李英，郭宗明，屈定武，王玉榮

（1.煙臺南山學院食品系，山東煙臺265713；2.湖北文理學院化學工程與食品科學學院，湖北襄陽441053）

不同地區(qū)產榨菜產品品質的比較研究

李英1，郭宗明1，屈定武2，王玉榮2

（1.煙臺南山學院食品系，山東煙臺265713；2.湖北文理學院化學工程與食品科學學院，湖北襄陽441053）

通過對滋味、質構和常規(guī)理化指標進行測定，同時結合多元統(tǒng)計學方法，本研究對四川、浙江和重慶地區(qū)產榨菜產品品質的差異性進行了解析。通過Kruskal-Wallis分析發(fā)現(xiàn)，重慶地區(qū)產榨菜其水分含量較高（P＜0.05），而蛋白質含量呈現(xiàn)出相反的趨勢（P＜0.05）。通過主成分分析、典范對應分析、聚類分析和多元方差分析發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)產榨菜其產品品質存在顯著差異（P＜0.05），且四川和浙江地區(qū)產的榨菜其品質較為相似。由此可見，產地對榨菜的產品品質具有顯著的影響。

榨菜；質構；電子舌；多變量統(tǒng)計學；品質評價

作為我國特有的腌制食品，榨菜與日本醬菜和歐洲酸黃瓜并稱世界三大名腌菜[1]。榨菜以莖用芥菜（Brassica juncea（L.）Czern et Coss）為原料，經脫水加鹽腌制而成，并以其風味鮮美、食用方便和貨架期長等特點而廣受消費者的喜愛[2]。我國榨菜的主產區(qū)主要分布在四川、浙江和重慶等地區(qū)，不同地區(qū)制作的榨菜由于受自然條件、制作工藝和原料特性的影響，其產品品質存在較大的差異。近年來，國內研究學者在榨菜產品品質評價方面開展了多項卓有成效的研究，探討了包裝方式[3-4]、食品添加劑[1]、殺菌方式[5-6]和流通環(huán)節(jié)[7-9]等因素對榨菜產品品質的影響。然而目前關于不同地區(qū)產榨菜產品品質評價方面的研究報道尚少。

本研究分別從四川省、浙江省和重慶市共采集了15個品牌24個品名的榨菜樣品，采用電子舌、物性測試儀、常規(guī)理化分析和多元統(tǒng)計學方法相結合的手段，從滋味、質構和常規(guī)理化指標等3個維度對不同地區(qū)生產的大頭菜的產品品質進行了評價。

1 材料與方法

1.1 材料

榨菜：市售。

1.2 試劑

內部溶液、參比溶液、陰離子溶液和陽離子溶液：均由日本Insent公司提供；冰乙酸、酚酞、鉻酸鉀、甲基紅、酒石酸鉀鈉、甲醛、氯化鈉、硫酸銅、硫酸鉀、硫酸、鄰苯二甲酸氫鉀、氯化鉀、葡萄糖、硼酸、氫氧化鈉、無水碳酸鈉、無水乙醇、硝酸銀、溴甲酚綠、亞甲基藍、乙酸鋅和亞鐵氰化鉀等試劑：均為分析純，購自成都市科龍化工試劑廠。

1.3 主要儀器

SA 402B電子舌：日本Insent公司；XW-90A磁力攪拌器：上海瑪?shù)莾x器有限公司；SHA-CA水浴恒溫振蕩器：金壇市榮華制造有限公司；SHZ-D水循環(huán)多用真空泵：鞏義市予華儀器有限責任公司；BS224S電子天平：北京賽利多斯儀器系統(tǒng)有限公司；K1100全自動定氮儀：上海晟聲自動化分析儀器有限公司；PHS-25酸度計：上海儀電科學儀器股份有限公司；HE53鹵素水分測定儀：梅特勒-托利多儀器上海有限公司；AW-1型智能水分活度測定儀：無錫市碧波電子有限公司；TA-XT Plus物性測試儀：英國Stable Micro System公司。

