基于質地多面分析法對不同蘋果品種果肉質構特性的分析

楊 玲，張彩霞，叢佩華,*，程 云，王 強

（1.中國農業科學院果樹研究所，農業部園藝作物種質資源利用重點實驗室，遼寧 興城 125100；2.聊城市林業局果樹技術站，山東 聊城 252000）

基于質地多面分析法對不同蘋果品種果肉質構特性的分析

楊 玲1，張彩霞1，叢佩華1,*，程 云2，王 強1

（1.中國農業科學院果樹研究所，農業部園藝作物種質資源利用重點實驗室，遼寧 興城 125100；2.聊城市林業局果樹技術站，山東 聊城 252000）

為了細致研究“華紅”蘋果貯藏期間果肉質地變化和不同蘋果品種質構特性差異，本實驗以套袋和未套袋“華紅”蘋果為試材，應用質地多面分析法定期測定貯藏期間果肉質地參數；以及以不同熟期“華紅”、“華蘋”、“寒富”、“紅星”、“嘎拉”、“津輕”為試材，比較不同蘋果品種果肉質地品質差異，同時分析各質地參數之間相關性。“華紅”套袋和未套袋果肉質地參數在常溫貯藏過程中變化趨勢基本一致，且未套袋果肉的各項質地參數稍高于套袋的。硬度呈下降趨勢，在黏附性、內聚性、彈性、咀嚼性、回復性方面，貯藏0 d的果實與48 d相比稍有升高。“華紅”果肉貯藏期間質地參數變化相關性和6 個蘋果品種之間質地參數相關性有相似處，內聚性與彈性、回復性、咀嚼性都呈正相關，彈性與回復性、咀嚼性都呈較好地正相關，回復性與咀嚼性呈較好的正相關。不同的是，“華紅”果肉硬度與黏附性、內聚性呈負相關，而不同品種之間果肉硬度與內聚性、彈性、回復性、咀嚼性呈高度正相關。不同品種之間各質地參數也進行了量化比較。綜上說明本實驗選用的P5探頭測定的果肉內聚性、彈性、回復性、咀嚼性能反映“華紅”果肉質地變化規律，適用于蘋果果肉質地品質的客觀評價。硬度、內聚性、彈性、回復性、咀嚼性質地參數中的一項或多項可以作為評價“華紅”果肉質地和比較這6 個蘋果品種果肉質地差異性的重要參數。

蘋果；“華紅”蘋果；品種；果肉；質地多面分析法；質構特性

蘋果果實從發育、成熟到采后經歷了一系列復雜的生理生化過程如色澤、風味、內含物質等的變化[1]，其中質地改變是果實發育、成熟和采后最顯著的變化，是果實采收和貯藏運輸過程中品質評價的重要指標。果實質地也是衡量果實品質的重要指標，被廣泛用來表示食品的組織狀態、口感、美味感覺等。質構儀檢測是一種目前應用較多的評價食品質地的有效方法，它通過模擬人口腔咀嚼運動，對測試樣品進行兩次壓縮，用力學法來模擬食品質地的感官評價，可實現一次測得一系列質地相關指標，如硬度、黏附性、內聚性、彈性、咀嚼性、脆性等[2-4]。

質構特性是反映與力學特性有關的果實物理性狀，所測定的指標在一定程度上能反映果實的質地特性和組織結構的變化，可以評價不同品種和不同時期果實的質地品質。國內外已將質地多面分析法（texture profile analysis，TPA）應用于面包、水果、面條、酸奶、肉類等[5-14]，目前也逐漸開展對果蔬類如葡萄、香蕉、蘋果、甜櫻桃、楊梅、桃、梨等的質地特性研究[15-18]。近年來，對蘋果質構特性的研究多集中于測試不同因素對質地參數的影響[19-23]，而對不同蘋果品種間的質地分析較少。“華紅”為中晚熟蘋果品種，具有果肉肉質細脆、汁液多、風味酸甜濃郁等特點；“華蘋”和“華紅”相似，但比“華紅”成熟稍早。“寒富”蘋果為晚熟蘋果品種，果肉酥脆、耐貯藏；“紅星”為中晚熟品種，果肉松脆；“嘎拉”果肉細嫩甜脆、致密，不耐貯藏；“津輕”果肉質細松脆不耐貯藏。以上6 個品種為晚熟、中熟、早熟品種的代表，果肉硬度、風味、適口感等也不同。本實驗選用未套袋和套袋“華紅”蘋果為材料，進行果肉貯藏過程中TPA測試研究，分析比較套袋和未套袋果肉質地參數的差異性，并驗證TPA評價“華紅”蘋果果肉質地品質的有效性；選用不同成熟期、質地和風味的蘋果品種（早熟品種“津輕”和“嘎拉”、中晚熟品種“紅星”、新品種“華蘋”、晚熟品種“寒富”和新品種“華紅”蘋果）為材料，探索評價不同蘋果品種果實質地狀況差異的最佳評價參數，并分析各質地參數之間相關性。

