曹 榮，李志超，劉 淇，殷邦忠,*

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島 266071；2.大連海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116000）

穿刺法分析海參質(zhì)構(gòu)特征

曹 榮1，李志超2，劉 淇1，殷邦忠1,*

（1.中國(guó)水產(chǎn)科學(xué)研究院黃海水產(chǎn)研究所，山東 青島 266071；2.大連海洋大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 大連 116000）

為了準(zhǔn)確客觀評(píng)價(jià)食用態(tài)海參的質(zhì)構(gòu)特征，建立標(biāo) 準(zhǔn)化的海參質(zhì)構(gòu)評(píng)定方法，以TA-XT plus型物性測(cè)試儀作為檢測(cè)工具，研究了 穿刺法在海參質(zhì)構(gòu)分析中的應(yīng)用效果，并采用該方法測(cè)定了海參不同部位及不同加工產(chǎn)品的硬度值。結(jié)果表明：采用穿刺法分析海參質(zhì)構(gòu)，其適宜的測(cè)試參數(shù)為：P/2N探頭、測(cè)前速度1 mm/s、測(cè)試速度5 mm/s、測(cè)后速度5 mm/s、穿刺距離10 mm、 觸發(fā)力5.0 g、數(shù)據(jù)收集率200 pps。海參不同部位的硬度值存在差異，建議以海參中段背部中心位置作為固定的測(cè)定位點(diǎn)。采用該方法測(cè) 定海參的硬度值，其標(biāo)準(zhǔn)偏差的變異系數(shù)在5%以內(nèi)，且可以明顯體現(xiàn)不同海參產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)差異。該方法可以為海參品質(zhì)評(píng)定提供科學(xué)的技術(shù)手段。

海參；質(zhì)構(gòu)；穿刺

隨著人民生活水平的不斷提高和健康意識(shí)的不斷增強(qiáng)，人們?cè)谧非笫称窢I(yíng)養(yǎng)和保健功效的同時(shí)，也越來(lái)越重視食品的外觀、口感、滋味等感官品質(zhì)。準(zhǔn)確、快捷的食品品質(zhì)評(píng)定方法一直是國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)[1]。其中，利用感官鑒別的方法對(duì)食品進(jìn)行評(píng)判分析，是食品品質(zhì)評(píng)價(jià)常用的方法，但主觀評(píng)價(jià)的人為誤差較大，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可靠性、可比性差[2]。質(zhì)構(gòu)儀所反映的主要是與力學(xué)特性有關(guān)的食品質(zhì)構(gòu)特征，其結(jié)果具有較高的靈敏性與客觀性，并可進(jìn)行準(zhǔn)確的量化處理，從而可以更加客觀全面的評(píng)價(jià)食品[3]。

質(zhì)構(gòu)儀在食品中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，國(guó)外學(xué)者己將其應(yīng)用到谷物、果蔬、糕點(diǎn)、奶制品、肉制品等多個(gè)領(lǐng)域[4]。國(guó)內(nèi)有關(guān)食品質(zhì)構(gòu)的研究相對(duì)滯后，且多集中在糧油、果蔬和禽畜產(chǎn)品方面[5-8]。近幾年來(lái)，質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）在水產(chǎn)品中的應(yīng)用逐漸增多，如史策等[9]以質(zhì)構(gòu)特性作為重要指標(biāo)研究了反復(fù)冷凍-解凍對(duì)鰱魚(yú)品質(zhì)的影響；胡芬等[10]分析了5 種淡水魚(yú)肉的質(zhì)構(gòu)特性及與營(yíng)養(yǎng)成分的相關(guān)性；黃卉等[11]論述了質(zhì)構(gòu)儀在對(duì)蝦產(chǎn)品質(zhì)量分級(jí)和評(píng)價(jià)中的應(yīng)用前景；董秀萍等[12]優(yōu)化了扇貝柱的TPA測(cè)試條件等。而有關(guān)海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定方法的研究報(bào)道較少。

