猕猴桃感官评定与质地剖面分析的相关性

张 杨,梁怡蕾,潘琦雯,张 文

(西南科技大学生命科学与工程学院,四川绵阳 621010)

猕猴桃原产于中国湖南省湘西地区,民间栽培已有一千多年历史,中国陕西、四川、河南等地均有分布。其果实一般为椭圆状,早期外观呈绿褐色,成熟后呈红褐色,表面覆盖浓密绒毛,其内是呈亮绿色的果肉和一排黑色的种子。猕猴桃质地柔软,口感酸甜,除含有猕猴桃碱、蛋白水解酶、单宁果胶和糖类等有机物,以及钙、钾、硒、锌、锗等微量元素和人体所需17种氨基酸外,还含有丰富的维生素C、葡萄酸、果糖、柠檬酸、苹果酸等,因此深受广大消费者的喜爱[1-3]。国内外已有较多研究采用质构仪对苹果[4-9]、梨[10-11]、香蕉[12]等水果以及牛排、奶酪等加工食品[13-17]进行质构测试。但仪器测试所得指标与人们的直接感官的关系尚未十分明确,且针对猕猴桃展开质构测试的研究相对较少[1-2]。本研究通过对秦美、海沃德和徐香3个品种猕猴桃在不同成熟阶段进行感官评定与质地剖面分析,分析比较两种测试方法的相关性。同时,利用合理的统计方法得到硬度(Hardness)、风味(Flavor)、多汁性(Juicy)、色泽(Color)、组织状态(Organization state)以及总体可接受度(Overall)的感官评定预测方程,并检验得出模型预测值与感官评定值间的准确程度,探索猕猴桃品质的仪器测试与感官品质的差异与联系。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

本研究选用分别产自陕西眉县、陕西周至、浙江江山的海沃德、秦美和徐香猕猴桃各40个。

TA-XT2i型物性测试仪 英国Stable Micro Systems公司;YP502N电子天平 上海精密科学仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 材料选取 要求所有猕猴桃样品大小均匀、表面无破损、内部无挤压损伤,可粗略分为硬、较硬、软、较软4个等级(以表示猕猴桃的不同成熟阶段),每个等级猕猴桃均为(10±2)个。海沃德、秦美和徐香质量范围分别为(141.60±18.90)、(150.77±13.52)、(101.01±9.96) g;直径范围分别为(59.94±2.90)、(61.67±2.32)、(54.63±2.64) mm;高范围分别为(70.74±5.00)、(71.86±4.22)、(69.83±2.79) mm。

1.2.2 感官评定法 感官评定小组由10名(5男5女)进行相关专业训练的人员构成。感官评定小组对每个品种按组逐个进行6个指标(硬度、风味、多汁性、色泽、组织状态、总体可接受度)的评分。每个样品均取其中心部位果肉,均分为10等份,随机编号。感官评定员独立打分,不交流,不讨论。评定每一个样品前均用清水漱口,每个样品评定间隔1 min。参考陈磊等[18]、刘兴余等[19]、蒙名燕等[20]对感官评定的研究,制定评分标准如表1。

表1 猕猴桃感官评定评分标准(总分100分)Table 1 Standards for kiwifruit sensory evaluation(total score of 100 points)

1.2.3 质地剖面分析法(Texture profile analysis,TPA) 参照殷俊等[21]、魏跃胜等[22]研究中TPA测试法的相关内容,给出测试参数的定义和具体设置数值:硬度(材料局部抵抗硬物压入其表面的能力)、粘附度(固体表面剩余力场与其紧密接触的固体或液体的质点相互吸引发生粘附的程度)、弹性(变化的反应程度)、粘结性(物质粘结其本身或外加物质的能力)、黏性(流体的内摩擦)、咀嚼性(将半固体的样品咀嚼成吞咽时的稳定状态所需的能量)、回弹性(导致物体形变的外力撤除后物体迅速恢复其原来形状的能力)。本研究选用P/100 mm探头,测试速度分为测前、测中以及测后速度,均为1 mm/s。应变10%,触发力2 N,两次下压间隔时间为5 s。

1.3 数据处理

收集整理,去除感官评定中每一个猕猴桃所得最大值最小值后求平均数,用SPSS 16.0和Excel 2010软件进行统计学分析。

2 结果与分析

2.1 海沃德猕猴桃的感官评定与质地剖面分析的相关性研究

海沃德猕猴桃的感官评定指标间相关性结果见表2。海沃德猕猴桃感官评定各指标中,硬度与色泽、组织状态显著正相关(r=0.562～0.670);风味与多汁性、色泽以及、组织状态显著正相关(r=0.506～0.762);色泽与组织状态显著正相关(r=0.659)。说明海沃德猕猴桃的质地、外观、含水量和香甜程度等均具有广泛的相关性。此外,可反映人的综合感受以及偏好程度的总体可接受度与上述各个指标均显著正相关(r=0.424～0.885),说明人对海沃德猕猴桃的总体评价和感受取决于多个因素的共同作用。

