基于TPA 法葡萄果肉质地的鉴定评价*

姜建福，樊秀彩，张 颖，孙 磊，李 民，刘勇翔，牛生洋，张振文，刘崇怀

（1 中国农业科学院郑州果树研究所，河南450009）（2 西北农林科技大学葡萄酒学院）（3 河南科技学院）

果肉质地是葡萄果实商品性状的重要指标之一，也是国内外葡萄育种者关注的重要育种目标之一[1-3]。质地的变化不仅与果实的成熟衰老密切相关，还直接影响果实的口感、贮运和加工品质[4]。目前，我国大多数葡萄品种果肉质地较软，严重影响食用品质和商品性，制约了其产业产后链的增值和发展，同时，由于部分品种不耐贮运，大量品种成熟期集中上市，果农卖果难现象屡见不鲜[5]。

筛选、选育和推广耐贮质地葡萄品种是解决这一问题的有效措施之一。有关葡萄果实质地的测定，在国内外制定的葡萄品种测试的描述规范中属于感官性状[6-7]，判定容易受环境等多种因素的影响，导致评价结果不稳定、重复性较差等问题[8]。质构仪质地多面分析法（Texture profile analysis，TPA）是近年来发展起来的一种新型仪器测试方法，其原理是模拟人体口腔的咀嚼运动，对样品进行2次压缩的力学过程，测试与电脑相连，通过界面输出质地测试结果曲线和相关质地参数，可在一定程度上减少人为感官评价中主观因素造成的误差，是近年来比较热门的一种新型仪器测试技术[9-10]。由于TPA 测试结果更为客观，国内外已将其广泛应用于食品和果实质地评价领域，如奶酪、面包、苹果、桃、梨、猕猴桃、石榴、板栗、无花果和鲜枣等[11-19]。

我国是葡萄属植物的起源地之一，拥有着丰富的葡萄种质类型，不同种质间性状差异明显[20]。有关葡萄果肉质地的鉴定评价研究较少，本研究利用质地多面分析法对来自国家果树种质郑州葡萄圃中的290 份葡萄种质进行TPA 测定，旨在了解各种质的质地参数，为筛选耐贮质地葡萄种质和促进葡萄综合加工利用提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料与仪器

试验材料取自中国农业科学院郑州果树研究所国家果树种质郑州葡萄圃，共计290 份（鲜食葡萄263 份，酿酒葡萄18 份，制汁葡萄9 份），其中欧亚种201 份，欧美杂种86 份，其他种类3 份，详见表1。

表1 用于果肉质地鉴定的290 份葡萄种质

圃地位于东经113°42′，北纬34°48′，海拔110.4 m。年平均气温14.2 ℃，平均年降水量666.0 mm，平均年日照时数2 436 h，无霜期213 d。土壤为褐色土类，质地为沙壤土，土壤pH 值7.1～7.5，呈微碱性。采用单干双臂树形，架高1.8 m，行株距2.5 m×1.0 m，南北行向，圃地管理水平中等。

TA-XT PLUS 质构分析仪由英国Stable Micro Systems 公司生产。

1.2 试验方法

果肉质地取样参考Giacosa 等[1]和Carreño 等[2]的方法并稍作改进。每份种质选取生长一致的3 株树，每株树选取6 穗无病虫害、大小和成熟期基本一致的果穗并做好标记，果实成熟期根据种子颜色变褐状况并结合往年的成熟时间进行判断，果实成熟后，在每个果穗中部取1 粒果实用于果肉质地的测定，每株树共取6 粒果实，单株小区，重复3 次。

果肉质地分析参考Giacosa 等[1]、Carreño 等[2]和李志文等[21]的方法并稍作改进：使用手术刀小心将葡萄果实去皮，将去皮后的果实放置在TA-XT PLUS 质构分析仪测试平板上，利用圆柱形P100 探头（直径100 mm）进行TPA 测试。测试参数设置如下：测前速度2 mm/s，测试速度1 mm/s，测后上行速度1 mm/s，葡萄果肉受压变形25%，2 次压缩停顿时间为2 s，触发力为5 g。由质地特征曲线得到相关质地参数：硬度、弹性、黏聚性、咀嚼度、回复性。每次重复取6 粒果实进行测试，重复3 次，结果取平均值。

