物性分析仪TPA测定鲜食桃质构条件的优化

李永红，常瑞丰，张立莎，王召元，陈　湖，韩继成，刘国俭

（河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北 昌黎　066600）

物性分析仪TPA测定鲜食桃质构条件的优化

李永红，常瑞丰，张立莎，王召元，陈湖，韩继成，刘国俭*

（河北省农林科学院昌黎果树研究所，河北 昌黎066600）

以普通鲜食桃品种大久保的果实为试验材料，利用物性分析仪，压缩速度设1、5和10 mm/s，压缩程度设5%、10%、15%、20%、25%、30%和35%，分析了不同测试条件对6个果实质地参数（硬度、内聚性、弹性、粘附性、胶着性和咀嚼性）的影响，以期优化TPA模式评价的测试技术参数。结果表明：压缩程度对果实硬度、内聚性、弹性、粘附性、胶着性和咀嚼性影响极显著；压缩速度对弹性和粘附性无显著影响，对其他4个TPA参数有极显著影响。压缩程度为5%～10%时，果肉组织结构相对比较稳定，受到的破坏较小，果实硬度、弹性、内聚性、粘附性、胶着性和咀嚼性均变化很小；压缩程度为20%左右时，果肉组织结构相对较完整，未受到较大的破坏；压缩程度为30%～35%时，果实果肉组织表现出被压实的状态，组织结构受到较大破坏，弹性、内聚性和咀嚼性接近于0，而粘附性和胶着性逐渐降低。此外，3个压缩速度下6个质地参数的变化趋势基本一致，压缩速度选用1 mm/s可以避免产生冲击载荷，使测试数据更加准确。在利用物性分析仪TPA模式对大久保果实进行质地参数测定时，压缩速度选用1 mm/s、压缩程度选用20%，测试结果能够客观地反映普通鲜食桃果肉组织的质地特征。

质地多面分析；桃；大久保；质构参数

物性分析仪质地多面分析（Texture Profile Analysis，TPA）模式主要通过模拟人的口腔咀嚼运动，利用力学测试方法模拟食物的质地感官，对于评价参数的设定更为客观，可全面反映食品的硬度、粘附性、弹性、内聚性和咀嚼性等，减小通过人口腔主观评价带来的差异，是近几年发展起来的一种新型测试方法［1］。在国外，TPA测试被广泛应用于食品品质的评价［2～6］；而在国内，TPA测试尚处于起步阶段，其中在面食方面应用得相对较多，在水果上也有部分研究［7～11］。

大久保（Okubo）是我国北方地区主栽鲜食桃品种之一，果实大而圆，外观美，品质优，丰产稳产，深受人们的喜欢［12］。但是由于该品种在近成熟时果顶及缝合线处易变软凹陷，外观品质发生变化，导致其内部组织结构也发生一系列变化而影响果实品质［13，14］。目前，有关鲜食桃果实质构特性方面的研究尚不多见。

以普通鲜食桃品种大久保的果实为试材，进行不同压缩速度和压缩程度条件下的TPA质构参数研究，明确不同测试条件对大久保果实质构参数的影响，优化其TPA质构评价的测试条件，旨为今后更全面、准确地研究桃果实质地特征和品质变化提供参考。

1　材料与方法

试验鲜食桃品种为大久保。2015年8月采自河北省昌黎县孔庄桃试验示范基地，选择果实大小、成熟度均一致，且无病、虫、伤害的果实进行测定。

利用 CT3-4500物性分析仪 （Texture Profile Analysis，CID，USA），采用物性分析仪TPA模式，选取硬度、内聚性、弹性、粘附性、胶着性和咀嚼性作为质地评价参数，探头型号为TA-41，参考高海生等［15］的测定方法并加以改进。选取果实缝合线两侧去皮果肉部分进行测定，压缩速度分别设1、5和10 mm/s，压缩程度分别设5%、10%、15%、20%、25%、30%和35%，其他条件均一致。分别在3种压缩速度下进行7种压缩程度的条件测试，直接由物性分析仪计算机分析软件得到不同测试条件下的桃果肉TPA质构测定曲线（负荷-时间曲线）。采用完全随机设计，每次选15个果实，每个果测定2次。

图1 桃果实的TPA测试曲线图谱Fig.1　TPA test curve of peach fruit

图1为桃果实的TPA测试图谱，测试条件为测试速度1 mm/s、预测速度2 mm/s、返回速度1 mm/s、触发点负荷10 g。其中，硬度以双峰曲线第1个峰的最大值表示；黏性指第1次压缩曲线达到零点到第2次压缩曲线开始之间曲线的负面积3；弹性以第2次压缩从起始到峰值的时间（t2）与第1次压缩达到峰值的时间（t1）的比值表示；内聚性指第2次压缩曲线的正面积4与第1次压缩曲线的正面积（面积1+面积2）的比值；胶着性是硬度与内聚性的乘积；咀嚼性以硬度与内聚性、弹性的乘积表示。利用Excel 2003和SPSS 20.0软件对试验结果进行皮尔逊相关分析（Pearson correlation analysis）。