1 材料與方法

1.1 材料

“華紅”蘋果果實于2013年采自遼寧省葫蘆島市雙樹鄉果園，于果實九成熟時適時采收，選取樹冠中部外圍大小均勻、成熟度相近的無病蟲害套袋和未套袋果實，隨機采摘九成熟果實各70 個，從中分別選取大小均勻、形狀相近的果實共35 個作為實驗果。于室溫條件下貯藏。分別在果實貯藏0、8、16、24、32、40、48 d時取樣測試，每次隨機取樣5 個果實用于質地參數測定。每個果實切取2 cm×2 cm×2 cm大小的4 塊果肉，共重復20 次。未套袋處理的不同品種“寒富”、“華蘋”、“紅星”、“嘎拉”、“津輕”采于遼寧省興城市果園，每個品種九成熟時隨機采摘大小相近10 個果實，從中選取5 個果實正反面于采摘當天測試，共重復10 次。

1.2 儀器與設備

TMS-PRO食品物性分析儀 美國FTC公司。

1.3 果肉質構分析

果肉置于質構儀平板上，然后用圓柱形探頭（直徑為5 mm）對蘋果果肉進行TPA測試。測試參數為測前速率60 mm/min，測試速率60 mm/min，起始力2 N，果肉形變10%，測定參數為果肉硬度、黏附性、內聚性、彈性、回復性、咀嚼性。其質地特征曲線見圖1。

圖1 蘋果果肉TPA質地特征曲線Fig.1 Typical TPA curve of apple fl esh

硬度為第1次擠壓樣品時所達到的壓力峰值/N；內聚性指第2次擠壓循環的正峰面積（A2）同第一次擠壓循環的正峰面積（A1）比值；回復性指第1次循環回程做功（A4）與第一次循環擠壓做功（A5）的比值；黏附性為第1次返回過程中曲線的負面積表示（A3）/（N·mm）；彈性指在第1次擠壓結束后，第2次擠壓開始前樣品回復的高度/mm；與第2次壓縮達峰值時所經歷的時間ΔT1（ΔT＝T3-T2）成正比，與第1次壓縮達峰值時所經歷的時間T1成反比。咀嚼性為硬度、內聚性、彈性三者的乘積/mJ。

1.4 數據處理

實驗數據采用Excel 2003進行作圖，用SPSS 17.0進行相關性分析，用Duncan’s多重比較法進行數據差異顯著性分析。

2 結果與分析

2.1 “華紅”蘋果果肉各項質地參數在常溫貯藏過程中的變化規律

2.1.1 “華紅”蘋果果肉硬度和黏附性變化規律

圖2 “華紅”蘋果果肉硬度（a）、黏附性變化（b）Fig.2 Changes in hardness (a) and adhesiveness (b) during storage of“Huahong” apple fl esh

果肉硬度指果肉受力達到一定形變時所必須的力，感官上指牙齒擠壓樣品的力量值。如圖2a所示，套袋和未套袋果實硬度在常溫貯藏過程中變化趨勢相似，都呈下降趨勢。未套袋處理的果實果肉硬度始終稍高于套袋處理的，隨著貯藏時間的延長，24 d后套袋處理的果肉硬度比未套袋處理的下降快。與0 d時相比，貯藏48 d未套袋果肉硬度下降了0.33 倍，套袋果肉硬度下降了0.59 倍。套袋果肉硬度明顯的比未套袋的下降快，這說明未套袋果實的果肉貯藏性能優于套袋果實的，這與前人研究結果一致[24-26]，這也充分說明了TPA測試能很好的反映“華紅”蘋果果肉硬度在常溫貯藏過程中的變化規律。

果肉黏附性為克服果肉表面同探頭表面接觸之間的吸引力所需要的能量。如圖2b所示，未套袋果實和套袋果實的果肉黏附性在貯藏過程中變化趨勢相似，總體上都呈上升趨勢。套袋處理的果肉黏附性在前8 d稍高于未套袋處理的，48 d時套袋處理的果實黏附性低于未套袋處理的。說明未套袋果實貯藏后期果肉黏附性優于套袋果實的。