海參是我國(guó)傳統(tǒng)的名貴海珍品，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，素有“海中人參”之稱[13]。海參的質(zhì)地特征與食用時(shí)的口感密切相關(guān)，也是評(píng)價(jià)產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)。而我國(guó)在海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定方法方面尚沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。針對(duì)這一現(xiàn)狀，本實(shí)驗(yàn)分析穿刺法在海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定中的應(yīng)用效果，對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性進(jìn)行考察，進(jìn)而確立海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定的適用程序及其參數(shù)。同時(shí)，分析海參不同部位的質(zhì)構(gòu)特點(diǎn)，確立相對(duì)穩(wěn)定且具有代表性的測(cè)定位點(diǎn)，進(jìn)而建立基于穿刺程序的海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定方法，并采用該方法分析不同類(lèi)型海參產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)特點(diǎn)。本研究可以為T(mén)PA在海參產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)定中的應(yīng)用及產(chǎn)品開(kāi)發(fā)提供理論參考和技術(shù)支持。

圖1 海參穿刺測(cè)試曲線Fig.1 Typical diagram of puncture test in texture analysis for sea cucumber

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

實(shí)驗(yàn)用海參均為刺參（Apostichopus japonicus）。優(yōu)質(zhì)淡干海參由大連棒槌島海產(chǎn)股份有限公司提供，規(guī)格為（5.0±0.2）g/只。鮮活海參購(gòu)于山東省青島市膠南海參養(yǎng)殖基地，質(zhì)量為80～100 g/只。

TA-XT plus型物性測(cè)試儀 英國(guó)Stable Micro Systems公司；BS224-S型電子天平 北京奧多利斯天平有限公司；MLS-3780型全自動(dòng)高壓蒸汽滅菌器 日本Sanyo公司。

1.2 方法

1.2.1 海參樣品處理

淡干海參在室溫條件下用純凈水浸泡24 h、沸水小火煮制20 min、（4±1）℃條件下水發(fā)12 h至可食用狀態(tài)。

用自制刀具將發(fā)制好的海參縱向切成1.5 cm的小段，去除靠近頭部和尾部的段，取剩余海參段進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定。

1.2.2 TPA

采用物性測(cè)試儀進(jìn)行TPA分析，穿刺測(cè)試程序的主要參數(shù)為：分別選用P/2（直徑2 mm）和P/2N（針形）探頭，測(cè)前速度1 mm/s，測(cè)試速度5 mm/s，測(cè)后速度5 mm/s，穿刺距離10 mm，觸發(fā)力 5.0 g，數(shù)據(jù)采集率200 pps（point per second）。穿刺測(cè)試的典型曲線及硬度的計(jì)算方法見(jiàn)圖1。

1.2.3 海參不同部位質(zhì)構(gòu)測(cè)定

選取水發(fā)后大小均一的海參6只，切成1.5 cm的段，取中間段，每段等分取5個(gè)位點(diǎn)，按照腹部-背部-腹部的順序分別編號(hào)為A、B、C、D和E（圖2a），采用穿刺方法進(jìn)行硬度的測(cè)定。

另外，選取水發(fā)后大小均一的海參6只，切成1.5 cm的段，取中間6段（圖2b），每段選取測(cè)定位點(diǎn)C，采用穿刺方法進(jìn)行硬度的測(cè)定。

圖2 海參測(cè)定位點(diǎn)（a）與分段取樣（b）圖示Fig.2 Graphical representation of test sites (a) and sampling parts (b) of sea cucumber

1.2.4 不同加工工藝海參產(chǎn)品質(zhì)構(gòu)比較

按照如下4 種方式加工海參各6 只，采用穿刺方法進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)定。Ⅰ. 淡干海參，浸泡24 h，水煮20 min，水發(fā)12 h；Ⅱ. 淡干海參，浸泡24 h，水煮40 min，水發(fā)24 h；Ⅲ. 鮮海參去除內(nèi)臟，清洗后105℃高壓處理8 min；Ⅳ. 鮮海參去除內(nèi)臟，清洗后121℃高壓處理8 min。

1.2.5 數(shù)據(jù)處理與分析

采用SPSS 11.0進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)偏差表示，組間分析采用t-檢驗(yàn)，顯著性界值以P＜0.01為非常顯著，P＜0.05為顯著，P＞0.05為不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 海參穿刺實(shí)驗(yàn)結(jié)果

