影響凝膠甜味的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)因素分析

潘淑靚， 宋佳慧，2，3， 夏熠珣，， 徐菲菲， 鐘 芳*，

（1. 江南大學(xué) 食品學(xué)院，江蘇 無(wú)錫 214122；2. 江南大學(xué) 未來(lái)食品科學(xué)中心，江蘇 無(wú)錫 214122；3. 江南大學(xué) 江蘇省食品安全與質(zhì)量控制協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇 無(wú)錫 214122；4. 嘉興未來(lái)食品研究院，浙江 嘉興 314015）

隨著消費(fèi)者對(duì)健康的需求日益增強(qiáng)，“控糖”成為熱門話題[1]。 如何在減少蔗糖等甜味劑的情況下，不影響食物的甜味成為近年來(lái)食品領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)[2-3]。 在凝膠等半固體食品中，控制甜味的常見(jiàn)手段包括：改變甜味劑的均勻程度[4-6]、調(diào)節(jié)質(zhì)構(gòu)特性[7]、改變凝膠的微結(jié)構(gòu)[8]、添加香氣物質(zhì)以實(shí)現(xiàn)協(xié)同作用[9-10]等。 目前，普遍認(rèn)為通過(guò)質(zhì)構(gòu)調(diào)節(jié)風(fēng)味釋放是控制凝膠味覺(jué)強(qiáng)度最有效的手段[11]，具有操作簡(jiǎn)單、普適性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，具有較大的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用意義。

在口腔加工過(guò)程中，通過(guò)咀嚼將凝膠破碎是至關(guān)重要的一步，凝膠的變形特性和斷裂特性對(duì)甜味的釋放過(guò)程影響極大[12]。目前已有大量研究表明，半固體凝膠的硬度、脆度、斷裂應(yīng)變以及破裂時(shí)清液的釋放等質(zhì)構(gòu)特征都會(huì)對(duì)凝膠的味道產(chǎn)生影響[13-16]。在諸多質(zhì)構(gòu)特性中，凝膠的脆性被認(rèn)為是影響味覺(jué)感知的關(guān)鍵因素。Costell 等使用不同濃度的κ-卡拉膠和結(jié)冷膠制備具有3 種斷裂應(yīng)力的樣品，發(fā)現(xiàn)低強(qiáng)度的樣品比中、 高強(qiáng)度樣品具有更強(qiáng)的甜味、咸味和酸味[14]。Bayarri 等也發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致κ-卡拉膠和結(jié)冷膠凝膠甜度不一的關(guān)鍵是脆度的差異[16]。 Sala 等在研究斷裂行為對(duì)凝膠模型甜度的影響時(shí)，發(fā)現(xiàn)樣品甜度能夠從10（72%斷裂應(yīng)變）變化到200（37%斷裂應(yīng)變）[17]。 Morris 等認(rèn)為凝膠脆度決定了凝膠的味覺(jué)感知，這是因?yàn)榫捉赖倪^(guò)程中，凝膠破裂成許多小碎片，破裂的同時(shí)伴隨著新凝膠面的生成，這樣一來(lái)，風(fēng)味物質(zhì)更容易釋放，進(jìn)而導(dǎo)致味道增強(qiáng)[18]，這一解釋也獲得了研究人員的廣泛認(rèn)可。

目前，雖然大多數(shù)研究對(duì)各類親水膠體凝膠影響味覺(jué)強(qiáng)度的質(zhì)構(gòu)因素進(jìn)行了分析討論，但這些研究中主要以一類或者兩類凝膠為主體，參與測(cè)試和分析的凝膠在質(zhì)構(gòu)特性上的差異較小，使得其在差異性較大體系中的應(yīng)用受到了一定限制。 并且大多通過(guò)儀器進(jìn)行質(zhì)構(gòu)測(cè)試和模擬咀嚼情況，對(duì)于真實(shí)口腔加工過(guò)程中不同凝膠的破碎情況缺乏研究。

