三华李（Prunus salicina Lindl.cv.sanhua）属于蔷薇科李亚科，是华南地区特色水果，原产自广东翁源县[1-2]。三华李果实为圆形或近圆形，果肉为紫红色，肉质爽脆，酸甜可口，营养价值高[3-4]。三华李果实上市时间在5月～6月，不同采收期的果实质地品质有明显差异。5月份上市的三华李果实硬度大、脆性高、酸度高，更适合腌制或作为果酒、饮料、果脯蜜饯等加工产品的原材料[5-7]。6月份上市的三华李质地变软、脆性下降但甜度增加，更适合鲜食。
鲜食水果的质构变化对其口感影响很大，准确的质地分析是对果实进行全面品质评价的基础[8]。硬度不但决定鲜食水果的口感，也是分析果实贮藏状态的重要指标。手持硬度计以刺穿水果的最大力表示果实硬度，但其测得的数据受材料的大小和形状的影响较大[9]；同时，硬度计也无法测定果实脆性和韧性等一系列重要的质构指标。常用的水果质地品质分析方法有质构剖面分析（texture profile analysis，TPA）和穿刺法，TPA虽然能测定黏着性、凝聚性、咀嚼性、回复性等指标，但由于其对样品的规格统一性要求较高，不适用于测定部分果实的脆性[10]。相较之下，穿刺法与牙齿刺破样品的过程相似，能模拟人体口腔咀嚼过程，测定得到的果实质地不仅可反映人咬果实时的质感，而且可以反映出测试样品间的质地变化[11-13]。三华李果实在不同后熟阶段质地品质变化剧烈，特别是经乙烯催熟后果实硬度快速下降，而质构曲线形态的剧烈变化对质构参数的识别造成困难。因此，需建立一种能有效评价硬度、脆性和果皮韧性等质构指标大范围变化的检测方法。然而，关于三华李果实质构测定的方法研究尚未开展。本研究旨在建立一套适合检测不同成熟度三华李果实质地品质的标准化方法，为建立标准、规范的三华李果实质地检测方法提供参考。
1 材料和方法
1.1 材料与试剂
乙烯利（有效成分含量40% ）：上海华谊集团华原化工有限公司彭浦化工厂；1-甲基环丙烯（有效成分含量3.3% ）：西安北农华农作物保护有限公司。
三华李果实均采自广西省贺州市某果园，分花后120 d和花后130 d两批采摘。三华李果实在采摘后立即运回实验室，挑选大小均一，无病害及机械损伤的果实用于实验。将果实分为对照组和乙烯处理组两组。对照组和乙烯处理组分别用自来水和2 g/L乙烯利溶液浸泡1 min，捞出晾干后装袋密封24 h，然后打开包装通风透气。
1.2 仪器与设备
质构仪（TA.XT.Plus）：英国SMS公司。
1.3 试验方法
为适配三华李果实大小和质地特性，采用直径2 mm的P/2E针状探头。设定的测前速度、贯入速度、测后速度分别为1、2、10 mm/s，穿刺深度为5 mm。质构测定点位果实的赤道面，每个指标测定18个三华李果实，每个果实测定6次。
为建立适合检验三华李果实质地品质差异的方法，本研究结合果实特性，对质构仪分析软件Texture Exponent 32的Macro程序编辑了3种程序语言，实现质地参数的自动获取。Macro程序A语言设定为“删除上次测试结果-重新绘制曲线-向前寻找-到最小时间处-下锚-到力值最大处-下锚-力值记录-运行距离记录-运行时间记录-计算斜率-计算面积-到运行时间2.5 s处-下锚-至运行时间4.5 s处-下锚-平均值-感应力阈值-超阈值峰数”。Macro程序B是对果肉组织识别的语句进行了重新编辑，果肉识别语句修改为“向前运行0.5 s-下锚-到力值最大处-记录力值-到运行距离最大处-下锚-计算平均值”。Macro程序A和B的基础上改进获得Macro程序C。果肉组织识别语句修改为“到力值峰谷处-下锚-到力值最大处-记录力值-到运行距离最大处-下锚-计算平均值”。
1.4 数据分析
三华李果实的质构曲线图由TA.XT.Plus型质构仪自带软件Texture Exponent 32绘制，各质构指标由Macro程序在质构曲线中进行识别。数据处理和统计学分析分别用Excel 2013和SPSS statistics 26软件完成。
2 结果与分析
2.1 三华李果实质构特征曲线
三华李果实在质构仪下压力作用下，通过毫米直径的探针刺穿样品，并通过软件实时分析和输出质地测试结果形成质构特征曲线。三华李果实样品的质构特征曲线如图1所示。
