果皮和果肉比例對真空冷凍干燥重組芒果脆塊品質(zhì)的影響

郭玉霞 畢金峰 易建勇，* 呂 健 彭 健 肖 波 劉清化 徐玉娟

（1中國農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品加工綜合性重點實驗室，北京 100193；2廣東省農(nóng)業(yè)科學院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部功能食品重點實驗室/廣東省農(nóng)產(chǎn)品加工重點實驗室，廣東 廣州 510610；3廣東現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備研究所，廣東 廣州 510630）

芒果（Mangifera indicaL.）占全球主要熱帶水果產(chǎn)量的52%，因其香味濃郁、營養(yǎng)豐富而備受青睞，被譽為“熱帶水果之王”［1-2］。為了減輕芒果在貯運過程中的損失，鮮果常被加工成果汁、果漿和果干等多種產(chǎn)品。芒果皮是加工過程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物，占鮮果質(zhì)量的15%～20%［3］。芒果皮富含多種生物活性成分，包括多酚（2 930～6 624 mg GAE·100 g-1db）、類胡蘿卜素（3.7～5.7 mg·100 g-1db）、果膠（10.33 g·100 g-1db）和維生素等［4-6］。2018年，中國的芒果產(chǎn)量高達226.81 萬噸，種植面積約25.79 萬公頃［7］。若按原料總產(chǎn)量的20%計算芒果年加工量，每年將產(chǎn)生芒果皮約6.80～9.07 萬噸。目前我國主要將芒果皮用作動物飼料或直接丟棄，造成芒果皮資源的巨大浪費和環(huán)境污染。關于芒果皮的研究主要集中在兩方面，一是通過復雜工藝從芒果皮中提取生物活性物質(zhì)；二是將芒果皮作為輔料添加到食品中以增強其營養(yǎng)功能品質(zhì)。但在食品工業(yè)中由于技術成熟性和產(chǎn)品可行性的限制，尚未實現(xiàn)芒果皮的工業(yè)化加工利用，故仍需探索新型可行技術，以實現(xiàn)芒果皮的高效利用。

重組食品是由一種或幾種食品原料經(jīng)破碎、混合后再重新造型加工成的一種方便即食食品。經(jīng)質(zhì)構重組加工后形成的食品具有不同于原料食品的顏色、風味或營養(yǎng)等品質(zhì)［8］，如玫瑰-山藥脆片［9］、馬鈴薯-蘋果脆片［10］等。干燥是重組食品的常用加工方法［10-11］。其中，真空冷凍干燥（freeze-drying，F(xiàn)D）產(chǎn)品不僅營養(yǎng)保留率高、質(zhì)地酥脆，且加工過程中便于多種原料混合、重組再造型［12］。因此通過質(zhì)構重組和FD 技術可以生產(chǎn)出具有個性化精準營養(yǎng)和質(zhì)構特性的重組食品。這為芒果皮的有效利用提供了新的途徑，即在真空冷凍干燥的重組芒果脆塊中添加芒果皮。但隨著芒果皮的添加，產(chǎn)品的理化、營養(yǎng)和質(zhì)構品質(zhì)會隨著食品基質(zhì)中各種組分種類和含量的變化而改變。其中，凍干產(chǎn)品的質(zhì)構特性是決定消費者對產(chǎn)品接受度的重要品質(zhì)。質(zhì)構特性是食品原料和內(nèi)部組織結(jié)構的綜合感官體現(xiàn)，受物質(zhì)組成成分特性和內(nèi)部孔隙結(jié)構的影響［13］。芒果果皮和果肉中的細胞壁多糖、小分子糖、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)等組成成分的含量和特性存在差異［14］。這些差異一方面可能影響凍干過程中的傳質(zhì)和傳熱，導致干燥產(chǎn)品內(nèi)部組織結(jié)構特性的改變［15-16］；另一方面這些物質(zhì)自身分子量、結(jié)晶能力、水合特性的差異也可能會影響最終產(chǎn)品的剛性。故需進一步研究添加芒果皮帶來的營養(yǎng)、質(zhì)構特性的變化。

