物性分析儀TPA測(cè)定鮮食桃質(zhì)構(gòu)條件的優(yōu)化

李永紅，常瑞豐，張立莎，王召元，陳　湖，韓繼成，劉國(guó)儉

（河北省農(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹(shù)研究所，河北 昌黎　066600）

物性分析儀TPA測(cè)定鮮食桃質(zhì)構(gòu)條件的優(yōu)化

李永紅，常瑞豐，張立莎，王召元，陳湖，韓繼成，劉國(guó)儉*

（河北省農(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹(shù)研究所，河北 昌黎066600）

以普通鮮食桃品種大久保的果實(shí)為試驗(yàn)材料，利用物性分析儀，壓縮速度設(shè)1、5和10 mm/s，壓縮程度設(shè)5%、10%、15%、20%、25%、30%和35%，分析了不同測(cè)試條件對(duì)6個(gè)果實(shí)質(zhì)地參數(shù)（硬度、內(nèi)聚性、彈性、粘附性、膠著性和咀嚼性）的影響，以期優(yōu)化TPA模式評(píng)價(jià)的測(cè)試技術(shù)參數(shù)。結(jié)果表明：壓縮程度對(duì)果實(shí)硬度、內(nèi)聚性、彈性、粘附性、膠著性和咀嚼性影響極顯著；壓縮速度對(duì)彈性和粘附性無(wú)顯著影響，對(duì)其他4個(gè)TPA參數(shù)有極顯著影響。壓縮程度為5%～10%時(shí)，果肉組織結(jié)構(gòu)相對(duì)比較穩(wěn)定，受到的破壞較小，果實(shí)硬度、彈性、內(nèi)聚性、粘附性、膠著性和咀嚼性均變化很??；壓縮程度為20%左右時(shí)，果肉組織結(jié)構(gòu)相對(duì)較完整，未受到較大的破壞；壓縮程度為30%～35%時(shí)，果實(shí)果肉組織表現(xiàn)出被壓實(shí)的狀態(tài)，組織結(jié)構(gòu)受到較大破壞，彈性、內(nèi)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(gè)壓縮速度下6個(gè)質(zhì)地參數(shù)的變化趨勢(shì)基本一致，壓縮速度選用1 mm/s可以避免產(chǎn)生沖擊載荷，使測(cè)試數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。在利用物性分析儀TPA模式對(duì)大久保果實(shí)進(jìn)行質(zhì)地參數(shù)測(cè)定時(shí)，壓縮速度選用1 mm/s、壓縮程度選用20%，測(cè)試結(jié)果能夠客觀地反映普通鮮食桃果肉組織的質(zhì)地特征。

質(zhì)地多面分析；桃；大久保；質(zhì)構(gòu)參數(shù)

物性分析儀質(zhì)地多面分析（Texture Profile Analysis，TPA）模式主要通過(guò)模擬人的口腔咀嚼運(yùn)動(dòng)，利用力學(xué)測(cè)試方法模擬食物的質(zhì)地感官，對(duì)于評(píng)價(jià)參數(shù)的設(shè)定更為客觀，可全面反映食品的硬度、粘附性、彈性、內(nèi)聚性和咀嚼性等，減小通過(guò)人口腔主觀評(píng)價(jià)帶來(lái)的差異，是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型測(cè)試方法［1］。在國(guó)外，TPA測(cè)試被廣泛應(yīng)用于食品品質(zhì)的評(píng)價(jià)［2～6］；而在國(guó)內(nèi)，TPA測(cè)試尚處于起步階段，其中在面食方面應(yīng)用得相對(duì)較多，在水果上也有部分研究［7～11］。

