吳旻丹，陳 瑜，金邦荃

（南京師范大學(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系，江蘇南京210097）

儲(chǔ)藏期獼猴桃質(zhì)構(gòu)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(xué)食品科學(xué)與營(yíng)養(yǎng)系，江蘇南京210097）

研究獼猴桃果實(shí)質(zhì)構(gòu)分析方法，建立一種模擬人工口腔咀嚼的實(shí)用模型與方法。采用質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多面分析法，對(duì)三個(gè)品種的獼猴桃常溫倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中質(zhì)構(gòu)特征變化進(jìn)行分析和研究。結(jié)果表明，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，獼猴桃果肉的硬度、咀嚼性、回復(fù)能量、最大載荷和平均載荷呈下降趨勢(shì)，粘滯性呈上升的總趨勢(shì)；硬度與回復(fù)能量、平均載荷的相關(guān)性極顯著（p＜0.01）；柔韌性與粘滯性、凝聚性的相關(guān)性顯著（p＜0.05）；建立獼猴桃果實(shí)人工模擬咀嚼數(shù)學(xué)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(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多面分析對(duì)果蔬質(zhì)構(gòu)性能的檢測(cè)可以模擬人工咀嚼且客觀準(zhǔn)確。

人工模擬，質(zhì)地多面分析（TPA），質(zhì)構(gòu)，獼猴桃?

人口腔通過(guò)牙齒對(duì)食物的咀嚼和味蕾對(duì)五味的感受來(lái)享受食物帶來(lái)的愉悅，因此早期食物的感官評(píng)定建立在有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)評(píng)判員對(duì)食物多項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行主觀評(píng)判，主要有色澤、氣味、硬度、彈性/粘度和多汁性等。然而，評(píng)判員的感官評(píng)定往往帶有個(gè)人主觀性和群體傾向性，容易產(chǎn)生不客觀評(píng)判。近年發(fā)展起來(lái)了儀器法來(lái)客觀評(píng)價(jià)水果、蔬菜、肉類(lèi)、奶酪、糕點(diǎn)等食物的食品質(zhì)構(gòu)/物理性狀［1-5］，主要在硬度、彈性和粘度等物理參數(shù)的食品質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)方面，盡管具有良好的客觀性和重現(xiàn)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(zhì)構(gòu)與人口腔咀嚼特征的相互關(guān)系。為了客觀評(píng)價(jià)各種食品的質(zhì)構(gòu)，主要是果蔬的質(zhì)構(gòu)，1967年科學(xué)家們根據(jù)力學(xué)原理研制和開(kāi)發(fā)出質(zhì)構(gòu)儀（Texturer），建立了食品質(zhì)構(gòu)分析方法（Texture Profile Analysis，TPA）。該種儀器經(jīng)過(guò)多年的使用和改進(jìn)，將力學(xué)特性分解成多個(gè)物理學(xué)參數(shù)，例如硬度、脆性、粘性、內(nèi)聚性、彈性、膠粘性、耐咀性、回復(fù)性，用于脆性食品（果蔬、餅干）質(zhì)構(gòu)特征的研究［5-10］。目前，對(duì)其參數(shù)的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，主要局限于硬度、脆性、粘性、彈性、膠粘性及回復(fù)性，期望盡可能將所測(cè)的參數(shù)擬合來(lái)表達(dá)人口腔的感官響應(yīng)，但并不盡人意。TPA食品質(zhì)構(gòu)分析建立在對(duì)樣品的二次壓縮，使其食品質(zhì)構(gòu)測(cè)試曲線(xiàn)經(jīng)過(guò)二次壓縮接近口腔咀嚼特征，來(lái)模擬上下臼齒相互碾壓破碎食物的生理現(xiàn)象/咀嚼動(dòng)作。因此，又稱(chēng)為二次咀嚼測(cè)試（Two Bite Test）。然而，食品質(zhì)構(gòu)分析在柔軟食物中的應(yīng)用和質(zhì)構(gòu)研究并不多見(jiàn)，且擬合的物理參數(shù)尚不夠豐富，不能充分表達(dá)人感官評(píng)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(duì)象，采用QTS25質(zhì)構(gòu)分析儀深入研究不同物理參數(shù)對(duì)人口腔咀嚼功能的貢獻(xiàn)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(shí)驗(yàn)材料

