CN109975146A - 一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，所述适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪包括果皮硬度测定仪本体，果皮硬度测定仪本体下方设有测头和载物台，所述测头下方设有测针，所述载物台上、测针正下方设有上下贯通的针孔，载物台上设有压片，所述压片设有压片孔，所述压片孔位于针孔上方，所述适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪的使用方法包括胚乳较软的鲜食玉米果皮测定方法和胚乳较硬的鲜食玉米果皮测定方法。本发明可实现对鲜食玉米从籽粒内部向外部的穿刺，彻底消除了胚乳、胚芽以及密封状态下籽粒内部压力造成的干扰，结果精准可靠；可实现甜玉米、糯玉米、普通玉米等不同硬度胚乳类型之间的鲜玉米果皮硬度比较。

Description

一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法

技术领域

本发明属于测量仪器及使用方法领域，具体是涉及一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法。

背景技术

在鲜食玉米以及其他水果或蔬菜中，果皮或表皮的脆嫩度或柔嫩性是影响适口性和耐贮性的重要因素之一。因此，在育种研究、品种筛选以及产品生产时，希望能借助一种仪器来准确地测试其优劣。

甜玉米（品种su，sh2）、糯玉米（品种wx）以及甜糯玉米（品种sh2wx，suwx）等鲜食玉米是直接用来食用的玉米类型。人们判断鲜食玉米是否好吃，除了看甜度和糯性以外更主要的要看其咀嚼时的皮渣感，即皮渣感越轻适口性就越好，反之就差。因此，果皮已经成为鲜食玉米育种中的首要育种目标。然而，由于玉米种子（颖果）的果皮着生状态以及果皮组织结构的特殊性，对鲜食玉米果皮柔嫩性的检测国内外一直没能找到合适的检测仪器及合适的测定方法。

目前，国内外衡量鲜食玉米果皮优劣的方法通常采用人工品尝打分的办法，该方法也一直在我国鲜食玉米品种审定的品质评价中应用。但是，由于人工品尝打分误差较大并且难以做到数据量化，人们又采用皮渣率法。皮渣率即玉米粒含的皮渣占整个籽粒的百分比。但是，由于不同样品或不同品种之间颗粒大小的差异（同样厚度的玉米，籽粒越小单位重量的果皮含量越多）、籽粒取样差异（切取部位的深浅）以及果皮组成成分的内在差异，用皮渣率也不能准确衡量果皮的柔嫩性，且皮渣提取又比较麻烦。后来也有采用果皮厚度作为衡量鲜食玉米果皮适口性的指标。但是，由于果皮中内涵物及含量对适口性的作用不同，如木质素、纤维束、半纤维素含量及比例不同其适口性也不一样，因此用果皮厚度代表脆嫩性仍不够准确。最近，国内也有用果实硬度计的测量值来表示鲜食玉米果皮的厚度，意为数值越高果皮越厚，反之越薄。

鲜食玉米果皮适口性是人们吃玉米时咀嚼过程中对皮渣的直觉，这种感觉由果皮的薄厚、多少、脆性（柔嫩性）、硬度等因素共同决定。显然，以上这些方法都不能准确体现果皮的适口性，主要存在以下问题：

1.用果实硬度计测定鲜食玉米果皮硬度误差较大。该仪器是用来测定果实硬度的仪器，美国有用果实硬度计来判断甜玉米采收期的做法，效果较好。但是以这个数值代表果皮的硬度则会出现较大偏差。顾名思义，果实硬度计测得的数值是果实的硬度而不单单是果皮（表皮）的硬度。在水果上，果实硬度值是果皮和果肉共同对测头形成的压力值。在鲜食玉米上，果实硬度计测得的数值是果皮、胚、胚乳以及籽粒内部压力共同作用的结果。除了果皮自身在品种间存在差异以外，因不同类型玉米的胚乳性质差异（甜与糯）、不同样品胚乳干物质含量差异（多与少）、胚的大小差异等，都会给果实硬度值带来影响。例如，即使在果皮厚度和质地相同的情况下，即同一果穗上的甜玉米粒与糯玉米粒相比，甜玉米的果实硬度值就低而糯玉米粒就高，且两者之间相差较大。

2.人工品尝法对各项指标难以量化，在样品数量较大时还会因味觉疲劳很容易产生打分误差。同时，品尝者的性别、年龄、民族、地域、饮食喜好等差异也会给品尝打分带来影响。

3.皮渣率法和果皮厚度法只能鉴定出果皮含量的高低和薄厚。有研究表明，由于不同品种果皮的纤维素、半纤维素、木质素含量比例不同以及结构差异，其果皮的脆性或柔嫩性会明显不同。显然此法也不能准确反映果皮的适口性。

