物性分析儀TPA測定鮮食桃質構條件的優化

李永紅，常瑞豐，張立莎，王召元，陳　湖，韓繼成，劉國儉

（河北省農林科學院昌黎果樹研究所，河北 昌黎　066600）

物性分析儀TPA測定鮮食桃質構條件的優化

李永紅，常瑞豐，張立莎，王召元，陳湖，韓繼成，劉國儉*

（河北省農林科學院昌黎果樹研究所，河北 昌黎066600）

以普通鮮食桃品種大久保的果實為試驗材料，利用物性分析儀，壓縮速度設1、5和10 mm/s，壓縮程度設5%、10%、15%、20%、25%、30%和35%，分析了不同測試條件對6個果實質地參數（硬度、內聚性、彈性、粘附性、膠著性和咀嚼性）的影響，以期優化TPA模式評價的測試技術參數。結果表明：壓縮程度對果實硬度、內聚性、彈性、粘附性、膠著性和咀嚼性影響極顯著；壓縮速度對彈性和粘附性無顯著影響，對其他4個TPA參數有極顯著影響。壓縮程度為5%～10%時，果肉組織結構相對比較穩定，受到的破壞較小，果實硬度、彈性、內聚性、粘附性、膠著性和咀嚼性均變化很小；壓縮程度為20%左右時，果肉組織結構相對較完整，未受到較大的破壞；壓縮程度為30%～35%時，果實果肉組織表現出被壓實的狀態，組織結構受到較大破壞，彈性、內聚性和咀嚼性接近于0，而粘附性和膠著性逐漸降低。此外，3個壓縮速度下6個質地參數的變化趨勢基本一致，壓縮速度選用1 mm/s可以避免產生沖擊載荷，使測試數據更加準確。在利用物性分析儀TPA模式對大久保果實進行質地參數測定時，壓縮速度選用1 mm/s、壓縮程度選用20%，測試結果能夠客觀地反映普通鮮食桃果肉組織的質地特征。

質地多面分析；桃；大久保；質構參數

物性分析儀質地多面分析（Texture Profile Analysis，TPA）模式主要通過模擬人的口腔咀嚼運動，利用力學測試方法模擬食物的質地感官，對于評價參數的設定更為客觀，可全面反映食品的硬度、粘附性、彈性、內聚性和咀嚼性等，減小通過人口腔主觀評價帶來的差異，是近幾年發展起來的一種新型測試方法［1］。在國外，TPA測試被廣泛應用于食品品質的評價［2～6］；而在國內，TPA測試尚處于起步階段，其中在面食方面應用得相對較多，在水果上也有部分研究［7～11］。

大久保（Okubo）是我國北方地區主栽鮮食桃品種之一，果實大而圓，外觀美，品質優，豐產穩產，深受人們的喜歡［12］。但是由于該品種在近成熟時果頂及縫合線處易變軟凹陷，外觀品質發生變化，導致其內部組織結構也發生一系列變化而影響果實品質［13，14］。目前，有關鮮食桃果實質構特性方面的研究尚不多見。

以普通鮮食桃品種大久保的果實為試材，進行不同壓縮速度和壓縮程度條件下的TPA質構參數研究，明確不同測試條件對大久保果實質構參數的影響，優化其TPA質構評價的測試條件，旨為今后更全面、準確地研究桃果實質地特征和品質變化提供參考。

1　材料與方法

試驗鮮食桃品種為大久保。2015年8月采自河北省昌黎縣孔莊桃試驗示范基地，選擇果實大小、成熟度均一致，且無病、蟲、傷害的果實進行測定。

利用 CT3-4500物性分析儀 （Texture Profile Analysis，CID，USA），采用物性分析儀TPA模式，選取硬度、內聚性、彈性、粘附性、膠著性和咀嚼性作為質地評價參數，探頭型號為TA-41，參考高海生等［15］的測定方法并加以改進。選取果實縫合線兩側去皮果肉部分進行測定，壓縮速度分別設1、5和10 mm/s，壓縮程度分別設5%、10%、15%、20%、25%、30%和35%，其他條件均一致。分別在3種壓縮速度下進行7種壓縮程度的條件測試，直接由物性分析儀計算機分析軟件得到不同測試條件下的桃果肉TPA質構測定曲線（負荷-時間曲線）。采用完全隨機設計，每次選15個果實，每個果測定2次。