本研究通過將新型重組技術和FD技術相結(jié)合，評估添加不同比例的芒果皮對FD重組芒果脆塊理化、質(zhì)構、感官和營養(yǎng)品質(zhì)的影響，旨在開發(fā)一種新型的健康芒果休閑食品，為芒果副產(chǎn)物的高效利用探索一種經(jīng)濟可行的方法。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

供試臺農(nóng)1 號芒果產(chǎn)自廣西百色，于2020年9月購于北京幸福榮耀超市（農(nóng)大南路店）。選擇成熟度均一、無病蟲害、無損傷的果實，經(jīng)清洗、晾干后分離果皮（厚度約1～2 mm）、果肉和果核。采用液氮速凍后置于-40℃冰箱中保存、備用。

綠原酸、香草酸和咖啡酸標準品（色譜純）、甲醇和乙酸（色譜純）、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’-聯(lián)氮雙（3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸）二銨鹽［2，2’-amino-bis （2-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid）ammonium salt，ABTS］（分析純），上海Sigma-Aldrich中國公司；阿魏酸和芒果苷標準品（色譜純），上海源葉生物科技有限公司；正己烷、福林酚、苯酚、濃鹽酸和無水乙醇（分析純），上海國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

ULT1386-3-V41 超低溫冰箱（-80 ℃），中國賽默飛科技有限公司；YC-80旋渦混勻儀，杭州米歐儀器有限公司；AW1000T 水分活度儀，上海昌琨實業(yè)有限公司；BLK-0.5真空冷凍干燥機，江蘇博萊克冷凍科技發(fā)展有限公司；Lens Eye-NET Version1.5.5.0 電子眼色彩分析系統(tǒng)，美國雷斯頓Hunter 實驗室；Nikon700 數(shù)碼相機，日本Nikon 公司；DSC 8000 差示掃描量熱儀，美國PE 公司；TA.HD plus 物性測試儀，英國Stable Micro System 公司；S-570 掃描電子顯微鏡，日本日立公司；Waters 2695 高效液相色譜，美國Waters 公司；Milli-Q 超純水制備系統(tǒng)，美國Millipore 公司；SB25-12DTn 超聲波清洗機，寧波新芝生物科技股份有限公司；UV-1800 紫外分光光度計，日本SHIMADZU 公司；Volscan Profiler 300 食品體積測定儀，英國Stable Micro System公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 產(chǎn)品制備 將芒果果肉和果皮在室溫下解凍后打漿，打漿時控制芒果皮的添加比例分別為0%、10%、20%、40%、60%和80%，以0%芒果皮添加比例的樣品為對照。充分混勻后倒入規(guī)格為2.5 cm×2.5 cm×1.4 cm 的硅膠模具中。在-80 ℃條件下預凍24 h 后進行真空冷凍干燥，設置冷阱溫度為-40 ℃，真空度為80 Pa，在-20 ℃隔板溫度條件下干燥3 h，然后將隔板溫度在6 h 之內(nèi)由-20 ℃升高至40 ℃，最后在40 ℃隔板溫度條件下干燥21 h。干燥后的樣品置于干燥器中均濕48 h后進行各項指標測定。

1.3.2 可溶性和不可溶性纖維提取 參考杜茜茜等［15］的方法并稍作修改。將芒果果皮和果肉粉末與70%乙醇溶液（固液比=1∶20）混合，浸提2 h后抽濾，不溶物用70%的乙醇沖洗，殘留物在35 ℃條件下烘干至恒重得到醇不溶性物質(zhì)（alcohol-insoluble residue，AIR）。將以上抽濾液和乙醇洗滌液合并，40 ℃旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)除去乙醇。將濃縮液凍干至恒重，得醇溶性物質(zhì)（alcohol-soluble residue，ASR）。將得到的細胞壁物質(zhì)AIR 與0.01 mol·L-1稀鹽酸溶液（固液比=1∶40）混合，調(diào)節(jié)混合液pH 值至2.0，40 ℃水浴超聲浸提2 h，趁熱抽濾，濾餅用85 ℃熱水洗滌至中性，凍干至恒重得到不溶性膳食纖維（insoluble dietary fiber，IDF）。將以上濾液和洗滌液合并，凍干至恒重得到水溶性膳食纖維（soluble dietary fiber，SDF）。

