胡丽丽，牛丽影，李大婧，张钟元，肖丽霞，鲁茂林*

（1.扬州大学食品科学与工程学院，江苏 扬州 225000；2.江苏省农业科学院农产品加工研究所，江苏 南京 210014）

草莓脯是以新鲜或冷冻的草莓为原料，经硫处理、糖渍、烘干等工艺制成的半脱水型果品[1-2]。近年来，果脯蜜饯作为休闲零食的重要品类，销量快速上涨[3]。草莓脯口感糯、韧、弹，且风味怡人，受到广大消费者的喜爱，成为果脯消费中的新兴品类。

质地剖面分析（texture profile analysis，TPA）法是一种常用的食品分析方法[4-5]，它可通过模拟人的口腔咀嚼运动，并根据感应曲线计算得到硬度、黏力、弹性等表征食品质地特征的参数[6-9]。然而质构仪测定的结果会因仪器测定参数、探头选择、测定样品的部位和受力方向不同而出现显著性差异[10-11]，从而影响样品质构特性分析的准确性。因此，除质构仪测定参数设置需优化外[6，12-15]，探头及测定模式也需根据样品特性进行针对性选择。如在苹果质地的测定中，杜昕美等[11]认为穿刺法和TPA法均可；Harker等[16-17]则综合采取了穿刺、拉伸和剪切法几种方法，认为这样才可以获得更全面的苹果质地特点。另外，某些食品自身结构具有不均一性，测定时取样部位、样品受力方向也会造成质构参数的显著差异[4，18]。若在测定食品质地时未考虑上述诸多因素，则会造成较大的方法误差，不同产品比较时难以体现食品本身的差异。

草莓脯作为新兴的果脯种类，弹、韧等质地特色是其重要的品质，并且草莓脯形状、质地与鲜果相比均发生了很大的变化，但是对于草莓脯质地特性的研究较少。因此，为更准确地进行草莓脯质地特征的测定，避免由测定条件带来的误差，本研究对不同探头、样品形状及受力方向测得的草莓脯TPA参数进行比较和离散度分析，旨为质构仪测定草莓脯的质地特性提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

草莓脯：市售，均为同一生产批次。从中选取纵直径为（2.0±0.2）cm、横直径为（1.6±0.2）cm、厚度为（0.7±0.2）cm的草莓脯，分为3组，每组20个，作为3个影响因素的测定样品。

将草莓脯视为由果梗至果顶的纵向轴为对称结构，以其对称轴中点为中心点，测试时将果脯中心点对应质构仪探头圆形截面的中心点。以草莓脯中心点为中心，切取边长1 cm的丁块进行不同探头和受力方向测试，另外将草莓脯依纵向轴对称剖分为二，以剖分面朝下置于测试平台进行切分样品测试。

1.2 仪器与设

质构分析仪（CT3）、探头 TA11/1000（Cylinder 25.4 mmD，35 mmL）、探头 TA39（Cylinder 2 mm D，20 mmL）：美国 Brookfield 公司。

1.3 果脯质地的TPA测定

以草莓脯丁块研究两种不同探头与受力方向对TPA参数的影响，其中受力方向以平行于果梗至果顶纵轴方向为纵向，垂直于纵轴为横向。测定受力方向及切分对质构参数影响时采用TA11探头。测定参数设置均为1.0 mm/s，触发力为5 g，压缩距离为2 mm，循环次数为2次。3个因素影响下每组试验均以10个草莓脯作为10次重复进行测定。

1.4 整理统计

采用TexturePro CT软件采集负载值随时间变化曲线并计算TPA参数。对10次重复值采用软件Originpro 2016选择最大值、最小值、中位数和两个四分位数5个特征值进行箱线图绘制并标示离群值。选取中位的4次测定值，采用JMP10.0.0统计软件进行单因素方差分析（ANOVA）和主成分分析（principalcomponent analysis，PCA），其中ANOVA分析采用Tukey-Kramer LSD法进行两两比较，主成分的提取基于相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同探头测定草莓脯质构参数结果

两种探头测定的草莓脯质构参数箱线图见图1。不同探头测定草莓脯质地参数的变异系数见表1。

箱线图可直观反映数据分布的中心位置和散布范围[19-21]。如图1所示，探头不同，各参数箱线图的箱体高低宽窄均存在差别。从平均值和箱体高低标准来看，除黏力外，TA11在其他4个参数的测定值均高于TA39。这4个参数中硬度是测试过程中最大的负载值。弹力是样品变形后去除外力回复到原来的高度或体积所需要的力。内聚性是指物质内部相互的吸引力。咀嚼性是指将固体或半固体样品咀嚼至吞咽前状态所需要的能量。试验采用的两种探头的差别主要体现为直径的大小，其中TA11直径为25.4 mm，接触面积取决于样品面积，TA39直径为2 mm，接触面积取决于探头面积，因此两个探头引起的数据大小之差可能与样品和探头接触面积大小有关。