1.4 方法

1.4.1 樣品的采集

本研究從四川省、浙江省和重慶市共采集袋裝榨菜樣品24個。其中從四川省采集的9個樣品分別隸屬于味聚特、吉香居、清香園、川南或李記樂寶5個品牌，從浙江省采集的9個樣品分別隸屬于備得福、六必居、錢江、阿高、博鴻小菜或銅錢橋6個品牌，從重慶市采集的6個樣品分別隸屬于涪枳、魚泉、烏江或小字輩4個品牌。

1.4.2 榨菜樣品滋味品質的測定

將剪碎后的40 g榨菜樣品置于250mL三角瓶中，加入160mL蒸餾水，70℃振搖15min，取上清液抽濾，濾液備用。將濾液置于樣品杯中，選用CA0、C00、AE1、CT0和AAE 5個傳感器分別對其酸、苦、澀、咸和鮮味強度進行測定，傳感器經洗滌后，使用C00、AE1和AAE進一步對濾液的后味A（澀的回味）、B（苦的回味）和豐度（鮮的回味）3個回味指標進行測定[10]。

因SA402B電子舌系統(tǒng)每個循環(huán)僅能完成10個樣品的測定，為消除系統(tǒng)誤差，每次測定時均設定同一樣品為內參樣品，待測樣品減去同循環(huán)內參樣品的強度值，即為待測樣品各滋味指標的相對強度值。每個樣品重復測試4次，選取后3次的測量數(shù)據(jù)作為本研究的原始數(shù)據(jù)。

1.4.3 榨菜樣品質構的測定

挑取形狀規(guī)則、厚度適宜的榨菜樣品，選用P/2適配探頭，使用物性測試儀對其硬度、脆性和咀嚼性進行測定。測定參數(shù)如下：測試前探頭下降速率1.5mm/s，測試中速率1mm/s，測試后探頭上升速率10mm/s，測試距離3.00mm。

1.4.4 榨菜樣品常規(guī)理化指標的測定

水分活度：使用智能水分活度測定儀測定。

水分含量：使用鹵素水分測定儀測定。

蛋白質含量：使用GB 5009.5-2010《食品安全國家標準食品中蛋白質的測定》中的凱氏定氮法測定。

還原糖含量：使用GB/T 5009.7-2008《食品中還原糖的測定》中的直接滴定法測定。

總酸含量：使用GB/T 12456-2008《食品中總酸的測定》中的酸堿滴定法測定。

氨基酸態(tài)氮含量：參照GB/T 5009.39-2003《醬油衛(wèi)生標準的分析方法》中甲醛值法測定。

氯化鈉含量：使用GB/T 12457-2008《食品中氯化鈉的測定》中的直接沉淀滴定法測定。

1.4.5 統(tǒng)計分析

使用Kruskal-Wallis分析對不同地區(qū)產榨菜的各滋味指標、各質構指標和各理化指標的顯著性進行分析；使用主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）、典范對應分析（Canonical Correspondence Analysis，CCA）、聚類分析（Cluster Analysis，CA）和多元方差分析（multivariate analysis of variance，MANOVA）對不同地區(qū)產榨菜品質整體結構的差異進行分析；使用Pearson相關性分析（Pearson correlation analysis）對滋味指標與理化指標間的相關性進行分析。采用Matlab2010b軟件（The Math Works，Natick，MA，USA）進行數(shù)據(jù)分析，采用Origin 8.5軟件（Origin Lab，MA，USA）作圖。

2 結果與分析

2.1 不同地區(qū)產榨菜各產品指標的差異性分析

研究人員可以采用感官鑒評或電子舌對食品的滋味品質進行分析，相對于感官鑒評而言，電子舌通過采用人工脂膜傳感器技術，克服了感官鑒評受主觀因素影響大的缺點[10]，可以對食品的酸、苦、澀、咸和鮮味等5個基本味和澀味、苦味和鮮味等3個基本味的回味進行定量分析。目前在酒類[11]、肉類[12]和大頭菜[13]等食品的滋味品質評價中已有了廣泛的應用。基于電子舌技術不同地區(qū)產榨菜樣品各滋味指標相對強度值的箱形圖如圖1所示。