因此，作者建立了9 種具有較大差異的凝膠體系，通過(guò)描述性分析對(duì)其甜味強(qiáng)度和質(zhì)構(gòu)特征進(jìn)行全面評(píng)估，討論并確定影響凝膠體系甜味釋放的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)因素，同時(shí)采集并掃描計(jì)算不同樣品在咀嚼過(guò)程中碎片數(shù)量以及碎片表面積的變化情況，對(duì)分析得出影響甜味的關(guān)鍵因素進(jìn)行驗(yàn)證，以期進(jìn)一步闡釋影響凝膠甜味的質(zhì)構(gòu)因素的相關(guān)機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 實(shí)驗(yàn)材料 高純度瓜爾膠（食品級(jí)）：印度雪龍豆膠化學(xué)有限公司產(chǎn)品；卡拉膠（食品級(jí)）：福建省綠麒食品膠體有限公司產(chǎn)品；刺槐豆膠：意大利凱亞公司產(chǎn)品；黃原膠、瓊脂、明膠、玉米淀粉、氯化鉀（均為食品級(jí)）：河南中泰有限公司產(chǎn)品；蔗糖（食品級(jí)）： 廣州福正東海食品有限公司產(chǎn)品；AJI 減鹽蘇打餅干：東莞市味盟食品有限公司產(chǎn)品；純凈水：無(wú)錫飄之霖飲用水公司產(chǎn)品。

1.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備 電子天平： 梅特勒-托利多儀器（上海）有限公司產(chǎn)品；磁力攪拌器：德國(guó)IKA 公司產(chǎn)品；超級(jí)恒溫水浴鍋：上海一恒科技有限公司產(chǎn)品。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 凝膠樣品的制備 根據(jù)預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定了9 個(gè)具有不同質(zhì)構(gòu)特征的凝膠體系，其配方和加熱方法見(jiàn)表1。 其中卡拉膠凝膠中需要通過(guò)加入氯化鉀來(lái)搭建鹽橋從而形成凝膠，而由于氯化鉀具有一定的咸味、苦味和澀味，因此在所有樣品中均添加了相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的氯化鉀以消除影響。 在制備樣品時(shí)，首先將膠體粉末篩入水中，在對(duì)應(yīng)加熱條件下進(jìn)行加熱和攪拌，待充分溶脹后，再加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)20%的蔗糖，蔗糖充分溶解后趁熱將溶液倒入模具，將8號(hào)樣品移入-4 ℃環(huán)境進(jìn)行冷卻后形成凝膠，其余樣品室溫下自然冷卻后形成凝膠。 成膠后將凝膠切分成17 mm×17 mm×10 mm 的小塊， 并在25 ℃下靜置1 h 后恢復(fù)至室溫備用。

表1 凝膠樣品的制備方法Table 1 Preparation methods of the gel samples

1.2.2 Spectrum 描述性分析

1）評(píng)價(jià)員的篩選 根據(jù)國(guó)標(biāo)GB/T 16291.1—2012，從味覺(jué)、嗅覺(jué)、質(zhì)構(gòu)感知靈敏度，以及對(duì)感官評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的興趣、積極性、語(yǔ)言表達(dá)、性格特點(diǎn)、日常可協(xié)調(diào)時(shí)間等角度篩選評(píng)價(jià)員，其中對(duì)甜味的測(cè)試部分， 要求他們能夠正確識(shí)別10 g/L 的蔗糖溶液，能夠?qū)?0、20、30、40、46 g/L 的蔗糖溶液進(jìn)行正確排序。 最終篩選了12 名評(píng)價(jià)員組成評(píng)價(jià)小組，包括10 名女性和2 名男性，年齡范圍18~22 歲。

2）描述詞的建立 根據(jù)Stieger 等建立的凝膠感官描述術(shù)語(yǔ)[19]，為評(píng)價(jià)員提供了包含25 個(gè)味道及質(zhì)構(gòu)屬性的描述詞庫(kù)及定義，同時(shí)將9 種凝膠樣品全部提供給評(píng)價(jià)員，評(píng)價(jià)員根據(jù)描述詞庫(kù)，選擇可用于描述樣品間味道和質(zhì)構(gòu)差異的詞語(yǔ)，對(duì)所有評(píng)價(jià)員的詞匯進(jìn)行歸類后，建立初步描述詞庫(kù)。 再次提供樣品， 所有評(píng)價(jià)員對(duì)初步描述詞庫(kù)進(jìn)行討論，刪去喜好性、重復(fù)性以及樣品間差異較小的描述詞語(yǔ)，確定最終描述詞。 此后，評(píng)價(jià)員進(jìn)行多次品評(píng)和討論， 結(jié)合文獻(xiàn)討論， 確定各屬性的定義及評(píng)價(jià)方法。 個(gè)別質(zhì)構(gòu)屬性定義未能達(dá)成一致時(shí)，提供合適的具有典型該屬性的樣品來(lái)幫助評(píng)價(jià)員進(jìn)行定義及理解，直至所有評(píng)價(jià)員對(duì)該屬性的定義達(dá)成一致。 為減少評(píng)價(jià)員的感官疲勞，每次培訓(xùn)不超過(guò)2 h。

