果实质地检测面临一个特殊的困难：果实是生物活体，同一个品种、同一棵树上、甚至同一颗果实的不同部位，质地都可能不同。这意味着，果实质构数据的“可比性”不是天然存在的，而是靠测试方法的一致性建立起来的。穿刺深度差1 mm、触发力差0.1 N、TPA形变量差10%，同一颗果实的“硬度”就可能给出不同的数字。

质构仪在果实质构检测中的价值，不在于它能测出“硬度”这个数，而在于它提供了一套可标准化、可复现的加载方式，使“果实有多硬、果肉有多韧”从一个手感判断变成可以跨品种、跨批次、跨实验室比较的力学参数。本文以穿刺法和TPA法为两条主线，系统梳理果实质构检测的操作教程——从原理、参数设置、探头选择到曲线解读，并说明TEX质构分析仪如何为这套标准化流程提供技术支撑。

一、两种方法，两种力学问题

穿刺法和TPA法回答的不是同一个问题，教程的步是理解它们各自“测的是什么”。

穿刺法模拟的是牙齿或指尖刺入果实表面的局部加载。探头以恒定速度垂直刺入果实，力-位移曲线记录刺入过程中的阻力变化。曲线上出现个显著峰值时，对应的是果皮破裂——峰值力即果皮强度，峰值对应的位移即果皮破裂距离。探头继续深入果肉后出现的第二个峰值或平台区，对应果肉硬度。从曲线中还可以提取果皮脆性（破裂峰的上升斜率）、果皮韧性（破裂峰的面积或做功）等参数。冬枣的标准化穿刺方法明确将曲线参数定义为果皮破裂力、破裂距离、果皮脆性、果皮韧性、果肉最大硬度和平均硬度等指标。穿刺法特别适合评价果皮强度、果肉局部硬度和果实新鲜度/成熟度。

TPA法模拟的是口腔的两次咀嚼动作。探头对样品进行两次压缩循环，从力-时间曲线中提取硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性等参数。TPA回答的是“咬下去费不费劲、嚼起来回不回弹、内部结构有多紧实”。对于整果或果肉块，TPA提供的是比单一穿刺硬度更完整的质地剖面。荔枝的研究显示，果肉硬度与咀嚼性呈极显著正相关，与内聚性、回复性呈极显著负相关，说明TPA参数之间的关联本身携带品质信息。

两种方法的关系不是替代，而是互补。穿刺法对果皮和局部组织的力学差异更敏感，TPA对整体咀嚼行为的刻画更完整。荔枝的研究结论明确指出：穿刺法和TPA法结合能有效区分不同种质间的质地差异。

二、穿刺法操作教程：参数怎么设、探头怎么选

参数设置逻辑

穿刺法的三个核心参数——穿刺深度、测试速度、触发力——共同决定了“刺入多深、刺入多快、从哪一刻开始算”。

穿刺深度必须与所关注的结构层匹配。评价果皮质地时，深度应控制在刚好穿透果皮或略深的范围。荔枝果皮穿刺的最佳深度为4 mm；三华李的优化穿刺距离为9 mm；凌云牛心李的最佳穿刺距离为8 mm；而水果硬度试验的通用穿刺深度典型值为8 mm。对于果皮较厚或果实较大的品类，深度可适当增加，但应确保不超过果肉厚度，以免探头触及果核。

测试速度的常见范围为0.5~1 mm/s。荔枝穿刺采用0.5 mm/s；三华李采用1 mm/s；冬枣的测试速度为1 mm/s（测前和测后速度均为5 mm/s）。较低的速度有利于捕捉脆性破裂的细节，减少动态效应。

触发力需要与果实的软硬程度匹配。荔枝穿刺的触发力为0.38 N（约38 g）；三华李优化为15 g；凌云牛心李为10 g；冬枣采用5 g触发力。软质或小型果实可取较低值，硬质或大型果实可适当提高，但触发力过高会遗漏果皮初始破裂的信息。

探头选择

穿刺探头以针形或小直径圆柱形为主。冬枣采用P/2n针状探头，直径2 mm；三华李采用P2探头。对于苹果、梨等大中型水果，常选用直径5 mm或8 mm的柱形探头，以模拟牙齿咬入果肉的动作；小型浆果则可能需要更细的探头或采用整果压缩。通用水果硬度试验中，探头规格为直径7.9 mm或11.1 mm圆柱形，穿刺深度典型值8 mm。探头直径一旦选定，同一对比批次内必须保持一致——探头直径的变化会直接改变穿刺力读数。

