质构穿刺检测石榴籽粒质地品质

赵登超　贾明　唐贵敏　梁燕　王小芳　舒秀阁　梁静　亓玉昆　孙蕾　屈良静

摘 要 采用质构仪（TA.XT plus）对完整石榴籽粒进行穿刺试验，研究不同探头（P/2和P/2N）反映石榴籽粒质地品质的差异，分析了不同品种、不同氮肥用量下石榴籽粒质构品质指标。石榴籽粒质构特性分析测试参数为：采用P/2柱状探头（直径2 mm），测前速度为1 mm/s，贯入速度2 mm/s，测后速度10 mm/s，最小感知力50 g，穿刺深度为石榴籽变形95%。通过运行Macro程序，在所得力/时间曲线及输出数据中，得到果膜强度、果肉硬度、果籽硬度以及口感层次感（陡升值）等质构特性的精确数据。不同石榴品种间质地品质差异显著；不同量施肥处理影响石榴质构特性，各处理间籽粒硬度差异不显著，施用氮肥（600 g/株）可显著增加果膜和果肉的硬度。

关键词 石榴；籽粒；品种；质地品质；质构仪；N肥

中图分类号 S665.9 文献标识码 A

Abstract In this paper， ATA.XT plus texture analyser was used to perform the puncture test with the seed of pomegranate. The texture differences reflected by probe（P/2 and P/2N）and the impacts of different varieties and N fertilizer amount to the texture of pomegranate seed were analyzed. The test conditions were as follows：the probe（P/2， diameter：2 mm）was used to perform the puncture test， the speed before the test was 1 mm/s， the speed in the test was 2 mm/s， the speed after the test was 10 mm/s， the trigger type was auto（force）50 g and puncture depth was 95% strain of the seed. After the enactment of the Macro program， the parameters could be received in the illustration curve as follows：aril break force， aril toughness， seed firmness（g）， taste level. Difference of texture qualities was significant between different pomegranate varieties. Amount of different fertilizer treatments affected texture qualities， seed firmness was not significant in different treatment， and N4 treatment could increase the aril break force and aril toughness significantly.

Key words Pomegranate； Pomegranate seed； Variety； Fruit texture； Texture analyser； N fertilizer

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.07.028

石榴（Punica granatum L.）原产于伊朗、阿富汗和高加索等中亚地区，向东传播到中国。中国石榴栽培历史悠久，《中国果树志-石榴卷》介绍了330多个石榴品种（类型）的形态特征和经济性状[1]。石榴按籽粒风味可分为：甜、甜酸、酸（可食）涩酸（不堪食用）；按籽核硬度可分为：硬核、半硬核、软核等类型。目前，石榴籽粒质地状况的评价，主要包括感官评价和仪器测定2个方面，感官评价多凭借口感和触摸来感知，主观性较强，仪器测定则相对客观、准确。硬度是质地的重要参数，在石榴新品种推广及应用中，石榴籽粒硬度常作为石榴新品种选育的重要研究指标之一，直接影响着口感和可食率，硬籽石榴籽粒较硬，可食用部分少，软籽石榴核软可食，深受消费者喜爱[2]。

传统上多采用果实硬度计测定[3-4]，然而受到探头规格、测试者用力大小及削皮厚度的影响，测得数据变异较大。许多食品的硬度检测逐渐被自动化的质构仪测试所代替。质构仪质地整果穿刺法（puncture test）[5]能够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，可同时获得果皮强度、韧性、脆性、果肉硬度等多项指标，而且数据精确，避免了人为因子的干扰，克服了传统检测方法的缺点，丰富了果实质地评价的内容，使得质地评价更为客观。

随着质构仪的普及，许多水果的质地评价体系已经建立[6-8]。石榴籽粒硬度是影响石榴口感和食用率的一项重要品质指标。目前对石榴籽粒硬度的研究主要集中在品种的划分上[4，9]，有关利用质构仪评价石榴籽粒质构特性的研究鲜有报道。为此，本研究以市场主导品种云南‘软籽石榴和山东省自主选育石榴新品种‘秋艳[16]为试材，利用质构仪不同探头用穿刺法对石榴籽粒进行试验，同时结合施肥试验评价不同肥料用量对‘秋艳石榴籽粒质构特性的影响，拟建立适合石榴籽粒质构特性检测方法，以期丰富石榴籽粒品质评价的内容、合理指导生产，为建立标准化的石榴籽粒质地评价方法提供理论依据和技术手段。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 试验材料 试验用石榴品种为云南‘软籽石榴和‘秋艳石榴，其中云南软籽石榴来自市场，秋艳石榴采自枣庄市石榴研究中心石榴种质资源保存圃。

