储藏期猕猴桃质构变化的研究及人工咀嚼的建立

吴旻丹，陈 瑜，金邦荃

（南京师范大学食品科学与营养系，江苏南京210097）

储藏期猕猴桃质构变化的研究及人工咀嚼的建立

吴旻丹，陈 瑜，金邦荃*

（南京师范大学食品科学与营养系，江苏南京210097）

研究猕猴桃果实质构分析方法，建立一种模拟人工口腔咀嚼的实用模型与方法。采用质构仪质地多面分析法，对三个品种的猕猴桃常温仓储过程中质构特征变化进行分析和研究。结果表明，随着储藏时间的延长，猕猴桃果肉的硬度、咀嚼性、回复能量、最大载荷和平均载荷呈下降趋势，粘滞性呈上升的总趋势；硬度与回复能量、平均载荷的相关性极显著（p＜0.01）；柔韧性与粘滞性、凝聚性的相关性显著（p＜0.05）；建立猕猴桃果实人工模拟咀嚼数学模型：Y咀嚼性=0.055X硬度+0.161X弹性+2.521X耐咀性-0.566（R2=0.858）。质构仪质地多面分析对果蔬质构性能的检测可以模拟人工咀嚼且客观准确。

人工模拟，质地多面分析（TPA），质构，猕猴桃?

人口腔通过牙齿对食物的咀嚼和味蕾对五味的感受来享受食物带来的愉悦，因此早期食物的感官评定建立在有经验的专业评判员对食物多项参数进行主观评判，主要有色泽、气味、硬度、弹性/粘度和多汁性等。然而，评判员的感官评定往往带有个人主观性和群体倾向性，容易产生不客观评判。近年发展起来了仪器法来客观评价水果、蔬菜、肉类、奶酪、糕点等食物的食品质构/物理性状［1-5］，主要在硬度、弹性和粘度等物理参数的食品质构评价方面，尽管具有良好的客观性和重现性，但与人的咀嚼功能及食品的感官享受依然存在较大的距离，不能够全面反映食品质构与人口腔咀嚼特征的相互关系。为了客观评价各种食品的质构，主要是果蔬的质构，1967年科学家们根据力学原理研制和开发出质构仪（Texturer），建立了食品质构分析方法（Texture Profile Analysis，TPA）。该种仪器经过多年的使用和改进，将力学特性分解成多个物理学参数，例如硬度、脆性、粘性、内聚性、弹性、胶粘性、耐咀性、回复性，用于脆性食品（果蔬、饼干）质构特征的研究［5-10］。目前，对其参数的开发应用，主要局限于硬度、脆性、粘性、弹性、胶粘性及回复性，期望尽可能将所测的参数拟合来表达人口腔的感官响应，但并不尽人意。TPA食品质构分析建立在对样品的二次压缩，使其食品质构测试曲线经过二次压缩接近口腔咀嚼特征，来模拟上下臼齿相互碾压破碎食物的生理现象/咀嚼动作。因此，又称为二次咀嚼测试（Two Bite Test）。然而，食品质构分析在柔软食物中的应用和质构研究并不多见，且拟合的物理参数尚不够丰富，不能充分表达人感官评定所有的感受［5-10］。为此，本研究以逐步熟化的猕猴桃为研究对象，采用QTS25质构分析仪深入研究不同物理参数对人口腔咀嚼功能的贡献率，建立人工模拟咀嚼功能的仪器法模式。

1 材料与方法

1.1 实验材料

采购的3个品种的硬果猕猴桃 海沃德（Hayward）、中华95-1和徐香，外观良好、无破损和腐烂，14～17℃室温、60%～80%相对湿度条件下避光储藏25d，共6批次（0、5、10、15、20、25d）、取5个果实/批，分别测定不同储藏阶段果实的硬度、粘滞性等质构。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备 纵向将猕猴桃剖开，取2cm厚的果肉片，将2cm厚果肉片置入2×2×2cm3×4规格托盘式分割取样器中（专利号200820037802.X），同时取得 4块/果 2cm3的标准样品，移至表面皿备用［1］。