大久保（Okubo）是我國(guó)北方地區(qū)主栽鮮食桃品種之一，果實(shí)大而圓，外觀美，品質(zhì)優(yōu)，豐產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)，深受人們的喜歡［12］。但是由于該品種在近成熟時(shí)果頂及縫合線處易變軟凹陷，外觀品質(zhì)發(fā)生變化，導(dǎo)致其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)也發(fā)生一系列變化而影響果實(shí)品質(zhì)［13，14］。目前，有關(guān)鮮食桃果實(shí)質(zhì)構(gòu)特性方面的研究尚不多見(jiàn)。

以普通鮮食桃品種大久保的果實(shí)為試材，進(jìn)行不同壓縮速度和壓縮程度條件下的TPA質(zhì)構(gòu)參數(shù)研究，明確不同測(cè)試條件對(duì)大久保果實(shí)質(zhì)構(gòu)參數(shù)的影響，優(yōu)化其TPA質(zhì)構(gòu)評(píng)價(jià)的測(cè)試條件，旨為今后更全面、準(zhǔn)確地研究桃果實(shí)質(zhì)地特征和品質(zhì)變化提供參考。

1　材料與方法

試驗(yàn)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(yàn)示范基地，選擇果實(shí)大小、成熟度均一致，且無(wú)病、蟲(chóng)、傷害的果實(shí)進(jìn)行測(cè)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(nèi)聚性、彈性、粘附性、膠著性和咀嚼性作為質(zhì)地評(píng)價(jià)參數(shù)，探頭型號(hào)為TA-41，參考高海生等［15］的測(cè)定方法并加以改進(jìn)。選取果實(shí)縫合線兩側(cè)去皮果肉部分進(jìn)行測(cè)定，壓縮速度分別設(shè)1、5和10 mm/s，壓縮程度分別設(shè)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(jìn)行7種壓縮程度的條件測(cè)試，直接由物性分析儀計(jì)算機(jī)分析軟件得到不同測(cè)試條件下的桃果肉TPA質(zhì)構(gòu)測(cè)定曲線（負(fù)荷-時(shí)間曲線）。采用完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，每次選15個(gè)果實(shí)，每個(gè)果測(cè)定2次。

圖1 桃果實(shí)的TPA測(cè)試曲線圖譜Fig.1　TPA test curve of peach fruit

圖1為桃果實(shí)的TPA測(cè)試圖譜，測(cè)試條件為測(cè)試速度1 mm/s、預(yù)測(cè)速度2 mm/s、返回速度1 mm/s、觸發(fā)點(diǎn)負(fù)荷10 g。其中，硬度以雙峰曲線第1個(gè)峰的最大值表示；黏性指第1次壓縮曲線達(dá)到零點(diǎn)到第2次壓縮曲線開(kāi)始之間曲線的負(fù)面積3；彈性以第2次壓縮從起始到峰值的時(shí)間（t2）與第1次壓縮達(dá)到峰值的時(shí)間（t1）的比值表示；內(nèi)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(nèi)聚性的乘積；咀嚼性以硬度與內(nèi)聚性、彈性的乘積表示。利用Excel 2003和SPSS 20.0軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行皮爾遜相關(guān)分析（Pearson correlation analysis）。

2　結(jié)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(cè)試曲線圖譜（圖2）進(jìn)行分析。

圖2　在壓縮速度1 mm/s條件下進(jìn)行不同程度壓縮時(shí)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(shí)，2次壓縮的TPA曲線均為單峰曲線，說(shuō)明果肉彈性處于可恢復(fù)的范圍內(nèi)；當(dāng)壓縮程度增大到10%時(shí)，2次壓縮的TPA曲線無(wú)論是面積還是峰型都發(fā)生了變化，出現(xiàn)雙峰曲線，說(shuō)明桃果肉組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了微小的破損；當(dāng)壓縮程度達(dá)到15%時(shí)，TPA曲線峰數(shù)增多，峰面積變寬、變矮，說(shuō)明桃果肉組織結(jié)構(gòu)發(fā)生了不可恢復(fù)的變形，其組織的抵抗力下降，發(fā)生了較大破損；當(dāng)壓縮程度繼續(xù)增加，果實(shí)受到更大的壓力壓迫，TPA曲線的峰型變得更復(fù)雜、峰面積繼續(xù)增大，說(shuō)有桃果肉組織結(jié)構(gòu)嚴(yán)重受損。

