感官品質(zhì)的影響Fig.6 Effect of calcium treatment on sensory quality of canned apple solid pack

3 結(jié)論與討論

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無機(jī)鈣(氯化鈣、碳酸鈣)處理的硬度較大，但彈性不夠，這可能是由于氯化鈣、硫酸鈣、碳酸鈣等無機(jī)鈣鹽溶解后形成的 Cl-、SO、CO等酸根離子，對(duì)鈣離子與果肉中的果膠酸和其他酸性物質(zhì)的結(jié)合可能有干擾作用等問題，因而影響其效果，具體機(jī)理有待遇于進(jìn)一步研究;有機(jī)鈣(乳酸鈣、醋酸鈣、丙酸鈣)處理的硬度適中、彈性較好，但由于有機(jī)鈣本身的異味，使得產(chǎn)品感官品質(zhì)降低。對(duì)于(干裝)罐頭、果脯等產(chǎn)品而言，硬度適中、柔韌性較好、無異味是其必須的品質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)中，經(jīng)堿性鈣(氧化鈣和氫氧化鈣)處理后，干裝蘋果罐頭的各項(xiàng)指標(biāo)均符合上述要求。因此，氧化鈣或者氫氧化鈣處理有利于提高干裝蘋果罐頭產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)能解決組織結(jié)構(gòu)松軟的問題。

目前，大量果蔬固化的研究表明，其目的只是為了增加果蔬的硬度［12-17］。本研究克服了現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，在提高干裝蘋果罐頭硬度的同時(shí)增加了柔韌性。除感官品質(zhì)外，硬度與其他質(zhì)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性均不顯著，說明硬度雖然是干裝蘋果罐頭的重要品質(zhì)指標(biāo)之一，但其大小不能作為評(píng)判干裝蘋果罐頭質(zhì)地的唯一標(biāo)準(zhǔn)，回復(fù)性、彈性指數(shù)、咀嚼性、內(nèi)聚性較好的反映了干裝蘋果罐頭的彈性質(zhì)地的變化。感官品質(zhì)與回復(fù)性、彈性指數(shù)、咀嚼性、內(nèi)聚性的正相關(guān)性均不顯著，原因是感官品質(zhì)評(píng)價(jià)包括色澤、開條狀和組織形態(tài)、口感及風(fēng)味、滋味和氣味4個(gè)方面，回復(fù)性、彈性指數(shù)、咀嚼性及內(nèi)聚性大小只表示口感的好壞。因此，本研究通過改善固化劑及固化工藝的路線，即通過將氧化鈣或氫氧化鈣溶解于檸檬酸溶液中，充分利用溶解過程中形成的離子，改善了干裝蘋果罐頭的感官品質(zhì)，并彌補(bǔ)了有機(jī)酸鈣的不足。

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