1.2.2 质构仪条件的建立 选用QTS25质构分析仪（CNS FARNELL，UK），设定仪器测试条件/参数为，Φ6mm平底柱形探头、探头初始距离5mm、预压速度0.1m/s、下压速度0.5m/s、预压力5g、向下压力5g、二次施压间隔时间5s。

选择9个猕猴桃样品物理性状/质构的评价参数，平均载荷（Mean load）、最大载荷（Peak load）、硬度（Hardness）、粘 滞 性（Adhesiveness）、弹 性（Springiness）、回复能量（Recoverable work done）、凝聚性（Cohesiveness）、耐咀性（Gumminess）、咀嚼性（Chewiness），参考屠康等［11］建立的模拟咀嚼公式（咀嚼性=硬度×凝聚性×弹性），建立人口腔咀嚼数学模型。

1.3 实验数据处理与生物统计学分析

2 结果与讨论

2.1 猕猴桃果实典型质构图谱分析

取三个品种猕猴桃硬果分别测定其质构，得到它的典型质构图谱。第一峰是第一次压缩模拟口腔咀嚼，第二峰是第二次压缩模拟口腔咀嚼。由图1所示，第一次压缩时的最大峰值表示果实的硬度，硬度越大表明果实越不成熟；从质构图谱可以看出，第一次压缩只表现出一个峰值，说明对猕猴桃果肉的压缩未产生破裂，在第一次压缩过程中若是产生破裂现象则定义为脆度；第一次压缩曲线达到零点到第二次压缩曲线开始之间的曲线的负面积代表粘滞性，从图谱可以得到，储藏第10d时猕猴桃果肉的粘滞性为-0.275J，黏着性反映了咀嚼果肉时，果粒对上腭、牙齿、舌头等接触面黏着的性质；弹性表示果实经第一次压缩后能够再恢复的程度，弹性越大表明果实质地越致密，图谱中第10d猕猴桃果肉的弹性为4mm；回复能量果实在第一次压缩过程中回弹的能力，反映的是果实受压，同时迅速恢复变形的能力，如果果肉组织受到较大破坏，回复性趋向于零［6，11］。

图1 猕猴桃果实质构特征曲线

2.2 储藏期猕猴桃果实硬度及相关参数的分析

果实硬度为探头所受到的果实给予的力，和果实组织、成熟度有关［13］。从图2可以看到，三个品种的猕猴桃随储藏时间的延长，硬度均逐渐下降。储藏前期，硬度下降速度较快，储藏后期，硬度下降趋于平缓。通过质构测定可以看出，果实的成熟度，判断出其食用价值。回复能量在一定程度上反映果实组织对破坏后回复原有形状的趋势，果实回复能量的大小关系到果实抵抗外界压力的能力。最大载荷反映的是探头对果实受到压力的最大值。平均载荷是一个检测质构探头对果实内部所有位点受到的压力的平均值，能很好地反映果实的平均硬度，在一定程度上反映果实的新鲜程度。由图2可以看出，三种猕猴桃果肉的平均载荷呈下降趋势。平均载荷越小，说明果实越成熟［12］。

图2 猕猴桃果实硬度相关质构参数的变化

对上述四个有关果实硬度的质构指标做进一步分析，以果实硬度为应变量，选取回复能量和平均载荷为自变量做三维散点分布图（图3），得到偏回归线性方程：Y硬度=6.255平均载荷-0.199X回复能量-9.245（R2= 0.967）。结果表明，三者相关达到极显著性水平（p＜0.01）。硬度及相关参数反映人口腔牙齿对果实的咬合力，硬度越大，表明果实的成熟度低；但硬度过低，人口腔会感觉绵软，无法得到咀嚼果实的愉悦感。

2.3 储藏期猕猴桃果实柔韧性及相关参数的分析

柔韧性及相关参数反映的是人口腔臼齿碾磨果实的力度；粘滞性反映了咀嚼果肉时，果粒对上腭、牙齿、舌头等接触面粘着的性质，果实粘滞性增大，则果实品质呈下降趋势［12］。凝聚性反映的是咀嚼果肉时，果粒抵抗受损并紧密连接，使果实保持完整的性质，它反映了细胞间结合力的大小。弹性与果实质地的致密程度有关，从图3可以看出，三个品种猕猴桃弹性变化趋势平缓。图3中，熟化过程中三个品种猕猴桃果肉凝聚性均上升后下降，说明细胞间结合力随贮藏时间的延长先上升至最高峰后迅速下降，以致果肉组织变得疏松，使果实口感质量上升。

