劉 莉，高 星，華德平，劉 翔，李志文，張 平，李三培，張少慧

（1. 天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072；2. 天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津 300072；3. 國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心，天津 300384）

不同的質(zhì)構(gòu)檢測方法對甜瓜果肉質(zhì)構(gòu)的評價

劉 莉1，高 星1，華德平2，劉 翔1，李志文3，張 平3，李三培1，張少慧1

（1. 天津大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300072；2. 天津大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，天津 300072；3. 國家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心，天津 300384）

采用質(zhì)構(gòu)剖面分析（TPA）、穿刺和剪切3種方法，對6個不同品種的甜瓜果肉質(zhì)構(gòu)進行了測定評價，并對其進行相關(guān)性分析.結(jié)果表明，6個品種之間的果肉質(zhì)構(gòu) TPA獲得的硬度、黏著性和咀嚼性分別在 550.82～5，513.39,g、-2.86～-14.25,g·s和 25.83～1，223.21,g之間，穿刺獲得的脆性和平均硬度分別在 0.98～7.77,N/s和0.53～4.87,N之間，這5個參數(shù)可用于評價甜瓜果實的質(zhì)構(gòu)特征.TPA質(zhì)構(gòu)參數(shù)（除彈性外）與穿刺質(zhì)構(gòu)參數(shù)之間均呈顯著或極顯著相關(guān)（0.866～0.993），而剪切不能準確地表征甜瓜果肉的質(zhì)構(gòu)特性.TPA的硬度、黏著性和咀嚼性分別在 1，437.78～3，047.08,g、-6.37～-10.65,g·s和 205.20～520.54,g之間，穿刺的脆性和平均硬度分別在 3.10～6.78,N/s和1.26～2.41,N之間時，甜瓜果肉表現(xiàn)為脆酥適宜的口感.本研究為甜瓜的品質(zhì)育種提供了理論依據(jù).

甜瓜；果肉質(zhì)構(gòu)；質(zhì)構(gòu)剖面分析；穿刺；剪切

甜瓜是葫蘆科中在全球范圍內(nèi)種植地域最為廣泛的重要經(jīng)濟作物，為世界十大水果之一.甜瓜種類繁多，不僅在形態(tài)學(xué)上表現(xiàn)出極大的差異，而且在生長發(fā)育、呼吸躍變等生理生化性狀上也表現(xiàn)出豐富的多樣性，被稱為“多態(tài)性種”［1-2］. 甜瓜果實質(zhì)地特性差異極大，有清爽脆酥、梗硬及軟面等多種多樣的口感.前人對育種工作的主要關(guān)注點是培育具有高糖、高產(chǎn)、抗病、抗蟲、耐運輸?shù)忍卣鞯奶鸸掀贩N，對清爽脆酥的特征關(guān)注較少.隨著人們生活水平的提高，具有獨特脆酥口感的果實越來越受消費者的歡迎，這對甜瓜果實的品質(zhì)育種提出了新的要求.

果肉的質(zhì)構(gòu)特性是一個較為復(fù)雜的性狀，包括硬度、脆性、咀嚼性和回復(fù)性等，影響消費者對果實的整體感官，是衡量果實質(zhì)量和商品性的重要指標［3-5］.果肉質(zhì)構(gòu)的評價有感官評定法和儀器分析法.與感官評定法相比，儀器分析法重復(fù)性好，準確性強.物性分析儀通過特定的方法測定果肉的質(zhì)地結(jié)構(gòu)，可得到相應(yīng)的參數(shù)指標，從而在一定程度上反映果肉的質(zhì)地特性和組織結(jié)構(gòu)變化.使用物性分析儀進行果蔬質(zhì)構(gòu)研究時，可使用的模式有：質(zhì)構(gòu)剖面分析（TPA）、剪切、壓縮、擠出和穿刺等［6-7］.其中，TPA檢測是通過模擬人口腔的咀嚼運動，對樣品進行兩次壓縮，該過程能夠測定樣品的硬度、黏附力、彈性、凝聚性和咀嚼性等相關(guān)質(zhì)構(gòu)參數(shù)［7］，已被應(yīng)用于桃［8］、葡萄［9］、草莓［10］和蘋果［11-12］等果實的質(zhì)構(gòu)檢測；穿刺檢測是通過毫米直徑的針形探針刺穿樣品，該方法能夠測定樣品的硬度和脆性［13］，已被應(yīng)用于芒果［14］、冬棗［15-16］和番茄［17］等果實的質(zhì)構(gòu)評價；剪切測試是通過刀具裝置將樣品一切為二，對樣品的硬度進行評價，已被應(yīng)用于梨［18］等果實的質(zhì)構(gòu)檢測.但是，目前使用物性分析儀對甜瓜果肉質(zhì)構(gòu)的研究鮮有報道.

