香蕉果實(shí)冷害過(guò)程中質(zhì)構(gòu)特性變化研究

李志剛，陳文冰，郝利平，石建春

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太谷 030801)

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香蕉果實(shí)冷害過(guò)程中質(zhì)構(gòu)特性變化研究

李志剛，陳文冰，郝利平*，石建春

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)與工程學(xué)院，山西 太谷 030801)

摘要：為探究香蕉果實(shí)冷害過(guò)程中質(zhì)構(gòu)特性的變化規(guī)律，本試驗(yàn)以綠熟香蕉為試材，應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀監(jiān)測(cè)香蕉冷害過(guò)程中果肉和果皮的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性的變化。結(jié)果表明，冷害增大了香蕉果肉的硬度、粘附性和咀嚼性，但彈性基本保持不變；冷害使香蕉果皮的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性均有不同程度的降低；輕度冷害的香蕉催熟后其果肉和果皮的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均可按正常后熟規(guī)律變化，隨著冷害的逐步加深，香蕉果肉和果皮的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性均逐步增大，且冷害程度越嚴(yán)重增大得越明顯。香蕉冷害過(guò)程中質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的變化與冷害程度存在較好的相關(guān)性，因此，可以采用質(zhì)構(gòu)指標(biāo)衡量和評(píng)價(jià)香蕉冷害過(guò)程中質(zhì)地品質(zhì)的變化。

關(guān)鍵詞：香蕉； 冷害； 質(zhì)構(gòu)； 質(zhì)構(gòu)儀； TPA

香蕉屬于熱帶、亞熱帶水果，是典型的冷敏型水果之一[1]，其在秋冬季節(jié)北運(yùn)北銷(xiāo)過(guò)程中極易受到低溫的影響而發(fā)生冷害，造成品質(zhì)劣變，導(dǎo)致食用價(jià)值和商品價(jià)值降低甚至完全喪失，從而帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重影響香蕉產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[2～4]。為此，研究香蕉冷害的產(chǎn)生機(jī)理及調(diào)控技術(shù)，有效預(yù)防香蕉冷害的發(fā)生，延長(zhǎng)其貯藏期和貨架期，對(duì)于香蕉采后減損降耗，增加蕉農(nóng)收入，促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展具有重要意義。目前關(guān)于香蕉冷害的研究主要集中在從生理生化角度探討其冷害發(fā)生機(jī)理[5]及其調(diào)控措施[6～9]，而從物性學(xué)角度研究香蕉冷害的發(fā)生機(jī)理還未見(jiàn)相關(guān)報(bào)道。為此本文以香蕉為試材，應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀監(jiān)測(cè)香蕉果實(shí)冷害過(guò)程中的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，分析和研究香蕉果實(shí)在冷害過(guò)程中果肉和果皮質(zhì)構(gòu)特性的變化規(guī)律，以求為進(jìn)一步揭示香蕉果實(shí)的冷害機(jī)理提供理論基礎(chǔ)，為香蕉冷害癥狀的表征提供新的方法。

1材料與方法

1.1材料及處理

香蕉：巴西Musa.，AAA Group cv.Brazil，市售。購(gòu)買(mǎi)后及時(shí)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室，去軸落梳，分成單個(gè)蕉指，挑選大小均一，果形端正，無(wú)病蟲(chóng)害，無(wú)機(jī)械傷，飽滿(mǎn)度為七八成熟的綠熟香蕉為試材。將供試香蕉隨機(jī)分成兩組，分別裝入0.03 mm厚的聚乙烯保鮮袋，每袋裝3根蕉指，每個(gè)處理裝24袋，分別置于6 ℃(處理組)和13 ℃(CK)下貯藏，溫度波動(dòng)控制在±0.5 ℃。每隔3 d隨機(jī)取出12根蕉指，其中6根即時(shí)進(jìn)行冷害癥狀的評(píng)定和質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定，6根常溫下用乙烯利催熟5 d后進(jìn)行冷害癥狀的評(píng)定和質(zhì)構(gòu)指標(biāo)測(cè)定。