1.3.3 基本理化特性 水分含量依據(jù)《GB 5009.3-2016 食品安全國家標準食品中水分的測定》［17］測定。水分活度（water activity，Aw）采用水分活度儀法測定，測量前用飽和KCl 溶液（Aw = 0.843）單點校準儀器。總可溶性固形物（total soluble solids，TSS）采用手持式折光儀在25 ℃條件下測定?？傻味ㄋ岵捎秒娢坏味▋x法測定，以0.01 mol·L-1NaOH 溶液滴定，結(jié)果以蘋果酸當量表示。玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）采用差示掃描量熱儀法測定［12］。色澤參考Hou 等［18］的方法測定，結(jié)果以L*（亮度）、a*（紅度）、b*（黃度）值來表示，重復測量6次，結(jié)果取平均值。

1.3.4 表觀密度 參考Huang 等［10］的方法測定。其中脆塊體積采用食品體積測定儀測定，重復測量6 次，結(jié)果取平均值。

1.3.5 質(zhì)構 參考Peng 等［19］的方法測定。采用P/0.25S探頭進行穿刺測試。測試條件為：測試前、中、后速度分別為1.0、1.0、2.0 mm·s-1，觸發(fā)力為5 g，穿透距離為20.0 mm。記錄探頭穿刺過程中的力-距離曲線，定義曲線中力的最大值為硬度，曲線中峰的個數(shù)為脆度。測量重復8次，結(jié)果取平均值。

1.3.6 微觀結(jié)構 參考賴譜富等［20］的方法測定并稍作修改。選取代表性的芒果脆塊橫斷面，用碳導電膠將其固定在電鏡掃描臺上。然后將掃描臺進行真空冷凍干燥以除去粘臺過程中脆塊從周圍環(huán)境中吸收的水分。再進行噴金，在低真空、工作電壓10 kV、工作距離8～11.5 mm 條件下，放大50 倍觀察樣品的微觀結(jié)構。

1.3.7 吸濕性 采用擴散皿靜態(tài)稱重法測定［21］。將芒果脆塊置于提前放置有飽和NaCl 溶液（相對濕度75%）的擴散皿中，每隔15、30、60、90 min和2、4、8、12、24、38、50、74、98 h取樣稱量。采用下式計算吸濕率：

式中，mt為t時刻樣品的重量，g；m0為初始時樣品的重量，g。

1.3.8 酚類組分 將0.3 g 芒果粉與20 mL 80%甲醇混合并超聲2 h。在10 000 r·min-1、4 ℃條件下離心15 min。沉淀物再用80%甲醇按上述步驟提取一次，合并上述兩次提取過程中的上清液。用于總酚、單酚和抗氧化性測定。

采用福林酚法［22］測定總酚含量。上述提取液用蒸餾水稀釋兩次。將2 mL 稀釋后的提取液與1 mL 10%福林酚試劑混合，靜置5 min。然后將2 mL Na2CO3溶液加入上述混合液中，在85 ℃下反應5 min。測定765 nm 處的吸光度值。結(jié)果用沒食子酸（gallic acid equivalent，GAE）標準曲線（R2≥0.99）定量，表示為mg GAE·100 g-1。

采用高效液相色譜法測定芒果脆塊中綠原酸、香草酸、阿魏酸、咖啡酸和芒果苷的含量。高效液相色譜條件為：色譜柱為安捷倫eclipse XDB-C18（4.6 mm ×250 mm，5 μm）；柱溫30 ℃；檢測波長為280 nm（綠原酸、咖啡酸、芒果苷）、300 nm（香草酸）、320 nm（阿魏酸）；以含2%乙酸的超純水為流動相A，甲醇為流動相B；流速為1.0 mL·min-1；進樣體積為10 μL；梯度洗脫程序為：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。單酚含量根據(jù)標準曲線計算（R2≥0.99）。

