广东鲜食橄榄果实质构特性比较

肖维强，刘传滨，匡石滋，邵雪花，刘传和，贺 涵，赖 多

（1广东省农业科学院果树研究所/农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室/广东省热带亚热带果树研究重点实验室，广州 510640；2潮州市果树研究所，广东潮州 515726）

0 引言

橄榄(Canarium album)又称白榄、黄榄、青榄，原产于中国，是国内热带亚热带地区名贵特产，已有2000多年的栽培历史[1]。橄榄是国家卫生健康委员会公布的药食同源原料，第一批进入《中国药典》果品类，具有较高经济价值和药用价值[2]。橄榄资源丰富，按照其用途可分为鲜食型、加工型、鲜食加工兼宜型。据不完全统计，全国鲜食橄榄的消费群体有3500万人，潜在40亿元的消费市场[3]。鲜食橄榄果实的质地品质主要表现为硬度、脆度等，是评价其优劣的重要参数，也是影响其商品特性的重要因素。广东省是国内橄榄种植主要产区之一，其优质鲜食型橄榄品种（系）较多，主要有‘三棱’‘、青皮’‘、香种’‘、冬节圆’‘、茶滘榄’‘、香甜榄’‘、甜榄’等。广东省潮汕地区是全国最大的鲜食橄榄消费市场，一直以来，对于鲜食橄榄果实品质的评价习惯以感官测评为主[4]，此外也常用到与口感存在明显相关的理化指标，如可溶性固形物、膳食纤维、单宁、游离氨基酸成分等[5-6]。如林玉芳等[7]提出果实多酚、总糖含量是评价橄榄鲜食品质的主要指标；池毓斌[8]则采用可溶性总糖、总多酚、可滴定酸、总游离氨基酸4个核心指标构建鲜食橄榄品质评价综合模型。感官测评中除香甜、回甘与否外，常以硬脆、松软、韧嫩、肉质粗细、化渣情况等感官指标来评价质地品质，但是缺乏可量化的科学评判标准。质构仪是目前应用较多的评价食品质地的有效方法，已广泛应用于苹果[9-10]、梨[11-12]、柑橘[13]、杧果[14-15]、香蕉[16]等树种果实的质地分析，研究主要集中在采后与贮藏过程中果实质地性状的差异和变化。质构分析常用的方法有质地剖面分析(texture profile analysis，TPA)和 穿 刺 测 试 (puncture test)，是指通过探头的直接下压或者穿刺等来反映果蔬硬度等特性[17]。其中，质地整果穿刺法较好地反映整个果实的流变学特征，可根据果实自身的特点选取测试探头并编辑特定的运行程序，同时获得果皮强度、韧性、脆性、果肉硬度等多项指标，数据精确，避免了人为因子的干扰。目前，已有很多关于鲜食橄榄果实品质评价方面的研究报道[4-5,7-8]，但未见不同品种（系）鲜食橄榄的质构特性及影响这些特性因素的研究。本研究首次以广东省7个主要优质鲜食橄榄品种果实为试材，采用质构仪质地整果穿刺法进行测定，建立一套鲜食橄榄果实质地检测方法，结合感官评价指标，为不同品种橄榄果实质地差异性评价提供理论依据和技术手段；同时明确橄榄果实成熟过程中质地性状的变化规律和有效的水肥管理方式，能够提高鲜食橄榄的质地品质，以期为橄榄生产提质增效提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料及设计

