4第三章-园艺产品品质分析与检测

第三章园艺产品品质分析与检测一、园艺产品品质分析与检测方法二、园艺产品材料的取样、前处理及分析三、实验结果的数据处理与分析本章内容一、园艺产品品质分析与检测方法园艺产品品质的分析方法很多，可以将其分为破坏性和非破坏性，客观（仪器测定或化学分析）和主观（人的感官评价）方法。对于某一品质属性而言，其评价方法往往也是多种的。感官检验法、化学分析法、仪器分析法、微生物法、免疫学技术检测、分子生物学技术检测等。（一）、外观品质分析与检测1.大小长（纵）、宽（横）、径等-----通常用测径器测量，如游标卡尺等。重量-----单位产品数的重量。体积-----通过排水法测量。2.形状长宽比-----如高度/直径比用作果实形状的指数。形状图和模型-----某些产品的形状模型可用作考查品质的工具。果形指数：果实纵径与横径的比值。以苹果为例，通常果形指数是0．8－0．9为圆形或近圆形，0．8－0．6为扁圆形，0．9－1．0为椭圆形或圆形，1．0以上为长圆形。3.颜色目测--对照色卡比较和描述园艺产品的颜色。光反射计--根据产品表面反射光的量测量颜色，如Gardner和Hunter色差计和AgtronESW光谱计。光传递计：以通过产品内部光的量测量内部品质和各种生理病害，如马钤薯黑心病。色素含量的测定--通过测定产品中叶绿素、胡萝卜素的含量来评价产品的颜色。蒙赛尔植物组织标准色卡MUNSELL-12一套植物学家的色彩指南，通常被用来测定和记录植物组织的颜色。这个信息对科学家在工作中掌握植物的成长速度，营养的缺乏，植物的疾病以及其他植物的成长过程起着至关重要的作用。光谱仪(Spectroscope)是将成分复杂的光分解为光谱线的科学仪器，由棱镜或衍射光栅等构成，利用光谱仪可测量物体表面反射的光线。手持式色差仪，测物体的反射色。4.光泽蜡质-----其在园艺产品表面的量，结构和排列影响产品的光泽。用光泽计测量或目测。光泽计5.缺陷的存在（内部和外部）缺陷的发生及其严重程度按1～5的评分系统来评价。1=无症状，2=轻度症状，3=中度，4=严重，5=极严重。为了减少评价者之间的误差，对一定的缺陷，要有详细的描述和照片作为评分的指南。1=无症状，2=轻度症状，3=中度，4=严重，5=极严重1.耐压品质（硬度和软度）手持测定器-----用压力测定器等测量穿透力。立式测定器-----用钻孔速度更一致的测量器如果实硬度计测定穿透力。（二）、质地品质分析与检测手持立式2.纤维量和坚韧性抗切力-----用纤维仪测量化学分析-----纤维素和木质素含量。3.多汁性水分含量测定-----膨压或多汁性的指数可榨取果汁的测量-----果汁量的指标。4.感官质地品质感官评价程序-----评价石细胞量，咀嚼性，油份，脆性，粉质性。石细胞是一种具有支持作用的厚壁细胞，它们有厚的、常常木质化的次生壁。成熟后一般都失去原生质体。如梨果实里的硬渣，就是果肉里的一团团石细胞，石细胞过多，则影响水果的品质。1.甜度糖含量-----化学方法分析总糖、还原糖或各种糖的含量。在某些产品中如马铃薯可用试纸快速测定葡萄糖。可溶性固形物-----用折射计和比重计测量。因为可溶性固形物的主要成分是糖，所以可作为甜度的指标。（三）、风味品质分析与检测总糖=还原糖+非还原糖利用葡萄糖检测试纸检测待测样品中葡萄糖浓度过程中，试纸颜色随葡萄糖浓度的变化情况。2.酸度榨汁pH值-----用pH计或pH试纸测量。总可滴定酸度-----通过滴定一定量的果汁测定。3.咸度：对于新鲜水果和蔬菜没有意义。4.涩味：通过品尝试验或测定单宁的含量。5.苦味：通过品尝试验或测定与苦味有关的生物碱或糖苷来确定(如苦瓜)。6.芳香味：通过感官分析和与某产品特定芳香味有关的芳香物质的鉴定来评价。7.