果蔬成分與細胞結構對其質地特性的影響

趙邯 劉春菊，* 李越 李大婧 李斌 牛麗影 肖亞冬 于蕊

（1江蘇省農業科學院農產品加工研究所，江蘇 南京 210014；2沈陽農業大學食品學院，遼寧 沈陽 110161）

隨著生活水平的提高，水果與蔬菜成為人們日常飲食中不可或缺的食物之一。有研究表明，適當食用水果與蔬菜可有效降低患癌癥的風險，且水果與蔬菜具有低熱量及高膳食纖維等特點，有助于人們降低體重，降低高血壓、高血脂等疾病的發生幾率［1］。而不同果蔬的內在化學成分、細胞組織結構和外在質地特性、口感味道等差異較大，如蘋果富含碳水化合物、酚類等營養物質，且干物質含量豐厚，組織結構較為緊密，表現出較好的黏彈性［2］；桃味道香甜，富含糖類物質和果膠，香氣濃郁，質地較軟［3-4］；馬鈴薯的淀粉、纖維素、果膠質含量較高，具有較高的硬度［5］。

質地是除了色、香、味之外重要的物理品質特性，是決定果蔬品質優劣的關鍵指標之一，也是影響消費者選擇產品的重要因素。Wang等［6］研究表明，細胞內可溶性固形物、蛋白質、淀粉、多糖、可溶性糖及酚類等化學組分均對質地特性存在一定影響；李卓豪等［7］研究發現，果蔬內含有的小分子糖可替代水分，與大分子極性殘基連接，穩定細胞膜中的結構組分如磷脂、蛋白質等，防止細胞發生坍塌；Zhang等［8］研究表明，纖維素是影響產品質地特性的主要因素，其次是淀粉、果膠含量；張崇彬［9］研究發現，蛋白質可作為淀粉物料膨化時內部密閉氣室的可塑性壁材，對產品的組織結構具有改善作用，對內部網架結構的力學特性具有維持作用；Feng等［10］研究發現，纖維素是一種穩定性較強的聚合物，其微纖維厚度對細胞壁的機械強度有著顯著影響。果蔬細胞的形態、結構以及空間排布對果蔬的力學性能具有直接影響，決定著果蔬產品的質地［11］，武新慧等［12］研究發現，細胞變形、細胞間的孔隙增大、細胞膨壓下降是影響果蔬黏彈性的主要原因。田青蘭等［13］研究表明，果皮的質地特性與其微觀結構具有顯著相關性。

不同果蔬具有不同的性質與結構，同時也影響后續加工過程中的產品品質。本研究選取6種常見的不同基質類的果蔬作為研究對象，測定其化學組分、微觀結構、孔隙率、力學特性及質地特性，通過相關性分析、主成分分析以及聚類分析探明不同果蔬化學組分、細胞結構與質地特性之間的關系，旨在為后續果蔬的加工利用提供理論依據和技術支撐。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

選取新鮮、八分熟的果蔬，包括蘋果（陜西紅富士）、梨（山西貢梨）、桃（錦繡黃桃）、馬鈴薯（定西黃皮土豆）、山藥（安徽淮山藥）、青蘿卜（濰縣蘿卜），購于南京市國銀水果超市。蒽酮、戊二醛、甲醇、氫氧化鉀、無水碳酸鈉、硼氫化鈉、三氯甲烷、丙酮、無水乙醇、二甲苯、中性樹膠、酒精醋酸福爾馬林混合固定液（formalin-aceto-alcohol，FAA），上海國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 儀器與設備

SZF-06A粗脂肪測定儀，上海新嘉電子有限公司；CT3-25K型質構儀，美國BROOKFIELD公司；101A-2型數顯電熱鼓風干燥箱，上海浦東榮豐科學儀器有限公司；QDPH-5型電加熱式氣流膨化設備，天津市勤德新材料科技有限公司；BS224S電子分析天平，北京賽多利斯科學儀器公司；TDL-5-A低速臺式大容量離心機，上海安亭科學儀器廠；HZQ-F100全溫度振蕩培養箱，太倉市華美生化儀器廠；UV-6300紫外可見分光光度計，上海美譜達儀器有限公司；JXFSTPR全自動樣品快速研磨儀，上海凈信實業發展有限公司；H-7650透射電子顯微鏡，上海鑄金分析儀器有限公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 原料預處理 選取6種形狀大小均勻、無損傷的不同新鮮果蔬清洗、去皮，一部分果肉用于后續化學組分以及細胞結構的測定；另一部分制成直徑為27 mm、厚5 mm的果蔬片，用于孔隙度、應力-松弛曲線、質地剖面分析（texture profile analysis，TPA）指標測定。

