莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)分析

李 敏，譚 索，蔣 英，況豪杰

（長江師范學(xué)院 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)與生物工程學(xué)院，重慶 408000）

莖瘤芥（Brassica juncea var.tumida Tsen et Lee）屬十字花科芥屬芥菜種的一個變種[1-4]，其瘤莖膨大呈凹凸突起，是加工制作榨菜的原料作物[5-7]。

涪陵榨菜是世界三大腌菜之一，與德國的甜酸甘藍(lán)、歐洲酸黃瓜齊名[8-10]。質(zhì)地嫩脆是涪陵榨菜重要的質(zhì)構(gòu)品質(zhì)。涪陵榨菜質(zhì)構(gòu)形成受其原料的質(zhì)構(gòu)和加工工藝等因素的影響。李敏[11]的研究表明，榨菜腌制后，鹽水進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部，細(xì)胞膨壓得以恢復(fù)，榨菜脆度提高。吳祖芳等[12]的研究表明，在低鹽腌制條件下蔬菜脆度下降。蘇揚(yáng)等[13]的研究表明一次性腌制工藝結(jié)合微生物技術(shù)、酶解技術(shù)和保脆技術(shù)，利用海藻酸鈉和氯化鈣作為復(fù)合保脆劑、用中性蛋白酶和木瓜蛋白酶對榨菜進(jìn)行酶解，能有效地提高了榨菜的品質(zhì)。

當(dāng)前，主要集中在研究榨菜的加工工藝對榨菜品質(zhì)影響，而探討榨菜原料對榨菜品質(zhì)影響的研究鮮見。因此，本試驗(yàn)研究涪陵榨菜及其原料—莖瘤芥瘤莖的質(zhì)構(gòu)，一方面可以為研究涪陵榨菜質(zhì)構(gòu)的形成提供理論依據(jù)，另一方面也為研究莖瘤芥瘤莖的質(zhì)構(gòu)提供參考，以期為改善榨菜質(zhì)構(gòu)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

莖瘤芥瘤莖：采于涪陵區(qū)李渡鎮(zhèn)雙桂村4社；榨菜：重慶市涪陵榨菜集團(tuán)股份有限公司白鶴梁生產(chǎn)基地。

1.2 儀器與設(shè)備

TMS-TRO專業(yè)研究級物性分析儀（2 mm圓柱型金屬探頭）：美國FTC公司；10 mm間距的雙刀，直徑為16.8 mm的不銹鋼圓管打孔器：本實(shí)驗(yàn)室自制。

1.3 方法

1.3.1 采樣方法

按NY/T2103—2011《蔬菜抽樣技術(shù)規(guī)范》[14]，采60個莖瘤芥瘤莖樣品；參照國家食品安全監(jiān)督抽檢實(shí)施細(xì)則（2018年版）蔬菜制品抽樣細(xì)則抽樣，同一個腌制池4個不同部位采取同等數(shù)量的榨菜共32個。

1.3.2 樣品處理

60個莖瘤芥瘤莖樣品隨機(jī)分為2組，每組30個樣品。一組垂直于中軸均分為頭、中、尾三部分，然后分別在頭、中、尾的髓心用不銹鋼圓管打孔器取三個圓柱體，用雙刀切成10 mm高的圓柱體；另一組平行于中軸切分為皮層和芯兩部分（分別占總體的1/3和2/3），然后分別在皮層和芯兩部分中心用不銹鋼圓管打孔器取三個圓柱體，用雙刀切成10 mm高的圓柱體。

