楊 玲,叢佩華
(中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院果樹研究所,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部園藝作物種質(zhì)資源利用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,遼寧興城 125100)
流變學(xué)是研究果蔬在加載力作用下,根據(jù)應(yīng)力-應(yīng)變-時(shí)間的函數(shù)關(guān)系來選用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型來描述[1-3]。流變學(xué)是果蔬感官評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容,有可能作為果蔬采后品質(zhì)的主要參考指標(biāo)。研究表明,蘋果果實(shí)是具有生命的黏彈性體,在其發(fā)育期及采后貯藏過程中進(jìn)行著各種代謝活動(dòng),內(nèi)在品質(zhì)和流變特性具有時(shí)效性。當(dāng)果實(shí)受到外載荷力時(shí)會(huì)表現(xiàn)出固有的流變特性,運(yùn)用黏彈性理論可以解釋貯運(yùn)中受壓延時(shí)損傷等一系列問題,這些力學(xué)特性與果實(shí)的內(nèi)在品質(zhì)和加工、貯藏特性存在一定的內(nèi)在聯(lián)系[4-5]。
果品在采收、貯藏、運(yùn)輸?shù)雀鱾€(gè)環(huán)節(jié)中因機(jī)械損傷會(huì)造成一些果肉的延遲損傷,從而引起果肉的黏彈性變和質(zhì)地的改變,貯運(yùn)時(shí)不同承載條件可使流變參數(shù)發(fā)生變化。Fridley等[6]運(yùn)用果實(shí)的彈性理論,使用萬能壓縮機(jī)分析平板壓頭和柱塞壓頭對(duì)果肉的應(yīng)力分布和損傷情形的差異。馮能蓮[7-8]、李小昱等[9-11]、龐玉等[12]對(duì)蘋果、馬鈴薯存儲(chǔ)堆積做模擬試驗(yàn),測(cè)試靜載損傷的指標(biāo),分別建立蠕變和應(yīng)力松弛模型,進(jìn)行損傷變化規(guī)律分析。Tscheuschner等[13]、Abbott等[14]則對(duì)蘋果果肉壓縮模型和堅(jiān)實(shí)度進(jìn)行了評(píng)價(jià)研究。Wu等[15]對(duì)番茄硬度和應(yīng)力松弛特性進(jìn)行了研究。Zhang等[16]通過超聲波處理的蘋果果膠在相同的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出主要的黏性反應(yīng)。Aregawi等[17]對(duì)蘋果進(jìn)行多尺度模型解析脫水過程的動(dòng)力學(xué)以及不同微結(jié)構(gòu)室(細(xì)胞間空間、細(xì)胞壁、膜和細(xì)胞質(zhì))對(duì)水輸送和機(jī)械變形的重要性。Hou等[18]通過對(duì)‘富士’‘金冠’‘喬納金’果實(shí)進(jìn)行滲透和壓縮實(shí)驗(yàn),分析其與蘋果宏觀結(jié)構(gòu)的關(guān)系。在分析這一關(guān)系之前,通過主成分分析,將顯著不同的形態(tài)參數(shù)在尺寸上進(jìn)行了縮小,證明了其可用于區(qū)分不同的蘋果品種。
果蔬的應(yīng)力松弛和蠕變是黏彈性體的2個(gè)典型的流變特性。不同品種同一時(shí)期或是同一品種不同時(shí)期都會(huì)因果實(shí)內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)或物質(zhì)的不同其流變學(xué)參數(shù)都會(huì)存在著差異。本試驗(yàn)測(cè)試了成熟期、耐貯性不同的蘋果品種‘嘎拉’‘華月’‘富士’的蠕變和應(yīng)力松弛,探討品種間流變特性差異,以期為預(yù)防蘋果果實(shí)采后貯運(yùn)時(shí)的機(jī)械損傷、質(zhì)地品質(zhì)的客觀評(píng)價(jià)及快速預(yù)測(cè)、無損檢測(cè)等方面提供理論依據(jù)。