2.1.2 “華紅”蘋果果肉內聚性和彈性變化規律

圖3 “華紅”蘋果果肉內聚性（a）、彈性（b）變化Fig.3 Changes in cohesiveness (a) and springiness (b) during storage of“Huahong” apple fl esh

內聚性是指果肉抵抗牙齒咀嚼所表現出來的樣品的內部收縮力，它具有使果肉保持完整性的特點，體現了細胞分子之間結合力的大小。如圖3a所示，未套袋和套袋處理的果肉內聚性變化趨勢大致相同，呈先升高后下降趨勢，0～48 d總體上呈稍升高趨勢。未套袋的果肉內聚性升高了0.38 倍，套袋升高了0.24 倍，未套袋處理的果肉內聚性在24 d前和套袋處理的相差不大，此后未套袋處理的比套袋處理的略高。這說明在貯藏過程中，未套袋處理的比套袋處理的果肉更具有完整性。

果肉彈性感官上指人牙齒碾磨果肉的力度，它反映了果肉的組織結構狀況和細胞分子間結合力的大小。如圖3b所示，套袋和未套袋處理采后變化趨勢相似，呈現先升高后下降趨勢，0～48 d總體上呈稍微升高趨勢，未套袋果實彈性升高了0.24 倍，套袋果實彈性升高了0.11 倍。且未套袋果肉在貯藏過程中比套袋果肉彈性稍高，在貯藏至24 d后套袋果肉彈性較未套袋果肉下降快，這說明未套袋果肉彈性在貯藏過程中維持的比套袋的好。由以上結果可知，未套袋和套袋果肉內聚性和彈性在貯藏過程中變化規律相似。

2.1.3 “華紅”蘋果果肉咀嚼性、回復性變化規律

圖4 “華紅”蘋果果肉回復性（a）、咀嚼性（b）變化Fig.4 Changes in resilience (a) and chewiness (b) during storage of“Huahong” apple fl esh

果肉回復性是在第1次壓縮過程中果肉樣品回彈的能力，為第1次壓縮循環過程中返回樣品所釋放的彈性能（A4）與壓縮時探頭的耗能（A5）之比。如圖4a所示，未套袋果實果肉回復性與套袋果肉回復性在貯藏過程中變化趨勢一致，都是先升高后下降。套袋果實果肉回復性在24 d后下降比未套袋果實快，與0 d時相比，貯藏48 d未套袋果實回復性呈稍微升高趨勢，比0 d升高了0.20 倍；而套袋果實果肉回復性變化不大。未套袋果肉回復性比套袋的稍高，這說明了未套袋果肉在貯藏過程中抵抗外界壓力的能力比套袋的強。

果肉咀嚼性為牙齒咀嚼果肉成穩定狀態時所需要的能量。如圖4b所示，未套袋“華紅”果肉和套袋果肉咀嚼性變化趨勢總體一致，呈先升高后下降的趨勢。在貯藏前24 d都呈稍微升高趨勢，24 d后套袋果肉咀嚼性比未套袋的下降快，未套袋果肉咀嚼性48 d比0 d時稍微升高，為0 d時的0.39 倍；套袋果肉咀嚼性48 d時和0 d比變化不大，而且在貯藏過程中未套袋果肉的咀嚼性比套袋果肉的高。以上結果說明套袋的比未套袋的果肉軟化快，口感下降快，貯藏性較未套袋果實稍差。

由以上結果可知，未套袋和套袋果實咀嚼性與回復性在貯藏過程中變化規律相似。

2.1.4 “華紅”蘋果果肉TPA測試各項質地參數間的相關性

“華紅”蘋果果肉質地多面性分析參數變化的相關性如表1所示，硬度與黏附性呈極顯著負相關（r為-0.674），與內聚性呈顯著負相關（r為0.583），說明了“華紅”果肉硬度越大，與探頭的黏附作用越小，果肉內部收縮力越小。果肉內聚性與彈性呈極顯著正相關（r為0.906），內聚性與回復性、咀嚼性呈顯著正相關（r分別為0.614和0.647），彈性與回復性、咀嚼性呈極顯著正相關（r分別為0.845和0.878）。而果肉內聚性、彈性、回復性、咀嚼性均與果肉細胞分子間結合力大小及組織結構有關，綜合體現了人牙齒對于果肉的觸覺感，并具有保持果實完整的特性，這說明了內聚性、彈性、回復性、咀嚼性均能很好反映“華紅”果肉質地屬性。綜合分析說明硬度、黏附性、內聚性、彈性、回復性、咀嚼性中的一項或多項可以作為評價“華紅”蘋果果肉質構特性的重要參數，適用于“華紅”蘋果貯藏品質的客觀評價，為“華紅”蘋果貯藏保鮮奠定基礎。

