果实硬度测试
果实硬度测试是使用硬度计或质构仪测量果实抗压能力的检测方法,常用于农业和食品科学领域,是判断果实成熟度与采后品质的重要依据。11果实硬度计cloud.kepuchina.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
定义与原理
力学基础
果实硬度测试在力学上属于压痕硬度(indentation hardness)测量:以规定几何形状的压头在给定速度下压入果实表面,记录力—位移曲线,取峰值力或规定变形量处的力作为硬度指标。44Fruit and vegetable texture: measurement and perceptionsciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|55Texture measurement of foods: instrumental and sensory methodslink.springer.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
果肉是典型的黏弹性—塑性多孔材料,其压痕响应同时包含弹性变形、黏性流动与细胞壁破裂造成的结构损伤,因此测得的硬度值依赖加载速率与保载时间,并非材料常数。66Viscoelastic properties of fruit and vegetable tissuessciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|77Mechanical properties of plant tissues and cellsacademic.oup.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在宏观力学描述上,果肉常被近似为各向同性线弹性体,用杨氏模量 E 与泊松比 ν 表征小变形阶段;对球形压头,Hertz 接触理论给出载荷 F 与压入深度 h 的关系 F = (4/3)E*√R·h^(3/2),其中 E* 为折合模量、R 为压头半径。88Contact mechanicscambridge.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
由于果实表面曲率、果皮与果肉分层以及压头下方局部组织的非均匀性,Hertz 解只能作为近似;实际测试中硬度多以经验性指标(如最大力、力/变形比)报告,而非换算为基本弹性常数。55Texture measurement of foods: instrumental and sensory methodslink.springer.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|99Fracture properties of fruit and vegetable tissuesonlinelibrary.wiley.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
穿刺式硬度测试(如 Magness-Taylor 探头)记录的是压头穿透果肉过程中的最大力,该峰值力对应果肉局部结构发生宏观破坏的临界载荷,与细胞间黏结强度及细胞壁力学性质相关。44Fruit and vegetable texture: measurement and perceptionsciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1010Magness-Taylor firmness test: principles and applicationars.usda.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开
果实的硬度随成熟与后熟下降,其力学根源是细胞壁多糖(果胶、纤维素、半纤维素)的酶促降解与细胞间黏结减弱,导致组织抵抗压入的能力降低。1111Cell wall metabolism in fruit softening and qualitylink.springer.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1212Fruit softening: revisiting the role of cell wall degrading enzymesfrontiersin.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
压缩试验中果肉的力—位移曲线通常呈现初始近线性段、屈服点与随后的平台或下降段;屈服点对应的应力常被用作组织强度指标,而平台段反映细胞破裂后的致密化行为。77Mechanical properties of plant tissues and cellsacademic.oup.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1313Compression and puncture testing of horticultural productselibrary.asabe.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
硬度测试结果受压头尺寸与形状影响显著:相同组织在不同直径压头下测得的力值不可直接比较,需按标准规定统一压头规格,或通过接触面积归一化为应力。55Texture measurement of foods: instrumental and sensory methodslink.springer.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1414Standard test method for firmness of fruits and vegetablesastm.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
硬度指标的含义
在果实硬度测试中,硬度指标通常被定义为果肉抵抗外力压入或变形的能力,反映的是果实在特定部位、特定方向上对压缩载荷的力学响应,而不是一个单一的材料常数。1515水果和蔬菜 硬度测定方法chinesestandard.net前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1616Food Texture and Viscosity: Concept and Measurement (2nd Edition)sciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
穿刺式硬度(firmness)以规定直径的圆柱形探头压入果肉至规定深度所测得的最大力值表示,单位常用牛顿(N)或千克力(kgf),是苹果、梨、桃等果品最通用的硬度指标。1515水果和蔬菜 硬度测定方法chinesestandard.net前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
压缩式硬度(compression firmness)以平板或球形压头对整果或果肉块施加压缩载荷,记录规定变形量下的力值或达到规定力值时的变形量,常用于评价果实整体抗压性能与运输耐受力。1616Food Texture and Viscosity: Concept and Measurement (2nd Edition)sciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1818水果硬度测定 穿刺法openstd.samr.gov.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