圖1 桃果實的TPA測試曲線圖譜Fig.1　TPA test curve of peach fruit

圖1為桃果實的TPA測試圖譜，測試條件為測試速度1 mm/s、預測速度2 mm/s、返回速度1 mm/s、觸發點負荷10 g。其中，硬度以雙峰曲線第1個峰的最大值表示；黏性指第1次壓縮曲線達到零點到第2次壓縮曲線開始之間曲線的負面積3；彈性以第2次壓縮從起始到峰值的時間（t2）與第1次壓縮達到峰值的時間（t1）的比值表示；內聚性指第2次壓縮曲線的正面積4與第1次壓縮曲線的正面積（面積1+面積2）的比值；膠著性是硬度與內聚性的乘積；咀嚼性以硬度與內聚性、彈性的乘積表示。利用Excel 2003和SPSS 20.0軟件對試驗結果進行皮爾遜相關分析（Pearson correlation analysis）。

2　結果與分析

2.1不同壓縮速度和壓縮程度下桃果肉TPA曲線圖譜的變化

3種壓縮速度下的TPA曲線形狀類似，這里只選取壓縮速度1 mm/s、壓縮程度5%～35%的桃果肉TPA測試曲線圖譜（圖2）進行分析。

圖2　在壓縮速度1 mm/s條件下進行不同程度壓縮時桃果肉TPA曲線圖譜的變化Fig.2　Changes of peach flesh TPA curves of different compression degrees under 1 mm/s of deformation rate

壓縮程度為5%時，2次壓縮的TPA曲線均為單峰曲線，說明果肉彈性處于可恢復的范圍內；當壓縮程度增大到10%時，2次壓縮的TPA曲線無論是面積還是峰型都發生了變化，出現雙峰曲線，說明桃果肉組織結構發生了微小的破損；當壓縮程度達到15%時，TPA曲線峰數增多，峰面積變寬、變矮，說明桃果肉組織結構發生了不可恢復的變形，其組織的抵抗力下降，發生了較大破損；當壓縮程度繼續增加，果實受到更大的壓力壓迫，TPA曲線的峰型變得更復雜、峰面積繼續增大，說有桃果肉組織結構嚴重受損。

2.2不同壓縮速度和壓縮程度下桃果實質地參數的變化

2.2.1不同壓縮速度和壓縮程度對桃果肉硬度的影響果肉在外力的作用下，發生變形所需要的力被稱為硬度［16］。桃果肉硬度受壓縮速度和壓縮程度的影響均極顯著（表1）。

在相同壓縮速度條件下，隨著壓縮程度的增加，桃果肉硬度逐漸增大，其中，壓縮程度為5%～15%時，硬度較為穩定，變化不大，這可能是因為5%～15%的壓縮程度不足以使桃果肉組織結構發生明顯破損；壓縮程度＞15%時，壓縮速度越快，硬度越大（圖3）。

表1　桃果實TPA參數間的相關性分析（F值）Table 1　Correlations analysis of TPA parameters in peach fruit（F-measure）

圖3　不同壓縮速度和壓縮程度下桃果肉硬度的變化Fig.3　Changes of peach flesh hardeness under different deformation rate and compression degree

2.2.2不同壓縮速度和壓縮程度對桃果肉彈性的影響彈性是指果實受壓，在去掉壓力時恢復原狀的能力［16］。桃果肉彈性受壓縮速度影響不大，受壓縮程度的影響極顯著。

在相同壓縮速度條件下，隨著壓縮程度的增加，桃果肉彈性逐漸降低（圖4），其中，壓縮程度為20%～25%時，果肉彈性變化比較平緩，可能與果肉內部組織結構彈性恢復能力比較恒定有關；壓縮程度為35%時，彈性降至接近于0，這是因為較高的壓縮程度下桃內部組織結構被壓緊實。

圖4　不同壓縮速度和壓縮程度下桃果肉彈性的變化Fig.4　Changes of peach flesh springiness under different deformation rate and compression degree

2.2.3不同壓縮速度和壓縮程度對桃果肉內聚性的影響內聚性能反映細胞間結合力的大小，是評價咀嚼果肉時使果實保持完整的性質［17］。桃果肉硬度受壓縮速度和壓縮程度的影響均極顯著。