保鮮袋：0.03 mm厚的PE保鮮袋，市售；乙烯利： 0.05 g·kg-1香蕉，山東營(yíng)養(yǎng)源食品科技有限公司。

1.2測(cè)定方法

1.2.1香蕉果實(shí)冷害癥狀的評(píng)定方法

香蕉果實(shí)冷害癥狀的評(píng)定在王勇等[1]的方法上稍作修改，具體評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

1.2.2香蕉果肉質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的測(cè)定

香蕉果肉質(zhì)構(gòu)指標(biāo)采用美國(guó)FTC公司的TMS-Pro型質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定。測(cè)定時(shí)將單根蕉指用小刀完整均勻地削去其一個(gè)果面的果皮，然后將蕉指去皮面向上水平置于質(zhì)構(gòu)儀載物臺(tái)上，徑向穿刺測(cè)定質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，每間隔2 cm取一個(gè)點(diǎn)，每根蕉指取5個(gè)點(diǎn)，重復(fù)3次，求平均值。

測(cè)定時(shí)在室溫下選取直徑6 mm的圓柱形探頭應(yīng)用TPA檢測(cè)模式測(cè)定香蕉果肉的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性；TPA測(cè)試參數(shù)具體為起始力0.5 N，V測(cè)試60 mm·min-1，V測(cè)后200 mm·min-1，形變量50%，兩次壓縮的停隔時(shí)間為5 s，測(cè)試過(guò)程的數(shù)據(jù)采集率為2 kHz。

1.2.3香蕉果皮質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的測(cè)定

將上述蕉指切下的完整、均勻的香蕉皮，面朝上置于質(zhì)構(gòu)儀的載物臺(tái)上，應(yīng)用TPA檢測(cè)模式測(cè)定其質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，測(cè)定時(shí)每隔2 cm選取一個(gè)測(cè)試點(diǎn)，每個(gè)香蕉皮共選取5個(gè)點(diǎn)，重復(fù)3次，取平均值。測(cè)試時(shí)質(zhì)構(gòu)儀的探頭類(lèi)型、TPA參數(shù)設(shè)置、測(cè)定指標(biāo)同1.2.2。

1.2.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS Statistics 17.0和Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。

2結(jié)果與分析

2.1貯藏過(guò)程中香蕉果實(shí)冷害程度的變化

由表2可以看出，6 ℃下貯藏的香蕉果實(shí)在貯藏第3 天就開(kāi)始表現(xiàn)出輕微冷害癥狀，果皮色澤變暗，出現(xiàn)褐色小凹陷斑點(diǎn)，但催熟后能正常后熟；貯藏第6～12 d香蕉果實(shí)表現(xiàn)出中度冷害癥狀，香蕉果皮的顏色褐變有所加重，光澤基本失去，凹陷斑點(diǎn)的面積繼續(xù)擴(kuò)大，催熟后果實(shí)雖然能后熟,但果皮不能均勻轉(zhuǎn)黃；貯藏至15 d時(shí)香蕉果實(shí)冷害癥狀已達(dá)到嚴(yán)重冷害程度，香蕉果皮大面積變黑，凹陷斑進(jìn)一步擴(kuò)大，并出現(xiàn)水漬狀,香蕉果肉出現(xiàn)硬化現(xiàn)象,果肉味道酸澀，果肉果皮難以分離，催熟后不能正常后熟。而對(duì)照組則始終沒(méi)有出現(xiàn)冷害癥狀，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)果皮由青綠色逐步轉(zhuǎn)變?yōu)辄S色，催熟后能正常后熟。