试验选取广东省潮州市果树研究所资源圃‘三棱’、‘青皮’‘、香种’‘、棱尖’‘、冬节圆’‘、香甜榄’‘、饶脆’7个鲜食橄榄品种，栽培管理方式一致；以及广东省揭西县天鹅湖水果种植公司果园中不同水肥管理方式生产的‘香甜榄’，即在果实发育期开始采取不同水肥管理方式：（1）常规栽培管理方式区(CK)，果园采取传统清耕法管理，即每年除草3～5次；从花后幼果初期开始，叶面喷施0.1%液体硼肥+0.2%磷酸二氢钾，每20天喷1次，共3次；果园水分灌溉靠自然下雨，不另外浇水。（2）试验栽培管理方式区，果园实行生草栽培管理；从花后幼果初期开始，增加3次叶面喷施[海藻磷钾大量元素水溶肥料（P2O530%、K2O440%、海藻活性有机物≥20%）1500倍+海藻低聚糖钙镁水剂（Ca 130 g/L，Mg 20 g/L，海藻低聚糖≥20%）1000倍]，间隔15天喷一次；果园水分灌溉采用开沟漫灌，视天气干旱情况，每月灌溉1～2次，至橄榄果实完熟收获。完熟期果实采集时间为2019年11月20日，其中7成熟和9成熟的‘香甜榄’果实分别采集于2019年9月20日和10月20日。采集方法为不同果实分别从3株树上树冠中间和东南西北不同方向随机采摘30个果实，再各自混合后，每组各取20个果实进行理化指标测定，10个果实进行质地参数测定。

1.2 仪器

英国Stable Micro Systems公司生产的TA.XT plus质构仪。

1.3 试验方法

1.3.1 整果穿刺试验 参照赵爱玲等[18]的方法。取完整的橄榄果实，每份样品10个果实。采用直径2 mm的P/2不锈钢针形探头，设定测前速度为1.5 mm/s，贯入速度1.00 mm/s，测后速度10 mm/s，最小感知力5 g，数据采集率400。穿刺深度根据橄榄果的大小而定，应小于(橄榄果横径-橄榄果核横径)/2，在最大限度地保证检测果肉深度的同时，避免探头触到果核，本研究将穿刺深度设为3 mm。测试时将每个果实放置于质构仪的载物台中心，穿刺位置选取果实最大横径处，使探头贯入时正对果实中部。质构仪每次完成测试，根据探头的感应力会自动输出测试样品的特征曲线，并由质构仪自带软件Texture Exponent 32完成具体的指标数据。根据试验要求和样品的特征曲线对Macro程序进行编辑，以便更加透彻地分析橄榄果实的质构特性。所得橄榄质地特征曲线如图1所示，根据橄榄自身的特点，可以分别获得果皮强度[第一峰（锚2、F1）的感应力值，即果皮破碎时的力]、果皮破裂深度（第一峰的运行距离）、果皮脆性（第一峰的力值与运行距离的比值）、果皮韧性（锚1至锚2之间的运行面积）、果肉平均硬度（锚3与锚4之间的平均力值）、果肉纤维指数（锚3与锚4之间曲线上的箭头表示超过设置感应力阈值的峰个数，反映果肉质地的均一性）。本试验将橄榄果肉纤维指数的感应力变化阈值设为6 g。

图1 穿刺试验曲线

1.3.2 感官评价 参考池毓斌等[4]和许长同[5]的方法筛选制定鲜食橄榄品质指标，由5～7名从事橄榄研究的专业人员通过视觉、嗅觉和味觉等对鲜食橄榄进行感官评价。

1.4 数据分析

采用SPSS 19.0软件对数据进行差异显著性分析（Duncan极差法）和相关性分析。

2 结果与分析

2.1 不同鲜食橄榄品种果实品质的感官评价

果实质地是衡量果实品质的重要指标，被广泛用来反映食品的组织状态、口感、美味感觉等[19]，传统果实质地的评价用致密、疏松、酥脆、软、硬等指标，主观性较强，评价差异大[20]。鲜食橄榄感官评价一般分外观评价和内质评价2个方面，外观评价有形状大小、色泽、斑痕等，内质评价有果质韧脆、肉质粗细、风味、回甘程度、化渣程度[5]。如表1所示，广东省7个主要鲜食橄榄的果实外观、风味浓淡、回甘程度、质地品质均具有一定程度的差异。其中著名鲜食品种‘三棱’的内质评价如肉质韧脆、粗细、风味、回甘程度、化渣程度要比‘香种’优秀，相对其他鲜食品种也略优异，这也阐释了该品种受消费者欢迎和市场价格昂贵的原因。另一个有名品种‘青皮’的感官评价中，以其肉质较脆、细致、无渣、涩轻回甘好，与其他品种的感官评价相比，鲜食口感也较为突出。风味浓淡、涩味轻重、回甘程度在感官定性中基本可以区分不同橄榄品种，但对于果质的韧脆、肉质的粗细、化渣程度的差异性，不同人的感官评价结果常有偏差，并且无法量化分析。如‘三棱’，综合鲜食口感优秀，其质地品质中肉质较脆、细嫩、化渣（纤维少），相对于‘香种’的质地品质差异显著，但与‘香甜榄’相比差异不显著，感官敏感度不强，难以区分。由表1可见，传统感官评价区分不同果实质地差异局限于视觉、触觉、味觉、嗅觉等定性描述，不能准确反映不同品种间的差异。相比之下，质构仪可通过量化以上评价结果，降低人为因素影响，使结论更精准可信，且能够具体反映各品种间的差异。