筆者采用 TPA、穿刺和剪切 3種測定方法對不同變種類型的甜瓜果肉質(zhì)構(gòu)進行綜合評價，目的在于比較3種方法在甜瓜果實質(zhì)構(gòu)測定方面的特征，以確定適合甜瓜果肉的質(zhì)構(gòu)檢測方法，為甜瓜的品質(zhì)育種提供科學(xué)的依據(jù).

1　材料與方法

1.1材 料

從甜瓜4個變種類型中選出6個具有不同果肉質(zhì)地、果實口感差別較大的甜瓜品種為實驗材料（見表1），包括薄皮類型的津甜、LXF、羊角脆以及厚皮類型的紅蜜、QuEQ、Ogen.其中，津甜、羊角脆和紅蜜的口感脆酥，LXF和 QuEQ的果肉較梗硬，而Ogen是典型的呼吸躍變型品種，其果肉在成熟時期迅速軟化.

表1　供試材料及其類型Tab.1 Tested materials and their types

甜瓜材料均于 2014年春季種植于天津大學(xué)北辰區(qū)試驗基地內(nèi)，標準化管理.每個品種各選成熟時期、果實大小及顏色一致、無病蟲害及機械損傷的 3個果實，為 3次重復(fù).采收后迅速帶回實驗室，在室溫（24±2），℃下平衡 4，h后，用于質(zhì)構(gòu)的測定.每個果實測定5個點，取平均值.

1.2方 法

1.2.1TPA法

對甜瓜果實進行去皮和切片處理，沿果實赤道橫向切成厚度0.8，cm的薄片，用直徑0.8，cm的打孔器垂直于薄片打孔，得到的柱狀果肉置于TA.XT.Plus物性分析儀（英國Stable Micro System公司）的平板上，采用P/75探頭（Φ75，mm壓板）.測試參數(shù)設(shè)置如下：預(yù)壓速度 2.0，mm/s，下壓速度 3.0，mm/s，壓后上行速度3.0，mm/s，兩次壓縮間停頓5.0，s，試樣受壓形變30.0%，觸發(fā)力10.0，g［19］.

根據(jù)圖1（a）的TPA質(zhì)構(gòu)特征曲線，TPA測試的參數(shù)定義如下：硬度（hardness）表示在設(shè)定條件下，果實達到一定變形所需的力，單位為 g；黏著性（adhesiveness）反映了咀嚼時果肉對上腭、牙齒、舌頭等接觸面黏著的性質(zhì)，數(shù)據(jù)中的負號代表探頭受到的作用力方向向下，與大小無關(guān)，用面積 A3表示，單位為g·s；彈性（springiness）表示樣品經(jīng)過第1次壓縮以后能夠再恢復(fù)的程度，用（t3-t2）/t1表示；凝聚性（cohesiveness）表示咀嚼時果肉抵抗受損并緊密連接、使之保持完整的性質(zhì)，它反映了果實內(nèi)部結(jié)合力的大小，用 A2/A1表示；咀嚼性（chewiness）用于描述將固體食品咀嚼到可吞咽時需做的功，綜合反映了果肉對咀嚼的持續(xù)抵抗性，為硬度、凝聚性和彈性三者乘積，單位為 g；回復(fù)性（resilience）表示的是第 1次壓縮循環(huán)過程中返回時樣品所釋放的彈性能與壓縮時探頭的耗能之比，是表征果肉彈性的參數(shù)之一，用A4/A5表示.

