背 景

椰果，亦称高纤椰果、细菌纤维素（Coco Nata），是以100%新鲜椰子水为原料，经木醋酸杆菌发酵制成的葡聚糖凝胶，即葡聚糖线性分子的羟基靠氢键形成三维网状结构的凝胶。由于它是由微生物液态发酵形成于液体表面的凝胶状物质，所以又称“纳塔”。这种高纤维椰果的纤维分子很小，可大量保持水份，水份含量可达93%，其颜色依培养基不同可分为白色、乳白色，外观透明，表面光滑，有光泽，具有很好的弹性。

近年来，随着人们生活水平的提高和食品加工业的发展，糖蜜椰果作为一种天然的食品原料由于含有丰富的纤维素、维生素，能帮助人体消化，增加肠胃蠕动，同时还具有调节血糖值、抑制胰高血糖素分泌、预防糖尿病、调节血中脂质、调节血中胆固醇， 防止肥胖等功效，因此在八宝粥、果冻、饮料、罐头、酸奶和珍珠奶茶等食品领域具有广泛的应用。而随着应用的不断深入，消费者对糖蜜椰果的品质也越来越重视。

食品品质主要包括商品品质和食用品质。食用品质反映的多为食品的质构特性，如硬度、弹性、咀嚼性等。对于食品品质的评价方法主要包括主观评价和客观评价。主观评价即感官评价，利用感官品尝鉴定的方法对食品进行分析，这也是国内外多年来一直沿用的方法。虽然评价项目因区域而有所不同，但都是以口感为实质性评价内容。而口感则是一个综合性状，其评价也多属于偏爱型感官分析，易受评价员的嗜好、品味等不稳定因素的影响，从而难以做出准确评价，导致主观评价的人为误差较大，试验结果的可靠性、可比性差。国内外专家一直致力于研究客观、简单易行、标准化程度高的鉴定食用品质的方法，以确保感官评价不受人员组成变化和嗜好的影响，zui终以同一的测试方法、的量化测量仪器正确地量化食品的质构指标来获得对物性概念的准确表达，确保评价结果的准确性。

以往评价糖蜜椰果的品质往往以其切粒整齐、色泽乳白、口感爽脆而食后无渣为作为标准。本文主要针对以上评价要求，利用物性测试仪亦即质构分析仪对糖蜜椰果进行质构参数量化与口感评价之间关联的初步探讨。

质构分析的相关阐述

食品质构的仪器测定一直是食品工作者的难点，备受关注。力学性能是质构的客观反映，仪器测定就是通过力学测试，揭示质地本质，准确地量化描述质构。近几十年来人们作了大量力学测试的开发，尽量模仿食品质构的感官评价；在这些工作中，TPA（Texture Profile Analysis）已经广泛应用于许多食品的质构测定，给质构研究人员带来了极大的方便。

质构分析是指用机械的、感触的方法或在适当条件下用视觉的、听觉的接触器可接受的所有产品的机械的、几何的和表面的特性，也就是对材料的机械特性进行评估，表现在材料受到可控力的作用下而产生形变曲线，与感官感觉有很大关联。TPA质构测试又称为两次咀嚼测试，主要是通过模拟人口腔的咀嚼运动，对样品进行两次压缩，测试过程与电脑连接，通过界面输出质构测试曲线，从中可以分析质构特性参数：硬度、弹性、粘附性、内聚性、胶着性、咀嚼性、回复性等。

质构分析仪主要包括主机、软件、测试探头及夹具附件。其基本结构一般是由一个能对样品产生变形作用的机械装置、一个用于盛装样品的容器和一个对力、时间和形变率进行记录的记录系统组成。其测试围绕着距离、时间、作用力三者进行测试和结果分析；也就是说，质构分析仪所反映的主要是与力学特性有关的食品质地特性，其结果具有较高的灵敏性和客观性，并对结果进行准确的量化处理，以量化的指标来客观全面地评价产品，从而避免了人为因素对食品品质评价结果的主观影响。

