胡萝卜不是单一或复合的有机体,而是极其复杂的活体。胡萝卜的肉质根在贮藏中易萌芽、抽薹,易造成失重、糖分减少、组织绵软、风味变淡,降低食用品质等,故胡萝卜贮藏的复杂的新陈代谢和品质劣变,给其品质变化分析研究带来极大困难。
以前学者常采用系统分析的量化方法,大多是数理统计法,进行果蔬贮藏品质变化的预测,具有较大局限性。要在较短时间、较少数据下,对贮藏品质变化做出预测,系统分析预测是无法做到的。而灰色系统理论却能从对少量数据的分析处理研究中作出预测,并建立预测模型,这就是灰色预测。
本实验首次将灰色系统理论应用于预测胡萝卜货架期的品质变化,并建立了基于咀嚼性的一阶灰色模型GM(1,1)和灰色预测模型,以期为超市解决胡萝卜货架期的品质劣变提供理论依据和测试方法。同时,为探索果蔬贮藏品质劣变的检测和预测,以及深入研究其单因子和多因子动态复合变化的规律奠定基础、提供参考。
1材料与方法1.1材料与仪器1.1.1原料胡萝卜精选于农贸市场,长18~20cm,直径4~5cm.无歧根、裂口,外观整齐光滑、色泽鲜亮、肉色橙红、肉质根长圆柱形。
1.1.2主要仪器TA-XT2i物性测试仪英国SMS公司;PSX智能型恒温恒湿培养箱宁波莱福公司。
1.2方法1.2.1贮藏将物性初始条件相对一致的胡萝卜分为9组,模拟超市货架期环境(恒温20℃、恒湿90%)恒温恒湿贮藏8d.另一组于购买当天并做优化实验。
1.2.2取样分别自贮藏之日起每天取出一组胡萝卜,去皮后沿轴线分为顶、中、底三部位,采用专用打孔器,分别于果心柱、果肉处两组织沿横向、纵向两方向取Φ10×10(直径10mm、高10mm)圆柱体标准试样,如图1所示。
1.2.3测试以TA-XT2i物性测试仪对试样做TPA测试。选用P100(直径100mm)平板探头、测试速度1.0mm/s、停留间隔4s、压缩变形量为50%。
2结果与分析2.1胡萝卜货架期TPA测试曲线的比较与分析TPA(textureprofileanalysis)又称两次咀嚼测试(two bitetest)是模仿人对食品质地的感官评价而开发的力学测试,广泛应用于食品质地的客观评价,作为食品质地感官评价与仪器分析间的桥梁。本试验的前5组TPA测试曲线如、3所示。
由上两图知,在5d货架期贮藏中,胡萝卜的果肉、果心的TPA测试曲线均在变化,且变化趋势不尽相同,表明胡萝卜的品质是随货架期而变化的,且果肉和果心有其自身变化规律而并非完全一致。
2.2胡萝卜货架期品质变化特征因子的确定2.2.1四参数的差异性比较依据美国MalcolmBourne博士对TPA测试曲线的明确解析,本实验选取TPA测试中的硬度、弹性、内聚性和咀嚼性为TPA质地特性四参数。现将购买当天优化试验的此四参数测试值列.由表1、2知,四个参数在胡萝卜不同部位、不同方向、不同组织上有着明显差异,且呈相关性变化,表现为不同的分布规律。
2.2.2四参数的分布规律果肉的机械特性与质地直接相关,而影响此特性的主要因数为石细胞、果胶质和果肉薄壁细胞的结构形态。显然以上参数在胡萝卜的各部位、各组织和方向上既存在差异,又相互联系呈现出规律性,这就决定了其参数的相关规律分布,如~7所示。
上四图中的四参数呈相关联性变化,变化趋势近似一致,可反映试样四参数的差异性的变化规律。
2.2.3四参数的相关性分析四参数硬度、弹性、内聚性和咀嚼性之间的SPSS相关性分析,研究四参数间的关联性。
由表3可知,四参数间的相关性有一定差异。内聚性与弹性呈负相关,而其他参数间均为正相关。其中咀嚼性与其他三参数的相关性相对较高,可表征四参数的相关特性。在众多因子,能够“起到领导的、决定作用”的反映胡萝卜货架期品质变化的因子称为“特征因子”。由以上的分析知,咀嚼性在系统四参数中居于主要矛盾的主要方面,起着主导作用,故选咀嚼性作为系统的特征因子,即说明咀嚼性的变化能反映胡萝卜货价期品质的变化。
2.3胡萝卜货架期品质变化的GM(1,1)预测模型随着胡萝卜货架期的变化,硬度、弹性、内聚性和咀嚼性四因数也随之相应变化。表4为1~5d期间取样做TPA测试的四因数每天的变化值。累加生成r-AGO.故根据表4中咀嚼性数据可生成数1-AGO和2-AGO.
根据表5数据,可建立胡萝卜货架期品质变化以TPA测试硬度为指标的灰色模型GM(1,1)。由灰色系统模型的定义可知,设精度进行检验。由检验知,果心模型的平均相对残差为29.4%,不符合要求;而果肉模型的平均相对残差为10.7%,符合一般要求,可建立果心的GM(1,1)预测模型,用来预测胡萝卜货架期的品质变化。如,对预测模型式中赋予一定的k值,即给予一定的货架期天数,便可计算出品质变化的数值,这对胡萝卜货架期的品质预测带来了极大的方便。
3结论由于理化结构不同,胡萝卜不同部位、不同组织、不同方向的流变特性存在着一定的差异性;胡萝卜货架期的TPA测试曲线随时间而变化,且果肉、果心的变化趋势与规律不尽相同;胡萝卜货架期的TPA参数是随时间变化而呈现相关性的变化。
作为“特征因子”;可建立以咀嚼性为指标的胡萝卜货架期果心、果肉品质变化的灰色模型GM(1,1),并验证知果心的灰色模型符合要求,可作为灰色预测模型GM(1,1),对胡萝卜货架期的品质变化进行很好的预测,为超市解决胡萝卜货架期的品质劣变提供便利。