選取個(gè)體差異小的16 只干海參（同一批加工產(chǎn)品，原料來(lái)源和加工工藝一致），發(fā)制前質(zhì)量為（5.0±0.2）g，發(fā)制后質(zhì)量為（60.6±2.0）g。取發(fā)制好的海參，切成1.5 cm的段，每只海參取中間2段分別以P/2探頭和P/2N探頭進(jìn)行穿刺測(cè)試，測(cè)定位點(diǎn)為海參背部中心，結(jié)果見(jiàn)表1。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，采用穿刺程序，硬度值的變異系數(shù)較小，P/2探頭和P/2N探頭對(duì)應(yīng)的硬度值的變異系數(shù)分別為16.71%和4.51%。P/2為直徑2 mm的圓柱形探頭，P/2N為針形探頭，與海參樣本的接觸面積小，因此硬度值明顯小于P/2探頭的測(cè)定值（P＜0.01），而P/2N探頭對(duì)應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)相對(duì)穩(wěn)定，變異系數(shù)僅為4.51%，說(shuō)明該探頭更適宜測(cè)定海參質(zhì)構(gòu)。2.2 海參不同部位質(zhì)構(gòu)測(cè)試結(jié)果

表 1 海參穿刺硬度數(shù)據(jù)分析（n=16）Table 1 Results of puncture analysis for the hardness of sea cucumber (n=16)

采用P/2N探頭測(cè)定不同位點(diǎn)的硬度值，結(jié)果見(jiàn)表2。不同位點(diǎn)的硬度值有所差別，其中位點(diǎn)A、C、E之間差異不顯著（P＞0.05），位點(diǎn)B、D之間差異也不顯著（P＞0.05），但A、C、E的硬度值明顯高于B、D（P＜0.05）。從變異系數(shù)上看，采用P/2N探頭對(duì)海參進(jìn)行穿刺，位點(diǎn)A至E的變異系數(shù)均小于10%，其中位點(diǎn)B、C、D對(duì)應(yīng)的變異系數(shù)相對(duì)較小，適宜作為測(cè)定的位點(diǎn)。

表 2 海參不同位點(diǎn)硬度值（n=16）Table 2 Hardness values of different sites in sea cucumber (n=16)

表3是不同段的海參同一位點(diǎn)（位點(diǎn)C）的質(zhì)構(gòu)測(cè)試結(jié)果，可以看出不同段海參硬度值也有所差異，靠近頭部的段1明顯高于其他各段（P＜0.05），而段2～6間沒(méi)有顯著差異。海參不同部位的質(zhì)構(gòu)特征存在差異，因此測(cè)定海參硬度值時(shí)應(yīng)固定測(cè)定位點(diǎn)。

表 3 海參不同段硬度值Table 3 Hardness values of different parts in sea cucumber

2.3 不同加工方式對(duì)海參質(zhì)構(gòu)的影響

圖3 海參經(jīng)不同方式加工后的硬度值Fig.3 Hardness of sea cucumber products with different processing treatments

為檢驗(yàn)所建立的海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定方法的應(yīng)用效果，實(shí)驗(yàn)中采用不同水發(fā)方式獲得Ⅰ和Ⅱ兩種海參產(chǎn)品各6 只，采用不同的高壓處理?xiàng)l件獲得Ⅲ、Ⅳ兩種海參產(chǎn)品各6 只，采用穿刺方法對(duì)4 種產(chǎn)品進(jìn)行了硬度值的檢測(cè)，測(cè)定位點(diǎn)為海參中段背部中心位置（即位點(diǎn)C）。結(jié)果表明，4 類(lèi)產(chǎn)品硬度值的變異系數(shù)均在5%以內(nèi)；經(jīng)不同方式加工的海參產(chǎn)品的硬度值有顯著差異（P＜0.05），這說(shuō)明建立的方法適用于海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定，獲得的數(shù)據(jù)可以為海參品質(zhì)評(píng)定和加工生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

