苹果物理性质的综合分析及研究

1、苹果物理特性的综合分析与研究本文主要研究苹果的物理特性，如水分、总糖、蛋白质等。以三元MaXwell模型作为苹果的松弛定律模型，分析苹果的流变特性，探讨苹果感官分析质量与仪器分析质量的相关性。关键词：组织结构；流变特性；纹理确定；感官测试1苹果的物理特性分析1.1苹果内部品质及其物理特性1.1.1含水量鲜苹果中水分含量最高，占89% 90%，因品种不同而异。它能使水果看起来新鲜饱满，呈现出坚实、脆嫩的状态，并有光泽。当有足够的水时，水果的硬度和紧实度将处于最佳状态。由于水热容量大，可以避免果体温度的剧烈变化。更重要的是，许多营养物质溶于水，容易被人体吸收和利用。在生长期，苹果果实的总含水量随着

2、果实的增加而迅速增加，但其含水量百分比变化不大，直至成熟时略有下降。1.1.2总糖糖是苹果果实中最易溶解的物质，其含量仅次于成熟果实中的水分。糖的含量与水果的风味、品质和营养价值密切相关。苹果果实中的糖有蔗糖、果糖和葡萄糖。果实的呼吸和失水是贮藏期间总糖损失的主要途径。因此，测定苹果在不同贮藏期间的总糖含量有助于了解苹果呼吸和失水的高峰期，从而为苹果保鲜提供科学依据。1.1.3粗蛋白粗蛋白是苹果的重要营养成分之一，与果实的营养价值密切相关。准确测定不同苹果在不同贮藏期间的粗蛋白含量，对于选择耐贮性好、营养价值高的苹果品种具有深远的意义。1.1.4矿物矿质元素含量不仅是衡量苹果营养水平的重要指标

3、，也关系到苹果的品质和风味。苹果主要含有铜、铁、锌、钙、镁、钠和钾等矿物质元素。虽然含量不高，但能保持果实细胞的完整性，增强果实对病原菌感染的抵抗力。1.1.5纤维素苹果果实的纤维素含量一般为1.28%。水果的表皮细胞都含有角蛋白纤维素，这是耐酸，抗氧化，不透水，并高度抗微生物感染。因此，在苹果的收获、分级、包装、运输和贮藏过程中，不得机械损伤果皮。1.2苹果组织结构特征和物理特性以下是对25个水果品种组织结构的研究结果，了解了不同品种组织结构的特点，为探索品种鉴定、品种分类和选育优良品种时亲本的选择提供了依据，为研究苹果品种组织结构与其生物学特性、贮藏运输和某些生理或致病性疾病的关系奠定了基

4、础。1.2.1水果表皮的结构苹果品种的角质层厚度为12.0 20.0 m，相差8.0 m。观察角质层结构，发现陆奥、印度、鸡冠等大多数品种质地均匀，无明显碎片，与果皮细胞紧密相连，这是其果实不易失水和生锈的特征(图1-1)。金冠的角质层结构松散，有许多碎片以堆积的形式出现(图1 2)。这种结构很容易失水，导致果皮起皱。此外，果皮是暴露的，这很容易产生软木组织，并变成铁锈。这是冠面容易生锈的重要原因。乔纳森、秦冠、金强等品种的表皮有裂缝，裂缝的数量与碎片的长度不同(图版1 3)。1.2.2果实表皮结构苹果果实的表皮是单层细胞结构。不同品种果实表皮细胞的形状、排列和细胞大小存在明显差异。就细胞形状

5、而言，不仅品种之间有差异，而且不同品种间表皮细胞的长度和厚度有明显差异。长14.8-28.1 m，厚7.0-17.9 m。细胞长而厚的品种有红星、红星和洪雁，细长的品种有王林、印度和超级红，短而厚的品种有澳大利亚绿苹果和红宝石。1.2.3果皮组织结构苹果果皮厚度因品种而异，从16.9到53.3微米不等，其中最薄的为16.9微米，最厚的为48.3到53.3 m，大部分分布在2 4.2到38.7 m之间。果皮细胞层数天津为1.8，钱球为4.8，大部分品种为3-4。厚厚的果皮和许多细胞层是保护水果和抵抗挤压的良好结构。果皮的理想结构应该是厚、细胞层多、长、薄、排列紧密。这种结构具有更好的保护和抗压能