1.3.9 抗氧化性 抗氧化性以DPPH、ABTS 自由基清除能力和鐵離子還原能力（ferric ion reducing antioxidant power，F(xiàn)RAP）表示。

DPPH 自由基清除能力按下述方法測定：將1.8 mL 80%甲醇和0.2 mL 提取液與4 mL DPPH 標準溶液（0.2 mmol·L-1）混合，避光反應30 min。于517 nm處記錄吸光度。參考Nyangena等［23］的方法計算結(jié)果。

參考Sogi 等［24］的方法測定ABTS 自由基的清除能力并稍作修改。用80%甲醇將ABTS 工作液稀釋至734 nm 處吸光度為0.700。用80%甲醇將提取液稀釋25 倍后與ABTS 工作液反應，然后測定734 nm 處的吸光度。結(jié)果采用下式計算：

式中，A1表示樣品的吸光度值。

FRAP 參考Sogi 等［24］的方法測定，并稍作修改。將0.2 mL提取液、Trolox標準品與6 mL FRAP 工作液混合。在37 ℃下反應30 min后，測定593 nm處的吸光度值。結(jié)果根據(jù)Trolox 標準曲線（R2≥0.99）計算，表示為mg Trolox·g-1。

1.3.10 類胡蘿卜素 參考劉嘉寧［25］的方法測定。

1.3.11 感官評價 由13 名食品專業(yè)人員組成感官評定小組，對脆塊的外觀、氣味、質(zhì)地、風味、總體可接受度進行評定，以上5 因素滿分各為10 分，不低于5 分表示可被消費者接受。具體的感官評定標準見表1。

表1 脆塊感官評分標準Table 1 Sensory scoring criteria of cubes

1.4 統(tǒng)計分析

除特別提及，其余所有指標均重復測量3 次，結(jié)果取平均值。采用SPSS 25.0 軟件進行數(shù)據(jù)分析，使用方差分析（analysis of variance，ANOVA）進行差異顯著性檢驗（P＜0.05），使用Orgin 9.0軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 果肉和果皮組成成分差異分析

芒果果肉和果皮的主要化學成分如表2所示。果皮中的水分含量顯著低于果肉，而ASR、IDF和SDF含量則顯著高于果肉。水分經(jīng)干燥后去除，故凍干后的產(chǎn)品干物質(zhì)組成主要包括ASR、IDF和SDF。由表2可知，果肉和果皮中SDF∶IDF∶ASR的比例分別為1.0∶2.5∶32.5、1.0∶2.4∶8.9，說明凍干后的芒果果肉中ASR在干物質(zhì)中的相對占比高于果皮。IDF 和SDF 組分主要是細胞壁成分，如果膠、纖維素和半纖維素［15］。芒果果肉和果皮中的可滴定酸含量范圍為0.35～0.70 g·100 g-1，而先前的研究發(fā)現(xiàn)未成熟芒果的可滴定酸含量變化范圍為0.24%～3.77%［14］。上述差異可能與芒果的品種、成熟度和產(chǎn)地有關［3，6］。此外，與果肉相比，芒果果皮中可滴定酸、TSS、總酚、類胡蘿卜素和膳食纖維含量較高，蛋白質(zhì)含量較低。芒果果肉和果皮化學組分的差異可能會導致重組脆塊生產(chǎn)過程中產(chǎn)品品質(zhì)的變化。

表2 芒果果肉和果皮組成成分差異（濕基）Table 2 Differences in composition of mango pulp and peel(wet basis)

