（食品科学专业论文）水果黄瓜的流变特性及其质地评价的研究.pdf

江苏大学硕士学位论文 摘要 果实是具有生命的有机体，在采收后的贮藏过程中仍然继续着各种代谢反应 和生理生化变化，从而使其质地品质逐渐下降。而果实的质地又与其本身的流变 特性有密切的联系，通过对流变特性的测定分析，可了解其某些力学性质特征以 得到对其品质的基本描述，从而可以评价果实品质变化规律。因此研究果实在货 架和贮藏期间的流变特性具有重要的理论指导和实践意义。本论文主要以“翠秀” 水果黄瓜为研究对象，用t a x t 2 i 质地分析仪对黄瓜果实进行了相关的研究： 用应力松弛、蠕变测试方法分析了常温货架期间果实的基本流变特性的变化规 律；开展对不同温度条件下贮藏的黄瓜整果的坚实度变化、感官变化及营养成分 变化的相关性分析的研究；建立水果黄瓜流变特性的两种模拟测试与分析方法： 加载卸载、质地多面剖析法t p a ( t e x t u r e p r o f i l e a n a l y s i s ) ，对在不同贮藏条件 下果实质地品质的变化进行了研究。 为了得到实验最佳的测试条件，对水果黄瓜分别用不同的测试参数进行应力 松弛、蠕变、穿刺、加载卸载及t p a 测试，结果表明，实验测试速率、位移和 时间对实验结果均有不同程度的影响，不同测试方法的主要影响因素不同，因此， 分别对测试条件进行了优化。 在选择的测试条件下，用松弛( 测试速率l m m s 、松弛时间5 0 s ) 、蠕变( 测 试速率l m m s ，载荷6 n ，蠕变时间2 0 s ) 试验研究了水果黄瓜常温货架期间的流 变特性变化，并用主成分分析法对流变参数进行分析。结果表明，果实的松弛、 蠕变参数呈相似的下降趋势，这些流变参数的变化反映了果实品质的变化规律， 并且参数间的相关性很高，均在o 9 0 以上；可以用第一主成分来综合这些参数 的信息来评价果实在贮藏过程中的流变特性变化趋势。 用穿刺试验( 测试速率l m m s ) 对在三个不同贮藏条件下的水果黄瓜的坚实 度变化进行了研究，同时进行感官鉴定和化学品质测定，结果表明，不同贮藏温 度下水果黄瓜的坚实度的变化程度不一样，不同贮藏温度下水果黄瓜各部位坚实 度的变化是不同的，果实的感官变化和化学品质变化与力学指标的相关性很好， 均在o 9 0 以上。因此，可以通过果实在贮藏期间力学特性的测定来对其贮藏品 质变化进行监控和综合评价。 为水果黄瓜的质地评价建立了两种感官模拟测试方法：加载- 卸载测试( 测 江苏大学硕士学位论文 试速率l m m s ，变形量2 m m ) 和t p a 测试( 测试速率l m m s ，6 0 的变形量) ， 并用这两种方法对三个不同贮藏条件下水果黄瓜果肉的质地变化进行监控。结果 表明，黄瓜果肉各质地参数变化均呈下降趋势，表现出果实的质地品质随贮藏时 间的延长而下降的过程。但不同贮藏条件下的下降幅度不同，正好反映了果实整 体品质在不同贮藏条件下的差异性变化。同时，各质地参数之间的高相关性，说 明可以用其中任一指标来反映果实复杂的质地品质变化规律。对水果黄瓜和普通 黄瓜贮藏期间果肉质地进行比较，结果表明，两种黄瓜的质地品质存在着差异， 且水果黄瓜较普通黄瓜贮藏期更长久，品质保持时间较长。 关键词：水果黄瓜，流变特性，质地，品质 i i 江苏大学硕士学位论文 a b s t r a c t f r u i ti s l i v i n go r g a n i s m ，w h o s em e t a b o l i s m s t i l l g o s e o nd u r i n g s t o r a g ea f e rp i c k i n ga n dw h o s eq u a l i t i e sb e c o m ew o r s ew i t hp h y s i c a la n d c h e m i c a lc h a n g e s a n dt h e r ei s g r e a t c o r r e l a t i o nb e t w e e nq u a l i t i e sa n d r h e o l o g yo ff r u i t b ym e a s u r i n ga n da n a l y z i n go fr h e o l o g yo ff r u i t ，s o m e m e c h a n i c a lc h a r a c t e r s ，w h i c hm a yr e f l e c ti t sq u a l i t ya n de v a l u a t ei t ，c a n b ea c q i u r e d t h e r e f o r e ，i ti so fg r e a tt h e o r e t i c a la n d p r a c t i c a li m p o r t a n c e f o rt h eq u a l i t ye v a l u a t i o no ff r u i tt oi n v e s t i g a t et h ec h a n g i n gr e g u l a t i o n s o ff r