基于TPA 法葡萄果肉質地的鑒定評價*

姜建福，樊秀彩，張 穎，孫 磊，李 民，劉勇翔，牛生洋，張振文，劉崇懷

（1 中國農業科學院鄭州果樹研究所，河南450009）（2 西北農林科技大學葡萄酒學院）（3 河南科技學院）

果肉質地是葡萄果實商品性狀的重要指標之一，也是國內外葡萄育種者關注的重要育種目標之一[1-3]。質地的變化不僅與果實的成熟衰老密切相關，還直接影響果實的口感、貯運和加工品質[4]。目前，我國大多數葡萄品種果肉質地較軟，嚴重影響食用品質和商品性，制約了其產業產后鏈的增值和發展，同時，由于部分品種不耐貯運，大量品種成熟期集中上市，果農賣果難現象屢見不鮮[5]。

篩選、選育和推廣耐貯質地葡萄品種是解決這一問題的有效措施之一。有關葡萄果實質地的測定，在國內外制定的葡萄品種測試的描述規范中屬于感官性狀[6-7]，判定容易受環境等多種因素的影響，導致評價結果不穩定、重復性較差等問題[8]。質構儀質地多面分析法（Texture profile analysis，TPA）是近年來發展起來的一種新型儀器測試方法，其原理是模擬人體口腔的咀嚼運動，對樣品進行2次壓縮的力學過程，測試與電腦相連，通過界面輸出質地測試結果曲線和相關質地參數，可在一定程度上減少人為感官評價中主觀因素造成的誤差，是近年來比較熱門的一種新型儀器測試技術[9-10]。由于TPA 測試結果更為客觀，國內外已將其廣泛應用于食品和果實質地評價領域，如奶酪、面包、蘋果、桃、梨、獼猴桃、石榴、板栗、無花果和鮮棗等[11-19]。

我國是葡萄屬植物的起源地之一，擁有著豐富的葡萄種質類型，不同種質間性狀差異明顯[20]。有關葡萄果肉質地的鑒定評價研究較少，本研究利用質地多面分析法對來自國家果樹種質鄭州葡萄圃中的290 份葡萄種質進行TPA 測定，旨在了解各種質的質地參數，為篩選耐貯質地葡萄種質和促進葡萄綜合加工利用提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

試驗材料取自中國農業科學院鄭州果樹研究所國家果樹種質鄭州葡萄圃，共計290 份（鮮食葡萄263 份，釀酒葡萄18 份，制汁葡萄9 份），其中歐亞種201 份，歐美雜種86 份，其他種類3 份，詳見表1。

表1 用于果肉質地鑒定的290 份葡萄種質

圃地位于東經113°42′，北緯34°48′，海拔110.4 m。年平均氣溫14.2 ℃，平均年降水量666.0 mm，平均年日照時數2 436 h，無霜期213 d。土壤為褐色土類，質地為沙壤土，土壤pH 值7.1～7.5，呈微堿性。采用單干雙臂樹形，架高1.8 m，行株距2.5 m×1.0 m，南北行向，圃地管理水平中等。

TA-XT PLUS 質構分析儀由英國Stable Micro Systems 公司生產。

1.2 試驗方法

果肉質地取樣參考Giacosa 等[1]和Carre?o 等[2]的方法并稍作改進。每份種質選取生長一致的3 株樹，每株樹選取6 穗無病蟲害、大小和成熟期基本一致的果穗并做好標記，果實成熟期根據種子顏色變褐狀況并結合往年的成熟時間進行判斷，果實成熟后，在每個果穗中部取1 粒果實用于果肉質地的測定，每株樹共取6 粒果實，單株小區，重復3 次。

果肉質地分析參考Giacosa 等[1]、Carre?o 等[2]和李志文等[21]的方法并稍作改進：使用手術刀小心將葡萄果實去皮，將去皮后的果實放置在TA-XT PLUS 質構分析儀測試平板上，利用圓柱形P100 探頭（直徑100 mm）進行TPA 測試。測試參數設置如下：測前速度2 mm/s，測試速度1 mm/s，測后上行速度1 mm/s，葡萄果肉受壓變形25%，2 次壓縮停頓時間為2 s，觸發力為5 g。由質地特征曲線得到相關質地參數：硬度、彈性、黏聚性、咀嚼度、回復性。每次重復取6 粒果實進行測試，重復3 次，結果取平均值。

