劉 洪，車振明，*，陳 坤，朱勝華

（1.西華大學生物工程學院，四川成都 610039；2.西華大學機械工程與自動化學院，四川成都 610039）

人工接種與自然發(fā)酵泡豇豆的質(zhì)地研究

劉 洪1，車振明1，*，陳 坤2，朱勝華1

（1.西華大學生物工程學院，四川成都 610039；2.西華大學機械工程與自動化學院，四川成都 610039）

比較人工接種和自然發(fā)酵泡豇豆質(zhì)地，采用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀對泡豇豆的質(zhì)地進行測定，優(yōu)選出測試泡豇豆質(zhì)地的參數(shù)。應用最優(yōu)參數(shù)對人工接種與自然發(fā)酵泡豇豆的硬度、彈性、粘聚性、膠著性、咀嚼度、回復性等質(zhì)地進行測定，并結(jié)合感官評定根據(jù)測出的數(shù)據(jù)和相關(guān)曲線進行縱向、橫向的對比分析。實驗結(jié)果表明，泡豇豆質(zhì)地測定較優(yōu)參數(shù)：測試速率為2.0mm/s、力的大小為5.0g和壓縮量為30%。泡豇豆各個質(zhì)地指標呈顯著相關(guān)，感官評價與質(zhì)地數(shù)據(jù)變化趨勢基本一致，人工接種比自然發(fā)酵泡豇豆的質(zhì)地變化快，成熟周期縮短，保持了與自然接種泡豇豆一致的風味，該研究為泡菜質(zhì)地的變化提供一定的科學數(shù)據(jù)。

豇豆，質(zhì)地，參數(shù)，評價，分析

泡菜是一種歷史悠久且風味獨特的乳酸發(fā)酵蔬菜制品[1]。泡菜不僅美味爽口，而且營養(yǎng)豐富，具有解膩開胃、促消化、增食欲的功效[2]。泡豇豆作為典型的泡菜品種，更是受到廣大消費者由衷的熱愛。豇豆含有優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)、脂肪、鈣、鐵、多種維生素、碳水化合物、煙酸、磷脂等營養(yǎng)成分[3-5]。而且風味獨特、具有促消化、增食欲等功效的泡豇豆（Pick led cowpea）更是國人餐桌上的美味佳肴。隨著我國人民生活水平不斷提高，消費者對豇豆泡制后其營養(yǎng)成分的變化，特別是質(zhì)地的變化越來越關(guān)注。質(zhì)構(gòu)儀是目前廣泛使用的食品質(zhì)構(gòu)分析儀器，在食品質(zhì)構(gòu)的測定方面有諸多報道[6-9]。質(zhì)地特性是反映泡豇豆品質(zhì)好壞的主要指標之一，對泡豇豆的口感有著至關(guān)重要的作用。感官評價是研究泡豇豆質(zhì)地變化的常用方法，但是往往由于評價方法選擇不當、感官概念和文字定義的沖突、評測程序不統(tǒng)一以及品評者自身易受各方面因素影響等原因，導致評價結(jié)果失真[10]。目前對泡豇豆的質(zhì)地研究還處在初步階段。本文采用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀對泡豇豆的質(zhì)地進行測定，優(yōu)選出了質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地多面分析測試參數(shù)，分析了質(zhì)地特性的相關(guān)性，對人工接種和自然發(fā)酵泡豇豆的質(zhì)地特性變化進行了感官分析、數(shù)據(jù)分析，簡單地說明了感官與質(zhì)構(gòu)的關(guān)系。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

泡豇豆半成品 實驗室泡制的一個成熟周期內(nèi)的豇豆；泡豇豆成品 購自當?shù)爻?；泡菜輔料 花椒、大蒜、姜、尖椒、冰糖和高粱酒，均購自市場；乳酸菌I號 四川高福記生物科技有限公司。

TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀 英國Stable M icro System有限公司。

1.2 實驗方法

1.2.1 泡豇豆工藝[11]