在相同壓縮速度條件下，隨著壓縮程度的增加，桃果肉內聚性呈下降—上升—下降的變化趨勢（圖5），其中，壓縮程度由5%增加到10%時，果肉內聚性下降，說明果肉內部細胞間的結合力比較大，5%～10%的壓縮程度對果肉內聚性影響很小；增加壓縮程度，內聚性逐漸增大，說明果實內部細胞間的結合力隨著壓縮程度的增加而逐漸變弱，壓縮速度1、5和10 mm/s時內聚性達到最大值的壓縮程度分別為30%、25%、20%；繼續增加壓縮程度，內聚性逐漸下降。可以看出，不同壓縮速度時，果肉細胞間結合力逐漸減弱的縮程度臨界值壓不同，壓縮速度1、5、10 mm/s條件下果肉細胞間結合力逐漸減弱的壓縮程度臨界值分別是30%、25%、20%。

圖5　不同壓縮速度和壓縮程度下桃果肉內聚性的變化Fig.5　Changes of peach flesh cohesiveness under different deformation rate and compression degree

2.2.4不同壓縮速度和壓縮程度對桃果肉粘附性的影響粘附性是評價咀嚼果肉時口腔克服果肉表面吸引力所需的能量［18］。桃果肉粘附性受壓縮速度影響不大，受壓縮程度的影響極顯著。

在相同壓縮速度條件下，隨著壓縮程度的增加，桃果肉粘附性呈先上升后降低的變化趨勢，且3個壓縮速度下粘附性達到最大值的壓縮程度均為30%（圖6）。其中，壓縮程度為5%～10%時，粘附性變化不大；壓縮程度為10%～30%時，粘附性隨著壓縮程度的增加而逐漸增加，且增加得比較快，說明咀嚼果肉時口腔克服果肉表面吸引力所需的能量加大；壓縮程度＞30%時，粘附性下降，說明桃內部組織結構逐漸被壓緊實。該研究結果與內聚性和彈性的變化趨勢相吻合。

圖6　不同壓縮速度和壓縮程度下桃果肉粘附性的變化Fig.6　Changes of peach flesh adhesiveness under different deformation rate and compression degree

2.2.5不同壓縮速度和壓縮程度對桃果肉膠著性的影響膠著性是用于表示半固態測試樣品黏性特性的指標，為硬度與內聚性的乘積［19］。桃果肉膠著性受壓縮速度和壓縮程度的影響均極顯著。

在相同壓縮速度條件下，隨著壓縮程度的增加，桃果肉膠著性呈先增加后降低的變化趨勢，且3個壓縮速度下膠著性達到最大值的壓縮程度均為30%（圖7）。其中，壓縮程度為5%～10%時，膠著性較為穩定，變化不大；壓縮程度為10%～30%時，壓縮程度隨著膠著性的增加而逐漸增加；當壓縮程度＞30%時，膠著性下降。這與桃果實膠性較大有很大關系。

圖7　不同壓縮速度和壓縮程度下桃果肉膠著性的變化Fig.7　Change of peach flesh gumminess under different deformation rate and compression degree

2.2.6不同壓縮速度和壓縮程度對桃果肉咀嚼性的影響咀嚼性是評價果實對咀嚼的持續抵抗性能力［20］。桃果肉咀嚼性受壓縮速度和壓縮程度的影響均極顯著。

在相同壓縮速度條件下，壓縮程度為5%～10%時，桃果肉咀嚼性變化不大；增加壓縮速度，咀嚼性增加，壓縮程度為15%時咀嚼性達到最大值；之后，咀嚼性下降，其中，壓縮程度由20%增加到25%時降幅平緩，壓縮程度＞25%后下降速度加快，當壓縮程度為35%時咀嚼性降至接近于0（圖8），組織結構被壓緊實。

圖8　不同壓縮速度和壓縮程度下桃果肉咀嚼性的變化Fig.8　Change of peach flesh chewiness under different deformation rate and compression degree

綜上分析可以看出，不同的壓縮速度下，大久保桃果實各個質地參數變化趨勢大體一致。為了避免產生沖擊載荷，我們在以后的測試中壓縮速度選用1 mm/s，以使測試的數據更加準確。壓縮程度為5%～10%時，果肉組織結構相對比較完整，受到的破壞較小，果實硬度、彈性、內聚性、粘附性、膠著性和咀嚼性均變化不大。壓縮程度＞20%時，硬度值增加的幅度相對于之前較大；壓縮程度為20%～25%時，彈性比較穩定；在壓縮程度達到20%時，內聚性開始逐漸減小；壓縮程度為10%～30%時，粘附性和膠著性逐漸增大；壓縮程度為10%～25%時，咀嚼性比較穩定。根據以上測定結果，我們認為，在穩定的區間內可以選擇20%的壓縮程度，作為普通鮮食桃TPA模式測試的參考數值。