2.2香蕉果實(shí)冷害過(guò)程中硬度的變化

硬度可以客觀地反映果品與蔬菜的成熟度和品質(zhì)變化，是果蔬品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)[10,11]。圖1a顯示，香蕉果實(shí)在冷害過(guò)程中果肉硬度的變化不同于對(duì)照組。隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)及冷害程度的加深，處理組香蕉果肉硬度總體呈上升趨勢(shì)，而對(duì)照組則呈逐步下降趨勢(shì)。在貯藏前6 d，處理組和對(duì)照組果肉硬度的變化都不大，說(shuō)明輕度冷害對(duì)香蕉果肉硬度影響不大；6 d后處理組和對(duì)照組香蕉果肉硬度的變化完全不同，處理組在貯藏6～9 d時(shí)有一個(gè)快速上升過(guò)程，之后基本保持不變，而對(duì)照組則呈逐步下降趨勢(shì)，第9 d時(shí)兩者差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)?？梢?jiàn)，隨著冷害程度的逐步加深，香蕉果肉硬度會(huì)增大，且在隨后的貯藏過(guò)程中一直保持較大的硬度值，不能自然成熟軟化。催熟后(圖1b)處理組香蕉果肉硬度的變化同樣呈上升趨勢(shì)，貯藏前6 d催熟后香蕉果肉硬度的變化與對(duì)照組基本一致，貯藏6 d后催熟香蕉果肉硬度開(kāi)始上升，冷藏9 d常溫下催熟5 d后處理組已極顯著(P<0.01)高于對(duì)照組，而對(duì)照組催熟后果肉硬度一直保持較為平緩的變化過(guò)程。由此可見(jiàn)，香蕉果實(shí)發(fā)生輕度冷害時(shí)催熟后仍能正常后熟，硬度值可按香蕉正常后熟規(guī)律變化；但隨著冷害程度的加深，催熟后香蕉果實(shí)不能正常后熟，果肉硬度較大，果實(shí)較硬。

由圖2a可以看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，處理組和對(duì)照組香蕉果皮硬度均呈先小幅上升后逐步下降的變化趨勢(shì)，處理組在整個(gè)貯藏過(guò)程中變化幅度不大，而對(duì)照組下降幅度較大，到貯藏第6 d時(shí)兩者差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。催熟后(圖2b)處理組香蕉果皮硬度總體呈上升趨勢(shì)，冷藏6 d室溫下催熟5 d后處理組香蕉果皮硬度已顯著(P<0.05)高于對(duì)照組，到貯藏末期處理組香蕉果皮的硬度值幾乎接近于催熟前的；而對(duì)照組經(jīng)小幅上升后逐步下降?？梢?jiàn)，冷害抑制了香蕉果皮硬度的下降，且隨著冷害程度的加深，催熟后香蕉果皮逐漸不能正常后熟和軟化，仍保持較大的硬度，且冷害程度越嚴(yán)重這種表現(xiàn)越明顯。

2.3香蕉果實(shí)冷害過(guò)程中彈性的變化

彈性反映的是果蔬受壓后迅速恢復(fù)形變的能力[11]。由圖3a可見(jiàn)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)及冷害程度的加深，處理組香蕉果肉的彈性總體變化不大，彈性值在12.16～13.27 mm之間波動(dòng)，而對(duì)照組則呈先上升后下降的變化趨勢(shì)，貯藏第12 d時(shí)兩者差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。催熟后(圖3b)處理組香蕉果肉的彈性總體呈先上升后小幅下降的變化趨勢(shì)，而對(duì)照組則呈逐步下降的變化趨勢(shì)，在冷藏9 d室溫下催熟5 d后處理組的彈性明顯(P<0.05)高于對(duì)照組。由此可見(jiàn)，冷害抑制了香蕉果肉彈性的下降，且隨著冷害程度的加深，催熟后香蕉果肉的彈性逐步增大。

