瑪咖采后貯藏過程中質構與色澤變化的研究

涂行浩，鄭 華，張 弘，張雯雯，宋國彬

（中國林業科學研究院資源昆蟲研究所，國家林業局特色森林資源工程技術研究中心，云南昆明650224）

瑪咖采后貯藏過程中質構與色澤變化的研究

涂行浩，鄭 華，張 弘*，張雯雯，宋國彬

（中國林業科學研究院資源昆蟲研究所，國家林業局特色森林資源工程技術研究中心，云南昆明650224）

目的：旨在揭示瑪咖塊根采后貯藏期間質構與色澤變化狀況，為利用儀器分析代替感官評價測定瑪咖塊根質地品質提供理論依據。方法：利用質構儀采用質地多面分析（Texture Profile Analysis，TPA）法，研究不同溫度貯藏期間瑪咖塊根采后質地參數變化的規律。結果：在4、20℃兩個貯藏溫度下，瑪咖塊根硬度值先下降后緩慢上升，其他各項質地參數變化規律總體均呈現下降趨勢；硬度與凝聚性、咀嚼度以及顏色飽和度值呈現極顯著的正相關性，而與粘附性呈負相關性；咀嚼度與硬度、凝聚性呈極顯著正相關性；反映瑪咖表面色澤狀況的指標-顏色飽和度值與硬度、彈性呈極顯著正相關，與咀嚼度、凝聚性呈顯著正相關，但與粘附性呈顯著負相關。結論：瑪咖塊根4℃貯藏的質地變化速度明顯緩慢于20℃貯藏的值，說明瑪咖在低溫下貯運更易保持質構品質，這些質構參數指標可應用于檢測瑪咖質地的變化，為瑪咖的貨架期提供一定的理論指導，但其與感官評價指標的相關性還有待進一步分析。

瑪咖，質地多面分析（TPA），貯藏溫度，相關性

瑪咖（Lepidium meyenii Walp.）為藥食兩用十字花科植物，原產于秘魯，能夠在缺氧、晝夜溫差大，長期冰封的獨特惡劣環境下生長，被國際植物學界專家譽為不可多得的優良物種[1-2]。瑪咖主要食用部位是塊根部分，其中含有豐富的營養物質及多種次生代謝產物，具有抗疲勞、提高生育力、抗氧化、緩解更年期綜合癥等多種保健功效[3-4]。瑪咖集中采收后，由于加工能力的限制，需要有一定的流通和貯藏期，這段時期需盡可能維持瑪咖塊根品質。其中質地是瑪咖塊根貯藏保鮮的重要品質指標之一，也是用于表征瑪咖塊根成熟度和耐貯性的重要依據。瑪咖塊根隨貯藏時間延長其塊根組織會發生變化，可能出現腐敗軟化或風干皺縮等現象，嚴重時影響食用品質和商品價值。目前，感官評價常用于檢驗果蔬質地變化狀況，但一般情況下，通過人的視覺、味覺及觸覺等感覺進行評價，因此受主觀影響程度較大，評價值欠穩定且難以量化。

物性分析儀質地多面分析法（Texture profile analysis，TPA）是一種新型儀器測試方法，其原理是模擬人口腔的咀嚼運動，對樣品進行兩次壓縮的力學過程，感應元件與微機相連，通過界面輸出質地測試結果曲線，一般所得質構參數包括硬度、彈性、內聚性、粘附性、膠粘性、咀嚼度以及回復性，這些指標可以直接和客觀地分析樣品相關質地狀況[5-6]。采用TPA法分析瑪咖塊根貯藏期間質地參數變化情況，可為儀器分析代替感官評價測定瑪咖塊根質地品質提供理論依據。由于TPA測試結果更為客觀，國內外已將其廣泛應用于食品質地評價領域，如奶酪[7]、草莓[8]、月餅[9]、枇杷[10]、圣女果[11]、蝦仁[12]等。

目前關于瑪咖采后貯藏期間塊根質地及色澤變化方面的研究沒有相關報道，本實驗擬通過TPA法，對瑪咖采后不同溫度貯藏期間的質地參數變化規律進行研究。通過對不同貯藏階段瑪咖塊根質地參數的相關性進行分析，找出可靈敏反映塊根品質變化的指標，作為瑪咖貯藏期間質地評價的參數，以期為瑪咖的貯藏與加工提供實驗依據。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