1.2.1.1 自然發(fā)酵的泡豇豆工藝 制作鹵水→原料選

擇→預處理→裝壇→注鹽水→密封→成品

1.2.2 感官評價標準 本實驗的感官評價方法選取色澤及形態(tài)、香氣、滋味、脆度四項指標綜合得到最后的總體得分。實驗選取6位課題組人員組成感官評價小組，評價結(jié)果取平均值為最終評價結(jié)果。感官評分計算：由評分小組決定四個指標在綜合評分中的重要性關(guān)系為：脆度＞滋味＞色澤及形態(tài)=香氣，并確定色澤及形態(tài)、香氣、滋味、脆度在總體感官評分中的權(quán)重分別為50%、20%、15%、15%，得到最終總體得分的計算公式：總體得分=色澤及形態(tài)×15%+香氣×15% +滋味×20%+脆度×50%。

1.3 質(zhì)構(gòu)儀參數(shù)優(yōu)選

TPA測試是近年來發(fā)展起來的一種新型測試方法，主要通過對試樣進行兩次壓縮的機械過程來模擬人口腔的咀嚼運動，利用力學測試方法來模擬食品質(zhì)地的感官評價。為了減小測試過程中參數(shù)設(shè)置可能導致的誤差，設(shè)計了參數(shù)優(yōu)選實驗，從壓縮量（Strain）、壓縮時力的大?。‵orce）和測試速率（Test speed）三個方面進行優(yōu)選。樣本規(guī)格為：粗細、長短大致相同的購自當?shù)厥袌龅某善放蒴筟14-19]。泡豇豆TPA測試典型分析圖見圖1。

圖1 泡豇豆TPA測試典型分析圖Fig.1 TPA test typical analytical curve of bubble cowpea

1.3.1 壓縮量對各個質(zhì)地特性測定的影響 用TAXT2i質(zhì)構(gòu)分析儀對泡豇豆的質(zhì)地進行測定，測試條件是：測前速率為2.0mm/s，測試速率為2.0mm/s，測后速率為5.0mm/s，力的大小為5.0g，壓縮量分別設(shè)為10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%八個水平，采用直徑5.0mm的平底柱形探頭P/5，每項測試重復5次。

1.3.2 測試時力的大小對各個質(zhì)地特性測定的影響用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀對泡豇豆的質(zhì)地進行測定，測試條件是：測前速率為2.0mm/s，測試速率為2.0mm/s，測后速率為5.0mm/s，壓縮量為30%，力的大小分別設(shè)為3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0g六個水平，采用直徑5.0mm的平底柱形探頭P/5，每項測試重復5次。

1.3.3 測試速率對各個質(zhì)地特性測定的影響 用TA-XT2i質(zhì)構(gòu)分析儀對泡豇豆的質(zhì)地進行測定，測試條件是：測前速率為2.0mm/s，測試速率為2.0mm/s，力的大小為5.0g，壓縮量為30%，測后速率分別設(shè)為1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0、7.0、8.0mm/s八個水平，采用直徑5mm的平底柱形探頭P/5，每項測試重復5次。

對壓縮量、力的大小、測試速率所得的數(shù)據(jù)用Origin Pro 8.5進行作圖分析。

1.4 TPA測試方法

用優(yōu)選出來的TPA參數(shù)對自然發(fā)酵和人工接種泡豇豆進行測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 TPA參數(shù)優(yōu)選結(jié)果

2.1.1 壓縮量對各個質(zhì)地特性測定的影響 從圖2可以分析出，隨著壓縮量的增加，泡豇豆的硬度、膠著性和咀嚼度三種品質(zhì)呈明顯的上升趨勢，且在壓縮量小于30%時，硬度、膠著性和咀嚼度三種品質(zhì)變化較平緩，當壓縮量大于30%時，硬度、膠著性和咀嚼度三種品質(zhì)的質(zhì)地特性發(fā)生突變呈上升趨勢；泡豇豆的彈性、粘聚性和回復性三種品質(zhì)呈下降的趨勢，但是變化不顯著。通過綜合分析泡豇豆的六種品質(zhì)隨壓縮量的增加而發(fā)生的變化可知，在壓縮量為30%的時候曲線比較穩(wěn)定，而壓縮量小于30%的時候，由于探頭未能與樣品很好的接觸，個體差異太大，壓縮量大于30%的時候，由于組織破碎過度導致組織堆積而造成曲線波動較大，造成較大的誤差。所以，根據(jù)以上分析及實際情況，選擇壓縮量為30%。

圖2 壓縮量對各品質(zhì)的影響Fig.2 Effectof differentstrain and compression rate on qualities