1.3 數據處理與分析

采用Excel 2007 軟件處理數據，利用SPSS 13.0軟件（SPSS Inc.，Chicago，USA）對數據進行統計分析，通過單因素方差分析（One-way ANOVA）中鄧肯氏多重比較對不同種類、不同用途葡萄種質質地差異顯著性進行分析（P＜0.05），統計值以“平均值±標準差”表示。

2 結果與分析

2.1 不同葡萄種質果肉質地硬度

硬度是指果肉在外力的作用下，使其發生形變所需要的力，感官上指人的牙齒咀嚼壓迫果肉時所消耗的能量，反映了果肉整體的堅實和致密程度，在質地特征曲線上為第1 次壓縮時的最大峰值[14,21]。測試結果顯示，不同葡萄種質的果肉質地硬度各異，數值從29.95 g 到1 899.16 g 不等，大小相差近63 倍，并呈現連續分布。同時，整體上鮮食葡萄果肉質地硬度顯著大于釀酒葡萄，制汁葡萄果肉質地硬度與鮮食葡萄和釀酒葡萄均無顯著差異（表2），不同種類葡萄種質的果肉質地硬度無顯著差異（表3），歐亞種鮮食葡萄的果肉質地整體上較大，硬度最大的前30 份種質均為歐亞種鮮食葡萄，尤其是美人指、春之蕾、依斯比沙里、黎明無核、緋紅等種質，歐亞種釀酒葡萄的果肉質地硬度普遍較小，如小白玫瑰、白比諾、黑比諾、灰比諾等。

表2 不同用途葡萄種質果肉質地差異比較

表3 不同種類葡萄種質果肉質地差異比較

2.2 不同葡萄種質果肉質地彈性

彈性是指果肉經第1 次壓縮變形后，在去除變形力的條件下所能恢復的程度[21]，反映在質地特征曲線上為第2 次壓縮達峰值時所經歷的時間與第1次壓縮達峰值時所經歷的時間的比值。本試驗中果肉質地彈性范圍由0.27 到0.70 不等，不同種性、不同用途葡萄種質的果肉質地彈性間無顯著差異（表2、表3），質地彈性較大的種質有歐亞種紅地球、京紫晶、埃木布臘德、紅光無核和皇家紅，而歐美雜種的紅雙味、沈農香豐、龍寶、玫瑰魁、大阪48202 質地彈性較小。

2.3 不同葡萄種質果肉質地黏聚性

黏聚性是指咀嚼果肉時，果肉抵抗牙齒咀嚼破壞而表現出的內部結合力，反映了細胞間結合力的大小，使果實保持完整的性質，在質地特征曲線上為2 次壓縮所做的正功之比，即第2 次壓縮所得的峰面積與第1 次壓縮所得的峰面積之比[21]。本試驗中果肉質地黏聚性范圍從0.16 到0.52 不等，不同種類、不同用途葡萄種質的質地黏聚性間無顯著差異（表2、表3），質地黏聚性較大的種質包括歐亞種紅地球、蜜爾紫、京紫晶、沈陽玫瑰和無核白芽變等，而歐美雜種黑佳釀、龍寶、紅雙味、大阪48202 和高墨果肉質地黏聚性均較小。

2.4 不同葡萄種質果肉質地咀嚼度

咀嚼度綜合反映了果肉對咀嚼過程中所產生外力的持續抵抗作用，為硬度、黏聚性和彈性三者乘積，即：咀嚼度＝硬度×彈性×黏聚性[21]。本研究中果肉質地咀嚼度范圍由1.41 到325.63 不等，大小相差230 倍，不同種類葡萄種質的質地咀嚼度無顯著差異（表3），鮮食葡萄質地咀嚼度顯著高于釀酒葡萄，制汁葡萄與鮮食和釀酒葡萄間均無顯著差異（表2），歐亞種鮮食葡萄美人指、春之蕾、紅地球、皇家紅、維多利亞質地咀嚼度較大，而歐亞種釀酒葡萄如白比諾、小白玫瑰、黑比諾和灰比諾質地咀嚼度較小。