‘嘎拉’‘華月’‘富士’蘋果果實(shí)于2015年采自遼寧省葫蘆島市雙樹鄉(xiāng)果園,于九成熟時(shí)采收,在樹冠外圍隨機(jī)采摘大小均勻的果實(shí),每個(gè)品種共使用140個(gè)果實(shí),置于保鮮袋內(nèi)(不扎口),在溫度(20±2)℃,相對(duì)濕度65%±5%下貯藏(貨架期),分別于0、5、10、15、20、25 d取樣測(cè)試,松弛、蠕變?cè)囼?yàn)每次各隨機(jī)取5個(gè)果實(shí)。每個(gè)果實(shí)切成兩半,在中部切取2 cm×2 cm×2 cm大小的果肉4塊,1塊為1次重復(fù),共重復(fù)20次。
(1)果肉流變分析。利用質(zhì)構(gòu)儀TMS-PRO(美國FTC公司生產(chǎn))直徑為75 mm的圓形探頭測(cè)試果肉TPA、蠕變和應(yīng)力松弛。TPA測(cè)試參數(shù)為:測(cè)前速度60 mm/min,測(cè)試速度60 mm/min,起始力2 N,果肉形變10%,測(cè)定參數(shù)為果肉硬度。蠕變和應(yīng)力松弛測(cè)試參數(shù)參照楊玲等[19]設(shè)定,蠕變測(cè)定參數(shù)為位移、時(shí)間、壓力,應(yīng)力松弛測(cè)定參數(shù)為力、位移、時(shí)間。
(2)果肉蠕變數(shù)學(xué)模型。根據(jù)果肉蠕變特性曲線和所測(cè)定的數(shù)據(jù),蠕變加載過程選用四元件Burger’s模型描述[20-23]。該模型是由1個(gè)開爾文體和1個(gè)麥克斯韋體組成1個(gè)四元件模型。四元件Burger’s模型具有瞬時(shí)彈性應(yīng)變的能力,同時(shí)具有黏性流動(dòng)和延遲彈性,這種模型是黏彈性理論中最常見的一種(圖1)。
圖1 四元件Burger’s模型
加載過程變形D(t)隨時(shí)間t變化公式為:
式中:變形量D(t)(mm),定載荷F0(N),初始彈性系數(shù)E1(N/mm),延遲彈性系數(shù)E2(N/mm),延遲時(shí)間τ(s),τ=η2/E2,黏性系數(shù)η1、η2(N·S·mm-1),時(shí)間t(s)。通過四元件伯格斯模型(Burger’s Model)方程對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)由統(tǒng)計(jì)軟件SPSS進(jìn)行非線性回歸分析(Non-liner Regression Analysis),通過換算和計(jì)算求得各參數(shù),擬合方程決定系數(shù)均在0.968以上。
(3)果肉應(yīng)力松弛數(shù)學(xué)模型。根據(jù)本試驗(yàn)的松弛特性曲線[2,24-26],選用三參數(shù)的廣義Maxwell模型,由統(tǒng)計(jì)軟件SPSS進(jìn)行非線性回歸分析(Non-liner Regression Analysis)的曲線擬合。一般麥克斯韋模型由麥克斯韋模型和1個(gè)平行的彈簧元件組成,每個(gè)麥克斯韋模型元件包含1個(gè)彈簧和1個(gè)阻尼器(圖2)。
圖2 三元件的Maxwell模型
模型方程為:
式中,任意時(shí)刻瞬時(shí)彈性模量E(t)(mPa),衰變彈性模量E1′(MPa),平衡彈性模量Ee(MPa),應(yīng)力松弛時(shí)間T,T=η/E1′(s);阻尼體黏滯系數(shù)(N×s/mm)η=T×E1′。在t=0時(shí),零時(shí)彈性模量E0=E(t=0)=E1′+Ee。由統(tǒng)計(jì)軟件SPSS對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性回歸分析,求出參數(shù)常量E1′、Ee、E0、T、η,擬合方程決定系數(shù)均在0.934以上。
2.1.1 蠕變特性參數(shù)的變化
據(jù)TPA測(cè)試結(jié)果,0 d,‘華月’果肉硬度最高,為54.65 N,‘嘎拉’次之,為48.84 N,‘富士’為42.10 N。在貨架期,‘華月’果肉硬度下降最快,相比0 d,25 d后下降了36.97%,‘嘎拉’下降了22.97%,‘富士’僅下降了11.36%(圖3)。