1.2.2穿刺法

果肉取樣方法同 TPA法，將果肉置于物性分析儀的測試平板上，采用P/2探頭（Φ2，mm不銹鋼圓柱探頭），測試參數(shù)設(shè)置如下：預(yù)壓速度 5.0，mm/s，下行速度 2.0，mm/s，穿刺后上行速度 2.0，mm/s，下壓距離為8.0，mm，觸發(fā)力10.0，g.

根據(jù)圖1（c）的穿刺質(zhì)構(gòu)特征曲線，穿刺測試的參數(shù)定義如下：果肉脆性以錨1到錨2之間重量的斜率表示，單位為N/s；果肉平均硬度以錨2到錨3之間重量的平均值表示，單位為N.

1.2.3剪切法

對甜瓜果實進行去皮和切片處理，沿果實赤道橫向切成厚度 1.0，cm 的薄片，垂直于薄片切成邊長1.0，cm的立方體果肉，將樣品置于物性分析儀的剪切平板上，用剪切刀具沿果腔到果皮方向剪切.測試參數(shù)設(shè)置如下：預(yù)壓速度 4.0，mm/s，測試速度5.0，mm/s，剪切時間 12.0，s，測試后速度 10.0，mm/s，觸發(fā)力10.0，g.

根據(jù)圖1（f）剪切質(zhì)構(gòu)特征曲線，剪切測試的參數(shù)定義如下：剪切的平均硬度和最大硬度分別以錨 1到錨 2之間質(zhì)量的平均值和最大值表示，單位為kg.

圖1　6個不同質(zhì)地的甜瓜果肉的質(zhì)構(gòu)圖譜Fig.1 Textural spectra of six different textures of melon flesh

1.3數(shù)據(jù)分析

由Texture Exponent 32 軟件分析并生成質(zhì)構(gòu)圖譜.用 SPSS17.0軟件對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理，用Tukey方法對數(shù)據(jù)進行多重檢驗，并對果實質(zhì)構(gòu)參數(shù)進行皮爾遜相關(guān)分析.

2　結(jié)果與分析

2.1不同品種甜瓜果肉的TPA、穿刺和剪切質(zhì)構(gòu)圖譜

通過TPA、穿刺和剪切3種檢測方法得到6個不同質(zhì)地的甜瓜果肉的質(zhì)構(gòu)圖譜，如圖1（b）、1（d）和1（f）所示.圖1（b）和1（d）顯示，6個甜瓜品種果肉的TPA和穿刺圖譜趨勢表現(xiàn)基本一致.硬度較大的甜瓜果肉得到的 TPA曲線形狀較規(guī)則，兩次壓縮曲線的形狀幾乎一致，如LXF和QuEQ；而硬度較小的果肉 TPA曲線上出現(xiàn)第 1個峰形不規(guī)則，曲線表現(xiàn)出不對稱性，如紅蜜和 Ogen.硬度較大的甜瓜果肉得到的穿刺曲線的波動幅度較大，尤其是在達到峰值時迅速下降，然后出現(xiàn)平緩的曲線，如 LXF和QuEQ；而硬度較小的甜瓜果肉穿刺曲線在整個過程中的波動幅度均較小，如 Ogen.用剪切方法獲得如圖1（f）的圖譜，與以上兩者的趨勢差異較大，以果肉非常脆酥的羊角脆的曲線峰值最大，甚至遠高于較梗硬果肉的QuEQ和LXF，曲線一致性較差，無規(guī)律性.

2.2不同品種甜瓜果肉的TPA、穿刺和剪切質(zhì)構(gòu)參數(shù)

