基于质构和感官评价方法构建绿葡萄干干燥标准及快速检测技术

张 雯，韩守安，王 敏，慕斯力买·阿奇洛夫，艾尔买克·才卡斯木，钟海霞，王 环，潘明启，谢 辉

（1新疆农业科学院园艺作物研究所，乌鲁木齐830091；2塔什干国立农业大学，乌兹别克斯坦塔什干100140；3新疆农业大学科技学院生物科学系，乌鲁木齐830052）

0 引言

新疆是世界上绿葡萄干的主要产区，主要以晾干为主。绿葡萄干在新疆的价格是棕褐色葡萄干价格的2～3倍，‘无核白’是主要的绿葡萄制干品种，年产量15万t左右，绿葡萄干产业是新疆葡萄产业的重要支撑[1-3]。但是，近年来随着国内鲜食葡萄产区的南移，南方产区以鲜食为主的葡萄产量和品质的提升，导致吐鲁番、哈密盆地葡萄产区鲜食、制干兼用的产业格局转变为以制干为主，鲜食为辅，葡萄干产量逐年攀升，进而对葡萄干产业的可持续发展造成严重影响[4-6]。另一方面，市场上红枣[7]、杏干[8]、枸杞[9]和西梅[10]等干果产品的多元化对于消费者而言有更多的选择性，导致葡萄干产业竞争力下降。因此，新疆绿葡萄干产业必然要经历产品细化，开发出口感较佳的绿葡萄干产品。国标GB 5009.3—2010关于食品中含水率测定较为耗时、费力，且不方便。干果相关标准GB 16325—2005、NY/T 1041—2018关于葡萄干含水率低于20%的指标已无法满足消费者对葡萄干产品的需求。目前消费市场急需适宜于不同人群口感的葡萄干产品。

吐哈盆地采用传统晾房生产的绿葡萄干含水率为12%～18%，含水率过低导致绿葡萄干褐变、过高不利于贮藏[25-26]。储藏技术的进步可保证葡萄干保持较好的色泽品质，含水率对葡萄干的质构和感官特性具有较大影响。果蔬的新鲜程度、加工工艺、形状、大小和含水率等指标与质构和感官特性密切相关[11-13]。感官特性是对果蔬采用感官评价的一种指标，因不同人群的主观感觉而有一定的差异[14]。随着技术的进步，引入质构剖面分析(TPA)技术，通过2次机械压缩模拟牙齿咀嚼得到相关的质地参数，进而可将感官特性量化[15]。近年来TPA技术已广泛应用在对苹果[16]、草莓[17]、水蜜桃[18]、枇杷[19]、杨梅[20]、芒果[21]、鲜食桃[22]等水果的评价中，也有学者将感官评价与质构特性分析结果结合起来，进而指导生产[23]。目前，在葡萄干的研究中有部分学者开展了质构特性研究，但是将质构特性检测值与感官品尝结果和葡萄干含水率等指标进行关联分析并应用于生产缺乏的研究较少。笔者研究葡萄干含水率对不同人群口感的影响，结合质构仪测定结果进行关联性分析，确定最佳口感的葡萄干含水率；以质构指标为基础构建不同含水率葡萄干的快速检测技术，进而将研究结果应用到葡萄干加工、企业收购等环境中，以期为不同葡萄干含水率和加工工艺的确定提供数据支撑。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以新疆主要绿葡萄干品种‘无核白’为试验材料，对新鲜的‘无核白’原材料进行筛选，选用大小、形状均匀，鲜果重5 g左右的‘无核白’葡萄于晾房中干燥，干燥后期根据试验设计采集样品并测定‘无核白’葡萄干的含水率，试验用样品‘无核白’葡萄干含水率分别为11.9%、12.8%、14.1%、17.1%和19.2%，样品保存于自封袋中并在0℃的冷库中贮藏，供葡萄干质构特性和感官品尝试验。

1.2 试验方法

按照含水率将试验材料分为5个处理（3次重复），每个处理葡萄干样品500 g以上，供理化指标、色泽及感官打分等试验。

1.2.1 理化指标测定方法 总糖测定采用蒽酮比色法。葡萄果实内可滴定酸含量参照CNS 8626—2004标准测定。Vc含量采用2,6-二氯酚靛酚法滴定法测定。多酚、黄酮含量采用超声辅助提取工艺测定[24]。分别取200 g葡萄干，3次重复，于105℃下烘干，葡萄干质量恒重时确定含水率。水分活度采用水分活度仪进行测定，10个重复。

1.2.2 微生物 沙门氏菌按照国标GB 4789.4—2016，志贺氏菌按照国标GB 4789.5—2012，金黄色葡萄球菌按照国标GB 4789.10—2016，大肠埃希氏菌O157按照国标GB 4789.36—2016检测。