瑪咖 采收于中國林科院資源昆蟲研究所滇中高原實驗站，運回國家林業局特色森林資源工程技術研究中心進行相關處理；聚乙烯保鮮袋 10×15cm，厚度0.05cm。

TMS-PRO型物性分析儀 美國FTC有限公司；EYELA.MTI-201型溫度梯度恒溫箱 東京理化器械株式會社；BCD-539WT型雙開門冰箱 青島海爾股份有限公司；ColorQA Series4型便攜式色差計 美國PocketSpec公司；AB204-S型精密型電子天平 HR83-P型快速鹵素水分測定儀 梅特勒-托利多（中國）有限公司。

1.2 試材處理

瑪咖采收后，選取新鮮、無機械傷、大小一致的瑪咖塊根，經清洗、晾干，于0℃普通冷庫中進行預冷處理6h，然后用聚乙烯保鮮袋包裝，分別放置于于4℃和20℃梯度恒溫箱中進行貯藏（初始含水率72.3%）。每組實驗設5個重復，每2d取箱內的瑪咖塊根進行質地參數檢測。經過課題組前期預實驗結果，瑪咖塊根表面顏色飽和度值上升超過一倍時幾乎失去商品價值[13]，當4℃貯藏溫度下瑪咖塊根14d時，通過色彩色差計檢測其表面顏色飽和度值，較初始值已上升超過一倍，終止實驗。

1.3 瑪咖塊根顏色飽和度值測定

顏色飽和度值測定：用便攜式色差儀分別測定瑪咖塊根不同部位的紅、綠、藍（R、G、B）三種顏色，每組樣品平行測定9次，結果取平均值。為使數據處理更接近人眼的視覺效果，利用HIS顏色模型（Hue-Saturation-Intensity，HSI）進行飽和值品質分析，對RGB色差坐標進行轉化：I=（R+G+B）/3，S=1-[min（R，G，B）]/I，當飽和度值S=0時，表示為白色；S=1時，表示為黑色[14-16]。

1.4 瑪咖塊根質地分析

為保證取樣的均勻性，使用打孔器掘取瑪咖塊根赤道面小圓柱體樣，樣品直徑12mm，高10mm。將樣品放置于質構儀測試平板上，采用質地多面剖析（TPA）模式進行測試，測試條件如下：直徑為25mm的平底柱形探頭，測前速度為2mm/s，檢測速度為1mm/s，返回速度為1mm/s，壓縮程度50%，停留間隔時間5s，觸發值為0.2N，環境溫度：16～20℃[17]。由質地特征曲線得到評價瑪咖貯藏期間果肉狀況的質地參數：硬度、彈性、凝聚性、粘附性、咀嚼性和回復性。平行測定9次，結果取平均值。瑪咖塊根TPA典型質地特征曲線如圖1所示。

圖1 瑪咖塊根TPA實驗質地特征曲線Fig.1 The curve from typical texture profile analysis of maca tubers

1.5 數據處理

圖表的繪制采用Origin 8.0，利用SPSS 17.0統計軟件對實驗數據進行皮爾遜相關性分析（Pearson correlation analysis）。

2 結果與分析

2.1 瑪咖塊根貯藏期間硬度的變化

圖2 貯藏溫度對瑪咖塊根硬度的影響Fig.2 Effect of storage temperature on the hardness of maca tuber

硬度（hardness）是反映瑪咖塊根品質（新鮮度）的要素之一，也是判斷瑪咖塊根成熟度和貯運品質的一個重要指標，它決定了瑪咖塊根的耐貯性和貨架期。在TPA特征曲線中，如圖1所示，硬度是用第一次下壓樣品時的最大峰值來表示的，它是指樣品達到一定變形所需的力。瑪咖塊根貯藏期間硬度的變化如圖2所示，由圖2可知，4℃及20℃貯藏條件下，瑪咖塊根隨著貯藏時間的延長，硬度值變化趨勢均為前期下降而后期增加，貯藏前期瑪咖塊根硬度值下降可能是因為生理代謝活動導致組織中果膠、蛋白等物質的分解而軟化，硬度值后期增加可能由于瑪咖塊根失水風干、干物質沉積所致[18]。20℃貯藏與4℃相比，前4d硬度值下降較為迅速，從第4d開始下降幅度變緩，從第6d開始緩慢上升。而4℃貯藏時前10d硬度值均呈下降趨勢，從第10d開始緩慢上升，差異顯著（p＜0.05）。