榨菜樣品垂直于中軸中部用不銹鋼圓管打孔器取三個圓柱體，用雙刀切成10 mm高的圓柱體。

1.3.3 質(zhì)構(gòu)分析

莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)分析采用TMS-TRO專業(yè)研究級物性分析儀質(zhì)構(gòu)分析（texture profile analysis，TPA）（全質(zhì)構(gòu)測試兩次擠壓）進(jìn)行測定[15-18]，測定參數(shù)：采用2 mm圓柱形探頭，測試速度為70 mm/min，探頭回升至樣品表面上面的高度為15 mm，形變百分量為55%，最小起始力1.5 N。每次測試時，將已處理的莖瘤芥（直徑16.8 mm，高10 mm圓柱體）放在測試平臺中心位置上，下壓，測定其硬度、脆度、彈性、內(nèi)聚性、咀嚼性、粘結(jié)性[19]。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理與分析

采用DPS軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析[20-21]。

2 結(jié)果與分析

2.1 莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)分析

2.1.1 莖瘤芥瘤莖頭、中、尾部質(zhì)構(gòu)分析

表1 莖瘤芥瘤莖頭、中、尾部質(zhì)構(gòu)分析Table 1 Texture analysis of the head,middle and tail of tumorous stem in tumorous stem mustard

從表1可以看出，莖瘤芥瘤莖的脆度平均值最大為尾部（5.59 N），中部最?。?.25 N），三個部位平均值差別不大；從各個樣品脆度值的離散性分析，頭部極差最大（3.53 N），尾部最?。?.79 N），三個部位脆度值變異系數(shù)都較小，頭部（0.12）大于中部（0.08）和尾部（0.08），說明各個測量值的離散程度小，中部和尾部脆度測量值的離散程度小于頭部。

莖瘤芥瘤莖的硬度平均值最大為尾部（5.86 N），中部最小（5.49N），三個部位平均值差別不大；從各個樣品硬度值的離散性分析，頭部極差最大（3.58 N），尾部最?。?.94 N），三個部位硬度值變異系數(shù)都小，頭部（0.14）大于中部（0.09）和尾部（0.09），說明各個測量值的離散程度小，中部和尾部硬度測量值的離散程度小于頭部。

莖瘤芥瘤莖頭中尾部的彈性平均值相差不大；從各個樣品彈性值的離散性分析，尾部極差最大（0.35 mm），中部最小（0.11 mm），三個部位彈性值變異系數(shù)都小，尾部最大（0.25），中部最?。?.12），說明各個測量值的離散程度小，中部彈性測量值的離散程度最小。

莖瘤芥瘤莖頭中尾部的內(nèi)聚性平均值最大為尾部（0.06），中部（0.05）、頭部（0.05）相同，三個部位平均值差別不大；從各個樣品內(nèi)聚性值的離散性分析，頭中尾部極差相等（0.05），三個部位內(nèi)聚性值變異系數(shù)都小，頭部（0.23）和中部（0.23）大于尾部（0.22），說明各個測量值的離散程度小，尾部內(nèi)聚性測量值的離散程度最小。

莖瘤芥瘤莖頭中尾部的咀嚼性平均值最大為尾部（0.11J），頭部最小（0.07J），三個部位平均值差別不大；從各個樣品咀嚼性值的離散性分析，中部極差最?。?.08），三個部位咀嚼性值變異系數(shù)都小，尾部最大（0.61），中部最?。?.29），說明各個測量值的離散程度小，中部咀嚼性測量值的離散程度最小。

莖瘤芥瘤莖頭中尾部的粘結(jié)性平均值差別不大；從各個樣品粘結(jié)性值的離散性分析，中部極差最?。?.22），三個部位粘結(jié)性值變異系數(shù)都小，尾部最大（0.25），中部最?。?.19），說明各個測量值的離散程度小，中部粘結(jié)性測量值的離散程度最小。

2.1.2 莖瘤芥瘤莖皮芯部質(zhì)構(gòu)分析

表2 莖瘤芥瘤莖皮、芯部質(zhì)構(gòu)分析Table 2 Texture analysis of the cortex and core of tumorous stem in tumorous stem mustard

莖瘤芥瘤莖皮芯部的脆度平均值芯部（5.91 N）大于皮層（5.17 N）；從各個樣品脆度值的離散性分析，芯部極差（2.69）大于皮層（2.19），兩個部位脆度值變異系數(shù)都小，說明兩個部位脆度測量值的離散程度都小。