采購(gòu)的3個(gè)品種的硬果獼猴桃 海沃德（Hayward）、中華95-1和徐香，外觀良好、無(wú)破損和腐爛，14～17℃室溫、60%～80%相對(duì)濕度條件下避光儲(chǔ)藏25d，共6批次（0、5、10、15、20、25d）、取5個(gè)果實(shí)/批，分別測(cè)定不同儲(chǔ)藏階段果實(shí)的硬度、粘滯性等質(zhì)構(gòu)。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 樣品制備 縱向?qū)J猴桃剖開(kāi)，取2cm厚的果肉片，將2cm厚果肉片置入2×2×2cm3×4規(guī)格托盤(pán)式分割取樣器中（專(zhuān)利號(hào)200820037802.X），同時(shí)取得 4塊/果 2cm3的標(biāo)準(zhǔn)樣品，移至表面皿備用［1］。

1.2.2 質(zhì)構(gòu)儀條件的建立 選用QTS25質(zhì)構(gòu)分析儀（CNS FARNELL，UK），設(shè)定儀器測(cè)試條件/參數(shù)為，Φ6mm平底柱形探頭、探頭初始距離5mm、預(yù)壓速度0.1m/s、下壓速度0.5m/s、預(yù)壓力5g、向下壓力5g、二次施壓間隔時(shí)間5s。

選擇9個(gè)獼猴桃樣品物理性狀/質(zhì)構(gòu)的評(píng)價(jià)參數(shù)，平均載荷（Mean load）、最大載荷（Peak load）、硬度（Hardness）、粘 滯 性（Adhesiveness）、彈 性（Springiness）、回復(fù)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(shù)學(xué)模型。

1.3 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與生物統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果與討論

2.1 獼猴桃果實(shí)典型質(zhì)構(gòu)圖譜分析

取三個(gè)品種獼猴桃硬果分別測(cè)定其質(zhì)構(gòu)，得到它的典型質(zhì)構(gòu)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(shí)的最大峰值表示果實(shí)的硬度，硬度越大表明果實(shí)越不成熟；從質(zhì)構(gòu)圖譜可以看出，第一次壓縮只表現(xiàn)出一個(gè)峰值，說(shuō)明對(duì)獼猴桃果肉的壓縮未產(chǎn)生破裂，在第一次壓縮過(guò)程中若是產(chǎn)生破裂現(xiàn)象則定義為脆度；第一次壓縮曲線(xiàn)達(dá)到零點(diǎn)到第二次壓縮曲線(xiàn)開(kāi)始之間的曲線(xiàn)的負(fù)面積代表粘滯性，從圖譜可以得到，儲(chǔ)藏第10d時(shí)獼猴桃果肉的粘滯性為-0.275J，黏著性反映了咀嚼果肉時(shí)，果粒對(duì)上腭、牙齒、舌頭等接觸面黏著的性質(zhì)；彈性表示果實(shí)經(jīng)第一次壓縮后能夠再恢復(fù)的程度，彈性越大表明果實(shí)質(zhì)地越致密，圖譜中第10d獼猴桃果肉的彈性為4mm；回復(fù)能量果實(shí)在第一次壓縮過(guò)程中回彈的能力，反映的是果實(shí)受壓，同時(shí)迅速恢復(fù)變形的能力，如果果肉組織受到較大破壞，回復(fù)性趨向于零［6，11］。

圖1 獼猴桃果實(shí)質(zhì)構(gòu)特征曲線(xiàn)

