胡亞云

（西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，陜西楊凌 712100）

食品的質(zhì)地，如硬度、脆性、膠黏性、彈性、回復(fù)性等是評價食品品質(zhì)的重要因素，其評價方法有感官評價法和儀器評價法。感官評價方法與評價員的情緒、健康狀況等有很大的關(guān)系，會造成較大的人為誤差，而儀器評價法因其具有客觀、易操作性等優(yōu)點(diǎn)，越來越受到研究者的青睞。質(zhì)構(gòu)儀作為客觀評價食品品質(zhì)的主要儀器，測定的物理性狀能較好的反映食品質(zhì)量的優(yōu)劣，在食品行業(yè)已被廣泛應(yīng)用[1]。

1 質(zhì)構(gòu)儀在食品研究中的應(yīng)用

1.1 質(zhì)構(gòu)儀測定結(jié)果與感官評定結(jié)果之間的相關(guān)性研究

質(zhì)構(gòu)儀測定結(jié)果與感官評定結(jié)果之間的相關(guān)性研究在谷物類、乳制品、肉及肉制品、海產(chǎn)品、果蔬、凝膠、休閑食品等各個領(lǐng)域均有報道，大多情況下，二者具有較高的相關(guān)性。張華文等對質(zhì)構(gòu)儀和拉伸儀測定面團(tuán)特性進(jìn)行比較得出質(zhì)構(gòu)儀的測定結(jié)果可以代替拉伸儀的測定結(jié)果用于品質(zhì)評價，質(zhì)構(gòu)儀測定的拉伸面積、拉伸阻力、延伸度和拉伸比例可用于評價面團(tuán)的強(qiáng)度、彈性和延伸性，可以較全面地評價和確定面粉的品質(zhì)和適用范圍[2]。雷激認(rèn)為，質(zhì)構(gòu)儀TPA 指標(biāo)硬度能較好地反映面條的軟硬度和總評分，但尚不能完全代替感官評價，建議采用儀器量化測定和感官相結(jié)合的方法評價面條品質(zhì)[3]。孫輝等對面包心堅(jiān)實(shí)度進(jìn)行測定，表明堅(jiān)實(shí)度測試不僅可以評價不同品種小麥的面包烘焙性能，還可以用來研究不同添加劑成分或其它處理對延長面包貨架期的作用[4]。戰(zhàn)旭梅等使用質(zhì)構(gòu)儀通過對13 種稻谷樣品的蒸煮品質(zhì)指標(biāo)、質(zhì)構(gòu)品質(zhì)及其相關(guān)性的研究得出，可以用彈性、黏著性、硬度、黏度來代替蒸煮指標(biāo)中的碘鹽值、膨脹率、米湯干物質(zhì)、吸水率來評價大米的食用品質(zhì)[5]。扶慶權(quán)通過對不同原料肉配比生產(chǎn)的西式火腿進(jìn)行感官評定和質(zhì)構(gòu)儀分析，發(fā)現(xiàn)感官評定結(jié)果和質(zhì)構(gòu)儀測定結(jié)果具有一致性，生產(chǎn)企業(yè)可以對質(zhì)構(gòu)儀測定的結(jié)果作為對產(chǎn)品質(zhì)量好壞的依據(jù)[6]。Alasalvar C 使用P/20 柱型探頭進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測定。同樣厚度的魚片，從頭到尾的硬度逐漸降低。在儲存過程中，隨著時間的延長，相同部位的魚片的硬度逐漸降低。使用物性分析儀測定與感官和化學(xué)的結(jié)果有良好的一致性[7]。Morkoren T 和Einen O 使用物性分析儀對熏魚和熏魚用魚的魚片進(jìn)行了分析，并與感官評的結(jié)果做了比較。發(fā)現(xiàn)對熏魚感官硬度評定的結(jié)果與用儀器測定的熏魚用魚的數(shù)據(jù)有高度的相關(guān)性[8]。