表2 海沃德猕猴桃感官评定各指标间的皮尔逊相关系数Table 2 Pearson correlation coefficients between sensory evaluation indices of ‘Hayward’

海沃德猕猴桃感官评定与质地剖面分析指标相关性结果见表3。质构硬度与色泽正相关(r=0.363),与多汁性显著负相关(r=-0.410),与感官硬度、组织状态显著正相关(r=0.481～0.630)。这与Rahman等[23],Meullenet等[24]和Szczesniak等[25]得出质构仪压缩法中硬度与多个感官指标具有显著相关性的结论一致。粘附度与多汁性呈显著负相关(r=-0.642);弹性与感官硬度显著正相关(r=0.523),说明硬度越大,样品抗形变能力越强。粘结性与多汁性显著正相关(r=0.641),殷俊等[21]的研究中也表明:含水量较高的样品,在产生较大的形变时不易断裂,从而呈现较高的粘结性。黏性与感官硬度、色泽以及组织状态显著正相关(r=0.458～0.525),与多汁性显著负相关(r=-0.429);咀嚼性与感官硬度、色泽和组织状态显著正相关(r=0.516～0.593),与多汁性显著负相关(r=-0.437),说明样品的硬度越大,咀嚼所需能量越多,且含水量越高,硬度越低。回弹性与风味、色泽正相关(r=0.379～0.422),与感官硬度显著正相关(r=0.537),说明回弹性越高,样品的气味、风味、外观和质感越好。

表3 海沃德猕猴桃感官评定与质地剖面分析各指标间的皮尔逊相关系数Table 3 Pearson correlation coefficients between sensory and texture profiles analysis(TPA)indices of ‘Hayward’

2.2 秦美猕猴桃的感官评定与质地剖面分析的相关性研究

秦美猕猴桃的感官评定指标间相关性结果见表4。感官评定各指标中总体可接受度与其它感官指标均显著正相关(r=0.516～0.898);硬度还与风味、色泽、组织状态显著正相关(r=0.790～0.844);风味还与多汁性、色泽以及组织状态显著正相关(r=0.582～0.933);多汁性还与色泽、组织状态显著正相关(r=0.462～0.508);色泽还与组织状态显著正相关(r=0.875)。可见秦美猕猴桃的颜色、气味和口感香甜、细腻程度都存在着不同程度的相关性,从而影响人的综合感受与评价。

表4 秦美猕猴桃感官评定各指标间的皮尔逊相关系数Table 4 Pearson correlation coefficients between sensory evaluation indices of ‘Qin Mei’

秦美猕猴桃感官评定与质地剖面分析指标相关性结果见表5。质构硬度与感官硬度、风味、色泽、组织状态和总体可接受度显著正相关(r=0.589～0.776),说明秦美猕猴桃的多个感官指标与质构仪压缩法中的硬度相关。粘附度与多汁性、组织状态和总体可接受度正相关(r=0.370～0.434),但相关程度较低。除与多汁性相关程度低(r=-0.259)外,弹性与各个感官指标呈显著负相关(|r|=0.625～0.732),这可能是因为秦美猕猴桃的弹性与硬度在一定范围内才成正比例关系,导致其与海沃德猕猴桃的结论不一致,弹性越大,其色泽、风味、口感和人的总体感受越差。粘结性与多汁性显著正相关(r=0.645),这与海沃德猕猴桃中的结果相近。黏性、咀嚼性与除多汁性以外的指标显著正相关(r=0.627～0.807,r=0.588～0.788),说明硬度越大,秦美猕猴桃的色泽、组织状态越好,黏性也越大,咀嚼所需能量越多。回弹性和弹性类似,除与多汁性相关程度低(r=-0.036)外,与各个感官指标呈显著负相关(|r|=0.538～0.744),这与海沃德猕猴桃有较大差异。

表5 秦美猕猴桃感官评定与质地剖面分析各指标的皮尔逊相关系数Table 5 Pearson correlation coefficients between sensory and texture profiles analysis(TPA)indices of ‘Qin Mei’

2.3 徐香猕猴桃的感官评定与质地剖面分析的相关性研究

徐香猕猴桃的感官评定指标间相关性结果见表6。感官评定各指标中硬度与风味相关(r=0.380),但相关系数低于0.5。与色泽、组织状态以及总体可接受度显著相关(r=0.797～0.932),这表明徐香的硬度越高,果肉成色越好,颗粒感越弱,质地越细腻;风味与多汁性、色泽、组织状态以及总体可接受度均呈显著相关性(r=0.438～0.731),其中与组织状态相关性较差。说明徐香的气味、外观颜色、汁感等与人作出的总体判断紧密相联。多汁性与色泽、总体可接受度相关但相关程度低(r=0.338～0.345),与海沃德、秦美中得到的结果相近。色泽与组织状态、总体可接受度显著相关(r=0.875～0.944);组织状态与总体可接受度显著相关(r=0.890),说明徐香猕猴桃的果肉色泽越鲜艳明亮,其组织越细腻无渣感,总体评价越高。