2.2 儲(chǔ)藏期獼猴桃果實(shí)硬度及相關(guān)參數(shù)的分析

果實(shí)硬度為探頭所受到的果實(shí)給予的力，和果實(shí)組織、成熟度有關(guān)［13］。從圖2可以看到，三個(gè)品種的獼猴桃隨儲(chǔ)藏時(shí)間的延長(zhǎng)，硬度均逐漸下降。儲(chǔ)藏前期，硬度下降速度較快，儲(chǔ)藏后期，硬度下降趨于平緩。通過(guò)質(zhì)構(gòu)測(cè)定可以看出，果實(shí)的成熟度，判斷出其食用價(jià)值?；貜?fù)能量在一定程度上反映果實(shí)組織對(duì)破壞后回復(fù)原有形狀的趨勢(shì)，果實(shí)回復(fù)能量的大小關(guān)系到果實(shí)抵抗外界壓力的能力。最大載荷反映的是探頭對(duì)果實(shí)受到壓力的最大值。平均載荷是一個(gè)檢測(cè)質(zhì)構(gòu)探頭對(duì)果實(shí)內(nèi)部所有位點(diǎn)受到的壓力的平均值，能很好地反映果實(shí)的平均硬度，在一定程度上反映果實(shí)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(shì)。平均載荷越小，說(shuō)明果實(shí)越成熟［12］。

圖2 獼猴桃果實(shí)硬度相關(guān)質(zhì)構(gòu)參數(shù)的變化

對(duì)上述四個(gè)有關(guān)果實(shí)硬度的質(zhì)構(gòu)指標(biāo)做進(jìn)一步分析，以果實(shí)硬度為應(yīng)變量，選取回復(fù)能量和平均載荷為自變量做三維散點(diǎn)分布圖（圖3），得到偏回歸線(xiàn)性方程：Y硬度=6.255平均載荷-0.199X回復(fù)能量-9.245（R2= 0.967）。結(jié)果表明，三者相關(guān)達(dá)到極顯著性水平（p＜0.01）。硬度及相關(guān)參數(shù)反映人口腔牙齒對(duì)果實(shí)的咬合力，硬度越大，表明果實(shí)的成熟度低；但硬度過(guò)低，人口腔會(huì)感覺(jué)綿軟，無(wú)法得到咀嚼果實(shí)的愉悅感。

2.3 儲(chǔ)藏期獼猴桃果實(shí)柔韌性及相關(guān)參數(shù)的分析

柔韌性及相關(guān)參數(shù)反映的是人口腔臼齒碾磨果實(shí)的力度；粘滯性反映了咀嚼果肉時(shí)，果粒對(duì)上腭、牙齒、舌頭等接觸面粘著的性質(zhì)，果實(shí)粘滯性增大，則果實(shí)品質(zhì)呈下降趨勢(shì)［12］。凝聚性反映的是咀嚼果肉時(shí)，果粒抵抗受損并緊密連接，使果實(shí)保持完整的性質(zhì)，它反映了細(xì)胞間結(jié)合力的大小。彈性與果實(shí)質(zhì)地的致密程度有關(guān)，從圖3可以看出，三個(gè)品種獼猴桃彈性變化趨勢(shì)平緩。圖3中，熟化過(guò)程中三個(gè)品種獼猴桃果肉凝聚性均上升后下降，說(shuō)明細(xì)胞間結(jié)合力隨貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)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(shí)口感質(zhì)量上升。

圖3 獼猴桃果實(shí)柔韌性相關(guān)質(zhì)構(gòu)參數(shù)的變化

圖4 果實(shí)硬度、平均載荷和回復(fù)能量擬和曲面

對(duì)上述三個(gè)果實(shí)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)做進(jìn)一步分析，以果實(shí)硬度為應(yīng)變量，選取回復(fù)能量和平均載荷為自變量做三維散點(diǎn)分布圖（圖4），圖5的偏回歸線(xiàn)性方程：Y柔韌性=8.167X粘滯性-7.442X凝聚性+91.935（R2=0.377），結(jié)果表明，三者相關(guān)性達(dá)到顯著水平（p＜0.05）。

圖5 果實(shí)柔韌性、粘滯性和凝聚性擬和曲面

2.4 獼猴桃果實(shí)人工模擬咀嚼模型的建立

有人研究認(rèn)為，咀嚼性參數(shù)為硬度、凝聚性、彈性三者乘積，它綜合反映了果實(shí)對(duì)咀嚼的持續(xù)抵抗性［11］，所以果實(shí)咀嚼性與果實(shí)食用品質(zhì)聯(lián)系緊密。參照前人研究，分別建立果實(shí)咀嚼性和硬度、凝聚性、彈性、粘滯性、耐咀性的相關(guān)性回歸方程，以咀嚼性為應(yīng)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(guān)性，盡管較低，但達(dá)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(guān)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(guān)性比較大，且達(dá)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(guān)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(guān)性，且有極顯著性差異（p＜0.01）。