2.5 不同葡萄種質果肉質地回復性

回復性表示果肉在受到外界壓力作用時回彈的能力[21]。本研究中質地回復性范圍由0.05 到0.26不等，歐亞種種質果肉回復性顯著大于歐美雜種和其他種類（表3），鮮食葡萄顯著大于釀酒葡萄和制汁葡萄，釀酒和制汁葡萄間無顯著差異（表2）。質地回復性較大的種質包括歐亞種鮮食葡萄紅地球、京紫晶、皇家紅、京早晶和紅蜜，而歐美雜種鮮食葡萄斯蒂本、大阪48202、玫瑰魁、高墨和歐亞種釀酒葡萄灰比諾回復性均較小。

2.6 葡萄種質果肉質地參數之間的相關性

290 份葡萄種質果肉質地參數之間相關性如表4 所示。各參數之間具有一定的相關性，其中硬度與咀嚼度（r＝0.800）呈極顯著正相關，說明果肉的硬度越大，結實程度越大，致密性越高，咀嚼過程中所產生外力的持續抵抗作用就越大。彈性與黏聚性和回復性均呈極顯著正相關，相關系數均為0.892，說明彈性越高，果實保持完整的性質越強，在受到外界壓力作用時回彈的能力也就越強。黏聚性、咀嚼度均與回復性呈極顯著正相關。

表4 葡萄果肉質地參數相關性分析

2.7 葡萄果肉質地性狀主成分分析

對不同葡萄種質果肉質地參數進行主成分分析表明，只有前2 個主成分的特征值大于1，因此提取了2 個主成分（表5）。第1 主成分的方差占所有主成分方差的69.53%，第2 主成分占26.26%，這2 個主成分的方差貢獻率達到95.79%。第1 主成分中彈性的特征值最大，其次為黏聚性；第2 主成分中硬度的特征值最大，其次是咀嚼度（表6）。說明葡萄果肉質地的評價，果肉的彈性和硬度對質地影響較大，彈性、硬度可以作為果肉質地的重要參數。

表5 葡萄果肉質地參數主成分分析

表6 葡萄果肉質地參數主成分矩陣

3 討 論

3.1 不同葡萄種質果肉質地差異特點

果肉質地是葡萄果實性狀的重要指標之一，硬肉型葡萄更受消費者的喜愛，是國內外葡萄育種者的重要育種目標之一[3,22]，近年來新育成的無核翠寶、鄭艷無核、春蜜等葡萄品種均為硬肉類型[23-25]。傳統的葡萄質地的鑒定評價主要依靠人為口感鑒定的方法，評價結果主觀性強且不穩定，同時分類沒有嚴格的界限和量化指標，導致同一個品種在不同的文獻中出現分類差異[23]。近年來，質構儀因其操作簡便，獲得的數據客觀且可重復性高的優點而在果實質地測定中被廣泛運用。張樂等[17]以河北、河南2 個省的6 個板栗品種為試材，采用TPA 方法對其進行分析測定，比較不同品種板栗的果仁質地特性。姜勇等[18]通過測定無花果TPA 質構特性，研究各品種不同成熟度品質和質構特性的變化，為無花果食用及加工提供理論依據。趙愛玲等[19]以脆熟期壺瓶棗果實為試材，系統研究了質構儀不同探頭、貫入速度及穿刺試驗的果實成熟度和穿刺部位對棗果質地品質的影響，初步建立了采用質構儀鑒定不同類型鮮棗果實質地品質的方法，同時明確了棗果實成熟過程中質地性狀的變化規律。