1.2.3 色泽 每个含水率葡萄干挑选出25粒葡萄干，采用CR-10色差仪测定葡萄干色差值，取平均值。

1.2.4 葡萄干质构特性 采用TA-XT Plus质构仪（英国Stable Micro System公司）测定。测试模式为TPA模式，测前速率1.0 mm/s，测试速率为0.2 mm/s，测后速率为1.0 mm/s，压缩比50%；触发类型为自动。每个处理测定25次重复，取平均值。

1.2.5 感官品尝 根据口感分别设置弹性、粘聚性、硬度、咀嚼性和紧密性5个指标作为感官品尝指标，每个指标最高分为10分，满分50分，其中各指标口感较好7～10分、口感一般4～7分、口感较差0～4分。参与本试验的评分人群年龄在6～65岁，总样本量171人。将打分者按照年龄段分别划分为6～15岁（26人）、16～25岁（32人）、26～35岁（28人）、36～45岁（25人）、46～55岁（32人）、56～65岁（28人）6类人群，打分者是经常品尝葡萄干、对不同葡萄干了解较多的人群，5～25岁人群主要以在校大学生和中小学生为主，26～65岁打分者以从事果树研究、食品加工类相关的科研、生产人员及其家庭成员为主，本试验感官品尝人群具有一定的代表性。

1.3 数据分析

采用Excel 2018软件进行基本数据统计分析，Microsoft Excel 2013作图，SAS V8进行方差和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 含水率对绿葡萄干色泽、营养品质和微生物的影响

不同含水率葡萄干的营养品质具有一定的差异（表1），随着含水率的下降，葡萄干中的总糖含量呈现上升的趋势，19.2%含水率葡萄干的总糖含量为67.28%，11.9%含水率葡萄干中的总糖含量73.29%，差比为8.2%。可滴定酸则呈现出下降的趋势，差比为15%，达到显著性差异。Vc随着含水率的下降同样呈现出下降趋势，差比为19%，达到显著性差异。11.9%葡萄干中的多酚、黄酮比19.2%葡萄干中的多酚和黄酮分别高567.9、394.49 μg/g，达到显著性差异。

表1 不同含水率葡萄干色泽和营养品质的差异情况

对色泽的分析发现，不同含水率葡萄干的L值差异较小，未达到显著性差异，L值代表葡萄干的明亮度，由此说明含水率对葡萄干色泽的明亮度影响较小。不同含水率葡萄干的a值具有较大的差异，随着含水率的下降葡萄干的a值呈上升趋势，含水率为14.1%、17.1%和19.2%葡萄干的a值差异较小，未达到显著性差异，与含水率11.9%和12.8%葡萄干的a值达到显著差异，a值在色差中代表红绿值，a值越大代表颜色越红，越小则代表越绿，说明随着含水率的下降对葡萄干的绿色泽影响增大，达到显著水平。不同含水率葡萄干的b值达到显著性水平，无明显的规律。

通过对葡萄干营养品质和色泽结果分析发现，含水率高的葡萄干的总糖、多酚和黄酮含量较低，而可滴定酸、Vc含量则相反。不同含水率葡萄干的营养品质具有一定的差异。14.1%～19.2%含水率葡萄干的绿色色泽优于11.9%和12.8%葡萄干的色泽。葡萄干的实际生产中，色泽是影响企业收购和农户出售价格的重要指标，因此本研究关于感官品尝和质构特性的相关研究中将葡萄的绿色品质作为重点指标。

根据葡萄干相关标准GB 16325—2005、NY/T 1041—2018对于微生物的规定，通过培养基筛选和生化试验，在不同含水率葡萄干中均未检测到沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌和大肠埃希氏菌O157，因此在一定范围内含水率的上升对致病菌未造成影响。对不同含水率葡萄干的水分活度分析发现，葡萄干含水率为11.9%上升至17.1%，水分活度变化较小，当含水率为19.2%时，水分活度变化较大，但水分活度均小于0.6。根据相关研究，当水分活度小于0.6，所有的微生物均不能繁殖[27]，因此不同含水率的葡萄干不会产生微生物危害，可在这一范围内展开后续研究。

2.2 含水率对葡萄干质构特性的影响

不同含水率葡萄干的硬度差异较大，达到显著水平。随着含水率的下降硬度显著上升，当葡萄干的含水率为11.9%时，硬度值是19.2%、17.1%、12.8%、14.1%含水率葡萄干的2.79、2.45、1.58、1.20倍，对口感产生较大影响。含水率高的葡萄干弹性和粘聚性高于低含水率葡萄干。随着含水率的下降，葡萄干的胶着度和咀嚼度显著上升，11.9%含水率葡萄干的胶着度和咀嚼度分别是19.2%含水率葡萄干的1.96和1.60倍。随着含水率的下降葡萄干的回复性也呈现出下降趋势，而粘附性呈现出上升趋势。质构检测结果可准确地反映葡萄干的质构特性，各项指标与葡萄干的含水率呈现出较好的线性关系，但这些数值无法与优质口感葡萄干相关联，较难应用于生产中。匡凤军[28]对槟榔的研究中将质构检测结果与感官品尝结果进行关联性分析，并为企业的生产提供建议。