表1 鲜食橄榄果实品质的感官评价结果

2.2 不同鲜食橄榄品种果实质地参数及相关性

鲜食橄榄的品质指标在不同品种（系）间的差异性可通过变异系数区分，当变异系数大于10%时，说明该品质指标存在显著性差异[4,21]。由表2可知，广东省7个不同鲜食橄榄品种各质地参数的变异系数均大于10%，说明质构仪可以有效地区分鲜食橄榄品种果实的品质差异。7个不同鲜食橄榄品种的果皮强度为2091.19～3077.39 g，变异系数为12.57%，其中果皮强度最大的品种为‘冬节圆’，与其他6个品种之间差异显著（P＜0.05，下同）；而‘三棱’果皮强度最小，但与‘香种’‘、香甜榄’之间差异不显著（P＞0.05，下同），三者均小于2300 g，与其他4个品种差异显著‘；青皮’‘、棱尖’和‘饶脆’的果皮强度处于中间，三者之间差异不显著。不同鲜食橄榄品种果皮破裂深度为0.65～0.96 mm，变异系数为15%，其中果皮破裂深度较小的品种为‘青皮’和‘冬节圆’，两者之间无显著差异；果皮破裂深度最大的品种为‘香甜榄’，其次是‘香种’‘、棱尖’，均与‘青皮’和‘冬节圆’之间差异显著‘；香甜榄’和‘饶脆’之间差异显著。不同鲜食橄榄品种果皮脆性为2040.31～3447.8 g/s，变异系数为16.31%，其中‘饶脆’的果皮脆性最大，但与‘青皮’、‘棱尖’和‘香甜榄’的果皮脆性差异不显著，与‘三棱’、‘香种’和‘香甜榄’之间差异显著；‘三棱’果皮脆性最小，表明其质地较嫩，这与口感描述的质地“嫩脆”相符；‘三棱’与‘香种’、‘香甜榄’的果皮脆性差异不显著，也与口感评价的质地韧脆一致；而‘青皮’、‘棱尖’与‘冬节圆’的果皮脆性无显著差异。不同鲜食橄榄品种果皮韧性为680.13～1295.54 g·s，变异系数为23.95%，其中‘冬节圆’的果皮韧性最大，与‘香种’差异不显著；‘三棱’、‘青皮’、‘香甜榄’和‘饶脆’的果皮韧性均低于820 g·s，且四者之间差异不显著；果皮韧性处于中间的有‘香种’和‘棱尖’，并且‘棱尖’的果皮韧性值比‘香种’小。以上不同鲜食橄榄品种的质地性状差异值与口感评价一致，果皮韧性值可以量化区分它们之间的差异。

表2 鲜食橄榄整果穿刺试验质地参数

从果肉质地参数看，不同鲜食橄榄品种果肉硬度为1531.88～2172.47 g，变异系数为13.34%，其中‘三棱’、‘香种’和‘饶脆’果肉硬度较小，均低于1600 g，且3个品种之间差异不显著；‘冬节圆’果肉硬度与‘棱尖’差异不显著，但与‘香甜榄’差异显著；而‘青皮’果肉硬度最大，与其他品种相比差异性显著。由以上数据看出，果肉硬度值和感官评价的口感较硬的表现相符，表中‘三棱’与‘青皮’等的果皮的脆性值大小与其在感官评价中口感嫩脆的表现吻合，表明量化参数更能反映它们的差异性。