莖瘤芥瘤莖皮芯部的硬度平均值芯部（6.22 N）大于皮層（5.43 N）；從各個樣品硬度值的離散性分析，皮層極差（6.28）大于芯部（6.12），兩個部位硬度值變異系數(shù)都小，說明兩個部位硬度測量值的離散程度都小。

莖瘤芥瘤莖皮芯部的彈性平均值芯部（0.33 mm）大于皮層（0.28 mm）；從各個樣品彈性值的離散性分析，兩個部位極差值差別不大，兩個部位彈性值變異系數(shù)都小，說明兩個部位彈性測量值的離散程度都小。

莖瘤芥瘤莖皮芯部的內(nèi)聚性平均值相等（0.06）；從各個樣品內(nèi)聚值的離散性分析，兩個部位極差值芯部（0.07）大于皮層（0.04），兩個部位內(nèi)聚值變異系數(shù)都小，說明兩個部位彈性測量值的離散程度都小。

莖瘤芥瘤莖皮芯部的咀嚼性平均值相差不大；從各個樣品咀嚼性值的離散性分析，兩個部位極差值芯部（0.23）大于皮層（0.20），兩個部位咀嚼性值變異系數(shù)都小，說明兩個部位咀嚼性測量值的離散程度都小。

莖瘤芥瘤莖皮芯部的粘結(jié)性平均值芯部（0.40N）大于皮層（0.35 N）；從各個樣品咀粘結(jié)性值的離散性分析，兩個部位極差值芯部（0.32）大于皮層（0.29），兩個部位粘結(jié)性值變異系數(shù)都小，說明兩個部位粘結(jié)性測量值的離散程度都小。

2.2 莖瘤芥瘤莖各部位質(zhì)構(gòu)顯著性差異分析

2.2.1 莖瘤芥瘤莖頭、中、尾質(zhì)構(gòu)顯著性差異分析

表3 莖瘤芥瘤莖頭、中、尾部質(zhì)構(gòu)顯著性差異分析Table 3 Significance difference analysis of the head,middle and tail texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

從表3可以看出，頭部與中部質(zhì)構(gòu)的各個指標(biāo)值的測量值表現(xiàn)為脆度、硬度和內(nèi)聚性呈顯著性差異，而其他幾個指標(biāo)表現(xiàn)為無顯著差異性。頭部與尾部各個指標(biāo)測量值表現(xiàn)為脆度和硬度無顯著性差異，彈性和咀嚼性表現(xiàn)為極顯著性差異，內(nèi)聚性和粘結(jié)性表現(xiàn)為很高的顯著性差異。中部與尾部質(zhì)構(gòu)的各個指標(biāo)值的測量值表現(xiàn)為脆度、硬度和咀嚼性極顯著性差異，內(nèi)聚性和粘結(jié)性表現(xiàn)為很高的顯著性差異，彈性表現(xiàn)為顯著性差異。從以上分析中部與尾部的質(zhì)構(gòu)各個指標(biāo)差異較明顯，可能與尾部分生組織多，嫩度較高有關(guān)。

2.2.2 莖瘤芥瘤莖皮、芯質(zhì)構(gòu)顯著性差異分析

表4 莖瘤芥瘤莖皮、芯部質(zhì)構(gòu)顯著性差異分析Table 4 Significance difference analysis of the cortex and core texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

從表4可以看出，皮層與芯部質(zhì)構(gòu)的各個指標(biāo)值的測量值表現(xiàn)為內(nèi)聚性無顯著性差異，粘結(jié)性、其他指標(biāo)均表現(xiàn)為很高的顯著性差異，說明皮層和芯部在質(zhì)構(gòu)差異較大，主要是二者的結(jié)構(gòu)差異較大，皮層主要包括表皮細(xì)胞、木質(zhì)部和韌皮部，細(xì)胞小排列更緊密，而芯部主要是髓芯部分，細(xì)胞較大，排列疏松。（注：本文的皮層與芯的分類是為了質(zhì)構(gòu)分析的需要進(jìn)行分類，與植物學(xué)莖的結(jié)構(gòu)分類不一致，沒有嚴(yán)格按照植物學(xué)的莖結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類。）

