脆肉梨果中实成熟过程中质地性状的变化检测方案(质构分析仪)

王 斐，等：脆肉梨果实成熟过程中质地性状的变化951第8期 果 树 学 报952第33卷 脆肉梨果实成熟过中质地性状的变化 王 斐'，姜淑苓l*，陈秋菊'，欧春青'，张文江2，郝宁宁'，马 力'，李连文' ('中国农业科学院果树研究所·农业部园艺作物种质资源利用重点实验室，辽宁兴城125100；北京市大兴区园林绿化局魏善庄林业工作站，北京102611) 摘要：【目的】探讨脆肉梨成熟过程中不同时期、果实不同部位质地性状的差异和变化规律。【方法】以脆肉梨品种‘华酥'和‘圆黄'为试材，采用食品物性分析仪质地多面分析法(TPA)和穿刺试验，测定果肉脆度、硬度、黏着性、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度等7个质地性状。【结果】各质地性状在梨果实成熟过程中均发生显著变化，而且果实萼部、中部和梗部3个部位的质地性状均存在差异；除黏着性与其他参数间的相关性较差之外，果肉脆度、果肉硬度、度性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度之间均呈极显著正相关。【结论】首次明确了在梨果实成熟过程中各部位质地性状的变化规律，可以为梨适宜采收成熟度的确定提供理论依据。 关键词：梨；质地性状；质地多面分析；穿刺 中图分类号：S661.2 文献标志码：A 文章编号：1009-9980(2016)08-0950-09 Changes in fruit texture of crisp-flesh pear during fruit ripening WANG Fei， JIANG Shuling， CHEN Qiuju'， OU Chunqing， ZHANG Wenjiang， HAO Ningning， MALi'， Li Lianwen (Research Institute of Pomology， CAAS· Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement ofHorticultural Crops， Germplasm Resources Uti-lization， Ministry of Agriculture， Xingcheng 125100， Liaoning， China； Daxing District Gardens Bureau Weishanzhuang Forestry Work Sta-tion， Beijing 10261 1， China ) Abstract：【Objective】Fruit texture is a comprehensive character and also an important part of fruit quali-ty. Traditional evaluation of fruit texture is mainly through taste， which depends on the tester's taste andtouch. Therefore， the results of traditional evaluation are subjective and inconsistent. Texture analyzer cansimulate human teeth chewing and generate texture parameters such as fracurability， hardness， chewiness，springiness， and so on. The results are more accurate and objective， and enable comparable quantitativeevaluations. Many physical and chemical indicators such as sucrose， starch， organic acids， soluble sugars，fructose， soluble solids， vitamin C， chlorophylls，cell wall composition， enzyme activity， and peel metabo-lites vary during fruit maturation， and their changes provide references for judgment of fruit maturity. Butthere is no report about change in fruit texture during pear maturation. This study analyzed the differencesand changes in fruit texture in different parts of pear fruit during fruit maturation. 