图1 穿刺试验曲线
Fig.1 Force curve of the puncture test
由图1可知，测试开始时，探头首先接触三华李果皮，向下运行达到一定力值后果皮破裂，之后探头开始穿刺果肉组织部分。果皮破裂前曲线中的最大力值为果皮硬度（g）。从探头接触果皮开始至第一峰的运行距离为果皮的破裂深度（mm）。果皮脆性（g/s）为第一峰的力值与探头运行时间的比值，而其乘积为果皮韧性（g·s）。当探头刺破果皮后，果肉组织的平均力值为果肉平均硬度（g）。
2.2 Macro程序的建立
Macro程序编辑的三种程序语言如图2所示，图2 A为Macro程序A的编辑语言，图2 B为Macro程序B的编辑语言，图2 C为Macro程序C的编辑语言。并利用这③种程序语言应用在不同贮藏期的三华李果实中，如图3所示。
图2 质构仪Macro程序语句
Fig.2 Macro program statement of the texture analyzer
图3 Macro程序A、B、C测定三华李的质地特征曲线
Fig.3 Characteristic curves of Sanhua plum texture determined by Macro programs A，B，and C
a和b表示Macro程序A、c和d表示Macro程序B、e和f表示Macro程序C测定不同成熟度的三华李质地特征曲线；图中竖线1、2、3、4分别表示该程序识别果皮组织的起始点、果皮硬度识别点、果肉组织起始点、果肉组织终止点。
由图3 A可知，Macro程序A能够有效识别贮藏前期三华李的果肉组织，而贮藏后期随着果实质地变软，出峰时间延迟，导致实际质构特征曲线上的果肉组织部分不在该程序设置的区间范围内（图3B），因此，果肉组织各项指标参数不能使用Macro程序A识别。
由图3 C可知，虽然Macro程序B能够有效识别贮藏前期三华李的果肉组织，但贮藏后期随着果实质地变软和果皮破裂深度的增加三华李果实出峰会延迟（图3 D），导致果肉组织部分检测时运行时间相对减少，较短的检测范围不能完整地反映出果肉的质地特性。如图3 E、F所示，Macro程序C能够精确地识别不同质构特性果肉组织的起止点。因此，通过优化得出Macro程序C适用于不同质地状态的三华李果实。
2.3 三华李果肉匀质指数感应力阈值的确定
匀质指数可代表果肉质地的均一性，在质构曲线上显示为超过设置感应力阈值的峰数。不同果实需要选择合适的感应力阈值进行测定。本研究将三华李果肉匀质指数的感应力阈值设为1、3、5、7、9 g共5个值。不同采收期三华李果肉匀质指数的差异情况见图4。
图4 不同采收期三华李果肉匀质指数的差异情况
Fig.4 Homogeneity indexes of Sanhua plum flesh in different harvest periods
由图4可知，随着设定阈值力的提高，果肉匀质指数逐渐下降，感应力阈值设为1 g时不同采收期果肉质地均一性的变化为33.22～35.06，而感应力设为9 g时为9.67～11.39。花后120 d和花后130 d采收的三华李果肉匀质指数方差分析结果见表1。
表1 不同采收期三华李果肉匀质指数的方差分析
Table 1 Analysis of variance of the homogeneity index of Sanhua plum flesh in different harvest periods
阈值/g 变异来源 平方和 自由度 均方 F值 P值1 组间0.213 0.668组内5.040 94.425 1 4 5.040 23.606 3 组间1.283 0.321组内17.225 53.688 1 4 17.225 13.422 5 组间0.432 0.547组内2.891 26.797 1 4 2.891 6.699 7 组间0.370 0.576组内2.893 31.243 1 4 2.893 7.811 9 组间1.033 0.367组内4.451 17.240 1 4 4.451 4.310
