黄颖，吴婷，曹伟伟，马朝芝，潘思轶，徐晓云*

1(华中农业大学 食品科学技术学院，湖北 武汉，430070)2(华中农业大学 植物科学与技术学院，湖北 武汉，430070)

菜薹属于十字花科芸薹属植物，主要分布在长江流域，在我国南方地区广泛种植，是我国南方的特产蔬菜[1]。菜薹口感清脆，风味独特[2]，富含维生素C(vitamin C,VC)、蛋白质和矿物元素等营养物质[3-5]，深受人们的喜爱。根据形态特征和遗传亲缘关系的差别，油菜薹又分为白菜型、芥菜型和甘蓝型3类[6]。白菜薹和红菜薹均为市场上常见白菜型油菜薹品种。白菜薹色泽翠绿，是秋冬季节重要的蔬菜品种之一;红菜薹色泽紫红，微甜可口，其中，湖北武汉的洪山菜薹最为有名，曾被誉为“金殿玉菜”，是地理标志产品之一[7]。近年来，随着人们对营养膳食要求的不断提高，新菜薹品种不断涌现。马朝芝等[8]培育了国内首个甘蓝型菜用油菜品种——狮山菜薹，属于早熟品种，上市时间较早，可以提前供应市场，实现菜薹的错峰销售。

目前，大多关于菜薹的研究主要集中在结合栽培条件对菜薹品质进行评价，李国英[9]通过不同土壤、铵肥形态和配方施肥对红菜薹品质影响的研究，确定黄壤土、铵态氮肥及N∶P∶K的比例为3∶1∶1.2的条件下，红菜薹的产量高且品质佳。王塽等[10]对绿菜薹1号的产量和营养品质进行分析，结果表明，绿菜薹1号的粗蛋白、总氨基酸和VC含量均比红菜薹高。钟玉娟等[11]对44个菜薹品种的硝酸盐含量和营养品质进行分析，发现硝酸盐含量和营养品质之间存在显著相关性。目前对菜薹的感官和营养指标评价的研究却鲜有报道，值得深入研究。

蔬菜的品质包括感官品质和营养品质等方面[12]，感官品质包括色泽、质地、滋味、气味等，蔬菜营养品质由维生素、蛋白质和矿物质等成分决定。其中，感官品质对消费者的选择有着重要的影响，而营养品质又在一定程度上影响着感官品质。油菜薹大多为熟食，前人在加工的过程中多为水煮或微波加热，与生活中常见的热炒烹调方式有较大区别，其评价结果可能存在系统性偏差[13]。本研究对油菜薹熟食的评价方法进行了改良，并结合感官评价和营养品质来更好地反映油菜薹品质特性。选用9个早熟油菜薹品种，包括狮山菜薹、白菜薹和红菜薹，采用主成分和聚类分析，对其感官和营养品质进行综合评价，旨在寻找口感佳、营养价值高的油菜薹，为利用油菜薹品质差异进行品种选育提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

本实验所用9种菜薹均来自华中农业大学油菜试验基地，在同一区组、同一田间水肥管理条件下进行栽培管理。菜薹各品种编号为1～9，均为早熟品种。其中，2号为狮山菜薹、8号为白菜薹(雪娇)、9号为红菜薹(红杂60)，其余为狮山菜薹选育品种。参考NY/T 1647—2008《菜心等级规格》[14]，选择长度为20～25 cm、切口端横径为1.5～1.8 cm，粗细均匀、长度一致，且叶型完整、无凋谢、无白心，花蕾未开放的菜薹。

1.2 试剂与仪器

葡萄糖、Na2CO3、浓H2SO4、NaOH、草酸、乙二胺四乙酸、抗坏血酸、AlCl3·6H2O,均为分析纯，国药集团化学试剂有限公司；油、盐,华中农业大学中百超市。

MULTISKAN GO多功能酶标仪，美国Thermo Fisher公司；KQ-300DA超声波清洗器，昆山市超声仪器有限公司；AX124ZH电子天平，奥豪斯仪器有限公司。

1.3 方法

1.3.1 样品的处理

每个品种均随机选取符合标准的15株油菜薹，洗净、沥干水分，切碎、混合均匀。取一部分鲜样测定VC含量，其余部分用真空冷冻干燥机冻干，将冻干后的样品在粉碎机中粉碎，过60目筛，于-80 ℃冰箱中保存，用于测定理化指标。

1.3.2 油菜薹的炒制

将当天采摘符合标准的新鲜油菜薹500 g，洗净、沥干水分，切成5 cm的长度并混匀。在锅中加入20 mL油置于电磁炉上加热，待油温升至约100 ℃时倒入样品，大火翻炒3 min，加入2.5 g食盐稍加翻炒即可，供感官评价。为避免干扰实验结果，仅采用盐进行调味，不添加其他调味品，每种样品单独烹炒。

1.3.3 感官评价及标准

感官评定采用综合打分法，从色泽、质地、滋味、气味4个方面进行评定。选取15位接受过相关培训的人员进行品尝，每个评定人员之间不相互交流，评定不同品种之间用清水漱口。感官评价标准如表1所示[15]。