本文采用的仪器（下图1）是美国AMETEK Brookfield公司2019年zui新推出用于材料压缩/拉伸测试的新一代先进机型——CTX质构分析仪。CTX质构分析仪有上百种探头，如圆柱形探头、圆锥形探头、球形探头等，以及配套齐全的测试夹具可供选择，用于多种质构分析的测试应用，使用简单方便。用质构分析仪评价食品品质时，要根据测试样品的不同性质选择不同形状和规格的探头，再根据探头选择操作模式，通过测试可以得到力和时间之间关系的变化曲线图。

CTX质构仪

TPA质构曲线中，我们可以得到与人的感官评价相关的质构特性参数。典型的TPA 质构曲线如图2所示，TPA 测试时探头的运动轨迹是：探头从起始位置开始，先压向测试样品，接触到样品的表面后再以测试速率对样品进行压缩一定的距离，而后返回到压缩的触发点，继续向下二次压缩至同样的距离，而后返回到探头测前的位置。

图2  TPA 质构曲线图

美国食品质地研究者Malcolm Bourne 博士在其所著作的《食品质地和粘性》(Food Texture and Viscosity)一书及相关论文中对TPA 质构特性参数进行了明确定义。

硬度：牙齿间用来压迫样品所需要的力，定义为获得一定的形变所必须的力。硬度值是次压缩时的zui大峰值，多数食品的硬度值出现在zui大变形处，有些食品压缩到zui大变形处并不出现应力峰。其反义词为软度。

弹性：形变样品在去除形变力后恢复到变形前的条件下的高度比。也就是样品经过次压缩以后能够再恢复的程度。

脆性：压缩过程中并不一定都产生破裂，在次压缩过程中若是产生破裂现象，曲线中出现一个明显的峰，此峰值就定义为脆性。在TPA 质构图谱中的次压缩曲线中若是出现两个峰，则个峰定义为脆性，第二个定义为硬度；若是只有一个峰值，则定义为硬度， 无脆性值。

粘附性：次压缩曲线达到零点到第二次压缩曲线开始之间的曲线的负面积(图2中的面积3)，反映的是探头由于测试样品的粘着作用所消耗的功。

内聚性：表示测试样品经过次压缩变形后所表现出来的对第二次压缩的相对抵抗能力，在曲线上表现为两次压缩所做正功之比(面积2/面积1)。

胶着性：只用于描述半固态测试样品的粘性特性，数值上用硬度和内聚性的乘积表示。

咀嚼性：只用于描述固态测试样品，数值上用胶着性和弹性的乘积表示。

回复性：表示样品在次压缩过程中回弹的能力，是次压缩循环过程中返回时样品所释放的弹性能与压缩时探头的耗能之比，在曲线上用面积1的左右两部分之比值来表示。

除以上定义的参数外，还有一些参数如成熟度、断裂强度、屈服应力、铺展性、稠度、爆破力、松弛度、破裂点、柔软性、凝胶强度、相对模量等也是在食品应用当中常用的参数。用TPA 质构分析方法对样品分析时，并不是对以上的每个特性参数都要分析，要根据测试条件的设定、质构图谱的表现形式、以及样品自身特性和分析者的实际需要来进行选定。

材料与试验条件

原料与器材

不同特性的两种糖蜜椰果，选取3mm×3mm×3mm大小的样品进行测试。CTX质构仪，TA4/1000 圆柱型探头（直径25.4 mm）；不锈钢平皿（27mm×15mm）。

2

试验条件的选取

测试探头的选取：通过模仿人的牙齿去咀嚼样品，我们发现使用单个探头时TA4/1000 圆柱型探头（直径25.4 mm）较好。特别是对于平铺样品，通过圆柱型探头测定的结果较为客观。

