泡椒硬度測(cè)定方法的比較研究

蔣 緯，胡 穎，譚書明

(貴州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院食品系，貴州貴陽550025)

泡椒，俗稱泡辣椒或酸辣椒，是我國傳統(tǒng)的風(fēng)味蔬菜。泡椒是以新鮮辣椒為主要原料，調(diào)配后經(jīng)厭氧發(fā)酵而成的乳酸發(fā)酵制品。辣椒營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高，其中維生素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］:長(zhǎng)期食用辣椒不僅能促進(jìn)消化、增強(qiáng)食欲，甚至還能阻止癌細(xì)胞擴(kuò)散，抑制癌細(xì)胞生長(zhǎng)。我國長(zhǎng)期以來絕大部分發(fā)酵蔬菜都采用傳統(tǒng)的制作工藝，由于自然發(fā)酵，產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng)，易出現(xiàn)雜菌污染，導(dǎo)致泡椒肉質(zhì)軟化等質(zhì)量問題。脆度是衡量泡椒肉質(zhì)軟化程度的重要指標(biāo)之一，對(duì)泡椒感官品質(zhì)、風(fēng)味特征有著至關(guān)重要的作用。對(duì)于硬度的測(cè)定，目前最常見的方法是手持硬度計(jì)。咔唑法也是果實(shí)硬度測(cè)定的常用方法，它通過測(cè)定果實(shí)中的果膠含量，從而間接地反映果實(shí)硬度，但是該方法測(cè)定時(shí)間長(zhǎng)，步驟繁瑣。而質(zhì)構(gòu)測(cè)定是定義和控制食品物理特性的測(cè)定分析技術(shù)，該測(cè)定方法能提供客觀的分析結(jié)果，越來越多的被用于食品領(lǐng)域［3］。有很多利用質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定食品脆度的研究報(bào)道［4-5］。國外已經(jīng)有使用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)辣椒的質(zhì)構(gòu)進(jìn)行分析的研究報(bào)道，研究中多選用直徑較小的探頭進(jìn)行穿刺實(shí)驗(yàn)［6-7］。食品感官評(píng)價(jià)是在食品行業(yè)中相當(dāng)普及的一種經(jīng)典品質(zhì)評(píng)價(jià)方法［4］，其結(jié)果通常被認(rèn)為最能真實(shí)反映消費(fèi)者的感受，因而被廣泛用于食品研究中。本實(shí)驗(yàn)通過不同測(cè)定方法對(duì)泡椒硬度進(jìn)行測(cè)定，并與感官評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行對(duì)照，為獲得泡椒硬度最適測(cè)定方法提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

典林小米辣(A)、民間1袋風(fēng)味泡椒(B)、佳仙小米辣(C)、東古野山椒(D)、典林小紅美人椒(E)市售泡椒;濃硫酸 優(yōu)級(jí)純;半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)品 FLUKA公司;95%乙醇、咔唑 化學(xué)純。

TA.XT plus物性測(cè)試儀 英國Stable Micro System有限公司;FHM-1果實(shí)硬度計(jì) 日本Takemura Electric Works有限公司;DK-98-11K電熱恒溫水浴鍋 天津泰斯特儀器有限公司;TDL-40B型臺(tái)式離心機(jī) 上海安亭科學(xué)儀器廠;TU-1810紫外-可見分光光度計(jì) 北京普析通用儀器有限責(zé)任公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 手持硬度計(jì)法 選用圓錐型探頭(基部直徑12mm，高10mm)，對(duì)泡椒果肉進(jìn)行穿刺阻力實(shí)驗(yàn)。

1.2.1.1 穿刺方向由外到內(nèi) 用硬度計(jì)穿刺泡椒的頭部(靠近梗蒂部分)、中部(泡椒直徑最大處)、尖部進(jìn)行硬度測(cè)定，探頭刺破果肉時(shí)讀數(shù):硬度=(頭部硬度+中部硬度+尖部硬度)/3。

1.2.1.2 穿刺方向由內(nèi)到外 將泡椒剖開后，剪成1cm×1cm大小的片狀，固定辣椒片，用手持硬度計(jì)由內(nèi)部果肉向外表皮穿刺，探頭刺破表皮時(shí)讀數(shù)。

