儲藏期獼猴桃質構變化的研究及人工咀嚼的建立

吳旻丹，陳 瑜，金邦荃

（南京師范大學食品科學與營養(yǎng)系，江蘇南京210097）

儲藏期獼猴桃質構變化的研究及人工咀嚼的建立

吳旻丹，陳 瑜，金邦荃*

（南京師范大學食品科學與營養(yǎng)系，江蘇南京210097）

研究獼猴桃果實質構分析方法，建立一種模擬人工口腔咀嚼的實用模型與方法。采用質構儀質地多面分析法，對三個品種的獼猴桃常溫倉儲過程中質構特征變化進行分析和研究。結果表明，隨著儲藏時間的延長，獼猴桃果肉的硬度、咀嚼性、回復能量、最大載荷和平均載荷呈下降趨勢，粘滯性呈上升的總趨勢；硬度與回復能量、平均載荷的相關性極顯著（p＜0.01）；柔韌性與粘滯性、凝聚性的相關性顯著（p＜0.05）；建立獼猴桃果實人工模擬咀嚼數學模型：Y咀嚼性=0.055X硬度+0.161X彈性+2.521X耐咀性-0.566（R2=0.858）。質構儀質地多面分析對果蔬質構性能的檢測可以模擬人工咀嚼且客觀準確。

人工模擬，質地多面分析（TPA），質構，獼猴桃?

人口腔通過牙齒對食物的咀嚼和味蕾對五味的感受來享受食物帶來的愉悅，因此早期食物的感官評定建立在有經驗的專業(yè)評判員對食物多項參數進行主觀評判，主要有色澤、氣味、硬度、彈性/粘度和多汁性等。然而，評判員的感官評定往往帶有個人主觀性和群體傾向性，容易產生不客觀評判。近年發(fā)展起來了儀器法來客觀評價水果、蔬菜、肉類、奶酪、糕點等食物的食品質構/物理性狀［1-5］，主要在硬度、彈性和粘度等物理參數的食品質構評價方面，盡管具有良好的客觀性和重現性，但與人的咀嚼功能及食品的感官享受依然存在較大的距離，不能夠全面反映食品質構與人口腔咀嚼特征的相互關系。為了客觀評價各種食品的質構，主要是果蔬的質構，1967年科學家們根據力學原理研制和開發(fā)出質構儀（Texturer），建立了食品質構分析方法（Texture Profile Analysis，TPA）。該種儀器經過多年的使用和改進，將力學特性分解成多個物理學參數，例如硬度、脆性、粘性、內聚性、彈性、膠粘性、耐咀性、回復性，用于脆性食品（果蔬、餅干）質構特征的研究［5-10］。目前，對其參數的開發(fā)應用，主要局限于硬度、脆性、粘性、彈性、膠粘性及回復性，期望盡可能將所測的參數擬合來表達人口腔的感官響應，但并不盡人意。TPA食品質構分析建立在對樣品的二次壓縮，使其食品質構測試曲線經過二次壓縮接近口腔咀嚼特征，來模擬上下臼齒相互碾壓破碎食物的生理現象/咀嚼動作。因此，又稱為二次咀嚼測試（Two Bite Test）。然而，食品質構分析在柔軟食物中的應用和質構研究并不多見，且擬合的物理參數尚不夠豐富，不能充分表達人感官評定所有的感受［5-10］。為此，本研究以逐步熟化的獼猴桃為研究對象，采用QTS25質構分析儀深入研究不同物理參數對人口腔咀嚼功能的貢獻率，建立人工模擬咀嚼功能的儀器法模式。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

采購的3個品種的硬果獼猴桃 海沃德（Hayward）、中華95-1和徐香，外觀良好、無破損和腐爛，14～17℃室溫、60%～80%相對濕度條件下避光儲藏25d，共6批次（0、5、10、15、20、25d）、取5個果實/批，分別測定不同儲藏階段果實的硬度、粘滯性等質構。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備 縱向將獼猴桃剖開，取2cm厚的果肉片，將2cm厚果肉片置入2×2×2cm3×4規(guī)格托盤式分割取樣器中（專利號200820037802.X），同時取得 4塊/果 2cm3的標準樣品，移至表面皿備用［1］。