3）標(biāo)準(zhǔn)參照樣的確定及線性標(biāo)度的使用培訓(xùn)根據(jù)Spectrum 描述性分析方法確立各屬性的參照樣品，并使用線性標(biāo)度對(duì)樣品屬性進(jìn)行評(píng)分。 在預(yù)實(shí)驗(yàn)中，評(píng)價(jià)員對(duì)一系列不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)蔗糖溶液的甜度進(jìn)行了評(píng)價(jià)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，甜度與蔗糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比，這與Kohyama 等的研究結(jié)果[20]一致，因此，確定使用不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的蔗糖溶液作為甜度的線性參照樣。 培訓(xùn)過(guò)程使用15 cm 線性標(biāo)度對(duì)樣品的味道及質(zhì)構(gòu)屬性進(jìn)行評(píng)分，直至評(píng)價(jià)員的一致性、重復(fù)性及區(qū)分能力達(dá)到測(cè)評(píng)要求，培訓(xùn)過(guò)程共持續(xù)20 h。

4）樣品描述性評(píng)分流程 凝膠樣品在品嘗前需在室溫下放置1 h 以恢復(fù)溫度， 所有樣品采用3位數(shù)隨機(jī)編碼。 評(píng)價(jià)員在品嘗之前，需要用蘇打餅干清口并喝純凈水漱口。 在評(píng)價(jià)下一個(gè)樣品前，為避免樣品殘留造成的干擾，需要使用清水漱口。 每個(gè)樣品評(píng)價(jià)兩次， 評(píng)價(jià)過(guò)程需要在室溫環(huán)境下進(jìn)行，評(píng)價(jià)過(guò)程共持續(xù)12 h。

1.2.3 咀嚼過(guò)程中碎片數(shù)量、表面積及形態(tài)的測(cè)定10 名評(píng)價(jià)員進(jìn)行徹底的口腔清洗后，將凝膠樣品分別進(jìn)行1、2、3……N（N 為每個(gè)樣品到達(dá)可吞咽狀態(tài)時(shí)的咀嚼次數(shù)）次的咀嚼，咀嚼完迅速用30 mL 純凈水將所有碎片輕輕漱出， 吐于繪有1 cm 刻度標(biāo)尺的培養(yǎng)皿中， 再加入少量水用手輕輕晃動(dòng)培養(yǎng)皿，使樣品碎片分散開(kāi)，拍照記錄。 由于2 號(hào)樣品碎片面積過(guò)小，8 號(hào)樣品發(fā)生溶化，無(wú)法進(jìn)行碎片數(shù)量的計(jì)算，因此未進(jìn)行測(cè)試。 咀嚼過(guò)程中碎片數(shù)量及大小的測(cè)定采用Image J 軟件進(jìn)行圖片處理， 再對(duì)碎片數(shù)量以及碎片的平面面積進(jìn)行計(jì)算，圖片處理過(guò)程見(jiàn)圖1。

圖1 咀嚼碎片照片的處理過(guò)程Fig. 1 Process of photos of the chewed pieces

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Xlstat 2018 對(duì)感官評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行單因素方差分析。采用GraphPad Prism 8.0.1 進(jìn)行聚類熱圖和相關(guān)性熱圖分析與繪制。 圖表采用Excel 2018 和Origin 9.1 進(jìn)行繪制。

2 結(jié)果與分析

2.1 描述性分析中樣品描述詞定義以及參照樣的確定

12 名評(píng)價(jià)員在進(jìn)行20 h 的培訓(xùn)后， 初步篩選出20 個(gè)引用頻率超過(guò)30%[21]的屬性。 再經(jīng)過(guò)討論，刪除樣品間差異較小、重復(fù)性或評(píng)價(jià)員難以達(dá)成一致的詞語(yǔ)， 最終確定了1 個(gè)味道屬性和10 個(gè)質(zhì)構(gòu)屬性。 各描述詞的定義及參照樣見(jiàn)表2。