【Methods】 Fruit textureof two crisp-flesh pear varieties， ‘Huasu’and ‘Wonhwang’， was measured through texture profile analy-sis (TPA) and puncture test using a texture analyzer. Seven fruit texture parameters including fracurabili-ty， flesh hardness， adhensiveness， springiness， gumminess， chewiness and peel hardness were measured.Fruit samples were taken 3， 2 and 1 weeks before and at full maturity. The data of fruit texture were col-lected from three parts of the pear fruit including the calyx end， the middle part and the stem end. In TPAtest， fruit were cut lengthwise into two halves. Cylindrical samples with a height of 0.85 cm and a diameter ( 收稿日期：2 0 1 6-01- 2 0 接受日 期 ：2 0 1 6- 0 3- 3 0 ) ( 基金项目： “十二 五” 国 家 科技支撑计 划 项目( 2 0 1 3 BAD01B04 - 2 3 ) ；中国 农 业科学院科技创 新 工 程 ；辽宁省果 树 产业技术 体 系专项(L N GS - CYTX - 15- X)；辽宁省科技支撑计划 课 题 (2 014 00176) ) ( 作者简介：王斐 ， 女，副 研 究 员 ，硕士，主要 从 事果 树 育种研究。 Te l：0429-359 8 4 5 6，E- ma il：wan g fei@caa s.cn ) ( *通信作 者 Au t h or for correspo nd ence . T e l： 04 29-359 8 123，E-ma i l： jshling@ 16 3 . co m ) of 1.0 cm were sliced from the calyx end， the middle part and the stem end to test fracurability， flesh hard-ness， adhensiveness， springiness， gumminess and chewiness. Testing was conducted with a test speed of30 mm min ， a deformation of 60%， and a trigger force of 1.0 N. Ten fruit were tested for each variety，and the calyx end， the middle part and the stem end of each fruit were tested twice. In the puncture test，the probe with a diameter of 6.0 mm was used to test peel hardness. Tests were carried out with a testspeed of 60 mm·min， a trigger force of 1.0 N， and test distance of 1.0 cm. Ten fruit were tested for eachvariety， and the calyx end， the middle part and the stem end of each fruit were tested twice. 【Results】 Allthe fruit texture parameters changed significantly during fruit maturation. Fracurability， flesh hardness，springiness， gumminess and chewiness gradually decreased with fruit maturation. But the change patternsof adhensiveness and peel hardness were not consistent between varieties. At the same maturity stage， fra-curability， flesh hardness， springiness， gumminess and chewiness in ‘Wonhwang’were higher than in‘Huasu’at the same fruit parts. Adhensiveness in ‘Wonhwang’ had no significant difference with that in‘Huasu’at the stage of 3 weeks before full maturity， but were higher from 2 weeks before full maturity inthe same parts. Flesh hardness in the middle part of ‘Wonhwang’was higher than that of ‘Huasu’， but inthe other two parts， it had no significant difference between cultivars. Fruit texture at the calyx end， themiddle part and the stem end of the fruit were different. The orders of fracurability， flesh