圖4a顯示，貯藏過(guò)程中處理組香蕉果皮的彈性總體呈先下降后小幅上升的變化趨勢(shì)，對(duì)照組總體呈下降趨勢(shì)。在貯藏前6 d處理組和對(duì)照組果皮彈性的變化基本一致；貯藏第6～12 d兩者彈性變化差別較大，處理組果皮彈性下降較快，而對(duì)照組變化較為平緩，到貯藏第12 d時(shí)兩者差異達(dá)顯著(P<0.05)水平；12 d后處理組香蕉果皮彈性有一個(gè)小幅上升，而對(duì)照組反而下降較快，到貯藏第18 d時(shí)處理組香蕉果皮彈性顯著(P<0.05)高于對(duì)照組。催熟后(圖4b)處理組香蕉果皮的彈性先逐步上升后又小幅下降，對(duì)照組則是先小幅上升隨后逐步下降，在貯藏前6 d催熟后兩者差異不顯著(P>0.05)，冷藏9 d室溫下催熟5 d后兩者達(dá)顯著(P<0.05)差異水平；此外，由圖4a、4b還可以看出，貯藏12 d后處理組催熟前后的彈性值沒(méi)有明顯(P>0.05)差別。由此可以得出，輕度冷害對(duì)香蕉果皮的彈性影響不大，催熟后仍能按香蕉正常后熟規(guī)律變化；但隨著冷害的逐步加重，處理組香蕉果皮的彈性變化發(fā)生異常，最終保持一個(gè)相對(duì)較大的彈性值，嚴(yán)重冷害后催熟前后香蕉果皮的彈性基本沒(méi)有發(fā)生變化。

2.4香蕉果實(shí)冷害過(guò)程中粘附性的變化

粘附性反映的是克服食品表面同其他物質(zhì)表面接觸之間的吸引力所需要的能量，以質(zhì)構(gòu)儀探頭脫離樣品表面所做的功表示。由圖5a可以看出，處理組香蕉果肉的粘附性隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)及冷害程度的加深呈逐步上升趨勢(shì)，對(duì)照組總體呈下降趨勢(shì)，在貯藏前6 d處理組與對(duì)照組的粘附性沒(méi)有明顯(P>0.05)差別，到貯藏第9 d時(shí)兩者差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)。催熟后(圖5b)處理組香蕉果肉的粘附性同樣呈逐步上升趨勢(shì)，而對(duì)照組則呈緩慢下降趨勢(shì)，貯藏9 d常溫下催熟5 d后處理組粘附性顯著(P<0.01)高于對(duì)照組?？梢?jiàn)，冷害在一定程度上提高了香蕉果肉的粘附性，且冷害程度越嚴(yán)重，香蕉果肉的粘附性越大。

由圖6a可以看出，在整個(gè)貯藏過(guò)程中處理組和對(duì)照組香蕉果皮的粘附性均呈下降趨勢(shì)，但處理組下降的速度相對(duì)慢于對(duì)照組，方差分析表明，從貯藏第3 d開(kāi)始處理組粘附性就顯著(P<0.05)高于對(duì)照組。催熟后(圖6b)處理組和對(duì)照組香蕉果皮的粘附性均在第3 d時(shí)達(dá)到最大，之后開(kāi)始下降，處理組下降的相對(duì)較慢，貯藏9 d常溫下催熟5 d后處理組與對(duì)照組達(dá)極顯著(P<0.01)差異。由圖6a、6b還可以發(fā)現(xiàn)，貯藏18 d時(shí)催熟前后香蕉果皮的粘附性沒(méi)有明顯(P>0.05)差別。由此可以得出，冷害在一定程度上抑制了香蕉果皮粘附性的降低。

