刘 莉，高 星，华德平，刘 翔，李志文，张 平，李三培，张少慧

（1. 天津大学环境科学与工程学院，天津 300072；2. 天津大学生命科学学院，天津 300072；3. 国家农产品保鲜工程技术研究中心，天津 300384）

不同的质构检测方法对甜瓜果肉质构的评价

刘 莉1，高 星1，华德平2，刘 翔1，李志文3，张 平3，李三培1，张少慧1

（1. 天津大学环境科学与工程学院，天津 300072；2. 天津大学生命科学学院，天津 300072；3. 国家农产品保鲜工程技术研究中心，天津 300384）

采用质构剖面分析（TPA）、穿刺和剪切3种方法，对6个不同品种的甜瓜果肉质构进行了测定评价，并对其进行相关性分析.结果表明，6个品种之间的果肉质构 TPA获得的硬度、黏着性和咀嚼性分别在 550.82～5，513.39,g、-2.86～-14.25,g·s和 25.83～1，223.21,g之间，穿刺获得的脆性和平均硬度分别在 0.98～7.77,N/s和0.53～4.87,N之间，这5个参数可用于评价甜瓜果实的质构特征.TPA质构参数（除弹性外）与穿刺质构参数之间均呈显著或极显著相关（0.866～0.993），而剪切不能准确地表征甜瓜果肉的质构特性.TPA的硬度、黏着性和咀嚼性分别在 1，437.78～3，047.08,g、-6.37～-10.65,g·s和 205.20～520.54,g之间，穿刺的脆性和平均硬度分别在 3.10～6.78,N/s和1.26～2.41,N之间时，甜瓜果肉表现为脆酥适宜的口感.本研究为甜瓜的品质育种提供了理论依据.

甜瓜；果肉质构；质构剖面分析；穿刺；剪切

甜瓜是葫芦科中在全球范围内种植地域最为广泛的重要经济作物，为世界十大水果之一.甜瓜种类繁多，不仅在形态学上表现出极大的差异，而且在生长发育、呼吸跃变等生理生化性状上也表现出丰富的多样性，被称为“多态性种”［1-2］. 甜瓜果实质地特性差异极大，有清爽脆酥、梗硬及软面等多种多样的口感.前人对育种工作的主要关注点是培育具有高糖、高产、抗病、抗虫、耐运输等特征的甜瓜品种，对清爽脆酥的特征关注较少.随着人们生活水平的提高，具有独特脆酥口感的果实越来越受消费者的欢迎，这对甜瓜果实的品质育种提出了新的要求.

果肉的质构特性是一个较为复杂的性状，包括硬度、脆性、咀嚼性和回复性等，影响消费者对果实的整体感官，是衡量果实质量和商品性的重要指标［3-5］.果肉质构的评价有感官评定法和仪器分析法.与感官评定法相比，仪器分析法重复性好，准确性强.物性分析仪通过特定的方法测定果肉的质地结构，可得到相应的参数指标，从而在一定程度上反映果肉的质地特性和组织结构变化.使用物性分析仪进行果蔬质构研究时，可使用的模式有：质构剖面分析（TPA）、剪切、压缩、挤出和穿刺等［6-7］.其中，TPA检测是通过模拟人口腔的咀嚼运动，对样品进行两次压缩，该过程能够测定样品的硬度、黏附力、弹性、凝聚性和咀嚼性等相关质构参数［7］，已被应用于桃［8］、葡萄［9］、草莓［10］和苹果［11-12］等果实的质构检测；穿刺检测是通过毫米直径的针形探针刺穿样品，该方法能够测定样品的硬度和脆性［13］，已被应用于芒果［14］、冬枣［15-16］和番茄［17］等果实的质构评价；剪切测试是通过刀具装置将样品一切为二，对样品的硬度进行评价，已被应用于梨［18］等果实的质构检测.但是，目前使用物性分析仪对甜瓜果肉质构的研究鲜有报道.

笔者采用 TPA、穿刺和剪切 3种测定方法对不同变种类型的甜瓜果肉质构进行综合评价，目的在于比较3种方法在甜瓜果实质构测定方面的特征，以确定适合甜瓜果肉的质构检测方法，为甜瓜的品质育种提供科学的依据.