2.2不同壓縮速度和壓縮程度下桃果實(shí)質(zhì)地參數(shù)的變化

2.2.1不同壓縮速度和壓縮程度對(duì)桃果肉硬度的影響果肉在外力的作用下，發(fā)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(shí)，硬度較為穩(wěn)定，變化不大，這可能是因?yàn)?%～15%的壓縮程度不足以使桃果肉組織結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯破損；壓縮程度＞15%時(shí)，壓縮速度越快，硬度越大（圖3）。

表1　桃果實(shí)TPA參數(shù)間的相關(guān)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(duì)桃果肉彈性的影響彈性是指果實(shí)受壓，在去掉壓力時(shí)恢復(fù)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(shí)，果肉彈性變化比較平緩，可能與果肉內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)彈性恢復(fù)能力比較恒定有關(guān)；壓縮程度為35%時(shí)，彈性降至接近于0，這是因?yàn)檩^高的壓縮程度下桃內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)被壓緊實(shí)。

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(duì)桃果肉內(nèi)聚性的影響內(nèi)聚性能反映細(xì)胞間結(jié)合力的大小，是評(píng)價(jià)咀嚼果肉時(shí)使果實(shí)保持完整的性質(zhì)［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(nèi)聚性呈下降—上升—下降的變化趨勢(shì)（圖5），其中，壓縮程度由5%增加到10%時(shí)，果肉內(nèi)聚性下降，說(shuō)明果肉內(nèi)部細(xì)胞間的結(jié)合力比較大，5%～10%的壓縮程度對(duì)果肉內(nèi)聚性影響很??；增加壓縮程度，內(nèi)聚性逐漸增大，說(shuō)明果實(shí)內(nèi)部細(xì)胞間的結(jié)合力隨著壓縮程度的增加而逐漸變?nèi)?，壓縮速度1、5和10 mm/s時(shí)內(nèi)聚性達(dá)到最大值的壓縮程度分別為30%、25%、20%；繼續(xù)增加壓縮程度，內(nèi)聚性逐漸下降?？梢钥闯觯煌瑝嚎s速度時(shí)，果肉細(xì)胞間結(jié)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(xì)胞間結(jié)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(nèi)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(duì)桃果肉粘附性的影響粘附性是評(píng)價(jià)咀嚼果肉時(shí)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(shì)，且3個(gè)壓縮速度下粘附性達(dá)到最大值的壓縮程度均為30%（圖6）。其中，壓縮程度為5%～10%時(shí)，粘附性變化不大；壓縮程度為10%～30%時(shí)，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(shuō)明咀嚼果肉時(shí)口腔克服果肉表面吸引力所需的能量加大；壓縮程度＞30%時(shí)，粘附性下降，說(shuō)明桃內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)逐漸被壓緊實(shí)。該研究結(jié)果與內(nèi)聚性和彈性的變化趨勢(shì)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(duì)桃果肉膠著性的影響膠著性是用于表示半固態(tài)測(cè)試樣品黏性特性的指標(biāo)，為硬度與內(nèi)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(shì)，且3個(gè)壓縮速度下膠著性達(dá)到最大值的壓縮程度均為30%（圖7）。其中，壓縮程度為5%～10%時(shí)，膠著性較為穩(wěn)定，變化不大；壓縮程度為10%～30%時(shí)，壓縮程度隨著膠著性的增加而逐漸增加；當(dāng)壓縮程度＞30%時(shí)，膠著性下降。這與桃果實(shí)膠性較大有很大關(guān)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(duì)桃果肉咀嚼性的影響咀嚼性是評(píng)價(jià)果實(shí)對(duì)咀嚼的持續(xù)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(shí)，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(shí)咀嚼性達(dá)到最大值；之后，咀嚼性下降，其中，壓縮程度由20%增加到25%時(shí)降幅平緩，壓縮程度＞25%后下降速度加快，當(dāng)壓縮程度為35%時(shí)咀嚼性降至接近于0（圖8），組織結(jié)構(gòu)被壓緊實(shí)。

