3种红枣组织结构与质构及其相关性研究

陈 恺 周 彤 许铭强 付 冰 马 欣 李焕荣

(1. 新疆农业大学食品科学与药学学院，新疆 乌鲁木齐 830052;2. 新疆农业科学院农产品贮藏加工研究所，新疆 乌鲁木齐 830091)

枣(ZizyhpusjujubaMill.)是鼠李科(Rhamnaceae)枣属(Zizyhpus.)木本植物。截止2015年新疆已有枣树种植面积4.83×105hm2，年产2.5×106t，主要分布于南疆和哈密地区[1]。目前哈密地区主要的栽培品种为哈密大枣，南疆红枣主栽品种是骏枣和灰枣[2]，品种相对单一，由于新疆地理条件及地域的特殊性，新疆红枣的商品利用方面主要以制干为主，鲜食产业发展薄弱。

近年来，通过质构分析仪对食品品质的检测研究越来越多[3-5]，果实的感官指标如硬度、脆性、糯性、咀嚼性、汁液多少等性状与质地密切相关。鲜枣品种的质地时常以感官评价来评定，使用致密、疏松、酥脆、软、硬等词汇描述，缺乏真实可靠的科学评判标准[6]597，而对于水果质地的测试条件也没有相应统一的规范，采用不同的测试方法，试样的力学特性也会有差异[7]。新鲜枣的质构指标与营养指标[8]、矿质元素[9]等相关性研究较多，对于果实的质构特性多集中在使用物性分析仪的质地多面分析(Texture Profile Analysis，TPA)压缩模型[5,10-11]试验，需要对原料进行切分等预处理，破坏原料的整体结构，而对于新鲜红枣而言，由于食用方式为带皮食用，表皮穿刺硬度是衡量枣果品质的重要指标，整果穿刺法克服了传统检测方法需要切分，修整等预处理的缺点，丰富了果实质地评价的内容，使之更为客观准确[12]，因此整果穿刺试验适宜在新鲜红枣上应用。目前利用质构仪评价食品质地已应用到果品贮藏[13-14]、加工[15]、保鲜[16-17]以及货架期预测[18-19]等研究中。有关红枣组织结构研究主要集中在果实生长发育阶段的自然裂果[20]和采后贮藏性[21-23]等方面，多与矿质元素和枣品种相关联。组织结构和质构特性之间的相关性研究多集中在水产品[24-26]、焙烤制品[27]、肉制品[28-31]加工及贮藏中，对于果品中组织结构与质构特性之间的相关性研究尚未开展。

本试验拟采用整果穿刺法研究新疆红枣主栽品种的穿刺质地，通过对不同品种的红枣组织结构进行测定，对红枣质构指标和组织结构进行相关性分析并结合感官质地评价，探讨不同品种鲜枣的组织结构对其质构特性的影响，以丰富红枣果实品质评价的内容，并对红枣品质评定、产品进一步开发及利用具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材料

哈密大枣：含水量67.18%，采自新疆哈密地区火箭农场；

骏枣：含水量64.31%，采自和田地区墨玉县；

灰枣：含水量63.59%，采自阿克苏红旗坡农场。

采集的所有样品均为脆熟全红期，无机械损伤、无病虫害的鲜枣，样品采收后均用打孔塑料袋包装，装箱运回新疆农业大学实验室，放置 0 ℃冷库中，质构指标可立即进行整果测定。

1.2 仪器与设备

电热恒温鼓风干燥箱：DHG-9123A型，上海一恒科技有限公司；

循环水式多用真空泵：SHB-Ⅲ型，郑州长城科工贸有限公司；

数显恒温水浴锅：HH-S4型，金坛市医疗仪器厂；

照相机：Moticam2306型，麦克奥迪电气股份有限公司；

光学显微镜：Motic BA300型，麦克奥迪电气股份有限公司；

切片机：LEICA RM2265型，德国 LEICA公司；

型电子天平：PL204型，梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司；

物性测试仪：TA.XT PLUS型，英国Stable Micro Systems公司。

1.3 方法

1.3.1 组织结构测定 随机挑选3个品种的20颗枣果，取枣果中带果皮的中部果肉为试验材料，每组样品设3个平行，按照石蜡切片法[32-33]制备枣果实组织横切面，番红和固绿二重染色，中性树胶封片。显微镜观察，并用Motic Images Advanced 3.2软件系统分别对表皮厚度、表皮细胞、角质厚度、近表皮空腔、近表皮细胞、中部空腔和中部细胞进行测量。

