羅玲莉 李阿敏 周海昕 陳東坡

杭州老板電器股份有限公司 浙江杭州 311100

0 引言

隨著人均生活水平的提高，我國家電行業(yè)迅速發(fā)展，自2019年國家標準化委員會翻譯IEC 60350-1:2016以來，其中應用西蘭花測試評價蒸汽供給能力的方法至今仍僅限于小范圍的使用。IEC 60350-1中通過將電蒸箱與普通蒸鍋進行蒸制西蘭花的對比測試進行，通過感官評價花莖的成熟度，在相同成熟度下，通過人工讀NCS色卡的方法對比電蒸箱與蒸鍋蒸制西蘭花的顏色差異，從而判斷電蒸箱供氣能力的強弱[1-2]。但該方法只能粗略地評價蒸汽供給能力的大小，評價結(jié)果較為粗糙，且通過人工判斷成熟度和讀色卡的方法需要測試員具備一定的經(jīng)驗，操作起來存在難度。本研究通過使用物性測試儀測量蒸制后西蘭花花徑硬度，以花莖達到相同硬度作為烹飪終點，且對比測試了人工讀取NCS色卡和色差儀色差測量的差異，并對獲得的數(shù)據(jù)通過不同的數(shù)據(jù)處理方式得到不同的色差指標，對比不同色差評價指標對三種比較接近的蒸汽量的評價區(qū)分的能力，篩選了出評價能力更強的評價指標。且汪厚銀等人[3]在以菠菜品質(zhì)變化評價冰箱冷藏保鮮效果時，同時引入了總色差ΔE值和VC損失率，并發(fā)現(xiàn)二者均隨著貯藏時間的延長而增加；金蘇英等人[4]同樣將維生素C降解速率同色差ΔE變化速率聯(lián)系起來進行分析。本研究也將營養(yǎng)、速率等指標納入研究，探究其影響關系。

1 材料與方法

1.1 原料與儀器

1.1.1 原料

新鮮西蘭花、香滿園優(yōu)質(zhì)特一小麥粉、白糖、安琪耐高糖活性干酵母。

1.1.2 儀器設備

1.2 方法

1.2.1 西蘭花樣品處理

使用顏色呈深綠色且色澤均勻的新鮮西蘭花進行測試，西蘭花不得用水清洗，將西蘭花分成均等的菜花（樣本參照圖1）。菜花的直徑應在35 mm～45 mm范圍內(nèi)。將莖稈切短，但不能使菜花散開。為充分測定蒸熟度，需要保證莖稈長度至少5 mm。

圖1 處理后西蘭花菜花標準塊樣本，從左到右依次為主視圖、左視圖、后視圖

1.2.2 烹飪方法

電磁爐蒸制（對照組）：選用蒸鍋（直徑260 mm，高155 mm），選用電磁爐的額定功率為（1700±200）W，烹飪區(qū)的直徑范圍為180 mm至220 mm，此條件下的理論計算蒸汽量為0.80 g/(min·L)。蒸鍋中加入約1000 g室溫水，蓋上鍋蓋；加熱至鍋邊有蒸汽冒出，放入（300±10）g制備好的裝有西蘭花的蒸架，蓋上鍋蓋（確保西蘭花不得直接接觸沸騰的開水）；持續(xù)加熱至西蘭花成熟終點時結(jié)束烹飪。

蒸烤一體機蒸制（試驗組）：將（300±10）g新鮮西蘭花均勻分布在蒸架上。在100℃蒸功能模式不同蒸汽量條件下進行預熱，設備提示預熱結(jié)束后將帶有西蘭花的蒸架放入中間層，關閉腔門（從開腔門、放入蒸架到關閉腔門整個過程保持在10 s內(nèi)完成），開始測試。持續(xù)加熱至西蘭花成熟終點結(jié)束烹飪。指標的篩選階段測試僅在蒸烤一體機KZQC-65-CQ926上進行，蒸汽量為0.20、0.45 g/(min·L)；后蒸汽量為0.10、0.20、0.35、0.45 g/(min·L)（此蒸汽量區(qū)間為目前該蒸烤一體機蒸功能在滿足各項性能指標的條件下能達到區(qū)間）。