1.3 数据处理与分析

采用Excel 2007 软件处理数据，利用SPSS 13.0软件（SPSS Inc.，Chicago，USA）对数据进行统计分析，通过单因素方差分析（One-way ANOVA）中邓肯氏多重比较对不同种类、不同用途葡萄种质质地差异显著性进行分析（P＜0.05），统计值以“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 不同葡萄种质果肉质地硬度

硬度是指果肉在外力的作用下，使其发生形变所需要的力，感官上指人的牙齿咀嚼压迫果肉时所消耗的能量，反映了果肉整体的坚实和致密程度，在质地特征曲线上为第1 次压缩时的最大峰值[14,21]。测试结果显示，不同葡萄种质的果肉质地硬度各异，数值从29.95 g 到1 899.16 g 不等，大小相差近63 倍，并呈现连续分布。同时，整体上鲜食葡萄果肉质地硬度显著大于酿酒葡萄，制汁葡萄果肉质地硬度与鲜食葡萄和酿酒葡萄均无显著差异（表2），不同种类葡萄种质的果肉质地硬度无显著差异（表3），欧亚种鲜食葡萄的果肉质地整体上较大，硬度最大的前30 份种质均为欧亚种鲜食葡萄，尤其是美人指、春之蕾、依斯比沙里、黎明无核、绯红等种质，欧亚种酿酒葡萄的果肉质地硬度普遍较小，如小白玫瑰、白比诺、黑比诺、灰比诺等。

表2 不同用途葡萄种质果肉质地差异比较

表3 不同种类葡萄种质果肉质地差异比较

2.2 不同葡萄种质果肉质地弹性

弹性是指果肉经第1 次压缩变形后，在去除变形力的条件下所能恢复的程度[21]，反映在质地特征曲线上为第2 次压缩达峰值时所经历的时间与第1次压缩达峰值时所经历的时间的比值。本试验中果肉质地弹性范围由0.27 到0.70 不等，不同种性、不同用途葡萄种质的果肉质地弹性间无显著差异（表2、表3），质地弹性较大的种质有欧亚种红地球、京紫晶、埃木布腊德、红光无核和皇家红，而欧美杂种的红双味、沈农香丰、龙宝、玫瑰魁、大阪48202 质地弹性较小。

2.3 不同葡萄种质果肉质地黏聚性

黏聚性是指咀嚼果肉时，果肉抵抗牙齿咀嚼破坏而表现出的内部结合力，反映了细胞间结合力的大小，使果实保持完整的性质，在质地特征曲线上为2 次压缩所做的正功之比，即第2 次压缩所得的峰面积与第1 次压缩所得的峰面积之比[21]。本试验中果肉质地黏聚性范围从0.16 到0.52 不等，不同种类、不同用途葡萄种质的质地黏聚性间无显著差异（表2、表3），质地黏聚性较大的种质包括欧亚种红地球、蜜尔紫、京紫晶、沈阳玫瑰和无核白芽变等，而欧美杂种黑佳酿、龙宝、红双味、大阪48202 和高墨果肉质地黏聚性均较小。

2.4 不同葡萄种质果肉质地咀嚼度

咀嚼度综合反映了果肉对咀嚼过程中所产生外力的持续抵抗作用，为硬度、黏聚性和弹性三者乘积，即：咀嚼度＝硬度×弹性×黏聚性[21]。本研究中果肉质地咀嚼度范围由1.41 到325.63 不等，大小相差230 倍，不同种类葡萄种质的质地咀嚼度无显著差异（表3），鲜食葡萄质地咀嚼度显著高于酿酒葡萄，制汁葡萄与鲜食和酿酒葡萄间均无显著差异（表2），欧亚种鲜食葡萄美人指、春之蕾、红地球、皇家红、维多利亚质地咀嚼度较大，而欧亚种酿酒葡萄如白比诺、小白玫瑰、黑比诺和灰比诺质地咀嚼度较小。