u i t 、sq u a l i t i e sa n d r h e o l o g y u s i n g t a x t 2 it e x t u r ea n a l y s e r , c u i x i u m i n i c u c u m b e ri ss t u d i e da sf o l l o w s ：f i r s t l y , s t u d y i n gt h eb a s i cr h e o l o g i c a l p r o p e r t i e so fc u c u m b e r sa n dt h et r e n d so ft h o s ed u r i n gt h es h e l fl i f ew i t h s t r e s sr e l a x a t i o na n d c r e e p t e s t ，；s e c o n d l y , d o i n g r e s e a r c h e so n m i n i c u c u m b e r 、sc o r r e l a t i o no ff i r m n e s sc h a n g e s ，s e n s o r yc h a n g e sa n d n u t r i e n t c h a n g e s a td i f f e r e n t t e m p e r a t u r e sd u r i n gs t o r a g e ；l a s t l y , t h e a p p l i c a t i o no ft w os i m u l a n tt e s t s - - l o a d i n g u n l o a d i n gt e s ta n dt p af o r r e g u l a r l ye v a l u a t i n gt h et e x t u r eo fc u c u m b e rf l e s h a td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e d u r i n gs t o r a g e d i f f e r e n tt e s tc o n d i t i o n sh a db e e nr e s p e c t i v e l y a p p l i e dt o s t r e s s r e l a x a t i o nt e s t ，c r e e pt e s t ，p u n c t u r et e s t ，l o a d i n g - u n l o a d i n gt e s ta n dt p a t e s ti no r d e rt o g e t t h eb e s tt e s tc o n d i t i o n s t h er e s u l t ss h o w s t h a t ，s p e e d ，t i m ea n dd i s t a n c ea f f e c tt h et e s t sd i f f e r e n t l y , a n dt h em a i n i n f l u e n tf a c t o r sa r ed i f f e r e n tw i t hd i f t b r e n tm e a s u r e m e n t s ot h et e s t c o n d i t i o n sh a dt ob eo p t i m i z e d r e s p c t i v e l y a tt h ec h o s e nt e s t c o n d i t i o n s ，t h er h e o l o g i c a lp r o p e r t i e so f m i n i - c u c u m b e r sw e r er e g u l a r l ym e a s u r e dw i t hs t r e s sr e l a x a t i o nt e s t ( t e s t i n gs p e e d ：l m m s r e l a x a t i o n - t i m e ：5 0 s ) 、a n dc r e e pt e s t ( t e s t i n g s p e e d ：l m m s ，l o a d i n g ：6 n ，c r e e p t i m e ：2 0 s ) ， a n d a n a l y z e db y p c a ( p r i n c i p l ec o m p o n e n t sa n a l y s i s ) i t c o n c l u d e d t h a t ，v a r i o u s r h e o l o g i c a lp a r a m e t e r s ，w h i c hc o u l db ee x t r a c t e df r o mt h et h e o l o g i c a l m o d e l