1.2.3 西蘭花成熟重點判定方法

將蒸制完成的西蘭花花莖使用直徑1 cm的柱型取樣器修整成直徑1 cm、高＞8 mm的標準樣品，物性儀測試參數(shù)為：P2探頭，穿刺，測前速度2.0 mm/s，測中速度1.0 mm/s，測后速度2.0 mm/s，觸發(fā)力5 g，穿刺方向從直接接觸蒸汽的一端進行穿刺。當花莖內(nèi)部平均硬度達到200±20 g視為成熟，成熟終點的判定參考李阿敏（2019）等[5]的結(jié)論。

1.2.4 NCS色卡

參考IEC 60350-1:2016蒸汽供給能力評價方法，使用NCS色卡進行讀數(shù)。色卡讀數(shù)應在蒸熟后立即（1 min內(nèi)）進行，并且同時讀數(shù)的評價員人數(shù)應不少于三人[6-7]，并在讀數(shù)結(jié)束后收集評價員的讀數(shù)結(jié)果（G值，表示黃度占比）并計算ΔG值（黃度差），計算方法見公式（1）。

公式（1）中下標S、D分別表示試驗組和對照組（每組重復測試三次）。

ΔG越小表示二者黃度差異越小，反之則差異越大。

1.2.5 色差儀

色差儀食材中被廣泛使用評價色彩、成熟度等指標，如許玲（2017）等[7]利用色差儀估測“脆蜜”毛葉棗成熟度，吳瑞梅（2014）[8]等使用色差儀進行綠茶湯色品質(zhì)感官評價表征。使用色差儀對單獨的菜花的上表面進行測量，獲得L值（表示明暗度值，越正表示越亮，越負表示越暗）、a值（表示紅綠度值，越正表示越紅，越負表示越綠）、b值（表示黃藍度值，越正表示越黃，越負表示越藍），測試時用手的虎口將花束聚集，每組測試至少10朵菜花。測量應在蒸熟色卡讀數(shù)后立即進行，并在5 min內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集（每組重復測試三次），并通過以下兩種方式進行數(shù)據(jù)分析：

（1）計算Δb值（黃度差，計算方法見公式（2）

（2）計算Δb值ΔE值（總色差，計算方法見公式（3）

公式（2）和（3）中下標S、DZ分別表示試驗組和對照組的蒸鍋組。

Δb越小，表示二者黃度差異越?。环粗畡t差異越大。ΔE越小，表示二者總色度差異越?。环粗畡t差異越大。

1.2.6 維生素C含量

將達到合格成熟終點的所有西蘭花裝進樣品袋使用4℃冰水浸泡快速冷卻，同時將300 g左右的生西蘭花裝進另一樣品袋，置于4℃的儲藏室內(nèi)保存、備用。維生素C測試方法參考GB 5009.86—2016《食品安全國家標準 食品中抗壞血酸的測定》中的“第一法 高效液相色譜法進行測定”。

1.2.7 統(tǒng)計分析

使用SPSS Statistics 19軟件進行多元統(tǒng)計分析，利用Origin 8.5軟件進行數(shù)據(jù)處理及繪圖，使用T檢驗進行顯著性分析，p＜0.05（p為檢驗“無效假設”成立的機率）時表明結(jié)果存在顯著差異所有測試每組均進行3次重復測試。

2 結(jié)果與分析

2.1 西蘭花色澤評價指標的篩選

2.1.1 NCS色卡測試結(jié)果

為明確NCS色卡讀數(shù)G值的評價區(qū)分能力，對測試得到不同處理組的ΔG值（黃度值），分別以0.80 g/(min·L)（蒸鍋）和0.20 g/(min·L)為對照組計算ΔG0.45-0.80和ΔG0.2-0.45值，ΔG值需表現(xiàn)0.2、0.45、0.80 g/(min·L)這三種蒸汽量造成的西蘭花色澤的差異，即ΔG0.45-0.80＞0且ΔG0.20-0.45＞0?；?組有效測試結(jié)果，從NCS色卡讀數(shù)的結(jié)果（表2）看出，人工讀色具備一定的區(qū)分三者西蘭花顏色差異的能力，但符合限定條件ΔG0.45-0.80＞0且ΔG0.20-0.45＞0的概率為62.5%，即ΔG值作為評價指標能夠正確區(qū)分這三種蒸汽量的準確率為62.5%。

表2 NCS色卡ΔG值結(jié)果

2.1.2 色差儀測試結(jié)果

經(jīng)色差儀測量得到西蘭花的色差值數(shù)據(jù)，經(jīng)統(tǒng)計匯總分析后，分別對b、Δb和ΔE值在西蘭花色差的區(qū)分能力進行評估。

