泡椒硬度測定方法的比較研究

蔣 緯，胡 穎，譚書明

(貴州大學生命科學學院食品系，貴州貴陽550025)

泡椒，俗稱泡辣椒或酸辣椒，是我國傳統的風味蔬菜。泡椒是以新鮮辣椒為主要原料，調配后經厭氧發酵而成的乳酸發酵制品。辣椒營養價值高，其中維生素C的含量在蔬菜中居第一位，是番茄的7～15 倍［1］。研究表明［2］:長期食用辣椒不僅能促進消化、增強食欲，甚至還能阻止癌細胞擴散，抑制癌細胞生長。我國長期以來絕大部分發酵蔬菜都采用傳統的制作工藝，由于自然發酵，產品生產周期長，易出現雜菌污染，導致泡椒肉質軟化等質量問題。脆度是衡量泡椒肉質軟化程度的重要指標之一，對泡椒感官品質、風味特征有著至關重要的作用。對于硬度的測定，目前最常見的方法是手持硬度計。咔唑法也是果實硬度測定的常用方法，它通過測定果實中的果膠含量，從而間接地反映果實硬度，但是該方法測定時間長，步驟繁瑣。而質構測定是定義和控制食品物理特性的測定分析技術，該測定方法能提供客觀的分析結果，越來越多的被用于食品領域［3］。有很多利用質構儀測定食品脆度的研究報道［4-5］。國外已經有使用質構儀對辣椒的質構進行分析的研究報道，研究中多選用直徑較小的探頭進行穿刺實驗［6-7］。食品感官評價是在食品行業中相當普及的一種經典品質評價方法［4］，其結果通常被認為最能真實反映消費者的感受，因而被廣泛用于食品研究中。本實驗通過不同測定方法對泡椒硬度進行測定，并與感官評價結果進行對照，為獲得泡椒硬度最適測定方法提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

典林小米辣(A)、民間1袋風味泡椒(B)、佳仙小米辣(C)、東古野山椒(D)、典林小紅美人椒(E)市售泡椒;濃硫酸 優級純;半乳糖醛酸標準品 FLUKA公司;95%乙醇、咔唑 化學純。

TA.XT plus物性測試儀 英國Stable Micro System有限公司;FHM-1果實硬度計 日本Takemura Electric Works有限公司;DK-98-11K電熱恒溫水浴鍋 天津泰斯特儀器有限公司;TDL-40B型臺式離心機 上海安亭科學儀器廠;TU-1810紫外-可見分光光度計 北京普析通用儀器有限責任公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 手持硬度計法 選用圓錐型探頭(基部直徑12mm，高10mm)，對泡椒果肉進行穿刺阻力實驗。

1.2.1.1 穿刺方向由外到內 用硬度計穿刺泡椒的頭部(靠近梗蒂部分)、中部(泡椒直徑最大處)、尖部進行硬度測定，探頭刺破果肉時讀數:硬度=(頭部硬度+中部硬度+尖部硬度)/3。

1.2.1.2 穿刺方向由內到外 將泡椒剖開后，剪成1cm×1cm大小的片狀，固定辣椒片，用手持硬度計由內部果肉向外表皮穿刺，探頭刺破表皮時讀數。

1.2.2 質構儀測定法

1.2.2.1 測試參數設置 選用A/CKB輕刀片探頭，承重平臺為HDP/90，操作模式選擇壓縮返回模式，測試前速度2.00mm/s，測試速度2.00mm/s，測試后速度10.00mm/s，下壓程度98%，觸發力10g。

1.2.2.2 泡椒縱切實驗 挑選大小一致、去除蒂梗的泡椒作為測試對象，把泡椒置于刀口的豎直正下方，用A/CKB輕刀片探頭執行向下剪切測試，測得縱切最大剪切力Fmax，縱切表皮破裂距離，縱切表皮所做功(縱切表皮所作功=縱切最大剪切力×縱切表皮破裂距離)，每個樣品重復測定5次，結果取平均值。

1.2.2.3 泡椒橫切實驗 挑選大小一致、去除蒂梗的泡椒作為測試對象，把泡椒整體長度的1/2處橫放于刀口的正下，用A/CKB輕刀片探頭執行向下剪切測試，測得橫切最大剪切力Fmax，橫切表皮破裂距離，橫切表皮所作功(橫切表皮所作功=橫切最大剪切力×橫切表皮破裂距離)，每個樣品重復測定5次，結果取平均值。