黏力是指将材料表面与待测食物表面分离时需要的力，在质构仪测定中指的是在第一次压缩循环时最大的负向作用。结果显示，虽然中值及平均值均以TA39为高，但两种探头测定的范围接近，分别为6 g～26 g和8 g～28 g。这是由于TA39在压缩至2 mm时已经穿刺表皮，进入果肉，而TA11因接触面积大，仍停留在压缩果脯表面，当压缩结束离开时，果脯对探头的黏附作用不仅与接触面积相关，还与果皮和果肉的黏附性有关。果肉的黏附性大于果皮，接触面积小的TA39因接触到果肉而使黏力值增加。

图1 两种探头测定的草莓脯质构参数箱线图Fig.1 Box plot of the dried strawberry texture parameters using two kinds of probe

表1 不同探头测定草莓脯质地参数的变异系数Table 1 Coefficient variations of dried strawberry texture parameters determinate with different probes

两种探头测得的草莓脯TPA参数除大小不同外，还表现出离散度不同。从图1可以看出，TA39在黏力、弹力、咀嚼性测定中均出现了离群值。根据表1，TA11测得的硬度、弹力和内聚性的变异系数小于TA39。一般来说，测定水果等食品的硬度时多采用直径小的探头[8，22]，为获得较大的弹力一般采用面积较大的探头[23]。本研究在测定中也表现出直径大的TA11更适用于测定弹力和内聚性。而咀嚼性则表现为TA39测得数据更为集中，即便有离群值其变异系数仍小于TA11。说明需要根据样品的特点及所需要测定的质构特性选择适宜的探头。

2.2 不同方向测定草莓脯TPA结果

草莓脯两种受力方向下质构参数测定值的箱线图见图2。不同受力方向测定草莓脯的质构参数的变异系数见表2。

图2 草莓脯两种受力方向下质构参数测定值的箱线图Fig.2 Box plots of measured values of texture parameters of dried strawberry under two force

表2 不同受力方向测定草莓脯的质构参数的变异系数Table 2 Variation coefficient of texture parameters of dried strawberry under two force directions

食品组织具有各向异性，由此造成质地参数值的差异[11，22]。由图2可以看出，当草莓脯受力方向为横向时，硬度和咀嚼性的数值偏高，但受力方向为纵向时，内聚性和弹力值较高，说明草莓脯横向组织压缩需要的力较纵向压缩大，而压缩后形变恢复需要的力小。草莓脯在加工过程中形成了横向扁平结构，所以推测横向组织更为紧密，而纵向压缩时受力方向与草莓维管束的方向一致，可能是弹力较高的原因。在此次测定中，黏力较为特殊，主要表现为纵向测定时数值分布范围较广，这可能与草莓脯丁块切面的黏性容易发生变化有关。

另外，横向测定的硬度、弹力、黏力、咀嚼性均出现了离群值，可能因形状扁平的草莓脯切分时，横向接触面为草莓脯的表面，平整性难于控制，而纵向接触面为切面，质构仪以触发力判定接触时更为准确。本次测定横向受力硬度最大值为1 548 g，最低值为98 g，二者比值达15.80，这种差别可能与草莓脯个体在加工贮运等过程中横向受压程度不同有关，如果横向已经发生不可恢复形变，再以压缩同样距离测定硬度时势必出现较高的测定值。由表2可以看出，5个参数的变异系数均表现为横向大于纵向。综上，草莓脯质构测定中受力方向会对质构参数造成影响。

2.3 切分对草莓脯质构参数测定值的影响

完整和切分草莓脯质构参数测定值的箱线图见图3，完整和切分草莓脯TPA质构参数的变异系数见表3。

图3 完整和切分草莓脯质构参数测定值的箱线图Fig.3 Box plot of the determination results of texture parameters of whole and cut dried

表3 完整和切分草莓脯TPA质构参数的变异系数Table 3 Coefficient of variation of TPA texture parameters of whole and sliced dried strawberry

样品是否切分也会影响到TPA测定的质构参数，从图3可以看出，除黏力外，完整草莓脯各参数的测定值均高于切分后样品，可能由于草莓脯表皮较果肉更具有韧性，切面为相对柔软的果肉，使得切分样品在压缩时所需力较小。通过比较各参数箱线图箱体的宽窄，可以发现，未切分草莓脯的5个参数的箱体较切分后草莓脯的箱体窄，说明了未切分的草莓脯测定值更为集中。另外，虽然完整样品的内聚性测定值出现了离群值，但根据表3可以看出，其变异系数除黏力外均小于切分样品的测定值。完整和切分草莓脯的内聚性和咀嚼性均出现了离群值，去除离群值后内聚性的变异系数分别为19%和33%，咀嚼性分别为41%和81%，仍以完整样品较小。因此，完整样品测定的质构参数具有更小的变异系数。

