[发明专利]蔬菜水果的成熟度和质地的测定方法及测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及非破坏性地测定猴桃、苹果、甜瓜等的果实和西红柿等的蔬菜的果实成熟度和硬度、嚼劲或黏度等的力学特性(以下叫做质地)的测定方法和测定装置。

特别是涉及从果实的弹性值和衰减比、黏度值和弹性值的关系求成熟度和质地的技术。

技术背景

由于瓜果的成熟度与果肉有着很强的关系，故通过测定果肉的硬度来判定成熟度。作为测定该果肉的装置，人们广为使用Magness-Taylor式果实硬度计。但是，由于上述果实硬度计用在规定的条件下向果实内贯入插棒(plunger)、测量其应力的办法来测定果实的硬度，故存在着样品被破坏的缺点。为了非破坏性地测定成熟度，人们一直在尝试测定果实的颜色的变化的方法或测定果实的表面的硬度的方法，但是如果用测定果实的颜色的变化的方法，则对于象猕猴桃和洋梨那样的随着成熟颜色并不变化的果实不能应用。此外，由于表面的硬度并不代表内部的硬度，故存在着这样的问题：测定值与实际的成熟度之间存在着大的差距。

此外，用近红外线分光等的技术测定果实内部的糖度的技术已经实用化，开始用于甜瓜和桃等的蔬菜水果的成熟度选果，但是，虽然从未成熟的果实到最佳成熟的果实糖度会增加，由于最佳成熟的果实或哪怕是腐烂的果实糖度也高，故存在着仅仅进行糖度的判断还不能区别最佳成熟果实和腐烂果实的问题。

质地与味道一起是果实品质的重要的要素。在美国，进行由熟练的判定员实施的感官组评定(panel test)，以进行苹果的质地的判定。但是，存在着因判定员的经验或嗜好而难于得到客观性的结果的问题。

人们知道，在植物生理学中，果实的硬度、嚼劲或黏度等的力学特性，即质地与果实的黏性值和弹性值有关系。

果实的软化被认为是细胞壁的黏弹性特性的变化。在细胞壁中，被称之为基质凝胶的高分子多糖类被包围在结晶性的纤维素束内，采用边相互卷绕边结合纤维素束的办法保持力学性构造。果实的软化，是由于该基质凝胶低分子化，纤维素束彼此间的结合分离而引起的。构成该基质凝胶的多糖类由许多的物质构成，但低分子化的物质则因果实的种类而异。结果是，已成熟时的基质凝胶的状态因果实的种类而异，象苹果等所表现出的果肉的刷啦刷啦的口感和猕猴桃等的浆果所表现出的粘糊糊的口感是由于两者的基质凝胶的状态不同的缘故。因为基质凝胶的状态表示果实的黏度，故黏性值被认为表示果肉的黏性和果汁等的口感。此外，弹性值表示细胞壁的弹性力，被认为表示果肉的硬度。

利用质地可以用力学性的黏弹性特性表示的特点，作为客观地测定质地的装置，B.Drake(J.Food.Sci.p182-188，1962)设计了包括果实在内的食品的黏性测定装置。

这是一种从要测定的果实或食品上切下长方形的切片，用给该切片加上振动得到的固有谐振的谐振频率f₀和谐振的半值宽度Δf计算衰减比η(η＝Δf/f₀)并把该衰减比η当作黏性值的测定装置。

但是，该测定装置存在着为了进行测定必须用样品制作矩形切片，因而不能进行非破坏测定的问题。

发明的公开

为了解决上述的课题，本发明的蔬菜水果的成熟度和质地测定方法的特征是具有下述步骤：给要测定的瓜果加上频率依次变化的振动的步骤；测定上述振动及上述果实的振动的大小的步骤；测定蔬菜水果的重量的步骤；根据上述振动及上述果实的振动的大小，对频率进行解析，求果实的传递函数特性，并由上述传递函数特性，分别计算蔬菜水果的2次谐振频率f₀以及表示从2次谐振峰值下降3dB的谐振值的频率f₁、f₂的步骤；分别运算用(f₂-f₁)/f₀确定的衰减比η和用m^2/3·f₀²确定的弹性值E(其中，m是上述瓜果的重量)的步骤；在上述弹性值E比预定的值大的情况下，用上述弹性值E的值，在上述弹性值E在上述预定值以下的情况下，用上述衰减比η的值，分别决定上述果实的成熟度的步骤；分别运算用(f₂-f₁)/f₀确定的衰减比η、用k·f₀·m·η确定的黏性值c和用m^2/3·f₀²确定的弹性值E的步骤；由上述黏性值c和上述弹性值E的关系决定质地、成熟度的步骤。