hardness， gummi-ness and chewiness in different parts of pear fruits were calyx end > middle part > stem end. The distri-bution of adhensiveness in the whole fruit was relatively uniform and there were no significant differencesin the three different parts. Springiness in the calyx end was higher than in the middle part and the stemend of the fruit， and it had no significant difference in the middle part and the stem end of the fruit. Thedistribution of peel hardness in pear fruit varied between varieties. The order of springiness was calyxend> middle part > stem end in ‘Huasu’， and was middle part > calyx end> stem end in‘Won-hwang’. Correlation analysis of the all the texture parameters showed that fracurability， flesh hardness，springiness， gumminess， chewiness and peel hardness had significant positive correlations， but the correla-tion between adhensiveness and the other parameters was poor. 【Conclusion】 Fruit texture is an importantcharacter related to pear fruit quality and also an important character for fruit maturity judgment. Thiswork tested the changes in fruit texture in different parts of pear fruit during fruit maturation. The changepatterns of different fruit texture parameters were shown， and fruit texture differences at different parts ofpear fruit and different maturation stages were highlighted. The results can provide basis for determinationof the optimum harvest period of crisp-flesh pears. Key words： Pear； Fruit texture； Texture profile analysis； Puncture test 果实质地是一个综合性状，是果实品质的重要组成部分。传统评价果实质地主要通过品尝的方法，靠人的口感和触觉来感知，主观性强，评价差异大"。食品物性分析仪能够模拟人的牙齿咀嚼食物，获得脆度、硬度、且嚼性、弹性等质地参数，不仅使质地参数的评价内容更加丰富，而且能够避免人为因子的干扰，使评价结果更为客观，同时使评价结果得以量化、更具可比性2-3。国外利用食品物性分析仪开展相关研究起步较早而且研究比较深入，在苹果、草莓、桃、香蕉、柑橘等水果4-7，奶酪、米饭、土豆10 和肉类等方面均有相关报道。近些年国内利用食品物性分析仪也开展了质地性状相关研究，通过果肉多面分析(TPA)和穿刺测验(puncture test)，对果"1-13)梨14-16)、桃、葡萄18枣119-20)西瓜、枇杷、杨梅²?等果品的质地性状进行研究，但研究的内容主要集中在采后以及贮藏过程中果实质地性状的差异和变化，关于果实成熟过程中质地性状的变化规律研究未见报道。梨果实成熟过程中，内部各种内含物、营养物质等理化指标都发生变化，如总糖、还原糖、淀粉、有机酸、可溶性糖、蔗糖、果糖、可滴定酸、 可溶性固形物含量、果实硬度、维生素C含量、叶绿素含量、细胞壁组分、水解酶活性、果皮代谢物等123-301在不同成熟度的含量均存在差异，各指标在成熟过程中的变化规律可以为梨果实成熟度的量化提供参考。质地性状是梨果实品质的一个重要指标，也是判断果实成熟度的重要性状，本研究采用食品物性分析仪对采前不同成熟度的梨果实进行质地性状测 PJI1 /I 1.1 材料 试验于2015年在中国农业科学院果树研究所梨育种实验园进行。试材为脆肉型梨品种‘华酥'和‘圆黄’，均为以杜梨为砧木的10 a生高接树，栽植行株距为4m×2m，采用小冠疏层形整形，树体生长健壮，试验期间正常栽培管理。试验园土壤为棕壤土，有机质含量0.8%、pH 6.8。 采样时期包括采前4个时期，分别为成熟前3周(S1)(‘华酥'7月20日、圆黄'7月29日)、成熟前2周(S2)(‘华酥7月27日、圆黄'8月5日)、成熟前1周(S3)(‘华酥’8月3日、圆黄'8月13日)和成熟期(S4)(‘华酥’8月10日、圆黄'8月19日)。