2.5 不同葡萄种质果肉质地回复性

回复性表示果肉在受到外界压力作用时回弹的能力[21]。本研究中质地回复性范围由0.05 到0.26不等，欧亚种种质果肉回复性显著大于欧美杂种和其他种类（表3），鲜食葡萄显著大于酿酒葡萄和制汁葡萄，酿酒和制汁葡萄间无显著差异（表2）。质地回复性较大的种质包括欧亚种鲜食葡萄红地球、京紫晶、皇家红、京早晶和红蜜，而欧美杂种鲜食葡萄斯蒂本、大阪48202、玫瑰魁、高墨和欧亚种酿酒葡萄灰比诺回复性均较小。

2.6 葡萄种质果肉质地参数之间的相关性

290 份葡萄种质果肉质地参数之间相关性如表4 所示。各参数之间具有一定的相关性，其中硬度与咀嚼度（r＝0.800）呈极显著正相关，说明果肉的硬度越大，结实程度越大，致密性越高，咀嚼过程中所产生外力的持续抵抗作用就越大。弹性与黏聚性和回复性均呈极显著正相关，相关系数均为0.892，说明弹性越高，果实保持完整的性质越强，在受到外界压力作用时回弹的能力也就越强。黏聚性、咀嚼度均与回复性呈极显著正相关。

表4 葡萄果肉质地参数相关性分析

2.7 葡萄果肉质地性状主成分分析

对不同葡萄种质果肉质地参数进行主成分分析表明，只有前2 个主成分的特征值大于1，因此提取了2 个主成分（表5）。第1 主成分的方差占所有主成分方差的69.53%，第2 主成分占26.26%，这2 个主成分的方差贡献率达到95.79%。第1 主成分中弹性的特征值最大，其次为黏聚性；第2 主成分中硬度的特征值最大，其次是咀嚼度（表6）。说明葡萄果肉质地的评价，果肉的弹性和硬度对质地影响较大，弹性、硬度可以作为果肉质地的重要参数。

表5 葡萄果肉质地参数主成分分析

表6 葡萄果肉质地参数主成分矩阵

3 讨 论

3.1 不同葡萄种质果肉质地差异特点

果肉质地是葡萄果实性状的重要指标之一，硬肉型葡萄更受消费者的喜爱，是国内外葡萄育种者的重要育种目标之一[3,22]，近年来新育成的无核翠宝、郑艳无核、春蜜等葡萄品种均为硬肉类型[23-25]。传统的葡萄质地的鉴定评价主要依靠人为口感鉴定的方法，评价结果主观性强且不稳定，同时分类没有严格的界限和量化指标，导致同一个品种在不同的文献中出现分类差异[23]。近年来，质构仪因其操作简便，获得的数据客观且可重复性高的优点而在果实质地测定中被广泛运用。张乐等[17]以河北、河南2 个省的6 个板栗品种为试材，采用TPA 方法对其进行分析测定，比较不同品种板栗的果仁质地特性。姜勇等[18]通过测定无花果TPA 质构特性，研究各品种不同成熟度品质和质构特性的变化，为无花果食用及加工提供理论依据。赵爱玲等[19]以脆熟期壶瓶枣果实为试材，系统研究了质构仪不同探头、贯入速度及穿刺试验的果实成熟度和穿刺部位对枣果质地品质的影响，初步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，同时明确了枣果实成熟过程中质地性状的变化规律。