触发力的选取：通过测试，我们发现对于一些比较坚硬的样品，通常用20g或30g的触发力测试效果较好。而对于一些较软的样品，通常选取10g触发力能够获得较好的结果。

压缩距离的选取：由于样品厚度zui小的是3mm，因此，我们设定的距离应小于3mm，但如果选取的距离太小，触发力达不到所设定的数值。

测试速度的选取：由于所设定的距离只有2mm，因此设定的速度不能太大或太小，根据应用经验设定为0.5mm/s。

盛放糖蜜椰果容器的选取：分别选取塑料、玻璃以及不锈钢器皿进行质构分析，研究发现使用不锈钢器皿由于无弹性测试结果较为理想。

单个颗粒和多颗粒不同排放的选取：在测试中我们发现，使用单个颗粒时，对于一些小颗粒用质构分析仪测定误差较大，而大颗粒测定结果平行性相对较好；使用多颗粒树立放置时，在探头挤压过程中由于受力不均误差较大，而多颗粒均与平铺时，不论是小颗粒还是大颗粒，使用质构分析仪测定误差都会很小，因此建议选择多颗粒均匀平铺。

测定温度的选取：目前，只采用常温进行试验。

实验方法

取适量糖蜜椰果厚薄均匀的平铺在不锈钢平皿中，通过TA软件设定相应的参数进行测定。实验程序在TPA模式下，触发力为10g，测试速度0.5mm/s，压缩距离为2mm。由测试结果得到各个参数值及试验曲线，每个样品重复做15次，去掉一个zui高值和一个zui低值后取平均值。具体测定参数如表2所示。

结果与分析

实验结果和TPA质构曲线，如表3和图4。

?

图4  糖蜜椰果TPA 质构曲线图

由表3结果可知，通过质构分析仪测试不同糖蜜椰果的品质与其感官品质相比，其硬度、弹性、内聚性、咀嚼性和回复性均具有一致性，软硬不同的糖蜜椰果，测试的指标有显著差异且成正相关性。由于质构分析仪测试指标能够进行量化，因此比感官分析更具有优势。通过感官分析，硬度较大的糖蜜椰果，在口里能感觉到有果肉。硬度小的果实，比较绵软，没有水果的质感。弹性和回复性在很大程度上都能反应果肉在受到外力后，果肉内部生物组织结构的恢复变形的能力。弹性越大或者回复性越大，在咀嚼口后，还能感觉到有一定的果肉组织，而不是像冰糕一样融化了。内聚性是表示了果肉内部之间的相互作用力强弱，跟硬度呈正相关。内聚性越小，果肉越疏松，口感越绵软。咀嚼性与硬度、弹性、内聚性正相关性，从实验结果可证明这一结论。

由表3结果我们还可知，粘附性与糖蜜椰果的软硬几乎没有关系，这可能跟糖蜜椰果的高持水性有关，含水量越高，粘附性越小，此结论受其他参数影响较小。

为了保证测定的数据具有可靠性，在制备样品时一定要在不锈钢平皿中均匀的铺上一层样品，且要求不要水分过多，保证样品在被挤压时不至于太光滑。

结论

质构分析仪对糖蜜椰果的几个主要特性参数进行分析，其硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性均与口感正相关性。由于硬度、弹性和咀嚼性与我们口感分析结果有紧密关系，因此建议选择硬度、弹性和咀嚼性作为质构分析主要参数指标。

我国海南省糖蜜椰果原料资源丰富，是人们理想的绿色食品种植基地，因此开发利用糖蜜椰果原料价值较大。质构分析仪是一种评价食品品质的经验法仪器，其测定的结果有较高的灵敏度和客观性，可以对食品品质较为客观的评价，在食品行业当中有广泛的应用。

目前，糖蜜椰果口感鉴定与质构分析还处于初级联系阶段，需要大量的实验来建立起感官评价数据库，才能解决感官评价过程中的量化问题。随着糖蜜椰果研究的不断深入，质构分析仪的推广应用，人们对感官评价进行客观评价分析的认识深入，糖蜜椰果的口感评价体系必将会逐步立体起来。