泡椒硬度测定方法的比较研究

蒋 纬，胡 颖，谭书明

(贵州大学生命科学学院食品系，贵州贵阳550025)

泡椒，俗称泡辣椒或酸辣椒，是我国传统的风味蔬菜。泡椒是以新鲜辣椒为主要原料，调配后经厌氧发酵而成的乳酸发酵制品。辣椒营养价值高，其中维生素C的含量在蔬菜中居第一位，是番茄的7～15 倍［1］。研究表明［2］:长期食用辣椒不仅能促进消化、增强食欲，甚至还能阻止癌细胞扩散，抑制癌细胞生长。我国长期以来绝大部分发酵蔬菜都采用传统的制作工艺，由于自然发酵，产品生产周期长，易出现杂菌污染，导致泡椒肉质软化等质量问题。脆度是衡量泡椒肉质软化程度的重要指标之一，对泡椒感官品质、风味特征有着至关重要的作用。对于硬度的测定，目前最常见的方法是手持硬度计。咔唑法也是果实硬度测定的常用方法，它通过测定果实中的果胶含量，从而间接地反映果实硬度，但是该方法测定时间长，步骤繁琐。而质构测定是定义和控制食品物理特性的测定分析技术，该测定方法能提供客观的分析结果，越来越多的被用于食品领域［3］。有很多利用质构仪测定食品脆度的研究报道［4-5］。国外已经有使用质构仪对辣椒的质构进行分析的研究报道，研究中多选用直径较小的探头进行穿刺实验［6-7］。食品感官评价是在食品行业中相当普及的一种经典品质评价方法［4］，其结果通常被认为最能真实反映消费者的感受，因而被广泛用于食品研究中。本实验通过不同测定方法对泡椒硬度进行测定，并与感官评价结果进行对照，为获得泡椒硬度最适测定方法提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

典林小米辣(A)、民间1袋风味泡椒(B)、佳仙小米辣(C)、东古野山椒(D)、典林小红美人椒(E)市售泡椒;浓硫酸 优级纯;半乳糖醛酸标准品 FLUKA公司;95%乙醇、咔唑 化学纯。

TA.XT plus物性测试仪 英国Stable Micro System有限公司;FHM-1果实硬度计 日本Takemura Electric Works有限公司;DK-98-11K电热恒温水浴锅 天津泰斯特仪器有限公司;TDL-40B型台式离心机 上海安亭科学仪器厂;TU-1810紫外-可见分光光度计 北京普析通用仪器有限责任公司。

1.2 实验方法

1.2.1 手持硬度计法 选用圆锥型探头(基部直径12mm，高10mm)，对泡椒果肉进行穿刺阻力实验。

1.2.1.1 穿刺方向由外到内 用硬度计穿刺泡椒的头部(靠近梗蒂部分)、中部(泡椒直径最大处)、尖部进行硬度测定，探头刺破果肉时读数:硬度=(头部硬度+中部硬度+尖部硬度)/3。

1.2.1.2 穿刺方向由内到外 将泡椒剖开后，剪成1cm×1cm大小的片状，固定辣椒片，用手持硬度计由内部果肉向外表皮穿刺，探头刺破表皮时读数。

1.2.2 质构仪测定法

1.2.2.1 测试参数设置 选用A/CKB轻刀片探头，承重平台为HDP/90，操作模式选择压缩返回模式，测试前速度2.00mm/s，测试速度2.00mm/s，测试后速度10.00mm/s，下压程度98%，触发力10g。

1.2.2.2 泡椒纵切实验 挑选大小一致、去除蒂梗的泡椒作为测试对象，把泡椒置于刀口的竖直正下方，用A/CKB轻刀片探头执行向下剪切测试，测得纵切最大剪切力Fmax，纵切表皮破裂距离，纵切表皮所做功(纵切表皮所作功=纵切最大剪切力×纵切表皮破裂距离)，每个样品重复测定5次，结果取平均值。

1.2.2.3 泡椒横切实验 挑选大小一致、去除蒂梗的泡椒作为测试对象，把泡椒整体长度的1/2处横放于刀口的正下，用A/CKB轻刀片探头执行向下剪切测试，测得横切最大剪切力Fmax，横切表皮破裂距离，横切表皮所作功(横切表皮所作功=横切最大剪切力×横切表皮破裂距离)，每个样品重复测定5次，结果取平均值。