1.2.2 質構儀條件的建立 選用QTS25質構分析儀（CNS FARNELL，UK），設定儀器測試條件/參數為，Φ6mm平底柱形探頭、探頭初始距離5mm、預壓速度0.1m/s、下壓速度0.5m/s、預壓力5g、向下壓力5g、二次施壓間隔時間5s。

選擇9個獼猴桃樣品物理性狀/質構的評價參數，平均載荷（Mean load）、最大載荷（Peak load）、硬度（Hardness）、粘 滯 性（Adhesiveness）、彈 性（Springiness）、回復能量（Recoverable work done）、凝聚性（Cohesiveness）、耐咀性（Gumminess）、咀嚼性（Chewiness），參考屠康等［11］建立的模擬咀嚼公式（咀嚼性=硬度×凝聚性×彈性），建立人口腔咀嚼數學模型。

1.3 實驗數據處理與生物統計學分析

2 結果與討論

2.1 獼猴桃果實典型質構圖譜分析

取三個品種獼猴桃硬果分別測定其質構，得到它的典型質構圖譜。第一峰是第一次壓縮模擬口腔咀嚼，第二峰是第二次壓縮模擬口腔咀嚼。由圖1所示，第一次壓縮時的最大峰值表示果實的硬度，硬度越大表明果實越不成熟；從質構圖譜可以看出，第一次壓縮只表現出一個峰值，說明對獼猴桃果肉的壓縮未產生破裂，在第一次壓縮過程中若是產生破裂現象則定義為脆度；第一次壓縮曲線達到零點到第二次壓縮曲線開始之間的曲線的負面積代表粘滯性，從圖譜可以得到，儲藏第10d時獼猴桃果肉的粘滯性為-0.275J，黏著性反映了咀嚼果肉時，果粒對上腭、牙齒、舌頭等接觸面黏著的性質；彈性表示果實經第一次壓縮后能夠再恢復的程度，彈性越大表明果實質地越致密，圖譜中第10d獼猴桃果肉的彈性為4mm；回復能量果實在第一次壓縮過程中回彈的能力，反映的是果實受壓，同時迅速恢復變形的能力，如果果肉組織受到較大破壞，回復性趨向于零［6，11］。

圖1 獼猴桃果實質構特征曲線

2.2 儲藏期獼猴桃果實硬度及相關參數的分析

果實硬度為探頭所受到的果實給予的力，和果實組織、成熟度有關［13］。從圖2可以看到，三個品種的獼猴桃隨儲藏時間的延長，硬度均逐漸下降。儲藏前期，硬度下降速度較快，儲藏后期，硬度下降趨于平緩。通過質構測定可以看出，果實的成熟度，判斷出其食用價值。回復能量在一定程度上反映果實組織對破壞后回復原有形狀的趨勢，果實回復能量的大小關系到果實抵抗外界壓力的能力。最大載荷反映的是探頭對果實受到壓力的最大值。平均載荷是一個檢測質構探頭對果實內部所有位點受到的壓力的平均值，能很好地反映果實的平均硬度，在一定程度上反映果實的新鮮程度。由圖2可以看出，三種獼猴桃果肉的平均載荷呈下降趨勢。平均載荷越小，說明果實越成熟［12］。

圖2 獼猴桃果實硬度相關質構參數的變化

對上述四個有關果實硬度的質構指標做進一步分析，以果實硬度為應變量，選取回復能量和平均載荷為自變量做三維散點分布圖（圖3），得到偏回歸線性方程：Y硬度=6.255平均載荷-0.199X回復能量-9.245（R2= 0.967）。結果表明，三者相關達到極顯著性水平（p＜0.01）。硬度及相關參數反映人口腔牙齒對果實的咬合力，硬度越大，表明果實的成熟度低；但硬度過低，人口腔會感覺綿軟，無法得到咀嚼果實的愉悅感。