但是，无论从理论上还是实践上，果实硬度计的测定原理完全适用于鲜食玉米果皮适口性的鉴定，但现有的果实硬度计及其测定方法还不能直接地、单纯地、准确地测定，必须经过相应的改进。

发明内容

为了弥补上述现有技术的不足，本发明的目的是提出一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，解决了现有鲜食玉米果皮检测方法误差大，难以大规模应用等问题，提高了测定速度和工作效率。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的，一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，其技术要点是：所述适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪包括果皮硬度测定仪本体，果皮硬度测定仪本体下方设有测头和载物台，所述测头下方设有测针，所述测针直径为0.7mm、1.0mm、1.5mm中任一种，所述测针末端为平面；所述载物台表面设有含铬钝化层，所述载物台上、测针正下方设有上下贯通的针孔，载物台上设有压片，压片一侧设有松紧螺丝，所述松紧螺丝穿装压片和载物台，压片可绕松紧螺丝转动，松紧螺丝对面一侧设有压片限位挡块；所述压片设有压片孔，所述压片孔位于针孔上方，压片孔与针孔中心点重合，压片孔直径大于针孔直径；

所述适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪的使用方法包括胚乳较软的鲜食玉米果皮测定方法和胚乳较硬的鲜食玉米果皮测定方法，所述胚乳较软的鲜食玉米包括鲜食期的玉米胚乳硬度在0～0.83N范围内的玉米品种，所述胚乳较硬的鲜食玉米包括鲜食期的玉米胚乳硬度大于0.83N的玉米品种；

所述胚乳较软的鲜食玉米果皮测定方法包括以下步骤：

（1）切果皮

先将玉米粒切去有胚一面的果皮，允许带少量胚乳，测定时去掉果皮的一面朝上，有果皮的一面朝下放置；

（2）置于所述适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪上的载物台

旋转松紧螺丝，使压片抬起，旋转压片露出针孔，将样品覆盖于针孔上方，将压片转回至压片限位挡块位置，使压片孔和针孔中心孔重合，旋转松紧螺丝，将压片压紧样品，防止滑动，降低误差；

（3）测量

调整测头，在测针穿过果皮时便显示出读数，即鲜食玉米果皮硬度值；

所述胚乳较硬的鲜食玉米果皮测定方法，包括以下步骤：

（1）预备测定

为了避免胚乳和胚阻力造成的误差，先进行预备测定，先切去有胚一面的果皮，允许带少量胚乳，另一面朝下放在载物台针孔上，压片靠紧压片限位挡块，拧紧固定；使测针下扎时下降到距离载物台平面0.8-1.2 mm的位置，即测针穿过胚和胚乳但又不扎到果皮的高度；

（2）测量

先将测针穿过胚和胚乳不接触果皮，然后将仪器中的数据清零，再穿过果皮，得到读数即为果皮硬度值。

进一步的，所述针孔直径为3.0mm-4.0mm。

进一步的，所述压片为长条形不锈钢片，两端为半圆形，宽10.0mm-15.0mm，厚1.5mm-2.0mm。

进一步的，所述压片孔直径为5.0mm。

进一步的，所述限位挡块为不锈钢圆柱或方柱，直径4.0mm，高10.0mm，下部固定在载物台上。

进一步的，所述玉米胚乳硬度为0～0.83N的品种包括美玉甜001号，华珍8号，宝甜，新美彩珍，新美甜308，新美鲜甜，新美夏珍，华珍，上品超甜玉米，黄金雨。

进一步的，所述玉米胚乳硬度大于0.83N的品种包括佳玉糯1号，新美香糯，美星糯1号，华美糯7号，广糯2号，银白玉糯，雪莲花，申糯2号，申糯3号，香甜糯1号。

进一步的，所述玉米胚乳硬度为0～0.83N和大于0.83N兼具的品种包括一口三香，美玉3号，美玉7号，都市丽人，阿黑哥，鲜玉糯2号，鲜玉糯4号，改良脆甜糯6号，脆甜糯6号，脆甜糯5号。