表6 徐香猕猴桃感官评定各指标间的皮尔逊相关系数Table 6 Pearson correlation coefficients between sensory evaluation indices of ‘Xu Xiang’

徐香猕猴桃感官评定与质地剖面分析指标相关性结果见表7。质构硬度与感官硬度、色泽、组织状态以及总体可接受度显著正相关(r=0.466～0.594),这与海沃德和秦美相似,但相关系数整体低于前两个品种;粘附度与各个感官评定指标均存在低相关性(r<0.5)。粘结性与感官硬度正相关(r=0.354),与其余感官指标显著正相关(r=0.418～0.708),说明徐香猕猴桃的粘结性越大,汁感越强,其色泽、香味、口感等更好。黏度与咀嚼性均与除多汁性外的感官指标显著正相关(r=0.498～0.687,r=0.554～0.723),这与秦美猕猴桃相似,但异于海沃德猕猴桃,这可能是不同品种猕猴桃间质地特性差异的表现。

表7 徐香猕猴桃感官评定与质地剖面分析各指标的皮尔逊相关系数Table 7 Pearson correlation coefficients between sensory and texture profiles analysis(TPA)indices of ‘Xu Xiang’

2.4 感官评定指标的预测模型

2.4.1 感官评定指标预测模型的建立 以质地剖面分析指标为自变量(X),感官评定指标(Y)为因变量,采用逐步多元线性回归分析建立预测模型[4-5,15,22-23],3个品种猕猴桃各感官指标的回归方程如表8所示。可以看出,通过逐步回归分析后,部分预测模型筛选出多自变量,这些预测模型的感官评定指标预测值与实际值的相关系数与前文中每个感官评定指标与每个质地剖面分析指标单独的相关系数(表3、表5和表7)相比,均有不同程度的提高。这说明经逐步回归分析舍去相关性差的指标后,可提高感官指标预测模型的准确性,这有利于更好地对猕猴桃的品质进行评估。单自变量的预测模型没有提高相关系数。

表8 猕猴桃感官评定指标的预测模型Table 8 Prediction models of sensory evaluation indices of kiwifruits

秦美和徐香猕猴桃的多汁性预测值与实际值的相关系数较低,这可能是因为其多汁性仅与单一质构指标存在相关性且相关系数较低。在Mehinagic等[5]对苹果的研究中指出,多汁性无法通过简单的线性回归模型模拟。说明多汁性可能属于较为复杂的属性,需要更多的变量进行预测。而海沃德猕猴桃总体可接受度预测值与实际值的相关系数较低,这与秦美和徐香猕猴桃不同,这种差异可能是由于品种之间的特性差异造成。

2.4.2 感官评定指标预测模型的检验 针对上述表8中所得到感官评定指标的预测模型求出感官评定预测值,与感官评定实际值(去掉最大值和最小值求得平均值)进行比较并计算其误差的大小,检验结果见表9。仪器测量与感官评定实际值的平均相对误差在4%～18%左右。对海沃德猕猴桃的感官评定预测模型中,平均相对误差最小为6.44%,最大为14.26%。徐香猕猴桃的硬度误差最大,达到17.25%。这可能是由于徐香猕猴桃个体较小,平均值为100.01 g,导致感官评定中猕猴桃被均分入嘴后舌与样品接触面较小,同时由于人们的感官灵敏度有限,致使产生感觉上的偏差。Harker等[26]也表示即便是训练有素的小组在也可能存在灵敏度差异。秦美猕猴桃则风味误差较大,为16.24%。赵金梅等[27]的研究发现秦美与海沃德、红阳、金美等猕猴桃在风味上存在差异,并解释此现象很可能与可溶性固形物组成与含量不同有关,故这可能是由于秦美猕猴桃的风味与另外两个品种的不同,影响评定小组的判断。

表9 猕猴桃感官评定预测模型的检验结果Table 9 Results of validation of sensory prediction model

3 结论

不同品种猕猴桃具有的特色各异,其质地也各不相同。这些质地特性的异同处通过感官评定和质地剖面分析两种评估办法,得到不同程度的反映。

以逐步回归分析建立各感官指标的预测模型可提高感官指标预测值与评定值间的相关性,从而提高质地剖面分析反映猕猴桃感官品质的准确性。但这种提高对海沃德和秦美猕猴桃较为显著,对徐香猕猴桃不明显。在3个品种猕猴桃的感官指标预测模型中,总体可接受度作为感官评定综合性指标,其预测值与真实值的平均相对误差在10%左右,其准确程度表明质地剖面分析对猕猴桃品质的全面表达以及人们直观感官的整体反映还有一定的差距。

本研究中不同品种猕猴桃的感官评定与质地剖面分析间同时存在较强的相关性和差异性,这与其品质特性有关,也与其对两种测试方法的适用程度有关。质地剖面分析可作为猕猴桃品质评定与把控的参考依据,从而促进猕猴桃品质的提升。但影响猕猴桃质地的因素繁多,不同品种间异同点共存,要建立起快捷、方便且准确的猕猴桃品质评估体系，还待进一步的研究。