2.3 儲藏期獼猴桃果實柔韌性及相關參數的分析

柔韌性及相關參數反映的是人口腔臼齒碾磨果實的力度；粘滯性反映了咀嚼果肉時，果粒對上腭、牙齒、舌頭等接觸面粘著的性質，果實粘滯性增大，則果實品質呈下降趨勢［12］。凝聚性反映的是咀嚼果肉時，果粒抵抗受損并緊密連接，使果實保持完整的性質，它反映了細胞間結合力的大小。彈性與果實質地的致密程度有關，從圖3可以看出，三個品種獼猴桃彈性變化趨勢平緩。圖3中，熟化過程中三個品種獼猴桃果肉凝聚性均上升后下降，說明細胞間結合力隨貯藏時間的延長先上升至最高峰后迅速下降，以致果肉組織變得疏松，使果實口感質量上升。

圖3 獼猴桃果實柔韌性相關質構參數的變化

圖4 果實硬度、平均載荷和回復能量擬和曲面

對上述三個果實質構指標做進一步分析，以果實硬度為應變量，選取回復能量和平均載荷為自變量做三維散點分布圖（圖4），圖5的偏回歸線性方程：Y柔韌性=8.167X粘滯性-7.442X凝聚性+91.935（R2=0.377），結果表明，三者相關性達到顯著水平（p＜0.05）。

圖5 果實柔韌性、粘滯性和凝聚性擬和曲面

2.4 獼猴桃果實人工模擬咀嚼模型的建立

有人研究認為，咀嚼性參數為硬度、凝聚性、彈性三者乘積，它綜合反映了果實對咀嚼的持續(xù)抵抗性［11］，所以果實咀嚼性與果實食用品質聯系緊密。參照前人研究，分別建立果實咀嚼性和硬度、凝聚性、彈性、粘滯性、耐咀性的相關性回歸方程，以咀嚼性為應變量，以硬度、凝聚性、彈性、粘滯性、耐咀性分別作為自變量，建立回歸方程，分別為：Y咀嚼性= 0.011X硬度+0.383（R2=0.116），二者具有一定的相關性，盡管較低，但達到顯著性水平（p＜0.05）；Y咀嚼性= 1.064X凝聚性+0.488（R2=0.103），二者相關性較低且不具有顯著性水平（p＞0.05）；Y咀嚼性=0.162X彈性-0.027（R2=0.302），二者相關性比較大，且達到顯著性水平（p＜0.05）；Y咀嚼性=-0.366X粘滯性+0.439（R2= 0.052），二者相關性較低且不具有顯著性水平（p＞0.05）；Y咀嚼性=1.064X耐咀性+0.057（R2=0.123），二者具有一定的相關性，且有極顯著性差異（p＜0.01）。

參照以上分析，選擇相關性較大且有顯著性差異的自變量即硬度、彈性和耐咀性進行多元回歸方程分析，得到多元回歸方程：Y咀嚼性=0.055X硬度+ 0.161X彈性+2.521X耐咀性-0.566（R2=0.858），相關性達極顯著性水平（p＜0.01）。

3 結論

人們在咀嚼水果的過程中對果肉施加機械力，口腔得到刺激而產生復雜的感覺，從而對果實的咀嚼感作出描述。一般食品的感官品質通常采用感官評定方式評價。事實上，雖然感官評定可以給出食品的綜合感覺，但是很難進行定量分析，更多是描述性分析和定性說明，另外感官評定需要大量的人力物力，在研究過程中采用感官評定非常費力而且如果感官評價的樣本數量不夠充分的話，很容易產生誤差［14］。

隨著貯藏時間的延長，獼猴桃果肉會變得綿軟，咀嚼性下降，食用參數發(fā)生一定的變化。質構儀TPA實驗的各項參數能夠在不同方面反映獼猴桃果肉的這種變化特性。這些參數所對應的具體感官評價較難用語言描述和打分、分級，而儀器測定的參數值具有客觀性。

本研究應用質構儀TPA實驗法，對常溫儲藏的Hayward、中華95-1、徐香三個品種的獼猴桃進行質地測定。結果表明，隨著儲藏時間的增長，果實品質不斷變化，三種獼猴桃果肉的硬度、咀嚼性、回復能量和平均載荷呈不斷下降的總趨勢；粘著性總的呈上升態(tài)；彈性變化比較平穩(wěn)，最終值與初始值相差不大。