參照以上分析，選擇相關(guān)性較大且有顯著性差異的自變量即硬度、彈性和耐咀性進(jìn)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(guān)性達(dá)極顯著性水平（p＜0.01）。

3 結(jié)論

人們?cè)诰捉浪倪^(guò)程中對(duì)果肉施加機(jī)械力，口腔得到刺激而產(chǎn)生復(fù)雜的感覺(jué)，從而對(duì)果實(shí)的咀嚼感作出描述。一般食品的感官品質(zhì)通常采用感官評(píng)定方式評(píng)價(jià)。事實(shí)上，雖然感官評(píng)定可以給出食品的綜合感覺(jué)，但是很難進(jìn)行定量分析，更多是描述性分析和定性說(shuō)明，另外感官評(píng)定需要大量的人力物力，在研究過(guò)程中采用感官評(píng)定非常費(fèi)力而且如果感官評(píng)價(jià)的樣本數(shù)量不夠充分的話(huà)，很容易產(chǎn)生誤差［14］。

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，獼猴桃果肉會(huì)變得綿軟，咀嚼性下降，食用參數(shù)發(fā)生一定的變化。質(zhì)構(gòu)儀TPA實(shí)驗(yàn)的各項(xiàng)參數(shù)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(shù)所對(duì)應(yīng)的具體感官評(píng)價(jià)較難用語(yǔ)言描述和打分、分級(jí)，而儀器測(cè)定的參數(shù)值具有客觀性。

本研究應(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀TPA實(shí)驗(yàn)法，對(duì)常溫儲(chǔ)藏的Hayward、中華95-1、徐香三個(gè)品種的獼猴桃進(jìn)行質(zhì)地測(cè)定。結(jié)果表明，隨著儲(chǔ)藏時(shí)間的增長(zhǎng)，果實(shí)品質(zhì)不斷變化，三種獼猴桃果肉的硬度、咀嚼性、回復(fù)能量和平均載荷呈不斷下降的總趨勢(shì)；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(yīng)用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)果實(shí)貯藏期間質(zhì)構(gòu)性能的跟蹤檢測(cè)，可以模擬人工口腔咀嚼功能且客觀準(zhǔn)確。從本次研究可以得出，硬度與回復(fù)能量、平均載荷的相關(guān)性極顯著（p＜0.01）；柔韌性與粘滯性、凝聚性的相關(guān)性顯著（p＜0.05）；并且建立了獼猴桃果實(shí)人工模擬咀嚼數(shù)學(xué)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(shù)學(xué)模型，有一定的創(chuàng)新。

［1］劉興余，金邦荃，詹巍，等.豬肉質(zhì)構(gòu)的儀器測(cè)定與感官評(píng)定之間的相關(guān)性分析［J］.食品科學(xué)，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(zhì)構(gòu)分析及測(cè)試條件對(duì)蘋(píng)果TPA質(zhì)構(gòu)分析的影響［J］.食品科學(xué)，2004，25（12）：68-70.

［7］孫哲浩，趙謀明，張?jiān)?，?明膠與卡拉膠交互作用特性及機(jī)理的研究［J］.食品科學(xué)，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(xué)［M］.北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2001：96-100.

［11］潘秀娟，屠康.質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多面分析（TPA）方法對(duì)蘋(píng)果采后質(zhì)地變化的檢測(cè)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2005，21（3）：166-170.

［12］韋來(lái)生.數(shù)理統(tǒng)計(jì)［M］.北京：科學(xué)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(jì)春，張永祥.TPA質(zhì)構(gòu)分析模式在食品研究中的應(yīng)用［J］.實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，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(lián)系人

吳旻丹（1985-），女，碩士，研究方向：功能性食品。