采用TPA 方法對290 份不同種類、不同用途的葡萄種質果肉質地進行鑒定評價，不同種質間質地參數表現各異。整體上，歐亞種鮮食葡萄的果肉硬度較大，而釀酒葡萄、制汁葡萄果肉硬度較小。由于鮮食葡萄在選育過程中更加注重口感和耐貯運性能，在不斷的人工選擇育種過程中，硬度性狀得到進一步的強化；而對于釀酒和制汁品種，要求汁液多、易破碎，所以硬度普遍較小，同時本研究中很多歐美雜種品種果肉硬度也較小，可能是由于遺傳了其親本美洲種的血緣，美洲種抗性強，但果肉較軟，不耐貯運[26]。由于本研究選擇的歐亞種類型種質較多，包含一些釀酒品種，而這些釀酒品種質地參數普遍較小，所以盡管本研究中的質地硬度最大的前30 份種質均為歐亞種，但整體上，歐亞種與其他種類的質地硬度差異不明顯。在彈性、黏聚性、咀嚼度和回復性方面，歐亞種鮮食葡萄較高，與硬度性狀的分布相似，有關耐貯硬肉葡萄品種的選育應注重在優質歐亞種葡萄品種中進行選擇。

3.2 葡萄果肉質地參數相關性

通過比較分析不同葡萄種質果肉TPA 參數，表明硬度與咀嚼度、彈性與黏聚性、彈性與回復性、黏聚性與回復性、咀嚼度與回復性均呈極顯著正相關，說明葡萄果肉硬度越大，在咀嚼過程中產生外力的持續抵抗作用就越大，與張樂等[17]、姜勇等[18]、李麗娜等[27]在板栗、無花果、蘋果質地上的研究結論基本一致。果膠質是構成細胞初生壁和胞間中膠層的主要成分，果膠多糖富含半乳糖醛酸、阿拉伯糖和半乳糖等，在果實成熟之前，果膠質呈不溶狀態，果肉質地表現堅硬，隨著果實的成熟，在相關酶的作用下，果膠質發生裂解，逐步降解為可溶性果膠，果膠的平均分子質量和果膠多糖交聯能力下降，細胞結構隨之受損，果肉硬度迅速下降[4,28-29]。本試驗中，不同葡萄種質的硬度值差異較大，是否與其自身果膠質的含量以及相關酶活性差異有關，這需要下一步試驗驗證。

3.3 葡萄果肉質地參數的主成分分析

王燕霞等[13]通過比較不同梨品種的果肉質地特性，利用主成分分析表明，在梨果肉質地中，果肉硬度、破裂力、脆度等對質地的影響較大，是影響梨果肉質地的重要參數。張文等[30]通過比較梨在貯藏過程中的質地參數與感官品質變化，認為果肉彈性率是一個可較好評價梨質地的指標，可以為梨在貯藏過程中的質地變化狀況進行預測和可食用期的評估。劉丙花等[31]應用質構儀的穿刺和TPA 法對22 個藍莓品種的果實質地品質進行測定，測定了果皮強度、果皮韌性、果皮脆性、果皮破裂距離、果實硬度、黏附性、彈性、內聚性、咀嚼性和回復性等10 個參數并進行主成分分析，結果表明，10 個質地參數品種間均存在差異，果實硬度、果皮脆性和果實回復性可作為綜合評價藍莓果實質地品質的核心指標，根據該指標，篩選出了一批質地品質優良的藍莓品種。本研究采用主成分分析對葡萄質地參數進行了降維處理，提取了表達原信息95.79%的2 個主成分，其中彈性、硬度對果肉質地的影響較大，可以作為反映果肉質地的重要參數，進一步證明了Di Monaco 等[32]提出的“硬度和彈性可代表食品質地特性”的觀點。篩選出的質地參數可以為葡萄品種選育、采后貯運、加工及銷售提供參考。

4 結 論

采用TPA 方法對290 份不同種類、不同用途的葡萄種質果肉質地進行鑒定評價，整體上，鮮食葡萄的果肉質地硬度高于釀酒葡萄和制汁葡萄，鮮食葡萄中歐亞種種質果肉質地硬度高于歐美雜種。通過比較分析不同葡萄種質果肉TPA 參數，表明葡萄果肉質地硬度與咀嚼度、彈性與黏聚性、彈性與回復性、黏聚性與回復性、咀嚼度與回復性均呈極顯著正相關。主成分分析表明，前2 個主成分對葡萄果肉質地的貢獻率達到95.79%，彈性和硬度對果肉質地的影響較大，可作為反映葡萄果肉質地的重要參數。