辣味（hot）：辣椒素（四）、营养品质分析与检测主要通过化学分析方法测定园艺产品的总碳水化合物、膳食纤维、蛋白质及各种氨基酸、脂肪及各种脂肪酸、维生素和矿物质都有相应的测定方法。现在，人们正试图将这些分析程序自动化，以满足大批量样品分析和进行营养成分标记的需要。（五）、安全性分析与检测采用化学分析程序可对下列微量有毒物质进行测定：自然产生的有毒物质-----如利马豆和木薯中的致癌糖苷，叶菜中的硝酸盐和亚硝酸盐，食用大黄和菠菜中的草酸，十字花科蔬菜中的硫代葡萄糖苷以及马铃薯中的茄碱。自然污染物-----如真菌毒素，细菌毒素和重金属（Hg，Cd，Pb等）。合成有毒物-----如环境污染物和农业化学品残余物。黄曲霉毒素B1是已知的化学物质中致癌性最强的一种，其毒性为氰化钾的10倍、砒霜的68倍。有机氯、有机磷、氨基甲酸酯农药残留，熏蒸剂残留，亚硝胺、黄曲霉毒素B1、苯和苯酚、氰化物、多氯联苯、苯并芘、抗生素、激素残留、棉籽酚等。检验方法有化学分析法、酶化学法、薄层层析法、荧光分光光度计、气相色谱，高压液相色谱、气-质联用等方法。使用仪器分析方法测定有害物质是检测手段的一个飞跃。有机氯农药残留的测定气相色谱法应用最广泛，灵敏度高，速度快，定性和定量都很合适；薄层色谱法也是常用的检测手段；纸层析法，操作简单，成本低，普遍使用，可作有机氯农药的定性和半定量检测；高效液相色谱法适合高温下易分解的农药，灵敏度高。有机磷农药测定气相色谱法:根据各种农药的保留时间区分;薄层色谱溶出法：将薄层上分离的斑点溶出，溶出液用仪器联用技术进行定量(钼蓝比色法);高效液相色谱法:食品中有机磷农药残留量的测定GB/T5009.20—2003微生物学检验主要是细菌学检验，包括细菌总数的测定和大肠杆菌群的测定。固体培养基法液体培养基发酵法设备简单，适用范围广。二、园艺产品材料的取样、前处理及分析（一）、果蔬材料的取样果蔬品质分析的准确性，材料的代表性影响很大。从大田或实验地、实验器皿中采取的园艺产品材料，称为“原始样品”。按原始样品的种类（如根、茎、叶、花、果实、种子等）分别选出的材料，称为“平均样品”。根据分析的目的、要求和样品的种类的特征，采用适当的方法，从“平均样品”中选出供分析用的材料，称为“分析样品”。代表性典型性时间部位原始样品的取样法随机取样在试验区（或大田）中选择有代表性的取样点，取样点的数目视田块的大小而定。选好点后，随机采取一定数量的样株，或在每一个取样点上按规定的面积从中采取样株。对角线取样在试验区（或大田）可按对角线选定五个取样点，然后在每个点上随机取一定数量的样株，或在每个取样点上按规定的面积从中采取样株。平均样品的取样法1.混合取样法一般颗粒状（如种子等）或已碾磨成粉末状的样品等可采用此法。具体方法：将供采取样品的材料铺在木板（或玻板、牛皮纸）上成为均匀的一层，按照对角线划分为四等分，取对角线的两份为进一步取样的材料，而将其余的对角两份淘汰。再把已取中的两份样品充分混合后重复上述方法取样。反复操作，每次均淘汰50%的样品，直至所取样品达到所要求的数量为止。这种取样的方法叫做“四分法”。2.按比例取样法很多园艺产品材料，在生长不均等的情况下，应将原始样品按不同类型的比例选取平均样品。例如甘薯、马铃薯等块根、块茎材料选取平均样品时，应按大、中、小不同类型的样品的比例取样，然后再将每一单个样品纵切剖开，每个切取1/4、1/8或1/16，混在一起组成平均样品。在采取果实的平均样品时，如桃、梨、苹果、柑橘等果实，即使是从同一株果树上取样，也应考虑到果枝在树冠上的各个不同方位和部位以及果实体积的大、中、小和成熟度上的差异，按各相关的比例取样混合成平均样品。（二）、取样注意事项1）取样的地点，一般距田埂或地边一定距离的株行取样，或在特定的取样区内取样。取样点的四周不应有缺株的现象。2）取样后，按分析的目的分成各部分，捆齐，附上标签，装入纸袋。3）多汁的瓜、果、蔬菜样品，容易变质或霉烂，可冷藏于冰箱中，或灭菌处理和烘干以供分析之用。