通過 TPA、穿刺和剪切這 3種檢測方法共獲得10個質(zhì)構(gòu)參數(shù)（見表2和表3）.TPA測得的6個質(zhì)構(gòu)參數(shù)中，不同品種間的硬度、黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性和回復(fù)性有相似的變化規(guī)律，且硬度、黏著性和咀嚼性差異在品種間較大，與不同品種甜瓜果實的口感特性具有一致性，可作為評價甜瓜果實質(zhì)構(gòu)的特征參數(shù)，而彈性、凝聚性和回復(fù)性的差異較小.硬度是果肉質(zhì)地的重要參數(shù)，最大的是 LXF（5，513.39，g），其次為 QuEQ、津甜、羊角脆、紅蜜（4，137.47～1，437.78，g），而以 Ogen的硬度最?。?50.82，g），兩極值相差約 9.01倍，與果實的實際口感特性（LXF梗硬、Ogen軟）相一致.黏著性表示第1次壓縮后探頭上升過程中，克服果肉和探頭之間的吸引力時所需的作用力；咀嚼性與硬度呈正相關(guān)關(guān)系；回復(fù)性反映的是果肉快速回調(diào)能力.可以發(fā)現(xiàn)，果肉梗硬的 LXF的黏著性、彈性、凝聚性、咀嚼性和回復(fù)性均為 6個品種中最高值（其中，彈性略低于紅蜜，但處于相同水平），而Ogen則表現(xiàn)為最低值，這幾個性狀的最大值與最小值分別相差 3.98、0.91、3.50、46.36和5.00倍.在這6個不同質(zhì)地的甜瓜品種中，津甜、羊角脆和紅蜜 3個品種口感的脆酥程度適宜，它們的硬度在1，437.78～3，047.08，g，黏著性在-6.37～-10.65，g·s，咀嚼性在205.20～520.54，g之間.

表2　6個不同品種的甜瓜果肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)（Ⅰ）Tab.2 Texture parameters of six different varieties of melon flesh（Ⅰ）

表3　6個不同品種的甜瓜果肉的質(zhì)構(gòu)參數(shù)（Ⅱ）Tab.3 Texture parameters of six different varieties of melon flesh（Ⅱ）

通過穿刺法檢測得到脆性和平均硬度兩個質(zhì)構(gòu)參數(shù)，在 6個甜瓜品種間存在顯著性差異，變化趨勢與TPA法一致.口感梗硬的LXF表現(xiàn)出最大的脆性（7.77，N/s）和平均硬度值（4.87，N），分別是最小值Ogen的7.93和9.19倍.而脆酥口感的津甜、羊角脆和紅蜜 3個品種的脆性值和平均硬度值分別在3.10～6.78，N/s及 1.26～2.41，N之間.脆性和硬度是評價甜瓜果實質(zhì)構(gòu)的主要指標，通過計算這兩個參數(shù)的比值，得到津甜、LXF、羊角脆、紅蜜、QuEQ和Ogen依次為 2.81、1.60、2.47、2.46、1.66和 1.85.研究發(fā)現(xiàn)，果肉脆酥、口感最佳的 3個材料比值在2.46～2.81之間.而梗硬口感及較軟口感的果肉比值均較低（1.66～1.85）.

通過剪切法檢測得到平均硬度和最大硬度兩個質(zhì)構(gòu)參數(shù)，在6個甜瓜品種間存在顯著性差異.以這種方法檢測的結(jié)果顯示為羊角脆表現(xiàn)出最高的平均硬度（2.68，kg）和最大硬度（4.97，kg）值，而津甜的平均硬度最低（僅 0.09，kg），Ogen的最大硬度值最低（0.37，kg），但津甜和 Ogen之間無顯著性差異.這個結(jié)果與 TPA法、穿刺法及人為感官鑒定結(jié)果相差較大，尤其是羊角脆的測定值甚至遠高于口感最硬的LXF，該方法暫不適用于甜瓜果肉的質(zhì)構(gòu)評價.