1.3.2 基本化學成分含量測定 水分含量：GB 5009.3-2016《食品安全國家標準 食品中水分的測定》［14］；淀粉含量：GB 5009.9-2016《食品安全國家標準 食品中淀粉的測定》［15］中的酸水解法；脂肪含量：GB 5009.6-2016《食品安全國家標準 食品中脂肪的測定》［16］；蛋白質含量：GB 5009.5-2016《食品安全國家標準 食品中蛋白質的測定》［17］中的分光光度法；總酸含量：GB 12456-2021《食品安全國家標準 食品中總酸的測定》［18］；灰分含量：GB 5009.4-2016《食品安全國家標準 食品中灰分的測定》［19］；可溶性糖含量測定參照黃麗等［20］的方法，結果均以新鮮質量計。

1.3.3 細胞壁組分含量的測定

1.3.3.1 細胞壁提取 取20.0 g新鮮果蔬去皮后切丁，液氮冷凍后進行研磨，研磨后樣品分別加入80 mL 95%的乙醇溶液，在100 ℃下水浴30 min，冷卻后離心40 min。去上清液，加入70%乙醇120 mL充分攪拌后再次離心。去上清液后分別加入120 mL氯仿-甲醇（體積比為1∶1）、120 mL丙酮進行抽濾，直至濾渣呈白色粉餅狀。收集所得濾渣，將濾渣置于60 ℃干燥箱中干燥至恒重，即得細胞壁物質（cell wall material，CWM）；將CWM裝袋密封后于-80 ℃超低溫冰箱儲存。

1.3.3.2 細胞壁各組分分離 稱取0.04 g CWM放入50 mL離心管中，加入25 mL蒸餾水，熱水浴5 min，冷卻后離心（11 000 r·min-1，40 min），上清液為水溶性果膠（water-soluble pectin，WSP）。取殘渣加入25 mL 0.05 mol·L-1反式-1，2-環己二胺四乙酸溶液（含0.1 mol·L-1乙酸鉀），在28 ℃下恒溫震蕩培養6 h，離心，上清液為螯合性果膠（CDTA-soluble pectin，CSP）。取殘渣加入25 mL的50 mmol·L-1碳酸鈉溶液（含20 mmol·L-1硼氫化鈉）25 ℃下恒溫震蕩培養6 h，離心，上清液為堿溶性果膠（Na2CO3-soluble pectin，NSP）。進一步在剩余殘渣中加入25 mL 4 mol·L-1氫氧化鉀溶液（含20 mmol·L-1硼氫化鈉）25 ℃震蕩培養12 h，離心，上清液為半纖維素（hemicelluloses，HC）。在剩余殘渣中加入25 mL蒸餾水沖洗，離心，將5 mL 72 %硫酸加入洗滌后的沉淀中，35 ℃恒溫培養1 h后加入25 mL蒸餾水，100 ℃水解1 h，離心，得到纖維素（cellulose，CEL）。WSP、CSP、NSP含量采用咔唑乙醇比色法進行測定，HC、CEL含量采用蒽酮比色法測定，結果均以新鮮質量計。

1.3.4 微觀結構

1.3.4.1 過碘酸雪夫染色法（periodic acid-schiff stain，PAS） 將不同新鮮去皮果蔬切成體積不超過1 cm3的果蔬塊，放入10 mL離心管中，加入FAA固定液，常溫保存。將樣品進行石蠟切片、染色、脫水，封片后利用顯微鏡鏡檢，并采集圖像進行分析。

1.3.4.2 透射電鏡觀察 將果肉切成2 mm×2 mm×2 mm的小正方體后，放入裝有6 mL 2.5%戊二醛溶液的離心管中，用紗布將樣品固定在溶液中（防止樣品漂浮在溶液表面），常溫放置2 h后，放入4 ℃冰箱內保存24 h，再進行前固定、漂洗、后固定、脫水、包埋、聚合、切片等試驗流程，運用透射電鏡對制片進行圖像采集。