1　材料与方法

1.1材 料

从甜瓜4个变种类型中选出6个具有不同果肉质地、果实口感差别较大的甜瓜品种为实验材料（见表1），包括薄皮类型的津甜、LXF、羊角脆以及厚皮类型的红蜜、QuEQ、Ogen.其中，津甜、羊角脆和红蜜的口感脆酥，LXF和 QuEQ的果肉较梗硬，而Ogen是典型的呼吸跃变型品种，其果肉在成熟时期迅速软化.

表1　供试材料及其类型Tab.1 Tested materials and their types

甜瓜材料均于 2014年春季种植于天津大学北辰区试验基地内，标准化管理.每个品种各选成熟时期、果实大小及颜色一致、无病虫害及机械损伤的 3个果实，为 3次重复.采收后迅速带回实验室，在室温（24±2），℃下平衡 4，h后，用于质构的测定.每个果实测定5个点，取平均值.

1.2方 法

1.2.1TPA法

对甜瓜果实进行去皮和切片处理，沿果实赤道横向切成厚度0.8，cm的薄片，用直径0.8，cm的打孔器垂直于薄片打孔，得到的柱状果肉置于TA.XT.Plus物性分析仪（英国Stable Micro System公司）的平板上，采用P/75探头（Φ75，mm压板）.测试参数设置如下：预压速度 2.0，mm/s，下压速度 3.0，mm/s，压后上行速度3.0，mm/s，两次压缩间停顿5.0，s，试样受压形变30.0%，触发力10.0，g［19］.

根据图1（a）的TPA质构特征曲线，TPA测试的参数定义如下：硬度（hardness）表示在设定条件下，果实达到一定变形所需的力，单位为 g；黏着性（adhesiveness）反映了咀嚼时果肉对上腭、牙齿、舌头等接触面黏着的性质，数据中的负号代表探头受到的作用力方向向下，与大小无关，用面积 A3表示，单位为g·s；弹性（springiness）表示样品经过第1次压缩以后能够再恢复的程度，用（t3-t2）/t1表示；凝聚性（cohesiveness）表示咀嚼时果肉抵抗受损并紧密连接、使之保持完整的性质，它反映了果实内部结合力的大小，用 A2/A1表示；咀嚼性（chewiness）用于描述将固体食品咀嚼到可吞咽时需做的功，综合反映了果肉对咀嚼的持续抵抗性，为硬度、凝聚性和弹性三者乘积，单位为 g；回复性（resilience）表示的是第 1次压缩循环过程中返回时样品所释放的弹性能与压缩时探头的耗能之比，是表征果肉弹性的参数之一，用A4/A5表示.

1.2.2穿刺法

果肉取样方法同 TPA法，将果肉置于物性分析仪的测试平板上，采用P/2探头（Φ2，mm不锈钢圆柱探头），测试参数设置如下：预压速度 5.0，mm/s，下行速度 2.0，mm/s，穿刺后上行速度 2.0，mm/s，下压距离为8.0，mm，触发力10.0，g.

根据图1（c）的穿刺质构特征曲线，穿刺测试的参数定义如下：果肉脆性以锚1到锚2之间重量的斜率表示，单位为N/s；果肉平均硬度以锚2到锚3之间重量的平均值表示，单位为N.

1.2.3剪切法

对甜瓜果实进行去皮和切片处理，沿果实赤道横向切成厚度 1.0，cm 的薄片，垂直于薄片切成边长1.0，cm的立方体果肉，将样品置于物性分析仪的剪切平板上，用剪切刀具沿果腔到果皮方向剪切.测试参数设置如下：预压速度 4.0，mm/s，测试速度5.0，mm/s，剪切时间 12.0，s，测试后速度 10.0，mm/s，触发力10.0，g.

根据图1（f）剪切质构特征曲线，剪切测试的参数定义如下：剪切的平均硬度和最大硬度分别以锚 1到锚 2之间质量的平均值和最大值表示，单位为kg.