当刀片接触到样品并感应到10g的触发力时，刀片开始剪切，可以明显的观察到力的快速增加，一旦切破泡椒表皮就会出现第一个波峰，并伴随“啪”的破裂声，而力迅速下降。泡椒表皮破裂后，刀片继续剪切样品内层(泡椒内腔有辣椒籽，剪切辣椒籽会产生相应数量的波峰)，下压到98%时，剪切过程结束。测试完成后，通过MACRO程序分析获得所需数据(如:表皮剪切强度，表皮破裂距离)，图中阴影部分面积表示所作剪切功。

表1 绘制半乳糖醛酸标准曲线试剂添加量Table 1 The addition of reagent for drawing galacturonic acid standard curve

1.2.3.1 绘制标准曲线 将1mg/mL半乳糖醛酸标准液按表1的添加量分别注入100mL容量瓶中，用去离子水定容，摇匀待用。取上述定溶液各1mL，与0.5mL 0.1%(w/v)咔唑-乙醇溶液于比色管中反应出现白色絮状沉淀后，加入6mL浓硫酸，立刻将比色管放入85℃水浴里恒温反应5min，冷却至室温，测定其在530nm处的吸光度，绘制标准曲线。

1.2.3.2 果胶的提取 称取1g辣椒组织样品，置于研钵中研磨成匀浆，转入到50mL刻度离心管中，加入25mL 95%乙醇，在85℃加热30min，以除去样品中糖分及其他物质(注意在煮沸过程中要及时补加95%乙醇溶液，使体积保持在25mL)。取出冷却至室温后，8000r/min离心15min，弃去上清液，再加入95%乙醇，在沸水浴上加热30min，如此重复3～5次。用5% α-萘酚的乙醇溶液对上清液中糖分残留进行检测，以完全除去糖分［9］。制备出的果胶沉淀用5mL 1mol/L NaOH溶液转入100mL容量瓶，用去离子水定容待测。

1.2.3.3 测定 吸取1mL提取液，加入到25mL刻度试管中，按标准曲线的操作步骤进行测定。重复三次，求平均值。

1.2.3.4 结果计算 根据溶液吸光度值，在标准曲线上查出相应的半乳糖醛酸质量，计算辣椒组织中果胶含量(以生成半乳糖醛酸的质量分数(%)表示)。计算公式:

式中:m＇-从标准曲线查得的半乳糖醛酸质量，μg;V-样品提取液总体积，mL;Vs-测定时所取样品提取液体积，mL;m-样品质量，g。

1.2.4 感官评定 由10位专业人士组成评分小组，根据泡椒的咀嚼感、色泽、多汁性、风味等指标进行综合评分，取其平均分为总感官评分(百分制)，感观评分标准见表2。

1.3 统计分析

图1 泡椒剪切测试典型分析图Fig.1 Cut test typical analytical curve of pickled pepper

采用Texture Exponent 32软件对质构仪测定结果进行图表和数据分析，采用SPSS 19.0统计软件对实验数据进行皮尔逊相关分析(Pearson correlation analysis)。

2 结果与讨论

2.1 手持硬度计测定泡椒硬度结果

1.2.3 咔唑法

手持硬度计穿刺待测泡椒的硬度结果如表3所示。穿刺方向由外向内测试结果显示5个样品的硬度大小为:D＞C＞A＞B＞E，而穿刺方向由内向外测试结果显示5个样品的硬度大小为:A＞D＞C＞B＞E，结果差异的原因可能是受到辣椒表皮蜡质层的干扰。

表3 泡椒硬度Table 3 The hardness of pickled pepper

表4 质构仪测试结果Table 4 The results of texture analyzer test

2.2 质构仪测定泡椒硬度结果

利用质构仪对泡椒的硬度进行测定，测定模式和具体操作方法按照1.3.2所述。测定结果如表4所示。

结果显示，剪切方式不一样，各样品相关特性除了表皮剪切强度的大小表现出一致性外，其余剪切参数的大小是有差异的。剪切模式为纵切时，各样品表皮剪切强度的大小是:C＞B＞A＞E＞D，表皮破裂距离的大小为:C＞D＞B＞A＞E，剪切表皮所用功的大小为:C＞B＞A＞D＞E。剪切模式为横切时，各样品表皮剪切强度的大小是:C＞B＞A＞E＞D，表皮破裂距离的大小为:C＞A＞B＞D＞E，剪切表皮所用功的大小为:C＞B＞A＞E＞D。