本发明的积极效果如下：

（1）通过改进，可实现对鲜食玉米从籽粒内部向外部的穿刺，彻底消除了胚乳、胚芽以及密封状态下籽粒内部压力造成的干扰，结果精准可靠；

（2）由于排除了胚乳对果皮测值的干扰，因此可实现甜玉米、糯玉米、普通玉米等不同硬度胚乳类型之间的鲜玉米果皮硬度比较；

（3）该仪器还可用于成熟玉米籽粒的果皮测定，,使鲜食玉米自交系在成熟后进行果皮育种选择成为可能，也可利用F1成熟籽粒果皮对鲜食玉米杂交种进行果皮品质筛选，同时，不再被限制在鲜食期取样，给取样时间、测定季节、样品制备和保存等都带来便利；

4.该仪器同样可以用于水果、蔬菜（黄瓜、番茄、青椒等）等果蔬表皮脆嫩性测定，为这些作物的品质育种提供了更精准的检测仪器；

5.结构简单、易于制造，方法简单、容易操作，数据量化、精准度高，因此可在育种和生产上大规模应用。

附图说明

图1为所述果皮硬度测定仪的结构示意图；

图2为所述实施例1-3中果皮硬度测定仪的结构示意图；

图3为测针的结构示意图；

图4为载物台和测针的测量位置图。

图1-图4中，各结构的具体名称为：果皮硬度测定仪本体1，支撑柱2，果皮测定仪3，手柄4，微调手柄5，紧固旋钮6，测头7，载物台8，含铬钝化9，针孔10，压片11，松紧螺丝12，压片限位挡块13，压片孔14，测针15。

具体实施方式

实施例1

所述果皮硬度测定仪由台式电子数显果实硬度计（果实硬度计GY-4）为基础进行改进，果皮硬度测定仪本体1设有支撑柱2，果皮测定仪3，手柄4，微调手柄5，紧固旋钮6；所述测定仪测定范围0-200N，测定仪下部连接有测头7和载物台8，所述测头7下方设有测针15，所述测针15直径为0.7mm、1.0mm、1.5mm中任一种，所述测针15末端为平面；所述载物台8表面设有含铬钝化层9，所述载物台8上、测针15正下方设有上下贯通的针孔10，载物台8上设有压片11，压片11一侧设有松紧螺丝12，压片11可绕松紧螺丝12转动，所述松紧螺丝12穿装压片11和载物台8，松紧螺丝12对面一侧设有压片限位挡块13；所述压片11设有压片孔14，所述压片孔14位于针孔10上方，压片孔14与针孔10中心点重合，压片孔14直径大于针孔10直径。

所述针孔10直径为3.0mm，上口边缘无钝角；所述压片11为长条形不锈钢片，两端为半圆形，宽15.0mm，厚2.0mm；所述压片孔14直径为5.0mm；所述限位挡块13为不锈钢圆柱或方柱，直径4.0mm，高10.0mm，下部固定在载物台8上。

压片用法：旋转松紧螺丝12，使压片11抬起，旋转压片11露出针孔10，将样品覆盖于针孔10上方，将压片11转回至压片限位挡块13位置，使压片孔14和针孔10中心孔重合，旋转松紧螺丝12，将压片11压紧样品，防止滑动，降低误差；

测定玉米品种：鲜食甜加糯型玉米品种脆甜糯6号；

测头：选用测针直径0.7mm的测头；

在鲜食玉米采收期随机取10穗，每穗上分别取甜粒和糯粒20个籽粒用于果皮硬度的测定，再分别取甜粒和糯粒20个籽粒用于果实硬度的测定。

甜粒果皮硬度的测定：先将玉米粒切去有胚一面的果皮，允许带少量胚乳，去掉果皮的一面朝上，有果皮的一面朝下放在载物台8针孔10上，压片11靠紧压片限位挡块13，拧紧松紧螺丝12固定。右手下按仪器手柄4，当测针15穿过果皮时便显示出读数，即鲜食玉米果皮硬度值。

糯粒果皮硬度的测定：测定糯玉米粒时先进行预测，再测量果皮硬度。

预备测定：为了避免胚乳和胚阻力造成的误差，先进行预备测定，先切去有胚一面的果皮，允许带少量胚乳，另一面朝下放在载物台针孔10上，压片11靠紧压片限位挡块13，拧紧固定；使测头下扎时下降到距离载物台8平面1.0mm左右的位置，即测针15穿过胚和胚乳但又不扎到果皮的高度；先将测针15穿过胚和胚乳不接触果皮，然后将仪器中的数据清零，再穿过果皮，得到读数即为果皮硬度值。