图1　6个不同质地的甜瓜果肉的质构图谱Fig.1 Textural spectra of six different textures of melon flesh

1.3数据分析

由Texture Exponent 32 软件分析并生成质构图谱.用 SPSS17.0软件对实验数据进行统计处理，用Tukey方法对数据进行多重检验，并对果实质构参数进行皮尔逊相关分析.

2　结果与分析

2.1不同品种甜瓜果肉的TPA、穿刺和剪切质构图谱

通过TPA、穿刺和剪切3种检测方法得到6个不同质地的甜瓜果肉的质构图谱，如图1（b）、1（d）和1（f）所示.图1（b）和1（d）显示，6个甜瓜品种果肉的TPA和穿刺图谱趋势表现基本一致.硬度较大的甜瓜果肉得到的 TPA曲线形状较规则，两次压缩曲线的形状几乎一致，如LXF和QuEQ；而硬度较小的果肉 TPA曲线上出现第 1个峰形不规则，曲线表现出不对称性，如红蜜和 Ogen.硬度较大的甜瓜果肉得到的穿刺曲线的波动幅度较大，尤其是在达到峰值时迅速下降，然后出现平缓的曲线，如 LXF和QuEQ；而硬度较小的甜瓜果肉穿刺曲线在整个过程中的波动幅度均较小，如 Ogen.用剪切方法获得如图1（f）的图谱，与以上两者的趋势差异较大，以果肉非常脆酥的羊角脆的曲线峰值最大，甚至远高于较梗硬果肉的QuEQ和LXF，曲线一致性较差，无规律性.

2.2不同品种甜瓜果肉的TPA、穿刺和剪切质构参数

通过 TPA、穿刺和剪切这 3种检测方法共获得10个质构参数（见表2和表3）.TPA测得的6个质构参数中，不同品种间的硬度、黏着性、弹性、凝聚性、咀嚼性和回复性有相似的变化规律，且硬度、黏着性和咀嚼性差异在品种间较大，与不同品种甜瓜果实的口感特性具有一致性，可作为评价甜瓜果实质构的特征参数，而弹性、凝聚性和回复性的差异较小.硬度是果肉质地的重要参数，最大的是 LXF（5，513.39，g），其次为 QuEQ、津甜、羊角脆、红蜜（4，137.47～1，437.78，g），而以 Ogen的硬度最小（550.82，g），两极值相差约 9.01倍，与果实的实际口感特性（LXF梗硬、Ogen软）相一致.黏着性表示第1次压缩后探头上升过程中，克服果肉和探头之间的吸引力时所需的作用力；咀嚼性与硬度呈正相关关系；回复性反映的是果肉快速回调能力.可以发现，果肉梗硬的 LXF的黏着性、弹性、凝聚性、咀嚼性和回复性均为 6个品种中最高值（其中，弹性略低于红蜜，但处于相同水平），而Ogen则表现为最低值，这几个性状的最大值与最小值分别相差 3.98、0.91、3.50、46.36和5.00倍.在这6个不同质地的甜瓜品种中，津甜、羊角脆和红蜜 3个品种口感的脆酥程度适宜，它们的硬度在1，437.78～3，047.08，g，黏着性在-6.37～-10.65，g·s，咀嚼性在205.20～520.54，g之间.

表2　6个不同品种的甜瓜果肉的质构参数（Ⅰ）Tab.2 Texture parameters of six different varieties of melon flesh（Ⅰ）

表3　6个不同品种的甜瓜果肉的质构参数（Ⅱ）Tab.3 Texture parameters of six different varieties of melon flesh（Ⅱ）

通过穿刺法检测得到脆性和平均硬度两个质构参数，在 6个甜瓜品种间存在显著性差异，变化趋势与TPA法一致.口感梗硬的LXF表现出最大的脆性（7.77，N/s）和平均硬度值（4.87，N），分别是最小值Ogen的7.93和9.19倍.而脆酥口感的津甜、羊角脆和红蜜 3个品种的脆性值和平均硬度值分别在3.10～6.78，N/s及 1.26～2.41，N之间.脆性和硬度是评价甜瓜果实质构的主要指标，通过计算这两个参数的比值，得到津甜、LXF、羊角脆、红蜜、QuEQ和Ogen依次为 2.81、1.60、2.47、2.46、1.66和 1.85.研究发现，果肉脆酥、口感最佳的 3个材料比值在2.46～2.81之间.而梗硬口感及较软口感的果肉比值均较低（1.66～1.85）.