果肉纤维指数是反映果肉质地的均一性，也称为匀质指数[22]。本试验得出的纤维指数反映了橄榄果肉质地均一性的整体水平。本试验以6 g感应力作为阈值时，橄榄果肉纤维指数和样品间的F值均较高，各品种间差异系数大于10%，因此更合适用于果肉质地均一的研究。果肉纤维指数值高，代表果肉组织均匀一致，反映不同品种果实的质地特性，其中果肉纤维指数最高的品种为‘香甜榄’(14.50)，其次为‘棱尖’、‘青皮’和‘三棱’，均显著低于‘香甜榄’；果肉纤维指数较小的品种为‘冬节圆’、‘香种’和‘饶脆’，三者间差异不显著。表明‘香甜榄’相对于其他6个品种，果肉组织更均匀一致，与口感评价表现相符。

对这7个不同鲜食橄榄品种果实质地参数进一步作相关性分析，Pearson相关系数分析结果（表3）表明，果皮强度与果皮脆性和果皮韧性均呈显著正相关(P＜0.05)，即果皮强度越大，果皮脆性和果皮韧性越大；果皮破裂深度与果肉硬度呈显著负相关，即果皮破裂深度越大，果肉硬度越小；其余指标之间相关性不显著，表明多个质地参数间可能存在部分质构信息的重叠表达[23]。

表3 7个鲜食橄榄品种果实整果穿刺试验质地参数相关性

2.3 主成分分析

将7个橄榄品种的6个质地参数转化为6个主成分，根据各主成分的特征值和贡献率进行主成分提取，结果如表4所示。其中第1主成分的特征值为2.799，方差贡献率为46.652%，代表了全部信息的46.652%，是最主要的主成分；第2主成分的特征值为1.512，方差贡献率为25.202%，是仅次于第1主成分的主成分。可见，前2个主成分的累计方差贡献率达71.853%，能够代表所有指标的绝大部分信息，综合反映橄榄果实的质地品质特性，可以作为不同鲜食橄榄选优、评价的综合指标。

表4 主成分的特征值、方差贡献率和累计方差贡献率

为更好地解释不同鲜食橄榄各质地参数与成分因子之间的关系，将所提取的主成分因子进行旋转处理，使一个变量在较少的几个因子上有较高的载荷，其载荷值反映各变量在主成分中的重要程度（表5）。第1主成分中，果皮强度的正系数最大，作为第1主成分的代表指标。第2主成分主要综合了果实硬度和纤维指数的信息，作为第2主成分的代表指标。由此可见，可以以果皮强度、果实硬度和纤维指数作为质地参数量化指标来评价不同鲜食橄榄品种果实的质地性状优劣。

表5 主要质地参数相关矩阵的规格化特征向量

2.4 不同水肥管理方式对‘香甜榄’果实质地参数和理化指标的影响

对2种水肥管理方式下不同成熟期‘香甜榄’果实质地参数进行比较分析，结果见表6。在果实完熟期（即果核转黑），除果肉硬度和果肉纤维指数差异不显著外，其余果实质地参数均差异显著‘。香甜榄’在果实7成熟（即果核转硬）时已初具香气和质地口感，随着果实逐渐成熟，9成熟（即果核转黄色）和完熟（即果核转黑期）时香气等风味变浓，果皮强度、脆性、韧性和果肉硬度、纤维指数均逐渐变大，果皮破裂深度逐渐变小，与口感评价相符。试验结果表明，采用的水肥管理方式能够提高果皮强度12.7%、果皮脆性23.5%，降低果皮韧性13.7%，使鲜食口感更加爽脆。

表6 2种水肥管理方式的不同成熟期‘香甜榄’橄榄果实质地参数分析

由表7可知，2种水肥管理方式的果实在完熟期，除可溶性糖外，其余理化指标均差异显著。与对照相比，本试验采用的水肥管理方式，完熟时提高了果实理化指标中的可溶性固形物6%、可滴定酸3.5%、单宁54.9%、钙17.2%、磷33.6%、钾21%；降低了粗纤维10%。果实质地、肉质都与纤维素含量及纤维素的性质有很大关系。对比表6和表7，从本试验结果来看，随着橄榄果实的不断成熟，其纤维含量逐渐提高，果肉化渣性逐渐变差，而且纤维含量大的果肉脆性也大，纤维含量小，其脆性也小，结果与高滋艺[24]在苹果中的研究结果一致。