2.2 質(zhì)構(gòu)特征分析

樣品的質(zhì)構(gòu)特征見(jiàn)圖2，9 種凝膠的所有質(zhì)構(gòu)屬性上均存在顯著性差異（P<0.05），各屬性最大強(qiáng)度與最小強(qiáng)度的差值范圍為5.7~11.7， 說(shuō)明樣品各屬性強(qiáng)度在比較廣泛的范圍內(nèi)分布。

圖2 樣品的質(zhì)構(gòu)屬性強(qiáng)度Fig. 2 Intensity of the texture properties of samples

為了更好地說(shuō)明樣品的質(zhì)構(gòu)特征，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行歸一化處理并進(jìn)行聚類熱圖分析（見(jiàn)圖3），圖中顏色反映了樣品質(zhì)構(gòu)屬性強(qiáng)度的相對(duì)大小，聚類分析是根據(jù)樣品間質(zhì)構(gòu)的相似程度進(jìn)行分類，在樹(shù)狀圖中越靠近的樣品越相似[22]。如圖所示，樣品可被分為4 類，第一類為樣品8，第二類為樣品4、樣品6和樣品7， 第一類樣品與第二類樣品的質(zhì)構(gòu)特征比較接近，其共同特征為凝聚性、彈性、硬度和咀嚼性較強(qiáng)，易碎性和黏附性較弱。 但是，第一類樣品順滑度、溶化程度較強(qiáng)，吞咽殘余度和潤(rùn)濕性較弱；而第二類樣品相反， 具有較弱的順滑度和溶化程度，并具有中等強(qiáng)度的吞咽殘余度和潤(rùn)濕性。 第三類樣品為樣品2，第四類樣品為樣品3、樣品5、樣品1 和樣品9，兩類樣品的質(zhì)構(gòu)特征比較接近，其共同特征為凝聚性、彈性、硬度和咀嚼性較弱。 但第三類樣品的順滑度、溶化程度、易碎性和黏附性均較強(qiáng)，吞咽殘余度和潤(rùn)濕性偏弱；而第四類樣品相反，順滑度、溶化程度、易碎性和黏附性均較弱，但吞咽殘余度和潤(rùn)濕性較強(qiáng)。

圖3 質(zhì)構(gòu)特征的聚類熱圖分析Fig. 3 Cluster heatmap analysis of the texture characteristics

2.3 甜度及與質(zhì)構(gòu)的關(guān)系

樣品的甜度見(jiàn)圖4， 在添加相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（20%）蔗糖的情況下，不同質(zhì)構(gòu)特征的凝膠甜度存在顯著性差異（P<0.05），這表明作者所設(shè)計(jì)的質(zhì)構(gòu)差異對(duì)凝膠甜度能夠產(chǎn)生顯著影響。 其中2 號(hào)樣品的甜度最高，6 號(hào)樣品的甜度最弱，結(jié)合顯著性分析結(jié)果, 樣品按照甜度的排序?yàn)?>3、8>5、1、9≥4、7>6。 結(jié)合2.2 中樣品質(zhì)構(gòu)特征的聚類熱圖結(jié)果可知，具有相似質(zhì)構(gòu)特征的樣品甜度比較接近，如4 號(hào)和7 號(hào)樣品，5 號(hào)、1 號(hào)和9 號(hào)樣品，但有些樣品存在差異，如8 號(hào)樣品的質(zhì)構(gòu)與4 號(hào)比較接近，但甜度卻遠(yuǎn)高于4 號(hào)樣品， 推測(cè)二者間存在較大差異的屬性，如順滑度、溶化程度和潤(rùn)濕性影響了樣品的甜度。