（1）b值分析

首先對比各組的b值可以發(fā)現(xiàn)（表3），蒸汽量越小，處理后西蘭花越黃b值越大，這符合色差儀b值的規(guī)律。根據(jù)8組有效測試結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)當蒸汽量分別為0.20、0.45、0.80 g/(min·L)時，多組測試的b值的平均值分別20.55、18.92、16.92。若以b值為評價指標則b值的大小需體現(xiàn)出蒸汽量大小造成的西蘭花色澤的差異。雖然同一批次的b值能夠區(qū)分三種不同的蒸汽量，但受每批西蘭花樣品自身顏色的影響，組內(nèi)b值分布較散（若西蘭花自身顏色偏綠則b值會普遍偏低，反之則會偏高），無法將某一蒸汽量的b值完全固定為某一值。但若將某一蒸汽量的b值設定為某一范圍，取b0.80和b0.45平均值的中間值17.91以及b0.45和b0.20平均值的中間值19.73作為三者分界線（圖2），滿足條件b0.80＜17.91＜b0.45＜19.73＜b0.20的測試批次占總測試批次的62.5%，即b值作為評價指標能夠正確區(qū)分這三種蒸汽量的準確率為62.5%。

圖2 色差儀b值結(jié)果

表3 色差儀b值結(jié)果

（2）Δb值分析

以蒸鍋為對照組使用公式（2）計算Δb值（表示測試組與蒸鍋對照組的黃度值差異，Δb值越大表示相對于蒸鍋組越黃，結(jié)果見表4）。蒸汽量為0.20和0.45 g/(min·L)的Δb值平均值分別為3.64、2.00。若以Δb值為評價指標，則同樣Δb值的大小需體現(xiàn)出蒸汽量大小造成的西蘭花色澤的差異，從圖3可以看出蒸汽量0.20和0.45 g/(min·L)對應的Δb值分布較為集中，但仍存在兩組值偏離較大，同樣本研究取Δb0.45和Δb0.20平均值的中間值2.64作為三者的分界線，設定Δb值的區(qū)分條件為Δb0.45≤2.64＜Δb0.20，而滿足此條件的測試批次占總測試批次的75.0%，即Δb值作為評價指標能夠正確區(qū)分這三種蒸汽量的準確率為75.0%。

圖3 色差儀Δb值結(jié)果

表4 色差儀Δb值結(jié)果

（3）ΔE值分析

同樣以蒸鍋為對照組使用公式（3）計算ΔE值。蒸汽量為0.20和0.45 g/(min·L)的ΔE值如表5所示，其平均值分別為4.57、2.45，若以ΔE值為評價指標，則同樣ΔE值的大小需體現(xiàn)出蒸汽量大小造成的西蘭花色澤的差異，從圖4可以看出蒸汽量0.20和0.45 g/(min·L)對應的ΔE值分布集中，且只存在一組值偏離較大，同樣本研究取ΔE0.45和ΔE0.20平均值的中間值2.72作為三者的分界線，設定ΔE值的區(qū)分條件為ΔE0.45＜2.72＜ΔE0.20，而滿足此條件的測試批次占總測試批次的87.5%，即ΔE值作為評價指標能夠正確區(qū)分這三種蒸汽量的準確率為87.5%。

圖4 色差儀ΔE值結(jié)果

表5 色差儀ΔE值結(jié)果

2.1.3 色澤評價指標分辨率對比篩選

本研究對上述兩種色差評價方法及其指標的評價能力進行匯總（表6），結(jié)果顯示在以西蘭花為食材的評價體系中，NCS色卡獲得的ΔG值變異系數(shù)達到了1.07，偏差較大。造成這一結(jié)果的主要原因是不同批次的西蘭花自身存在色澤差異導致人工讀數(shù)主觀影響較大從而存在較大的誤差，因此NCS色卡作為色澤評價方法偏差較大暫不考慮。通過色差儀獲得的b值是直接反映西蘭花黃度值的指標，也同樣受西蘭花原料色澤影響因此區(qū)分準確率同樣較低（62.5%）；但分別反應西蘭花黃度值差和總色差的Δb值、ΔE值由于其為相對于蒸鍋的相對值，受西蘭花原料色澤影響較小且不存在人工讀數(shù)的主觀影響為客觀指標，因此兩者均具備區(qū)分蒸汽大小的能力，但Δb值判定的準確率只有75.0%，而ΔE值為87.5%，且二者變異系數(shù)ΔE值≤Δb值（表6）。因此，以色差儀采集西蘭花色差并以ΔE值為指標的方法更為客觀，準確率更高，變異系數(shù)更小，更適合作為西蘭花色澤的評價方法。