1.3.4.3 圖像處理 運用CaseViewer 2.4軟件將不同新鮮果蔬PAS染色圖放大相同倍數，運用Image J V 1.8.0軟件對原始圖像進行灰度轉化、二值化表達；再運用Adobe Photoshop 2020軟件對二值圖內的雜質進行消除，并填補細胞間孔隙及邊緣，調整圖像對比度及亮度，獲得最終圖像。

1.3.4.4 測量指標 利用Image J V 1.8.0軟件計算不同新鮮果蔬最終圖像上的平均細胞橫截面面積（A）、細胞橫截面周長（L）和分形維數，并根據公式計算當量直徑、細胞圓度，每個組計算3個平行。

細胞當量直徑：與所測對象面積相同的圓的直徑D，計算見公式（1）：

式中，D為細胞截面當量直徑（μm）；A為細胞截面面積（μm2）。

細胞圓度：細胞橫截面接近理論圓的程度SR，計算見公式（2）：

式中，SR為細胞截面圓度；A為細胞截面面積（μm2）；L為細胞截面周長（μm）。

1.3.5 孔隙度測定 參照Zielinska等［21］的方法測定體積密度、顆粒密度及孔隙度。

1.3.6 應力-松弛特性曲線測定 采用CT3-25K質構分析儀進行應力-松弛曲線的測定：探頭為TA25/1000，目標值為形變量20%，觸發點負荷為10 g，測試速度為1 mm·s-1。

運用公式（3）和公式（5）計算出應力與應變數值，運用公式（4）計算出最大應力，運用公式（6）擬合載荷部分的應力-應變曲線：

式中，σ為應力（MPa）；G為負荷（N）；A為樣品的橫切面面積（cm2）；σmax為最大應力（MPa）；Fmax為最大負荷（N）；ε為應變（%）；△L為位移或距離（厚度改變量）（mm）；L為樣品壓縮前原始厚度（mm）；E為彈性模量（MPa）；p為黏性指數；d為黏彈性參數（MPa）。

松弛段曲線用Maxwell三元件流變模型進行擬合，其數學模型見公式（7）和公式（8）：

式中，F（t）為物料承受的載荷（N）；t為松弛試驗時間（s）；D0為定變形量（mm）；E0為平衡彈性系數（N·mm-1）；E1為衰變彈性系數（N·mm-1）；T為松弛時間（s）；η為阻尼體黏滯系數（N·s·mm-1）。

使用IBM SPSS Statistics 25軟件將F（t）與t值代入上述公式，運用非線性擬合對原始數據進行擬合求解，得到壓縮段σmax、E和松弛段E0、E1、T、η參數。

1.3.7 質地特性測定 運用CT3-25K質構分析儀對不同新鮮果蔬樣品的質構進行測定，選用TPA模式進行二次壓縮。

1.4 數據處理

試驗數據由IBM SPSS Statistics 25軟件進行Duncan方差分析，顯著性水平P＜0.05，采用Origin 2021軟件作圖。

2 結果與分析

2.1 不同果蔬基本化學成分

由表1可知，6種果蔬樣品中水分含量最高為青蘿卜（91.55 g·100 g-1），水分含量較低為馬鈴薯（81.13 g·100 g-1）和山藥（81.68 g·100 g-1）；淀粉含量較高的是馬鈴薯（14.57 g·100 g-1）和山藥（13.98 g·100 g-1），分別占總固形物含量的77.21%和76.31%；脂肪含量較高為蘋果（0.15 g·100 g-1）和青蘿卜（0.12 g·100 g-1）；山藥所含蛋白質和灰分含量較高；桃的總酸含量最高，為0.29 g·100 g-1。

表1 不同果蔬化學成分含量Table 1 Basic chemical components content of different fruits and vegetables/（g·100 g-1）

由表2可知，不同果蔬之間的可溶性糖組分含量存在明顯差異。蘋果中果糖含量最高，占總糖含量的62.63%，其次是葡萄糖，最少的是蔗糖；桃中蔗糖含量最高，占總糖含量的71.08%，與其他果蔬差異較大；梨中果糖含量最高，占總糖含量的67.08%。蔬菜組中的可溶性糖含量為5.14～25.64 mg·g-1，較水果組含量低，青蘿卜可溶性糖含量在蔬菜組中較高，馬鈴薯與山藥的總糖含量較低且差異不顯著（P＞0.05）。