當刀片接觸到樣品并感應到10g的觸發力時，刀片開始剪切，可以明顯的觀察到力的快速增加，一旦切破泡椒表皮就會出現第一個波峰，并伴隨“啪”的破裂聲，而力迅速下降。泡椒表皮破裂后，刀片繼續剪切樣品內層(泡椒內腔有辣椒籽，剪切辣椒籽會產生相應數量的波峰)，下壓到98%時，剪切過程結束。測試完成后，通過MACRO程序分析獲得所需數據(如:表皮剪切強度，表皮破裂距離)，圖中陰影部分面積表示所作剪切功。

表1 繪制半乳糖醛酸標準曲線試劑添加量Table 1 The addition of reagent for drawing galacturonic acid standard curve

1.2.3.1 繪制標準曲線 將1mg/mL半乳糖醛酸標準液按表1的添加量分別注入100mL容量瓶中，用去離子水定容，搖勻待用。取上述定溶液各1mL，與0.5mL 0.1%(w/v)咔唑-乙醇溶液于比色管中反應出現白色絮狀沉淀后，加入6mL濃硫酸，立刻將比色管放入85℃水浴里恒溫反應5min，冷卻至室溫，測定其在530nm處的吸光度，繪制標準曲線。

1.2.3.2 果膠的提取 稱取1g辣椒組織樣品，置于研缽中研磨成勻漿，轉入到50mL刻度離心管中，加入25mL 95%乙醇，在85℃加熱30min，以除去樣品中糖分及其他物質(注意在煮沸過程中要及時補加95%乙醇溶液，使體積保持在25mL)。取出冷卻至室溫后，8000r/min離心15min，棄去上清液，再加入95%乙醇，在沸水浴上加熱30min，如此重復3～5次。用5% α-萘酚的乙醇溶液對上清液中糖分殘留進行檢測，以完全除去糖分［9］。制備出的果膠沉淀用5mL 1mol/L NaOH溶液轉入100mL容量瓶，用去離子水定容待測。

1.2.3.3 測定 吸取1mL提取液，加入到25mL刻度試管中，按標準曲線的操作步驟進行測定。重復三次，求平均值。

1.2.3.4 結果計算 根據溶液吸光度值，在標準曲線上查出相應的半乳糖醛酸質量，計算辣椒組織中果膠含量(以生成半乳糖醛酸的質量分數(%)表示)。計算公式:

式中:m＇-從標準曲線查得的半乳糖醛酸質量，μg;V-樣品提取液總體積，mL;Vs-測定時所取樣品提取液體積，mL;m-樣品質量，g。

1.2.4 感官評定 由10位專業人士組成評分小組，根據泡椒的咀嚼感、色澤、多汁性、風味等指標進行綜合評分，取其平均分為總感官評分(百分制)，感觀評分標準見表2。

1.3 統計分析

圖1 泡椒剪切測試典型分析圖Fig.1 Cut test typical analytical curve of pickled pepper

采用Texture Exponent 32軟件對質構儀測定結果進行圖表和數據分析，采用SPSS 19.0統計軟件對實驗數據進行皮爾遜相關分析(Pearson correlation analysis)。

2 結果與討論

2.1 手持硬度計測定泡椒硬度結果

1.2.3 咔唑法

手持硬度計穿刺待測泡椒的硬度結果如表3所示。穿刺方向由外向內測試結果顯示5個樣品的硬度大小為:D＞C＞A＞B＞E，而穿刺方向由內向外測試結果顯示5個樣品的硬度大小為:A＞D＞C＞B＞E，結果差異的原因可能是受到辣椒表皮蠟質層的干擾。

表3 泡椒硬度Table 3 The hardness of pickled pepper

表4 質構儀測試結果Table 4 The results of texture analyzer test

2.2 質構儀測定泡椒硬度結果

利用質構儀對泡椒的硬度進行測定，測定模式和具體操作方法按照1.3.2所述。測定結果如表4所示。

結果顯示，剪切方式不一樣，各樣品相關特性除了表皮剪切強度的大小表現出一致性外，其余剪切參數的大小是有差異的。剪切模式為縱切時，各樣品表皮剪切強度的大小是:C＞B＞A＞E＞D，表皮破裂距離的大小為:C＞D＞B＞A＞E，剪切表皮所用功的大小為:C＞B＞A＞D＞E。剪切模式為橫切時，各樣品表皮剪切強度的大小是:C＞B＞A＞E＞D，表皮破裂距離的大小為:C＞A＞B＞D＞E，剪切表皮所用功的大小為:C＞B＞A＞E＞D。

