保脆剂对腌制大头菜质构特性的影响研究

尹爽，王修俊*，田多，刘佳慧，王纪辉

（1.贵州大学贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州贵阳550025；2.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳550025）

保脆剂对腌制大头菜质构特性的影响研究

尹爽1，2，王修俊1，2*，田多1，2，刘佳慧1，2，王纪辉1，2

（1.贵州大学贵州省发酵工程与生物制药重点实验室，贵州贵阳550025；2.贵州大学酿酒与食品工程学院，贵州贵阳550025）

采用氯化钙、乳酸钙、丙酸钙3种保脆剂对腌制大头菜进行保脆处理，利用质构仪质地多面分析（TPA）方法定时测定大头菜腌制期间硬度、脆度、弹性、咀嚼性、黏附性和凝聚性6个质构参数的变化情况，并分析各质构参数之间的相关性。结果表明，在腌制期间，TPA测试反映了经保脆剂处理后的大头菜各项质地参数总体呈先上升后下降的趋势，且不同保脆剂间各质地参数下降规律有所差异。大头菜的黏附性和硬度、脆度、弹性、咀嚼性、凝聚性均呈负相关；硬度和脆度具有高度的正相关性（R=0.966）；咀嚼性与弹性、凝聚性、硬度呈较好的相关性（R=0.876、R=0.964、R=0.923）；凝聚性和硬度、脆度的相关性较好（R=0.934、R=0.919）。

质地多面分析法；大头菜；质地参数；保脆剂

大头菜为根用芥菜，又名大头芥、辣疙瘩、芥菜疙瘩等。大头菜个头圆润，根细无筋，口嚼无渣，水分充足，不宜鲜食。制成腌咸菜，风味良好，全国各地均有加工生产［1］。在绿色蔬菜中，大头菜蛋白质、氨基酸含量较高，且富含维生素A（vitamin A，VA）、维生素C（vitamin C，VC）、胡萝卜素。每100g可食部分含蛋白质8.7g，脂肪0.7g，粗纤维素2.7 g，碳水化合物19.5 g，钙214 mg，磷49 mg，铁8.2 mg［2］。

质地多面分析（texture profile analysis，TPA）是近几年发展起来的一种新型测试方法，TPA测试通过仪器探头来模拟人口腔的咀嚼运动过程，通过探头所测得的力值来展现样品的质构特征，这些质构特征在一定程度上反映了样品的组织结构特征［3］。用TPA测试来代替传统的感官鉴评，能客观准确地反映出大头菜的质地变化规律。相对于传统的感官评价，该方法克服了传统检测法的一些缺点，且评价参数的设定也更为客观，因此是判断果蔬质地变化的有效方法。目前，对果蔬储存过程中的质地变化的国内外研究主要集中在理化指标上［4-8］，对于质构特性的研究并不多［9］。

大头菜在腌制期间其内部组织会逐渐软化，质地也会不断变化。为了保持腌制菜清脆可口，一般在腌制过程中加入具有保脆作用的物质［10］。保脆剂中Ca+的存在能够使果胶甲酯酶被激活，从而提高酶的活性，促使果胶转化为甲氧基果胶，再与Ca+作用生成不溶性的果胶酸钙，此盐能在细胞间隙凝聚，增强细胞间的衔接，产生凝胶作用，从而使青菜变脆［11］。本研究在单因素试验的基础上，选取3种较优的保脆剂，利用TPA方法研究经保脆剂处理的大头菜在腌制过程中质地的变化规律，以期提高产品质量，延长产品保质期，丰富酱腌菜市场，满足人们不同的需求，合理利用蔬菜资源，为大头菜的深加工提供理论依据和技术支撑。

1　材料与方法

1.1材料与试剂

大头菜：三穗县长吉大头菜专业合作社提供；食盐（食用级）：市售；氯化钙（分析纯）：郑州晟鑫生物科技有限公司；乳酸钙（分析纯）：河南金丹乳酸科技股份有限公司；丙酸钙（分析纯）：河南千志商贸有限公司。

1.2仪器与设备

GZX-GF101-3-BS-II电热鼓风恒温干燥箱：上海贺德实验设备有限公司；FA2002B电子精密天平：上海越平科学仪器有限公司；CT3质构分析仪：美国博勒飞（Brookfield）有限公司；陶瓷腌制坛：重庆天戈陶瓷有限公司。

1.3方法

1.3.1保脆剂处理方法

试验采用3种不同的保脆剂对腌制大头菜进行处理，以未经处理的大头菜作为空白对照（CK），根据食品添加剂使用标准，在前期试验的基础上，选取3种较优的保脆剂，分别添加氯化钙0.10%、乳酸钙0.50%、丙酸钙0.25%。每个处理设10个重复，质构分析仪测定处理后大头菜的相关质地参数。