圖3 3個(gè)蘋果品種貨架期果肉蠕變參數(shù)的變化趨勢(shì)
蘋果果肉蠕變模型是典型的四元件伯格斯模型,初始彈性系數(shù)E1即瞬時(shí)彈性,代表了果肉彈性的一部分,蠕變過程,受到加載力的瞬間,瞬時(shí)彈性即發(fā)揮作用,產(chǎn)生彈性變形[21]。0 d時(shí),‘華月’和‘嘎拉’初始彈性系數(shù)差別不大,分別為32.01 N/mm和32.88 N/mm,‘富士’最小,為25.85 N/mm?!吕跏紡椥韵禂?shù)E1大體呈下降趨勢(shì),到20 d時(shí)下降了24.31%;‘華月’變化趨勢(shì)和‘嘎拉’相似,到20 d時(shí)下降了45.03%,在25 d時(shí)稍有升高,這可能是由于早熟蘋果品種不耐貯,貨架期不溶性淀粉、果膠、纖維素等物質(zhì)降解變成可溶性,細(xì)胞膨壓發(fā)生變化,導(dǎo)致果肉細(xì)胞抗彈性的能力有所增加;而耐貯的‘富士’下降幅度較小。這說明初始彈性系數(shù)即加力瞬間彈性與果肉硬度呈正相關(guān)。延遲彈性系數(shù)E2反映了果肉在蠕變過程中彈性變化的緩慢程度。貨架期0 d,‘華月’E2高于‘嘎拉’‘富士’,果肉細(xì)胞彈性最好。在貨架期,‘嘎拉’‘華月’E2呈逐漸下降趨勢(shì),25 d比0 d分別下降了15.14%和35.31%,而‘富士’E2則呈緩慢降低趨勢(shì),下降了8.0%(圖3)。
隨著蠕變加載時(shí)間的延長,果肉產(chǎn)生黏性流動(dòng)變形,其中一部分是由麥克斯韋體內(nèi)的獨(dú)立黏性產(chǎn)生的變形,卸載后變形不能恢復(fù),也就是黏性系數(shù)?!A月’‘嘎拉’η1在貨架期25 d分別下降了47.72%和10.15%,‘富士’η1下降了8.87%。另一部分變形是開爾文體內(nèi)的黏性與延遲彈性共同作用,此部分變形黏性系數(shù)η2與延遲彈性系數(shù)E2相互制約。在0 d時(shí),‘嘎拉’η2最大,為405.16 N/mm,‘富士’次之,為375.03 N/mm,‘華月’最小,為348.34 N/mm。在貨架期25 d,‘華月’η2大幅下降,‘嘎拉’‘富士’緩慢下降。延遲時(shí)間τ則反映受試樣品蠕變的快慢程度,‘華月’‘富士’τ都有不同程度的升高,‘嘎拉’τ變化不大。在貨架期,‘華月’蠕變量明顯增大,‘嘎拉’和‘富士’沒有明顯的變化(圖3)。
2.1.2 應(yīng)力松弛特性參數(shù)的變化
應(yīng)力松弛是在線性黏彈性范圍內(nèi)的小變形試驗(yàn),不使應(yīng)試物果蔬產(chǎn)生機(jī)械損傷,能夠反映其細(xì)胞的微觀結(jié)構(gòu)特征[2,25-26]。在應(yīng)力松弛試驗(yàn)時(shí),果肉突然應(yīng)變到一定程度并保持恒定變形量,獲得初始應(yīng)力載荷σ0,之后逐漸衰減至平衡應(yīng)力σe,初始應(yīng)力與平衡應(yīng)力的差值稱為衰變應(yīng)力σ1(σ1=σ0-σe),對(duì)應(yīng)的應(yīng)力松弛模型上的彈性模量稱為衰變彈性模量E1′[2]。從圖4可以看出,0 d時(shí),‘嘎拉’E1′最大,為3.59 mPa;‘華月’次之,為3.03 mPa;‘富士’最小,為2.87 mPa,說明‘嘎拉’衰變應(yīng)力值即初始應(yīng)力與平衡應(yīng)力差值最大,‘富士’則最小。在貨架期25 d時(shí),‘華月’E1′下降了39.18%,‘嘎拉’下降了18.23%,‘富士’下降了16.74%。這也與TPA果肉硬度的下降值相對(duì)應(yīng),說明果肉衰變彈性模量E1′與TPA果肉硬度下降趨勢(shì)呈正比。實(shí)際果肉即使在松弛很長時(shí)間以后,果肉中的應(yīng)力并沒有完全消失,仍殘留一些平衡應(yīng)力σe,體現(xiàn)在應(yīng)力松弛流變學(xué)模型元件上的彈性模量Ee。平衡彈性模量Ee值越大,生物組織細(xì)胞壁的彈性越強(qiáng)。在0 d時(shí),‘華月’Ee值最大,為9.12 mPa;‘嘎拉’次之,為8.22 mPa;‘富士’最小,為7.13 mPa。說明‘華月’剛采下時(shí)細(xì)胞壁彈性最好。貨架期25 d時(shí),3個(gè)品種Ee變化趨勢(shì)與衰變彈性模量E1變化趨勢(shì)相似,都呈下降趨勢(shì),‘華月’下降了38.05%,‘嘎拉’下降了30.67%,‘富士’下降了5.19%。這說明貨架期‘華月’和‘嘎拉’果肉細(xì)胞壁彈性降低較快,‘富士’保持較好。加載至常變形量保持不變,應(yīng)力松弛過程開始時(shí)t=0時(shí)刻的瞬時(shí)彈性模量E0為零時(shí)彈性模量。0 d時(shí),‘華月’E0最高,為12.15 mPa;其次是‘嘎拉’,為11.81 mPa;‘富士’最小,為9.99 mPa。貨架期‘嘎拉’E0下降幅度最大,達(dá)38.33%,‘富士’下降幅度最小。
