王 斌，李麗麗，張淑娟

(山西農(nóng)業(yè)大學(xué) a.信息學(xué)院；b.信息科學(xué)與工程學(xué)院；c.工學(xué)院，山西 太谷 030801)

0 引言

壺瓶棗是山西十大名棗之一，以其果大、皮薄、肉厚、味美和極具滋補(bǔ)功能而享譽(yù)神州，且有極其豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值[1]。壺瓶棗采后質(zhì)地會(huì)不斷發(fā)生變化，進(jìn)行著各種代謝反應(yīng)。然而，在采摘、撿拾、儲(chǔ)運(yùn)、加工過(guò)程中容易發(fā)生機(jī)械損傷，由于蒸騰作用，果實(shí)會(huì)喪失水分；同時(shí)，由于損傷后有機(jī)物質(zhì)的消耗，水分、纖維素和果膠含量減少，從而使得其品質(zhì)逐漸下降。

果實(shí)質(zhì)地的評(píng)價(jià)主要包括感官評(píng)價(jià)和儀器測(cè)定兩個(gè)方面。相比較而言，儀器的測(cè)定更加客觀、準(zhǔn)確性更高。硬度是質(zhì)地的重要參數(shù)，水果最大穿刺力(堅(jiān)實(shí)度)是反映果蔬成熟度和品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)[2-3]。傳統(tǒng)上多采用硬度計(jì)來(lái)測(cè)定瓜果硬度，其指標(biāo)單一，測(cè)得的數(shù)據(jù)變異較大。目前，質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地整果穿刺法的使用，能夠較好地反映整個(gè)果實(shí)的力學(xué)特性參數(shù)，評(píng)價(jià)也更為客觀，豐富了果實(shí)質(zhì)地評(píng)價(jià)的內(nèi)容，進(jìn)而克服了傳統(tǒng)檢測(cè)法的不足，測(cè)得結(jié)果更加準(zhǔn)確、可比性更強(qiáng)。國(guó)內(nèi)外對(duì)奶酪[4]、面包[5]、荔枝[6]、蘋果[7-8]、獼猴桃[9]、葡萄[10-11]和香蕉[12]和西瓜[13]方面均有報(bào)道。

然而，國(guó)內(nèi)在壺瓶棗質(zhì)地方面的研究尚未見報(bào)道。本研究對(duì)壺瓶棗采摘后進(jìn)行模擬損傷，對(duì)經(jīng)過(guò)不同損傷方式的壺瓶棗整果在貯藏期間的各項(xiàng)質(zhì)地參數(shù)變化進(jìn)行試驗(yàn)研究，旨在比較不同損傷方式下最大穿刺力(堅(jiān)實(shí)度)、果皮脆性、果肉最大硬度和果肉平均硬度的力學(xué)性能指標(biāo)的變化情況，找出不同損傷方式及其貯藏不同時(shí)間的力學(xué)性能指標(biāo)的相互關(guān)系，為確定表征壺瓶棗樣本質(zhì)地力學(xué)特性分類評(píng)價(jià)指標(biāo)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)樣品產(chǎn)自太谷縣有機(jī)栽培棗園，無(wú)外部缺陷，外表全部呈紅色，外表形狀均一。采摘當(dāng)天運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，選取無(wú)傷病，大小、顏色和成熟度基本一致的400個(gè)代表性鮮棗。依次隨機(jī)選取100個(gè)樣品依次從高度為2m和3m自然落到水泥地面，高度為3m自然落到土地地面；隨后，隨機(jī)選取100個(gè)樣品，用萬(wàn)能材料物理試驗(yàn)機(jī)以速度3mm/s、探頭直徑11mm、深度3.5mm對(duì)每個(gè)樣本進(jìn)行機(jī)械損傷。將4種損傷樣品裝在保鮮袋中置于3℃的冰箱中貯藏，試驗(yàn)前取出放置1～2h，使之恢復(fù)常溫。在不同損傷方式下，每隔3d對(duì)樣品進(jìn)行力學(xué)壓縮-穿刺測(cè)試，每組25個(gè)樣品，共4組，為期13d。

1.2 儀器設(shè)備

本試驗(yàn)采用美國(guó)因斯特朗公司生產(chǎn)的Instron5544系列電子萬(wàn)能材料物理試驗(yàn)機(jī)對(duì)鮮棗進(jìn)行機(jī)械損傷；采用英國(guó)Stable Micro System公司生產(chǎn)的TA-XT plus型號(hào)的質(zhì)構(gòu)儀(Texture Exponent 32)測(cè)試鮮棗從輕微損傷制作到變質(zhì)階段的力學(xué)指標(biāo)。