2.5香蕉果實(shí)冷害過(guò)程中咀嚼性的變化

咀嚼性以咀嚼果實(shí)時(shí)所消耗的能量來(lái)表示，其綜合反映的是果實(shí)對(duì)咀嚼的持續(xù)抵抗性[11]。由圖7a可見(jiàn)，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)及冷害程度的加深，處理組香蕉果肉的咀嚼性總體呈上升變化趨勢(shì)，對(duì)照組則呈先上升后逐步下降的變化趨勢(shì)，貯藏第9 d時(shí)，處理組的咀嚼性顯著(P<0.01)高于對(duì)照組。由圖7b可以發(fā)現(xiàn)，處理組香蕉果肉的咀嚼性在貯藏前9 d催熟后與對(duì)照組沒(méi)有明顯(P>0.05)差別，但隨著冷害程度的逐步加深處理組香蕉果肉的咀嚼性呈增大趨勢(shì)，貯藏12 d常溫下催熟5 d后處理組極顯著(P<0.01)高于對(duì)照組。由此可以得出，輕度冷害和中度冷害前期對(duì)香蕉果肉的咀嚼性沒(méi)有太大影響，但隨著冷害程度的逐步加深，香蕉果肉的咀嚼性逐步增大，催熟后香蕉果肉的咀嚼性不能按照正常后熟規(guī)律變化，結(jié)果保持較大咀嚼性。

由圖8a可見(jiàn)，處理組和對(duì)照組香蕉果皮的咀嚼性在貯藏前15 d變化規(guī)律基本一致，但到了貯藏第18 d時(shí)處理組的咀嚼性極顯著(P<0.01)高于對(duì)照組。催熟后(圖8b)處理組香蕉果皮的咀嚼性變化完全不同于對(duì)照組，總體呈上升趨勢(shì)，貯藏6 d常溫下催熟5 d后就已顯著(P<0.05)高于對(duì)照組，到貯藏末期與催熟前的咀嚼性基本一致。由此可見(jiàn)，輕度冷害對(duì)香蕉果皮咀嚼性影響不大，但隨著冷害程度的加深，香蕉果皮保持較大的咀嚼性，尤其是催熟后更明顯。

3結(jié)論與討論

試驗(yàn)結(jié)果表明，冷害增大了香蕉果肉的硬度、粘附性和咀嚼性，而彈性基本保持不變；催熟后輕度冷害香蕉的果肉硬度、彈性、粘附性、咀嚼性仍按正常后熟規(guī)律變化，但隨著冷害程度的逐步加深，催熟后香蕉逐漸不能正常后熟，其果肉硬度、彈性、粘附性、咀嚼性也逐步增大。冷害后香蕉果肉質(zhì)構(gòu)特性的這種變化可能是由于果肉中的多聚半乳糖醛酸酶的活性在低溫下被抑制，致使果肉細(xì)胞壁的果膠質(zhì)不能正常分解，同時(shí)積累了大量的低甲氧基相對(duì)分子質(zhì)量高的果膠質(zhì)，積聚的果膠質(zhì)會(huì)與自身的鈣離子結(jié)合形成凝膠狀結(jié)構(gòu)[12,13]；以及低溫冷害使組織中有較高的Ca2+、K+、Na+等礦物質(zhì)含量，其中K+和Ca2+可激發(fā)轉(zhuǎn)化酶的活性，抑制淀粉酶的活性[14]，影響果實(shí)中淀粉的正常代謝，最終造成果實(shí)變硬，不能正常后熟軟化，從而使其硬度、粘附性、咀嚼性增大并保持較大的彈性，具體原因有待進(jìn)一步研究。