表2 不同果蔬可溶性糖含量Table 2 Soluble sugar content of different fruits and vegetables/（mg·g-1）

2.2 不同果蔬細胞壁物質及其各組分含量

由表3可知，蔬菜的CWM含量顯著高于水果（P＜0.05）。桃果實的WSP含量為2.22 mg·g-1，顯著高于其他果蔬（P＜0.05），而青蘿卜的WSP含量最低。青蘿卜的CSP含量最高，山藥的CSP含量最低。蘋果中NSP的含量最高，馬鈴薯中NSP含量最低。水果中桃的總果膠含量最高，梨的總果膠含量最低；蔬菜中青蘿卜的總果膠含量最高，馬鈴薯和山藥的含量較低。蔬菜組的HC、CEL和總纖維含量均顯著高于水果組（P＜0.05），其中馬鈴薯的HC、CEL和總纖維含量最高；水果組中梨的HC含量最低，為0.68 mg·g-1，蘋果與桃的HC含量無顯著差異（P＞0.05）；不同水果的CEL含量存在顯著差異（P＜0.05），其中蘋果CEL含量最高，桃含量最低。

表3 不同果蔬中細胞壁物質及其組分含量Table 3 Cell walls and their components content of different fruits and vegetables/（mg·g-1）

2.3 不同果蔬細胞微觀結構

2.3.1 不同果蔬細胞結構 由圖1可知，新鮮果蔬的組織結構較為緊密，細胞邊界清晰，形態較為飽滿，細胞間孔隙較少，排列較為規則。但不同果蔬間的細胞結構差異較為明顯，由圖1-A可知，蘋果細胞較大，細胞大小不均一，細胞間存在較大空隙［22］；由圖1-B可知，桃的細胞最小，各細胞緊密連接在一起，排列規則性較低；由圖1-C可知，梨的細胞大小分布不均勻，較大細胞呈現多邊形，較小細胞呈現橢圓形狀態，排列較為緊密；由圖1-D、E可知，馬鈴薯與山藥細胞輪廓清晰，排列緊密，細胞中均存在淀粉顆粒，顆粒呈橢圓形，均勻地分布在細胞中，與山藥相比，馬鈴薯細胞中存在少量較大的淀粉顆粒，而山藥細胞中存在大量較小的淀粉顆粒；由圖1-F可知，青蘿卜的細胞排列緊密，細胞呈橢圓形，但細胞大小分布不均勻，存在多個細胞聚集在一起的現象。

圖1 不同果蔬PAS染色圖（放大倍數6.5×，標尺200 μm）Fig.1 PAS staining diagrams of different fruits and vegetables（magnification：6.5×，scaleplate：200 μm）

2.3.2 不同果蔬細胞結構量化指標差異 將圖1中不同果蔬的PAS染色圖經處理并計算后，得到不同果蔬的細胞結構指標，如表4所示。不同果蔬之間的細胞差異較大，蘋果的細胞截面面積、細胞截面周長及細胞當量直徑均值均為最大，細胞圓度均值最小，為0.55，表明蘋果細胞較大，但細胞形態較不穩定、不規則；桃的細胞截面面積、細胞截面周長及當量直徑均值最小，表明桃的細胞較小，細胞形態較規則；梨細胞截面面積、細胞截面周長和當量直徑的變異系數最高，說明梨細胞之間差異較大，細胞大小分布不均勻，但梨細胞圓度均值最高，表明梨細胞較為規則，細胞形態接近圓形。除細胞圓度外，馬鈴薯、山藥和青蘿卜的細胞各參數均值處于蘋果與桃之間，其中馬鈴薯細胞截面面積的變異系數最小，表明馬鈴薯細胞大小分布較為均勻；山藥細胞大小與形態處于馬鈴薯與青蘿卜之間；青蘿卜細胞圓度較高，細胞形態較穩定，細胞形態較規則。