由表1可知，各阈值范围内的果肉匀质指数在不同采收期的差异均未达到显著水平，但F值存在明显差异。由于果肉匀质指数是以整数统计，阈值设置的高低会影响测定结果的精确性。本研究结果表明，设定感应力阈值为3 g时，三华李果肉匀质指数和样品间的F值高达1.283，适于进行果肉质地均一性的研究。
2.4 不同采收期三华李质地品质分析
通过Macro程序C对采收期相隔10 d的两批三华李果实进行检测的结果见表2。
表2 不同采收期的三华李质地品质分析
Table 2 Texture of Sanhua plum fruits in different harvest periods
注：*表示与花后120 d相比差异显著（p＜0.05）。
不同采收期 果皮硬度/g果皮破裂深度/mm果皮脆性/（g/s） 果皮韧性/（g·s） 果肉平均硬度/g果肉均质指数花后 120 d 1 776.05±49.19 1.43±0.13 1 224.70±93.58 1 311.27±131.76 484.22±29.38 23.06±2.22花后 130 d 1 682.82±142.87 1.28±0.17 1 286.31±145.33 1 139.71±199.60 392.59±25.12* 19.67±2.00
由表2可知，不同采收期的三华李果实只有果肉平均硬度的差异达到显著水平，其他指标均没有显著差异。果皮硬度、果皮破裂深度、果皮韧性、果肉平均硬度和果肉匀质指数变化规律一致，花后120 d比花后130 d采收的三华李分别高了5.54% 、11.72% 、15.05% 、23.34% 、17.23% ；但果皮脆性变化趋势与之相反，花后120 d和花后130 d采收的三华李果皮脆性分别为1 224.7、1 286.31 g/s。以上结果表明，本试验建立的方法能够检测三华李果实质地间细微的区别。
2.5 不同后熟阶段三华李质地品质分析
分析对照和乙烯处理的三华李果实在后熟阶段质地曲线的变化以及对相关质地指标的影响。不同贮藏时间对照组和乙烯处理组三华李的特征质地曲线见图5。不同贮藏时间三华李质地品质的分析见表3。
表3 不同贮藏时间三华李质地品质的分析
Table 3 Texture of Sanhua plum fruits stored for different time periods
注：同列不同小写字母表示同一处理条件下不同贮藏时间差异显著（p＜0.05）；*表示不同处理同一贮藏时间差异显著（p＜0.05）。
不同处理 贮藏时间/d果皮硬度/g果皮破裂深度/mm果皮脆性/（g/s） 果皮韧性/（g·s） 果肉平均硬度/g果肉匀质指数对照组 2 1 621.86±130.97a 1.87±0.18c 867.29±135.99a 1 546.66±161.41b 324.14±50.41a 13.00±5.78a 4 1 672.41±73.91a 2.36±0.08b 701.01±31.13b 1 993.15±121.37a 302.15±31.84a 8.44±1.71a 6 1 544.72±104.88a 2.88±0.20a 533.06±33.82c 2 241.96±267.25a 275.89±16.56a 6.78±1.07a乙烯处理组 2 1 386.13±111.93a 2.67±0.19b* 516.38±43.42a* 1 931.87±247.94a 198.98±43.05a* 5.33±2.33a 4 568.62±61.63b* 4.05±0.58a* 141.55±6.17b* 1 227.15±292.52b* 32.73±6.77b* 0.33±0.58b 6 308.36±47.65c* 3.53±0.32a* 88.41±9.76c* 623.29±142.86c* 17.98±2.43b* 0.17±0.29b*