3 討 論

3.1 TPA在海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定中的適用性

近年來(lái)，我國(guó)的海參消費(fèi)需求不斷增長(zhǎng)，同時(shí)海參增養(yǎng)殖技術(shù)不斷進(jìn)步和發(fā)展，海參產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出巨大的發(fā)展勢(shì)頭，已成為漁業(yè)經(jīng)濟(jì)中的重要組成部分。但由于海參消費(fèi)具有明顯的地域性，極少有國(guó)外漁業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)海參質(zhì)構(gòu)進(jìn)行研究，國(guó)內(nèi)有學(xué)者采用TPA的方法對(duì)海參質(zhì)構(gòu)進(jìn)行分析，如徐志斌等[14]采用TPA研究了水發(fā)條件對(duì)海參質(zhì)構(gòu)特性的影響；向怡卉等[15]采用TPA分析了鹽漬海參水發(fā)過(guò)程中的質(zhì)構(gòu)變化；郝夢(mèng)甄等[16]采用TPA研究了鮮海參、超高壓處理海參及傳統(tǒng)泡發(fā)鹽漬海參在4℃冷藏期間質(zhì)構(gòu)特性的變化。這些研究發(fā)現(xiàn)海參質(zhì)構(gòu)測(cè)試的數(shù)據(jù)波動(dòng)很大，尤其是硬度值的變異系數(shù)大都在10%以上。

TPA是目前食品領(lǐng)域比較常用的質(zhì)構(gòu)測(cè)定方法，通過(guò)模擬人體口腔的咀嚼運(yùn)動(dòng)，對(duì)固體半固體樣品進(jìn)行兩次壓縮，根據(jù)探頭感應(yīng)到力的情況得出質(zhì)構(gòu)測(cè)試曲線。通過(guò)TPA可以獲得測(cè)試對(duì)象的硬度、彈性、黏聚性、咀嚼性等多個(gè)物性學(xué)指標(biāo)。然而，TPA方法在應(yīng)用時(shí)要求測(cè)試的樣本盡量整齊、均一[17]，海參形體不規(guī)則，體表有肉刺，食用狀態(tài)的海參內(nèi)臟已經(jīng)去除，腹部中空，切面呈現(xiàn)不規(guī)則的帶有缺口的圓環(huán)狀。海參這種外形上的特殊性會(huì)導(dǎo)致TPA測(cè)試時(shí)探頭受力不均，從而造成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差大、影響測(cè)試穩(wěn)定性和可靠性的情況。

3.2 穿刺法在海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定中的應(yīng)用效果

穿刺法可以獲得的食品物性學(xué)指標(biāo)雖然相對(duì)較少，但精確度較高[18]，對(duì)于不完全均一的樣本同樣可以獲得較為理想的測(cè)試數(shù)據(jù)，因此在食品品質(zhì)評(píng)定中的應(yīng)用逐漸增多。如丁武等[19]采用穿透法量化評(píng)定肉制品的嫩度，成功建立了穿透參數(shù)與感官品評(píng)嫩度值之間的相關(guān)性；馬慶華等[20]建立了基于質(zhì)構(gòu)儀穿刺試驗(yàn)的冬棗質(zhì)構(gòu)品質(zhì)評(píng)價(jià)方法等。本研究驗(yàn)證了穿刺法在海參質(zhì)構(gòu)測(cè)試中的應(yīng)用效果，并對(duì)比了兩種不同直徑探頭的測(cè)試穩(wěn)定性，發(fā)現(xiàn)采用P/2N針形探頭可顯著提高測(cè)試數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性。這說(shuō)明海參質(zhì)構(gòu)測(cè)定時(shí)通過(guò)減少探頭與海參的接觸面積，可在一定程度上解決海參形體特殊、難以獲得整齊均一樣本的問(wèn)題。

另外，本研究發(fā)現(xiàn)海參不同部位的硬度值有明顯差異。研究者曾以南美白對(duì)蝦和鷹爪蝦為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)不同種類(lèi)的蝦仁以及同種蝦仁的不同部位間質(zhì)構(gòu)特征有較大的差別[21]。關(guān)于海參不同部位TPA的結(jié)果與之類(lèi)似。為便于不同批次和不同類(lèi)型海參產(chǎn)品的質(zhì)構(gòu)比較，建議以海參中段的背部中心位置作為測(cè)定的位點(diǎn)。