1.3 穿刺試驗(yàn)

在采后4h內(nèi)將第1組經(jīng)過(guò)4種損傷方式下的壺瓶棗進(jìn)行壓縮-穿刺試驗(yàn)。試驗(yàn)選用直徑為2mm的P/2n針狀探頭，測(cè)試模式為Compression，測(cè)前速率、測(cè)試速度、測(cè)后速率均為1mm/s，測(cè)試深度3.7mm，觸發(fā)力5g，曲線記錄方式為Target。從鮮棗穿刺測(cè)試曲線(力-位移)上，得到壺瓶棗整果最大穿刺力、果皮脆性、果肉最大硬度與果肉平均硬度。鮮棗帶皮穿刺的力-位移(F-S)曲線如圖1所示。

1.4 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)處理及制表在Origin8.5(OriginLab,USA)軟件中進(jìn)行，數(shù)據(jù)的相關(guān)性和差異顯著性分析使用SPSS18.0軟件。

圖1 鮮棗樣本穿刺試驗(yàn)質(zhì)地特征曲線Fig.1 Quality character curve from jujube puncture test

2 結(jié)果與分析

2.1 不同損傷壺瓶棗果肉質(zhì)地間相關(guān)性分析

利用SPSS18.0統(tǒng)計(jì)軟件分別計(jì)算壺瓶棗在4種損傷方式下貯藏期間的各項(xiàng)質(zhì)地參數(shù)的相關(guān)性，采用皮爾遜相關(guān)分析(pearson correlation analysis)來(lái)表示，結(jié)果如表1所示。

表1 壺瓶棗整果質(zhì)地參數(shù)間的相關(guān)性Table 1 Correlation between texture parameters of Huping jujube whole fruit

由表1可以看出：在此試驗(yàn)條件下，壺瓶棗整果最大穿刺力與果皮脆性、果肉最大硬度、果肉平均硬度均呈正相關(guān)(R=0.888～0.962)，但與果皮脆性的相關(guān)性程度最高(R=0.962)。由此表明：壺瓶棗整果的最大穿刺力越大，果皮脆性、果肉最大硬度、果肉平均硬度也越好；壺瓶棗整果的果皮脆性與果肉最大硬度、果肉平均硬度也具有較好的相關(guān)性(R=0.969～0.987)，且相關(guān)性顯著。由此可見：最大穿刺力與果皮脆性、果肉最大硬度、果肉平均硬度可以作為評(píng)價(jià)棗果實(shí)質(zhì)構(gòu)性能的主要參數(shù)；同時(shí)，壺瓶棗整果質(zhì)地參數(shù)之間存在著相關(guān)性，但相關(guān)性的水平不同。

2.2 建立多元線性回歸方程

依據(jù)壺瓶棗整果質(zhì)地參數(shù)間存在著一定的相關(guān)性，且水果最大穿刺力(堅(jiān)實(shí)度)是反映果蔬成熟度和品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)，對(duì)影響壺瓶棗整果最大穿刺力(堅(jiān)實(shí)度)性能指標(biāo)的3個(gè)因素進(jìn)行了多元線性回歸分析，得到了各因素之間的相互關(guān)系及各因素對(duì)最大穿刺力(堅(jiān)實(shí)度)指標(biāo)的影響權(quán)重，如表2所示。

表2 不同損傷下各指標(biāo)因素之間的回歸方程Table 2 Regression equation between the indexes under different damage factors

續(xù)表2

由表2可知：R2乘以100%時(shí)，可以理解為因變量的總變異性中被自變量解釋的百分比。當(dāng)壺瓶棗整果距離2、3m水泥地?fù)p傷、3m土地?fù)p傷和機(jī)械損傷時(shí)，自變量果皮脆性、果肉最大硬度和果肉平均硬度解釋了最大穿刺力的總變異性的99.6%、96.6%、98.4%和80.6%。

2.3 不同損傷方式下貯藏期間各質(zhì)地參數(shù)的變化

同一個(gè)溫度、4種損傷方式下的鮮棗整果在貯藏期間最大穿刺力與果皮脆性、果肉最大硬度、果肉平均硬度的變化趨勢(shì)，如圖2所示。

圖2 不同損傷方式對(duì)壺瓶棗整果貯藏期間質(zhì)地參數(shù)的影響Fig.2 Effect of different ways Huping injury whole fruitduring storage of texture parameters