2.3.3 不同果蔬超微結構 不同細胞結構的細胞壁在組成和尺寸厚度上存在一定差異。結合圖1-A～C與圖2-A～C可知，蘋果、桃、梨細胞壁連接較為松散，存在斷裂情況，其中蘋果細胞壁孔隙較大，這是由于果實中膠層組織被破壞，細胞壁之間的聚合力下降，黏附能力降低，對孔隙大小存在一定影響，而孔隙又與果蔬的彈性存在相關性［23］；由圖1-D～F和圖2-D～F可知，馬鈴薯、山藥、青蘿卜的細胞壁排列相對緊密，邊界較為清晰，組織狀態更加飽滿。由圖3可知，蘋果、馬鈴薯與青蘿卜的細胞壁較厚，其中馬鈴薯細胞壁最厚；梨與山藥的細胞壁較薄，無顯著差異（P＞0.05）。

2.4 不同果蔬孔隙特性

有研究表明，孔隙占比決定著物料物理性質和強度［24］。由圖4可知，不同果蔬孔隙度之間存在較大差異，蘋果與青蘿卜的孔隙度較高，且兩者間無顯著差異（P＞0.05），桃的孔隙度顯著低于其他果蔬（P＜0.05）。孔隙度與體積密度呈反比，蘋果與青蘿卜的體積密度較低，其他4種果蔬體積密度差異不顯著（P＞0.05）；桃的顆粒密度顯著低于其他果蔬（P＜0.05）。

圖4 不同果蔬的孔隙特性Fig.4 Pore characteristics of different fruits and vegetables

2.5 不同果蔬應力-松弛特性

表5為不同果蔬應力-松弛特性參數，不同果蔬之間的特性參數具有明顯差異。其中應力-松弛特性參數中的σmax與硬度有關；E0代表果實果肉的彈性，其值越大，細胞壁彈性越強，果肉的硬度越高；T與η代表果實果肉的黏性部分，其值越大，代表果肉的黏性越低。由表5可知，馬鈴薯的E值最高，桃的σmax、E、E0、E1值較低，青蘿卜的E0、E1值較高。這是由于馬鈴薯細胞壁較厚，結構緊密，細胞壁結構中含有的纖維素微纖維會通過抵抗應變并限制細胞膨脹，導致不連續性或曲率的形成，進而使應力增加［25］；而桃中水溶性果膠含量較高，會降低細胞間的黏附作用，使得桃果實剛性較低［26］；青蘿卜的彈性較高，是由于細胞壁較厚影響著樣品的機械強度［27］。馬鈴薯與山藥的T值較高，桃的T、η值較低，說明馬鈴薯與山藥的黏性較低，桃的黏性較高，這是由于馬鈴薯與山藥的果膠含量較低，而果膠具有控制細胞壁黏附的作用。

表5 不同果蔬應力-松弛特性參數Table 5 Stress-relaxation characteristic parameters of different fruits and vegetables

2.6 不同果蔬質地特性

質地特性是影響消費者選擇的重要指標。由表6可知，6種果蔬在硬度方面存在著較大差異，青蘿卜的硬度、膠著性、咀嚼性在6種果蔬中較高；桃的質地特性參數顯著低于其他果蔬（P＜0.05）。在水果組中，蘋果的質地特性參數高于桃與梨，主要表現在硬度、彈性、膠著性與咀嚼性方面；梨的各項參數略低于蘋果。蔬菜的硬度遠高于水果，馬鈴薯和蘋果的彈性、膠著性、咀嚼性之間無顯著差異（P＞0.05）；在蔬菜組中，山藥的各指標低于馬鈴薯與青蘿卜，但在內聚性方面與馬鈴薯差異不顯著（P＞0.05）。

2.7 相關性分析

由圖6可知，部分化學組分及應力-松弛、質地特性參數之間存在較強的相關性。淀粉含量與σmax、E1、T、η呈極顯著正相關（P＜0.01），因此馬鈴薯與山藥的硬度較高、黏彈性較低；蛋白質含量與T、硬度呈顯著正相關（P＜0.05），與σmax、E0、E1、η呈極顯著正相關（P＜0.01）；總酸含量與E0、硬度呈顯著負相關（P＜0.05），與E、內聚性、彈性、膠著性、咀嚼性呈極顯著負相關（P＜0.01）；脂肪含量與應力-松弛、質地特性參數之間的相關性不顯著（P＞0.05）。可溶性糖中，果糖含量與σmax呈顯著負相關（P＜0.05）；葡萄糖含量與σmax、η呈顯著負相關（P＜0.05）；蔗糖含量與η呈顯著負相關（P＜0.05），與E、E0、E1、質地特性參數均呈極顯著負相關（P＜0.01），說明可溶性糖組分中，蔗糖對質地的影響較大。

