茎瘤芥瘤茎质构分析

李 敏，谭 索，蒋 英，况豪杰

（长江师范学院 现代农业与生物工程学院，重庆 408000）

茎瘤芥（Brassica juncea var.tumida Tsen et Lee）属十字花科芥属芥菜种的一个变种[1-4]，其瘤茎膨大呈凹凸突起，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，与德国的甜酸甘蓝、欧洲酸黄瓜齐名[8-10]。质地嫩脆是涪陵榨菜重要的质构品质。涪陵榨菜质构形成受其原料的质构和加工工艺等因素的影响。李敏[11]的研究表明，榨菜腌制后，盐水进入细胞内部，细胞膨压得以恢复，榨菜脆度提高。吴祖芳等[12]的研究表明，在低盐腌制条件下蔬菜脆度下降。苏扬等[13]的研究表明一次性腌制工艺结合微生物技术、酶解技术和保脆技术，利用海藻酸钠和氯化钙作为复合保脆剂、用中性蛋白酶和木瓜蛋白酶对榨菜进行酶解，能有效地提高了榨菜的品质。

当前，主要集中在研究榨菜的加工工艺对榨菜品质影响，而探讨榨菜原料对榨菜品质影响的研究鲜见。因此，本试验研究涪陵榨菜及其原料—茎瘤芥瘤茎的质构，一方面可以为研究涪陵榨菜质构的形成提供理论依据，另一方面也为研究茎瘤芥瘤茎的质构提供参考，以期为改善榨菜质构提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

茎瘤芥瘤茎：采于涪陵区李渡镇双桂村4社；榨菜：重庆市涪陵榨菜集团股份有限公司白鹤梁生产基地。

1.2 仪器与设备

TMS-TRO专业研究级物性分析仪（2 mm圆柱型金属探头）：美国FTC公司；10 mm间距的双刀，直径为16.8 mm的不锈钢圆管打孔器：本实验室自制。

1.3 方法

1.3.1 采样方法

按NY/T2103—2011《蔬菜抽样技术规范》[14]，采60个茎瘤芥瘤茎样品；参照国家食品安全监督抽检实施细则（2018年版）蔬菜制品抽样细则抽样，同一个腌制池4个不同部位采取同等数量的榨菜共32个。

1.3.2 样品处理

60个茎瘤芥瘤茎样品随机分为2组，每组30个样品。一组垂直于中轴均分为头、中、尾三部分，然后分别在头、中、尾的髓心用不锈钢圆管打孔器取三个圆柱体，用双刀切成10 mm高的圆柱体；另一组平行于中轴切分为皮层和芯两部分（分别占总体的1/3和2/3），然后分别在皮层和芯两部分中心用不锈钢圆管打孔器取三个圆柱体，用双刀切成10 mm高的圆柱体。

榨菜样品垂直于中轴中部用不锈钢圆管打孔器取三个圆柱体，用双刀切成10 mm高的圆柱体。

1.3.3 质构分析

茎瘤芥瘤茎质构分析采用TMS-TRO专业研究级物性分析仪质构分析（texture profile analysis，TPA）（全质构测试两次挤压）进行测定[15-18]，测定参数：采用2 mm圆柱形探头，测试速度为70 mm/min，探头回升至样品表面上面的高度为15 mm，形变百分量为55%，最小起始力1.5 N。每次测试时，将已处理的茎瘤芥（直径16.8 mm，高10 mm圆柱体）放在测试平台中心位置上，下压，测定其硬度、脆度、弹性、内聚性、咀嚼性、粘结性[19]。

1.3.4 数据处理与分析

采用DPS软件进行数据处理和分析[20-21]。

2 结果与分析

2.1 茎瘤芥瘤茎质构分析

2.1.1 茎瘤芥瘤茎头、中、尾部质构分析

表1 茎瘤芥瘤茎头、中、尾部质构分析Table 1 Texture analysis of the head,middle and tail of tumorous stem in tumorous stem mustard