1.2 質(zhì)構(gòu)儀應(yīng)用于食品的質(zhì)構(gòu)分析

許多學(xué)者用質(zhì)構(gòu)儀分析食品在貯藏、保鮮、貨架期等過程中的質(zhì)構(gòu)變化特性，從而得出影響食品質(zhì)變的質(zhì)構(gòu)特征。潘秀娟等應(yīng)用TPA，對紅富士與嘎拉蘋果采后質(zhì)地進(jìn)行分析。確定出脆度、黏著性、凝聚性、回復(fù)性、咀嚼性5 項(xiàng)參數(shù)可用于比較紅富士與嘎拉蘋果采后質(zhì)地的差別，實(shí)驗(yàn)結(jié)果反映了嘎拉較紅富士蘋果更易出現(xiàn)綿軟的質(zhì)地特性[9]。

徐惠萍等利用對粽子貨架期質(zhì)地變化進(jìn)行分析，結(jié)果表明，隨著貨架期的延長，水分含量的減少，粽子的硬度，咀嚼性增大。同時發(fā)現(xiàn)膠著性和咀嚼性是粽子質(zhì)構(gòu)變化最大的影響因素[10]。明建等選用研究超聲作用下兩角菱角淀粉糊凝膠質(zhì)構(gòu)特性的變化，結(jié)果表明：在不同超聲波作用條件下，不同濃度的兩角菱角淀粉糊所形成的凝膠質(zhì)構(gòu)特性顯著改變，延長超聲波作用時間和增加超聲強(qiáng)度，會降低凝膠的硬度、咀嚼性、膠著性、彈性、黏聚性以及回復(fù)性，并且隨著兩角菱角淀粉糊濃度的增大，其所形成凝膠的質(zhì)構(gòu)特性下降趨勢減緩[11]。張昆明等在葡萄貯藏期間果肉參數(shù)質(zhì)地變化規(guī)律的TPA 表征中，得出TPA 測試反映了3 種保鮮膜內(nèi)的葡萄果肉各項(xiàng)質(zhì)地參數(shù)變化規(guī)律總體均呈現(xiàn)下降趨勢[12]。伍玉潔等用TPA 測試模式，研究水分活度對干制蝦仁產(chǎn)品的貨架壽命和質(zhì)構(gòu)的影響結(jié)果表明，當(dāng)Aw 控制在0.86～0.9[水分含量約25%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）]時，常溫保藏的蝦仁干制產(chǎn)品在口感及微生物指標(biāo)等方面可取得平衡[13]。

1.3 質(zhì)構(gòu)儀測試方法的建立及質(zhì)構(gòu)測試參數(shù)的優(yōu)化

由于目前對于質(zhì)構(gòu)的評價沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，而質(zhì)構(gòu)儀用于食品品質(zhì)的評價越來越普及化，因此為了得到更具可信度的結(jié)果，許多研究者們致力于對質(zhì)構(gòu)的測試方法和測試參數(shù)的優(yōu)化研究。

黃悅雄等采用拉伸測試模式以探頭提拉淀粉糊，測定糊絲的拉伸特性曲線，得出拉力與時間距離的關(guān)系圖，分析糊絲的形成和斷裂過程，可以從拉伸特性曲線的變化判斷計(jì)算糊絲的長度[14]。馬慶華等采用質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地整果穿刺法進(jìn)行試驗(yàn)、通過對不同來源的冬棗進(jìn)行質(zhì)地檢測、Macro 程序編輯和測得數(shù)據(jù)的方差分析，建立一套適合鮮食棗果實(shí)的質(zhì)地檢測方法[15]。解偉妮等在食品脆度的客觀表征及其通用測量公式的研究一文中，把質(zhì)構(gòu)測試所得的力、斜率、面積、面積/距離等參數(shù)與感官平均脆度值進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果表明：斜率與感官脆度值具有最高的相關(guān)性，據(jù)此建立脆度指標(biāo)的表征模型[16]。楊瑞征等使用探頭P/36R，TPA 測試模式對饅頭和面包的質(zhì)構(gòu)特性測定方法做了一系列研究，得到了比較可靠地樣品制備方法和質(zhì)構(gòu)測試的最佳條件，即饅頭最佳測試參數(shù)：壓縮程度50%、壓縮速度60 mm/min、饅頭放置時間30 min、饅頭樣品制作與測試溫度20 ℃；面包質(zhì)構(gòu)（硬度）測試參數(shù)以設(shè)置壓縮程度50 %、壓縮速度100 mm/min，取25%壓縮程度的硬度測定值為合適[17-19]。王虹等分別選用直徑為0.5 cm 和3 cm 探頭的，采用穿刺法，在不同果實(shí)、不同測試距離下測試番茄硬度，結(jié)果表明：隨著探頭測試距離的增加，反彈力增大；番茄橫向的果實(shí)硬度低于縱向[20]。李春紅等討論了不同探頭和運(yùn)行參數(shù)對開口酥、牛排圈、蝦條、玉米花等休閑食品酥脆性的影響規(guī)律，結(jié)果表明，探頭和測試參數(shù)對于酥脆性有顯著影響[21]。