2.3 莖瘤芥瘤莖各部位質(zhì)構(gòu)相關(guān)性分析

表5 莖瘤芥瘤莖頭部質(zhì)構(gòu)相關(guān)性分析Table 5 Correlation analysis of the head texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

從表5可以看出，脆度與硬度有很高的相關(guān)性，這兩個指標(biāo)與其他指標(biāo)的相關(guān)性不高，咀嚼性與粘結(jié)性和彈性，表現(xiàn)為很高的相關(guān)性，內(nèi)聚性與粘結(jié)性之間有較高的相關(guān)性，內(nèi)聚性與脆度和硬度的相關(guān)性最低。相關(guān)性高低表現(xiàn)為脆度-硬度＞咀嚼性-粘結(jié)性＞咀嚼性-彈性＞內(nèi)聚性-粘結(jié)性＞粘結(jié)性-彈性＞內(nèi)聚性-咀嚼性＞咀嚼性-硬度、咀嚼性-脆度＞彈性-硬度＞彈性-脆度＞脆度-粘結(jié)性＞硬度-粘結(jié)性＞彈性-內(nèi)聚性＞內(nèi)聚性-硬度、脆度。

表6 莖瘤芥瘤莖中部質(zhì)構(gòu)相關(guān)性分析Table 6 Correlation analysis of the middle texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

從表6可以看出，脆度與硬度有很高的相關(guān)性，這兩個指標(biāo)與其他指標(biāo)幾乎無相關(guān)性；咀嚼性與粘結(jié)性和彈性之間表現(xiàn)為很高的相關(guān)性，內(nèi)聚性與粘結(jié)性和咀嚼性之間有很高的相關(guān)性，粘結(jié)性與硬度的相關(guān)性最低。相關(guān)性高低表現(xiàn)為咀嚼性-粘結(jié)性＞脆度-硬度＞粘結(jié)性-內(nèi)聚性＞咀嚼性-彈性＞內(nèi)聚性-咀嚼性＞粘結(jié)性-彈性，其他指標(biāo)間的相關(guān)性值較小。

表7 莖瘤芥瘤莖尾部質(zhì)構(gòu)相關(guān)性分析Table 7 Correlation analysis of the tail texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

從表7可以看出，脆度與硬度有很高的相關(guān)性，這兩個指標(biāo)與其他指標(biāo)的相關(guān)性低；咀嚼性與粘結(jié)性和彈性，表現(xiàn)為很高的相關(guān)性，內(nèi)聚性與粘結(jié)性之間有很高的相關(guān)性，內(nèi)聚性與硬度的相關(guān)性最低。相關(guān)性高低表現(xiàn)為咀嚼性-粘結(jié)性、脆度-硬度＞咀嚼性-彈性＞粘結(jié)性-內(nèi)聚性＞粘結(jié)性-彈性＞內(nèi)聚性-咀嚼性，其他指標(biāo)間的相關(guān)性值較小。

表8 莖瘤芥瘤莖皮層部質(zhì)構(gòu)相關(guān)性分析Table 8 Correlation analysis of the cortex texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

從表8可以看出，咀嚼性與粘結(jié)性和彈性，內(nèi)聚性與粘結(jié)性之間有較高的相關(guān)性，內(nèi)聚性與脆度的相關(guān)性最低，脆度與硬度的相關(guān)性一般。相關(guān)性高低表現(xiàn)為咀嚼性-粘結(jié)性＞咀嚼性-彈性＞粘結(jié)性-內(nèi)聚性＞脆度-彈性＞彈性-粘結(jié)性＞脆度-硬度、咀嚼性-脆度，其他指標(biāo)間的相關(guān)性值較小。