采用TPA 方法对290 份不同种类、不同用途的葡萄种质果肉质地进行鉴定评价，不同种质间质地参数表现各异。整体上，欧亚种鲜食葡萄的果肉硬度较大，而酿酒葡萄、制汁葡萄果肉硬度较小。由于鲜食葡萄在选育过程中更加注重口感和耐贮运性能，在不断的人工选择育种过程中，硬度性状得到进一步的强化；而对于酿酒和制汁品种，要求汁液多、易破碎，所以硬度普遍较小，同时本研究中很多欧美杂种品种果肉硬度也较小，可能是由于遗传了其亲本美洲种的血缘，美洲种抗性强，但果肉较软，不耐贮运[26]。由于本研究选择的欧亚种类型种质较多，包含一些酿酒品种，而这些酿酒品种质地参数普遍较小，所以尽管本研究中的质地硬度最大的前30 份种质均为欧亚种，但整体上，欧亚种与其他种类的质地硬度差异不明显。在弹性、黏聚性、咀嚼度和回复性方面，欧亚种鲜食葡萄较高，与硬度性状的分布相似，有关耐贮硬肉葡萄品种的选育应注重在优质欧亚种葡萄品种中进行选择。

3.2 葡萄果肉质地参数相关性

通过比较分析不同葡萄种质果肉TPA 参数，表明硬度与咀嚼度、弹性与黏聚性、弹性与回复性、黏聚性与回复性、咀嚼度与回复性均呈极显著正相关，说明葡萄果肉硬度越大，在咀嚼过程中产生外力的持续抵抗作用就越大，与张乐等[17]、姜勇等[18]、李丽娜等[27]在板栗、无花果、苹果质地上的研究结论基本一致。果胶质是构成细胞初生壁和胞间中胶层的主要成分，果胶多糖富含半乳糖醛酸、阿拉伯糖和半乳糖等，在果实成熟之前，果胶质呈不溶状态，果肉质地表现坚硬，随着果实的成熟，在相关酶的作用下，果胶质发生裂解，逐步降解为可溶性果胶，果胶的平均分子质量和果胶多糖交联能力下降，细胞结构随之受损，果肉硬度迅速下降[4,28-29]。本试验中，不同葡萄种质的硬度值差异较大，是否与其自身果胶质的含量以及相关酶活性差异有关，这需要下一步试验验证。

3.3 葡萄果肉质地参数的主成分分析

王燕霞等[13]通过比较不同梨品种的果肉质地特性，利用主成分分析表明，在梨果肉质地中，果肉硬度、破裂力、脆度等对质地的影响较大，是影响梨果肉质地的重要参数。张文等[30]通过比较梨在贮藏过程中的质地参数与感官品质变化，认为果肉弹性率是一个可较好评价梨质地的指标，可以为梨在贮藏过程中的质地变化状况进行预测和可食用期的评估。刘丙花等[31]应用质构仪的穿刺和TPA 法对22 个蓝莓品种的果实质地品质进行测定，测定了果皮强度、果皮韧性、果皮脆性、果皮破裂距离、果实硬度、黏附性、弹性、内聚性、咀嚼性和回复性等10 个参数并进行主成分分析，结果表明，10 个质地参数品种间均存在差异，果实硬度、果皮脆性和果实回复性可作为综合评价蓝莓果实质地品质的核心指标，根据该指标，筛选出了一批质地品质优良的蓝莓品种。本研究采用主成分分析对葡萄质地参数进行了降维处理，提取了表达原信息95.79%的2 个主成分，其中弹性、硬度对果肉质地的影响较大，可以作为反映果肉质地的重要参数，进一步证明了Di Monaco 等[32]提出的“硬度和弹性可代表食品质地特性”的观点。筛选出的质地参数可以为葡萄品种选育、采后贮运、加工及销售提供参考。

4 结 论

采用TPA 方法对290 份不同种类、不同用途的葡萄种质果肉质地进行鉴定评价，整体上，鲜食葡萄的果肉质地硬度高于酿酒葡萄和制汁葡萄，鲜食葡萄中欧亚种种质果肉质地硬度高于欧美杂种。通过比较分析不同葡萄种质果肉TPA 参数，表明葡萄果肉质地硬度与咀嚼度、弹性与黏聚性、弹性与回复性、黏聚性与回复性、咀嚼度与回复性均呈极显著正相关。主成分分析表明，前2 个主成分对葡萄果肉质地的贡献率达到95.79%，弹性和硬度对果肉质地的影响较大，可作为反映葡萄果肉质地的重要参数。