1.4 質(zhì)構(gòu)儀應(yīng)用于果蔬貯藏、產(chǎn)品研發(fā)等過程中的工藝優(yōu)化

利用質(zhì)構(gòu)儀檢測產(chǎn)品品質(zhì)、優(yōu)化產(chǎn)品研發(fā)工藝，是質(zhì)構(gòu)儀在食品品質(zhì)測定方面的發(fā)展趨勢。

丁長河等用質(zhì)構(gòu)方法對傳統(tǒng)的酵頭饅頭進(jìn)行測試，與工業(yè)化生產(chǎn)的饅頭相比較，發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)工藝制作的產(chǎn)品咀嚼性和凝聚性比較高，但是彈性上無太大差別[22]。王宇偉等對小麥粉擠壓膨化食品進(jìn)行質(zhì)構(gòu)分析。通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，單片、兩片紋路90°交錯、兩片紋路縱向重疊3 種擠壓膨化的方法中，單片測試結(jié)果相對較好[23]。許永亮等使用質(zhì)構(gòu)儀測定了4 種工藝制作的米飯應(yīng)力松弛曲線，研究米飯的應(yīng)力松弛參數(shù)與化學(xué)成分的關(guān)系，為米飯蒸煮工藝的優(yōu)化和新型炊具的開發(fā)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)[24]。于世峰等在貯藏溫度和時間對五常大米米飯品質(zhì)的影響一文中，對米飯的硬度和黏性進(jìn)行測試，結(jié)合其它研究參數(shù)得出，米飯較適宜的貯藏溫度不宜高于-18 ℃，在0 ℃～4 ℃范圍內(nèi)米飯宜老化[25]。在干酪生產(chǎn)中，凝乳是非常關(guān)鍵的步驟，直接影響干酪品質(zhì)。而生牛乳的蛋白、脂肪含量，乳的pH，凝乳溫度，凝乳酶添加量，鈣的添加等許多因素影響干酪凝乳。從而對這些影響因素進(jìn)行有效控制就非常重要。鄭小平等通過物性分析儀對凝乳的質(zhì)構(gòu)進(jìn)行了研究，從而分析了不同影響因素對凝乳形成的影響程度，為凝乳工藝的確立提供了量化客觀依據(jù)[26]。林靜韻等同樣用TPA 模式，考察在超聲場中，不同超聲場條件、不同馬鈴薯淀粉糊濃度下，馬鈴薯淀粉凝膠強(qiáng)度的變化規(guī)律。實(shí)驗(yàn)證明：不同超聲場作用條件對馬鈴薯淀粉糊的質(zhì)構(gòu)特性有明顯影響[27]。

1.5 質(zhì)構(gòu)儀應(yīng)用于食品物性特征與生理生化機(jī)理方面的研究

果實(shí)、鮮肉等食品的質(zhì)地變化與其生理指標(biāo)之間有很大的關(guān)聯(lián)性。Rolle L 等在果皮硬度對釀酒葡萄脫水動力學(xué)的影響一文中，用穿刺法測試釀酒葡萄果皮硬度，用果皮破碎力度表示果皮硬度，通過研究得出對于特別成熟的葡萄，果皮破碎力度影響其干燥速率，對同一品種而言，最成熟的葡萄干燥速率下降，果皮硬度增加[28]。Segade SR 等選用TPA 測試法對不同區(qū)域的釀酒葡萄進(jìn)行測試，得出可以用質(zhì)構(gòu)分析作為一個區(qū)別釀酒葡萄不同生長區(qū)域及其花青素可萃取行指數(shù)的指標(biāo)[29]。Rolle L 等在葡萄種植密度和收獲時間對其成熟過程中酚類物質(zhì)組成、酚類物質(zhì)萃取性指數(shù)和質(zhì)構(gòu)特征影響一文中得出，堅(jiān)硬的葡萄其酚類物質(zhì)積累越多，表皮越厚的葡萄更利用酚類物質(zhì)的提取。葡萄表皮硬度越大，提取的花青素越多[30]。