表1 成品感官評分標準[12-13]Table 1 The standard of sensory degustation

2.1.2 測試時力大小對各個質(zhì)地特性測定的影響 從圖3可以分析出，隨著力的增大，泡豇豆的硬度、膠著性和咀嚼度三種品質(zhì)呈明顯的上升趨勢，當力大于6.0g以后，曲線的斜率呈現(xiàn)出陡增的效果，當力小于4.0g的時候，接近曲線端點，不能充分說明各個質(zhì)地特性隨力變化的趨勢；而泡豇豆的彈性、粘聚性和回復性則呈現(xiàn)出下降的趨勢，當在力的大小為5.0g左右時，曲線變化比較平緩，此時三種品質(zhì)的變化較一致。綜上，通過綜合考慮泡豇豆六種品質(zhì)的各自隨力的大小變化的曲線特性，最終確定測試時力的大小為5.0g。

表2 成品泡豇豆各質(zhì)地相關(guān)性數(shù)據(jù)Table 2 Correlative data of qualities of finished bubble cowpea

圖3 不同的力對各品質(zhì)的影響Fig.3 Effectof different force on qualities

2.1.3 測試速率對各個質(zhì)地特性的影響 由圖4分析出，隨著測試時探頭的壓縮速率不斷增加，泡豇豆的彈性、粘聚性和回復性三種品質(zhì)與測試速率呈正相關(guān)，而泡豇豆的硬度、膠著性、咀嚼度隨著測試速率的增加而逐漸降低，所有的品質(zhì)在測試速率為3.0mm/s以下時，曲線變化比較穩(wěn)定，當測試速率大于4.0mm/s時，各曲線出現(xiàn)了不同程度的波動，差異較大，固本實驗選擇測試速率為2.0mm/s。

圖4 不同的測試速率對各品質(zhì)的影響Fig.4 Effect of different test speed on qualities

通過對TPA參數(shù)進行優(yōu)選，最終確定的TPA參數(shù)為：力5.0g，測試速率2.0mm/s，壓縮量30%。

2.2 泡豇豆質(zhì)地力學各參數(shù)相關(guān)性分析[20]

采用優(yōu)選出來的TPA參數(shù)對成品泡豇豆的質(zhì)地力學進行測定，使用SPSS19.0統(tǒng)計分析軟件對質(zhì)地力學各參數(shù)進行相關(guān)性分析，得到表2相關(guān)性數(shù)據(jù)，說明各參數(shù)顯著相關(guān)。

2.3 泡豇豆感官評價結(jié)果

表3 泡豇豆感官評分結(jié)果Table 3 Results of sensory scoring of bubble cowpea

通過對自然發(fā)酵和人工發(fā)酵泡菜感官品質(zhì)的評定，從表3可以看出泡菜的感官品質(zhì)得分都是先增大，達到最大值后下降；自然發(fā)酵泡菜在第7d感官評分最高，而人工發(fā)酵泡菜在第6d即達到最高。自然發(fā)酵泡菜在香氣和口味方面優(yōu)于人工接種發(fā)酵的泡菜，自然發(fā)酵泡菜的口感醇正，香氣濃郁，人工接種泡菜香氣單一。在一段時間的對比發(fā)現(xiàn)，人工接種發(fā)酵泡菜在色值和脆度方面好于自然發(fā)酵的泡菜，人工接種泡菜顏色更加艷麗、失色較慢、脆度更好。

2.4 泡豇豆質(zhì)地力學參數(shù)結(jié)果與分析[21]

采用優(yōu)選出來的TPA參數(shù)（力5.0g，測試速率2.0mm/s，壓縮量30%）對自然發(fā)酵和人工接種泡豇豆的質(zhì)地力學進行測定，結(jié)果見表4。

由表4看出，人工接種與自然發(fā)酵泡豇豆的硬度隨著時間的增加而減小，人工接種泡豇豆的硬度減小快，且趨勢平滑，自然發(fā)酵泡豇豆，發(fā)酵速度慢，硬度減小慢。泡豇豆的彈性隨著時間的增加而減小，但是變化的幅度平緩，人工接種的彈性減小快；自然發(fā)酵泡豇豆，發(fā)酵速度慢，彈性變化慢。泡豇豆的粘聚性隨著時間的增加而減小，但是變化的幅度很平緩，人工接種的粘聚性減小快，自然發(fā)酵泡豇豆，發(fā)酵速度慢，粘聚性變化慢。泡豇豆的膠著性隨著時間的增加而減小，人工接種的膠著性減小快，曲線平滑，自然發(fā)酵泡豇豆，發(fā)酵速度慢，膠著性變化慢。兩類泡豇豆的咀嚼度隨著時間的增加而減小，且減小的幅度均比較小，兩曲線變化趨勢平緩，沒有多大的區(qū)別。泡豇豆的回復性隨著時間的增加而減小，且減小的幅度均比較小，自然發(fā)酵的泡豇豆的回復性變化曲線平滑，人工接種的泡豇豆曲線變化斜率較大。