三、TPA法操作教程：整果与果肉的参数差异

TPA的参数设置需要区分整果测试和果肉测试，两者的形变量和探头选择有显著差异。

整果TPA适用于评价带皮果实的整体质地响应。荔枝整果TPA的最佳条件为形变量20%、测试速度0.5 mm/s、触发力0.38 N。整果测试的形变量通常较低（20%~30%），因为过大的压缩会导致整果破裂或滑移，而非产生可分析的TPA曲线。探头方面，可使用直径较大的平底圆柱探头（如75 mm圆盘）对整果进行压缩。

果肉TPA适用于评价去皮后果肉的组织力学特性。香蕉果肉的TPA穿刺采用直径6 mm圆柱形探头，测试前、中、后速度均为1 mm/s，目标模式为形变20%，触发力8 g，两次下压间隔3 s。对于节瓜等果肉样品，优化后的TPA参数为15 g触发力、50%形变、3 mm/s压缩速度。通用水果TPA的压缩比例可在30%~80%之间选择，但针对特定品类，20%~50%是更常见的区间。

参数对结果的影响已有量化证据。TPA的硬度、内聚性等参数会随压缩比和测试速度变化；有研究建议，检测内聚性、胶黏性和回复性的差异时采用15%压缩和2.59 mm/s速度，而粘附性评价可能需要75%压缩和0.23 mm/s速度。这意味着，TPA参数的选择应当围绕你要回答的品质问题来设定，并在方法文件中固化。

四、从曲线到参数：穿刺与TPA的数据提取

穿刺曲线的提取逻辑是“分段对应结构层”。曲线个峰对应果皮破裂，峰值力为果皮强度，峰值位移为果皮破裂距离，峰的上升斜率为果皮脆性，峰面积为果皮韧性。探头继续深入后的力值水平对应果肉硬度。冬枣的研究将穿刺曲线参数系统化为果皮破裂力、破裂距离、脆性、韧性、果肉最大硬度和平均硬度等指标，并据此区分了不同含水量、贮藏期和产地的果实。

TPA曲线的提取逻辑是“两次压缩的对比”。硬度为次压缩峰值力；弹性为第二次压缩恢复高度（或时间）与次的比值；内聚性为两次压缩做功之比；咀嚼性为硬度×内聚性×弹性；回复性为次压缩回弹功与压缩功之比。对于果实质地评价，TPA参数之间的相关性可以作为数据筛选的依据——荔枝研究中，果肉硬度和果肉咀嚼性等载荷值高的指标被用于区分不同品种的质地特征。

五、TEX质构分析仪在果实质构标准化中的支撑

果实质构检测对仪器的核心要求集中在力值分辨能力和低速控制精度两个层面。果实穿刺的果皮破裂力通常在数十克至数百克量级，品种间的差异可能只有几克到十几克；穿刺和TPA的速度常设定在0.5~1 mm/s的低速区间，速度的微小漂移会直接影响破裂力读数和TPA的弹性、内聚性参数。

TEX质构分析仪以0.01 N力解析精度和0.01 mm位移解析精度，能够清晰分辨穿刺曲线中果皮破裂峰与果肉硬度平台之间的细微差异，以及TPA第二次压缩中幅度较小的恢复力信号。0.1~500 mm/min的无级调速覆盖了从0.5 mm/s低速穿刺到常规TPA速度的全区间，速度精度±0.1%，保证不同批次、不同操作人员之间的加载条件一致。仪器支持穿刺测试和TPA全质构分析两种核心模式，可配置P/2n针形探头、直径5~8 mm穿刺探头、6 mm圆柱探头及大直径平底压缩探头，适配从荔枝、冬枣、三华李等小果型到苹果、梨、香蕉等中大果型的探头需求。方法建立后，穿刺深度、测试速度、触发力、TPA形变量等条件可保存为一键调用的固定程序，消除“每次参数不一样”的不可比因素；分级权限与审计追踪功能使每一组质构数据的测试条件和原始曲线可追溯，为品种筛选、成熟度分级和贮藏保鲜研究提供可复现的数据基础。

原创作者：济南西奥机电有限公司