2.2 不同芒果皮添加比例對FD 芒果脆塊理化性質(zhì)的影響

由表3可知，芒果脆塊的水分含量隨芒果皮添加比例的增加呈現(xiàn)整體減小趨勢。與對照樣品相比，添加40%～80%芒果皮后，脆塊的Tg增加了7.82～13.61 ℃。此外，隨著芒果皮添加量的增加，脆塊a*值整體呈增大趨勢，b*值變化不顯著。添加40%～80%果皮后脆塊的L*值減小。顏色的改變可能與果肉和果皮間顏色的差異和凍干前物料漿液粒徑有關。芒果皮中較高的多酚含量提高了酶促褐變的幾率。另外，芒果皮中細胞壁物質(zhì)含量較高，由于空間阻礙作用使其有較強的外力抵抗能力，在相同打漿時間下添加果皮的樣品漿液粒徑較純果肉大。而更小的粒徑使脆塊表面更平整，因此反射更多的光［26］，故添加果皮樣品的L*值減小。

表3 FD重組芒果脆塊的理化性質(zhì)Table 3 Physicochemical properties of FD restructured mango cubes

2.3 不同芒果皮添加比例對FD芒果脆塊質(zhì)構的影響

圖1-A 為芒果脆塊在進行物性測試時的力-穿透距離曲線。曲線的波動反映了多孔結(jié)構孔壁的變形和斷裂［27］，而曲線的振幅和頻率在一定程度上反映了孔隙的數(shù)目和孔徑。對于添加20%、40%、60%和80%芒果皮的脆塊，當壓縮距離分別為9.7、7.1、6.6 和5.6 mm 時，力-距離曲線急劇下降。表明添加芒果皮比例為20%～80%的樣品在進行穿刺試驗時，發(fā)生了較大程度的突然斷裂。由表3可知，添加芒果皮后脆塊水分含量降低，這可能導致脆塊剛性強度增大，而韌性減小。通常，當外部應力足夠大時，剛性強度過大的材料更容易發(fā)生完全斷裂或變形。同時，上述現(xiàn)象導致壓縮后期的力-距離曲線趨于平滑，而含0%～10%芒果皮樣品的曲線呈現(xiàn)鋸齒狀，表明添加過多的芒果皮會減小脆塊的酥脆度。

由圖1-B 可知，與未添加果皮的脆塊相比，添加10%、20%芒果皮對脆塊硬度影響不顯著，而添加40%、80%芒果皮后脆塊硬度顯著增大（P＜0.05）。除10%樣品的脆度與對照相比無明顯變化外，其他樣品脆度隨果皮添加比例的增大而減小。

圖1 添加不同比例芒果皮對FD重組芒果脆塊力-距離曲線（A）和硬、脆度（B）的影響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對FD 芒果脆塊表觀密度和微觀結(jié)構的影響

重組芒果脆塊的表觀體積為干燥后固體基質(zhì)的實體積和內(nèi)部孔隙體積之和［28］。細胞壁物質(zhì)、小分子糖等通過構成脆塊的三維網(wǎng)絡骨架結(jié)構來增加固體基質(zhì)的實體積，內(nèi)部孔隙則是冰晶升華后留下的空腔，故表觀密度在一定程度上能反映脆塊的多孔結(jié)構特性［15］。表觀密度越大，脆塊結(jié)構越致密［10］。由表3可知，隨著芒果皮添加比例的增大，脆塊表觀密度呈增大趨勢，其中添加10%和20%芒果皮的芒果脆塊間的表觀密度無顯著差異（P＞0.05）。添加不同比例芒果皮后脆塊的微觀結(jié)構如圖2所示。結(jié)果表明，添加芒果皮后脆塊的孔隙數(shù)量和孔壁厚度無明顯差異。Mayo-Mayo等［29］對玉米片的研究發(fā)現(xiàn)，SDF 組分由于促進淀粉基質(zhì)間的相互粘結(jié)而不利于多孔結(jié)構的形成，IDF組分則可以打斷淀粉基質(zhì)間的聯(lián)接而促進多孔結(jié)構的形成。本研究中，盡管芒果果皮中IDF 含量高于果肉，但果皮中較高含量的SDF組分會使脆塊中的固體基質(zhì)相互粘連。因而，不同芒果皮含量脆塊的孔隙數(shù)目無較大變化，但孔徑仍存在較明顯的區(qū)別。添加60%和80%芒果皮的脆塊含有微小的孔隙。就孔隙分布而言，僅含芒果果肉的脆塊較其他樣品孔隙分布更均勻，有利于脆度的形成。