應用質構儀對果實貯藏期間質構性能的跟蹤檢測，可以模擬人工口腔咀嚼功能且客觀準確。從本次研究可以得出，硬度與回復能量、平均載荷的相關性極顯著（p＜0.01）；柔韌性與粘滯性、凝聚性的相關性顯著（p＜0.05）；并且建立了獼猴桃果實人工模擬咀嚼數學模型：Y咀嚼性=0.055X硬度+0.161X彈性+ 2.521X耐咀性-0.566（R2=0.858），改良了前人研究的咀嚼性數學模型，有一定的創(chuàng)新。

［1］劉興余，金邦荃，詹巍，等.豬肉質構的儀器測定與感官評定之間的相關性分析［J］.食品科學，2007，28（4）：245-247.

［2］Lucey JA，Johnson ME，Horne DS.Perspectives on the basis of therheology and texture properties of cheese［J］.Journal of Dairy Science，2003，86（9）：2725-2743.

［3］Kajuna S，Bilanski W，Mittal G S.Textural changes of banana and plantain pulp during ripening［J］.Science of Food Agricture，1997，75：244-250.

［4］Rousset S，Pons B，Pilandon C.Sensory texture profile，grain physicochemical characteristics and instrumental measurements of cooked rice［J］.Journal of Texture Studies，1995，26：119-135.

［5］Truong VD，Walter WMJR，Hamann DD.Relationship between instrumental and sensory parameters of cooked sweet potato texture［J］.Journal of Texture Studies，1997，28：163-185.

［6］姜松，王海鷗.TPA質構分析及測試條件對蘋果TPA質構分析的影響［J］.食品科學，2004，25（12）：68-70.

［7］孫哲浩，趙謀明，張源，等.明膠與卡拉膠交互作用特性及機理的研究［J］.食品科學，2001，22（1）：14-18.

［8］Maria DA.Influence of deformation rate and degree of compression on textural parameters of potato and apple tissues in texture profile analysis［J］.Europe Food Research Technology， 2002，215：13-20.

［9］Surrey.Stable Micro Systems［M］.User Manual of TA-XT2i. England，2000.

［10］李里特.食品物性學［M］.北京：中國農業(yè)出版社，2001：96-100.

［11］潘秀娟，屠康.質構儀質地多面分析（TPA）方法對蘋果采后質地變化的檢測［J］.農業(yè)工程學報，2005，21（3）：166-170.

［12］韋來生.數理統計［M］.北京：科學出版社，2008：39-80.

［13］Harker FR，Murray SH.Sensory interpretation of instrumental measurements texture of apple fruit［J］.Postharvest Biology and Technology，2002，24：225-239.

［14］孫彩玲，田紀春，張永祥.TPA質構分析模式在食品研究中的應用［J］.實驗科學與技術，2007，5（2）：1-4.

Detection of texture properties of kiwi fruits by texture profile analysis and simulation of manual chewing

WU Min-dan，CHEN Yu，JIN Bang-quan*
（Department of Food Science and Nutrition，Nanjing Normal University，Nanjing 210097，China）

Texture properties of three kinds of kiwi fruits were analyzed using TPA to find a new practical model of manual chewing simulation method.The results showed that the hardness，chewiness，recoverable work done，peak load and peak load of kiwi fruits decreased during normal temperature storage，but the adhesiveness increased. Results showed that there was a very significant correlation between hardness with recoverable work done and mean load（p＜0.01），there was a significant correlation between deformation with adhesiveness and cohesiveness（p＜0.05）.And a manual chewing artificial model of kiwi was established.TPA can simulate the artificial chewing and show objective and accurate texture properties of fruits.

manual simulation；texture profile analysis；texture properties；kiwi

TS255.3

A

1002-0306（2010）12-0146-04

2009-10-12 *通訊聯系人

吳旻丹（1985-），女，碩士，研究方向：功能性食品。