弹性模量(杨氏模量)作为硬度指标时,由力—变形曲线的线性段斜率结合试样几何尺寸换算得到,表征果肉在弹性范围内的刚度,单位常用兆帕(MPa),比单一力值更能反映材料本征力学性质。1616Food Texture and Viscosity: Concept and Measurement (2nd Edition)sciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1919Physical Properties of Plant and Animal Materialstaylorfrancis.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
果肉硬度与果实成熟度、细胞壁降解及果胶物质变化密切相关,通常随成熟衰老而下降,因此硬度指标被广泛用作判断采收期和贮藏品质的间接依据。1515水果和蔬菜 硬度测定方法chinesestandard.net前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2020Fruit firmness and its relationship with maturity and postharvest qualityonlinelibrary.wiley.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
同一果实不同部位的硬度存在差异,阳面与阴面、果肩与果顶、外层与内层果肉的测定值可明显不同,故硬度指标必须连同测定部位与方向一并报告才有可比性。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1818水果硬度测定 穿刺法openstd.samr.gov.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
硬度指标具有方向性:沿果肉纤维或维管束方向与垂直方向的穿刺阻力不同,测试标准通常规定探头垂直于果面压入以减小方向带来的变异。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1919Physical Properties of Plant and Animal Materialstaylorfrancis.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
常用仪器与设备
果实硬度计
果实硬度计是用于判断水果成熟程度的一种便携式测量器具,具有体积小、重量轻、数值显示直观、携带方便的特点,适用于各类果品场所对果品的检验。2121水果硬度计-果实硬度计-水果硬度测试仪器-托普云农农系设备网tpyn.net前往参考资料 ↓在新标签页中打开
按显示方式,果实硬度计可分为指针式与数显式两类;指针式产品常见型号有 GY-1、GY-2、GY-3,数显式产品可见 TP-GY-4 等型号。2121水果硬度计-果实硬度计-水果硬度测试仪器-托普云农农系设备网tpyn.net前往参考资料 ↓在新标签页中打开
数显果实硬度计被定位为面向农业、食品加工及科研领域的专业手持便携式测量工具,用于精确测定水果和蔬菜的硬度,帮助用户优化采摘时间、评估产品质量并制定储存和运输方案。2121水果硬度计-果实硬度计-水果硬度测试仪器-托普云农农系设备网tpyn.net前往参考资料 ↓在新标签页中打开
质构仪
质构仪(Texture Analyzer)是一类通过程序控制的机械探头对样品施加压缩、穿刺、剪切、拉伸或弯曲等形变,并同步记录力—位移(或力—时间)曲线的仪器,属于仪器化质构分析设备;在果实硬度测试中,它把传统手持硬度计的峰值力读数扩展为完整的力学响应曲线。2222什么是食品质地?如何测量食品质地ametektest.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
质构测试是一种成熟技术,可用于评估原材料的机械与物理性能、食品结构,并服务于前期研发与后期质量控制;其应用范围覆盖水果、蔬菜、凝胶、肉类、烘焙食品等广泛品类。2222什么是食品质地?如何测量食品质地ametektest.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在食品质构测试中,压缩、拉伸和弯曲是标准试验类型,用于测量硬度、脆度、酥性、柔软性、弹性、粘性等性能;机械化质构分析结果与经过培训的感官评价小组结果之间显示出很高的相关性。2222什么是食品质地?如何测量食品质地ametektest.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
用于果实硬度测试的质构类仪器存在多种形态:从手动机械式果实硬度测试仪、手动或电机驱动的通用测试台,到完全由软件控制的全自动质构分析仪;手动机械式机型(如 Chatillon MT150 系列)以便携式机械或数字测力计进行拉伸或压缩测量,可由手柄或手轮驱动,并用数显表或标尺读取穿刺深度。2222什么是食品质地?如何测量食品质地ametektest.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
数字测力计用于确定测试过程中产生的峰值力,以表征样品的硬度特性,其负载精确度可达满量程的 0.1%,适用于 QA/QC 实验室以及生产或研究环境。2222什么是食品质地?如何测量食品质地ametektest.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
全自动质构分析仪通过运行基于基本算法的软件完成机械式质构分析,从而排除测试中的主观性因素;例如 AMETEK 的 TA1 即为面向全自动质构分析的高性能机型,其力容量量程可达 220 磅力(约 102 千克力)。2222什么是食品质地?如何测量食品质地ametektest.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
便携式无损检测装置
便携式无损检测装置指可在田间、分选线旁或贮藏库现场对果实进行非破坏性硬度测定的轻量化仪器,其共同特征是不刺穿果皮、单次测量在数秒内完成,并以声学、光学或力学微扰等间接量推算果肉硬度。2424果实硬度检测-中析研究所第三方检测机构[材料实验室]yjssi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
声波共振式便携装置通过轻敲或激振果实、采集其固有振动频率,再结合果实密度与质量数据反演弹性模量类指标,从而推算硬度;该类装置已用于猕猴桃、甜瓜等果品的自动化分级线上。2424果实硬度检测-中析研究所第三方检测机构[材料实验室]yjssi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
近红外光谱式便携装置依据果肉细胞壁多糖在近红外波段的光谱响应建立硬度预测模型,可在一次采集内同时给出硬度、糖度等多项指标,检测速度可达每秒约10个样品,已在柑橘类果实上得到应用。2424果实硬度检测-中析研究所第三方检测机构[材料实验室]yjssi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
主要测试方法
穿刺法
穿刺法是果实硬度测试中最经典、应用最广的力学方法:以规定形状和尺寸的探头,在规定的加载速度下压入果实赤道部或去皮后的果肉,记录压入过程中出现的最大力值,即为果实硬度(通常以牛顿 N 或千克力 kgf 表示)。2525水果硬度测定方法 穿刺法openstd.samr.gov.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
穿刺法测得的硬度本质上反映的是果肉组织在探头压入方向上的抗剪切与抗压缩复合阻力,其数值同时受探头几何形状、压入深度、加载速率和果实温度影响,因此只有在测试条件统一时,不同样品之间的硬度值才具有可比性。2525水果硬度测定方法 穿刺法openstd.samr.gov.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|99Fracture properties of fruit and vegetable tissuesonlinelibrary.wiley.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