圖2 添加不同比例芒果皮對FD重組芒果脆塊微觀結(jié)構（放大50倍）的影響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對FD 芒果脆塊吸濕性的影響

圖3為添加不同比例芒果皮脆塊的吸濕性。總的來說，隨著吸濕時間的延長，吸濕率逐漸增加。在吸濕初期（0～24 h 內(nèi)），脆塊吸濕速率較快，該期間除10%樣品與對照相比無明顯變化外，其他樣品吸濕率均低于對照，且隨著芒果皮添加比例的增大，吸濕率逐漸降低；72 h后幾乎達到吸濕平衡。且與未添加果皮的脆塊相比，添加10%～80%的芒果皮后，脆塊恒定時的吸濕率下降了4.51～30.63個百分點，吸濕率與芒果皮的添加量呈負相關（r=-0.998）。不同處理脆塊吸濕性的差異可能與脆塊物質(zhì)組成有關。根據(jù)芒果果肉和果皮中的水分含量（表2），添加10%、20%、40%、60%和80%芒果皮后脆塊中干物質(zhì)含量分別增加了5.20%、10.40%、20.79%、31.19%和41.59%，表明脆塊內(nèi)孔隙體積減少，內(nèi)部孔隙與水分子接觸的表面積隨之減小，限制了脆塊對水分子的吸附率。

圖3 添加不同比例芒果皮對FD重組芒果脆塊吸濕性的影響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對FD 芒果脆塊營養(yǎng)品質(zhì)的影響

添加不同比例芒果皮后，脆塊的總酚、單酚、類胡蘿卜素、膳食纖維等營養(yǎng)成分的含量變化如表4所示。結(jié)果表明，添加芒果果皮后芒果脆塊總酚含量在14.26～38.69 mg GAE·g-1之間，與對照樣品之間存在顯著差異。此外，脆塊中芒果苷、多種酚酸、類胡蘿卜素和膳食纖維含量與芒果皮添加比例呈正相關。

表4 添加不同比例芒果皮后脆塊的總酚、類胡蘿卜素、膳食纖維含量和抗氧化性（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、類胡蘿卜素和維生素C 是芒果中具有抗氧化能力的三種主要功能性組分。芒果脆塊的DPPH 自由基清除率在14.44%～77.75%之間，隨著芒果皮比例的增加呈現(xiàn)增加趨勢。ABTS 自由基清除率和FRAP 也表現(xiàn)出相同的趨勢。Agatonovic-Kustrin 等［5］研究了9 個不同品種的芒果，發(fā)現(xiàn)這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塊抗氧化能力的變化可能與添加果皮后的脆塊中總酚和類胡蘿卜素含量較高有關。添加芒果皮提高了脆塊的抗氧化功能特性，表現(xiàn)為DPPH、ABTS 自由基清除率的提高和鐵離子還原能力的增強。

2.7 不同芒果皮添加比例對FD 芒果脆塊感官品質(zhì)的影響

由圖4可知，純芒果果肉的脆塊在外觀、口感、氣味和總體可接受度方面得分最高。添加芒果皮后，綜合感官得分降低。添加10%、20%和40%果皮后，脆塊在外觀、口感和總體可接受度方面分值無較大改變，但添加60%和80%芒果皮的樣品總體可接受度降低，可能是由于芒果皮的添加導致脆塊出現(xiàn)了較明顯的苦澀味。此外，感官評價結(jié)果還表明，不同處理樣品的質(zhì)構之間無較明顯變化。這一結(jié)果與質(zhì)構儀法（圖1）測量的數(shù)據(jù)不一致?？赡艿脑蚴?，質(zhì)構儀只能模擬簡單的牙齒咬合過程，不能完全模擬人體口腔內(nèi)復雜的咀嚼過程。綜上所述，當脆塊中芒果皮添加比例不高于40%時，脆塊的整體品質(zhì)可被消費者接受。

圖4 添加芒果皮后脆塊的感官評分Fig.4 Sensory scores of the mango cubes with various amounts of mango peel