圖4 樣品的甜味強(qiáng)度Fig. 4 Sweetness intensity of the samples

進(jìn)一步將甜度與樣品質(zhì)構(gòu)屬性進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果見(jiàn)圖5。易碎性是與甜度正相關(guān)性最大的屬性, 而凝聚性是與甜度負(fù)相關(guān)性最大的屬性。 這與Morris 等對(duì)凝膠中風(fēng)味物質(zhì)釋放過(guò)程的解釋相符，即凝膠破裂時(shí)生成的新凝膠面使風(fēng)味物質(zhì)更容易釋放[18]。在該研究中，易碎性是指樣品在咀嚼過(guò)程中破裂形成的碎片數(shù)量，而凝聚性是指樣品被咀嚼后碎片的大小，根據(jù)相關(guān)性分析，二者呈顯著負(fù)相關(guān)（R=-0.898，P=0.001）。 而凝膠在咀嚼過(guò)程中形成的碎片越多，形成的碎片越小，則凝膠的總表面積越大，因此凝膠中的蔗糖更容易被釋放，評(píng)價(jià)員感知到的甜度可能會(huì)更高。 此外，根據(jù)相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，黏附性和溶化程度也與甜度顯著正相關(guān)，推測(cè)可能是較強(qiáng)的黏附性有助于加強(qiáng)凝膠與舌面的接觸，從而有利于甜味物質(zhì)從凝膠中轉(zhuǎn)移到舌面。 溶化程度較高的樣品也由于更多的凝膠溶化為液體，而有利于凝膠中甜味物質(zhì)的轉(zhuǎn)移。

圖5 甜度與質(zhì)構(gòu)屬性的相關(guān)性熱圖Fig. 5 Heatmap of the correlation between sweetness and texture characteristics

2.4 凝膠碎片的數(shù)量及總表面積與甜味感知的關(guān)系

圖6 顯示了各樣品隨著咀嚼次數(shù)的增加，碎片數(shù)量的增長(zhǎng)情況。 隨著咀嚼次數(shù)的增加，凝膠樣品的碎片數(shù)量呈現(xiàn)增加趨勢(shì)。 由于樣品碎片數(shù)量差異較大， 將樣品分為高碎片數(shù)量組和低碎片數(shù)量組。其中高碎片數(shù)量組如圖6（a）所示，從咀嚼前期至咀嚼終點(diǎn)，3 號(hào)樣品始終為碎片數(shù)量最多的樣品，其數(shù)量高達(dá)543 片。 1 號(hào)和9 號(hào)樣品碎片數(shù)量?jī)H次于3號(hào)樣品， 二者在咀嚼過(guò)程中的碎片數(shù)量相近， 但9號(hào)樣品需要更多次數(shù)的咀嚼；至咀嚼終點(diǎn)，9 號(hào)樣品的碎片數(shù)量略多于1 號(hào)樣品。5 號(hào)樣品相對(duì)較少，至咀嚼終點(diǎn)碎片數(shù)為85 片。 低碎片數(shù)量組如圖6（b）所示， 其中6 號(hào)樣品在組內(nèi)具有最高的碎片數(shù)量，咀嚼終點(diǎn)碎片數(shù)為32 片。4 號(hào)樣品在咀嚼前期的碎片數(shù)量略高于7 號(hào)樣品，但由于7 號(hào)樣品需要的咀嚼次數(shù)更多， 至咀嚼終點(diǎn)時(shí)，7 號(hào)樣品的碎片數(shù)量（16 片）略高于4 號(hào)樣品（14 片）。 整體而言，按碎片數(shù)量，樣品排序?yàn)?>9>1>5>6>7>4。 將凝膠樣品的碎片數(shù)量與描述性分析中的易碎性對(duì)應(yīng)，按照易碎性，樣品排序?yàn)?>3>1>5>4>7>6，二者整體排序基本接近，高碎片數(shù)量組對(duì)應(yīng)高易碎性，低碎片數(shù)量組對(duì)應(yīng)低易碎性。

圖6 樣品在不同咀嚼次數(shù)后形成的凝膠碎片數(shù)量Fig. 6 Number of the gel fragments of samples formed after chewing for different times

通過(guò)掃描培養(yǎng)皿中碎片的面積可獲得該凝膠的總表面積[8]，各咀嚼次數(shù)下樣品碎片的總表面積見(jiàn)圖7（a）。 隨著咀嚼次數(shù)增加，碎片總表面積呈增加趨勢(shì)，至咀嚼終點(diǎn)，9 號(hào)和1 號(hào)樣品的總表面積最大，其次為5 號(hào)樣品，總表面積最小的樣品是3 號(hào)樣品。 樣品按碎片總表面積排序?yàn)?>1>5>6>7>4>3。 除3 號(hào)樣品外，各樣品的碎片總表面積排序與碎片數(shù)量排序基本類似， 與易碎性的排序相似， 和凝聚性的排序（1<3<9<5<4<7<6）基本相反，這說(shuō)明碎片數(shù)量和大小確實(shí)會(huì)直接影響樣品碎片的總表面積。