国际通行的穿刺硬度测试多采用圆柱形探头,探头直径常见为 8 mm 或 11 mm,压入深度通常取 8 mm 左右;对于苹果、梨等果肉较硬的果品,8 mm 探头配合约 8 mm 压入深度是使用最广的组合。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2626Nondestructive and destructive firmness measurement of apple fruitishs.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
穿刺法按探头是否穿透果皮可分为带皮穿刺与去皮穿刺两类:带皮穿刺反映果实整体(含果皮)的抗压入阻力,去皮穿刺则主要反映果肉本身的质地,两者数值不可直接互换,报告中必须注明是否去皮。2525水果硬度测定方法 穿刺法openstd.samr.gov.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|99Fracture properties of fruit and vegetable tissuesonlinelibrary.wiley.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
手动手持式硬度计(如 FT 系列、 penetrometer)依靠人力匀速压入,操作简便但加载速率难以精确控制,重复性受操作者影响较大;电动或万能试验机驱动的穿刺测试可设定恒定加载速度(常见 1~10 mm/s),数据重复性和可比性更好。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2727Instrumental assessment of fruit firmness: penetrometer versus universal testing machinelink.springer.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
穿刺测试的取样部位对结果影响显著:果实赤道部不同方位、向阳面与背阴面、果梗端与萼洼端的果肉硬度均存在差异,标准做法通常是在果实赤道部等距取 2~4 个点测定后取平均值。99Fracture properties of fruit and vegetable tissuesonlinelibrary.wiley.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2626Nondestructive and destructive firmness measurement of apple fruitishs.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
压缩法
压缩法(compression test)是果实硬度测试中与穿刺法并列的基本力学方法之一,其基本原理是对果实或果实试样沿某一方向施加压缩载荷,记录载荷—变形曲线,由曲线的特征点(如最大载荷、生物屈服点)或规定变形量下的载荷计算硬度指标。2828Fruit and vegetable texture: measurement and analysissciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|2929Compression testing of agricultural productsonlinelibrary.wiley.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在压缩试验中,硬度通常以单位变形量所需的力(N/mm)或达到规定变形率时的力(N)表示;对于整果压缩,常采用恒定加载速率(如 10~20 mm/min)加载至预定变形量,取力—变形曲线线性段的斜率或最大力作为硬度值。2828Fruit and vegetable texture: measurement and analysissciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3030ISO 11036:2020 Sensory analysis — Methodology — Texture profileiso.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
压缩法可采用整果压缩和圆柱形试样压缩两种形式:整果压缩保留果皮与果肉的自然结构,反映果实整体抗压能力;圆柱形试样压缩则通过取样器从果肉中制取规定直径与高度的试样,减少果皮和形状差异的影响,更接近材料力学意义上的单轴压缩。2929Compression testing of agricultural productsonlinelibrary.wiley.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3131Mechanical properties of fruits and vegetables: a reviewsciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
压缩试验中常以生物屈服点(bioyield point)作为判断果实发生永久损伤的临界指标,该点对应力—变形曲线上载荷不再随变形线性增加而出现明显转折的位置,被广泛用于评价果实的机械损伤敏感性。3232An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peacheselibrary.asabe.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3333Texture measurement of fruits and vegetableslink.springer.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
压缩法测得的硬度值受加载速率、试样尺寸、压头形状与接触面积、果实温度及含水率等因素影响,因此不同实验室之间需统一试验参数才具有可比性;国际标准化组织及部分国家已发布针对特定果品的压缩试验规程。3030ISO 11036:2020 Sensory analysis — Methodology — Texture profileiso.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3434Standard test method for compressive properties of fresh fruitsastm.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
与穿刺法(如质构仪穿透试验)相比,压缩法更侧重于评价果实的整体抗压性能和损伤阈值,而穿刺法更侧重于果肉局部质地;两者在果实硬度评价中互为补充,实际应用中常根据研究目的选择或联合使用。2828Fruit and vegetable texture: measurement and analysissciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3232An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peacheselibrary.asabe.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
形变距离与受压质量混合法
形变距离与受压质量混合法是在同一台果实硬度检测仪上,把「挤压果实至设定形变距离所需的力」与「施加设定受压质量使果实产生的形变」两类测量模式结合起来,对同一批果实分别或交替测定,再据果实发育阶段选用合适阈值组合的硬度测定思路。3535基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3636基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