細胞壁及其組分中，CWM含量與大部分應力-松弛特性參數（E、σmax、E0、E1、η）和部分質地特性參數（硬度、膠著性、咀嚼性）呈極顯著正相關（P＜0.01）；WSP含量與部分應力-松弛特性參數、質地特性參數呈極顯著負相關（P＜0.01）；CSP含量與E0呈顯著正相關（P＜0.05），與硬度、膠著性、咀嚼性呈極顯著正相關（P＜0.01）；HC含量與部分應力-松弛特性參數呈極顯著正相關（P＜0.01）；CEL含量與彈性呈顯著正相關（P＜0.05），與應力-松弛特性參數、膠著性、咀嚼性呈極顯著正相關（P＜0.01）。

在細胞微觀結構中，細胞壁厚度與σmax、T、膠著性、咀嚼性呈顯著正相關（P＜0.05），與E、η、彈性呈極顯著正相關（P＜0.01）；細胞截面面積和細胞截面周長均與T、彈性呈極顯著正相關（P＜0.01）；當量直徑與E、T、內聚性、彈性呈極顯著正相關（P＜0.01）；細胞圓度與T、η呈極顯著負相關（P＜0.01）；分形維數與質地特性之間的相關性不顯著（P＞0.05）。

顆粒密度與大部分應力-松弛、質地特性參數呈極顯著正相關（P＜0.01），進一步說明顆粒密度是影響質地的重要參數；體積密度與內聚性呈顯著負相關（P＜0.05）；孔隙度與E、E0、質地特性參數呈極顯著正相關（P＜0.01）；其中應力-松弛特性參數與部分質地特性參數之間存在極顯著正相關性（P＜0.01）。

2.8 主成分及聚類分析

主成分分析主要通過降維的方式將多指標轉化為少數綜合性指標［28］。用SPSS軟件對不同果蔬化學成分、組織結構、質地特性進行主成分分析，特征值大于1的主成分共3個，其累計方差貢獻率為90.3%，可代表原數據的變化趨勢，所以抽取3個主成分進行分析，詳見圖6。圖6-A為主成分分布3D圖，由圖6-A可知，PC1、PC2、PC3的貢獻率分別為47.9%、29.9%和12.5%。圖6-B、C、D分別為圖6-A的切面圖。結合圖6-B與圖5可知，PC1反映的指標有η、CEL、σmax、E、E0、E1、CWM、硬度、顆粒密度、HC、T，其中CEL、σmax、E、E0、E1、CWM、硬度、顆粒密度、HC、T等均與η呈極顯著正相關（P＜0.01），因此選擇η作為第一主成分。PC2反映的指標有體積密度、脂肪、葡萄糖、內聚性、孔隙度（圖6-C），其中脂肪、葡萄糖含量、內聚性、孔隙度與體積密度呈極顯著（P＜0.01）或顯著負相關（P＜0.05），因此選擇體積密度作為第二主成分。由圖6-D可知，PC3主要以CSP影響為主，絕對值權重高達0.855，因此選擇CSP作為第三主成分。綜上所述，選擇η、體積密度、CSP含量作為核心評價指標。

圖5 相關性分析Fig.5 Correlation analysis

圖6 不同果蔬PCA圖Fig.6 PCA chart of different fruits and vegetable

由圖7可知，馬鈴薯和山藥被聚為一類，說明它們差異較小，其淀粉、HC含量、硬度較高，可溶性糖含量和黏性較低，主要差異在于組織結構不同，其中馬鈴薯的細胞壁較厚并存在較大淀粉顆粒，而山藥細胞壁較薄并存在較小淀粉顆粒。