本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，冷害過(guò)程中香蕉果皮的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性均有不同程度的降低，但最終均保持相對(duì)較大的值，顯著(P<0.05)高于對(duì)照組。催熟后輕度冷害階段香蕉果皮的質(zhì)構(gòu)特性變化可按正常后熟規(guī)律變化，然而隨著冷害的逐步加深，香蕉果皮的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性呈增大趨勢(shì)，到嚴(yán)重冷害階段催熟前后的值基本沒(méi)有太大差別。冷害過(guò)程中香蕉果皮硬度、彈性、粘附性、咀嚼性下降的原因可能是由于香蕉果皮的膜脂過(guò)氧化程度在低溫冷害下被提高，細(xì)胞膜透性增加，細(xì)胞的組織結(jié)構(gòu)逐步遭到破壞，進(jìn)而引起新陳代謝失調(diào)，最終導(dǎo)致表皮凹陷，組織出現(xiàn)水漬狀所致[15～18]。嚴(yán)重冷害階段香蕉果皮的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性大于沒(méi)有發(fā)生冷害的香蕉，且催熟前后質(zhì)構(gòu)指標(biāo)值基本一致，這可能是因?yàn)閲?yán)重冷害已導(dǎo)致果皮組織細(xì)胞死亡，不能正常代謝[14]，完全喪失后熟能力所致，當(dāng)然這只是推測(cè)，具體原因還有待進(jìn)一步研究。

此外，從各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與香蕉冷害程度的相關(guān)性分析可以看出，香蕉果肉除了彈性之外，其硬度、粘附性、咀嚼性的變化與冷害程度之間存在較好的相關(guān)性(R=0.6835～0.7299),催熟后香蕉果肉的各質(zhì)構(gòu)指標(biāo)均與冷害程度存在較好的相關(guān)性(R=0.5648～0.7778)；香蕉冷害過(guò)程中果皮的硬度、彈性、粘附性、咀嚼性與冷害程度存在較好的負(fù)相關(guān)性(R=-0.6398～-0.9156)，催熟后除了粘附性外其他質(zhì)構(gòu)指標(biāo)與冷害程度同樣存在較好的相關(guān)性(R=0.7591～0.0.8660)。由此看來(lái)，香蕉冷害過(guò)程中質(zhì)構(gòu)指標(biāo)的變化比較客觀地反映了其質(zhì)地的變化，因此，可以采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)香蕉冷害期間質(zhì)構(gòu)特性變化進(jìn)行檢測(cè)，以衡量和評(píng)價(jià)香蕉冷害過(guò)程中的質(zhì)地品質(zhì)的變化。該方法方便快捷，測(cè)定參數(shù)具有客觀性，是一種值得推廣和應(yīng)用的方法。

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(編輯：馬榮博)

Changes of textural characteristic of banana fruit during chilling injury

Li Zhigang, Chen Wenbing, Hao Liping*, Shi Jianchun

(CollegeofFoodScienceandEngineering,ShanxiAgriculturalUniversity,Taigu030801,China)

Key words:Banana; Chilling injury; Texture; Texture analyzer; TPA

Abstract:In order to investigate the changes of textural characteristic of banana fruit during chilling injury, the experiment was carried out with green ripe banana as materials, and the hardness, springiness, springiness and chewiness of banana fruits were determined by using texture analyzer. The results showed that, the hardness, springiness, chewiness of banana flesh were increased, the springiness was essentially unchanged during chilling injury. And the banana peel’s hardness, springiness, springiness and chewiness were decreased in different degree, but they still greater than the values of no chilling injury of banana at the end of storage. For the mild chilling injury of banana, the texture indexes of banana flesh and peel can be changed according to the rules of normal ripening after ripening. However, with the gradual deepening of the chilling injury of banana, the hardness, springiness, springiness and chewiness of banana flesh and peel were gradually increased, and the more serious of chilling injury, the more obviously increased of texture index. In addition, there was a good correlation between changes of texture index and degree of chilling injury. Therefore, the change of texture quality of banana in the process of chilling injury can be measured and evaluated by texture index.

收稿日期：2016-03-08 修回日期：2016-03-31

作者簡(jiǎn)介：李志剛(1979-)，男(漢)，河北張北人，講師，碩士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品采后生理、貯藏及加工 *通訊作者：郝利平，教授，博士生導(dǎo)師。Tel:0354-6289756;E-mail: haoliping756@163.com

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(2012BAD38B07)

中圖分類(lèi)號(hào)：TS255; S667.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1671-8151(2016)06-0450-07