圖7 凝膠碎片總表面積及其與甜度的關(guān)系Fig. 7 Total surface area of gel fragments and its relationship with sweetness

為了更好地將碎片總表面積與甜度進(jìn)行比較，將樣品的甜度與咀嚼終點(diǎn)時(shí)的總表面積共同繪制柱形圖（見(jiàn)圖7（b））。 碎片數(shù)量較多、表面積較大樣品（9、1、5 號(hào)樣品）的甜度均大于碎片數(shù)量較少、表面積較小的樣品（6、7、4 號(hào)樣品），這也證實(shí)Morris等的推論，即斷裂行為是影響凝膠中風(fēng)味釋放的關(guān)鍵，較大的總表面積會(huì)增加風(fēng)味成分的釋放[18]。 但是，在高碎片數(shù)與低碎片數(shù)兩組樣品內(nèi)部，甜度與表面積的排序存在差異。 3 個(gè)相對(duì)表面積較小的樣品（4、6、7 號(hào)樣品） 之間甜度排序與表面積排序相反，根據(jù)Gibson 等的研究結(jié)論，味道釋放來(lái)自壓縮下液體的排出[23]，這一推斷與Morris 的理論并不矛盾，水的釋放可以使風(fēng)味化合物在凝膠網(wǎng)絡(luò)破碎產(chǎn)生的新表面上運(yùn)輸，從而促進(jìn)風(fēng)味的釋放。 Wang 等的研究也表明，碎片面積更大時(shí)，會(huì)釋放出更多的液體和蔗糖[24]。 在2.2 質(zhì)構(gòu)分析中發(fā)現(xiàn)上述3 個(gè)樣品潤(rùn)濕性之間有較為顯著的差異，樣品按潤(rùn)濕性排序?yàn)?>7>6，與甜度排序一致，因此推測(cè)當(dāng)凝膠表面積較小且比較接近的情況下，由于微觀結(jié)構(gòu)的差異性，凝膠釋放出來(lái)的液體體積存在差異[17]，從而影響了甜味感知。 對(duì)于碎片面積較大的1、5、9 號(hào)樣品，樣品按潤(rùn)濕性排序?yàn)?>1>5， 雖然總表面積存在差異，但是甜度卻沒(méi)有顯著性差異，推測(cè)當(dāng)碎片總表面積較大時(shí)，潤(rùn)濕性的影響相對(duì)較小，決定甜味釋放的仍然是碎片總表面積，而由于碎片總表面積差異較小，因此甜味的感知相似。 另外，3 號(hào)樣品碎片數(shù)量較多的同時(shí)具有最高的甜度，但是其碎片總表面積卻最小，推測(cè)可能是由于3 號(hào)樣品形成的樣品碎片較小，很多碎片難以被檢測(cè)到，導(dǎo)致可測(cè)量到的總表面積較小。

2.5 凝膠碎片的形態(tài)變化與甜味感知的關(guān)系

盡管凝膠大小相同，不同凝膠在吞咽前所需要的咀嚼次數(shù)卻有較大差異（5~12 次），而隨著咀嚼次數(shù)的增加，凝膠碎片的數(shù)量逐漸增多，總表面積增大，這直接影響了凝膠的甜味感知。 Cichero 等在不同類型食物對(duì)吞咽影響的研究中認(rèn)為，在咀嚼食物過(guò)程中需要將食物咀嚼為小而圓的碎塊再進(jìn)行吞咽[25]，在吞咽前，食物必須是光滑、可變形且有凝聚力的[26-27]。 為了解凝膠咀嚼過(guò)程中形成的碎片形態(tài)變化與咀嚼次數(shù)和甜度的關(guān)系，因此收集咀嚼過(guò)程中的碎片進(jìn)行比較。