从表1可以看出，茎瘤芥瘤茎的脆度平均值最大为尾部（5.59 N），中部最小（5.25 N），三个部位平均值差别不大；从各个样品脆度值的离散性分析，头部极差最大（3.53 N），尾部最小（1.79 N），三个部位脆度值变异系数都较小，头部（0.12）大于中部（0.08）和尾部（0.08），说明各个测量值的离散程度小，中部和尾部脆度测量值的离散程度小于头部。

茎瘤芥瘤茎的硬度平均值最大为尾部（5.86 N），中部最小（5.49N），三个部位平均值差别不大；从各个样品硬度值的离散性分析，头部极差最大（3.58 N），尾部最小（1.94 N），三个部位硬度值变异系数都小，头部（0.14）大于中部（0.09）和尾部（0.09），说明各个测量值的离散程度小，中部和尾部硬度测量值的离散程度小于头部。

茎瘤芥瘤茎头中尾部的弹性平均值相差不大；从各个样品弹性值的离散性分析，尾部极差最大（0.35 mm），中部最小（0.11 mm），三个部位弹性值变异系数都小，尾部最大（0.25），中部最小（0.12），说明各个测量值的离散程度小，中部弹性测量值的离散程度最小。

茎瘤芥瘤茎头中尾部的内聚性平均值最大为尾部（0.06），中部（0.05）、头部（0.05）相同，三个部位平均值差别不大；从各个样品内聚性值的离散性分析，头中尾部极差相等（0.05），三个部位内聚性值变异系数都小，头部（0.23）和中部（0.23）大于尾部（0.22），说明各个测量值的离散程度小，尾部内聚性测量值的离散程度最小。

茎瘤芥瘤茎头中尾部的咀嚼性平均值最大为尾部（0.11J），头部最小（0.07J），三个部位平均值差别不大；从各个样品咀嚼性值的离散性分析，中部极差最小（0.08），三个部位咀嚼性值变异系数都小，尾部最大（0.61），中部最小（0.29），说明各个测量值的离散程度小，中部咀嚼性测量值的离散程度最小。

茎瘤芥瘤茎头中尾部的粘结性平均值差别不大；从各个样品粘结性值的离散性分析，中部极差最小（0.22），三个部位粘结性值变异系数都小，尾部最大（0.25），中部最小（0.19），说明各个测量值的离散程度小，中部粘结性测量值的离散程度最小。

2.1.2 茎瘤芥瘤茎皮芯部质构分析

表2 茎瘤芥瘤茎皮、芯部质构分析Table 2 Texture analysis of the cortex and core of tumorous stem in tumorous stem mustard

茎瘤芥瘤茎皮芯部的脆度平均值芯部（5.91 N）大于皮层（5.17 N）；从各个样品脆度值的离散性分析，芯部极差（2.69）大于皮层（2.19），两个部位脆度值变异系数都小，说明两个部位脆度测量值的离散程度都小。

茎瘤芥瘤茎皮芯部的硬度平均值芯部（6.22 N）大于皮层（5.43 N）；从各个样品硬度值的离散性分析，皮层极差（6.28）大于芯部（6.12），两个部位硬度值变异系数都小，说明两个部位硬度测量值的离散程度都小。

茎瘤芥瘤茎皮芯部的弹性平均值芯部（0.33 mm）大于皮层（0.28 mm）；从各个样品弹性值的离散性分析，两个部位极差值差别不大，两个部位弹性值变异系数都小，说明两个部位弹性测量值的离散程度都小。

茎瘤芥瘤茎皮芯部的内聚性平均值相等（0.06）；从各个样品内聚值的离散性分析，两个部位极差值芯部（0.07）大于皮层（0.04），两个部位内聚值变异系数都小，说明两个部位弹性测量值的离散程度都小。

茎瘤芥瘤茎皮芯部的咀嚼性平均值相差不大；从各个样品咀嚼性值的离散性分析，两个部位极差值芯部（0.23）大于皮层（0.20），两个部位咀嚼性值变异系数都小，说明两个部位咀嚼性测量值的离散程度都小。