图3 猕猴桃果实柔韧性相关质构参数的变化

图4 果实硬度、平均载荷和回复能量拟和曲面

对上述三个果实质构指标做进一步分析，以果实硬度为应变量，选取回复能量和平均载荷为自变量做三维散点分布图（图4），图5的偏回归线性方程：Y柔韧性=8.167X粘滞性-7.442X凝聚性+91.935（R2=0.377），结果表明，三者相关性达到显著水平（p＜0.05）。

图5 果实柔韧性、粘滞性和凝聚性拟和曲面

2.4 猕猴桃果实人工模拟咀嚼模型的建立

有人研究认为，咀嚼性参数为硬度、凝聚性、弹性三者乘积，它综合反映了果实对咀嚼的持续抵抗性［11］，所以果实咀嚼性与果实食用品质联系紧密。参照前人研究，分别建立果实咀嚼性和硬度、凝聚性、弹性、粘滞性、耐咀性的相关性回归方程，以咀嚼性为应变量，以硬度、凝聚性、弹性、粘滞性、耐咀性分别作为自变量，建立回归方程，分别为：Y咀嚼性= 0.011X硬度+0.383（R2=0.116），二者具有一定的相关性，尽管较低，但达到显著性水平（p＜0.05）；Y咀嚼性= 1.064X凝聚性+0.488（R2=0.103），二者相关性较低且不具有显著性水平（p＞0.05）；Y咀嚼性=0.162X弹性-0.027（R2=0.302），二者相关性比较大，且达到显著性水平（p＜0.05）；Y咀嚼性=-0.366X粘滞性+0.439（R2= 0.052），二者相关性较低且不具有显著性水平（p＞0.05）；Y咀嚼性=1.064X耐咀性+0.057（R2=0.123），二者具有一定的相关性，且有极显著性差异（p＜0.01）。

参照以上分析，选择相关性较大且有显著性差异的自变量即硬度、弹性和耐咀性进行多元回归方程分析，得到多元回归方程：Y咀嚼性=0.055X硬度+ 0.161X弹性+2.521X耐咀性-0.566（R2=0.858），相关性达极显著性水平（p＜0.01）。

3 结论

人们在咀嚼水果的过程中对果肉施加机械力，口腔得到刺激而产生复杂的感觉，从而对果实的咀嚼感作出描述。一般食品的感官品质通常采用感官评定方式评价。事实上，虽然感官评定可以给出食品的综合感觉，但是很难进行定量分析，更多是描述性分析和定性说明，另外感官评定需要大量的人力物力，在研究过程中采用感官评定非常费力而且如果感官评价的样本数量不够充分的话，很容易产生误差［14］。

随着贮藏时间的延长，猕猴桃果肉会变得绵软，咀嚼性下降，食用参数发生一定的变化。质构仪TPA实验的各项参数能够在不同方面反映猕猴桃果肉的这种变化特性。这些参数所对应的具体感官评价较难用语言描述和打分、分级，而仪器测定的参数值具有客观性。

本研究应用质构仪TPA实验法，对常温储藏的Hayward、中华95-1、徐香三个品种的猕猴桃进行质地测定。结果表明，随着储藏时间的增长，果实品质不断变化，三种猕猴桃果肉的硬度、咀嚼性、回复能量和平均载荷呈不断下降的总趋势；粘着性总的呈上升态；弹性变化比较平稳，最终值与初始值相差不大。

应用质构仪对果实贮藏期间质构性能的跟踪检测，可以模拟人工口腔咀嚼功能且客观准确。从本次研究可以得出，硬度与回复能量、平均载荷的相关性极显著（p＜0.01）；柔韧性与粘滞性、凝聚性的相关性显著（p＜0.05）；并且建立了猕猴桃果实人工模拟咀嚼数学模型：Y咀嚼性=0.055X硬度+0.161X弹性+ 2.521X耐咀性-0.566（R2=0.858），改良了前人研究的咀嚼性数学模型，有一定的创新。

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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 *通讯联系人

吴旻丹（1985-），女，硕士，研究方向：功能性食品。