1.3.2大头菜质地分析

大头菜采用专业打孔器取样，在取样的过程中要尽量保持切面平整光滑（2 cm×2 cm×2 cm）的小正方体，然后用CT3质构分析仪对正方体样品进行测试，试验考虑到样品离散程度较大，每坛大头菜取10个样品进行测定，然后取平均值进行计算。根据相关文献及资料，设定测定参数如下，测定模式和选项：TPA测定前探头速度：2.00 mm/s；测定后探头速度：2.00 mm/s；两次测定时间间隔：20.00 s；触发类型：自动；测定距离：10.0 mm；触发力：5.0 g；探头型号：TA39；数据攫取速度：200.00×10-6pps。通过TPA软件计算，从测得的质地特征曲线上得到的TPA参数有：硬度、脆度、弹性、咀嚼性、黏附性和凝聚性。腌制大头菜TPA典型质地特征曲线如图1所示。

图1　大头菜TPA典型质地特征曲线Fig.1 TPA typical texture characteristic curve of root-mustard

其中TPA参数定义为硬度：TPA曲线第一个压缩周期中第一个峰处力值；脆度：TPA曲线第一个压缩周期中第二个峰处力值；弹性：两次压缩周期中下压时间比，即t2/t1；咀嚼性：硬度、凝聚性、弹性三者乘积；黏附性：指同种或不同物质相互接触后黏附在一起的能力，即面积3；凝聚性：两次压缩周期的曲线面积比，即面积2/面积1。

1.3.3数据处理

结果与分析部分图表的绘制采用Excel进行处理，利用SPSS22.0统计软件对实验数据进行皮尔逊相关性分析（pearson correlation analysis，PCA）。

2　结果与分析

2.1TPA参数间的相关性分析

腌制大头菜各质构参数之间的相关性结果见表1。在本试验条件下，大头菜的黏附性与硬度、脆度、弹性、咀嚼性、凝聚性均呈负相关，说明硬度、脆度、弹性、黏附性、咀嚼性、凝聚性较高的大头菜表现不出黏着性，或者黏着性很小，这可能是由于测试该参数偏差较大所致［12］。大头菜的硬度和脆度具有高度的正相关关系（R=0.966），硬度与脆度两项参数都可以反映大头菜的坚实度。硬度较大的大头菜，脆度也较高，然而在评价大头菜脆性时，硬度参数并不能代替脆度，因为大头菜脆性的表现还与其应力松弛特性有关［13］。大头菜的咀嚼性与弹性、凝聚性和硬度呈较好的相关性（R=0.876、R=0.964、R=0.923），尤其是与凝聚性，这是因为它们反映的都是口腔中的触觉感受。大头菜的凝聚性和硬度、脆度的相关性较好（R=0.934、R=0.919）。结果表明，以上几个参数共同反映大头菜腌制过程中的质地变化。

表1　大头菜质地参数之间的相关性Table 1 Correlation between the texture parameters of root-mustard

2.2大头菜在腌制期间的TPA特性变化规律

2.2.1硬度变化规律

硬度是指大头菜在外力的作用下，使其发生变形所需要的力，反映在质地参数特征曲线上为第一次压缩时的最大峰值。由图2可知，在腌制期间，大头菜硬度在腌制过程中变化趋势基本相似，都呈下降趋势，但经3种保脆剂处理的大头菜硬度始终高于对照处理的硬度。研究发现［14］，果胶是果实细胞壁中胶层的主要组分。在腌制初期，原果胶与纤维素、半纤维素等组成坚固的细胞壁，且其水分充足，细胞的膨压较高，因此组织比较坚硬。随着腌制时间的延长，果胶在自身果胶酶的作用下逐渐水解为可溶的果胶酸，使细胞壁中胶层溶解，细胞间粘合力下降，从而引起果实软化［15］。结果表明，3种保脆剂均有利于硬度的保持，有效减缓了大头菜硬度的下降速率，保持大头菜形状。