通过剪切法检测得到平均硬度和最大硬度两个质构参数，在6个甜瓜品种间存在显著性差异.以这种方法检测的结果显示为羊角脆表现出最高的平均硬度（2.68，kg）和最大硬度（4.97，kg）值，而津甜的平均硬度最低（仅 0.09，kg），Ogen的最大硬度值最低（0.37，kg），但津甜和 Ogen之间无显著性差异.这个结果与 TPA法、穿刺法及人为感官鉴定结果相差较大，尤其是羊角脆的测定值甚至远高于口感最硬的LXF，该方法暂不适用于甜瓜果肉的质构评价.

2.3质构参数间的相关性分析

通过TPA、穿刺和剪切3种方法测得的10个质构参数之间存在不同程度的相关性（见表4）.TPA质构参数（除弹性外）与穿刺质构参数均呈显著或极显著相关；弹性和剪切质构参数与其他质构参数的相关性均不显著.TPA硬度与凝聚性、咀嚼性和穿刺平均硬度呈极显著正相关，分别为0.941、0.972和0.993，与黏着性呈极显著负相关（-0.969）；黏着性与 TPA参数（除弹性外）及穿刺参数均呈极显著负相关，其中，与凝聚性的相关性最强（-0.991）；凝聚性与回复性的相关性最大（0.992）；咀嚼性表现出与穿刺平均硬度的相关系数最高（0.991）；回复性与穿刺的脆性呈现最高的相关性（0.981）；穿刺的平均硬度与 TPA硬度相关系数最大（0.993）.用剪切法获得的平均硬度与剪切最大硬度呈极显著正相关（0.991），但这两个参数与TPA及穿刺的参数之间无显著相关性.

表4　果实质构参数之间的相关性Tab.4 Relationships between fruit texture parameters

以上结果表明，TPA硬度、黏着性、凝聚性、咀嚼性、回复性及穿刺脆性、果肉平均硬度 7个质构参数之间具有较为紧密的联系，对不同品种甜瓜果肉质构评价的表现趋势基本一致，可作为不同品种甜瓜果实特有的质构特性评价依据.

3　讨　论

在 TPA 质构图谱中的第 1次压缩曲线中若是出现两个峰，则第1个峰值定义为脆性，第2个定义为硬度；若是只有 1个峰值，则定义为硬度，无脆性值.脆性峰值的出现与否和果实的质地密切相关［7，20］.由于不同质地的甜瓜果肉在 TPA检测中极少数可以检测出脆性峰值，大部分测试样品没有出现明显的破裂，不能从图谱中获得脆性值，故本研究中将TPA测试的脆性峰值这一指标舍去.

本研究中TPA质构参数（硬度、黏着性、凝聚性、咀嚼性、回复性）与穿刺质构参数（脆性、平均硬度）均呈显著或极显著相关性，而 TPA弹性与以上参数均无显著性相关.通过 TPA法在硬肉桃［8］和苹果［21］上的研究也表明，果肉黏着性与硬度、凝聚性等质构参数值呈显著的负相关，凝聚性、硬度、回复性和咀嚼性参数值之间有显著的正相关性，弹性与其他质构参数之间相关性不显著.

这3种质构检测方法使用不同的探头，所接触的果肉部位和面积不同，获得的参数对不同果肉质构的描述亦有较大差异.TPA法检测时，圆柱形探头纵向压缩试样的横切面，压缩过程中，探头受整个试样的阻力，此方法检测为整个样品的质构，且检测指标具有多样性，可以从不同角度（如硬度、黏着性、咀嚼性、回复性等）对甜瓜果肉的质地进行评价；穿刺法检测时，针形探头从甜瓜果肉的中心刺穿，探头受到果肉局部的阻力，仅检测了试样的纵向中心及附近果肉的质构，且只有该方法可以检测到甜瓜果肉的脆性；而剪切法检测时，是用刀具探头将果肉样品整个切开，此过程受到果肉整个切面的阻力以及甜瓜汁液的阻力，检测的是样品切面及附近果肉的质构，并且在实验过程中刀具容易与底槽发生摩擦，导致误差增加，认为是在本研究中导致该方法与TPA法、穿刺法及感官鉴定结果不一致的主要原因之一.