1.1.2 试验仪器 试验仪器为TA.XT plus质构仪，英国Stable MicroSystems有限公司生产。

1.2 方法

1.2.1 不同探头测定石榴籽粒质构特性 选择使用2 mm柱形探头（P/2）和2 mm针型探头（P/2N）测试同一石榴品种籽粒。

1.2.2 不同石榴品种石榴籽粒质构特性 本试验采用市场主导品种云南软籽石榴和山东自主选育新品种秋艳2个石榴品种进行对比分析。

1.2.3 不同施肥处理对石榴籽粒质构特性的影响

试验采用大田种植方式，株行距为3 m×4 m，品种为秋艳石榴，施用肥料种类为尿素，按施纯N量分为5个处理，分别为CK：不施氮N1：100 g/株、N2：200 g/株、N3：400 g/株、N4：600 g/株，5次重复，随机区组排列；各试验处理统一施用磷肥（P2O5）、钾肥（K2O）200 g/株以保证树体正常生长。

1.3 石榴籽粒质构特性分析指标及数据处理

对石榴整个籽粒穿刺试验：试验采用P/2柱状探头（直径2 mm），测前速度为1 mm/s，贯入速度2 mm/s，测后速度10 mm/s，最小感知力50 g，穿刺深度为石榴籽变形95%。试验采用完成石榴籽粒作为试验对象，籽粒测试如图1所示，每份样品随机取10个籽粒进行测试，分别分析不同探头、不同石榴品种、不同施肥量石榴籽粒的果膜强度、果肉硬度、果籽硬度以及口感层次感等质构特性。数据采用Excel 2007和SPSS 20.0软件进行统计和相关分析。

2 结果与分析

2.1 石榴籽粒测试曲线及含义

石榴籽粒质构特性分析指石榴籽粒在外力的作用下，使其发生变形所需要的力。利用质构仪通过模拟人体口腔的咀嚼运动对石榴籽粒进行压缩，并通过界面输出质地测试结果曲线（图1），以曲线第一峰（锚2）的力值（g）作为石榴籽假种皮膜破裂时的力，即果膜强度，此值越大，则石榴籽粒假种皮膜（以下称果膜）的强度越大；第一个波峰后0.1～1.0 s间的平均力值（g）作为石榴籽粒果肉硬度，此值越大，则石榴的果肉坚实度越大；最大正峰处所对应的力值（g）为石榴籽硬度，此值越大，则石榴的果籽越硬；果肉到籽的增升差异值即陡升值，可以表示从果肉吃到籽的过程，差值适当可以反映出口感层次，但差值太大则因为惯性因素，反而造成口感不佳。

2.2 不同探头测定石榴籽粒质构特性分析

观察试验曲线图2可知，在测试开始时，探头首先接触到的是果膜，向下运行一段时间，等达到一定的力值后外表皮破裂，接下来穿刺果肉（及汁液）部分，这一段能反应石榴新鲜度的一部分，继续穿刺到达石榴籽粒部分，曲线上的最大峰值即可反应出石榴籽的硬度。试验中用力值的陡增变化值来形容人在咬石榴时从石榴籽粒的肉到石榴籽的过程，人所感受到的力值变化的一个层次，层次差值适当可以反映出适口感佳，但差值太大则因为惯性因素，反而造成口感不佳。由质构分析图形（图3、4）与数据（表1）显示出2 mm针型探头（P/2N）因为接触面积小应力集中因素，不能区分假种皮膜到果肉的差异；而使用2 mm柱型探头增大应力能显示出穿破果膜的屈服点（Yield Point），证明透过2 mm小柱型探头（P/2）的穿刺实验方案适合应用在石榴的质地特性分析，能充分说明石榴籽粒的质构特性。

利用不同探头测定石榴籽粒进行质地分析（表1），结果表明，不同探头测定石榴质构特性，其各指标存在显著差异。分析原因，2 mm针型探头（P/2N）因为接触面积小应力集中，应力曲线上未出现陡升值。而2 mm柱型探头增大应力能显示出穿破果膜的屈服点（Yield Point），以上结果与传统硬度计测定和其他设备公司结果比较[10，15]更为相似。基于表1的结果，判定石榴秋艳为硬籽石榴品种。根据石榴质构穿刺穿过石榴假种皮膜结果，认为利用2 mm小柱型探头（P/2）测试石榴籽粒质地性质更为准确可靠。