s ，a r ed e c r e a s i n gs i m i l a r i l yd u r i n gt h es h e l fl i f e t h ef a c t o r s 、c h a n g e s h o w st h ec h a n g i n gl a wo f c u c u m b e r s 、q u a l i t i e s t h er e s u l t so f p c a p r o v e t h a tt h e c o m p o n e n t t h a ts y n t h e s i z e sm o s to f t h ep a r a m e t e r sd a t a , w i t hh i 曲 c o r r e l a t i o n ( a b o v e0 9 0 ) c a nb eu s e da st h eg e n e r a li n d e xt or e f l e c tt h e 1 1 1 江苏大学硕士学位论文 t r e n d so f r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e so f t h ec u c u m b e r sd u r i n gs t o r a g e r e s e a r c h e so nc h a n g e so fm i n i c u c u m b e r 、sf i r m n e s sw e r em a d eb y p u n c t u r e t e s ta td i f f e r e n t t e m p e r a t u r e s d u r i n gs t o r a g e ( t e s t i n g s p e e d ：l m r r d s ) ，w h i l e r e s e a r c h e so ns e n s o r yp r o p e r t i e sa n dc h e m i c a l q u a l i t e sw e r em a d e ，t h er e s u l t ss h o w s ，t h ec h a n g e so fm i n i c u c u m b e r 、s f i m m e s sa r ed i f f e r e n ta td i f f e r e n tt e m p e r a t u r ea n da d i f f e r e n tp a r t s ，b y a n a l y s i s i n gt h eh i 曲c o r r e l a t i o n s ( a b o v eo 9 0 ) b e t w e e nt h ec h a n g e so f c u c u m b e r ss e n s o r y p r o p e r t i e s ，c h e m i c a lq u a l i t i e s a n dm e c h a n i c a l f a c t o r s ，i ts h o w s t h ef i r m n e s sc a r lb ea p p l i e dt oe v a l u a t es t o r a g eq u a l i t yo f m i n i c u c u m b e r t oe v a l u a t et h ep r o p e r t i e so fm i n i c u c u m b e r s 、t e x t u r e ，t w os e n s o r y s i m u l a t i o nt e s t sw e r e d e v e l o p e d ：l o a d i n g u n l o a d i n gt e s t ( t e s t i n g s p e e d ：1 m i r d s ，d i s t a n c e ：2 m m s ) a n dt p at e s t ( t e s t i n gs p e e d ：l m m s ， d i s t a n c e ：6 0 ) ，b yw h i c ht h et e x t u r a lc h a n g e so fc u c u m b e rf l e s hw e r e m e a s u r e da td i f f e r e n tc o n d i t i o n sd u r i n gs t o r a g e t h es t u d ys h o w st h e p a r a m e t e r s ，w h i c hs h a r et h e s a m ed e s c e n d i n gt r e n da n dh a v eh i g h c o r r e l a t i o n ，h a v ed i f f e r e n tc h a n g e s 越d i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s ，r e f l e c t i n g t h ec h a n g i n gt r e n da n dd i f f e r e n c eo fc u c u m b e r s q u a l i t i e s 、砸mt i m e l o n g e d s o f r u i tt e x t u r e 、s c h a n g e c a nb e e x p l a i n e db ya n y p a r a m e t e r c o m p a r i n gm i n i c u c u m b e r 、t e x t u r ew i t ht h eo r d i n a r yd u r i n g s t o r a g e ，i tc a ns h o w st w ov a r i e t i e sh a v ed i f f e r e n tq u a l i t i e so ft e x t u r e ，a n d t h ef o r m e r sq u a l i t i e sc h a n g es l o w l i e rt h a nt h el a t t e r k e yw o r d s ：m i n i - c u c t m a b e r , r h e o l o g i c a lp r o p e r t i e s ，t e x t u r e ，p r o p e r t i e s i v 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定， 同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部 内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手 段保存和汇编本学位论文。 保密口 本学位论文属于，在年我解密后适用本授权书。 不保密囹 学位论文作者签名：- 呵专 聊年臼妇 指导教师签名：z 芡矛易 彳 。6 年6 月，j 名 独创性申明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容以外，本 论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本 文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：? 呵毒 日期：渺年明瑁 江苏大学硕士学位论文 1 1 引言 第一章前言 流变学( r h e o l o g y ) 是现代流变学奠基人宾汉( b i t i g h a m ) 创建的一门学科， 它是研究材料的变形与流动的科学。流变学的研究发展到现在已经涉及到很多的 领域，食品流变学就是其中一个分支。食品流变学( f o o dr h c o l o g y ) 是研究食 品工业中原材料、中间产品及成品在加工、操作处理以及消费过程中产生的变形 与流动的科学i 。- 2 1 。它以胡克弹性定律和牛顿粘性定律为基础，主要应用线性粘 弹性理论，研究食品在小变形( 即线性变形) 范围内的粘弹性质及其变化规律， 测量食品在特定形变情况下具有明确物理意义的流变特性。食品流变学与传统的 只注重食品的组成及其变化的化学方法不同，它用数学语言，通过设定的数学模 型对食品进行定量研究口】。食品流变学所用的研究方法就是通过测定食品的流变 特性来评价食品优劣的一种方法，即由食品本身所具有的流变特性来鉴定它的质 量，评价它的优劣。所谓食品的流变特性，就是研究食品在外力作用下产生的变 形和流动以及载荷作用的时效，表示的是应力一应变一时间或力变形时间之间的 关系卜。食品流变学实验为测量食品内在的机械物理特性提供了简单而准确的 方法，这些食品内在的机械特性与其加工特性及品质是存在内在联系的。在研究 食品的任何一种生产、a n t 、装卸、运输及贮存过程中，它的流变特性都是需要 的。 流变特性的测量在食品科学中的研究意义是非常重大的。由于食品物料的流 变特性与食品的质地稳定性和加工工艺设计等有着重要关系，所以通过对食品流 变特性的研究，可以了解食品的组成、内部结构和分子形态等，能为产品配方选 择、加工工艺的监控、设备功能设计及食品质地评价等提供理论依据。对于产品 配方的选择：如制作膨化食品时，利用流变特性的检测技术，选择最佳的脆酥的 原料配方：对于加工工艺的监控：如在乳制品生产中，对乳制品进行浓缩时，可 以用表观粘度的变化确定其浓缩点，从而更有效地控制其粘度；对于设备功能的 设计：如机械手采摘果实最大力度的控制范围，需要事先测定果实的硬度及弹性 参数而设计；对于食品质地的评价：如水果蔬菜在运输贮藏期间的质地变化，可 通过测定其流变特性参数进行检测评价”。 研究果蔬类食品的流变特性是非常具有价值的，这与果品品质有着密切的联 系。果蔬在成熟后的采收、分级包装、装卸运输、加工、贮藏和销售整个过程的 各个环节都容易受到静载、挤压、振动、碰撞、冲击等载荷形式的作用，形成机 江苏欠举硕士学位论盘 械损伤。要想减小水果损失和提高水果质蠹也必须控制它们的机械损伤。