甜粒和糯粒果实硬度测定：以完整玉米籽粒为材料，直接用仪器（改装后的果实硬度计GY-4）测定果实硬度，由此分别得到二者硬度值的平均数。

测定结果：甜粒的果皮压力值为2.1N，糯粒的果皮压力值为2.1N，甜粒的果实压力值为2.6N，糯粒的果实压力值为3.1N，可见果实测定法测得的压力值依果实内含物的不同而变化，因而果实硬度值并不能切实的反应果皮的硬度。因此，在测定果皮硬度时需采用上述果皮测定方法进行测量。

实施例2

所述果皮硬度测定仪由台式电子数显果实硬度计（果实硬度计GY-4）为基础进行改进，果皮硬度测定仪本体1设有支撑柱2，果皮测定仪3，手柄4，微调手柄5，紧固旋钮6；所述测定仪测定范围0-200N，测定仪下部连接有测头7和载物台8，所述测头7下方设有测针15，所述测针15直径为0.7mm、1.0mm、1.5mm中任一种，所述测针15末端为平面；所述载物台8表面设有含铬钝化层9，所述载物台8上、测针15正下方设有上下贯通的针孔10，载物台8上设有压片11，压片11一侧设有松紧螺丝12，压片11可绕松紧螺丝12转动，所述松紧螺丝12穿装压片11和载物台8，松紧螺丝12对面一侧设有压片限位挡块13；所述压片11设有压片孔14，所述压片孔14位于针孔10上方，压片孔14与针孔10中心点重合，压片孔14直径大于针孔10直径。

所述针孔10直径为4.0mm，上口边缘无钝角；所述压片11为长条形不锈钢片，两端为半圆形，宽10.0mm，厚1.5mm；所述压片孔14直径为4.5mm；所述限位挡块13为不锈钢方柱，方柱4.0mm×4.0mm，高8.0mm，下部固定在载物台8上。

增设小规格测针15，尖端为平面，设直径0.7mm、1.0mm、1.5mm三种规格，适用于玉米、水果、蔬菜等不同硬度样品的测定。

测定玉米品种为：胚乳较硬的鲜食糯玉米香甜糯1号；

采用测针15直径1.0mm的测头7。

为了避免胚乳和胚阻力造成的误差，先进行预备测定。在鲜食玉米适当采收期随机取10穗，每穗分别测20个籽粒，先切去有胚一面的果皮，允许带少量胚乳，另一面朝下放在载物台针孔10上，压片11靠紧压片限位挡块13，拧紧固定。调整紧固旋钮6，使测针15下扎时下降到距离载物台8平面1.0mm左右的位置，即测针15穿过胚和胚乳但又不扎到果皮的高度。右手将仪器手柄4按到底，抬起手柄4完成预备测定。之后，仪器置零，再顺着该针孔10做正式测定，测得果皮硬度值。

另20个籽粒切取果皮后不进行预测，直接测果皮硬度，得到硬度值。

采用预测方法的果皮压力值为3.0N，不预测果皮压力值为3.7N，可见不预测的果皮硬度高于预测后的果皮硬度值为23.8%，因此，在测定果肉较硬的籽粒的果皮硬度时需采用预测方法进行测量。

实施例3

所述果皮硬度测定仪由台式电子数显果实硬度计（果实硬度计GY-4）为基础进行改进，果皮硬度测定仪本体1设有支撑柱2，果皮测定仪3，手柄4，微调手柄5，紧固旋钮6；所述测定仪测定范围0-200N，测定仪下部连接有测头7和载物台8，所述测头7下方设有测针15，所述测针15直径为0.7mm、1.0mm、1.5mm中任一种，所述测针15末端为平面；所述载物台8表面设有含铬钝化层9，所述载物台8上、测针15正下方设有上下贯通的针孔10，载物台8上设有压片11，压片11一侧设有松紧螺丝12，压片11可绕松紧螺丝12转动，所述松紧螺丝12穿装压片11和载物台8，松紧螺丝12对面一侧设有压片限位挡块13；所述压片11设有压片孔14，所述压片孔14位于针孔10上方，压片孔14与针孔10中心点重合，压片孔14直径大于针孔10直径。

所述针孔10直径为4.0mm，上口边缘无钝角；所述压片11为长条形不锈钢片，两端为半圆形，宽12.0mm，厚1.5mm，右端固定在载物台8距右侧边缘4.5mm处的中间位置；所述压片孔14直径为4.5mm；所述限位挡块13为不锈钢方柱，方柱4.0mm×4.0mm，高9.0mm，下部固定在载物台8上，下部固定在载物台8上。