2.3 不同产地不同石榴品种籽粒质构特性分析

人为感官评价云南软籽石榴：籽粒软，口感粘；秋艳石榴：脆，口感清爽，籽粒掉落地上即可破裂，籽粒相对较硬；陆丽娟等[4]利用YD-1型果实硬度计测定中国石榴品种资源石榴籽粒硬度，将籽粒硬度小于3.67 kg/cm2的划分为软籽品种，大于4.2 kg/cm2的为硬籽品种。本试验采用软硬2个品种石榴为研究对象，对不同品种（即云南软籽石榴品种和山东的秋艳石榴）石榴籽粒进行质构特性进行分析（表2），结果表明，2个品种果膜强度、果肉硬度、籽粒硬度和陡升值均存在显著差异。利用质构仪不仅能够反应测定石榴籽粒的硬度，同时能够测定果膜强度和果肉硬度，能够更为准确地描述石榴籽粒质构品质特性，其结果与人的感官评价相一致。为此认为，利用质构仪测定石榴籽粒的质构特性也可以作为区分石榴品种的重要依据之一。

2.4 不同施肥处理对石榴籽粒质构特性的影响

本研究结果表明，施用氮肥对秋艳石榴籽粒质构特性有一定影响（表3），其中果膜强度趋势依序N4>N1>CK>N2>N3，与对照相比，N4处理使果膜强度显著增加，N1、N2、N3与对照相比差异不显著；果肉硬度趋势依序为N4>N3>CK>N2>N1，N4处理使果膜强度显著增加，N1、N2、N3与对照相比差异不显；石榴籽硬度趋势依序CK>N2>N3>N4>N1，但与对照相比差异不显著。陡升值（口感层次）趋势依序为CK>N2>N3>N1>N4，但与对照相比差异不显著。有研究表明，采用合理的施肥措施对于增强果树的抗逆性，提高产量和果实品质等具有重要的作用。赵登超等研究表明[11]枣庄市石榴产地其土壤养分存在缺氮，磷钾肥相对充足，为保证枣庄石榴树体正常生长石榴园需补充氮肥以保证树体正常生长，使石榴果农获得更高的经济收益。施用氮肥对石榴籽粒的质构特性有一定影响，尤其是高N肥用量情况下，石榴果膜强度和果肉硬度变化差异显著，但石榴籽粒的硬度变化不显著，分析原因可能是石榴籽粒硬度为质量性遗传性状。

3 讨论与结论

3.1 石榴籽粒质构特性影响因子分析

有研究表明质构仪测定成熟鲜籽硬度，符合人们通常的鲜食口感和对于鲜食石榴的硬度判定，且能有效避免人为操作误差对于实验结果的影响，可信度高[12]。质地特性作为石榴籽粒品质的一个重要指标，用质构仪测试来代替传统的感官鉴评，能客观准确地反映出石榴籽粒（包括石榴籽粒硬度）的质地特性。马庆华等对冬枣研究表明针状探头的整果穿刺试验能够较好地反映果实果皮和果肉的质地状况[13]。而本试验研究探讨了TA.XT plus型质构仪不同探头对不同石榴品种测定质构品质指标，结果表明柱型探头（P2）测试石榴籽粒质地性质更为准确可靠，且其与传统硬度计测定石榴籽粒硬度结果相一致[12]；目前我国尚未建立石榴统一规范的评价指标，为此需利用质构仪对大量的石榴品种进行质构分析并结合感官评价，有效的丰富石榴质地品质评价的内容，以建立我国石榴品种质构特性标准化评价体系。

石榴自古就有软籽和硬籽之分，但如何划分目前却无明确标准，籽粒硬度也仅凭模糊的“软”和“硬”等词进行界定。彭永彬等研究表明，影响果实硬度的因素既有果实细胞自身结构和所含有的特殊离子成分等内部因素，也受温湿度、盐度、光照、树体营养等环境因素等外部因素的影响，而且各因素之间相互联系[14]。张水明等研究表明石榴籽粒硬度与种皮总木质素含量呈正相关[12]。目前未见有利用质构仪研究分析生产管理措施对不同石榴品种籽粒质构特性研究，本研究采用质构仪对云南、山东两地的主栽石榴品种的质构进行了研究，结果表明石榴品种决定了石榴质构特性，施用N肥（尿素），尤其是高氮肥用量情况下，可影响石榴假种皮膜和果肉的质构特性，但对石榴籽粒硬度影响差异不显著。据此推断，石榴籽粒硬度特性可能品种遗传有关，但施用N肥能够调控石榴可食用部分特性（即果膜和果肉部分），增加石榴适口性和可食性。施肥试验主要以山东主栽石榴品种为试验材料，下一步结合不同类型石榴品种进行肥料试验，以充分说明N肥对不同石榴品种质构特性影响，指导石榴施肥技术。

3.2 石榴籽粒质构特性分析方法

本研究采用完整石榴籽粒作为试验对象，采用不同探头对石榴品种进行质构特性分析，分析了不同氮肥用量下石榴籽粒质构品质指标的影响。得到果膜强度、果肉硬度、果籽硬度以及口感层次感（陡升值）等质构特性的精确数据。该方法是否可应用于其他类型水果（例如，种子外覆盖假种皮类型的水果）的质地分析，有待于下一步试验进行验证。

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