表4 泡豇豆的質(zhì)地力學結(jié)果Table 4 The results of texture andmechanics of pickled cowpea

表5 方差分解主成分提取分析表Table 5 Total variance explained

2.5 感官評價結(jié)果與質(zhì)地力學各參數(shù)的相關(guān)性研究

使用SPSS19.0統(tǒng)計分析軟件[25]對感官評價結(jié)果與質(zhì)地力學各參數(shù)進行主成分分析，見表5。

通過主成分分析方法可知，泡豇豆的感官評價得分與質(zhì)地力學參數(shù)結(jié)果中的彈性、咀嚼度大體一致，而與粘聚性、回復性、硬度和膠著性相關(guān)性不顯著。

綜上分析，人工接種與自然發(fā)酵泡豇豆的硬度、彈性、粘聚性、膠著性、咀嚼度和回復性6個參數(shù)，隨著發(fā)酵過程的進行，均呈現(xiàn)出降低的趨勢，其中人工接種泡豇豆的質(zhì)地力學參數(shù)，除了回復性高于自然發(fā)酵泡豇豆的回復性意外，其它5項參數(shù)明顯低于自然發(fā)酵泡豇豆的質(zhì)構(gòu)力學參數(shù)。這可能是因為自然發(fā)酵泡豇豆，發(fā)酵環(huán)境中微生物菌系復雜，存在著競爭，不利于乳酸菌[22]的生長，發(fā)酵周期長，各項品質(zhì)發(fā)生生理生化反應慢；而人工接種泡豇豆，加入了高活性、高純度的促進泡豇豆發(fā)酵的乳酸菌劑，在發(fā)酵過程中迅速地促進泡豇豆的發(fā)酵環(huán)境的形成，促進泡豇豆的總酸、總糖、還原糖、維生素、蛋白質(zhì)、氨基酸、有機酸、各種揮發(fā)性成分等品質(zhì)的相互反應，有效地縮短泡豇豆的發(fā)酵周期，并且能顯著地提高泡豇豆的各項品質(zhì)。

3 結(jié)論

3.1 TPA測試參數(shù)

通過設(shè)定不同的測試速率、壓縮程度和力的大小進行實驗，結(jié)果采用硬度、彈性、粘聚性、回復性、膠著性、咀嚼度六個指標來進行參數(shù)優(yōu)選。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)六個指標均呈現(xiàn)出升高或降低兩種變化趨勢。但是，不同的測試速率、壓縮程度和力的大小對測試的結(jié)果有很大的影響，在較大或者較小的測試速率下，六個指標變化波動很大；在較小的壓縮量下，樣品不能充分的受力，使得受力不均，造成極大的個體差異，而在較大的壓縮量下，樣品被壓碎變形，使得測試結(jié)果與實際情況有很大的差異；過大或者過小的力，要么使得樣品被破壞，要么使得壓縮程度不夠。鑒于此，優(yōu)選出了TPA測試泡豇豆的參數(shù)：測試速率2.0mm/s，壓縮量為30%，壓縮力為5.0g。

3.2 泡豇豆TPA指標相關(guān)性

對泡豇豆的硬度、彈性、粘聚性、膠著性、咀嚼度和回復性六個指標進行了相關(guān)性分析，得出六個指標顯著相關(guān)。

3.3 感官評價

對兩種泡豇豆進行了感官評價，從質(zhì)地、口感、色澤、風味等方面對泡豇豆進行量化打分，得出兩種發(fā)酵方式泡豇豆的感官得分基本上先上升后下降，即隨著發(fā)酵過程的不斷深入，從開始發(fā)酵到成熟過程，感官越來越好，但是人工接種優(yōu)于自然發(fā)酵；當超過成熟階段以后，發(fā)酵環(huán)境開始發(fā)生變化，泡豇豆的感官逐漸的下降，主要是由于泡豇豆的各種品質(zhì)，比如：總酸、有機酸、氨基酸、總糖、還原糖、亞硝酸鹽、微生物菌系等發(fā)生了生理生化的變化使得感官評分下降[23-24]。