1.3.2 质构指标的测定 3个栽培品种分别随机选取50个新鲜红枣，参照马庆华等[6]597的整果穿刺方法略有改动，每个枣果取最大横径处对称的2个点位测定。测定参数：测试模式为压缩模式；测前速度1.5 mm/s；测中速度1.00 mm/s；测后速度10 mm/s；位移3 (灰枣果型相对较小)，5 mm(哈密大枣和骏枣果型相对较大)；触发力5 g；探头P2。

按图1质地特征曲线得到不同品种枣果实的质地参数：表皮穿刺强度、果皮破裂距离、果皮韧性、果肉平均坚实度、果肉纤维指数和果肉起始强度，结果取平均值。

1号锚线是测试起点处；2号锚线是果皮穿刺最大力量峰值处；3号是果皮破裂后降到的第一个峰值，一般将该点作为进入果肉阶段的起点；4号是穿刺的最深处，该点后探头就回升，该点作为果肉阶段的终点。

图1 鲜枣穿刺图形Figure 1 Typical diagram of puncture test in texture analysis for fresh jujube

1.3.3 感官质地评价 选择10人组成的评定小组，对3个红枣品种的鲜枣果实从果皮硬度、果皮韧性、果肉坚实度、果肉汁液和果肉粗细等指标进行感官质地评价。

1.4 数据分析

将所选品种的13个与果实细胞和质构密切相关的指标，即角质厚度、表皮厚度、表皮细胞、近表皮空腔、近表皮细胞、中部空腔、中部细胞、表皮穿刺强度、果皮破裂距离、果皮韧性、果肉平均坚实度、果肉纤维指数、果肉起始强度分别用X1、X2、X3、X4、X5、X6、X7、X8、X9、X10、X11、X12、X13表示，采用SPSS 19.0软件对数据进行方差分析和相关性分析，当P<0.05时，表示差异显著；当P<0.01时，表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 不同品种枣组织结构比较

由图2和表1可知，各品种枣的角质厚度平均值在6.34～7.26 μm，以灰枣的角质厚度最小，哈密大枣的角质厚度最大，与韦玉龙等[34]对哈密大枣的角质厚度测定结果相一致，除哈密大枣外，骏枣和灰枣的角质厚度不存在显著差异。各品种枣的表皮厚度在28.48～60.27 μm，其中灰枣的表皮厚度较小为36.41 μm，与河南新郑市灰枣[35]和新疆生产建设兵团第二师34团灰枣[36]的测定结果不同，可能与当地的气候和土壤环境的差异有关，而骏枣和哈密大枣的表皮厚度较大，分别为52.70，51.30 μm，灰枣与骏枣、哈密大枣之间存在显著差异(P<0.05)，骏枣和哈密大枣的表皮厚度差异不显著。3个品种枣的表皮细胞大小顺序依次为哈密大枣(153.25 μm2)>骏枣(129.53 μm2)>灰枣(118.21 μm2)，各品种间无显著性差异。各品种枣近表皮空腔的均值为9 160.98～17 244.87 μm2，以骏枣近表皮空腔最大，灰枣的最小。近表皮细胞以哈密大枣最大，而灰枣较小，统计分析显示，除哈密大枣外，灰枣和骏枣的差异性不显著。相关研究[21]表明中果肉细胞显著地大于近表皮细胞，并且中果肉细

图2 不同品种鲜枣果实组织结构解剖图Figure 2 Anatomical structure of fresh jujube fruit in different kinds of jujube varieties

胞中存在比较大的空腔。3个品种枣的中部空腔和中部细胞均较大(中部空腔>25 450.86 μm2，中部细胞>1 436.44 μm2)，其中以骏枣最大，灰枣和哈密大枣相对较小，这与各品种枣的果型大小有关，一般生物学特性也证明骏枣的果型在这3个品种中最大，灰枣的最小。其中中部空腔除骏枣外，哈密大枣和灰枣差异性不显著，而中部细胞除灰枣外，骏枣和哈密大枣差异性不显著。

2.2 不同品种枣质构特性的比较

2.3 各品种枣组织结构和质构指标的相关性

由表3可知，骏枣的角质厚度和表皮厚度呈显著正相关。表皮厚度和近表皮细胞极显著负相关，和果肉平均坚实度呈显著正相关，和果肉纤维指数呈负相关。近表皮细胞与中部空腔、中部细胞均呈极显著正相关，即近表皮细胞越大，中部空腔和中部细胞越大。表皮穿刺强度与果皮破裂距离、果肉起始强度极显著正相关，说明表皮穿刺强度越大，果皮抵抗外力能力也越大即体现在果肉破裂距离和果肉起始强度指标上。果皮破裂距离与果皮韧性、果肉起始强度极显著正相关，但与果肉纤维指数呈显著负相关。说明果皮破裂距离越深，果皮的韧性就越大，果肉的起始强度也相应越大。果皮韧性和果肉纤维指数呈显著负相关。果肉平均坚实度和果肉起始强度呈显著正相关。说明果肉越致密即果肉平均坚实度越大，抗刺穿力越强，果肉起始强度也越大。