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)構成芒果果皮和果肉的各種物質(zhì)的含量存在顯著差異。果皮中水分含量顯著低于果肉，而ASR、IDF、SDF、總酚、類胡蘿卜素等含量則相反。這些差異可能是導致添加不同比例芒果皮后脆塊理化、質(zhì)構、營養(yǎng)和感官品質(zhì)變化的主要原因。

脆塊水分含量、水分活度、Tg、吸濕性等是影響產(chǎn)品保質(zhì)期、硬脆度和感官特性的重要指標［26］。隨著芒果皮添加比例的增大，脆塊的水分含量、吸濕率呈下降趨勢，而Tg則相反。Tg增大意味著脆塊不易由穩(wěn)定的“玻璃態(tài)”向不穩(wěn)定的“橡膠態(tài)”轉(zhuǎn)變［30］。Garcia-Valle等［31］研究表明芒果的水分吸附等溫線呈“J”型，結(jié)合芒果狀態(tài)圖知，在較低的水分含量范圍內(nèi)（＜100 mg·g-1db時），水分含量微小的增大將引起Aw 顯著增大和Tg顯著減?。?2］。但Tg的變化并不是單一的依賴于水分含量和水分活度而變化，而受小分子糖、有機酸、蛋白質(zhì)等多種因素影響［18］。此外，芒果脆塊因糖含量高而易吸濕、結(jié)塊，導致其結(jié)構塌陷、品質(zhì)劣變，特別是當脆塊由相對穩(wěn)定的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鹉z態(tài)時，吸濕結(jié)塊現(xiàn)象更為明顯。Gut?hrlein等［33］研究表明由纖維素、半纖維素和果膠構成的致密三維網(wǎng)絡結(jié)構能阻礙水分子的吸附。因此，添加芒果皮后，脆塊中較高含量的IDF 和SDF 組分限制了脆塊吸濕。此外，芒果果肉中ASR 組分在干物質(zhì)中的相對占比高于果皮，導致對照組脆塊的干物質(zhì)中可溶性小分子糖相對含量較高。在食品體系中，可溶性小分子糖主要以無定形態(tài)存在，可增加水分吸附率［34］。綜上，添加芒果皮能夠提高脆塊的理化穩(wěn)定性，改善儲運過程中的品質(zhì)穩(wěn)定性。

添加芒果皮后，脆塊的內(nèi)部結(jié)構特性和質(zhì)構特性發(fā)生了改變?？偟膩碚f，硬度呈現(xiàn)增大趨勢，而脆度則呈現(xiàn)下降趨勢，這與芒果皮的低水分含量和高IDF、SDF 含量引起的組織結(jié)構差異緊密相關。首先，果皮較低的水分含量使添加芒果皮的脆塊在真空冷凍干燥過程中形成冰晶的總體積減小，因而冰晶升華后產(chǎn)生的孔隙體積減少，表現(xiàn)為含60%、80%果皮的脆塊內(nèi)部孔隙孔徑較小。同時，純果肉脆塊中含有更多的水分，水分塑化作用會削弱脆塊內(nèi)部基質(zhì)間的作用力，也可能使淀粉、蛋白質(zhì)基質(zhì)軟化［35］，從而降低脆塊對外界應力的抵抗能力，降低硬度。其次，果皮較高的IDF、SDF 含量使脆塊單位體積內(nèi)的干物質(zhì)含量大于對照，且SDF 組分主要是果膠［15］，可將脆塊基質(zhì)中構成三維網(wǎng)絡結(jié)構的細胞壁物質(zhì)相互粘結(jié)，致使IDF 和SDF 交聯(lián)、聚集，形成了更堅固、致密的網(wǎng)絡支撐結(jié)構，由此導致表觀密度和硬度增大、酥脆度下降。除了水分和纖維會影響內(nèi)部組織結(jié)構和質(zhì)構特性外，ASR 也可能對其產(chǎn)生影響。Liu 等［36］研究發(fā)現(xiàn)蔗糖滲透預處理能增強膨化桃脆片的結(jié)構致密性。果皮中ASR 含量顯著高于果肉，ASR組分主要是一些可溶性的小分子糖，如葡萄糖、果糖和蔗糖等，干燥后會部分結(jié)晶并形成剛性的固體層，從而提高了脆塊內(nèi)部的結(jié)構致密性［37］。研究表明，孔徑較大和孔壁較疏松的干燥果蔬產(chǎn)品更容易發(fā)生破損、塌陷皺縮［38］。而添加果皮后，由于脆塊內(nèi)部形成了致密的三維網(wǎng)絡支撐結(jié)構，導致脆塊硬度增大，脆度下降。脆塊脆度的降低似乎與消費者對凍干果蔬脆塊酥脆的口感要求相悖，但從某種程度上來說，脆度減小有利于提高結(jié)構穩(wěn)定性，改善目前FD 果蔬產(chǎn)品結(jié)構易崩解、破碎的品質(zhì)問題。