由圖1可知，納入本研究的15個品牌24個品名的榨菜樣品在酸味指標上的差異最大，究其原因可能在于21個品名的榨菜產品中均添加了檸檬酸、冰乙酸、檸檬酸鈉或乳酸等酸味劑，而有3個產品未進行調酸處理。由圖1亦可知，樣品在苦味、后味B（苦的回味）、豐度（鮮的回味）和咸味4個指標上差異亦較大，而在澀味、鮮味和后味A（澀的回味）3個指標上差異較小。不同地區(qū)產榨菜滋味指標的差異性分析見表1。

圖1 榨菜樣品各滋味指標相對強度值的箱形圖（n=24）Fig.1 The box plot of relative intensity of each taste index in mustard samples（n=24）

表1 不同地區(qū)產榨菜滋味指標的差異性分析Table1 The significance analysis of each flavor index of mustard producted from different regions

本研究進一步使用Kruskal-Wallis檢驗對不同地區(qū)產的榨菜樣品各滋味指標的差異性進行了分析，結果發(fā)現(xiàn)三者在酸味、苦味、咸味、鮮味和澀味5個基本味指標和后味A（澀的回味）、后味B（苦的回味）及豐度（鮮的回味）3個回味指標上的差異均不顯著（P＞0.05）。

通過使用物性測試儀，研究人員可以對食品的質構特性進行解析，并對食品的硬度、脆性、咀嚼性、韌性或彈性等諸多指標進行定量，具有快速準確的特點?；谖镄詼y試儀的不同地區(qū)產榨菜質構指標的差異性分析如表2所示。

本研究所采集的15個品牌24個品名的榨菜樣品其硬度和咀嚼性的值分別為344.5 g～1 284.46 g和881.3 g.s～2 137.95 g.s，所有樣品在P2探頭壓縮至0.69mm～2.86mm時均會出現(xiàn)破裂。由表2可知，不同地區(qū)生產的榨菜其硬度、脆性和咀嚼性值差異均不顯著（P＞0.05）。不同地區(qū)產榨菜理化指標的差異性分析見表3。

本研究所采集的15個品牌24個品名的榨菜樣品其水分活度的值為0.934～0.977，水分和蛋白質含量的值為79.43%～90.05%和1.01%～2.54%，還原糖、總酸、氨基酸態(tài)氮和氯化鈉含量的值為0.08 g/100 g～1.33 g/100 g、0.02 g/100 g～0.26 g/100 g、0.69g/100 g～2.38 g/100 g和2.25 g/100 g～6.46 g/100 g。由表3可知，四川地區(qū)生產的榨菜其水分含量要顯著低于重慶地區(qū)（P＜0.05），而兩者與浙江地區(qū)生產的榨菜差異均不顯著（P＞0.05）。值得一提的是，四川地區(qū)生產的榨菜其蛋白質含量要顯著高于重慶地區(qū)（P＜0.05），而與浙江地區(qū)生產的榨菜差異不顯著（P＞0.05）。由表3亦可知，不同地區(qū)生產的榨菜水分活度、還原糖含量、總酸含量、氨基酸態(tài)氮含量和氯化鈉含量差異均不顯著（P＞0.05）。

表2 不同地區(qū)產榨菜質構指標的差異性分析Table2 The significance analysis of texture of mustard samples producted from different regions

表3 不同地區(qū)產榨菜理化指標的差異性分析Table3 The significance analysis of nutritional index of mustard samples produced from different regions