3.4 質(zhì)構(gòu)分析

對人工接種和自然發(fā)酵泡豇豆的質(zhì)地力學參數(shù)進行了相關(guān)的測定，采用優(yōu)選出來的泡豇豆TPA測試條件參數(shù)測定了泡豇豆的質(zhì)構(gòu)，得出了人工接種與自然發(fā)酵泡豇豆在發(fā)酵周期過程中硬度、彈性、粘聚性、膠著性、咀嚼度和回復性六個指標的變化規(guī)律，對其變化規(guī)律進行了簡單的分析。

3.5 質(zhì)構(gòu)分析與感官評價的關(guān)系

通過主成分分析方法可知，泡豇豆的感官評價得分與質(zhì)地力學參數(shù)結(jié)果中的彈性、咀嚼度相關(guān)性顯著，因此可以通過測定彈性和咀嚼度來定性的描述泡豇豆的品質(zhì)，從而豐富泡豇豆品質(zhì)測定的方法，提高其準確性和可信度。從人工接種和自然發(fā)酵泡豇豆的感官評價得分上來看，人工接種泡豇豆發(fā)酵快，感官變化迅速，而自然發(fā)酵感官變化緩慢，且二者的評分都是先上升后下降。在進行質(zhì)構(gòu)力學特性研究的時候發(fā)現(xiàn)，六個指標的變化大體上是呈現(xiàn)曲線上升或者下降的趨勢，沒有出現(xiàn)感官評價中中間高兩端低的現(xiàn)象。質(zhì)構(gòu)分析儀測定出來的數(shù)據(jù)，客觀性更強，排除了感官評價人為因素的差異。

傳統(tǒng)的感官鑒定方法一直是食品品質(zhì)評價的主要手段，雖然該方法最具權(quán)威性，但是該方法不易標準化，而且在評價中易受評價員的嗜好、品味等不穩(wěn)定因素的影響，從而導致實驗結(jié)果的可靠性、可比性差，采用質(zhì)構(gòu)儀，可以克服感官鑒定方法中存在的不足。質(zhì)構(gòu)儀在食品品質(zhì)評價中的應用也越來越廣泛，其測定的結(jié)果具有較高的靈敏度和客觀性。但應注意的是：質(zhì)構(gòu)儀畢竟只是儀器，其測定結(jié)果與口感品嘗會有一定得差距，所以在進行食品品質(zhì)測定時，應采用質(zhì)構(gòu)儀測定與感官評定相結(jié)合的方法。

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Research of texture of artificial inoculation and natural fermentation of pickled cowpea

LIU Hong1，CHE Zhen-M ing1，*，CHEN Kun2，ZHU Sheng-hua1
（1.School of Bioengineering，XiHua University，Chengdu 610039，China；2.School of Mechanical Engineering&Automation，XiHua University，Chengdu 610039，China）

The texture of p ickled cowpea between artificial inoculation and natural fermentation was com pared and measured by using TA-XT2i Texture Analyzer，and op tim ized the test-parameters of the quality of a material of pickled cowpea.Then measured texture of the artificial inoculation and the natural fermentation of p ickled cowpea from hardness，sp ringiness，sohesiveness，gumm iness，chew iness，resilience etc.According to the measured data and related reg ressionmodel for longitudinaland transverse com parative analysis，combined w ith comp rehensive analysis of sensory evaluation of p ickled cowpea.The results showed that the more op tim ized test-parameters of pickled cowpea were：at a rate of 2.0mm/s，the force was 5.0g and com p ression value was 30%.The textures of p ickled cowpea had significant correlation，basically sensual evaluation and texture data had same trend.The artificial inoculation changed faster and shorter than natural fermentation p ickled cowpea at fermentation period，meanwhile maintained the consistent flavor w ith the natural pickled cowpea，this study p rovided some scientific data for the changes textures of kim chi.

p ickled cowpea；texture；parameter；evaluate；analysis

TS255.1

A

1002-0306（2012）14-0111-05

2011－11－16 *通訊聯(lián)系人

劉洪（1984－），男，碩士，研究方向：食品營養(yǎng)與安全。