图2　大头菜在腌制期间硬度的变化Fig.2 Changes of hardness of root-mustard during pickling

2.2.2脆度变化规律

图3　大头菜在腌制期间脆度的变化Fig.3 Changes of brittleness of root-mustard during pickling

脆度是衡量酱腌菜品质的重要指标。样品在压缩过程中并不一定都产生破裂，若在第一次压缩过程中产生破裂现象，曲线中则会出现一个明显的峰值，此峰值就定义为脆性。由图3可知，腌制过程中大头菜原料脆度呈先增加后下降趋势，但与对照相比，保脆剂处理均能有效降低脆度下降的速率，3种保脆剂处理的大头菜原料脆度均显著高于对照（P＜0.05），说明保脆处理有效延缓了大头菜脆度的降低。3种保脆处理组间差异不显著（P＞0.05）。腌菜脆性主要与蔬菜细胞膨压变化、细胞壁中原果胶的变化以及蔬菜的组织结构相关。在腌制过程中随着时间的延长，大头菜处于高浓度的食盐溶液中，食盐溶液有较高的渗透压使细胞组织脱水，液泡体积收缩。原生质也随着液泡的缩小而收缩，致使细胞壁与原生质层之间产生空隙，细胞膨压下降，菜体萎蔫，脆性降低［16］。结果表明，3种保脆剂均有利于脆度的保持，能在一定程度上抑制大头菜的软化，保持大头菜的脆度。

2.2.3弹性变化规律

弹性是指大头菜经第一次压缩变形后，在除去变形力的条件下所能恢复的程度。由图4可知，在腌制期间，3种经保脆剂处理的大头菜弹性变化规律无明显差异。0.1%的氯化钙和0.25%的丙酸钙的弹性值都在一定的范围内波动，且波动幅度较大，而经0.5%乳酸钙处理的大头菜弹性值则没有出现大幅度的波动现象，而是随腌制时间的延长呈平缓降低变化趋向。这一变化差异反映出不同保脆对腌制期间大头菜弹性的影响，经保脆剂处理过的大头菜弹性均显著高于对照组（P＜0.05）。结果表明，3种保脆剂均在一定程度上保持了大头菜的弹性，有利于弹性的维持，保持大头菜的品质。

图4　大头菜在腌制期间弹性的变化Fig.4 Changes of elasticity of root-mustard during pickling

2.2.4咀嚼性变化规律

图5　大头菜在腌制期间咀嚼性的变化Fig.5 Changes of chewiness of root-mustard during pickling

咀嚼性为弹性、凝聚性和硬度的乘积，该参数反映的是将食品咀嚼到可吞咽时需要做的功。不同的保脆剂处理下，大头菜咀嚼性与腌制时间之间的相关性结果见图5。由图5可知，随着腌制时间的延长，咀嚼大头菜所需做的功逐渐减小，这是大头菜软化的表现［17］。与对照相比，3组经保脆剂处理的大头菜咀嚼性下降缓慢，即加入保脆剂有利于保持大头菜的品质。这充分体现了TPA测试在模拟口腔咀嚼大头菜过程中所需作用力大小的变化情况。结果表明，3种保脆剂均在一定程度上保持了大头菜的咀嚼性，有利于保持其咀嚼性，同时保持了良好口感。

2.2.5凝聚性变化规律

凝聚性是指咀嚼大头菜时，大头菜抵抗牙齿咀嚼破坏而表现出的内部结合力，反映了细胞间结合力的大小。大头菜的凝聚性与腌制时间的关系结果见图6。由图6可知，大头菜的凝聚性随腌制时间的延长而降低，说明大头菜腌制过程中，微生物的代谢活动以及渗透作用影响大头菜细胞之间的结合力，其结合力随腌制时间的延长而下降，以致组织疏松，口感下降［18］。与对照相比，凝聚性的下降速率比较平缓，这也说明了加入保脆剂有利于保持大头菜组织的坚实性及良好口感。结果表明，3种保脆剂均在一定程度上保持了大头菜的凝聚性，有利于凝聚性的维持，较好地保持了大头菜的质地。

图6　大头菜在腌制期间凝聚性的变化Fig.6 Changes of cohesiveness of root-mustard during pickling

3　结论

本实验采用了氯化钙、乳酸钙、丙酸钙3种不同的保脆剂对大头菜进行处理，研究了其对大头菜腌制期间品质和质构特性的影响。结果表明，3种保脆剂均能在一定程度上有效保持大头菜腌制期间的质构品质。

TPA测试反映了经3种保脆剂处理的大头菜在大头菜腌制期间各项质地参数变化规律总体均呈现先上升后下降的趋势。大头菜的黏附性和硬度、脆度、弹性、咀嚼性、凝聚性均呈负相关；硬度和脆度具有高度的正相关性（R=0.966）；咀嚼性与弹性、凝聚性和硬度呈较好的相关性（R=0.876、R=0.964、R=0.923）；凝聚性和硬度、脆度的相关性较好（R=0.934、R=0.919）。

［1］汪兴平，莫开菊，李丽.低盐低酸大头菜加工技术研究［J］.食品研究与开发，2006，27（1）：66-69.

［2］叶仁礼.低盐方便菜的加工［J］.食品科技，2000，30（12）：26-27.

［3］李里特.食品物性学［M］.北京：中国农业出版社，2001：96-100.