沈朱俐等以蓝莓品种奥尼尔为试材,利用不同形变阈值和压力阈值模式对发育期果实硬度进行测定,建立了基于形变距离和受压质量混合模式的蓝莓果实硬度测定方法,成果发表于《果树学报》2023年第40卷第1期第169—179页。3535基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3636基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该研究使用的仪器为德国 UP GmbH 生产的 Firmtech FT7 果实硬度检测仪,在形变阈值模式下以 2 mm 作为挤压果实产生形变的阈值,其余参数保持默认设置。3636基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
取样量方面,该研究指出蓝莓果实取样量超过 45 个时即可获得稳定的果实硬度测量值,而取样量为 60~75 个时测得的硬度更适合作为品种特征值。3535基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3636基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在形变测定模式下,形变阈值 1.0 mm 更适用于发育前期的 S3 和 S4 时期果实,而 1.5 mm 和 2.0 mm 的形变阈值更适用于硬度逐渐下降的 S5~S8 时期果实。3535基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3636基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在压力测定模式下,400 g 压力阈值更适用于测定 S3 至 S8 时期的蓝莓果实硬度。3535基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3636基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该研究结论建议,在蓝莓果实硬度测定中采用 400 g 压力阈值与 2.0 mm 形变阈值相混合的模式,或采用 1.0 mm 与 2.0 mm 相结合的形变阈值模式来测定发育期蓝莓果实的硬度。3535基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3636基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
混合法的意义在于兼顾两类模式的适用区间:单一形变阈值在发育前期与后期果实上的适用性不同,单一压力阈值也难以覆盖全部发育阶段,因此按发育时期组合阈值可提高测定的准确度与重复性。3535基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3636基于形变距离和受压质量混合模式测定蓝莓果实硬度的方法建立和优化fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
操作流程与参数设置
样品准备
样品准备的第一步是挑选成熟度一致、无病虫害和机械损伤的果实作为测试样品,以保证同一批次内各样品之间具有可比性。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
果实采收后应尽快测定,避免因后熟作用或储存条件变化导致果实硬度改变而影响结果;番茄等呼吸跃变型果实在贮藏期间硬度下降符合一级动力学模型。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
测定应在相同的环境条件下进行,因为环境温度和湿度会影响果实硬度读数;检测实践中常将样品预处理条件控制为温度23±1℃、相对湿度85%左右。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3737水果硬度试验_检测机构_中析研究所(中化所)yjsyi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
测定部位应选在果实体积最大且比较平整的中间赤道部位,并在果实对称位置选取多个点测量,一般取对称的4个点,以各点平均值作为该果实的硬度值。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
对于番茄等果实,采用刺穿法时穿刺深度取10 mm和12 mm能较好地区分果实硬度差异;通用穿透法检测中穿刺深度典型值为8 mm,探头为直径7.9 mm或11.1 mm的圆柱形探头。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3737水果硬度试验_检测机构_中析研究所(中化所)yjsyi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
探头选择与速度设定
穿刺试验(penetration test)是评定果实硬度最直接、被最广泛认可的标准方法,质构仪等仪器化测试正逐步取代传统手工穿刺,以减少操作者误差。3939A Comprehensive Analysis of Factors Influencing Firmness Characterization in Peach and Nectarinepubmed.ncbi.nlm.nih.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开
无损检测技术
透射光谱法
透射光谱法用于果实硬度无损检测的基本原理是:光源与检测器分置于果实两侧,探测器接收穿过果肉组织后透射出的光,果实内部组织对光的吸收与散射共同决定透射光强,硬度相关的组织结构差异(如细胞壁、细胞间隙、含水率)会改变散射与吸收特性,从而在透射光谱中留下可建模的信息。4040基于透射光谱技术的红提pH和硬度无损检测_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
与漫反射方式相比,透射方式的光需穿透整个果实,光程更长、携带的内部信息更丰富,但信号衰减大,对光源强度与探测器灵敏度要求更高,通常更适合中小型果实或薄层样品。4040基于透射光谱技术的红提pH和硬度无损检测_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
高升、王伟、解万翠在《食品工业科技》2024年第45卷第11期发表研究,提出基于透射光谱的红提pH与硬度无损检测方法,采集了覆盖全生长周期的360个红提样本的光谱数据。4040基于透射光谱技术的红提pH和硬度无损检测_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该研究比较了不同光谱预处理方法对建模效果的影响,以确定最优预处理方式,并采用竞争性自适应加权算法(CARS)等变量筛选方法压缩波长变量、提取与pH和硬度相关的特征波长。4040基于透射光谱技术的红提pH和硬度无损检测_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该研究使用的波段为可见/近红外区,关键词明确标注为“可见/近红外透射技术”,说明透射光谱法在果品内部品质检测中通常依托可见—近红外波段开展。4040基于透射光谱技术的红提pH和硬度无损检测_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该研究得到国家自然科学基金(31871863、32072302、32072348)、中央引导地方发展专项资金项目(YDZX2022176)、湖北省自然科学基金(2012FKB02910)、湖北省研究与开发计划项目(2011BHB016)和山东省自然科学基金(ZR2023QC114)等资助,发表于北大核心、CSTPCD收录期刊。4040基于透射光谱技术的红提pH和硬度无损检测_国家科技期刊平台opaj.napstic.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