3.3 不同加工方式對(duì)海參質(zhì)構(gòu)的影響

干制品是目前我國(guó)海參產(chǎn)品的主要類(lèi)型之一[22]。海參由干制品到可食用狀態(tài)，必須經(jīng)過(guò)水發(fā)過(guò)程。干參的品質(zhì)、發(fā)制方法會(huì)顯著影響海參的食用口感。即食海參是我國(guó)另一種主要的海參產(chǎn)品類(lèi)型，鮮參直接高壓處理是其中一種主要的加工方式[23]。本研究以硬度值為指標(biāo)，分析對(duì)比了不同工藝加工的海參產(chǎn)品在質(zhì)構(gòu)方面的差異，一方面驗(yàn)證了所建立的質(zhì)構(gòu)測(cè)定方法的實(shí)際應(yīng)用效果，另一方面也說(shuō)明不同的加工工藝會(huì)顯著影響海參的質(zhì)構(gòu)特性。其中，干海參在加工中由于歷經(jīng)多次的蒸煮、浸泡等過(guò)程，其體壁膠原蛋白結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重[24]，因此其硬度值明顯低于鮮參高壓處理的樣品，這也是干參水發(fā)后口感欠佳的重要原因。不同溫度高壓處理的海參樣品硬度值同樣差異顯著（P＜0.01），這可能與海參膠原蛋白結(jié)構(gòu)和分子質(zhì)量在不同溫度下的變化密切相關(guān)[25]。

4 結(jié) 論

4.1 穿刺法測(cè)定海參質(zhì)構(gòu)的適宜參數(shù)為：P/2N針形探頭、測(cè)前速度1 mm/s、測(cè)試速度5 mm/s、測(cè)后速度5 mm/s、穿刺距離10 mm、觸發(fā)力5.0 g。采用該方法測(cè)得的海參硬度值相對(duì)穩(wěn)定，變異系數(shù)在5%左右。

4.2 海參不同部位的硬度值有所差異，為方便對(duì)比分析，測(cè)定時(shí)應(yīng)固定海參的測(cè)定位點(diǎn)。建議以海參中段背部中心位置作為測(cè)定的位點(diǎn)。

4.3 采用該方法檢測(cè)不同工藝加工的海參產(chǎn)品，測(cè)試數(shù)據(jù)可明顯體現(xiàn)產(chǎn)品之間的質(zhì)構(gòu)差異。該方法可以為海參品質(zhì)評(píng)定和加工生產(chǎn)提供參考。

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Texture Analysis of Sea Cucumber by Puncture Test

CAO Rong1, LI Zhi-chao2, LIU Qi1, YIN Bang-zhong1,*

(1. Yellow Sea Fisheries Research Institute, Chinese Academy of Fishery Sciences, Qingdao 266071, China; 2. College of Food Science and Engineering, Dalian Ocean University, Dalian 116000, China)

A standardized procedure to assess the hardness of sea cucumber by puncture test using a TA-XT plus texture analyzer was proposed and applied on different body locations of sea cucumber and processed sea cucumber products. Results showed that the appropriate puncture test parameters were determined as follows: probe, P/2N; pre-test speed, 1 mm/s; test speed, 5 mm/s; post-test speed, 5 mm/s; distance, 10 mm; trigger force, 5.0 g; and data acquisition rate, 200 pps. The center position in the backside of the middle section was suggested as the test site. According to the established method, the variation coefficient of hardness could be controlled within 5%, and hardness of different products could be reflected significantly. This method can provide a technical mean for quality assessment of sea cucumber.

sea cucumber; texture; puncture

TS254.7

A

1002-6630（2014）06-0129-04

10.7506/spkx1002-6630-201406027

2013-06-19

山東省科技發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目（2012GHY11533）；“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（2012BAD28B05）

曹榮（1981—），男，博士，主要從事水產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)定與控制技術(shù)研究。E-mail：caorong@ysfri.ac.cn

*通信作者：殷邦忠（1961—），男，研究員，主要從事水產(chǎn)品加工研究。E-mail：yinbz@ysfri.ac.cn