但怒， 这个现象在科研和生产中却没有得到足够的重视。在科研上，研究果疏的流变特 悭有利予深入了解英结构及质遣晶鹱，益控莱蔬在袋螽发生静生理交纯，建立筵 理变化与流变特性变化的相关性为其品质评价提供依据：在生产上，分析研究熙 实瓣漉交特牲可凳设诗潮遥有关鹣生产、燕毽、热王稿囊量硷溯等各耱辊簸襄系 统提供可靠的设计依据，为预测机械损伤、提高产品质量、探索新的控制方法和 粼鼗依据提供最德参数。 1 2 国内外研究现状与趋势 1 2 1 研究现状 流变学的概念最早是由国外瓣科学家最先提出的，涉及流变学的领域方方面 酾，丽在食品科学领域里最早引入并开始研究流变特性和质地| i 句关系怒从上个世 纪五十年代开始的，由s z c z e s n i a k 为首的科学家小缀开创了食品质蛾学，谴建 立了食品质地多面剖析法( t e x t u r ep r o f i l ea n a l y s i s ) ，指导食品成地的感留 评价，势幂用流交特往来客瘸逢译价食晶震趣，捷之成为食黯辩学貔一个重要分 支。 直至零氆纪，国痣乡 鸯关食晶滚交特毽懿研究曩经畜+ 了不少了成慕，磅突感 的流变特性分析梭测技术和一系列的质地分析仪器在食品工业中已被广泛应用。 鞭翦，食魏魄变特性的研究已经深入到了备类食晶当中，这主要包括：谷物类 食品。如在面制晶中，对谣条的韧性、粘性、适日健等感官品质进千亍质地分析研 究【6 “及煮后的蠕变特性和松弛特性盼品质变化的研究，米制品中对改嶷剂对米糕 的粘弹髓和柔韧髋的品震的影响的研究及髓米线的弹性和硬度等感霄品质与仪 器测定指标建立相关性关系的研究等；果蔬类食品。主要对果蔬的熬本流变特 靛葙力学赫震静磷究较多，集中在对藏熬过程中及慕嚣贮藏：i 窭程孛暴蔬敬矮琏赭 质变化和机械损伤的研究等；肉类食品。研究主要针对畜禽肉类和水产肉类的 撵牲翻嫩度匏揍l 定及其糜滚状态下流变特按豹测定穷疆；饮料食品。近年寒， 由于人们追求健康的天然性食品比较迫切，所以液态食品的流变特性研究正逐渐 兴起，这在果蔬汁和乳制晶方亟的麟究较为广泛。凝胶类食品。对驻制品和淀 粉类等食品的凝胶的力学特性及加工工艺条件对凝胶流变特性的影响的研究詹 多。除了以上主要的五类食品外，流变特性的研究的范围还延伸到了番种成品， 翔焙烤食菇：霹薯片，面畿等点心食晶静藤遣分析等。 对于上述食晶中，国内外在果蔬的流变特性和质地评价方面开展了较多的研 究，缀多帮已经穆磺塞续累广泛遮癍麓到了辩疆、王笼生产鞠莱蔬凄懿燕囊捡浏 2 江苏大学硕士学位论文 方面。果蔬的流变特性研究为果蔬生产的各个环节，特别是采后处理加工实现机 械化提供了理论及设计依据，并通过对果蔬流变特性的测定来评价其质地品质。 其中苹果、番茄、桃、梨等是研究较多的果蔬类品种，另外，猕猴桃、草莓、马 铃薯、胡萝h 等的研究也不少。于此相关的报道有： f i n n e y ( 1 9 7 1 ) ，l i u 、k i n g( 1 9 7 8 ) ， a b b o t t( 1 9 8 4 ) ， p a o l e t t i ( 1 9 9 3 ) ，k a r l s e n ( 1 9 9 9 ) ，h a r k e r ( 2 0 0 2 ) 对苹果的感官评价与穿刺等力 学测试结果进行相关性研究1 2 0 j 冯能莲( 1 9 9 6 ) 报道了苹果静载作用下的损伤规 律研究 3 0 - 3 l 】；李小昱( 1 9 9 7 ) 对苹果的压缩、蠕变及松弛特性的研究 3 2 - 3 4 j ；e m i r a m e h i n a g i c 等( 2 0 0 4 ) 用物理测试方法来预测苹果的的感官品质等等【2 2 】；屠康 ( 2 0 0 5 ) 用t p a 质地多面分析法对苹果采后质地变化检测进行研究等娜。j 。 w u ( 2 0 0 2 ) 对番茄硬度和应力松弛特性的研究口1 ；王荣( 2 0 0 3 ) 对番茄力学特 性的研究口6 j ：陆秋君，王俊等( 2 0 0 5 ) 对常温贮藏中番茄应力松弛特性试验m i i ； 王昕等( 2 0 0 5 ) 对番茄果实采收后的硬度测定及其变化规律进行的研究等 4 2 j 。 m a l c o l mc b o u r n e ( 1 9 6 8 ，1 9 7 4 ) 用i n s t r o nu n i v e r s a lm a c h i n e ( 万能测试仪) 对桃梨的在成熟过程中的质地进行了研究 1 2 - 1 3 】；y c h u n g ( 1 9 8 9 ) 研究了成熟度 和贮藏时间对桃机械损伤的影响”1 月；浙江大学王俊( 2 0 0 1 ) 对桃梨各向流变特 性的研究【”1 ； a f f e l d t 和a b b o t t ( 1 9 8 9 ) i t 6 通过坚实度、杨氏模量等指标评价水果的品质， m c g l o n e ( 1 9 9 7 ，1 9 9 8 ) ”“1 对猕猴桃的坚实度测定，江苏工学院陈元生等人( 1 9 9 0 ， 1 9 8 8 ，1 9 9 8 ) 对草莓、水蜜桃等果实的机械损伤和品质检测作了相关研究 2 3 。