2.2 不同地區(qū)產榨菜產品品質整體結構的差異性分析

食品的產品品質通常包括色、香、味、形及質地等感官品質和蛋白質及氨基酸態(tài)氮等營養(yǎng)物質在內的內在品質，同時食品的內在品質又可以對其感官品質產生影響[13]。由此可見，僅采用Kruskal-Wallis對不同地區(qū)產榨菜某一指標的差異性進行孤立的評價是不足的。因此本研究在使用秩和檢驗對不同地區(qū)產榨菜產品滋味、質構和理化指標評價的基礎上，進一步使用PCA、CCA、CA和MANOVA等多元統(tǒng)計學方法對其品質整體結構的差異性進行了分析。

作為一種無監(jiān)督的空間排布方法，PCA采用降維的思路，在考慮多個變量相關性的基礎上，通過線性轉換將多個變量轉化為了少數(shù)幾個綜合指標[14]。經PCA發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)產榨菜產品品質的信息主要集中在前6個主成分，其累計方差貢獻率為87.07%?；谥鞒煞址治龅牟煌貐^(qū)產榨菜產品品質的PC1與PC2因子載荷圖如圖2所示。

圖2 基于主成分分析的不同地區(qū)產榨菜產品品質的PC1與PC2因子載荷圖Fig.2 Graphical representation of the principal component analysis of profile characterization in mustard samples produced from different regions showing PC1 vs.PC2：Factor loading

由圖2可知，第一主成分的貢獻率為30.02%，由咸味、豐度（鮮的回味）、水分、氯化鈉和氨基酸態(tài)氮5個指標構成。第二主成分的貢獻率為18.60%，由酸味、鮮味、后味B（苦的回味）和澀味4個指標構成?；谥鞒煞址治龅牟煌貐^(qū)產榨菜產品品質的PC1與PC2因子得分圖如圖3所示。

圖3 基于主成分分析的不同地區(qū)產榨菜產品品質的PC1與PC2因子得分圖Fig.3 Graphical representation of the principal component analysis of profile characterization in mustard samples produced from different regions showing PC1 vs.PC2：Factor scores

由圖3可知，浙江地區(qū)生產的榨菜產品主要排布在第一、第三和第四象限，而重慶地區(qū)的主要排布在第二、第三和第四象限，由此可見，雖然不同地區(qū)生產的榨菜產品在空間排布上存在交疊現(xiàn)象，但同一地區(qū)生產的榨菜亦呈現(xiàn)出一定的聚類趨勢。通過對樣品在二維空間進行排布，可以通過樣品間的距離最大程度的反映出各樣品間的關系信息。PCA作為無監(jiān)督的空間排布方法僅考慮了各指標的數(shù)值，相對于CCA等有監(jiān)督的空間排布方法而言其沒有考慮環(huán)境因子，因而存在一定的局限性。基于典范對應分析的不同地區(qū)產榨菜產品品質的評價如圖4所示。

圖4 基于典范對應分析的不同地區(qū)產榨菜產品品質的評價Fig.4 Canonical correspondence analysis of profilecharacterization in mustard samples produced from different regions

作為一種有監(jiān)督的空間排布方法，CCA可以將對應分析和多元回歸分析相結合，具有信息量大且可以對結果進行直觀展示的優(yōu)點，目前已在浮游植物群落結構分析[15]、腸道微生物群落結構分析[16]和土壤性質研究[17]方面有了廣泛的應用，然而其在食品品質評價中的應用尚少。由圖4可知，我們采用CCA分析發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)產的榨菜樣品空間排布呈現(xiàn)出明顯的分離趨勢?；隈R氏距離聚類的不同地區(qū)產榨菜產品品質的分析見圖5。

圖5 基于馬氏距離聚類的不同地區(qū)產榨菜產品品質的分析Fig.5 The evaluation of the characterization profile characterization in mustard samples produced from different regions based on the Mahalanobis distance analysis

根據(jù)樣品或者變量的相似性，聚類分析可以實現(xiàn)對不同樣品的分類，其中常使用歐氏距離或者馬氏聚離對樣品間的相似度進行衡量[18]。相對于歐氏距離，馬氏距離在計算兩個樣品間距離的同時亦考慮了各指標間的關聯(lián)性，因此本研究進一步使用基于馬氏距離的聚類對不同地區(qū)產榨菜的產品品質進行了分析。由圖5可知，四川和浙江地區(qū)產榨菜的產品品質較為相似，而兩者均與重慶地區(qū)產榨菜具有較大差異。