2.2 瑪咖塊根貯藏期間凝聚性的變化

凝聚性（cohesiveness）表示測試樣品經過第一次壓縮變形后所表現出來的對第二次壓縮的相對抵抗能力，即兩次壓縮周期的曲線面積比，反映在圖1中為面積A2與A1的比值。貯藏溫度對瑪咖塊根凝聚性的影響如圖3所示，從圖3及統計結果可知，在4℃及20℃貯藏條件下，隨著貯藏期的延長，瑪咖塊根凝聚性整體呈下降趨勢，且差異極顯著（p＜0.01）。凝聚性反映的是咀嚼果肉組織時，果粒等組織抵抗受損并緊密相連，從而使果實保持完整的性質，它反映了細胞間結合力的大小。20℃貯藏時，瑪咖塊根的凝聚性下降較4℃貯藏時更快，說明在較高貯藏溫度下，瑪咖塊根內部結合力隨時間的延長而迅速降低，使塊根組織變得更為疏松和綿軟。

圖3 貯藏溫度對瑪咖塊根凝聚性的影響Fig.3 Effect of storage temperature on the cohesiveness of maca tuber

2.3 瑪咖塊根貯藏期間彈性的變化

彈性（springiness）是樣品受外力作用而發生形態變化、除去作用力后恢復原來狀態的性質。運用TPA分析時，指樣品經過第一次壓縮以后能夠再恢復的程度，感官定義即第一次擠壓結束后第二次擠壓開始前樣品恢復的高度；數值可表示為第二次壓縮從起始到峰值的時間（T3-T2）與第一次壓縮中達到峰值的時間T1的比值，彈性=（T3-T2）/T1（圖1）。在4℃貯藏條件下，貯藏溫度對瑪咖塊根彈性的影響不顯著（圖4），第0d時的彈性為0.912，到第14d時為0.832；而在20℃貯藏條件下，瑪咖塊根的彈性下降較快，貯藏到第14d時，彈性值下降為0.742。在一定程度上表明：瑪咖隨貯藏期的延長而后熟衰老，導致塊根組織致密程度下降。這種變化可能與樣品水分散失、可溶性固形物及有機酸等含量的下降有關，其具體原因待進一步研究。

圖4 貯藏溫度對瑪咖塊根彈性的影響Fig.4 Effect of storage temperature on the springiness of maca tuber

2.4 瑪咖塊根貯藏期間粘附性的變化

粘附性（adhesiveness）表示克服食品表面同其他物質表面接觸之間的吸附力所需要的能量，在儀器定義中指第一次擠壓的負峰面積，是探頭脫離樣品表面所做的功。貯藏溫度對瑪咖塊根粘附性的影響如圖5所示。由圖5及統計結果可知，在4℃和20℃貯藏條件下，隨著貯藏期的延長，瑪咖塊根的粘附性前期呈上升趨勢，后期逐漸下降；4℃貯藏時，第8d開始有明顯下降，而20℃貯藏，第4d即開始顯著下降，不同貯藏溫度之間差異顯著（p＜0.05）。粘附性前期上升可能與塊根組織軟化后，果膠、可溶性糖等粘性物質游離出細胞組織，同時糖類的合成代謝大于分解代謝有關；后期代謝活動不斷消耗糖類物質，分解代謝大于合成代謝使粘性物質濃度降低，同時塊根表面失水皺縮從而導致瑪咖粘附性逐漸下降[19-21]。

圖5 貯藏溫度對瑪咖塊根粘附性的影響Fig.5 Effect of storage temperature on the adhesiveness of maca tuber