茎瘤芥瘤茎皮芯部的粘结性平均值芯部（0.40N）大于皮层（0.35 N）；从各个样品咀粘结性值的离散性分析，两个部位极差值芯部（0.32）大于皮层（0.29），两个部位粘结性值变异系数都小，说明两个部位粘结性测量值的离散程度都小。

2.2 茎瘤芥瘤茎各部位质构显著性差异分析

2.2.1 茎瘤芥瘤茎头、中、尾质构显著性差异分析

表3 茎瘤芥瘤茎头、中、尾部质构显著性差异分析Table 3 Significance difference analysis of the head,middle and tail texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

从表3可以看出，头部与中部质构的各个指标值的测量值表现为脆度、硬度和内聚性呈显著性差异，而其他几个指标表现为无显著差异性。头部与尾部各个指标测量值表现为脆度和硬度无显著性差异，弹性和咀嚼性表现为极显著性差异，内聚性和粘结性表现为很高的显著性差异。中部与尾部质构的各个指标值的测量值表现为脆度、硬度和咀嚼性极显著性差异，内聚性和粘结性表现为很高的显著性差异，弹性表现为显著性差异。从以上分析中部与尾部的质构各个指标差异较明显，可能与尾部分生组织多，嫩度较高有关。

2.2.2 茎瘤芥瘤茎皮、芯质构显著性差异分析

表4 茎瘤芥瘤茎皮、芯部质构显著性差异分析Table 4 Significance difference analysis of the cortex and core texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

从表4可以看出，皮层与芯部质构的各个指标值的测量值表现为内聚性无显著性差异，粘结性、其他指标均表现为很高的显著性差异，说明皮层和芯部在质构差异较大，主要是二者的结构差异较大，皮层主要包括表皮细胞、木质部和韧皮部，细胞小排列更紧密，而芯部主要是髓芯部分，细胞较大，排列疏松。（注：本文的皮层与芯的分类是为了质构分析的需要进行分类，与植物学茎的结构分类不一致，没有严格按照植物学的茎结构进行分类。）

2.3 茎瘤芥瘤茎各部位质构相关性分析

表5 茎瘤芥瘤茎头部质构相关性分析Table 5 Correlation analysis of the head texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

从表5可以看出，脆度与硬度有很高的相关性，这两个指标与其他指标的相关性不高，咀嚼性与粘结性和弹性，表现为很高的相关性，内聚性与粘结性之间有较高的相关性，内聚性与脆度和硬度的相关性最低。相关性高低表现为脆度-硬度＞咀嚼性-粘结性＞咀嚼性-弹性＞内聚性-粘结性＞粘结性-弹性＞内聚性-咀嚼性＞咀嚼性-硬度、咀嚼性-脆度＞弹性-硬度＞弹性-脆度＞脆度-粘结性＞硬度-粘结性＞弹性-内聚性＞内聚性-硬度、脆度。

表6 茎瘤芥瘤茎中部质构相关性分析Table 6 Correlation analysis of the middle texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

从表6可以看出，脆度与硬度有很高的相关性，这两个指标与其他指标几乎无相关性；咀嚼性与粘结性和弹性之间表现为很高的相关性，内聚性与粘结性和咀嚼性之间有很高的相关性，粘结性与硬度的相关性最低。相关性高低表现为咀嚼性-粘结性＞脆度-硬度＞粘结性-内聚性＞咀嚼性-弹性＞内聚性-咀嚼性＞粘结性-弹性，其他指标间的相关性值较小。

表7 茎瘤芥瘤茎尾部质构相关性分析Table 7 Correlation analysis of the tail texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