2　结果与分析

2.1不同压缩速度和压缩程度下桃果肉TPA曲线图谱的变化

3种压缩速度下的TPA曲线形状类似，这里只选取压缩速度1 mm/s、压缩程度5%～35%的桃果肉TPA测试曲线图谱（图2）进行分析。

图2　在压缩速度1 mm/s条件下进行不同程度压缩时桃果肉TPA曲线图谱的变化Fig.2　Changes of peach flesh TPA curves of different compression degrees under 1 mm/s of deformation rate

压缩程度为5%时，2次压缩的TPA曲线均为单峰曲线，说明果肉弹性处于可恢复的范围内；当压缩程度增大到10%时，2次压缩的TPA曲线无论是面积还是峰型都发生了变化，出现双峰曲线，说明桃果肉组织结构发生了微小的破损；当压缩程度达到15%时，TPA曲线峰数增多，峰面积变宽、变矮，说明桃果肉组织结构发生了不可恢复的变形，其组织的抵抗力下降，发生了较大破损；当压缩程度继续增加，果实受到更大的压力压迫，TPA曲线的峰型变得更复杂、峰面积继续增大，说有桃果肉组织结构严重受损。

2.2不同压缩速度和压缩程度下桃果实质地参数的变化

2.2.1不同压缩速度和压缩程度对桃果肉硬度的影响果肉在外力的作用下，发生变形所需要的力被称为硬度［16］。桃果肉硬度受压缩速度和压缩程度的影响均极显著（表1）。

在相同压缩速度条件下，随着压缩程度的增加，桃果肉硬度逐渐增大，其中，压缩程度为5%～15%时，硬度较为稳定，变化不大，这可能是因为5%～15%的压缩程度不足以使桃果肉组织结构发生明显破损；压缩程度＞15%时，压缩速度越快，硬度越大（图3）。

表1　桃果实TPA参数间的相关性分析（F值）Table 1　Correlations analysis of TPA parameters in peach fruit（F-measure）

图3　不同压缩速度和压缩程度下桃果肉硬度的变化Fig.3　Changes of peach flesh hardeness under different deformation rate and compression degree

2.2.2不同压缩速度和压缩程度对桃果肉弹性的影响弹性是指果实受压，在去掉压力时恢复原状的能力［16］。桃果肉弹性受压缩速度影响不大，受压缩程度的影响极显著。

在相同压缩速度条件下，随着压缩程度的增加，桃果肉弹性逐渐降低（图4），其中，压缩程度为20%～25%时，果肉弹性变化比较平缓，可能与果肉内部组织结构弹性恢复能力比较恒定有关；压缩程度为35%时，弹性降至接近于0，这是因为较高的压缩程度下桃内部组织结构被压紧实。

图4　不同压缩速度和压缩程度下桃果肉弹性的变化Fig.4　Changes of peach flesh springiness under different deformation rate and compression degree

2.2.3不同压缩速度和压缩程度对桃果肉内聚性的影响内聚性能反映细胞间结合力的大小，是评价咀嚼果肉时使果实保持完整的性质［17］。桃果肉硬度受压缩速度和压缩程度的影响均极显著。

在相同压缩速度条件下，随着压缩程度的增加，桃果肉内聚性呈下降—上升—下降的变化趋势（图5），其中，压缩程度由5%增加到10%时，果肉内聚性下降，说明果肉内部细胞间的结合力比较大，5%～10%的压缩程度对果肉内聚性影响很小；增加压缩程度，内聚性逐渐增大，说明果实内部细胞间的结合力随着压缩程度的增加而逐渐变弱，压缩速度1、5和10 mm/s时内聚性达到最大值的压缩程度分别为30%、25%、20%；继续增加压缩程度，内聚性逐渐下降。可以看出，不同压缩速度时，果肉细胞间结合力逐渐减弱的缩程度临界值压不同，压缩速度1、5、10 mm/s条件下果肉细胞间结合力逐渐减弱的压缩程度临界值分别是30%、25%、20%。

图5　不同压缩速度和压缩程度下桃果肉内聚性的变化Fig.5　Changes of peach flesh cohesiveness under different deformation rate and compression degree

2.2.4不同压缩速度和压缩程度对桃果肉粘附性的影响粘附性是评价咀嚼果肉时口腔克服果肉表面吸引力所需的能量［18］。桃果肉粘附性受压缩速度影响不大，受压缩程度的影响极显著。

在相同压缩速度条件下，随着压缩程度的增加，桃果肉粘附性呈先上升后降低的变化趋势，且3个压缩速度下粘附性达到最大值的压缩程度均为30%（图6）。其中，压缩程度为5%～10%时，粘附性变化不大；压缩程度为10%～30%时，粘附性随着压缩程度的增加而逐渐增加，且增加得比较快，说明咀嚼果肉时口腔克服果肉表面吸引力所需的能量加大；压缩程度＞30%时，粘附性下降，说明桃内部组织结构逐渐被压紧实。该研究结果与内聚性和弹性的变化趋势相吻合。