2.3 咔唑法測定泡椒結果

2.3.1 半乳糖醛酸標準曲線繪制 按1.3.3.1中所述方法測定并繪制標準曲線。曲線方程為:y=0.0081x+0.0146，R2=0.9971。

2.3.2 咔唑法測定泡椒硬度結果 利用咔唑法對待測樣品的果膠含量進行了測定，各樣品的果膠含量如圖2所示。結果顯示，樣品組織中果膠含量的大小為:E＞C＞D＞A＞B。有文獻報道［8］，果蔬表皮中果膠含量與硬度大小有著直接關系。所以5種樣品泡椒的硬度大小也為:E＞C＞D＞A＞B。

2.4 感官評定結果

根據泡椒的咀嚼感、色澤、多汁性、風味等指標，對不同待測泡椒進行綜合評分。結果如表5所示。從表中可以看出，樣品C的咀嚼感最好，評定得分為46分，樣品A、B和E的咀嚼感評定得分相差不大，分別為34、33.2、34.6分，而樣品D的咀嚼感最差得分為27.8分;樣品C的總體得分最高為85.2分，各樣品感官總體評分大小為:C＞B＞E＞A＞D。感官評定是對產品綜合品質的全面考量，更能代表消費者對于產品的直觀感受。

圖2 果膠含量Fig.2 The content of pectin

表5 泡椒感官評分結果Table 5 The sensory score result of pickling pepper

2.5 感官評分結果與各方法測定硬度結果的相關性研究

2.5.1 感官評分結果與手持硬度計測定結果的相關性 用5種樣品感官評分結果的平均值與手持硬度計測定結果的平均值進行Pearson相關性分析，得到相關系數如表6所示。

表6 感官評價結果與手持硬度計測定結果相關系數表Table 6 Correlation of handheld hardness tester test and sensory evaluation results

從表6中可看出，手持硬度計的兩種穿刺方法所得結果與感官評分之間都呈負相關，且不顯著。因此，通過手持硬度計測定泡椒硬度代表性不強。

2.5.2 感官評分結果與質構儀測定結果的相關性用5種樣品感官評分結果的平均值與質構儀測定結果的平均值進行Pearson相關性分析，得到相關系數如表7所示。

表7 感官評價結果與質構儀測定結果相關系數表Table 7 Correlation of texture analyzer test and sensory evaluation results

結果顯示，利用質構儀對泡椒硬度測定中，縱切表皮剪切強度和橫切表皮所用功都與感官評定結果在0.05水平上呈現出顯著正相關。因此，通過質構儀剪切模式測試中的縱切表皮強度以及橫切表皮所用功表征泡椒的硬度特性是可行的。

2.5.3 感官評分結果與咔唑法測定結果的相關性用5種樣品感官評分結果的平均值與咔唑法測定結果的平均值進行Pearson相關性分析，得到相關系數如表8所示。

表8 感官評價結果與咔唑法測定結果相關系數表Table 8 Correlation of carbazole method test and sensory evaluation results

結果顯示，利用咔唑法測定泡椒組織果膠含量的結果與感官評分結果呈負相關，但不顯著，因此利用果膠含量判定泡椒硬度缺乏代表性，這可能是泡椒在泡制過程中表皮的高度纖維化造成的。

3 結論

本實驗分別利用了手持硬度計、質構儀以及咔唑法對泡椒硬度進行測定，并對各種方法測定結果與樣品感官評分進行Pearson相關性分析，以探討泡椒硬度測定的最優方法。綜上，可得出以下幾個結論:

3.1 手持硬度計一直被廣泛用于果蔬硬度測定，操作快速簡單，但由于泡椒表皮被蠟質層包裹，內層中空，導致該方法測定數據波動大，其結果與感官評定結果呈不顯著負相關，因此，該方法用于表征泡椒硬度可行性差。

3.2 目前咔唑法測定泡椒硬度還鮮有報道，實驗結果表明，利用這一方法測定泡椒硬度，其結果與感官評定沒有顯著相關性。因此，咔唑法測定果膠含量表征泡椒硬度可行性不強。

3.3 質構儀越來越多的應用于物料特性的分析測定，能具體直觀的表征物料的物理特性。實驗結果顯示，利用質構儀剪切模式對泡椒硬度測定的縱切表皮剪切強度和橫切表皮所用功與感官評定結果呈正相關，且相關性顯著。說明利用質構儀表征泡椒硬度特性是比較科學的。

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