表9 莖瘤芥瘤莖芯部質(zhì)構(gòu)相關(guān)性分析Table 9 Correlation analysis of the core texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

從表9可以看出，咀嚼性與粘結(jié)性和彈性，內(nèi)聚性與粘結(jié)性之間有較高的相關(guān)性，內(nèi)聚性與脆度和硬度的相關(guān)性最低，脆度與硬度的相關(guān)性一般。相關(guān)性高低表現(xiàn)為咀嚼性-粘結(jié)性＞咀嚼性-彈性＞粘結(jié)性-內(nèi)聚性＞脆度-硬度＞內(nèi)聚-咀嚼性＞彈性-粘結(jié)性＞，其他指標(biāo)間的相關(guān)性值較小。

從以上的分析可以發(fā)現(xiàn)：①莖瘤芥瘤莖各個部位無論取樣方式是否一致，莖瘤芥瘤莖咀嚼性-粘結(jié)性，咀嚼性-彈性相關(guān)性較高；②莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)各個指標(biāo)的相關(guān)性的規(guī)律性與取樣方式有關(guān)?？v向取芯部的三個部位（頭、中、尾），莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)各個指標(biāo)相關(guān)性較高的前三位為咀嚼性-粘結(jié)性、脆度-硬度、咀嚼性-彈性；橫向取樣（皮層、芯部）莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)各個指標(biāo)相關(guān)性較高的前三位為咀嚼性-粘結(jié)性、咀嚼性-彈性、粘結(jié)性-內(nèi)聚性。③芯部硬度與脆度的相關(guān)性較高，而皮層硬度與脆度的相關(guān)性較低。

2.4 莖瘤芥瘤莖與榨菜質(zhì)構(gòu)比較

表10 莖瘤芥瘤莖與榨菜質(zhì)構(gòu)比較Table 10 Texture comparison of tumorous stem in tumorous stem mustard and tumorous stem mustard

從表10可以看出，榨菜的脆度值相較于莖瘤芥瘤莖有所下降，而榨菜的硬度值、彈性值、內(nèi)聚性值、咀嚼性值以及粘結(jié)性值相較于莖瘤芥瘤莖皆有增加，其中，榨菜的硬度值相對于莖瘤芥瘤莖的硬度值有大幅度的增加。

3 結(jié)論

莖瘤芥瘤莖頭部與中部彈性、咀嚼性和粘結(jié)性，頭部與尾部度硬度和脆度表現(xiàn)為無顯著性差異；皮層與芯部的內(nèi)聚性無顯著性差異；其他都表現(xiàn)為不同程度顯著性差異；各個部位質(zhì)構(gòu)指標(biāo)分析數(shù)據(jù)離散程度小。

莖瘤芥瘤莖各個部位咀嚼性-粘結(jié)性、咀嚼性-彈性相關(guān)性較高；莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)各個指標(biāo)的相關(guān)性的規(guī)律性與取樣方式有關(guān)，縱向取芯部的三個部位（頭、中、尾），莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)各個指標(biāo)相關(guān)性較高的前三位為咀嚼性-粘結(jié)性、脆度-硬度、咀嚼性-彈性；橫向取樣（皮層、芯部）莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)各個指標(biāo)相關(guān)性較高的前三位為咀嚼性-粘結(jié)性、咀嚼性-彈性、粘結(jié)性-內(nèi)聚性。芯部硬度與脆度的相關(guān)性較高，而皮層硬度與脆度的相關(guān)性較低。

榨菜的脆度值較莖瘤芥瘤莖減小，而榨菜的硬度值、彈性值、內(nèi)聚性值、咀嚼性值和粘結(jié)性值較莖瘤芥瘤莖增大。腌制后的榨菜相較于莖瘤芥瘤莖質(zhì)構(gòu)各項(xiàng)指標(biāo)均有所變化。