增设小规格测针15，尖端为平面，设直径0.7mm、1.0mm、1.5mm三种规格，适用于玉米、水果、蔬菜等不同硬度样品的测定。

玉米品种：成熟的鲜食玉米美玉甜001号；

采用测针15直径1.5mm测头7。

先用清水浸泡玉米粒24小时，剥下籽粒背面（没有胚一面）的果皮，将果皮盖在载物台针孔10上，卡上压片11，左手手指压紧压片11，右手下按手柄4，当测针15穿过果皮时即测得果皮硬度值。由此测得玉米成熟籽粒果皮硬度值为1.6-6.3N。

Claims (8)

1.一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，其特征是：所述适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪包括果皮硬度测定仪本体，果皮硬度测定仪本体下方设有测头和载物台，所述测头下方设有测针，所述测针直径为0.7mm、1.0mm、1.5mm中任一种，所述测针末端为平面；所述载物台表面设有含铬钝化层，所述载物台上、测针正下方设有上下贯通的针孔，载物台上设有压片，压片一侧设有松紧螺丝，所述松紧螺丝穿装压片和载物台，压片可绕松紧螺丝转动，松紧螺丝对面一侧设有压片限位挡块；所述压片设有压片孔，所述压片孔位于针孔上方，压片孔与针孔中心点重合，压片孔直径大于针孔直径；

所述适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪的使用方法包括胚乳较软的鲜食玉米果皮测定方法和胚乳较硬的鲜食玉米果皮测定方法，所述胚乳较软的鲜食玉米包括鲜食期的玉米胚乳硬度在0～0.83N范围内的玉米品种，所述胚乳较硬的鲜食玉米包括鲜食期的玉米胚乳硬度大于0.83N的玉米品种；

所述胚乳较软的鲜食玉米果皮测定方法包括以下步骤：

（1）切果皮

先将玉米粒切去有胚一面的果皮，允许带少量胚乳，测定时去掉果皮的一面朝上，有果皮的一面朝下放置；

（2）置于所述适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪上的载物台

旋转松紧螺丝，使压片抬起，旋转压片露出针孔，将样品覆盖于针孔上方，将压片转回至压片限位挡块位置，使压片孔和针孔中心孔重合，旋转松紧螺丝，将压片压紧样品，防止滑动，降低误差；

（3）测量

调整测头，在测针穿过果皮时便显示出读数，即鲜食玉米果皮硬度值；

所述胚乳较硬的鲜食玉米果皮测定方法，包括以下步骤：

（1）预备测定

为了避免胚乳和胚阻力造成的误差，先进行预备测定，先切去有胚一面的果皮，允许带少量胚乳，另一面朝下放在载物台针孔上，压片靠紧压片限位挡块，拧紧固定；使测针下扎时下降到距离载物台平面0.8-1.2 mm的位置，即测针穿过胚和胚乳但又不扎到果皮的高度；

（2）测量

将仪器中的数据清零，再穿过果皮，得到读数即为果皮硬度值。

2.根据权利要求1所述的一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，其特征是：所述针孔直径为3.0mm-4.0mm。

3.根据权利要求1所述的一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，其特征是：所述压片为长条形不锈钢片，两端为半圆形，宽10.0mm-15.0mm，厚1.5mm-2.0mm。

4.根据权利要求1所述的一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，其特征是：所述压片孔直径为5.0mm。

5.根据权利要求1所述的一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，其特征是：所述限位挡块为不锈钢圆柱或方柱，直径4.0mm，高10.0mm，下部固定在载物台上。

6.根据权利要求1所述的一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，其特征是：所述玉米胚乳硬度为0～0.83N的品种包括美玉甜001号，华珍8号，宝甜，新美彩珍，新美甜308，新美鲜甜，新美夏珍，华珍，上品超甜玉米，黄金雨。

7.根据权利要求1所述的一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，其特征是：所述玉米胚乳硬度大于0.83N的品种包括佳玉糯1号，新美香糯，美星糯1号，华美糯7号，广糯2号，银白玉糯，雪莲花，申糯2号，申糯3号，香甜糯1号。

8.根据权利要求1所述的一种适用于鲜食玉米的果皮硬度测定仪及使用方法，其特征是：所述玉米胚乳硬度为0～0.83N和大于0.83N兼具的品种包括一口三香，美玉3号，美玉7号，都市丽人，阿黑哥，鲜玉糯2号，鲜玉糯4号，改良脆甜糯6号，脆甜糯6号，脆甜糯5号。