圖8 為高碎片數(shù)量組的樣品（1、3、5、9 號(hào)樣品）在不同咀嚼次數(shù)后最大面積碎片的截取圖。 觀察樣品碎片隨咀嚼次數(shù)的變化可以發(fā)現(xiàn)，隨著咀嚼的進(jìn)行，較大的凝膠碎片不斷破碎，碎片大小逐漸變得均勻。 比較不同樣品相同咀嚼次數(shù)后的碎片大小發(fā)現(xiàn)，4 個(gè)樣品的最大碎片始終相似，但在1 號(hào)和5 號(hào)樣品可以吞咽時(shí)（5 次），3 號(hào)（11 次）和9 號(hào)（6 次）樣品仍然需要更多次數(shù)的咀嚼，Prinz 等也發(fā)現(xiàn)碎片的大小并不是決定吞咽的唯一因素[26]。 進(jìn)一步比較咀嚼過(guò)程中凝膠碎片的形狀及棱角的變化可以發(fā)現(xiàn)，1 號(hào)和5 號(hào)樣品的邊緣柔和光滑，隨著咀嚼的進(jìn)行，具有明顯的中間厚、邊緣薄的特點(diǎn)。 相比之下，3號(hào)和9 號(hào)樣品具有更清晰且有棱角的邊緣，隨著咀嚼的進(jìn)行，邊緣僅變得略柔和，結(jié)合2.4 中凝膠碎片數(shù)量結(jié)果，咀嚼終點(diǎn)凝膠碎片數(shù)量的順序?yàn)?>9>1>5， 可以推測(cè)在咀嚼過(guò)程中， 若凝膠的碎片棱角清晰，則會(huì)刺激口腔進(jìn)一步將凝膠咀嚼為更小、更多的碎片后再進(jìn)行吞咽，進(jìn)而影響凝膠的甜味感知。

圖8 樣品在不同咀嚼次數(shù)下最大面積碎片截取圖（×0.8）Fig. 8 Screenshots of the maximum area of fragments obtained after chewing for different times (×0.8)

此外，吞咽前所需的咀嚼次數(shù)反映了凝膠的咀嚼性。 根據(jù)圖5，與咀嚼性高相關(guān)的屬性為硬度、彈性，結(jié)合4 個(gè)樣品硬度（5<1<9<3）與彈性（3<9<1<5）的差異，推測(cè)較高的硬度和較低的彈性可能會(huì)導(dǎo)致咀嚼形成的碎片棱角更為清晰。 前人研究也發(fā)現(xiàn)，咀嚼階段的總持續(xù)時(shí)間、咀嚼次數(shù)、咀嚼頻率等均受到食物硬度和彈性的影響[28-29]。 因此，凝膠本身的硬度和彈性可能會(huì)通過(guò)影響咀嚼形成的凝膠形態(tài)，進(jìn)而影響咀嚼次數(shù)，并進(jìn)一步影響凝膠的甜味感知。

3 結(jié) 語(yǔ)

以常見(jiàn)親水膠體為原料，建立了9 個(gè)具有較大質(zhì)構(gòu)差異的凝膠體系，分析影響凝膠甜味的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)因素，首先通過(guò)描述性分析全面評(píng)價(jià)了各樣品的質(zhì)構(gòu)特征及甜度，相關(guān)性分析表明易碎性是與甜度正相關(guān)性最大的屬性，凝聚性是與甜度負(fù)相關(guān)性最大的屬性。 此外，黏附性與溶化程度也與甜度顯著正相關(guān)。 通過(guò)采集并掃描凝膠在口腔咀嚼過(guò)程中形成的碎片發(fā)現(xiàn)，易碎性與凝聚性和掃描得到的凝膠碎片特征具有良好的相關(guān)性，咀嚼過(guò)程中形成更多凝膠碎片和更大總表面積的凝膠具有更強(qiáng)的甜味，但在低碎片數(shù)量樣品中，凝膠甜味受到潤(rùn)濕性的調(diào)控，潤(rùn)濕性更強(qiáng)的樣品具有更高的甜味，而高碎片數(shù)量樣品不受潤(rùn)濕性影響。 通過(guò)比較凝膠碎片的形狀發(fā)現(xiàn)，高硬度和低彈性的樣品形成的凝膠碎片具有更清晰的棱角， 因此需要更多次的咀嚼才能吞咽，而這會(huì)生成更多的凝膠碎片從而增強(qiáng)凝膠的甜度。 總之，該研究證明咀嚼中形成凝膠碎片的總表面積大小是影響凝膠甜味的關(guān)鍵，高易碎性和低凝聚性是增強(qiáng)甜味的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)因素。 此外，潤(rùn)濕性強(qiáng)的樣品可通過(guò)釋放更多溶液增強(qiáng)凝膠甜味；高硬度和低彈性樣品可通過(guò)增加咀嚼次數(shù)，間接增強(qiáng)凝膠甜味。