6、力，例如，印度和鸡冠花品种的果皮就属于这一类。相反，金冠、金强、池阳、宏宇等品种果皮薄、层数少、细胞短而厚，保护性能不理想，易失水和碰伤。果皮细胞的形状对果皮的结构也有很大的影响。例如，印度、真宝和钱球的果皮细胞是长纺锤形，具有大的重叠表面和紧密排列(图15)；池阳、红鱼等品种的果皮细胞呈椭圆形、圆柱形、不规则形，排列不紧密，这是一种不理想的果皮结构(图1-6)。1.2.4牙髓的外部组织结构通过观察苹果果肉，发现有两种不同的组织结构。靠近果皮的外层果肉细胞更小，排列更紧密，离果皮越近，越差。果肉内层细胞明显增大，约为外层细胞的3-5倍，细胞间隙明显。苹果外果肉最薄厚度为54.1微米，大部分品种

7、分布在67.5-126.0 m之间，外果肉细胞长度为33.9微米-55.0 m，外果肉细胞厚度为19.4-33.6 m，其中较厚的为鸡冠花、陆奥和新红星，均为33.6微米，较薄的为超红和红瑞光，均为19.4-20苹果果肉外层的厚度、细胞数量、细胞大小、形状和排列与果实的物理特性和口感有关。如果外果肉较厚，细胞数量较大，细胞较小、较长且排列紧密，将增加其抗挤压和运输阻力，还会导致果肉味道较浓。例如，绿香蕉、国光、缙云和秦观都有这种结构。相反，水果的抗挤压性低，肉的味道脆，如金青和红瑞光。这里需要指出的是，鸡冠花外层果肉的组织结构基本上属于前者，但不同的是细胞较大，果肉仍然致密，呈现出特殊的特征。

8、1.2.5牙髓的内部组织结构苹果果肉内层的细胞大多为圆形、近圆形和椭圆形，只有金冠和钱球为不规则多边形，非常特殊(图版1 2)，其原因有待进一步研究。金冠髓内层细胞排列紧密，与肉质致密有关。果肉内层细胞的大小因品种而异。较大的牢房有乔纳金、王林、光、等。直径为14 1.0-1 48。0m，而较小的细胞是真宝和马歇尔等。直径小于80。0 m；多数品种分布在100 1400 m之间，分析表明果肉内部细胞大小与果实大小和果肉硬度之间没有明显的相关性。1.2.6讨论苹果果实的表皮、表皮、果皮、外层和内层在不同品种之间，甚至同一芽变系的不同品种之间表现出不同的特征和结构状态，可用于品种鉴定和分类，对品种

9、研究和描述以及育种中的亲本选择具有一定的参考价值。不同苹果品种的组织结构对果实的物理特性和贮藏运输性能也有一定的影响。角质层厚，质地均匀无断裂，果皮和果肉外层厚，细胞层数多，细胞细长，排列紧密，具有良好的抗挤压力学性能，不易失水、起皱和生锈；相反，它是一种不令人满意的结构，它耐挤压，容易失水、起皱和生锈。当然，很少有完全理想的品种。有时同一品种的字符可以互相补充，保持一个更好的结构状态。例如，印度果皮和果肉的外层不是很厚，但角质层和表皮的结构较好，果皮纺锤形细胞长而窄，层数较多，弥补了果皮和果肉外层薄的缺点。对于一些结构明显不良的品种，如金冠，应采取必要的措施，以提高储存和运输能力。苹果流变特

10、性的实验研究松弛特性苹果的流变特性在长期卸载、运输、加工和贮藏过程中具有重要意义。苹果的一个重要流变特性是松弛。实验研究了苹果在不同条件下的松弛特性。2.1材料和方法2.1.1材料和设备以苹果为试验材料，试验环境温度为16-23，空气相对湿度为51%-72%。测试设备如图1所示2.1.2试验方法和设计当变形为1.0、1.5、2.0毫米时，相应的承载能力为2、3、4公斤，变形速度为5米/秒为了研究各种因素对其流变性能影响的显著性，采用Lq(3)正交实验设计进行实验，每个实验重复三次。空车被视为第一类误差，其实验因子水平(见表1)。通过本实验，找出了不同恒定变形下苹果内力与时间的关系。此外，还测量