由图5可知，对照组的特征质地曲线在贮藏过程中整体形态未出现明显变化，而乙烯处理组质构曲线形态出现明显变化。由表3可知，对照组三华李果皮硬度随贮藏时间延长先升高后降低、果肉平均硬度和果肉匀质指数随贮藏时间的延长而逐渐下降，贮藏6 d比2 d时分别下降了4.76% 、14.89% 、47.85% 。对照组三华李果皮破裂深度随贮藏时间的延长而逐渐加深，而果皮脆性与果皮韧性呈相反的变化趋势。乙烯处理组果实在贮藏6 d时果皮硬度、果肉平均硬度和果肉匀质指数分别下降至对照组的19.96% 、6.52% 和2.51% 。乙烯处理组果皮脆性快速下降，6 d时其果皮脆性仅为对照组的16.59% 。结果表明，本试验建立的方法适用于三华李整个后熟过程中的质地品质分析。
图5 不同贮藏时间对照组和乙烯处理组三华李的特征质地曲线
Fig.5 Texture curves of Sanhua plum fruits stored for different time periods in the control group and ethylene group
A和B分别是Macro程序C测定对照组和乙烯处理组不同贮藏时间的特征质地曲线。
3 讨论
本研究采用质构仪整果穿刺法分析三华李果实的质地品质，根据三华李果实后熟过程中质地品质变化较大的特点针对性地编辑并筛选Macro程序。试验结果证明Macro程序C适用于不同采收期、不同后熟阶段三华李质地品质的分析。三华李属呼吸跃变型果实，后熟过程中在纤维素酶和果胶酶的作用下整果质地特性发生快速变化[14]。对于质地差异不大的果实，质构仪对果肉组织的识别可通过编辑Macro程序定点在某一时间点或指定某一时间段来完成[15-16]。然而，三华李后熟过程中质地变化剧烈，不同成熟度果实所测得的质构曲线形态差异较大，并不适合采用上述定点的方法进行果肉组织的识别。本研究采用将果皮破裂后的峰谷作为果肉识别的起点，能够有效识别不同质构特性果实的果肉组织区域，保证了果肉质地检测的精确性。但由于穿刺深度是固定值，完熟的三华李果实出峰的延迟导致了果肉部分检测时运行时间相对减少，这对果肉质地的检测产生的影响还有待进一步研究。
果肉匀质指数是指果肉纤维的均匀程度，数值越高表示果肉组织较均匀一致，更能代表果实的质地特性[17]。设定合适的感应力阈值对研究果肉匀质指数的精确性有显著影响，而匀质指数和样品间的F值大小可用于确定最优感应力阈值[18]。本研究发现，感应力阈值设为3 g时，较适于进行三华李果肉质地均一性的研究。
果实的质构特性是复杂性状，除了果皮和果肉硬度，果皮破裂深度、果皮韧性和果皮脆性也直接影响消费者对果实的整体感官[19]。本研究发现，果皮韧性与果皮破裂深度的提高与果皮脆性的降低呈现明显的相关性。未催熟三华李贮藏过程中果皮脆性下降往往伴随果皮韧性的提高，而乙烯催熟则导致三华李果皮韧性的快速下降。乙烯催熟后果皮脆性和果皮韧性反向变化可能与果皮厚度快速下降有关。可见，质构仪穿刺法能有效反映果实质构品质的细微变化。
除穿刺法外，质构仪进行果蔬质地研究的常用方法还有TPA法，虽然不同方法均能测得果蔬的质构特征，但不同方法所测得质构参数难以比较。TPA检测受样品大小和规格统一性影响较大，而三华李果实较小取样困难[19]。同时，三华李为带皮食用的水果，果皮的质地性状是三华李品质的一项重要指标，TPA测试不能得到果皮性状数据。穿刺法在果蔬质地品质的测定中被广泛应用，而且穿刺测试的流变特性参数与人的感官评价密切相关[20-23]。以往研究表明，穿刺试验分析得到的咀嚼性、脆性和硬度等质地参数可与感官评价建立较好的相关性[24-25]。本研究使用穿刺法测定三华李的质地品质与感官描述具有较高的一致性。
4 结论
本研究选取三华李整果作为试验对象，采用P/2E探头（直径2mm），测前速度为1mm/s、贯入速度2mm/s、测后速度10mm/s、最小感知力3 g、穿刺深度设为5 mm进行穿刺。通过Macro程序优化使该方法可有效测定质构差异较大的三华李果皮（硬度、破裂深度、脆性、韧性）和果肉（平均硬度、匀质指数）质构特征的精确数据，能较好地反映三华李的质地特性，准确地量化描述果实质地品质，使得评价内容更为客观。该方法可应用于不同质地状态的三华李以及其它类似水果的质地分析。
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