图6　不同压缩速度和压缩程度下桃果肉粘附性的变化Fig.6　Changes of peach flesh adhesiveness under different deformation rate and compression degree

2.2.5不同压缩速度和压缩程度对桃果肉胶着性的影响胶着性是用于表示半固态测试样品黏性特性的指标，为硬度与内聚性的乘积［19］。桃果肉胶着性受压缩速度和压缩程度的影响均极显著。

在相同压缩速度条件下，随着压缩程度的增加，桃果肉胶着性呈先增加后降低的变化趋势，且3个压缩速度下胶着性达到最大值的压缩程度均为30%（图7）。其中，压缩程度为5%～10%时，胶着性较为稳定，变化不大；压缩程度为10%～30%时，压缩程度随着胶着性的增加而逐渐增加；当压缩程度＞30%时，胶着性下降。这与桃果实胶性较大有很大关系。

图7　不同压缩速度和压缩程度下桃果肉胶着性的变化Fig.7　Change of peach flesh gumminess under different deformation rate and compression degree

2.2.6不同压缩速度和压缩程度对桃果肉咀嚼性的影响咀嚼性是评价果实对咀嚼的持续抵抗性能力［20］。桃果肉咀嚼性受压缩速度和压缩程度的影响均极显著。

在相同压缩速度条件下，压缩程度为5%～10%时，桃果肉咀嚼性变化不大；增加压缩速度，咀嚼性增加，压缩程度为15%时咀嚼性达到最大值；之后，咀嚼性下降，其中，压缩程度由20%增加到25%时降幅平缓，压缩程度＞25%后下降速度加快，当压缩程度为35%时咀嚼性降至接近于0（图8），组织结构被压紧实。

图8　不同压缩速度和压缩程度下桃果肉咀嚼性的变化Fig.8　Change of peach flesh chewiness under different deformation rate and compression degree

综上分析可以看出，不同的压缩速度下，大久保桃果实各个质地参数变化趋势大体一致。为了避免产生冲击载荷，我们在以后的测试中压缩速度选用1 mm/s，以使测试的数据更加准确。压缩程度为5%～10%时，果肉组织结构相对比较完整，受到的破坏较小，果实硬度、弹性、内聚性、粘附性、胶着性和咀嚼性均变化不大。压缩程度＞20%时，硬度值增加的幅度相对于之前较大；压缩程度为20%～25%时，弹性比较稳定；在压缩程度达到20%时，内聚性开始逐渐减小；压缩程度为10%～30%时，粘附性和胶着性逐渐增大；压缩程度为10%～25%时，咀嚼性比较稳定。根据以上测定结果，我们认为，在稳定的区间内可以选择20%的压缩程度，作为普通鲜食桃TPA模式测试的参考数值。

3　结论与讨论

本研究结果显示，不同压缩速度对鲜食桃大久保果实粘附性和弹性影响不大，对果实硬度、内聚性、胶着性和咀嚼性有极显著影响，且3个压缩速度下这6个参数表现出的变化趋势均类似，为了避免冲击载荷，我们选用1 mm/s的压缩速度作为进行TPA试验的速度；压缩程度对6个TPA参数均有极显著的影响，其中，压缩程度为5%～10%时，果实硬度、弹性、内聚性、粘附性、胶着性和咀嚼性均变化很小，果肉组织结构受破坏较小，压缩程度为20%左右时果肉组织结构未受到较大的破坏而相对较完整，压缩程度为30%～35%时果实果肉组织表现出被压实的状态、组织结构受到较大破坏，因此，我们选择压缩程度20%作为普通鲜食桃大久保的质构TPA模式测定参考值。每一个测试条件的改变都会对测定结果产生一定的影响，综合整体因素的变化情况，我们选用压缩速度1 mm/s、压缩程度20%作为物性分析仪TPA模式下测定普通鲜食桃大久保较好的测定条件。

本研究选用了华北地区常栽品种普通鲜食桃大久保作为研究对象，在以后的研究中还需要对不同类别不同品种的桃进行广泛而深入的研究，同时注意与感官评价相结合，从而使桃果实特性测定准确性得到进一步的提高，为今后更全面、准确地研究桃果实质地特征和品质变化提供参考。

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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

河北省农林科学院昌黎果树研究所青年科技基金项目（cgs-07）；河北省省级预算项目（2014055002）；国家现代桃产业技术体系项目（CARS-31-Z-03）

李永红（1983-），女，河北廊坊人，助理研究员，硕士，主要从事果树育种和栽培生理研究。E-mail：liyonghongpeng@126.com。

刘国俭（1969-），男，黑龙江绥化人，研究员，硕士，主要从事果树育种研究。E-mail：liugj1969@sohu.com。