11、了纵向放置的苹果的松弛特性。此时，变形被调整到2 mm，并且装载重量为4.25千克。用大、中、小苹果进行实验，并与水平放置时的松弛特性进行比较。2.2测试结果和分析2.2.1数学模型根据实测数据和特征曲线，苹果的弛豫规律模型采用三元MaXwell模型，如图2所示。通过计算机对曲线进行分析和拟合，得到流变特性参数和相关系数，相关系数大于0。9 3.对参数进行统计分析，分三个层次重复三次进行分析计算，检验各因素对流变性能参数影响的显著性。2.2.2数据分析流变性能参数见表2。此外，统计检验表明，苹果大小和变形的对数效应在0。0 . 5级。同时，比较了纵向和横向放置的苹果的特性(见图3和图4)。从上

12、面的曲线，不难看出，当苹果垂直放置时，它们的内力较大，也就是说，它们可以承受较大的外载荷。可以看出，有些苹果垂直放置时不会松弛。变形小于2。o m m(负载不变)，表明输出不变，变形增大。最终变形如图所示。由于苹果垂直放置时可以承受很大的外力，因此在包装、储存和运输过程中应该垂直放置，以减少损坏。3苹果质地的测定3.1苹果感官质量的模糊综合评价感官鉴定是通过直接观察水果的形状、大小、颜色和外观，并用人体的感觉器官(眼、手、嘴和鼻子)闻水果的风味、质量和味道来判断水果质量的一种方法。感官鉴定是通过人的视觉检查、嗅觉、味觉和手触觉获得的综合评价。此外，常规感官质量评分的离差往往较大，这往往导致评价

13、结果存在一定的局限性，难以获得更加一致的结果。因为很难准确表达评价者都是训练有素的食品感官质量评价者，要求他们在评价前2小时内禁止吸烟、饮酒和辛辣食物。评价过程在感官评价实验室进行。评价前，向每个评价者解释评价内容、标准和方法，然后将编号的五个待评价的苹果样品放在同一容器中送评价者评价。在评估过程中不要互相交谈。评估完一个样本后，用清水漱口，每隔8分钟评估下一个样本，最后填写评分表并签名。收集并分析每个评估者的评估结果。3.1.2建立成员职能根据苹果感官质量指标的内容，设置两个评价域：因子集u和评价集v，u到v的模糊映射构成评价矩阵r，如果权重集x为权重数，则有：3.1.2.1因子集的确定因子

14、集是苹果感官质量的指标集。它可以表示为：u=水果形状U1，水果表面U2，水果颜色U3，气味U4，味道U5，感觉U63.1.2.2注释集的确定评论集是苹果质量等级的评论集。苹果的等级采用百分制，得分在90分以上的为“优质水果”，得分在80-89分的为“优质水果”，得分在60分以下的为“劣质水果”，因此评价集可以表示为：v=优质水果V1，优质水果V2，劣质水果V3，劣质水果v4。3.1.2.3权重集的确定权重集是评价集各指标在整体感官质量中所占的比例集。权重的确定非常重要，它在很大程度上影响最终的评价结果。总体而言，影响苹果感官质量的果实形状、果实表面、果实颜色、气味、口感、手感等指标在综合评价中

15、分别占0.20、0.10、0.20、0.25和0.15。因此，其权重集可以表示为：x=0.20，0.10，0.10，0.20，0.25，0.153.1.2.4评估标准苹果品质的主要感官评价标准见表1。3.1.2.5评价矩阵的确定组织评审员的评审结果，统计各指标认可的人数，并将汇总结果填写在表2中。从表2获得的每个待评估样本的模糊关系矩阵如下：3.1.2.6评估结果根据最大最小算法，通过模糊变换得到每个待评价苹果样品的评价结果：3.1.3讨论建立了模糊评价的因素集、评价集、权重集和模糊矩阵，并进行模糊变换和归一化，大大消除了评价者主观因素的影响，使评价结果更加客观准确。该方法可以用来判断农副产品的等级，也可以用来对许多相似的样本进行排序，主要是指样本的隶属度。将模糊综合评价法应用于农产品感官质量评价，大大消除了主观因素的影响，使最终的评价结果更加客观准确。3.2纹理分析仪用于检测苹果收获后的纹理变化苹果的质地酥脆多汁，但苹果的质地在收获后会不断变化，内部组织会逐渐变软，严重时会影响食用价值。传统上，硬度计用于测量纸浆的硬度。然而，表征水果质地特征的参数还包括脆性、粘度、果汁丰富度等。近年来，质构仪等仪器的使用使得纸浆质构评价的内容更加丰富，评价参数的设定更加客观，克服了传统检测方法的一些缺点。纹理分析(TPA)是一种模拟人类牙齿咀嚼食物并压缩