2.3質(zhì)構(gòu)參數(shù)間的相關(guān)性分析

通過TPA、穿刺和剪切3種方法測得的10個質(zhì)構(gòu)參數(shù)之間存在不同程度的相關(guān)性（見表4）.TPA質(zhì)構(gòu)參數(shù)（除彈性外）與穿刺質(zhì)構(gòu)參數(shù)均呈顯著或極顯著相關(guān)；彈性和剪切質(zhì)構(gòu)參數(shù)與其他質(zhì)構(gòu)參數(shù)的相關(guān)性均不顯著.TPA硬度與凝聚性、咀嚼性和穿刺平均硬度呈極顯著正相關(guān)，分別為0.941、0.972和0.993，與黏著性呈極顯著負相關(guān)（-0.969）；黏著性與 TPA參數(shù)（除彈性外）及穿刺參數(shù)均呈極顯著負相關(guān)，其中，與凝聚性的相關(guān)性最強（-0.991）；凝聚性與回復(fù)性的相關(guān)性最大（0.992）；咀嚼性表現(xiàn)出與穿刺平均硬度的相關(guān)系數(shù)最高（0.991）；回復(fù)性與穿刺的脆性呈現(xiàn)最高的相關(guān)性（0.981）；穿刺的平均硬度與 TPA硬度相關(guān)系數(shù)最大（0.993）.用剪切法獲得的平均硬度與剪切最大硬度呈極顯著正相關(guān)（0.991），但這兩個參數(shù)與TPA及穿刺的參數(shù)之間無顯著相關(guān)性.

表4　果實質(zhì)構(gòu)參數(shù)之間的相關(guān)性Tab.4 Relationships between fruit texture parameters

以上結(jié)果表明，TPA硬度、黏著性、凝聚性、咀嚼性、回復(fù)性及穿刺脆性、果肉平均硬度 7個質(zhì)構(gòu)參數(shù)之間具有較為緊密的聯(lián)系，對不同品種甜瓜果肉質(zhì)構(gòu)評價的表現(xiàn)趨勢基本一致，可作為不同品種甜瓜果實特有的質(zhì)構(gòu)特性評價依據(jù).

3　討　論

在 TPA 質(zhì)構(gòu)圖譜中的第 1次壓縮曲線中若是出現(xiàn)兩個峰，則第1個峰值定義為脆性，第2個定義為硬度；若是只有 1個峰值，則定義為硬度，無脆性值.脆性峰值的出現(xiàn)與否和果實的質(zhì)地密切相關(guān)［7，20］.由于不同質(zhì)地的甜瓜果肉在 TPA檢測中極少數(shù)可以檢測出脆性峰值，大部分測試樣品沒有出現(xiàn)明顯的破裂，不能從圖譜中獲得脆性值，故本研究中將TPA測試的脆性峰值這一指標舍去.

本研究中TPA質(zhì)構(gòu)參數(shù)（硬度、黏著性、凝聚性、咀嚼性、回復(fù)性）與穿刺質(zhì)構(gòu)參數(shù)（脆性、平均硬度）均呈顯著或極顯著相關(guān)性，而 TPA彈性與以上參數(shù)均無顯著性相關(guān).通過 TPA法在硬肉桃［8］和蘋果［21］上的研究也表明，果肉黏著性與硬度、凝聚性等質(zhì)構(gòu)參數(shù)值呈顯著的負相關(guān)，凝聚性、硬度、回復(fù)性和咀嚼性參數(shù)值之間有顯著的正相關(guān)性，彈性與其他質(zhì)構(gòu)參數(shù)之間相關(guān)性不顯著.

這3種質(zhì)構(gòu)檢測方法使用不同的探頭，所接觸的果肉部位和面積不同，獲得的參數(shù)對不同果肉質(zhì)構(gòu)的描述亦有較大差異.TPA法檢測時，圓柱形探頭縱向壓縮試樣的橫切面，壓縮過程中，探頭受整個試樣的阻力，此方法檢測為整個樣品的質(zhì)構(gòu)，且檢測指標具有多樣性，可以從不同角度（如硬度、黏著性、咀嚼性、回復(fù)性等）對甜瓜果肉的質(zhì)地進行評價；穿刺法檢測時，針形探頭從甜瓜果肉的中心刺穿，探頭受到果肉局部的阻力，僅檢測了試樣的縱向中心及附近果肉的質(zhì)構(gòu)，且只有該方法可以檢測到甜瓜果肉的脆性；而剪切法檢測時，是用刀具探頭將果肉樣品整個切開，此過程受到果肉整個切面的阻力以及甜瓜汁液的阻力，檢測的是樣品切面及附近果肉的質(zhì)構(gòu)，并且在實驗過程中刀具容易與底槽發(fā)生摩擦，導(dǎo)致誤差增加，認為是在本研究中導(dǎo)致該方法與TPA法、穿刺法及感官鑒定結(jié)果不一致的主要原因之一.