6 1 ； 马小愚、雷得天等( 1 9 8 8 、1 9 9 1 、1 9 9 9 ) 分别对大豆、马铃薯的力学性能作了研 究0 7 2 9 1 ；b a r i t e l l e ( 1 9 9 9 ) d g 对马铃薯组织损伤特性的研究，马洪顺等( 2 0 0 4 ) 对薇菜类蔬菜生物力学性质的研究 3 7 1 ：邓云等( 2 0 0 5 ) 对果蔬在贮运过程中的生 物力学特性及质地检测的研究【4 q 等。 目前，国内外有关黄瓜这种瓜类果蔬的流变特性或质地品质的研究不多，主 要集中在对黄瓜的营养成分、贮藏保鲜技术和加工工艺方面的研究。除了余纪柱 等人( 1 9 9 6 ) 曾用二次压缩测试方法对黄瓜果实脆度的评价方法进行了研究以外， 关于这方面的相关报道很少。因此，本研究将以黄瓜中的特殊品种水果黄瓜 作为研究对象，对它采后贮藏过程中的流变特性及其质地品质进行研究评价。 综合国内外的相关研究报道，农产品流变特性及品质的研究内容和基本方向 主要有如下几个方面： ( 1 ) 农产品基本流变特性及相关流变力学的经验测试的研究：李小昱对果 实的压缩、蠕变、松弛特性及其差异性的研究d 2 4 4 】。r o c i o ( 2 0 0 2 ) 等人对竹笋 的不同部位进行剪切、压缩、拉伸、穿刺四种流变测试，研究了不同部位机械特 江苏大学硕士学位论文 性的差异m 1 。王俊等人研究了桃和梨坚实度和糖度差异、压缩机械特性差异、松 弛特性差异，为桃梨果实的采收，分级、包装、运输、加工以及贮藏等各作业环 节中的工程分析以及品质评价提供了科学的依据 4 4 5 q 。 ( 2 ) 农产品内部化学品质与流变特性关系的研究：陆秋君，王俊等人( 2 0 0 2 ) 对黄花梨果实各部位、各方向上坚实度和糖度的差异程度进行了研究1 5 ，分析了 果实内坚实度、糖度的分布规律和坚实度与糖度间的相关性，刘剑锋等人( 2 0 0 4 ) 对梨采后细胞壁成分及果胶酶活性与果肉质地的关系进行了研究口“，这初步建立 了用果实的流变特性来反映果实内部品质的方法。 ( 3 ) 农产品质地感官评价与流变特性关系的研究：h a r k e r ( 1 9 9 7 ，2 0 0 2 ) 、 k a r l s e n ( 1 9 9 9 ) 、a u e r s w a l d ( 1 9 9 9 ) 等人对一些果实进行了穿刺、拉伸、剪切、 弯曲、碰撞等流变特性测试，从测试曲线中分析各流变特性参数，并将这些流变 特性参数与品评小组感官评价作相关性分析，这些研究为实现果实质地的仪器测 定打下了基础哪。“。 ( 4 ) 流变特性与食品、农产品的组织结构以及分子水平结构的关系研究： 用流变特性测定的方法分析食品内部组织状态和微观结构常常是简单、准确的可 行方法。江苏理工大学赵杰文等人( 2 0 0 0 ，2 0 0 1 ) 研究了糜状食品流变特性和微结 构之间的关系，并建立了定量描述两者相互关系的数学模型1 5 ”。a l v a r e z ( 2 0 0 0 ，2 0 0 2 ) 对苹果、马铃薯组织进行剪切测试和三点弯曲测试，研究苹果在 贮藏期间的质地变化，同时对果肉组织进行微观结构的观测，结果表明剪切测试 的剪切能可以测定细胞粘结度( a d h e s i o n ) ，而三点弯曲测试的破裂强度能反映 果肉细胞的膨压水平。同时a l v a r e z 还建立了水果蔬菜脆性的客观评价方法一 单面开凹口的弯曲试验( t h es i n g l e e d g en o t c h e db e n d ) ，对胡萝h 、芹菜、 苹果进行测试研究并结合微观结构的电镜观察表明，细胞大小和细胞间距对破裂 强度和破裂能有影响p “。 1 2 2 研究趋势 随着食品工业的发展，食品流变学的研究将不断深入，发展将是多层次、与 多学科交叉的。近年来由于食品科学工作者为了提高对食物加工性，特别是食品 的深加工性、工艺及设备设计的依据性等的需要，食品流变学的研究变得愈来愈 广泛。随着研究活动的深入，研究人员引入和开发先进的流变学测试仪器，应用 先进测试仪器，使实验与研究在建立食品物料的流变特性力学模型上。纵观国内 外食品流变学的发展，今后食品流变学在以下几个方面将会得到较大的发展。 ( 1 ) 从技术方法上，根据农产品不同物理特性来开展流变特性的研究，利 用各种检测方法如力学检测、声学检测、热力学检测、光学检测等方法来评价农 4 江苏大学硕士学位论文 产品品质，如流变特性的超声波测量技术的应用及热流变学分析法的应用等： ( 2 ) 从设备仪器上，研究适合于食品物质流变特性测量的新型仪器，这包 括：如何减少时间效应、热力条件的影响，如何避免食品物质特殊性对测量的影 响，提高仪器对食品的适应性【2 】等： ( 3 ) 从研究对象上，开展对固态、半固态及液态食品的流变特性的研究， 如对谷物类食品、各类果蔬、肉糜、浆体类食品、果蔬汁、乳制品等等的流变特 性的研究。 1 3 研究的目的意义及主要内容 水果黄瓜采后贮藏期间最明显的变化就是果实质地的软化，即果实的黄化变 软，内部营养成分也随着贮藏时间而不断的变化，这是导致其品质下降的一个重 要方面。随着贮藏期的延长，果实的品质( 包括质地品质、化学品质及生理品质) 都会出现不同程度的下降。 