1.2.2 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定法

1.2.2.1 測(cè)試參數(shù)設(shè)置 選用A/CKB輕刀片探頭，承重平臺(tái)為HDP/90，操作模式選擇壓縮返回模式，測(cè)試前速度2.00mm/s，測(cè)試速度2.00mm/s，測(cè)試后速度10.00mm/s，下壓程度98%，觸發(fā)力10g。

1.2.2.2 泡椒縱切實(shí)驗(yàn) 挑選大小一致、去除蒂梗的泡椒作為測(cè)試對(duì)象，把泡椒置于刀口的豎直正下方，用A/CKB輕刀片探頭執(zhí)行向下剪切測(cè)試，測(cè)得縱切最大剪切力Fmax，縱切表皮破裂距離，縱切表皮所做功(縱切表皮所作功=縱切最大剪切力×縱切表皮破裂距離)，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定5次，結(jié)果取平均值。

1.2.2.3 泡椒橫切實(shí)驗(yàn) 挑選大小一致、去除蒂梗的泡椒作為測(cè)試對(duì)象，把泡椒整體長(zhǎng)度的1/2處橫放于刀口的正下，用A/CKB輕刀片探頭執(zhí)行向下剪切測(cè)試，測(cè)得橫切最大剪切力Fmax，橫切表皮破裂距離，橫切表皮所作功(橫切表皮所作功=橫切最大剪切力×橫切表皮破裂距離)，每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定5次，結(jié)果取平均值。

當(dāng)?shù)镀佑|到樣品并感應(yīng)到10g的觸發(fā)力時(shí)，刀片開始剪切，可以明顯的觀察到力的快速增加，一旦切破泡椒表皮就會(huì)出現(xiàn)第一個(gè)波峰，并伴隨“啪”的破裂聲，而力迅速下降。泡椒表皮破裂后，刀片繼續(xù)剪切樣品內(nèi)層(泡椒內(nèi)腔有辣椒籽，剪切辣椒籽會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)數(shù)量的波峰)，下壓到98%時(shí)，剪切過程結(jié)束。測(cè)試完成后，通過MACRO程序分析獲得所需數(shù)據(jù)(如:表皮剪切強(qiáng)度，表皮破裂距離)，圖中陰影部分面積表示所作剪切功。

表1 繪制半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線試劑添加量Table 1 The addition of reagent for drawing galacturonic acid standard curve

1.2.3.1 繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線 將1mg/mL半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)液按表1的添加量分別注入100mL容量瓶中，用去離子水定容，搖勻待用。取上述定溶液各1mL，與0.5mL 0.1%(w/v)咔唑-乙醇溶液于比色管中反應(yīng)出現(xiàn)白色絮狀沉淀后，加入6mL濃硫酸，立刻將比色管放入85℃水浴里恒溫反應(yīng)5min，冷卻至室溫，測(cè)定其在530nm處的吸光度，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.2.3.2 果膠的提取 稱取1g辣椒組織樣品，置于研缽中研磨成勻漿，轉(zhuǎn)入到50mL刻度離心管中，加入25mL 95%乙醇，在85℃加熱30min，以除去樣品中糖分及其他物質(zhì)(注意在煮沸過程中要及時(shí)補(bǔ)加95%乙醇溶液，使體積保持在25mL)。取出冷卻至室溫后，8000r/min離心15min，棄去上清液，再加入95%乙醇，在沸水浴上加熱30min，如此重復(fù)3～5次。用5% α-萘酚的乙醇溶液對(duì)上清液中糖分殘留進(jìn)行檢測(cè)，以完全除去糖分［9］。制備出的果膠沉淀用5mL 1mol/L NaOH溶液轉(zhuǎn)入100mL容量瓶，用去離子水定容待測(cè)。

1.2.3.3 測(cè)定 吸取1mL提取液，加入到25mL刻度試管中，按標(biāo)準(zhǔn)曲線的操作步驟進(jìn)行測(cè)定。重復(fù)三次，求平均值。

1.2.3.4 結(jié)果計(jì)算 根據(jù)溶液吸光度值，在標(biāo)準(zhǔn)曲線上查出相應(yīng)的半乳糖醛酸質(zhì)量，計(jì)算辣椒組織中果膠含量(以生成半乳糖醛酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示)。計(jì)算公式:

式中:m＇-從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得的半乳糖醛酸質(zhì)量，μg;V-樣品提取液總體積，mL;Vs-測(cè)定時(shí)所取樣品提取液體積，mL;m-樣品質(zhì)量，g。

1.2.4 感官評(píng)定 由10位專業(yè)人士組成評(píng)分小組，根據(jù)泡椒的咀嚼感、色澤、多汁性、風(fēng)味等指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)分，取其平均分為總感官評(píng)分(百分制)，感觀評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見表2。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

圖1 泡椒剪切測(cè)試典型分析圖Fig.1 Cut test typical analytical curve of pickled pepper

采用Texture Exponent 32軟件對(duì)質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定結(jié)果進(jìn)行圖表和數(shù)據(jù)分析，采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行皮爾遜相關(guān)分析(Pearson correlation analysis)。

2 結(jié)果與討論

2.1 手持硬度計(jì)測(cè)定泡椒硬度結(jié)果

1.2.3 咔唑法

手持硬度計(jì)穿刺待測(cè)泡椒的硬度結(jié)果如表3所示。穿刺方向由外向內(nèi)測(cè)試結(jié)果顯示5個(gè)樣品的硬度大小為:D＞C＞A＞B＞E，而穿刺方向由內(nèi)向外測(cè)試結(jié)果顯示5個(gè)樣品的硬度大小為:A＞D＞C＞B＞E，結(jié)果差異的原因可能是受到辣椒表皮蠟質(zhì)層的干擾。

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

表4 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)試結(jié)果Table 4 The results of texture analyzer test

2.2 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定泡椒硬度結(jié)果

利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)泡椒的硬度進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定模式和具體操作方法按照1.3.2所述。測(cè)定結(jié)果如表4所示。

結(jié)果顯示，剪切方式不一樣，各樣品相關(guān)特性除了表皮剪切強(qiáng)度的大小表現(xiàn)出一致性外，其余剪切參數(shù)的大小是有差異的。剪切模式為縱切時(shí)，各樣品表皮剪切強(qiáng)度的大小是:C＞B＞A＞E＞D，表皮破裂距離的大小為:C＞D＞B＞A＞E，剪切表皮所用功的大小為:C＞B＞A＞D＞E。剪切模式為橫切時(shí)，各樣品表皮剪切強(qiáng)度的大小是:C＞B＞A＞E＞D，表皮破裂距離的大小為:C＞A＞B＞D＞E，剪切表皮所用功的大小為:C＞B＞A＞E＞D。

2.3 咔唑法測(cè)定泡椒結(jié)果

2.3.1 半乳糖醛酸標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制 按1.3.3.1中所述方法測(cè)定并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。曲線方程為:y=0.0081x+0.0146，R2=0.9971。

2.3.2 咔唑法測(cè)定泡椒硬度結(jié)果 利用咔唑法對(duì)待測(cè)樣品的果膠含量進(jìn)行了測(cè)定，各樣品的果膠含量如圖2所示。結(jié)果顯示，樣品組織中果膠含量的大小為:E＞C＞D＞A＞B。有文獻(xiàn)報(bào)道［8］，果蔬表皮中果膠含量與硬度大小有著直接關(guān)系。所以5種樣品泡椒的硬度大小也為:E＞C＞D＞A＞B。

2.4 感官評(píng)定結(jié)果

根據(jù)泡椒的咀嚼感、色澤、多汁性、風(fēng)味等指標(biāo)，對(duì)不同待測(cè)泡椒進(jìn)行綜合評(píng)分。結(jié)果如表5所示。從表中可以看出，樣品C的咀嚼感最好，評(píng)定得分為46分，樣品A、B和E的咀嚼感評(píng)定得分相差不大，分別為34、33.2、34.6分，而樣品D的咀嚼感最差得分為27.8分;樣品C的總體得分最高為85.2分，各樣品感官總體評(píng)分大小為:C＞B＞E＞A＞D。感官評(píng)定是對(duì)產(chǎn)品綜合品質(zhì)的全面考量，更能代表消費(fèi)者對(duì)于產(chǎn)品的直觀感受。