由表4可知，灰枣的表皮厚度与果肉纤维指数极显著正相关。表皮细胞和近表皮空腔呈极显著负相关，说明脆熟全红期的灰枣，表皮细胞仍处于完整状态，还未发生细胞自溶、变形及破裂，导致表皮细胞越大，近表皮空腔越小。近表皮细胞和中部细胞极显著负相关。中部空腔与果皮韧性极显著正相关，而与果肉平均坚实度呈显著正相关，说明中部空腔越大，果皮的韧性和果肉平均坚实度也相应增大。表皮穿刺强度与果皮破裂距离、果皮韧性、果肉起始强度均极显著正相关。果皮破裂距离与果皮韧性、果肉起始强度呈极显著正相关，与果肉纤维指数呈显著负相关。果肉平均坚实度和果肉起始强度极显著正相关。

由表5可知，哈密大枣的角质厚度与中部空腔、果皮韧性显著正相关。表皮厚度除与中部空腔呈极显著正相关外，与中部细胞极显著负相关，与果皮破裂距离、果皮韧性显著负相关，说明表皮越厚且中部空腔越大，果皮脆性就越大，即体现在果皮破裂距离和果皮韧性指标上。表皮细胞和近表皮空腔呈极显著负相关。近表皮空腔和果肉纤维指数呈显著正相关。近表皮细胞和中部空腔显著负相关。中部细胞和果肉起始强度显著负相关，即中部细胞越大，果肉抵抗穿刺能力越小，果肉起始强度越小。表皮穿刺强度与果皮破裂距离和果皮韧性均极显著正相关。果皮破裂距离与果皮韧性极显著正相关，但与果肉纤维指数极显著负相关。果皮韧性与果肉纤维指数极显著负相关，与果肉起始强度显著负相关。果肉平均坚实度和果肉起始强度极显著正相关。果肉纤维指数和果肉起始强度显著正相关。

表1 不同品种红枣组织结构方差分析†Table 1 Analysis of variance of different varieties of fresh jujube in microstructure

† 同列肩标不同字母表示有显著差异(P<0.05)。

表2 不同品种红枣质构指标方差分析†Table 2 Analysis of variance of different varieties of fresh jujube in texture

† 同列肩标不同字母表示有显著差异(P<0.05)；“/”表示无单位。

表3 骏枣组织结构和质构指标的相关性†Table 3 The correlation between the microstructure and texture of the Jun jujube

† **.在0.01水平(双侧)上极显著相关；*.在0.05水平(双侧)上显著相关。

表4 灰枣组织结构和质构指标的相关性†Table 4 The correlation between the microstructure and texture of the Hui jujube

† **.在0.01水平(双侧)上极显著相关；*.在0.05水平(双侧)上显著相关。

表5 哈密大枣组织结构和质构指标的相关性†Table 5 The correlation between the microstructure and texture of the Hami jujube

† **.在0.01水平(双侧)上极显著相关；*.在0.05水平(双侧)上显著相关。

2.4 不同品种鲜枣果实的感官质地评价

表6表明骏枣果实的质地评价最好，果皮硬度最小，果皮韧性适中，果肉酥脆多汁，而哈密大枣次之，可能是哈密大枣的表皮厚度相对较大而影响了质地品质，灰枣果型相对骏枣和哈密大枣属小果型，果肉坚实度较致密，和吴玉蓉等[37]研究灰枣的制干率最大相呼应，且果皮硬度较大，导致鲜枣的质地评价得分相对较低。因此，3个品种红枣组织结构和质构特性与感官质地评价结果基本一致。

表6 不同品种鲜枣果实的感官质地评价Table 6 Sensory-texture evaluation of fruit quality of jujube cultivars

3 结论

灰枣的角质厚度、表皮厚度、表皮细胞、近表皮空腔、近表皮细胞、中部细胞均比骏枣和哈密大枣小，而表皮穿刺强度、果皮韧性、果肉坚实度、果肉纤维指数和果肉起始强度均最大。骏枣、灰枣和哈密大枣的组织结构与质构指标之间的相关性存在一定差异，而表皮穿刺强度与果皮破裂距离、果皮韧性，果肉平均坚实度与果肉起始强度均呈现极显著正相关。组织结构和质构特性与感官质地评价结果基本一致。后续将对枣果不同部位的理化成分进行测定和分析，结合枣果组织结构的差异，进一步明确理化成分的形态和含量对质构特性的影响，为枣果资源的开发和综合利用提供理论基础。