自身荧光光谱法
自身荧光光谱法用于果实硬度无损检测的基本依据是:果实在特定波长激发光照射下发出的荧光(自身荧光)强度与果肉组织的结构状态相关,而组织结构状态又随成熟软化而变化,因此可通过荧光光谱特征间接推断果实硬度,无需接触或破坏果肉。4141A Portable, nondestructive firmness measurement system for strawberries based on autofluorescence spectrajstage.jst.go.jp前往参考资料 ↓在新标签页中打开
宫下和成(Kazunari Miyashita)等人在《Food Science and Technology Research》2026 年第 32 卷第 3 期发表技术论文,报道了一套基于自身荧光光谱的便携式草莓硬度无损测量系统,论文页码为 255–261。4141A Portable, nondestructive firmness measurement system for strawberries based on autofluorescence spectrajstage.jst.go.jp前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该草莓硬度测量系统的研发背景是日本草莓因风味优异而具有较高商品价值,国内消费与出口市场增长迅速,从而对采后品质(包括硬度)的快速无损分选提出了需求。4141A Portable, nondestructive firmness measurement system for strawberries based on autofluorescence spectrajstage.jst.go.jp前往参考资料 ↓在新标签页中打开
电阻传感法
电阻传感法是一类以电学量间接反映果实硬度的无损检测思路:其基本假设是果肉组织的力学状态与其电学特性(电阻、阻抗等)存在关联,因而可通过测量果实对电流的响应来推断硬度,而不必像传统穿透计那样刺入果肉。3232An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peacheselibrary.asabe.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开|4242An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peachessemanticscholar.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
Wang、Feng 与 Cui 于 2021 年在《Transactions of the ASABE》第 64 卷第 6 期发表研究,研制了一台基于电阻传感的手持式自动装置,用于带可食皮果实硬度的现场测量,并以桃为案例进行了验证。3232An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peacheselibrary.asabe.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开|4242An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peachessemanticscholar.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该研究的亮点之一是该原型装置在硬度测量表现上优于典型的商用穿透计,说明电阻传感路线在精度上具备与常规有损方法竞争的可能。4242An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peachessemanticscholar.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该原型装置并不直接输出传统硬度值,而是通过其读数预测两种常用的硬度相关参数,从而与既有硬度指标体系对接。4242An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peachessemanticscholar.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
借助原型装置读数构建的三维模型,可以实现果实硬度分布及其变化的可视化,这是逐点穿刺测量难以直接给出的信息形态。4242An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peachessemanticscholar.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该装置被定位为面向带可食皮果实的自动手持设备,其设计目标是在现场条件下实现自动化测量,减少人工操作带来的读数波动。3232An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peacheselibrary.asabe.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开|4242An Automatic Handheld Device for Firmness Measurement of Fruit with Edible Peel Based on Resistance Sensing: A Case Study of Peachessemanticscholar.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在主要果品上的应用
番茄
番茄是果实硬度测试应用最广泛的果品之一。硬度是衡量番茄成熟度、耐贮运性和商品性的核心质地指标,在育种筛选、采收期判定和采后处理效果评价中被常规测定。4343番茄果实硬度测定方法及其与成熟度关系的研究spkx.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
番茄果实硬度通常以质构仪或手持硬度计测得的单位面积最大力表示,常用单位为牛顿(N)或千克力(kgf),也有研究以应力-应变曲线上的斜率或特定形变量下的力值表征。4343番茄果实硬度测定方法及其与成熟度关系的研究spkx.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|4444质地多面分析(TPA)在果蔬质地评价中的应用spgykj.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
番茄果实硬度随成熟进程显著下降:绿熟期至转色期硬度较高,红熟期明显软化。这一变化与细胞壁降解酶(如多聚半乳糖醛酸酶、果胶甲酯酶)活性上升及果胶降解相关。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|4545采后处理对番茄果实软化及细胞壁代谢的影响ahs.ac.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在番茄育种中,果实硬度被作为延长货架期和改善耐运输性的重要选择性状,硬果型品种(如部分加工与长途运输专用品种)的选育常以硬度测定数据为依据。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|4646番茄育种中果实硬度性状的选择与评价cnveg.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
采后处理(如钙处理、1-MCP处理、低温贮藏)对番茄硬度保持效果的评价,普遍以处理前后及贮藏期间的硬度测定值作为量化指标。4545采后处理对番茄果实软化及细胞壁代谢的影响ahs.ac.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|4747近红外光谱技术在番茄品质无损检测中的应用gpxygpfx.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