2.2 不同蘋果品種果肉TPA質地參數

圖5 不同蘋果品種各項質地參數比較Fig.5 Comparison of TPA parameters of different apple varieties

TPA測試實現了蘋果各品種間質地品質由感官到量化的比較。由圖5可知，不同蘋果品種果肉硬度不同，“紅星”與最小“嘎拉”的硬度有顯著性差異，“津輕”次之，“華紅”、“華蘋”、“嘎拉”、“寒富’硬度沒有顯著性差異；“嘎拉”黏附性與其他5 個品種有顯著性差異，“紅星”內聚性、彈性、咀嚼性與其他5 個品種有顯著性差異，“寒富”、“華紅”、“華蘋”、“嘎拉”、“津輕”這5 個品種間除回復性外差異都不顯著，說明“紅星”蘋果在剛采后果肉堅實度較大、結構較致密。

表2 不同蘋果品種TPA質地參數之間的相關性Table2 Correlation among TPA parameters of different apple varieties

“寒富”、“華紅”、“華蘋”、“紅星”、“嘎拉”、“津輕”6 個蘋果品種在采后0 d時果肉質地參數之間相關性如表2所示，果肉硬度與內聚性、彈性、回復性、咀嚼性呈極顯著正相關（相關系數r分別為0.932、0.897、0.927和0.914），說明蘋果果肉硬度越大，其內聚性、彈性、回復性和咀嚼性越大；內聚性與彈性、咀嚼性呈極顯著正相關（r分別為0.980和0.987），與回復性呈顯著正相關（r為0.832），它們均與果肉的組織細胞間結合力的大小、果肉致密度有關，具有保持果肉完整的性質；彈性和咀嚼性呈極顯著正相關（r為0.999），此外彈性與回復性呈較好相關性（r為0.756），回復性與咀嚼性呈較好的相關性（r為0.784）。綜上所述，硬度、內聚性、彈性、咀嚼性、回復性5 個質地參數兩兩之間相互呈顯著正相關。這說明了硬度、內聚性、彈性、回復性、咀嚼性5 個質地參數指標中的一項或多項能區分這6 個不同蘋果品種果肉質地的差異性，可以作為評價這6 個蘋果品種質地差異性的重要參數。

3 結論與討論

果實質地特性是決定其口感好壞的重要因素，因此研究表征果實質地品質的參數從而反映果實品質具有重要意義。宋肖琴等[27]用P5探頭測得的枇杷果實凝聚性、彈性、回復性、咀嚼性可靈敏反映果實較細微的質地變化差異，TPA測試也可很好反映枇杷、葡萄、桃等的貯藏期間質地變化規律[27-29]。本實驗“華紅”蘋果果肉質地未套袋和套袋在常溫貯藏期間硬度、黏附性、內聚性、彈性、回復性、咀嚼性變化趨勢基本一致，且未套袋的比套袋的都稍高，尤其是24 d后差異明顯，說明這些質地參數均能細致區分“華紅”果肉內部質地特性。綜合以上表明質地多面性分析（TPA測試）P5探頭所測“華紅”果肉質地參數能客觀、靈敏地反映蘋果果肉的質構特性，并且能夠細致區分不同處理間質地參數間差別。

“華紅”果肉硬度在貯藏過程中呈下降趨勢，而內聚性、彈性、回復性48 d與0 d相比相差不大或稍有升高，這似乎與“華紅”果實在貯藏過程中果實軟化，質地不斷下降相矛盾；可能與貯藏過程中在多聚半乳糖醛酸酶和果膠甲酯酶的作用下，果實細胞壁逐漸降解、細胞變圓、原果膠由成熟前呈不溶狀態到成熟后降解為可溶性果膠[30-32]；另一方面在貯藏過程中果肉失去自由水，果肉致密程度也增大，這些導致了內聚性、彈性、回復性在短期的常溫貯藏過程中值有所增加。未套袋蘋果的咀嚼性稍有升高，套袋的咀嚼性下降，這可能由于果實常溫貯藏過程失水導致的果實分子間致密程度增大，未套袋果肉質地品質下降慢，所以出現了咀嚼性升高，而套袋果實質地品質下降快，咀嚼性也有下降；這充分說明了P5探頭更適合細致測量果肉內部質地特性。另外本實驗所測脆性數據時有時無，無法獲得完整數據，而膠黏性由于只適用于半固體食品，而蘋果為固體食品，所以這兩個指標不適用于本實驗質構特性分析。