从树冠外围和内堂随机摘取无病虫的果实，并立即运回实验室，进行测定。 1.2 方法 采用美国FTC公司TMS-PRO食品物性分析仪对果实质地性状进行测定。 TPA试验参考潘秀娟等""的方法，沿果梗将果实纵切为两半，用内径为1cm的打孔器分别从果实中部(M)、萼部(C)和梗部(S)打孔取羊，用宽度为8.5 mm的双刀切取中部小圆柱体作为试样，用于测定果肉脆度、硬度、黏着性、弹性、胶黏性和咀嚼性。 部(赤道附近)(M)、萼部(C)和梗部(S)测试果皮硬度，参数设置为：测试速度60 mm·min '，起始力1N，测试距离10 mm。每个品种测试10个果实，每个果实中部、萼部和梗部分别测试2次。 1.3 数据统计 数据处理用 SPSS18.0软件进行参数间的相关性分析，用DPS数据分析软件进行统计分析，Dun-can 新复极差法检验差异显著性。 2 结果与分析 2.1 脆度的变化 由图1可以看出，梨果肉脆度随着成熟度的增加而逐渐降低，在测定的前3个时期，相同部位的果肉脆度均有显著差异，但成熟前1周和成熟期的差异基本不显著。在同一成熟度，‘圆黄'各部位的脆度均显著高于‘华酥’。综合分析2个品种，果实不 品种及果实部位 Different varieties and parts of the fruits M. 中部；C.夢部；S.梗部。柱上不同字母表示处理间差异达5%显著水平。下同。M. Middle part； C. Calyx end； ；S. Stem end. Different letters above the bars mean significant difference among treatments at P <0.05. The same below. 图1 梨果实在成熟过程中脆度的变化 Fig. 1 Changes in fracturability during fruit ripening 同部位的脆度存在差异，依次为：萼部>中部>梗部，成熟度越低差异越显著，到了果实成熟期，3个部位的脆度差异不显著。 2.2 果肉硬度的变化 果肉硬度的变化与脆度相似，随着成熟度的增加而逐渐降低，同样，在测定的前3个时期，相同部位的果肉硬度存在显著差异，而成熟前1周和成熟 期的差异基本不显著。在同一成熟度，‘圆黄’各部位的果肉硬度均显著高于‘华酥'。综合分析2个品种，果实不同部位的果肉硬度存在差异，依次为：萼部>中部>梗部，在成熟前3周，萼部的果肉硬度显著高于其他2个部位，但随着成熟度的增加，差异的显著性降低，到果实成熟期，各部位果肉硬度的差异基本不显著(图2)。 有又 黏着性反映了咀嚼果肉时，果粒对上腭、牙齿、舌头等接触面黏着的性质。由图3可知，不同品种在果实成熟过程中黏着性的变化规律不同，在成熟前3周黏着性最低，‘华酥’果实各部位的黏着性在成熟前2周达到最高，然后随着成 热度川P；IIIJ 因类木术大中口氽口着性从成熟前2周至成熟期一直较高，成熟前1周的黏着性显著低于其他2个时期。在成熟前3周，‘圆黄'果实各部位的黏着性与‘华酥’没有显著差异，但从成熟前2周开始，各部位的黏着性均显著高于‘华酥'。综合分析2个品种，果实不同 品种及果实部位 Different varieties and parts of the fruits 图3 梨果实在成熟过程中黏着性的变化 Fig. 3 Changes in adhensiveness during fruit ripening 部位的黏着性没有显著差异，整个果实的黏着性比较均匀一致。 2.4 弹性的变化 弹性为样品经过第1次压缩以后能够再恢复的程度。由图4可知，梨果肉弹性随着成熟度的增加而逐渐降低。在成熟前3周和前2周2个时 期，‘圆黄'各部位果肉弹性均显著高于‘华酥’，但从成熟前1周至成熟期，各部位果肉弹性与‘华酥'没有显著差异。综合分析2个品种，果实萼部果肉弹性高于其他2个部位，成熟度越低差异越显著，到果实成熟期，各个部位的弹性基本没有显著差异。 品种及果实部位Different varieties and parts of the fruits 图4 梨果实在成熟过程中弹性的变化 Fig. 4 Changes in springiness during fruit ripening 胶黏性反映了果肉在持续咀嚼过程中的黏稠度叫。由图5可知，梨果肉胶黏性随着成熟度的增加而逐渐降低，各部位的胶黏性在测定的前3个时期均有显著差异，但成熟前1周和成熟期差异不显著。在同一成熟度，‘圆黄'各部位的胶黏性均显著高于‘华酥’。综合分析2个品种，果实不 同部位的胶黏性存在差异，依次为：萼部>中部>梗部，在成熟前3周，果实萼部胶黏性均显著高于其他2个部位，随着成熟度的增加，萼部胶黏性与其他2个部位的差异显著性逐渐降低，到果实成熟期，各部位的胶黏性差异不显著；果实中部和梗部果肉的胶黏性在果实成熟过程中的差异不显著。 品种及果实部位Different varieties and parts of the fruits 图5 梨果实在成熟过程中胶黏性的变化 Fig.5 Changes in gumminess during fruit ripening 2.6 咀嚼性的变化 咀嚼性反映咀嚼果肉到可以吞咽时需要的能量。由图6可知，果肉咀嚼性随着成熟度的增加也呈现逐渐降低的趋势。‘圆黄'果实各部位的咀嚼性 均显著高于‘华酥'。综合分析2个品种，果实各部位咀嚼性存在差异，依次为：萼部>中部>梗部，成熟度越低，萼部果肉咀嚼性与其他2个部位的差异越显著，随着成熟度的增加，差异显著性逐渐降低， Different varieties and parts of the fruits 图6 梨果实在成熟过程中咀嚼性的变化 Fig. 6 Changes in chewiness during fruit ripening 他2个部位的果皮硬度与‘华酥'差异不显著。