表6 不同評價指標評價能力匯總

2.2 ΔE值與蒸烤一體機蒸汽量的關系

為明確評價指標總色差ΔE值與蒸汽量的關系，本研究測試了不同蒸汽量（0.10、0.20、0.35、0.45、0.50 g/(min·L)）條件下對應的總色差ΔE值，獲得蒸汽量與ΔE值（圖5 a)）之間的關系圖，可以看出西蘭花的總色差ΔE值隨著蒸汽量的增大而逐漸減小，相關系數(shù)為0.9836，這表明評價指標總色差ΔE值與蒸烤一體機的蒸汽量存在很強的線性相關性（y=-10.626x+6.7722）。為驗證二者的線性關系，本研究測試了三種不同蒸汽量條件下的ΔE值，并對比預測ΔE值與實測ΔE值的差異（表7），結(jié)果顯示預測值與實測值之間的差異較小，蒸汽量與ΔE值之間的線性關系具備實際意義，這表明通過以西蘭花的色澤變化值ΔE的大小來評價蒸汽量是可行的。

圖5 蒸汽量對西蘭花其他指標的影響

表7 預測ΔE值與實際ΔE值差異

2.3 ΔE值與西蘭花烹飪時間的關系

為了挖掘ΔE值更多的內(nèi)在含義，本研究分析了不同ΔE值條件下西蘭花的烹飪時間，獲得了ΔE值與西蘭花烹飪時間之間的關系曲線（圖6），可以發(fā)現(xiàn)隨著ΔE值的升高，烹飪時間逐漸增加，這是由于ΔE值升高表示蒸汽量下降，而熱蒸汽的減少導致對西蘭花的熱傳導效應下降，從而導致烹飪時間延長。同樣的隨著ΔE值的減小，烹飪時間也逐漸縮短，但當ΔE值減小到一定程度后，烹飪時間縮短的趨勢變緩，ΔE值的減小意味著蒸汽量的增加，而當西蘭花升溫所需的熱量及速率都達到飽和值，過量的蒸汽將無法再顯著縮短西蘭花的烹飪時間。

圖6 ΔE值與西蘭花烹飪時間的關系

2.4 ΔE值與西蘭花維生素C含量的關系

西蘭花中富含大量的維生素C，而維生素C在高溫條件下易氧化分解。國艷梅（2008）等[10]曾使用色差儀估測番茄果實番茄紅素含量，路緒強（2021）等[11]使用色差儀快速檢測西瓜番茄紅素含量，因此為闡明ΔE值與西蘭花中維生素含量的關系，本研究測定了不同ΔE值條件蒸制的西蘭花以及生西蘭花的維生素C含量，并計算得到維生素C保留率，得到如圖7所示結(jié)果。可以看出隨著ΔE值的逐漸升高，維生素C含量和保留率逐漸降低，這是由于隨著ΔE值的升高，腔體內(nèi)蒸汽量減小，氧含量升高，加速了維生素C的氧化分解[6]。

圖7 蒸汽量與維生素C含量的關系

3 結(jié)論

綜上所述，通過對0.20、0.45、0.80 g/(min·L)三種蒸汽量條件下蒸制的西蘭花進行人工NCS色卡和色差儀色差數(shù)值的采集，獲得的ΔG值、b值、Δb值及ΔE值等指標對不同蒸汽量蒸制西蘭花色澤區(qū)分評價的結(jié)果，最終本研究認為評價準確率最高（87.5%）變異系數(shù)最小的ΔE值能夠細化西蘭花色澤區(qū)分評級，且在現(xiàn)有蒸烤一體機蒸汽量范圍內(nèi)ΔE值同蒸汽量之間呈正相關，相關系數(shù)為0.9836。此外，ΔE值的大小還一定程度上表征了烹飪時間和維生素C含量大小，隨著ΔE值的升高，烹飪時間逐漸增加，而維生素C含量和保留率逐漸下降。ΔE值由于通過色差儀獲得，評價結(jié)果更為客觀，對測試員的經(jīng)驗要求更低，在實際應用中可以通過對ΔE值進行界定，通過界定值對蒸烤一體機的蒸汽量進行評價分級。