2.4 3种影响因素对草莓脯质构测定影响的综合分析

为比较3个因素对草莓脯质构测定的影响程度，选取10次测定值大小居中的4个值，对6组测定的5个参数值分别进行单因素方差分析，结果见表4。

表4 不同测定条件下测得的质构参数值比较Table 4 Texture parameters comparison of dried strawberry using different methods

由表4可知，完整草莓（TA11-W-H）的硬度和咀嚼性显著高于切分草莓（TA11-Q-H）。这可能是由于丁块相比完整果脯及切分果脯小，与探头的接触面积也不同。另外，不同探头和压缩方向测定形状为丁块时，仍未表现出显著差异，说明草莓脯形状对质构测定值的影响大于探头及受力方向。

黏力以TA11-Q-H为最高，其次为TA11-W-H、TA39-D-H、TA11-D-Z、TA11-D-H1 与 TA11-D-H2。结合分析黏力值大小分布与测定时样品处理方式可知，草莓脯果肉切面黏力高于表皮，并且此值与样品和探头或测试平台接触面积大小有关。黏力值最高的TA11-Q-H具有最大的切面与平台接触面积，黏力值次高的TA11-W-H具有最大的表皮与探头接触面积，数值居中的TA39-D-H与TA11-D-Z存在果肉接触面，而黏力值偏小的TA11-D-H1与TA11-D-H2不仅接触面积最小，而且仅为表皮接触。这说明黏力测定时需要考虑样品与探头和平台接触面积与接触面性质的一致性。

除TA39-D-H外，其他5种测定探头均为TA11，测定的弹力值呈现出与黏力值相反的趋势，即黏力最高的TA11-Q-H弹力最低，黏力最低的TA11-D-H2弹力最高。经相关性分析结果表明，二者存在显著的负相关关系（y=-0.003 3x+0.338 1，R2=0.972 9）。说明弹力测定时要考虑黏力的负向作用。

内聚性的测定值呈现3个梯度，最高的为TA11-D-H2、TA11-D-H1、TA11-D-Z，其次为 TA11-W-H，最小的为TA39-D-H和TA11-Q-H。说明内聚力对受力方向变化不敏感，而探头及接触面积的变化会对其造成显著影响。同样选取TA11测定的5个值与黏力进行相关性分析，发现两个参数显著负相关（y=-0.004 7x+0.766 9，R2=0.949 9）。说明内聚性与弹力之间存在正相关性，而与黏力呈负相关性。

研究中有两组试验采用了相同的测定方式，即TA11-D-H1与TA11-D-H2，这两组数据在硬度、黏力、弹力、内聚力上差异均不显著，但是TA11-D-H2硬度值的标准偏差较大，并且咀嚼性偏低。这说明测定时还需考虑草莓脯的个体差异与样品随时间变化的影响。

为直观展示TPA参数与测定方法之间的关系，采用表4中的平均值进行了主成分分析，结果图4。

图4 不同方法测定的5个TPA参数的主成分分析图Fig.4 PCA profile of the TPA parameters determined using different methods

如图4所示，主成分1的方差贡献率为63.6%，主成分2的方差贡献率为30.8%，二者之和达94.4%，可以很好解释原始数据信息。由图4可知，咀嚼性、硬度和TA11-W-H最为接近，黏力和TA11-Q-H最为接近，表征TA11-W-H在咀嚼性和硬度、TA11-Q-H在黏力上具有最高值的特点，另外，TA11-D-H1和TA11-D-H2的弹力和内聚性接近，验证了二者的测定值接近。TA11-D-Z与TA11-D-H1和TA11-D-H2虽然空间位置接近，但位于不同的象限，体现了三者虽数值接近但仍存在差异的特点。TA39-D-H则在主成分2上得分最低，显示了不同探头的差别，另外相比其他4组测定，TA39-D-H的空间位置与黏力及TA11-Q-H更为接近，体现了在黏力上TA39-D-H较其他组更接近TA11-Q-H。

3 结论

TPA法测定草莓脯质地的过程中，不同探头、样品受力方向以及样品是否切分都会导致最终测定结果的不同，并且样品形状以及探头/测试平台接触面特点对质构参数测定影响最大。小直径探头压缩过程中部分样品可能形成刺入模式，进而形成对表皮压缩与刺穿表皮与果肉接触的差异，使得小直径探头测定值更易出现离群值，因此直径较大的TA11更适用于弹力和内聚性这种需要依据两次压缩过程计算的参数。在横向和纵向测定草莓脯的质构参数时，数值变化范围接近，在筛取中位数值进行方差分析时除弹力外差异不显著，说明草莓脯的质构特性在不同方向差别较小。对称切分可形成果肉切面为受力面，从而质地参数的测定值与完整果脯的测定值出现较大差异，硬度、弹力、内聚性和咀嚼性测定值低而黏力增大。综上所述，在草莓脯质构测定时，要综合考虑探头、测定模式、目标参数需求，保持草莓脯形状、大小及测定时样品表面特征一致，才能获得更为准确的数据。