针对不同果实应该采用不同的质构检测方法.有研究报道，TPA不适合用于描述鲜食冬枣和杨山酥梨的质构特性，而穿刺能够准确地反映出冬枣果皮和果肉的质地品质，剪切曲线则能很好地表征酥梨的脆性等性状［16，18］.Barrett等［22］对番茄果实的质构检测结果表明穿刺比压缩更加灵敏，能检测出细微的差别，且不易受果实的性状、大小等方面的影响.本研究结果显示，对甜瓜果实质构的测定适合用 TPA和穿刺这两种方法，而剪切法不能准确地反映甜瓜的质构特性.

4　结　论

本研究采用TPA、穿刺和剪切3种方法，对6个不同品种的甜瓜果肉质构进行了测定及分析，得到以下结论.

（1）由 TPA获得的硬度、黏着性、咀嚼性及穿刺获得的脆性和平均硬度这 5个参数可以表现出不同类型甜瓜果肉的质地差异，所以 TPA和穿刺这两种方法适用于甜瓜果肉的质构评价，而剪切法不能准确地反映甜瓜果肉的质构特性.

（2）TPA 的硬度、黏着性和咀嚼性分别在1，437.78～3，047.08，g、-6.37～-10.65，g·s和205.20～520.54，g之间，穿刺的脆性和平均硬度分别在 3.10～6.78，N/s和1.26～2.41，N之间时，甜瓜果肉表现为脆酥适宜的口感.

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（责任编辑：田 军）

Evaluation of the Textural Properties of Melon Flesh by Different Texture Test Methods

Liu Li1，Gao Xing1，Hua Deping2，Liu Xiang1，Li Zhiwen3，Zhang Ping3，Li Sanpei1，Zhang Shaohui1
（1. School of Environmental Science and Engineering，Tianjin University，Tianjin 300072，China；2.School of Life Sciences，Tianjin University，Tianjin 300072，China；3.National Engineering Technology Research Center for Preservation of Agricultural Products，Tianjin 300384，China）

Textural properties of the flesh of six different melon varieties were investigated by three different textural analysis methods： texture profile analysis （TPA）， puncture and shear， and the correlations were analyzed. The results showed that values of hardness， adhesiveness and chewiness of these six varieties obtained by TPA were 550.82—5，513.39 g， -2.86— -14.25 g·s and 25.83—1，223.21 g， respectively. The values of brittleness and average hardness obtained by puncture were 0.98—7.77 N/s and 0.53—4.87 N， respectively. These five parameters can be used to evaluate textural properties of melon flesh. Correlation analysis indicated there were significant correlation（0.866—0.993）between the textural parameters of TPA（except for elasticity） and puncture value， while shear method cannot characterize the textural properties of melon flesh accurately. Melon flesh showed appropriate crispy characterization when the values of hardness， adhesiveness and chewiness of TPA were 1，437.78—3，047.08 g， -6.37— -10.65 g·s， and 205.20—520.54 g， brittleness and average hardness of puncture were 3.10—6.78 N/s and 1.26—2.41 N， respectively. This study provides theoretical support for melon breeding.

melon；flesh texture；texture profile analysis；puncture；shear

S652.9

A

0493-2137（2016）08-0875-07

10.11784/tdxbz201504020

2015-04-06；

2015-05-20.

天津市应用基础与前言技术研究计划重点资助项目（12JCZPJC23300）.

刘 莉（1963— ），女，博士，副教授.

刘 莉，liuli@tju.edu.cn.

网络出版时间：2015-07-14. 网络出版地址：http://www.cnki.net/kcms/detail/12.1127.N.20150714.1514.006.html.