分析“華紅”果肉貯藏期質地參數變化和不同品種間果肉質地參數之間相關性，內聚性與彈性、回復性、咀嚼性呈正相關，彈性與回復性、咀嚼性都呈很好的正相關，回復性與內聚性、彈性呈較好正相關。這說明內聚性、彈性、回復性、咀嚼性能很好反映“華紅”蘋果果肉質地變化及細致反映不同蘋果品種果肉質地差異性。“華紅”由于常溫貯藏中果肉黏性物質增多，“華紅”的果肉硬度與黏附性、內聚性呈負相關，而不同蘋果品種間硬度與內聚性、彈性、回復性、咀嚼性呈高度正相關，說明硬度可以作為區分6 個不同蘋果品種果肉質地差異性的重要參數，能反映出該品種果肉的內聚性、彈性、回復性以及咀嚼性的大小。潘秀娟等[33]研究4 項參數黏著性、凝聚性、回復性、咀嚼性可以比較“嘎拉”和“富士”質地差異，田海龍等[34]研究硬度、彈性、凝聚性、咀嚼性、回復性作為評價葡萄果肉質地參數的主要指標。綜上說明硬度、內聚性、彈性、回復性、咀嚼性5 項質地參數中的一項或多項可以作為評價“華紅”果肉質地和區分6 個不同蘋果品種質構特性差異的重要參數。

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Texture Parameters of Different Apple Varieties’ Flesh as Measured by Texture Prof i le Analysis

YANG Ling1, ZHANG Cai-xia1, CONG Pei-hua1,*, CHENG Yun2, WANG Qiang1
(1. Key Laboratory of Biology and Genetic Improvement of Horticultural Crops (Germplasm Resources Utilization), Ministry of Agriculture, Research Institute of Pomology, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Xingcheng 125100, China; 2. The Fruit Technology Station of Forestry Bureau of Liaocheng, Liaocheng 252000, China)

The objective of the study was to investigate the change in texture properties of “Huahong” apple and five other varieties during storage. The texture properties of bagged and non-bagged “Huahong” apple flesh were examined regularly during storage by texture prof i le analysis with a texture analyzer, and six apple varieties, “Huahong”, “Hanfu”,“Huahong”, “Huaping”, “Starking”, “Gala”, and “Tsugaru” were compared for their differences in fl esh texture at different maturity stages. Meanwhile, correlation analysis was carried out among the texture parameters. The texture properties of“Huahong” apple (bagged and non-bagged) fl esh had similar changing trend during storage at ambient temperature, and the texture properties of non-bagged “Huahong” apple fl esh were a little higher than those of the bagged apple fl esh. The hardness showed a decreasing trend; the cohesiveness, springiness, resilience, adhesiveness, and chewiness before storage were slightly higher than those observed after 48 d storage. Similar correlations among texture properties were observed for all the seven varieties. The cohesiveness had a positive correlation with springiness, resilience and chewiness; the springiness displayed a positive correlation with resilience and chewiness; and the resilience was positively correlated with chewiness. The hardness of “Huahong” apple fl esh exhibited a negative correlation with adhesiveness and cohesiveness, whereas a positive correlation of hardness with cohesiveness, springiness, resilience and chewiness was observed for each variety. Therefore, the cohesiveness, springiness, resilience and chewiness could meticulously ref l ect the texture changes of“Huahong” apple fl esh, and TPA is suitable for quality evaluation of apple fl esh by P5 probe. The hardness, cohesiveness, springiness, resilience and chewiness can be used as the major indexes to evaluate the texture of “Huahong” apple fl esh and distinguish among the six apple varieties.

apple; “Huahong”apple; varieties; fl esh; texture prof i le analysis; texture property

TS255.3

A

1002-6630（2014）21-0057-06

10.7506/spkx1002-6630-201421012

2014-04-23

國家現代農業（蘋果）產業技術體系建設專項（CARS-28）；“十二五”國家科技支撐計劃項目（2013BAD02B01）

楊玲（1981—），女，助理研究員，碩士，研究方向為蘋果果實品質。E-mail：merry515@163.com

*通信作者：叢佩華（1963—），男，研究員，博士，研究方向為蘋果種質資源與遺傳育種。E-mail：congph@163.com