因此，本课题研究的主要目的就是：对不同温度贮藏下的水果黄瓜用 t a x t 2 j 质地分析仪对它的流变特性进行研究，建立水果黄瓜的流变特性的测试 方法，通过试验得到的各种流变学模型和参数，并用这些参数监控水果黄瓜在不 同温度下的流变力学特性的变化趋势，并同时对果实进行感官鉴定和主要化学成 分分析，探讨黄瓜在贮藏期间的流变特性和化学品质变化规律及两者之间的相关 性，为果实流变特性和品质的快速检钡4 研究奠定了基础。建立水果黄瓜果肉的 质地客观评价方法。将模糊的质地特征量化、具体化，实现对黄瓜质地品质的客 观评价，并用客观评价的方法来评价不同贮藏条件下果实的质地变化及其变化规 律。 相对于普通黄瓜而言，水果黄瓜的品质更好，更加适合人们鲜食的需要。而 发展适应消费者需求的水果型鲜食黄瓜则能够更大程度的打开市场，提升黄瓜的 价值。 对水果黄瓜流变特性的研究，为其在贮藏过程中的品质变化及质量分级提供 理论依据，这是满足市场发展的需要的。同时，也为水果黄瓜的质地品质建立一 种可行的评价方法。 本论文研究的主要内容有：用t a x t 2 i 质地分析仪对水果黄瓜果实进行流变 特性测定： 优化果实的流变特性的测试方法( 压缩应力松弛、蠕变、压缩一穿刺、加载 一卸载) 和质地客观评价方法( t p a ) ；根据优化的测试方法研究水果黄瓜在 常温货架期间下的流变特性变化规律，研究这些物料函数( 应力、应变、粘度和 各种模量) 的关系，对水果黄瓜在常温下的流变特性进行综合评价；对水果黄 江苏大学硕士学位论文 瓜在不同贮藏温度下的坚实度及相关参数的变化规律进行研究分析，同步进行感 官鉴定及测定其化学成分的变化，研究它们之间的相关性；用两种力学测试方 法( 加载卸载、t p a ) 对水果黄瓜的质地品质进行测定和量化，并研究不同贮藏 条件下各质地属性的变化趋势。 江苏大学硕士学位论文 第二章水果黄瓜流变特性的测试方法及其优化 对于果蔬类食品品质的检测评定，传统上常以感官品质和营养品质作为测定 目标，通过人的感觉器官及化学分析方法直接或间接地品评其外在或某些内在性 状的优劣删j 。而对于将果蔬的质地品质作为测定的目标时，感官分析的方法受主 观人为因素的影响，导致实验结果的可靠性、可比性较差。目前，国内外都是 利用现代技术依靠仪器来测定果蔬的物理特性对其质地进行评定 7 0 - 7 2 1 。流变特 性就是果蔬的一个重要的物理特性，利用仪器可以进行不同方式的质地检测，比 如对果实整果或果肉进行穿刺、剪切、弯曲、拉伸、咀嚼等大变形测试：同时， 又可以进行基本流变特性测试来检验果蔬品质，如对应力松弛和蠕变特性等( 用 以研究任何物质的内部组织以及由此而发生的粘性和弹性的关系) 7 3 1 d 、变形测 试。 果蔬是具有生命的粘弹性机体，当受到外力作用时会表现出其固有的流变特 性。研究其流变特性时，实验的测试方法、测试条件及试验参数如探头的形状、 尺寸，变形量、压缩速率、试验时间等都会对试验结果产生很大的影响。对于同 一组试验来说，选择不同的试验参数会使试验所得的数据有很大的差异。另外， 对于不同测试目的测试所选择的测试方法和测试条件也不相同。这就决定了果蔬 测试的特殊性，给测试实验的进行带来困难。所以为了测试结果具有可比性和一 致性，应该对同一类试验采用相同且合理的试验初始条件。 因此，对实验测试条件进行优化，选择较好的试验参数组合可以更好的反映 出水果黄瓜的流变特性。 2 1 水果黄瓜流变特性主要测试方法及影响因素 2 1 1 水果黄瓜流变特性主要测试方法 果实从收获、包装、运输、加工、贮藏到销售的各个环节，都会受到静载的 作用而发生变形，从而产生机械损伤。果实在静载作用下的变形其实质就是它受 到静载压缩时所表现出的力学性质p 。而机械性能中最基本的就是压缩特性，是 果实经常承受的一种受力状态。在各个流通环节中，发生静载压缩损伤是造成机 械损伤的主要原因之一，会影响果实的品质，导致经济价值的下降。同时，压缩 特性各特征值也能够反映果实的质地特性。因此，研究果实的压缩特性可为果实 贮藏期间的质地评价，研究机械损伤机理，评定产品品质，以及指导机具设计提 供依据【7 4 】。 江苏太学颈壶学往论交 零弩 褒貔瓯溱缀试验海_ 燕甏溅试方法，慰蕊袋黄瘸遂器难壤，疲力捡熬选骧、 压缩蠕变试验、压缩- 穿刺试验、加载一卸截试验和t p a 试验( 即二次服缩咀嚼 鞭l 试) 。 2 ，1 。2 援貔特性实验聚究鹣奎鬟影确羯素 鬃窭爨寿一定熬形状，怒嚣臻藤，各淘不嚣健戆，缀多都不裁露l 戚斌粼靛试 件，瓶整体压缩时又会形成簸杂的应力分布，融j l ：墨缩试验的方式受到了限制。 另外，不随的试验参数( 如拯：缩速度，莲凝尺寸，黪状) 对试验缩袋 嚣套产望缀 丈影螭。剿此，选择舍逡的方戏积恰当的试验参数，才毙够馊测试结果可以更好 盼反妖果实的流变特性及其燮佬。 水果焚愆耩软囊魏辩，笼嚣鞭瓣长条状，髂黟糨瓣鹚键致露不弯魏，纂疫 表西她漆，果实从努至海努贼袋皮、果内、果瓤兰部分。做整果实验时，不宣壹 接在操作平台上进行，做可切合黄瓜体型的蜡稹作为托底以瑚定，厢鸯檄遣小于 蘩辩几犍尺寸鹣警硬图疑压缀，使平硬掇妖豹蠛隧与试转霄炎好熟接触；擞累逮 实验对，可】| ；【聚月打孔瓣进行敬样作成标准圆柱形试件，可用直径相对物料几何 尺寸羧大豹平援竣平骚躐鼗援臻。零栗黄窳衰臻爨鹣糖撵蛙馊莱实谯援缀辩袅受 爨 援缱速率麴影瓣，投翳资料统计，软质物辩静载甄绩试验对，常爝巍每蕊端遮攀 在l 3 c r r d m i n 之闻t 。 