番茄硬度测定中,穿刺试验(probe penetration)和压缩试验(compression)是两种常用方式;由于番茄果皮与果肉质地差异明显,测点位置(带皮或去皮)、探头直径和测试速度均会影响结果,需在方法中明确并保持一致。4343番茄果实硬度测定方法及其与成熟度关系的研究spkx.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|4444质地多面分析(TPA)在果蔬质地评价中的应用spgykj.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
蓝莓
蓝莓果实硬度是衡量其耐贮运性和商品性的重要指标,通常用质构仪(Texture Analyzer)进行压缩或穿刺测试,以最大力值(N)或硬度指数表示。4949蓝莓果实品质评价指标及测定方法研究进展spkx.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
蓝莓果实较小(直径通常5-16 mm),硬度测试时需选用小直径探头(如2-5 mm圆柱形探头)和较低的测试速度(如1-2 mm/s),以避免果实滑移和局部压碎。4949蓝莓果实品质评价指标及测定方法研究进展spkx.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
蓝莓硬度与果实成熟度密切相关,随成熟度增加硬度下降;测定时通常选取同一成熟度(如根据果皮颜色)的果实,以减少个体差异。5050蓝莓采后生理与贮藏保鲜技术研究进展bxyjg.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
蓝莓果实硬度存在显著的品种间差异,不同品种(如‘蓝丰’、‘公爵’、‘北陆’等)的硬度值范围不同,测试结果需结合品种特性进行解释。5151蓝莓果实发育过程中硬度及相关酶活性变化ahs.ac.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
质构剖面分析(TPA)也常用于蓝莓硬度评价,通过两次压缩循环获得硬度、弹性、咀嚼性等参数,其中硬度通常定义为第一次压缩循环的最大峰值力。4949蓝莓果实品质评价指标及测定方法研究进展spkx.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|5252质构仪在果蔬品质检测中的应用spgykj.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
甜樱桃
甜樱桃(大樱桃)是果实硬度测试中应用最集中的果品之一:其果实小、皮薄、果肉软,硬度既是采收成熟度与贮运耐性的核心指标,也是分级包装与货架期预测的重要依据,因此硬度测定在甜樱桃采后研究、品种评价与商品化处理中被广泛采用。5555基于受压质量和形变距离测定甜樱桃果实硬度的方法建立和优化-2026年第6期-果树学报官网网站-期刊投稿-fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
针对甜樱桃果实小、果肉软、传统穿刺法易造成果肉损伤且测点重复性差的问题,已有研究提出以受压质量与形变距离为基础的非穿刺(压载式)硬度测定方法,并对其进行了建立与优化,说明甜樱桃硬度测试正从破坏性穿刺向低损伤、可重复的压载测量方向拓展。5555基于受压质量和形变距离测定甜樱桃果实硬度的方法建立和优化-2026年第6期-果树学报官网网站-期刊投稿-fruitsci.zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
桃
桃果实硬度测试通常使用带 8 mm 圆柱形探头的手持式质构仪或果实硬度计,测定去皮果肉或带皮果实的最大穿刺力,结果以牛顿(N)或千克力(kgf)表示;由于桃果皮与果肉硬度差异明显,带皮与去皮测定的数值不可直接比较,报告时应注明是否去皮。5656水果和蔬菜产品 硬度测定 通用方法iso.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
桃属于呼吸跃变型果实,采后硬度下降迅速,是判断成熟度与货架期的核心指标;实践中常以硬度结合可溶性固形物含量划分采收成熟度,硬肉型品种采收时硬度通常显著高于软肉型品种。4343番茄果实硬度测定方法及其与成熟度关系的研究spkx.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|4545采后处理对番茄果实软化及细胞壁代谢的影响ahs.ac.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
对桃而言,硬度测试的取样部位对结果影响很大:缝合线附近、果顶与果肩的果肉硬度存在差异,通常在每个果实赤道部相对两侧各测一次并取平均值,每处理至少测定 10 个果实,以减少个体差异带来的误差。5656水果和蔬菜产品 硬度测定 通用方法iso.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开|5757桃种质资源果实品质性状评价技术规范zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
油桃与普通毛桃的果皮结构不同,带皮穿刺时油桃果皮对探头的阻力更大,因此油桃多采用去皮果肉测定或削去一小片果皮后测定,以保证不同品种间数据的可比性。5757桃种质资源果实品质性状评价技术规范zzgss.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在桃的贮藏研究中,硬度常与乙烯释放速率、呼吸强度一起作为评价保鲜措施效果的指标;低温贮藏可延缓硬度下降,但长期低温易引发冷害,导致果实不能正常后熟软化,出现“木质化”或“絮败”现象,此时硬度反而偏高。4343番茄果实硬度测定方法及其与成熟度关系的研究spkx.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|5858低温胁迫对桃果实冷害与硬度的影响bxyjg.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
枸杞
枸杞鲜果的硬度测试已有专门的方法学成果:宁夏农林科学院枸杞科学研究所完成的「基于质构仪测定枸杞果实硬度的方法」(成果编号 9642023Y0882)设计了三种目标形变的全质构测试方案,并配合拉伸探头在不同形变量下比较鲜果物性差异。5959基于质构仪测定枸杞果实硬度的方法_kjt.nx.gov.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
该方法在流程上包含全质构测试与单次破坏性测试两类实验,每组实验均设平行实验,并借助仪器自带统计算法处理数据,最终据试验数据确定枸杞果实硬度测试所用参数。5959基于质构仪测定枸杞果实硬度的方法_kjt.nx.gov.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
枸杞果实硬度测定的直接应用指向是分级与评价:该方法可快速测定不同枸杞果实的硬度,据此对果实硬度进行分类,并建立不同品种枸杞果实硬度的评价体系。5959基于质构仪测定枸杞果实硬度的方法_kjt.nx.gov.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
红提
红提(Red Globe)属欧亚种晚熟鲜食品种,果粒大、果皮厚韧、果肉硬脆,其果实硬度显著高于巨峰等欧美杂交种,是硬度测试中常被用作“硬肉型”对照的品种。6060葡萄种质资源果实品质性状评价caas.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
红提果实硬度随采后贮藏时间延长而持续下降,常温(20℃)贮藏条件下下降速率明显快于低温(0℃)贮藏,硬度常被用作评价其耐贮性的核心指标之一。4343番茄果实硬度测定方法及其与成熟度关系的研究spkx.net.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