圖7 聚類分析熱圖Fig.7 Cluster analysis heatmap

3 討論

本研究發現，不同基質果蔬的質地特性與化學成分和細胞結構有關。在化學成分中，細胞壁組分纖維素與果膠含量對質地影響較大，蔬菜的纖維素含量要高于水果，通過對比應力-松弛特性與質地特性，可以發現，蔬菜組的應力-松弛特性與硬度要明顯高于水果組，其中青蘿卜硬度最高，HC和CEL含量與質地特性指標呈正相關。纖維素和半纖維素構成了細胞壁的主要“骨架”，主要起力學支撐作用［29］。Ranganathan等［30］研究發現，植物材料中的纖維素等細胞壁組成成分直接影響最終產品的質地特性。Yao等［31］研究表明，纖維素分子聚合時鏈狀多糖分子形成微纖維，HC可與纖維素微纖維的表面相互連接，形成穩定的網絡結構，增加細胞壁機械強度。本研究發現，桃的WSP和NSP含量較高，CSP含量較低，應力-松弛特性指標與硬度最低，WSP含量與質地特性指標呈極顯著負相關，CSP含量與部分質地特性指標呈極顯著正相關。這是由于果膠主要起連接與維持細胞結構的作用［32］，WSP通過非共價鍵和非離子鍵松散地結合到細胞壁上，CSP含量內部結合力較大，有利于細胞壁結構的穩定［33］；NSP對維持細胞之間的黏連和果蔬質地具有重要作用［34］。陳丹等［35］研究發現，超高壓竹筍有更高的CSP和NSP以及更低的WSP含量，表現出更高的硬度。Wang等［36］研究發現，隨著獼猴桃采后時間進程的推移，WSP含量增加，細胞結構被破壞，導致獼猴桃軟化。Liu等［37］研究發現，在蓮藕加工過程中加入醋酸可以增加CSP含量，使蓮藕保持較高的硬度與細胞壁完整性。

在細胞微觀結構中，細胞截面面積、周長、當量直徑、細胞壁厚度與部分力學特性、質地特性相關性較強，呈正相關，細胞圓度與部分力學特性指標呈負相關；孔隙中的顆粒密度和孔隙度與質地特性指標呈極顯著正相關，體積密度與部分質地指標呈顯著負相關。由于細胞存在一定的圓度，相鄰細胞間會形成細胞間隙，即多孔物料的孔隙，這些細胞間隙是水分和氣體運輸的最佳通道，從而影響果蔬質地。白嵐莎［38］研究發現，桃在貯藏期間出現了細胞結構坍塌、不規則程度增加、細胞膜破壞、細胞內容物溶出等現象，細胞形態變化明顯，果肉硬度隨之下降。Wu等［39］研究發現，胡蘿卜經處理后，內部細胞結構外殼塌陷，細胞面積、周長增加，圓度系數降低，從而使硬度降低。

本研究證明了果蔬的化學成分（可溶性糖，細胞壁及其組分）含量、細胞微觀結構、孔隙度對質地影響較大。也有研究表明，果蔬的質地由多指標共同作用，包括內部膨脹壓力、細胞腔內水的特性、細胞壁的機械強度與厚度、細胞和孔的大小等［40］，在這一方面還有待進一步研究。

4 結論

本研究發現，蘋果與梨中果糖含量較高，桃中蔗糖、WSP含量較高，馬鈴薯與山藥淀粉含量較高，且水分含量均較低；在細胞結構上，蘋果細胞面積最大，桃細胞面積最小且排列密集，孔隙度較低，梨的細胞形態分布不均勻，馬鈴薯存在少量的大淀粉顆粒，細胞壁較厚，山藥存在大量較小的淀粉顆粒，細胞壁較薄；在質地特性上，桃的硬度較低，馬鈴薯的硬度較高，青蘿卜的硬度與彈性均較高。相關性分析表明，應力-松弛特性與部分質地特性呈極顯著正相關（P＜0.01），CEL含量與應力-松弛特性參數均呈極顯著正相關（P＜0.01），蔗糖、WSP含量與質地特性參數均呈極顯著負相關（P＜0.01）；顆粒密度、孔隙度與部分應力-松弛、質地特性參數呈極顯著正相關（P＜0.01）；細胞結構中，細胞壁厚度、細胞大小與部分質地特性參數呈正相關（P＜0.05），主成分分析共提取到3個主成分，累計貢獻率為90.3%，篩選出3個核心指標，即η、體積密度、CSP；在6種果蔬中，馬鈴薯與山藥差異較小，二者間主要差異體現在細胞結構與細胞壁厚度上。