综合分析2个品种，果实各部位果皮硬度存在差异，果实梗部的果皮硬度最小；‘华酥'果实不同部位果皮硬度依次为：萼部>中部>梗部，而‘圆黄’果实不同部位果皮硬度依次为：中部>萼部>梗部(图7)。 果实中部与梗部果肉咀嚼性的差异不显著。 2.7 果皮硬度的变化 随着成熟度的增加，果皮硬度变化的规律性不一致，但总体呈现逐渐降低的趋势。圆黄'果实中部的果皮硬度在成熟过程中均显著高于‘华华’，但其 2.8 各质地参数间的相关性 相关分析表明，梨果肉脆度、果肉硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度之间均呈极显著正相关；黏着性仅与咀嚼性之间呈极显著负相 关，与弹性呈显著负相关，而与其他参数间的相关性较差(表1)。表明除果肉黏着性之外， TPA和穿刺检测2种方法获得的果实质地性状间的关系密切。 表1梨果实质地参数间的相关系数 Table1 Correlation coefficients among the flesh texture parameters in pear 脆度 果肉硬度 黏着性 弹性 胶黏性 咀嚼性 果皮硬度 Fracurability Flesh hardness Adhensiveness Springiness Gumminess Chewiness Peel hardness 脆度 1.000 Fracurability 果肉硬度 0.943 1.000 Flesh hardness 黏着性 -0.066 0.019 1.000 Adhensiveness 弹性 0.742 0.725 -0.113 1.000 Springiness 胶黏性 0.873 0.899 -0.087 0.822 1.000 Gumminess 咀嚼性 0.835 0.848 -0.122 0.914 0.963 1.000 Chewiness 果皮硬度 0.541 0.544 0.030 0.472 0.495 0.493 1.000 Peel hardness *P<0.05，**P<0.01。 3 讨i论 果实质地是果实品质的重要指标。本研究发现脆肉型梨果实脆度、果肉硬度、黏着性、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度等质地性状在梨果实成熟过程中发生显著变化，而且果实萼部、中部和梗部3个部位的质地性状均存在差异。果实成熟过程中各种指标发生变化，掌握各指标的变化规律是确定适宜采收成熟度的基础。适宜的采收成熟度对果实品质和贮藏性有重要影响132-34)，王学苾等135、王志华等1361李振如等7从淀粉含量、呼吸强度、丙二醛含量、果肉硬度、可溶性固形物含量、可滴定酸含量、种子颜色指数等指标开展了梨果实成熟度研究，但果实质地性状与果实成熟度的关系研究未见报道。与其他品质指标相比，果实质地能够直接反应果实的口感，是果实品质的重要性状。本研究明确了梨果实质地性状在成熟过程中的变化规律及其在果实各部位的差异，可以为果实成熟度的确定提供新的判断标准。王燕霞等I161对14个梨品种的质地性状进行了比较研究，提出不同品种间各质地性状存在差异，这与本研究的结果一致，因此，不同品种适宜成熟度的确定应该有针对性地开展研究，在此基础之上，结合理化指标，最终确定适宜成熟度，并形成标准。 本研究采用用品物性分析仪通过 TPA 和穿刺2种方法，对2个脆肉梨品种采前不同成熟度的果实质地性状进行测定和分析，发现果肉脆度、果肉硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度之间均呈极显 著正相关，而王燕霞等以成熟期14个梨品种为试材，发现果肉弹性与其他参数之间的相关性均不显著，孟陆丽等以贮后货架期的5个梨品种为试材，发现弹性与其他参数间的相关系数较低。分析后推测研究试材的不同可能是导致部分结果不一致的原因。因此，在开展梨采前不同成熟度果实质地性状的研究中，果肉脆度、果肉硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度可以作为重要参数。 果实成熟期和成熟前1周，‘华酥'梨果实各部位质地参数没有显著差异，而‘圆黄'梨果实各部位除了弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度没有显著差异外，脆度、果肉硬度和黏着性均随着成熟度地增加而显著降低，因此，根据果实质地性状判断最适采收期，应因品种不同制定相应标准。此外，果实质地性状直接反应的是果实的口感，在确定品种最适采收期时还应该结合其他指标，通过果实成熟过程中综合指标的变化来制定不同品种最适的采收标准和确定最适采收期。 4 结车i论 各质地性状在梨果实成熟过程中均发生显著变化，其中果肉脆度、硬度、弹性、胶黏性和咀嚼性均随着成熟度的增加呈现逐渐降低的趋势，而黏着性和果皮硬度的变化规律与品种关系密切。果实萼部、中部和梗部3个部位的质地性状存在差异，但随着成熟度的增加各部位质地性状的差异性逐渐减小。除黏着性与其他参数间的相关性较差之外，果肉脆 度、果肉硬度、弹性、胶黏性、咀嚼性和果皮硬度之间均呈极显著正相关，可以作为开展采前不同成熟度果实质地性状研究的重要参数。 ( 参考文献 R e f erences： ) ( [ 1 ] 高海生，贾艳茹 ， 魏建梅，冉辛拓，乐 文 全.用物性分析仪检测鸭梨和京白 梨 果实采后质地的变 化 J]. 园艺学 报，201 2，3 9 (7)：1 359- 1 3 64. 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