由圖2可以看出：整個(gè)貯藏期間，4種損傷方式對(duì)壺瓶棗整果最大穿刺力(堅(jiān)實(shí)度)、果皮脆性、果肉最大硬度和果肉平均硬度總體都呈下降趨勢(shì)；但機(jī)械損傷的壺瓶棗整果最大穿刺力(堅(jiān)實(shí)度)、果皮脆性、果肉最大硬度和果肉平均硬度普遍高于其他3種損傷方式，且波動(dòng)較小。從高度為3m自然落到水泥地面和土地地面損傷的壺瓶棗整果最大穿刺力(堅(jiān)實(shí)度)、果皮脆性、果肉最大硬度和果肉平均硬度波動(dòng)最大，分別在貯藏第7d和第10d時(shí)有小幅的回升，可能是由于水分散失、組織的木質(zhì)化造成的[14-15]；直到貯藏第13d時(shí)，4種損傷方式對(duì)壺瓶棗整果的質(zhì)地參數(shù)降至貯藏期的最低點(diǎn)。由此看出：4種損傷方式對(duì)壺瓶棗整果的質(zhì)地參數(shù)趨勢(shì)大致相同，但從高度為2m自然落到土地地面和機(jī)械損傷對(duì)壺瓶棗整果的質(zhì)地參數(shù)減少的抑制效果較好。

3 討論與結(jié)論

質(zhì)地是果實(shí)貯藏保鮮的重要品質(zhì)指標(biāo)之一，也是評(píng)價(jià)果實(shí)成熟度和耐貯性的重要依據(jù)。本試驗(yàn)使用質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)地整果穿刺法研究壺瓶棗的質(zhì)地品質(zhì)，對(duì)不同損傷方式的壺瓶棗進(jìn)行穿刺試驗(yàn)，并對(duì)所獲各項(xiàng)質(zhì)地參數(shù)的相關(guān)性進(jìn)行分析。試驗(yàn)證明：該方法能夠準(zhǔn)確地反映出壺瓶棗的果皮和果肉的質(zhì)地品質(zhì)，為改進(jìn)果蔬貯藏保鮮技術(shù)提供合理的量化指標(biāo)，豐富了壺瓶棗果實(shí)品質(zhì)的評(píng)價(jià)內(nèi)容。

1) 壺瓶棗整果最大穿刺力與果皮脆性、果肉最大硬度、果肉平均硬度均呈正相關(guān)(R=0.888～0.962)，但與果皮脆性的相關(guān)性程度最高(R=0.962)。壺瓶棗整果的果皮脆性與果肉最大硬度、果肉平均硬度也具有較好的相關(guān)性(R=0.969～0.987)，且存在顯著的正相關(guān)性。因此，可以用果實(shí)最大穿刺力與果皮脆性、果肉最大硬度、果肉平均硬度作為評(píng)價(jià)壺瓶棗整果實(shí)質(zhì)構(gòu)性能的主要參數(shù)。

2) 對(duì)影響壺瓶棗整果最大穿刺力(堅(jiān)實(shí)度)性能指標(biāo)的3個(gè)因素進(jìn)行了多元線性回歸分析。結(jié)果表明：當(dāng)壺瓶棗整果距離2m和3m水泥地?fù)p傷、3m土地?fù)p傷和機(jī)械損傷時(shí)，自變量果皮脆性、果肉最大硬度和果肉平均硬度解釋了最大穿刺力的總變異性的99.6%、96.9%、98.4%和80.6%。

3) 壺瓶棗整果各項(xiàng)質(zhì)地參數(shù)總體呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，且4種損傷方式的質(zhì)地參數(shù)下降規(guī)律有所差異。機(jī)械損傷的壺瓶棗整果各項(xiàng)質(zhì)地參數(shù)普遍高于其他3種損傷方式，且波動(dòng)較??；而從高度為3m自然落到水泥地面和土地地面損傷的壺瓶棗整果各項(xiàng)質(zhì)地參數(shù)波動(dòng)最大，分別在貯藏第7d和第10d時(shí)有小幅的回升，直到貯藏第13d時(shí)，各項(xiàng)質(zhì)地參數(shù)降至貯藏期的最低點(diǎn)。因此，質(zhì)構(gòu)儀分析法能很好地反映壺瓶棗整果各項(xiàng)質(zhì)地參數(shù)變化規(guī)律，適合用于評(píng)價(jià)壺瓶棗貯藏期間整果質(zhì)地變化情況。