2.5 瑪咖塊根貯藏期間咀嚼度的變化

咀嚼度（chewiness）用于描述將固體食品咀嚼到可吞咽時需要的功，它綜合反映了樣品對咀嚼的持續抵抗性，在儀器定義中用硬度、凝聚性和彈性的乘積表示，是反映果蔬食用價值的重要因素之一。不同貯藏溫度對瑪咖塊根咀嚼度的影響如圖6所示，由圖6可知，4℃及20℃貯藏條件下，瑪咖塊根的咀嚼性在貯藏期整體呈下降趨勢，貯藏前期下降更為明顯，其中4℃貯藏時第10d瑪咖塊根的咀嚼度值趨向于平穩，而20℃貯藏時，瑪咖塊根咀嚼度一直呈下降趨勢，初始值是51.43mJ，到貯藏第14d咀嚼度值下降為15.52mJ，此時兩種溫度貯藏時的值差異極顯著（p＜0.01）。說明隨貯藏期延長瑪咖咀嚼度下降，組織致密程度下降、氣孔變大、變得更綿軟。

圖6 貯藏溫度對瑪咖塊根咀嚼度的影響Fig.6 Effect of storage temperature on the chewiness of maca tuber

2.6 瑪咖塊根貯藏期間回復性的變化

回復性（resilience）反映的是瑪咖塊根在受壓狀態下快速恢復變形的能力，也就是樣品在第一次壓縮過程中回彈的能力，即第一次壓縮至峰值后返回時果肉所釋放的彈性能與壓縮時探頭耗能之比，反映在質地特征曲線圖1上為面積A4與面積A5的比值；而彈性表示瑪咖塊根在一定時間內恢復變形的能力，二者都可以反映瑪咖塊根的生物體彈性，區別在于恢復變形的一個時間過程。貯藏溫度對瑪咖塊根回復性的影響如圖7所示，由圖7可知，不同溫度貯藏期間瑪咖塊根的回復性整體呈下降趨勢。4℃貯藏時回復性下降較慢，第14d下降為0.261；而20℃貯藏時，從第4d開始瑪咖塊根回復性下降較為迅速，第12d趨于平穩，到第14d時回復性下降到0.223，此時兩種溫度貯藏時的值差異顯著（p＜0.05）。說明4℃低溫貯藏的瑪咖塊根，保持生物體彈性的能力要好于20℃常溫貯藏，這與其低溫下貯藏較常溫貯藏質地更為緊密有關。

圖7 貯藏溫度對瑪咖塊根回復性的影響Fig.7 Effect of storage temperature on the resilience of maca tuber

2.7 瑪咖塊根貯藏期間顏色飽和度值的變化

瑪咖塊根不同溫度下貯藏表面顏色飽和度值變化規律見圖8，由圖8可以看出，瑪咖塊根表面顏色飽和度值S隨著貯藏時間的延長，逐漸升高，同時觀察到瑪咖塊根表面顏色逐漸發生褐變而變暗，這說明測量瑪咖塊根表面的顏色飽和度值可以反映其褐變程度。低溫能有效抑制瑪咖塊根表面顏色上升速度，從而減輕褐變程度，例如低溫4℃貯藏，瑪咖塊根表面顏色的飽和度值上升最為緩慢，貯藏到第14d，飽和度值才由最初的0.17上升到0.35，而20℃時貯藏到第8d飽和度值已經達到0.35，此時該溫度貯藏的瑪咖塊根商品率顯著下降（p＜0.05），據本課題組之前實驗數據及經驗，瑪咖塊根表面顏色飽和度值超過一倍時，此時瑪咖塊根表面一半面積以上出現褐變，基本失去商品價值，因此可認為瑪咖塊根低溫（4℃）貯藏與常溫（20℃）貯藏相比，其貨架期延長了6d。

圖8 貯藏溫度對瑪咖塊根顏色飽和度值的影響Fig.8 Effect of storage temperature on color saturation of maca tuber