郝洪濤等探討TPA 測試肉制品品質(zhì)質(zhì)構(gòu)特性的指標(biāo)、意義和形成機(jī)理，并對肉制品的質(zhì)構(gòu)特性及其影響因素進(jìn)行綜述。針對我國肉制品質(zhì)構(gòu)研究存在的問題，提出質(zhì)構(gòu)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究的必要性，建議用肉制品質(zhì)構(gòu)指標(biāo)取代感官評價方法指導(dǎo)肉制品研發(fā)工作[31]。MaHanjun 和LedwardDA 通過物性測定儀對高壓、高溫作用的牛肉結(jié)構(gòu)進(jìn)行了TPA 測試。表明在20 ℃～60 ℃范圍內(nèi)隨著溫度和壓力的增加，牛肉的硬度、咀嚼性、彈性、黏性都有增加，與牛肉的肌原纖維的變化有關(guān)[32]。Sazili AQ 等通過咀嚼實(shí)驗(yàn)測試了羊肉不同部位的骨胳肌，把肌漿球蛋白和肌肉的韌性聯(lián)系起來[33]。

2 問題與展望

綜上所述，在食品研究中，質(zhì)構(gòu)儀作為食品質(zhì)構(gòu)儀器測試的主要儀器應(yīng)用非常廣泛。近年來，在國內(nèi)具有了一定的應(yīng)用基礎(chǔ)，但同時也存在著許多不足，仍需加強(qiáng)和完善。

1）質(zhì)構(gòu)儀測定結(jié)果和感官評定結(jié)果之間存在較高的相關(guān)性，但是，對于質(zhì)構(gòu)儀所測的結(jié)果，目前還無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此，在測試方法的建立和質(zhì)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化研究方面仍需加強(qiáng)。一直以來，食品的感官指標(biāo)存在難以量化的問題，而且缺乏感官評定基本理論，如果能夠建立科學(xué)的感官評定方法和理論，獲得一套準(zhǔn)確表達(dá)食品感官指標(biāo)的量值，應(yīng)用于食品工業(yè)實(shí)際生產(chǎn)中，能夠?qū)崿F(xiàn)客觀方法代替主觀方法的變革，提高經(jīng)濟(jì)效率，促進(jìn)食品工業(yè)科學(xué)水平的發(fā)展。

2）自20 世紀(jì)90 年代以來，我國從國外引進(jìn)了大量高精密度食品質(zhì)構(gòu)測試儀，但對儀器的研究與應(yīng)用開發(fā)工作方面還不夠深入。質(zhì)構(gòu)測定結(jié)果目前主要停留在反映在質(zhì)構(gòu)儀的實(shí)際效用和評價某一種食品的質(zhì)構(gòu)特性上，而在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量控制方面應(yīng)用不夠深入，一些研究者只是在做嘗試性的研究。這主要是由于在食品行業(yè)及相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)中缺少產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)指標(biāo)，產(chǎn)品的感官指標(biāo)與質(zhì)構(gòu)指標(biāo)參數(shù)還缺乏對應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，不同產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)還有待建立，因此開發(fā)出一系列適于不同食品的綜合評價的測試參數(shù)和評價指標(biāo)是擺在我們面前急于解決的問題。

3）食品質(zhì)地的變化與食品生理生化指標(biāo)之間有很大的關(guān)聯(lián)性。在國內(nèi)，質(zhì)構(gòu)儀用于食品生理生化機(jī)理方面的研究微乎其微，國外報道也不是很多，如果能將物性特征和食品的成熟過程、衰老、腐爛變質(zhì)過程等機(jī)理結(jié)合起來，將是質(zhì)構(gòu)儀在食品研究方面的一大突破。

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