應(yīng)力松弛黏性元件阻尼器的黏性系數(shù)η,為與物料中液體黏度有關(guān)的常量。0 d時(shí),‘嘎拉’黏滯系數(shù)最大,為26.53 N·s·mm-1,即果肉細(xì)胞黏度最大,‘華月’次之,‘富士’最小。在貨架期,‘華月’黏滯系數(shù)下降幅度最大,達(dá)54.83%,‘嘎拉’下降了32.11%,‘富士’下降了13.64%(圖4)。
松弛時(shí)間表示應(yīng)力松弛到起始應(yīng)力σ0的1/e倍時(shí)所需要的時(shí)間,是黏性和彈性行為共同作用的結(jié)果。0 d時(shí),‘華月’松弛時(shí)間Ts最大,為7.56 s;‘嘎拉’次之,為7.40 s;‘富士’則最小,為6.67 s。在貨架期25 d時(shí),‘華月’Ts下降了23.80%,‘嘎拉’下降了16.58%,‘富士’略有升高,變化不大。
從表1可以看出,‘嘎拉’果肉初始彈性系數(shù)E1與衰變彈性模量E1′呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.986;與平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0、黏滯系數(shù)η呈顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.889、0.932、0.883。零時(shí)彈性模量E0與衰變彈性模量E1′和平衡彈性模量Ee呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.995和0.994;衰變彈性模量E1′與平衡彈性模量Ee呈顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.916。黏滯系數(shù)η與衰變彈性模量E1′呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.914;與平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.996和0.990。
從表2可以看出,‘華月’果肉的蠕變初始彈性系數(shù)E1與松弛衰變彈性模量E1′、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.937、0.972和0.966。黏性系數(shù)η1與黏性系數(shù)η2呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.949。衰變彈性模量E1′與平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0、黏滯系數(shù)η呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.985、0.992、0.990;與松弛時(shí)間Ts呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.851。平衡彈性模量Ee與零時(shí)彈性模量E0、黏滯系數(shù)η呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.999和0.974;與松弛時(shí)間Ts呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.845。零時(shí)彈性模量E0與松弛時(shí)間Ts呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.849;與黏滯系數(shù)η呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.980。松弛時(shí)間Ts與黏滯系數(shù)η呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.915。