圖2 果膠含量Fig.2 The content of pectin

表5 泡椒感官評(píng)分結(jié)果Table 5 The sensory score result of pickling pepper

2.5 感官評(píng)分結(jié)果與各方法測(cè)定硬度結(jié)果的相關(guān)性研究

2.5.1 感官評(píng)分結(jié)果與手持硬度計(jì)測(cè)定結(jié)果的相關(guān)性 用5種樣品感官評(píng)分結(jié)果的平均值與手持硬度計(jì)測(cè)定結(jié)果的平均值進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，得到相關(guān)系數(shù)如表6所示。

表6 感官評(píng)價(jià)結(jié)果與手持硬度計(jì)測(cè)定結(jié)果相關(guān)系數(shù)表Table 6 Correlation of handheld hardness tester test and sensory evaluation results

從表6中可看出，手持硬度計(jì)的兩種穿刺方法所得結(jié)果與感官評(píng)分之間都呈負(fù)相關(guān)，且不顯著。因此，通過手持硬度計(jì)測(cè)定泡椒硬度代表性不強(qiáng)。

2.5.2 感官評(píng)分結(jié)果與質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定結(jié)果的相關(guān)性用5種樣品感官評(píng)分結(jié)果的平均值與質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定結(jié)果的平均值進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，得到相關(guān)系數(shù)如表7所示。

表7 感官評(píng)價(jià)結(jié)果與質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定結(jié)果相關(guān)系數(shù)表Table 7 Correlation of texture analyzer test and sensory evaluation results

結(jié)果顯示，利用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)泡椒硬度測(cè)定中，縱切表皮剪切強(qiáng)度和橫切表皮所用功都與感官評(píng)定結(jié)果在0.05水平上呈現(xiàn)出顯著正相關(guān)。因此，通過質(zhì)構(gòu)儀剪切模式測(cè)試中的縱切表皮強(qiáng)度以及橫切表皮所用功表征泡椒的硬度特性是可行的。

2.5.3 感官評(píng)分結(jié)果與咔唑法測(cè)定結(jié)果的相關(guān)性用5種樣品感官評(píng)分結(jié)果的平均值與咔唑法測(cè)定結(jié)果的平均值進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，得到相關(guān)系數(shù)如表8所示。

表8 感官評(píng)價(jià)結(jié)果與咔唑法測(cè)定結(jié)果相關(guān)系數(shù)表Table 8 Correlation of carbazole method test and sensory evaluation results

結(jié)果顯示，利用咔唑法測(cè)定泡椒組織果膠含量的結(jié)果與感官評(píng)分結(jié)果呈負(fù)相關(guān)，但不顯著，因此利用果膠含量判定泡椒硬度缺乏代表性，這可能是泡椒在泡制過程中表皮的高度纖維化造成的。

3 結(jié)論

本實(shí)驗(yàn)分別利用了手持硬度計(jì)、質(zhì)構(gòu)儀以及咔唑法對(duì)泡椒硬度進(jìn)行測(cè)定，并對(duì)各種方法測(cè)定結(jié)果與樣品感官評(píng)分進(jìn)行Pearson相關(guān)性分析，以探討泡椒硬度測(cè)定的最優(yōu)方法。綜上，可得出以下幾個(gè)結(jié)論:

3.1 手持硬度計(jì)一直被廣泛用于果蔬硬度測(cè)定，操作快速簡(jiǎn)單，但由于泡椒表皮被蠟質(zhì)層包裹，內(nèi)層中空，導(dǎo)致該方法測(cè)定數(shù)據(jù)波動(dòng)大，其結(jié)果與感官評(píng)定結(jié)果呈不顯著負(fù)相關(guān)，因此，該方法用于表征泡椒硬度可行性差。

3.2 目前咔唑法測(cè)定泡椒硬度還鮮有報(bào)道，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，利用這一方法測(cè)定泡椒硬度，其結(jié)果與感官評(píng)定沒有顯著相關(guān)性。因此，咔唑法測(cè)定果膠含量表征泡椒硬度可行性不強(qiáng)。

3.3 質(zhì)構(gòu)儀越來越多的應(yīng)用于物料特性的分析測(cè)定，能具體直觀的表征物料的物理特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，利用質(zhì)構(gòu)儀剪切模式對(duì)泡椒硬度測(cè)定的縱切表皮剪切強(qiáng)度和橫切表皮所用功與感官評(píng)定結(jié)果呈正相關(guān)，且相關(guān)性顯著。說明利用質(zhì)構(gòu)儀表征泡椒硬度特性是比較科學(xué)的。

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