2.3 葡萄干含水率对不同人群感官品尝的影响

不同年龄段人群对不同含水率葡萄干的感官品尝结果具有一定的差异，其中6～25、46～65岁的人群对14.1%含水率葡萄干的弹性打分结果较高，其次为17.1%和19.2%含水率葡萄干。36～45岁人群更喜欢含水率19.2%的葡萄干，36～45岁人群则喜欢含水率12.8%的葡萄干。对弹性进行总体分析，含水率高的葡萄干更受欢迎，14.1%～19.2%含水率葡萄干弹性的差异较小（图1）。不同人群对不同含水量葡萄干粘聚性的打分结果由高到低依次为14.1%、12.8%、19.2%、14.1%、17.1%和14.1%，仅有16～25岁人群喜欢含水率12.8%葡萄干，而大部分人偏爱含水率较高的葡萄干（图2）。图3是对葡萄干咀嚼性的打分结果，其中6～15、26～45岁3个群体喜欢含水率19.2%的葡萄干，16～25、56～65岁人群则喜欢14.1%含水率的葡萄干，不同人群对含水率较高的葡萄干咀嚼性打分较高。图4是对葡萄干硬度的打分结果，26～65岁人群均偏爱含水率19.2%的葡萄干，而6～25岁人群则偏爱含水率14.1%的葡萄干。图5为紧密性打分结果，其中6～45岁人群均偏爱含水率19.2%的葡萄干，含水率14.1%和17.1%的葡萄干打分结果较为接近；46～55岁人群喜欢较高含水率的葡萄干，其中14.1%和17.1%含水率葡萄干的打分结果一致。

图1 不同人群对不同含水率葡萄干弹性的打分结果

图2 不同人群对不同含水率葡萄干粘聚性的打分结果

图3 不同人群对不同含水率葡萄干咀嚼性的打分结果

图4 不同人群对不同含水率葡萄干硬度的打分结果

图5 不同人群对不同含水率葡萄干紧密性的打分结果

图6是总体打分结果，其中6～15岁人群偏爱含水率14.1%和19.2%的葡萄干；16～25岁人群偏爱含水率14.1%的葡萄干；26～35、46～55岁人群偏爱含水率17.1%的葡萄干，与14.1%和19.2%之间的分值差异较小；36～45岁人群偏爱含水率19.2%的葡萄干；56～65岁人群则偏爱含水率14.1%的葡萄干。综上所述，不同人群对不同含水率葡萄干的感官品尝结果具有一定的差异，人们普遍喜欢含水率高于14.1%的葡萄干，含水率较低的葡萄干感官打分结果较低。因此根据人群和葡萄干贮藏特性[25-26]的需求推荐生产含水率14%～17%的葡萄干。感官品尝结果与葡萄干含水率具有密切的关系，但与质构检测结果无法直接联系起来，因此将采用关联性分析的方法将不同含水率葡萄干的质构特性和感官品尝结果结合分析。

图6 不同人群对不同含水率葡萄干总体口感的打分结果

表2 不同含水率葡萄干质构特性的差异性分析

2.4 不同含水率葡萄干质构特性、感官品尝相关性分析

表3是对葡萄干的含水率与质构特性指标之间拟合的线性回归方程，其中硬度、粘聚性、胶着度和咀嚼度指标的线性回归方程拟合度较高，R2值均超过0.90。胶着度的拟合度最高，R2值达到0.9702；回复性和粘附性2个指标的线性回归方程拟合度次之，R2值分别为0.8690和0.8863；弹性的线性回归方程拟合度最低，R2值仅为0.6357。应用以上回归方程分别对11.9%、12.8%、14.1%、17.1%和19.2%含水率葡萄干拟合出相应的硬度、弹性、粘聚性、胶着度等指标进行预测，并将预测值与实测值进行比较，弹性的相对误差最小，仅为2.91%，粘附性的预测值相对误差最大，达到了13.33%。表4是对14%～17%葡萄干含水率进行预测的数值，对葡萄干的硬度、弹性、粘聚性等指标作出预测，可为生产提供参考数据。采用拟合出的方程可以简捷地计算葡萄干的含水率及其他质构参数数值，避免采用耗时费力的烘干法，也避免了采用昂贵的精密仪器测定的方法。但是，在葡萄干生产、收购、加工过程中采用TPA检测的可行性较差，因此在7个指标中筛选出某个指标作为单一的检测性指标，探讨应用的可行性。匡凤军等[28]对槟榔的质构特性和感官研究中得到类似的结论，并将研究结果应用到生产中。