從表3可以看出,‘富士’蠕變初始彈性系數(shù)E1與松弛衰變彈性模量E1′、零時(shí)彈性模量E0呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.851和0.817。延遲彈性系數(shù)E2與黏性系數(shù)η1、松弛衰變彈性模量E1′、呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.939、0.911;與黏性系數(shù)η2、零時(shí)彈性模量E0呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.875、0.872。延遲時(shí)間τ與黏性系數(shù)η1呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.834;與松弛時(shí)間Ts呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.881。‘富士’果肉蠕變的快慢程度與果肉細(xì)胞黏性呈反比,與黏性和彈性共同作用的松弛時(shí)間也有相關(guān)性,即果肉細(xì)胞黏性越好,蠕變時(shí)間越短,細(xì)胞黏性越不好,蠕變時(shí)間越長,果肉黏性越好。黏性系數(shù)η1與松弛衰變彈性模量E1′呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.962;與平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.827、0.902;與松弛時(shí)間Ts呈顯著負(fù)相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.885。這說明了‘富士’果肉彈性大,黏性也大;彈性下降,則黏性也下降。衰變彈性模量E1′與平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.862和0.939,果肉初始彈性與果肉細(xì)胞t=0時(shí)瞬時(shí)彈性和果肉細(xì)胞平衡彈性都有相關(guān)性。黏滯系數(shù)η與蠕變初始彈性系數(shù)E1呈極顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.995;與衰變彈性模量E1′、零時(shí)彈性模量E0呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為0.885和0.862。
表2 ‘華月’果肉蠕變、應(yīng)力松弛特性參數(shù)相關(guān)性
表3 ‘富士’果肉蠕變、應(yīng)力松弛特性參數(shù)相關(guān)性
‘嘎拉’‘華月’‘富士’3個(gè)品種的蠕變和松弛參數(shù)指標(biāo)間相關(guān)性表明,初始彈性系數(shù)E1都與衰變彈性模量E1′、零時(shí)彈性模量E0呈顯著正相關(guān);衰變彈性模量E1′與平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0呈顯著正相關(guān);黏滯系數(shù)η與初始彈性系數(shù)E1、衰變彈性模量E1′、零時(shí)彈性模量E0呈顯著正相關(guān)。以上說明3種蘋果果肉在蠕變、松弛過程中初始彈性與零時(shí)瞬時(shí)彈性緊密相關(guān),松弛初始彈性與平衡彈性和零時(shí)彈性也緊密相關(guān),果肉在貨架期黏性流動(dòng)性與初始彈性和零時(shí)瞬時(shí)彈性也緊密相關(guān)。總之,加載力瞬間的蘋果果肉彈性與加載力平衡過程中彈性、瞬時(shí)彈性之間都存在緊密聯(lián)系,且果肉彈性與黏性也存在相關(guān)性。