2 2 水果黄瓜试验测试条件的优化选择 激蘅兰萼| 遴鹣新品糖“攀瓣”水果黄蕊为试验耪料，2 0 0 5 年9 月下訇双镇 涎京鞘区莱蔬研究所蠢士栽培室肉_ 聚收歉攀酋抵成熬莱实，舞对慕涟抒瓣逡。选 择酶荣实体形辎辩鹭訇一致，线条淡粝弼不弯鼗，瓜长1 3 1 5 c m ，壹较3 c m 左 右，单果灌约9 0 克，逡样以确保果实试验前的物理特性的初始状态相对致， 降低祭实之隧个俗差异辩试黢结果靛影嗡。试验精仪器为英国s m $ 公霹熊产的 t a 。x t 2 i 麓地分擀搜。 2 2 。1 题缀一成办羧弛试验及其测试条件的谯他逸攥 ( i ) 威力松弛的概念 所谓应力松弛，藏疑指材料在所受的成交( 域变形) 不变对，其威力( 戴保 持该变形爨鬟的岁 力) 髓时粒的延长两遴濒减少豹现象。对于实验骶研究的牯弹 性体，其应力减少到一是大小盾将不再变纯。纛办松弛过稷努三个阶段：第个 羚段( a b 蔽) 怒酴羝炎澎蔽，鞠在努力终臻下在缀短辩勰内( 辩潮) 发生豹弹 性形变 第二阶段( b c 段) 是成力松弛除段，此辩摄持变形蹩不变，废力不凝衰 汪苏太学硕士学位堕盎 变壹至达到残余斑力；攀兰个阶段( c d 段) 是恢复阶段，警较弛酚段结柬时， 突然撤销外载荷，此后材料开始恢复f 3 8 】。如阉2 1 所示不问测试条件下得到的 疆缩一松弛一卸载魏绕。 燕搿蔗b f m )时问t f # ) 翳2 1 压缭- g a 挑溺试麴缆 f i g 2 1c u r v e so f c o m p r e s s i o n - r e a x a t l o nt e s t 一般的，对乎大多数粘弹性食品，可用广义的畿克斯韦模型的威力松弛曲线 公式瀚遴行表达： a ( t 2 # e e i e x p ( - t r f 0 m 此处的。( t ) 为发克斯书模型的总应力# 。为成交幅德，t 是试验时间，t t 蔗第i 个麦克新书模型璧的桧弛时间，称松镳时间谱。 ( 2 ) 材料与方法 样晶臻备帮憝疆 在莱实中部诱分】融黼簿度的藩片三个，在每片暴露姣敬8 个溺煮。 探头选撂 考虑熬髅品剃取方式翱溺试对象；选耩控型探头p 5 ( 纛经失s m m ) 。 测试方法 在难缩应力松弛测试过程中，可以接黎l 盼测试条俘有女载变形遵率、变澎 量和松弛保持时间，根据水果的临界损伤机理和损伤临界变形的相关研究及水果 静载损伤理论可知，变形爨、变形速率、松弛持续辩闷三个办学参数均为影确采 实损伤的因索弘h 3 4 】。为了选择合适的测试条件分析松魏测试因素及损伤变化，采 耀b ( 3 4 ) 委交试验蔽幸 避行装验，分辑三个溪试条 牛懿影响。测试模式：m e a s u r e f o r c ei nc o m p r e s s i o n ；运行：h o l du n t i lt i m e ；记录方式舞f i n a l 。选取静 因素为：变形速枣、压缀变形量、像挎时阗；三因索熟各水平选取见凌2 1 。考 虑到农产品力学特燧数离教瞧，每工况重炭3 次。 江苏托学硕士学位论文 表2 。1 松张正交试验因素水平裘 t a b l e 2 1 l i s t f o r l e v e l s o f f a c t o r s o f l 9 ( 3 4 ) o f r e l a x a t i o n e x p e r i m e n t s 水平a 变形遵率( m ，s )b 变形量( m )c 松弛对阕( s ) i 0 51 01 0 2i 01 53 0 32 。02 。05 0 ( 3 ) 试验结果与分析 松藏王e 交试验络柒 i 蘸过弹性纛作秀试验獾标霹试验结暴避行分豁，表中k l 、x 2 、黼及k l 、k 2 、 k 3 为弹性发的均毽，缝襞如下交2 2 赝承。 表2 2 燕交试验缱幕葛撮蓑势耩 望! 熙：i 墨暨业! ! 生垡! 型坚：篷! 垒型z ：堡 试验号 abc d 弹挂度e l t 拟台度 10 ，5i 01 010 5 3 7 7 7 2 52 4 4 62 5 4 70 9 7 3 20 5i 53 0 20 。4 4 69 ，始3 ，7 3 77 0 5 30 9 6 5 30 ，52 05 0 30 4 0 51 1 6 7 74 。8 5 81 2 2 6 0 0 9 6 3 4 1 。01 03 03 0 4 8 05 8 2 0 22 2 0 6 4 6 60 9 5 2 51 01 55 0lo 4 4 3 9 0 9 13 3 5 596 0 60 。9 5 1 6i 02 。01 02 0 5 0 11 2 、9 7 04 2 9 92 1 9 409 6 1 72 ，01 05 02 0 5 0 75 。唾孽52 1 0 68 。6 1 20 。9 3 8 82 01 53 0 30 。5 3 51 0 ，9 3 33 ，7 4 6 1 9 4 3 0 。9 4 9 92 0 2 01 010 。4 3 5 1 1 6 3 14 ，5 0 36 0 7 90 9 4 4 i l0 4 6 30 。5 0 80 。5 2 4 k 20 4 7 50 4 7 50 4 5