红提果实的硬度测试多采用质构仪(TPA)进行整果或果肉穿刺/压缩测试,常用探头为直径2~5 mm的圆柱形探头,测试速度1~2 mm/s,触发力5~10 g,取最大峰值力(N)或硬度(g)作为硬度值。4848声学振动法无损检测番茄硬度研究tcsae.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
红提在贮藏期间硬度下降与果胶甲酯酶(PME)、多聚半乳糖醛酸酶(PG)和纤维素酶活性上升导致的细胞壁多糖降解密切相关,硬度测试结果可与这些酶活性指标联合用于成熟衰老评价。4444质地多面分析(TPA)在果蔬质地评价中的应用spgykj.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
红提果实硬度与可溶性固形物含量(SSC)之间通常呈弱负相关,但相关程度受产地、成熟度和贮藏条件影响较大,不能单独以硬度推断糖度。6161红提葡萄果实硬度与可溶性固形物相关性分析ptj.com.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
红提采后经SO₂类保鲜剂处理或气调贮藏(如5% O₂ + 5% CO₂)可延缓硬度下降,硬度保持率常作为评价保鲜处理效果的量化指标。5858低温胁迫对桃果实冷害与硬度的影响bxyjg.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
影响因素与误差控制
果实温度与含水率
果实温度是影响硬度测试结果最显著的因素之一。果肉组织的硬度随温度升高而下降,同一果实在不同温度下测得的硬度值可相差显著,因此在比较样品或与标准限值对照时,必须将测试温度统一或对结果进行温度校正。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|99Fracture properties of fruit and vegetable tissuesonlinelibrary.wiley.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
果实的含水率(水分状态)会改变果肉细胞的膨压与细胞壁的力学响应,从而影响硬度读数。含水率偏高时组织更易发生塑性变形,穿刺阻力往往偏低;含水率偏低(失水皱缩)时则可能因组织致密化而读数偏高,二者方向并不一致,需结合具体果品判断。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|66Viscoelastic properties of fruit and vegetable tissuessciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
为控制温度带来的误差,常用做法是在测试前将样品置于恒温环境(如20℃±1℃)平衡一段时间,使果肉温度与室温一致后再进行穿刺或压缩测试;对冷藏出库的样品,平衡时间需足够长以消除果心与果肉的温度梯度。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|6262Guidelines for firmness testing of fresh produceoecd.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
含水率的影响在贮藏后期尤为突出:果实失水导致硬度表观值升高,可能与真实成熟软化趋势相反,因此在贮藏试验中应同步记录失重率或含水率,避免将失水硬化误判为品质保持良好。1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开|1717Firmness measurement of apple fruit: a review of methods and influencing factorssciencedirect.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
测试部位与方向
穿刺类硬度测试的读数高度依赖探头接触果实的部位:同一果实上不同测量点(如赤道面与近果梗端、缝合线与缝合线之间)的果肉组织在细胞大小、胞间层厚度和维管束分布上并不均一,因此单点穿刺值只能代表该点局部,不能直接外推为整果硬度。6363Publication : USDA ARSars.usda.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开
美国农业部农业研究局(ARS)在核果类穿刺测试的系统研究中,把探头相关变量与样品相关变量并列为影响穿刺结果的两大类因素,其中样品相关变量明确包括测试部位的选择与试样取向,说明部位与方向属于方法学层面必须固定并报告的参数,而非可随意处置的操作细节。6363Publication : USDA ARSars.usda.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开
对带缝合线的核果(桃、油桃、李等),缝合线及其两侧组织的机械强度通常高于缝合线之间的果肉,若测试点落在缝合线上,读数会系统性偏高;因此常规做法是避开缝合线,在缝合线之间、果实赤道附近对称取点。6363Publication : USDA ARSars.usda.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开
测试方向(探头轴线相对果实轴向与果面的夹角)会改变压入路径上的组织构成:沿果实纵轴压入与垂直于果面压入所穿过的组织层不同,测得的力—位移曲线形状和峰值力也随之不同,故同一批样品必须统一压入方向并在报告中注明。6363Publication : USDA ARSars.usda.gov前往参考资料 ↓在新标签页中打开
标准与规范
国内相关标准
国内果实硬度测试的标准体系由国家标准、行业标准、地方标准与团体标准共同构成,其中直接规定果实硬度测定的国家标准数量有限,大量具体果品的硬度测定要求分散在产品质量标准、贮运技术规程与无损检测方法标准之中。6767T/AFFI 051-2024 石榴品质无损快速测定近红外法-中国标准在线服务网spc.org.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开|3737水果硬度试验_检测机构_中析研究所(中化所)yjsyi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在团体标准层面,已有针对具体果品品质无损快速测定的标准出台,例如 T/AFFI 051-2024《石榴品质无损快速测定 近红外法》,该标准由中国标准在线服务网收录并处于现行状态,其技术路线是用近红外光谱法对石榴品质(含硬度等质构指标)进行无损快速测定。6767T/AFFI 051-2024 石榴品质无损快速测定近红外法-中国标准在线服务网spc.org.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
国际通用方法
在果实硬度测试领域,国际上被广泛沿用的经典方法是 Magness-Taylor(M-T)穿刺试验:以规定直径的圆柱形探头以恒定速率垂直压入果肉,取压力-位移曲线上的峰值力作为硬度值,结果常以 kg/cm²、lb 或 N 表示。该方法最初为苹果、梨等仁果类制定,后被推广到桃、猕猴桃等多种果品。2424果实硬度检测-中析研究所第三方检测机构[材料实验室]yjssi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
Magness-Taylor 方法在美国长期以农业手册形式发布,美国农业部(USDA)先后出版过多个版本的果实硬度测定手册,其中 1994 年版《Apple Firmness Measurement》等文件规定了探头直径(常见 7.9 mm 与 11.1 mm 两种)、压入深度(通常 8 mm)与加载速率等参数,成为北美及出口贸易中硬度测定的通用参照。3737水果硬度试验_检测机构_中析研究所(中化所)yjsyi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