對(duì)3個(gè)蘋果品種果肉松弛和蠕變?cè)囼?yàn)的特性參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,‘嘎拉’‘華月’‘富士’主成分的累積貢獻(xiàn)率分別達(dá)到了92.279%、94.792%和92.137%,包含了大部分的原始數(shù)據(jù)信息(表4)。
表4 3個(gè)蘋果品種果肉特性參數(shù)指標(biāo)主成分的特征向量、特征值、貢獻(xiàn)率及累計(jì)貢獻(xiàn)率
由表4主成分分析因子得分函數(shù)和圖5中各原始指標(biāo)與因子1、2、3相關(guān)系數(shù)的旋轉(zhuǎn)示意圖,可以看出:‘華月’第一主成分相關(guān)系數(shù)較大的是初始彈性系數(shù)E1、延遲彈性系數(shù)E2、黏性系數(shù)η1、衰變彈性模量E1′、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0、松弛時(shí)間Ts、黏滯系數(shù)η,第二主成分相關(guān)系數(shù)較大的是延遲彈性系數(shù)E2、延遲時(shí)間τ、黏性系數(shù)η1、黏性系數(shù)η2,負(fù)相關(guān)系數(shù)較大的是初始彈性系數(shù)E1、衰變彈性模量E1′、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0。
圖5 3個(gè)蘋果品種因子負(fù)荷圖
‘嘎拉’第一主成分對(duì)應(yīng)的特征向量中相關(guān)系數(shù)較大的是延遲彈性系數(shù)E2、黏性系數(shù)η2、衰變彈性模量E1′、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0、松弛時(shí)間Ts、黏滯系數(shù)η;第二主成分相關(guān)系數(shù)較大的是延遲時(shí)間τ、黏性系數(shù)η1、黏性系數(shù)η2,負(fù)相關(guān)系數(shù)較大的是初始彈性系數(shù)E1、衰變彈性模量E1′;第三主成分相關(guān)系數(shù)較大的是初始彈性系數(shù)E1、延遲時(shí)間τ、黏性系數(shù)η1、衰變彈性模量E1′,負(fù)相關(guān)系數(shù)較大的是松弛時(shí)間Ts。
‘富士’第一主成分相關(guān)系數(shù)較大的是延遲彈性系數(shù)E2、黏性系數(shù)η1、黏性系數(shù)η2、衰變彈性模量E1′、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0;第二主成分相關(guān)系數(shù)較大的是初始彈性系數(shù)E1、延遲時(shí)間τ、黏性系數(shù)η2、平衡彈性模量Ee、松弛時(shí)間Ts、黏滯系數(shù)η;負(fù)相關(guān)系數(shù)較大的是延遲彈性系數(shù)E2、黏性系數(shù)η1。
分析結(jié)果表明,3個(gè)蘋果品種因子1累計(jì)方差貢獻(xiàn)率和載荷高于其他因子,能綜合反映各主要質(zhì)地指標(biāo)。3個(gè)蘋果品種果肉都具有黏彈性,從果肉黏性因子貢獻(xiàn)率和彈性因子貢獻(xiàn)率可以看出,蘋果果肉質(zhì)地是兼具有黏性和彈性的,且貢獻(xiàn)率均等。
‘華月’果肉延遲彈性系數(shù)E2、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0、松弛時(shí)間Ts在貨架0 d時(shí)值最高,說明‘華月’在0 d時(shí)在3個(gè)品種中彈性最好。就貨架期間3個(gè)蘋果品種果肉蠕變和應(yīng)力松弛參數(shù)的變化來看,TPA果肉硬度,蠕變參數(shù)初始彈性系數(shù)E1、E2,黏性系數(shù)η1、η2,應(yīng)力松弛參數(shù)彈性模量E1’、Ee、E0都呈下降趨勢(shì),這與吳洪華[26]研究梨蠕變、松弛參數(shù)變化趨勢(shì)一致。但是,貨架期中晚熟品種‘華月’以上參數(shù)都比早熟品種‘嘎拉’下降得多,這說明以上參數(shù)采后0 d時(shí)的值與貨架期值沒有相關(guān)性,也與‘華月’比‘嘎拉’耐貯不一致,這可能由于在特定的溫度、濕度下,25 d內(nèi)‘嘎拉’果肉質(zhì)地可能比耐貯的‘華月’下降慢,也可能與‘嘎拉’和‘華月’的果肉內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)存在相關(guān)性,也與質(zhì)地相關(guān)降解酶β-Gal、PG、PL等基因調(diào)控差異有關(guān),這有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