表3 不同含水率葡萄干与质构特性的回归方程及预测值的偏差

表4 适宜口感含水率葡萄干的质构特性推荐值

表5是对不同含水率葡萄干质构特性进行相关性分析的结果，在11.9%～19.2%含水率范围内，硬度、弹性等7个指标均与含水率达到显著相关性，其中胶着度、咀嚼度2个指标达到极显著相关性。硬度与其余6个质构特性指标均达到显著相关，与粘聚性、胶着度和回复性3个指标达到极显著相关。弹性与粘聚性和回复性2个质构指标达到显著性相关。粘聚性与其余4个指标均达到显著相关，与粘聚性和回复性2个指标达到极显著相关。胶着度分别与咀嚼度、回复性和粘附性达到极显著相关性。咀嚼度与回复性达到显著性相关，与粘附性达到极显著相关性。回复性与粘附性达到显著相关。通过对相关性结果的分析发现，特定范围内葡萄干的含水率与质构特性关联度较好，可相互转换。质构特性各指标值间具有良好的相关性，根据不同指标的测定难易程度，其中硬度是7个质构指标中可简便、快速实现检测的指标。

表5 不同含水率葡萄干质构特性相关关系分析

表6是在相关性研究基础上以硬度为基本指标，模拟与含水率及相关性质构之间的方程。通过R2值可确定相关性方程的准确性由高到低依次为粘聚性、回复性、胶着度、含水率、咀嚼度、粘附性和弹性，在葡萄干生产、收购、加工中可将质构检测技术应用到产业各环节中。由相关性回归方程和R2发现，采用硬度指标作为葡萄干质构特性的代表性指标具有一定的可行性。

表6 硬度与相关质构特性指标间的相关性方程

3 结论

不同含水率葡萄干的营养品质具有一定的差异，含水率对葡萄干的绿色色泽影响较大，含水率14.1%～19.2%的葡萄干的绿色色泽较好。

11.9 %～19.2%含水率区间范围内，葡萄干的质构特性具有较大的差异，随着含水率的下降各指标呈线性的上升或下降趋势。

不同人群对不同含水率葡萄干的感官品尝结果有较大的差异，不同人群均偏爱较高含水率的葡萄干，初步推荐生产中葡萄干的含水率控制在14%～17%。

对葡萄干含水率和质构特性进行相关性分析、回归方程拟合，含水率与质构特性间具有良好的相关性，预测值与实测值比较弹性的相对误差最小，为2.91%；粘附性的相对误差最大，为13.33%。对含水率14%、15%、16%和17%葡萄干硬度指标给出相关的预测值，其硬度值分别为1349.86、1191.75、1033.64、875.53 g。

探索以硬度为检测指标，得到快速计算葡萄干含水率、弹性、粘聚性、回复性等指标的计算方法，硬度与含水率的拟合方程为y=(-0.00006x+0.2191)×100，R2值0.9171，具有一定的指导意义。

本研究确定了不同人群适宜口感葡萄干的含水率，以硬度值为基础指标构建葡萄干含水率快速检测方法，研究结果可为新疆绿葡萄干的生产提供指导。

4 讨论

4.1 含水率对葡萄干品质和贮藏特性的影响

葡萄干含水率与贮藏温度对葡萄干的色泽、糖酸和酶活性等指标具有较大的影响，郑素慧等[25-26]在研究中发现，葡萄干水分含量越低葡萄干的耐贮性越好，而贮藏温度0℃或5℃时可提升葡萄干的贮藏特性，可显著降低叶绿素的降解，降低褐变发生率，保持绿色品质。本研究发现，当葡萄干含水率降低时不同评测人员对其口感打分会降低，感官品尝体验中对葡萄干的含水率要求较高。因此，葡萄干的含水率可根据需求控制在14%～17%，并采用低温贮藏的方式保持绿色葡萄干的色泽品质。

4.2 质构检测技术在果品快速检测上的应用

胡亚云等[23]对不同货架期圣女果质构特性的研究结果表明，硬度与圣女果的口感呈极显著正相关，咀嚼性与口感呈现正相关，并探讨了利用质构指标预测圣女果品质的可能性。匡凤军等[28]通过质构仪对槟榔硬度、水分及口感进行相关性研究，并以此为基础构建了槟榔硬度与水分、硬度与口感的科学量化计算模型，应用于工业生产中。本研究通过葡萄干含水率与质构特性之间的关联性，论证建立硬度与葡萄干含水率的科学、可量化模型的可行性，该模型可应用于新疆葡萄干收购、贮藏和葡萄干品质分级等方面。