通過PCA和CCA，可以定性的認為不同地區(qū)產榨菜產品品質存在一定的差異性，本研究進一步使用MANOVA對該結果進行了驗證分析，結果發(fā)現(xiàn)四川地區(qū)與浙江地區(qū)產榨菜的產品品質差異顯著（P= 0.048），同時重慶地區(qū)產榨菜與上述兩組差異均極顯著（P=0.000 43）。這一結果說明，根據(jù)榨菜產品產地劃分的分組確實是造成圖2和圖3中各樣本空間排布呈現(xiàn)明顯區(qū)分的原因。

2.3 不同地區(qū)榨菜常規(guī)理化指標和滋味指標的相關性分析

基于榨菜常規(guī)理化指標和滋味指標相關性分析的熱圖如圖6所示。

圖6 榨菜常規(guī)理化指標和滋味指標相關性的熱圖Fig.6 Correlation heat map of the physical and chemical indexes and taste indexes of mustard samples

由圖6可知，經Pearson相關性分析發(fā)現(xiàn)，榨菜的酸味與還原糖含量呈極顯著正相關（R=0.649，P= 0.000 6）；咸味與氨基酸態(tài)氮和氯化鈉含量均呈極顯著正相關（P＜0.001），其相關系數(shù)分別為0.679和0.877，而與水分含量呈極顯著負相關（R=-0.641，P＜0.0007）；榨菜的鮮味與還原糖含量呈非常顯著負相關（R=-0.604，P=0.002），與氨基酸態(tài)氮呈顯著正相關（R=0.623，P=0.001）；值得一提的是，榨菜的豐度（鮮的回味）與氨基酸態(tài)氮呈極顯著正相關（R=0.771，P= 0.0001），與還原糖和水分含量呈非常顯著負相關（P＜0.01），其相關系數(shù)分別為0.524和0.614。

3 結論

在對滋味品質、質構特性和理化指標進行測定的基礎上，同時結合多元統(tǒng)計學方法，本研究對從四川省、浙江省和重慶市采集的15個品牌24個品名的榨菜樣品產品品質的差異性進行了探討。結果發(fā)現(xiàn)，不同地區(qū)產榨菜的產品品質存在顯著差異，其中四川和浙江地區(qū)產榨菜的產品品質較為相似，而兩者均與重慶地區(qū)產榨菜具有較大差異。

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Comparative Studies of Product Quality of Mustard Collected from Different Regions

LI Ying1，GUO Zong-ming1，QU Ding-wu2，WANG Yu-rong2
（1.Department of Food Science and Engineering，Yantai Nanshan University，Yantai265713，Shandong，China；2.College of Chemical Engineering and Food Science，Hubei University of Arts and Science，Xiangyang 441053，Hubei，China）

The product qualities of mustard collected from Sichuan，Zhejiang，and Chongqing were studied by taste，texture quality，physical and chemical index，and multivariate statistics.The results of Kruskal-Wallis indicated that moisture content of samples collected from Chongqing were significantly higher than those in Sichuan（P＜0.05），but the index of protein content showed the opposite trend（P＜0.05）.Although principalcomponent analysis（PCA），canonical correspondence analysis（CCA），cluster analysis（CA），and multivariate analysis of variance （MANOVA）all showed that there were significant difference in mustard samples produced from different regions （P＜0.05），the mustard samples produced from Sichuan and Zhejiang had quite a lot in common. Thus，it could conclude that the regions have significant effects on the product profile characterizations of mustard.

mustard；texture；electronic tongue；multivariate statistics；quality evaluation

10.3969/j.issn.1005-6521.2017.04.007

2016-06-04

山東省青年教師教育教學研究課題（15SDJ160）

李英（1983—），女（漢），講師，碩士，研究方向：食品科學。