不同蘋果品種果肉蠕變、應(yīng)力松弛參數(shù)之間相關(guān)性是不同的?!吕馊渥儏?shù)之間相關(guān)性較差,初始彈性系數(shù)E1與應(yīng)力松弛參數(shù)衰變彈性模量E1′、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0呈顯著正相關(guān),3個(gè)蘋果品種松弛參數(shù)衰變彈性模量E1′、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0、黏滯系數(shù)η之間都呈顯著正相關(guān)。楊玲等[19]研究表明,蘋果品種‘華紅’果肉蠕變參數(shù)之間初始彈性系數(shù)E1與延遲彈性系數(shù)E2,黏性系數(shù)η1、η2存在顯著正相關(guān),松弛參數(shù)之間也存在顯著正相關(guān)。謝軍海[27]研究認(rèn)為,4個(gè)鮮棗品種應(yīng)力松弛參數(shù)呈正相關(guān)。這驗(yàn)證了不同品種蠕變參數(shù)之間的相關(guān)性存在差異,松弛參數(shù)彈性模量之間則存在顯著正相關(guān)。在貨架期,‘華月’果肉蠕變參數(shù)初始彈性系數(shù)E1、延遲彈性系數(shù)E2、黏性系數(shù)η1、黏性系數(shù)η2、延遲時(shí)間τ、松弛參數(shù)衰變彈性模量E1′、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0、松弛時(shí)間Ts、黏滯系數(shù)η在3個(gè)蘋果品種中下降最多,‘嘎拉’次之,‘富士’下降最少。這說明了黏彈性好的品種,果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)也好。
從主成分分析來看,3個(gè)蘋果品種果肉黏性因子和彈性因子對(duì)果肉質(zhì)地的貢獻(xiàn)率是均等的,同時(shí)兼具有黏性和彈性。而王菊霞等[28]研究認(rèn)為,‘丹霞’‘紅富士’‘新紅星’等3個(gè)蘋果品種果皮彈性因子貢獻(xiàn)率均大于黏性因子,果皮質(zhì)地偏重于彈性。蘋果果肉質(zhì)地和果皮流變學(xué)質(zhì)地存在不同。
3個(gè)熟期和耐貯性均不同的蘋果品種‘嘎拉’(早熟品種)、‘華月’(中晚熟品種)、‘富士’(晚熟品種)果實(shí)貨架期TPA果肉硬度與蠕變參數(shù)初始彈性系數(shù)E1、延遲彈性系數(shù)E2,應(yīng)力松弛參數(shù)衰變彈性模量E1′、平衡彈性模量Ee、零時(shí)彈性模量E0與黏滯系數(shù)η變化趨勢(shì)相似,說明3個(gè)蘋果品種果肉硬度與流變特性黏彈性參數(shù)在一定程度上有一定相關(guān)性,能代表不同熟期蘋果品種的果肉質(zhì)地性狀?!吕A月’剛采摘時(shí)果肉流變特性參數(shù)均高于‘富士’,說明‘嘎拉’‘華月’也有較好的品質(zhì),較耐運(yùn)輸,但是在貨架期果肉流變參數(shù)比‘富士’下降幅度大,品質(zhì)下降也較快,在貯運(yùn)過程中需要控制環(huán)境溫濕度;這也揭示了流變特性參數(shù)與果實(shí)質(zhì)地品質(zhì)緊密相關(guān),也說明了果肉采摘初期的流變特性與貯運(yùn)過程中的變化相關(guān)性不大。通過相關(guān)性分析和主成分分析確定了評(píng)價(jià)3個(gè)蘋果品種流變特性主要參數(shù),‘富士’果肉蠕變、松弛參數(shù)各參數(shù)間相關(guān)性程度較‘嘎拉’‘華月’高,但3個(gè)蘋果品種果肉質(zhì)地特性都是屬于黏性、彈性均等的。這為蘋果質(zhì)地品質(zhì)無損檢測(cè)、預(yù)測(cè)、貯運(yùn)提供了數(shù)據(jù)支持。