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(shí)各個(gè)質(zhì)地參數(shù)變化趨勢(shì)大體一致。為了避免產(chǎn)生沖擊載荷，我們?cè)谝院蟮臏y(cè)試中壓縮速度選用1 mm/s，以使測(cè)試的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。壓縮程度為5%～10%時(shí)，果肉組織結(jié)構(gòu)相對(duì)比較完整，受到的破壞較小，果實(shí)硬度、彈性、內(nèi)聚性、粘附性、膠著性和咀嚼性均變化不大。壓縮程度＞20%時(shí)，硬度值增加的幅度相對(duì)于之前較大；壓縮程度為20%～25%時(shí)，彈性比較穩(wěn)定；在壓縮程度達(dá)到20%時(shí)，內(nèi)聚性開(kāi)始逐漸減?。粔嚎s程度為10%～30%時(shí)，粘附性和膠著性逐漸增大；壓縮程度為10%～25%時(shí)，咀嚼性比較穩(wěn)定。根據(jù)以上測(cè)定結(jié)果，我們認(rèn)為，在穩(wěn)定的區(qū)間內(nèi)可以選擇20%的壓縮程度，作為普通鮮食桃TPA模式測(cè)試的參考數(shù)值。

3　結(jié)論與討論

本研究結(jié)果顯示，不同壓縮速度對(duì)鮮食桃大久保果實(shí)粘附性和彈性影響不大，對(duì)果實(shí)硬度、內(nèi)聚性、膠著性和咀嚼性有極顯著影響，且3個(gè)壓縮速度下這6個(gè)參數(shù)表現(xiàn)出的變化趨勢(shì)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(jìn)行TPA試驗(yàn)的速度；壓縮程度對(duì)6個(gè)TPA參數(shù)均有極顯著的影響，其中，壓縮程度為5%～10%時(shí)，果實(shí)硬度、彈性、內(nèi)聚性、粘附性、膠著性和咀嚼性均變化很小，果肉組織結(jié)構(gòu)受破壞較小，壓縮程度為20%左右時(shí)果肉組織結(jié)構(gòu)未受到較大的破壞而相對(duì)較完整，壓縮程度為30%～35%時(shí)果實(shí)果肉組織表現(xiàn)出被壓實(shí)的狀態(tài)、組織結(jié)構(gòu)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(zhì)構(gòu)TPA模式測(cè)定參考值。每一個(gè)測(cè)試條件的改變都會(huì)對(duì)測(cè)定結(jié)果產(chǎn)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(cè)定普通鮮食桃大久保較好的測(cè)定條件。

本研究選用了華北地區(qū)常栽品種普通鮮食桃大久保作為研究對(duì)象，在以后的研究中還需要對(duì)不同類別不同品種的桃進(jìn)行廣泛而深入的研究，同時(shí)注意與感官評(píng)價(jià)相結(jié)合，從而使桃果實(shí)特性測(cè)定準(zhǔn)確性得到進(jìn)一步的提高，為今后更全面、準(zhǔn)確地研究桃果實(shí)質(zhì)地特征和品質(zhì)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(nóng)林科學(xué)院昌黎果樹(shù)研究所青年科技基金項(xiàng)目（cgs-07）；河北省省級(jí)預(yù)算項(xiàng)目（2014055002）；國(guó)家現(xiàn)代桃產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系項(xiàng)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(shù)育種和栽培生理研究。E-mail：liyonghongpeng@126.com。

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