［4］FRIEDMAN H H，WHITNEY J E，SZCZESNIAK A S.The texturometer-a new instrument for objective texture measurement［J］. J Food Sci，1963，28（4）：390-396.

［5］HAN C，ZHAO Y，LEONARD S W，et al.Edible coatings to improve storability and enhance nutritional value of fresh and frozen strawberries（Fragaria ananassa）and raspberries（Rubus ideaus）［J］.Postharvest Biol Tech，2004，33（1）：67-78.

［6］ZHANG W S，CHEN K S，ZHANG B，et al.Postharvest responses of Chinese bayberry fruit［J］.Postharvest Biol Tech，2005，37（9）：241-251.

［7］HOBSON G E.Low-temperature injury and the storage of ripening tomatoes［J］.J Hort Sci，1987，62（10）：62-65.

［8］MUSKOVICS G，FELFOLDI J，KOVACS E，et al.Changes in physical properties during fruit ripening of Hungarian sweet cherry（Prunus avium L.）cultivars［J］.Postharvest Biol Tech，2006，40（1）：56-63.

［9］YANG Z F，ZHENG Y H，CAO S F，et al.Effects of storage temperature on textural properties of Chinese bayberry fruit［J］.J Texture Stud，2007，38（2）：166-177.

［10］高琼.“兰溪小萝卜”腌制工艺及保藏技术的研究［D］.武汉：华中农业大学，2007.

［11］梅约，徐许，世宣.青菜软包装护绿保脆工艺的研究［J］.食品科技，2001，21（1）：33-35.

［12］潘秀娟，屠康.质构仪质地多面分析（TPA）方法对苹果采后质地变化的检测［J］.农业工程学报，2005，21（3）：166-170.

［13］ALVAREZ M D，EDWARD D，SAUNDERS J，et al.Fracture properties of stored fresh and osmotically manipulated apple tissue［J］.Eur Food Res Technol，2000，211（4）：284-290.

［14］SEYMOUR G B，COLQUHOUN I J，DUPONT M S，et al.Composition and structural features of cell wall polysaccharides from tomato fruits［J］.Phytochemistry，1990，29（3）：725-731.

［15］DAWSON D M，MELYON L D，WATKINS C B.Cell wall changes in nectarines（Prunus persica）：Solubilization and depolymerization of pectic and neutral polymers during ripening and in mealy fruit［J］.Plant Physiol，1992，100（3）：1023-1210.

［16］龚恕，阙斐.乳酸钙的纯化工艺及对腌菜品质的影响［J］.湖北农业科学，2015，54（11）：2702-2706.

［17］任朝晖，张昆明，李志文，等.质地多面分析（TPA）法评价葡萄贮藏期间果肉质地参数的研究［J］.食品工业科技，2011，32（7）：375-378.

［18］陈青，励建荣.杨梅果实在储存过程中质地变化规律的研究［J］.中国食品学报，2009，9（1）：66-71.

YIN Shuang1，2，WANG Xiujun1，2*，TIAN Duo1，2，LIU Jiahui1，2，WANG Jihui1，2
（1.Guizhou Provincial Key Laboratory of Fermentation Engineering and Biopharmacy，Guizhou University，Guiyang 550025，China；2.College of Liquor and Food Engineering，Guizhou University，Guiyang 550025，China）

Using calcium chloride，calcium lactate and calcium propionate as crisp-keeping agents，the pickled root mustards were conducted crisp-keeping treatment.The six texture parameters（including hardness，brittleness，elasticity，chewiness，adhesiveness and cohesiveness）of root mustards during pickling were detected by texture profile analysis（TPA）method，and the correlation between the texture parameters was analyzed. Results show that the trends of the all texture parameters of root mustards by crisp-keeping treatment increased first and decreased afterwards during pickling and the decreasing rule of the texture parameters were different.Adhesiveness of root mustards had negative correlation with hardness，brittleness，elasticity，chewiness and cohesiveness.Hardness of root mustards had highly positive correlation with brittleness（R=0.966）.Chewiness of root mustards had good correlation with elasticity，cohesiveness and hardness（R=0.876.R=0.964，R=0.923）.Cohesiveness of root mustards had good correlation with hardness and elasticity（R=0.934，R=0.919）.

texture profile analysis method；root mustard；texture parameters；crisp-keeping agent

TS255.3

0254-5071（2016）06-0118-04

10.11882/j.issn.0254-5071.2016.06.025

2016-04-09

贵州省农业攻关项目（黔科合NY［2015］3025-1号）；贵州大学研究生创新基金（研理工2016060）

尹爽（1990-），女，硕士研究生，研究方向为发酵食品工程。

王修俊（1965-），男，教授，本科，研究方向为食品安全及保藏。