3　結論與討論

本研究結果顯示，不同壓縮速度對鮮食桃大久保果實粘附性和彈性影響不大，對果實硬度、內聚性、膠著性和咀嚼性有極顯著影響，且3個壓縮速度下這6個參數表現出的變化趨勢均類似，為了避免沖擊載荷，我們選用1 mm/s的壓縮速度作為進行TPA試驗的速度；壓縮程度對6個TPA參數均有極顯著的影響，其中，壓縮程度為5%～10%時，果實硬度、彈性、內聚性、粘附性、膠著性和咀嚼性均變化很小，果肉組織結構受破壞較小，壓縮程度為20%左右時果肉組織結構未受到較大的破壞而相對較完整，壓縮程度為30%～35%時果實果肉組織表現出被壓實的狀態、組織結構受到較大破壞，因此，我們選擇壓縮程度20%作為普通鮮食桃大久保的質構TPA模式測定參考值。每一個測試條件的改變都會對測定結果產生一定的影響，綜合整體因素的變化情況，我們選用壓縮速度1 mm/s、壓縮程度20%作為物性分析儀TPA模式下測定普通鮮食桃大久保較好的測定條件。

本研究選用了華北地區常栽品種普通鮮食桃大久保作為研究對象，在以后的研究中還需要對不同類別不同品種的桃進行廣泛而深入的研究，同時注意與感官評價相結合，從而使桃果實特性測定準確性得到進一步的提高，為今后更全面、準確地研究桃果實質地特征和品質變化提供參考。

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The Optimization of Texture Determination of Fresh Peach by Using Texture Analyzer TPA

LI Yong-hong，CHANG Rui-feng，ZHANG Li-sha，WANG Zhao-yuan，CHEN Hu，HAN Ji-cheng，LIU Guo-jian*
（Changli Fruit Institute，Hebei Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Changli 066600，China）

Ordinary fresh peach Okubo was tested with TPA model of texture profile analysis（TPA）.The influence of compression speed with 1，5 and 10 mm/s and that of compression degree 5%，10%，15%，20%，25%，30%and 35%on the TPA texture parameters of peach were investigated，and the influence of different test conditions on 6 texture parameters（hardness，cohesiveness，springiness，adhesiveness，gumminess and chewiness）was analyzed，in order to optimize TPA model evaluation parameter test technology.The results showed that the change of any test parameters in the process of TPA was determined by the test results，compression degree had an extremely significant influence on 6 TPA texture parameters such as hardness，cohesiveness，springiness，adhesiveness，gumminess and chewiness，while compression speed had no influence on springiness and adhesiveness，but had extremely obvious influence on the other 4 TPA texture parameters.Compression degree from 5%-10%，pulp tissue structure was relatively stable，damage smaller，and fruit hardness，springiness，cohesiveness and adhesiveness，gumminess and chewiness change was very small，degree of compression in 20%，pulp tissue structure was relatively complete，did not suffer greater damage，degree of compression for 30%-35%，the fruit mesocarp tissue was shown to be compacted and organizational structure have great damage，springiness，ohesiveness and chewiness was close to zero，and adhesion and gumminess decreased gradually.In addition，the 3 compression speed of the 6 texture parameters was basically the same trend，the compression speed ofthe selection of 1 mm/s could avoid the impact of the load，so that the test data was more accurate.In conclusion，1 mm/s compression speed and 20%compression degree were chosen as experimental conditions for TPA test，it could avoid the impact load of high speed on the tissue and objectively reflect objectively reflect the textural characters of Okubo flesh structure.

TPA（Texture Profile Analysis）；Peach；Okubo；Texture parameter

S662.1

A

1008-1631（2016）03-0095-06

2015-09-18

河北省農林科學院昌黎果樹研究所青年科技基金項目（cgs-07）；河北省省級預算項目（2014055002）；國家現代桃產業技術體系項目（CARS-31-Z-03）

李永紅（1983-），女，河北廊坊人，助理研究員，碩士，主要從事果樹育種和栽培生理研究。E-mail：liyonghongpeng@126.com。

劉國儉（1969-），男，黑龍江綏化人，研究員，碩士，主要從事果樹育種研究。E-mail：liugj1969@sohu.com。