国际标准化组织(ISO)已就水果蔬菜硬度测定发布规范类文件,对样品预处理、探头规格、加载速率与结果表达作出统一规定,供各国在制定本国标准时参照采用。2424果实硬度检测-中析研究所第三方检测机构[材料实验室]yjssi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在材料试验机层面,果实硬度测试所用力学试验设备需按 ISO 7500-1 进行力值校准,以保证穿刺力测量结果的准确性与可比性;国内相关检测机构在水果硬度试验中即以此作为设备校准依据。3737水果硬度试验_检测机构_中析研究所(中化所)yjsyi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
中国在果实硬度及相关力学性能测试方面已建立国家标准体系,GB/T 3075 等标准被检测机构列为水果硬度试验的遵循依据之一,与 ISO 7500-1 共同构成设备与方法的双重参照。3737水果硬度试验_检测机构_中析研究所(中化所)yjsyi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
国际通用方法对测试条件有明确要求:样品通常在 23±1 ℃、相对湿度约 85% 的环境中预处理平衡,穿刺深度典型值为 8 mm,探头为直径 7.9 mm 或 11.1 mm 的圆柱形,测试精度可达 ±0.5%。这些参数是不同实验室之间硬度数据可比的前提。3737水果硬度试验_检测机构_中析研究所(中化所)yjsyi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
应用意义
采收期判定
果实硬度是判断苹果等果品成熟度、进而确定适宜采收期的核心指标之一:随着果实成熟,细胞壁果胶降解、细胞间黏合力下降,果实硬度随之降低,因此硬度变化曲线被广泛用于划定采收窗口。6868Non-destructive tests on the prediction of apple fruit flesh firmness and soluble solids content on tree and in shelf lifeagris.fao.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在树上原位预测果实硬度,是无损检测技术服务采收期判定的直接方式。对‘Idared’与‘Golden Delicious’苹果(样本量 n=800)的研究表明,基于声学脉冲共振频率与微型可见/近红外光谱数据建立的偏最小二乘(PLS)校正模型,可在果实仍挂树时预测果肉硬度,'Golden Delicious'/'Idared' 的交叉验证决定系数 R² 分别为 0.93 与 0.81,交叉验证标准误 SECV 分别为 7.73 与 10.50 N/cm²。6868Non-destructive tests on the prediction of apple fruit flesh firmness and soluble solids content on tree and in shelf lifeagris.fao.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
同一研究显示,挂树果实硬度预测的精度明显高于可溶性固形物含量(SSC)的预测:新鲜采收苹果的 SSC 近红外预测 R² 仅为 0.20/0.41,SECV 为 1.29/0.94 °Brix,说明以硬度作为采收期判定指标在无损手段上更具可行性。6868Non-destructive tests on the prediction of apple fruit flesh firmness and soluble solids content on tree and in shelf lifeagris.fao.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
贮藏与运输品质监测
果实硬度是判断果品耐贮运性的重要品质指标之一。通过硬度测定可以了解果实的品质与耐储运性,从而为生产、采收、储存和加工等环节提供科学依据。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在贮藏过程中,果实硬度随成熟衰老而下降,其变化通常可用动力学模型描述。以番茄为例,贮藏期间硬度变化符合一级动力学模型,因此定期测定硬度可以定量刻画果实的后熟与软化进程,为贮藏期管理和货架期预测提供数据基础。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
果实软化与细胞壁降解密切相关。番茄成熟过程中,多聚半乳糖醛酸酶等水解酶作用下细胞壁果胶含量急剧下降,果实硬度随之降低;硬度测试因而可作为反映细胞壁降解程度、判断果实后熟阶段的间接手段。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
贮藏温度会改变果实的硬度表现。冷藏后的番茄其硬度和抗压性值反而低于同等时长室温放置的番茄,说明低温贮藏并不必然维持更高的硬度读数;因此在贮藏与运输品质监测中,硬度数据必须结合贮藏温度与时长一并解读,不能跨条件直接比较。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
硬度监测结果受品种、施肥、光照等栽培条件影响,同一批监测数据只有在品种与栽培背景一致时才具有可比性;跨产地、跨批次比较时应记录这些背景信息,否则容易把栽培差异误判为贮藏品质差异。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
为使贮藏与运输环节的硬度监测数据具有可比性,测定应在相同的环境温度、湿度条件下进行,并选用成熟度一致、无病虫害和机械损伤的果实作为样品,且最好在采收后尽快测定,避免后熟作用或储存条件变化干扰结果。22小院资源-全国科技小院服务管理平台stb.mae.edu.cn前往参考资料 ↓在新标签页中打开
品种选育与分级
果实硬度是衡量水果品质的核心指标之一,直接影响果实的口感、耐贮性和商品价值;在品种选育与商品分级环节,硬度数据被用于筛选硬度保持能力较强的品系并支撑产品标准化。2424果实硬度检测-中析研究所第三方检测机构[材料实验室]yjssi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
在桃种质资源研究中,硬度被作为种质评价与概率分级的性状:研究者基于改进的硬度测定方法对桃种质资源果实硬度进行分析,并对该性状实施概率分级,为桃种质资源的标准化整理提供依据。6969Variation and probability grading of fruit firmness in peach germplasm resource | 桃种质资源果实硬度评价及概率分级agris.fao.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
对桃种质资源的测定结果显示,带皮果实硬度的变异系数小于去皮果实硬度的变异系数,说明测定时是否去皮会改变硬度性状在种质群体中的离散程度,因此在品种选育与分级中必须明确并统一测定的部位与方式。6969Variation and probability grading of fruit firmness in peach germplasm resource | 桃种质资源果实硬度评价及概率分级agris.fao.org前往参考资料 ↓在新标签页中打开
硬度数据可用于品种选育评估,例如以硬度保持率作为筛选指标,筛选硬度保持率较高的草莓品系;这类指标把采后硬度衰减的速度纳入选育目标,而不只是看采收时的初始硬度。2424果实硬度检测-中析研究所第三方检测机构[材料实验室]yjssi.com前往参考资料 ↓在新标签页中打开
参考来源
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