2.3 咔唑法测定泡椒结果

2.3.1 半乳糖醛酸标准曲线绘制 按1.3.3.1中所述方法测定并绘制标准曲线。曲线方程为:y=0.0081x+0.0146，R2=0.9971。

2.3.2 咔唑法测定泡椒硬度结果 利用咔唑法对待测样品的果胶含量进行了测定，各样品的果胶含量如图2所示。结果显示，样品组织中果胶含量的大小为:E＞C＞D＞A＞B。有文献报道［8］，果蔬表皮中果胶含量与硬度大小有着直接关系。所以5种样品泡椒的硬度大小也为:E＞C＞D＞A＞B。

2.4 感官评定结果

根据泡椒的咀嚼感、色泽、多汁性、风味等指标，对不同待测泡椒进行综合评分。结果如表5所示。从表中可以看出，样品C的咀嚼感最好，评定得分为46分，样品A、B和E的咀嚼感评定得分相差不大，分别为34、33.2、34.6分，而样品D的咀嚼感最差得分为27.8分;样品C的总体得分最高为85.2分，各样品感官总体评分大小为:C＞B＞E＞A＞D。感官评定是对产品综合品质的全面考量，更能代表消费者对于产品的直观感受。

图2 果胶含量Fig.2 The content of pectin

表5 泡椒感官评分结果Table 5 The sensory score result of pickling pepper

2.5 感官评分结果与各方法测定硬度结果的相关性研究

2.5.1 感官评分结果与手持硬度计测定结果的相关性 用5种样品感官评分结果的平均值与手持硬度计测定结果的平均值进行Pearson相关性分析，得到相关系数如表6所示。

表6 感官评价结果与手持硬度计测定结果相关系数表Table 6 Correlation of handheld hardness tester test and sensory evaluation results

从表6中可看出，手持硬度计的两种穿刺方法所得结果与感官评分之间都呈负相关，且不显著。因此，通过手持硬度计测定泡椒硬度代表性不强。

2.5.2 感官评分结果与质构仪测定结果的相关性用5种样品感官评分结果的平均值与质构仪测定结果的平均值进行Pearson相关性分析，得到相关系数如表7所示。

表7 感官评价结果与质构仪测定结果相关系数表Table 7 Correlation of texture analyzer test and sensory evaluation results

结果显示，利用质构仪对泡椒硬度测定中，纵切表皮剪切强度和横切表皮所用功都与感官评定结果在0.05水平上呈现出显著正相关。因此，通过质构仪剪切模式测试中的纵切表皮强度以及横切表皮所用功表征泡椒的硬度特性是可行的。

2.5.3 感官评分结果与咔唑法测定结果的相关性用5种样品感官评分结果的平均值与咔唑法测定结果的平均值进行Pearson相关性分析，得到相关系数如表8所示。

表8 感官评价结果与咔唑法测定结果相关系数表Table 8 Correlation of carbazole method test and sensory evaluation results

结果显示，利用咔唑法测定泡椒组织果胶含量的结果与感官评分结果呈负相关，但不显著，因此利用果胶含量判定泡椒硬度缺乏代表性，这可能是泡椒在泡制过程中表皮的高度纤维化造成的。

3 结论

本实验分别利用了手持硬度计、质构仪以及咔唑法对泡椒硬度进行测定，并对各种方法测定结果与样品感官评分进行Pearson相关性分析，以探讨泡椒硬度测定的最优方法。综上，可得出以下几个结论:

3.1 手持硬度计一直被广泛用于果蔬硬度测定，操作快速简单，但由于泡椒表皮被蜡质层包裹，内层中空，导致该方法测定数据波动大，其结果与感官评定结果呈不显著负相关，因此，该方法用于表征泡椒硬度可行性差。

3.2 目前咔唑法测定泡椒硬度还鲜有报道，实验结果表明，利用这一方法测定泡椒硬度，其结果与感官评定没有显著相关性。因此，咔唑法测定果胶含量表征泡椒硬度可行性不强。

3.3 质构仪越来越多的应用于物料特性的分析测定，能具体直观的表征物料的物理特性。实验结果显示，利用质构仪剪切模式对泡椒硬度测定的纵切表皮剪切强度和横切表皮所用功与感官评定结果呈正相关，且相关性显著。说明利用质构仪表征泡椒硬度特性是比较科学的。

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