4）选取平均样品的数量应当不少于供分析用样品的两倍。5）动态了解供试验用的植物在不同生育期的生理状况，常按植物不同的生育期采取样品进行分析。（三）、分析样品的预处理和保存1.种子样品的前处理和保存一般种子及干果的平均样品清除杂质后要进行磨碎，使样品全部无损地通过80～100目筛孔的筛子，混合均匀，作为分析样品贮存于具有磨口玻塞的广口瓶中，并随机贴上标签，注明样品的采取地点、试验处理、采样日期和采样人姓名等。长期保存的样品，标签涂蜡，可在瓶中放置樟脑或对位二氯甲苯虫。2.茎叶等样品的前处理和保存采回新鲜样品（平均样品）后，先要经过净化、杀青、烘干（或风干）等一系列前处理。①净化。新鲜样品从田间或试验地取回时，常沾有泥土等杂质，应用柔软湿布擦净，不应用水冲洗。②杀青。为了保持样品化学成分不发生转变和损耗，务必及时终止样品中酶的活动，这就需要将样品置于105℃的烘箱中杀青15～20分钟。③烘干。样品经过杀青之后，应立即降低烘箱的温度，维持在70～80℃，直到样品烘干至恒重为止，一般的样品所需烘干的时间大约为一天。烘干时应注意温度不能过高，否则会把样品烤焦。烘干（或风干）的茎叶样品，均要进行磨碎磨茎叶用的粉碎机与磨种子的磨粉机的结构不同，不宜用磨种子的电磨来代替。如果茎叶样品中的水分偏高而不利于磨碎时，那就需要进一步烘干之后再磨碎。磨碎后样品的保存方法均与上相同。此外，在测定园艺产品材料中酶的活性或某些成分（如维生素C、DNA、RNA等）的含量时，需要用新鲜的样品。取样时注意保鲜，取样后立即进行待测组分提取；也可采用液氮中冷冻保存或冰冻真空干燥法得到干燥的制品，放在0～4℃冰箱中保存即可。在鲜样已进行了匀浆，尚未完成提取、纯化，不能进行分析测定等特殊情况下，也可加入防腐剂（甲苯、苯甲酸），以液态保存在缓冲液中，置于0～4℃冰箱即可。但保存时间不宜过长。无机成分分析样品的预处理干法灰化：高温灼烧。除了Hg、As、Pb外。湿法消化：强氧化剂热消煮。硝酸120度，硝酸-硫酸338度。（四）、待测组分的提取、分离和纯化技术1.待测组分的提取2.待测组分的分离纯化3.浓缩与干燥待测组分的提取上述烘干（风干）的、冰冻的或是新鲜的样品置于一定的溶剂（提取液）中，用电动捣碎机或研钵破碎后，样品混合液内含有各种待测组分。由于待测组分的结构、性质不同，与其他细胞成分的结构强度及在提取液中的溶解程度有差异，因而不同待测组分的提取液性质、成分和操作条件都有很大差别。对于像色素、植物激素、氨基酸、可溶性糖、有机酸等小分子物质的提取，首要的是选择适当性质的溶剂。一般而言，极性的（亲水的）待测组分易溶于极性溶剂中，非极性的（亲脂的）待测组分易溶于非极性的有机溶剂中。相似相溶提取液的pH影响待测组分的解离状态及其活性和稳定性，不可忽视。例如叶绿素可以用95%乙醇或丙酮溶液提取，脱落酸、赤霉素可用丙酮、甲醇溶液提取，还原糖可用蒸馏水提取，维生素C可用2%草酸溶液提取。两性物质氨基酸在等电点以外的任何pH溶液中都是呈解离态，一般可用10%乙酸提取。为了使待测组分能更快、更充分地从其他细胞组分中分离出来：可以采用电炉加热、煮沸、恒温水浴保温、剧烈搅拌或振荡等，这样就可以使待测组分最大限度地存在于提取液中。再经过离心或过滤除去残渣，即可得到较理想的粗提液。对于像核酸、蛋白质及酶等生物大分子的提取，则要相对复杂一些。一般情况下，碱性生物大分子物质易溶于酸性溶剂，酸性生物大分子物质易溶于碱性溶剂。提取蛋白质时，要根据蛋白质的结构及溶解性质、等电点等因素配制不同的蛋白质提取液。一般，蛋白质提取液以水为主，再加少量酸、碱或盐组成，缓冲液的pH应选择在偏离等电点的两侧，使蛋白质分子带上净电荷，以提高其溶解度。在提取酶时一定要在冰浴上或低温室内操作。其提取液应为偏离等电点两侧的pH缓冲液，离子强度适中，以维持酶结构的稳定。此外，还应加入适量的巯基乙醇和