从表7可以看出，脆度与硬度有很高的相关性，这两个指标与其他指标的相关性低；咀嚼性与粘结性和弹性，表现为很高的相关性，内聚性与粘结性之间有很高的相关性，内聚性与硬度的相关性最低。相关性高低表现为咀嚼性-粘结性、脆度-硬度＞咀嚼性-弹性＞粘结性-内聚性＞粘结性-弹性＞内聚性-咀嚼性，其他指标间的相关性值较小。

表8 茎瘤芥瘤茎皮层部质构相关性分析Table 8 Correlation analysis of the cortex texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

从表8可以看出，咀嚼性与粘结性和弹性，内聚性与粘结性之间有较高的相关性，内聚性与脆度的相关性最低，脆度与硬度的相关性一般。相关性高低表现为咀嚼性-粘结性＞咀嚼性-弹性＞粘结性-内聚性＞脆度-弹性＞弹性-粘结性＞脆度-硬度、咀嚼性-脆度，其他指标间的相关性值较小。

表9 茎瘤芥瘤茎芯部质构相关性分析Table 9 Correlation analysis of the core texture of tumorous stem in tumorous stem mustard

从表9可以看出，咀嚼性与粘结性和弹性，内聚性与粘结性之间有较高的相关性，内聚性与脆度和硬度的相关性最低，脆度与硬度的相关性一般。相关性高低表现为咀嚼性-粘结性＞咀嚼性-弹性＞粘结性-内聚性＞脆度-硬度＞内聚-咀嚼性＞弹性-粘结性＞，其他指标间的相关性值较小。

从以上的分析可以发现：①茎瘤芥瘤茎各个部位无论取样方式是否一致，茎瘤芥瘤茎咀嚼性-粘结性，咀嚼性-弹性相关性较高；②茎瘤芥瘤茎质构各个指标的相关性的规律性与取样方式有关。纵向取芯部的三个部位（头、中、尾），茎瘤芥瘤茎质构各个指标相关性较高的前三位为咀嚼性-粘结性、脆度-硬度、咀嚼性-弹性；横向取样（皮层、芯部）茎瘤芥瘤茎质构各个指标相关性较高的前三位为咀嚼性-粘结性、咀嚼性-弹性、粘结性-内聚性。③芯部硬度与脆度的相关性较高，而皮层硬度与脆度的相关性较低。

2.4 茎瘤芥瘤茎与榨菜质构比较

表10 茎瘤芥瘤茎与榨菜质构比较Table 10 Texture comparison of tumorous stem in tumorous stem mustard and tumorous stem mustard

从表10可以看出，榨菜的脆度值相较于茎瘤芥瘤茎有所下降，而榨菜的硬度值、弹性值、内聚性值、咀嚼性值以及粘结性值相较于茎瘤芥瘤茎皆有增加，其中，榨菜的硬度值相对于茎瘤芥瘤茎的硬度值有大幅度的增加。

3 结论

茎瘤芥瘤茎头部与中部弹性、咀嚼性和粘结性，头部与尾部度硬度和脆度表现为无显著性差异；皮层与芯部的内聚性无显著性差异；其他都表现为不同程度显著性差异；各个部位质构指标分析数据离散程度小。

茎瘤芥瘤茎各个部位咀嚼性-粘结性、咀嚼性-弹性相关性较高；茎瘤芥瘤茎质构各个指标的相关性的规律性与取样方式有关，纵向取芯部的三个部位（头、中、尾），茎瘤芥瘤茎质构各个指标相关性较高的前三位为咀嚼性-粘结性、脆度-硬度、咀嚼性-弹性；横向取样（皮层、芯部）茎瘤芥瘤茎质构各个指标相关性较高的前三位为咀嚼性-粘结性、咀嚼性-弹性、粘结性-内聚性。芯部硬度与脆度的相关性较高，而皮层硬度与脆度的相关性较低。

榨菜的脆度值较茎瘤芥瘤茎减小，而榨菜的硬度值、弹性值、内聚性值、咀嚼性值和粘结性值较茎瘤芥瘤茎增大。腌制后的榨菜相较于茎瘤芥瘤茎质构各项指标均有所变化。