隨著芒果皮添加比例的增加，脆塊的總酚、部分單酚、類胡蘿卜素和膳食纖維含量以及抗氧化性等隨之提高，主要是由于芒果皮中的這些營養(yǎng)功能較為豐富。添加果皮后，脆塊的總酚含量相對對照樣品增加了0.61～3.37 倍，與Agatonovic-Kustrin 等［5］的研究結(jié)果相似，即9 個不同芒果品種中果皮總酚含量是果肉的0.77～3.36 倍。近期研究結(jié)果表明，綠原酸、香草酸、咖啡酸、芒果苷和阿魏酸是芒果中含量較豐富的酚類組分［39-40］。而且這些單酚在芒果皮中的含量高于果肉［39］，與本研究結(jié)果一致。而Luo 等［41］研究表明芒果苷僅存在于臺農(nóng)1 號芒果的果皮中。上述差異可能與芒果產(chǎn)地、品種和成熟度有關［4］。類胡蘿卜素也是芒果中的一類功能性組分，添加80%芒果皮的脆塊中類胡蘿卜素是對照樣品的2.12 倍，故芒果皮可能成為類胡蘿卜素強化劑的天然來源。此外，添加芒果皮的脆塊較對照的膳食纖維含量更高，表現(xiàn)為IDF 和SDF 組分的增加。但芒果皮的高纖維含量導致芒果皮添加比例高于40%時脆塊口感品質(zhì)不佳，故在實際生產(chǎn)中應控制芒果皮的添加比例，以得到營養(yǎng)和口感俱佳的脆塊。

4 結(jié)論

本研究評價了添加10%～80%芒果皮對重組芒果脆塊理化、質(zhì)構和感官品質(zhì)的影響。結(jié)果表明，隨著芒果皮添加比例的增加，脆塊硬度增加了2.65%～24.07%；脆塊脆度和吸濕性呈現(xiàn)下降趨勢，且20%的果皮添加量是脆度開始下降的臨界值。硬度、脆度的變化與芒果皮中較高的ASR、IDF 和SDF 含量有關，其為脆塊提供了更堅固、致密的三維網(wǎng)絡結(jié)構，提高了脆塊的質(zhì)構穩(wěn)定性。此外，隨著芒果皮添加比例的增大，脆塊中總酚、類胡蘿卜素、部分單酚（綠原酸、香草酸、咖啡酸和阿魏酸）、膳食纖維等營養(yǎng)功能組分的含量以及抗氧化能力均呈增大趨勢，說明添加芒果皮有利于提高脆塊的營養(yǎng)功能特性。綜合考慮理化、營養(yǎng)、感官評價結(jié)果，添加20%芒果皮的重組脆塊既保持了較優(yōu)的色澤、脆度等感官品質(zhì)，還擁有更佳的質(zhì)構穩(wěn)定性和營養(yǎng)功能品質(zhì)。綜上，基于質(zhì)構重組和FD技術的重組芒果脆塊制造工藝是調(diào)控芒果脆塊品質(zhì)和促進芒果皮資源高效利用的有效途徑。