針對不同果實應(yīng)該采用不同的質(zhì)構(gòu)檢測方法.有研究報道，TPA不適合用于描述鮮食冬棗和楊山酥梨的質(zhì)構(gòu)特性，而穿刺能夠準確地反映出冬棗果皮和果肉的質(zhì)地品質(zhì)，剪切曲線則能很好地表征酥梨的脆性等性狀［16，18］.Barrett等［22］對番茄果實的質(zhì)構(gòu)檢測結(jié)果表明穿刺比壓縮更加靈敏，能檢測出細微的差別，且不易受果實的性狀、大小等方面的影響.本研究結(jié)果顯示，對甜瓜果實質(zhì)構(gòu)的測定適合用 TPA和穿刺這兩種方法，而剪切法不能準確地反映甜瓜的質(zhì)構(gòu)特性.

4　結(jié)　論

本研究采用TPA、穿刺和剪切3種方法，對6個不同品種的甜瓜果肉質(zhì)構(gòu)進行了測定及分析，得到以下結(jié)論.

（1）由 TPA獲得的硬度、黏著性、咀嚼性及穿刺獲得的脆性和平均硬度這 5個參數(shù)可以表現(xiàn)出不同類型甜瓜果肉的質(zhì)地差異，所以 TPA和穿刺這兩種方法適用于甜瓜果肉的質(zhì)構(gòu)評價，而剪切法不能準確地反映甜瓜果肉的質(zhì)構(gòu)特性.

（2）TPA 的硬度、黏著性和咀嚼性分別在1，437.78～3，047.08，g、-6.37～-10.65，g·s和205.20～520.54，g之間，穿刺的脆性和平均硬度分別在 3.10～6.78，N/s和1.26～2.41，N之間時，甜瓜果肉表現(xiàn)為脆酥適宜的口感.

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（責(zé)任編輯：田 軍）

Evaluation of the Textural Properties of Melon Flesh by Different Texture Test Methods

Liu Li1，Gao Xing1，Hua Deping2，Liu Xiang1，Li Zhiwen3，Zhang Ping3，Li Sanpei1，Zhang Shaohui1
（1. School of Environmental Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2.School of Life Sciences，Tianjin University，Tianjin 300072，China；3.National Engineering Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products，Tianjin 300384，China）

Textural properties of the flesh of six different melon varieties were investigated by three different textural analysis methods： texture profile analysis （TPA）， puncture and shear， and the correlations were analyzed. The results showed that values of hardness， adhesiveness and chewiness of these six varieties obtained by TPA were 550.82—5，513.39 g， -2.86— -14.25 g·s and 25.83—1，223.21 g， respectively. The values of brittleness and average hardness obtained by puncture were 0.98—7.77 N/s and 0.53—4.87 N， respectively. These five parameters can be used to evaluate textural properties of melon flesh. Correlation analysis indicated there were significant correlation（0.866—0.993）between the textural parameters of TPA（except for elasticity） and puncture value， while shear method cannot characterize the textural properties of melon flesh accurately. Melon flesh showed appropriate crispy characterization when the values of hardness， adhesiveness and chewiness of TPA were 1，437.78—3，047.08 g， -6.37— -10.65 g·s， and 205.20—520.54 g， brittleness and average hardness of puncture were 3.10—6.78 N/s and 1.26—2.41 N， respectively. This study provides theoretical support for melon breeding.

melon；flesh texture；texture profile analysis；puncture；shear

S652.9

A

0493-2137（2016）08-0875-07

10.11784/tdxbz201504020

2015-04-06；

2015-05-20.

天津市應(yīng)用基礎(chǔ)與前言技術(shù)研究計劃重點資助項目（12JCZPJC23300）.

劉 莉（1963— ），女，博士，副教授.

劉 莉，liuli@tju.edu.cn.

網(wǎng)絡(luò)出版時間：2015-07-14. 網(wǎng)絡(luò)出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1127.N.20150714.1514.006.html.