表7 2种水肥管理方式‘香甜榄’果实的理化指标比较

3 结论

本研究采用整果穿刺法建立了一套鲜食橄榄果实质地品质的检测方法，分析比较了广东省7个优质鲜食橄榄品种之间的质地参数差异和相关性，贴近感官评价表现；明确了果皮强度、果实硬度分别小于2300、1600 g和纤维指数大于10，为鲜食橄榄果肉质地品质较好的数值范围，初步建立了利用质构法量化评价鲜食橄榄果实质地品质优劣的方法，使不同橄榄果实质地评价更为科学客观，为建立标准、规范的橄榄果实质地品质鉴定方法提供了依据；同时可为橄榄生产上有效的水肥管理方式提高鲜食橄榄的质地品质提供技术参考。

4 讨论

果实质地特性是决定其口感好坏的重要因素，因此研究表征果实质地品质的参数从而反映果实品质具有重要意义[19]。马庆华等[22]采用质构仪整果穿刺法检测了不同来源冬枣的质地差异，认为该方法同样适用于其他鲜食枣品种及其他带皮食用的小型水果的质地分析。赵爱玲等[18]建立了采用质构仪鉴定不同类型鲜枣果实质地品质的方法，首次明确了枣果实成熟过程中质地性状的变化规律。许玲等[25]采用质构仪整果穿刺法测定不同毛叶枣品种间及不同成熟度时毛叶枣果实质地的差异，综合考虑果实的品质指标变化趋势，及果实采后需要适当的贮藏保鲜期和货架期，应以9成熟时采收为佳。长期以来，质地评价主要以感官定性为主，较难量化，存在一定误差。近年来随着物理力学的应用与发展，质构仪被广泛应用于果实质地定量描述，但准确性需要感官评价的校准[24]。本研究检测不同鲜食橄榄品种之间质地参数，能够细致区分不同品种间质地参数间差别，并明确果实的强度、脆性、韧性、硬度的参数与感官评价中的硬脆、松软、韧嫩差异较为吻合；果肉的纤维指数大小与感官评价中的化渣性评价存在一定的偏差，而是贴近与感官评价中的肉质粗细差异，研究结果与陈双建等[26]一致。果实的化渣性应与理化指标中纤维素含量等相关，在柑橘果肉中的研究发现[27]，纤维含量较低，其化渣性良好；高滋艺等[28]认为，水溶性果胶、离子结合果胶和纤维素含量的差异，以及多聚半乳糖醛酸酶和β-半乳糖苷酶活性的差异，是形成苹果果实质地差异的关键因素。本研究结果表明，随着橄榄果实的不断成熟，纤维含量逐渐提高，果肉化渣性逐渐变差。影响果实质地差异的因素还包括细胞的大小、内部膨胀压力以及细胞壁内部的机械强度等[29]，Brownleader等[30]研究认为，细胞壁的结构和组成的改变导致果肉组织软化，从而引起果实质地的变化。关于不同鲜食橄榄果实质地差异的研究，还有待于从细胞形态显微观察和分子水平的蛋白酶及基因表达等方面进行探讨。

加强水肥管理能够显著地影响果实的品质。本试验研究表明，增施钾、钙肥能够增强果实硬度、脆性，提高可溶性固形物含量、改善果实品质，研究结果与宋少华等[30]一致。本研究采用的水肥管理方式，提高了橄榄果皮的强度、果皮脆性、果肉硬度和可溶性固形物、可滴定酸、单宁、钙、磷、钾等的含量，降低了果皮韧性和粗纤维的含量，其中提高果皮脆性与较低粗纤维含量明显相关。果肉的质地变化与果实的生理指标之间有很大的关联性，水肥管理影响果实质地变化和理化指标之间的相关机理，需进一步研究。