2.8 各項質構參數之間的相關性

瑪咖塊根質構參數的相關性如表1所示，由表可知，瑪咖塊根的粘附性和硬度、凝聚性、彈性、咀嚼度以及回復性均呈現負相關，說明硬度、凝聚性、彈性、咀嚼度及回復性高的瑪咖塊根黏附性較低。瑪咖塊根的咀嚼度和硬度呈現較好的相關性（R=0.9783），是因為二者均能反映瑪咖塊根的致密程度和堅實程度，可以從側面反映瑪咖塊根貯藏時的新鮮程度。從表l可以看出，彈性和咀嚼度、回復性等參數之間的相關性較差，這可能與該參數的局限性有關。瑪咖塊根的凝聚性和硬度、咀嚼度以及回復性則呈現較好的正相關性（R值分別為0.9586、0.9236和0.9127），說明這4個質構參數中的任意一個可以用來表征瑪咖塊根采后品質的變化規律，這與潘秀娟等[22]對蘋果采后的質構特性的研究結果在一定程度上類似。瑪咖塊根表皮顏色飽和度值一定程度上反映了其褐變程度，從表1可以看出，該指標與硬度、彈性呈極顯著正相關，與咀嚼度呈顯著正相關，與粘附性呈負顯著相關。

3 結論

本研究應用質構儀TPA實驗法，對不同貯藏溫度對瑪咖塊根質地的影響進行了測定。結果表明，在不同貯藏溫度下，瑪咖塊根的硬度與凝聚性、咀嚼度以及回復性均呈現較好的正相關性；而粘附性、彈性與其他質構參數相關性較差；瑪咖塊根的凝聚性與硬度、咀嚼度以及回復性則呈現較好的正相關性。凝聚性、咀嚼度和回復性質構參均隨儲存時間延長而迅速下降，說明這3個質構參數中的任何一個均較靈敏地反映了塊根品質的變化，可作為瑪咖塊根品質的評價指標。TPA測試模式提供了瑪咖塊根多個質地參數的變化趨勢，結果一定程度上反映了瑪咖塊根細胞間結合力大小、組織結構等，進一步可用于分析瑪咖塊根物理性狀、品質特性[23]。顏色飽和度值變化結果在一定程度上反映瑪咖塊根的褐變程度，瑪咖塊根品質評價應與其質構參數、外觀色澤相結合，本研究初步分析了瑪咖塊根貯藏期間顏色飽和度值與質構參數的相關性，其與感官評定的相關性還有待于進一步研究。

表1 瑪咖塊根各項質構參數之間的相關性Table 1 Correlation among textural parameters of the TPA test

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Study on the changes of texture properties and color of maca tubers during storage

TU Xing-hao，ZHENG Hua，ZHANG Hong*，ZHANG Wen-wen，SONG Guo-bin
（Research Center of Engineering and Technology on Forest Resources with Characteristics，State Forestry Administration，Research Institute of Resources Insects，Chinese Academy of Forestry，Kunming 650224，China）

Objective：The variation of postharvest texture of maca tubers was investigated to provide a theoretical basis for the determination of maca tuber texture quality using instrumental analysis instead of sensory evaluation.Methods：The texture profile analysis（TPA）by Texture Analyzer was applied for the determination of texture characteristic of maca tubers under the storage of 4℃and 20℃.Results：Under the storage of 4℃and 20℃，the variation trend of hardness of maca tubers was showed to be down first and then slowly up.These variation trends of other parameters of texture were in general showed to be down.In addition，the value of hardness was positively related to the values of cohesiveness，chewiness and color saturation，but negatively related to adhesiveness.The value of chewiness was positively related to the values of hardness and cohesiveness resilience，also negatively related to adhesiveness.The surface color saturation reflected the color quality of maca.The result showed that index values were positively correlated with hardness and springiness. It was significant positive correlated with chewiness and cohesiveness，but negatively correlated with adhesion. Conclusion：Results indicated the texture changes of maca tubers stored at 4℃ was significantly slower than those at 20℃，and low temperature storage should be used to ensure the quality of maca tubers.

maca；texture profile analysis（TPA）；storage temperature；correlation

TS205.7

A

1002-0306（2014）08-0331-05

10.13386/j.issn1002-0306.2014.08.067

2013－08－30 *通訊聯系人

涂行浩（1986-），男，碩士研究生，研究方向：休閑農產品加工。

國家林業公益性行業科研專項（201004028）。