表1 感官评价标准Table 1 Standards for sensory evaluation

1.3.4 营养成分测定

VC含量测定：参考王学奎等[16]的方法，采用2,6-二氯酚靛酚滴定法；

可溶性蛋白含量测定：参考王学奎等[16]的方法，采用考马斯亮蓝法；

可溶性糖含量测定：参考王学奎等[16]的方法，采用蒽酮比色法；

总酚含量测定：参考蔡文国等[17]的方法，采用Folin-Ciocalteu法，以没食子酸为标准品，总酚含量以每克冻干粉中含有的没食子酸当量毫克数表示。

总黄酮含量测定：参考罗锋等[18]的方法，采用氯化铝-亚硝酸钠比色法，以芦丁为标准品，总黄酮含量以每克冻干粉中含有的芦丁当量毫克数表示。

钙、镁、铁、锌含量测定：参考ALVES 等[19]的方法，采用火焰原子吸收光谱法；

叶绿素、纤维素、有机酸含量测定：参考王学奎等[16]的方法进行测定。

1.4 统计分析

2 结果与分析

2.1 油菜薹品质的感官评定及营养成分分析

变异系数是反映样本变异程度大小的指标[20]。变异系数越大，表示样本变异程度越大。由表2可知，不同油菜薹品种的13个指标均存在不同程度的变异现象。其中，钙含量在品种间的变异程度最大，变异系数为33.24%。钙含量与李莉莉[21]关于白菜薹的研究结果一致，含量最高的1号油菜薹(10 806.23 mg/kg DW)是含量最低的9号油菜薹(2 208.52 mg/kg DW)的4.89倍；铁含量的变异程度次之，铁含量与李莉莉[21]的研究结果相比偏低，这可能是油菜薹的栽培条件、环境条件和品种间的差异所导致。铁含量最高的8号油菜薹(29.61 mg/kg DW)是含量最低的7号油菜薹(10.86 mg/kg DW)的2.73倍；锌含量最高的是9号菜薹(84.88 mg/kg DW)，显著高于其他品种；VC含量与原远等[22]报道大致相同，含量较高的是6号和7号油菜薹，分别为88.44、87.18 mg/100 g，显著高于其他品种；可溶性糖含量最高的是9号菜薹(321.25 mg/g DW)，显著高于其他品种，约为含量最低的4号油菜薹(242.80 mg/g DW)的1.32倍。结果表明，钙、铁、锌含量在品种间差异较大，可溶性糖、镁含量在品种间差异较小。

表2 九个不同品种菜薹的品质Table 2 Quality characteristics of 9 varieties of flowering Chinese cabbage

2.2 油菜薹品质的主成分分析

2.2.1 主成分分析

为了避免测定的油菜薹各指标的量纲和数量级对评价结果的影响，对原始数据进行标准化处理，得到均值为0、标准差为1的无量纲数据[23]。采用主成分分析法对9个油菜薹品种的VC、可溶性蛋白、可溶性糖、总酚、总黄酮、钙、镁、铁、锌、叶绿素、纤维素和有机酸等12个指标进行分析，得到各主成分的特征值、方差贡献率和累积方差贡献率。由表3可知，前3个主成分的特征值均大于1。其中，第1主成分的方差贡献率为44.98%，第2主成分的方差贡献率为28.03%，第3主成分的方差贡献率为12.02%，累积方差贡献率为85.04%，说明这3个主成分反映了原始变量的绝大部分信息。因此，选择前3个主成分代替原来的12个指标来评价油菜薹的品质。

表3 菜薹品质主成分的方差贡献率Table 3 Variance contribution ratios of principal components of the quality characteristics of flowering Chinese cabbage

表4为油菜薹12个品质指标的主成分载荷矩阵，反映了各指标对主成分的影响程度。由表4可知,第1主成分主要包含可溶性蛋白、可溶性糖、有机酸和锌等主要指标，可以代表滋味，当可溶性蛋白、可溶性糖、有机酸和锌含量高时，第1主成分较大；第2主成分主要包含总酚、总黄酮和铁等主要指标，可以代表活性成分和微量元素，当总酚、总黄酮和铁含量高时，第2主成分较大；第3主成分主要包含镁等主要指标，可以代表常量元素，当镁含量高时，第3主成分较大。

表4 菜薹品质载荷矩阵Table 4 Component matrix of flowering Chinese cabbage

2.2.2 油菜薹品质的综合评价

根据表3中的特征值和表4中各指标的主成分载荷，可以得到3个主成分的函数表达式：

Y1=-0.123X1-0.347X2+0.377X3+0.201X4+0.283X5-0.288X6-0.133X7+0.177X8+0.398X9-0.335X10+0.271X11+0.355X12

Y2=-0.336X1+0.183X2-0.182X3+0.447X4+0.375X5+0.267X6+0.091X7+0.469X8+0.154X9+0.281X10-0.279X11+0.025X12

Y3=-0.380X1+0.095X2+0.183X3-0.070X4-0.213X5+0.262X6+0.765X7-0.055X8+0.027X9-0.234X10+0.196X11+0.102X12

式中:X1为VC、X2为可溶性蛋白、X3为可溶性糖、X4为总酚、X5为总黄酮、X6为钙、X7为镁、X8为铁、X9为锌、X10为叶绿素、X11为纤维素、X12为有机酸。

将3个主成分以及各主成分对应的方差贡献率作为权重，得到综合评价函数：

Y=0.450Y1+0.280Y2+0.120Y3

根据综合评价函数计算出9个菜薹品种的综合得分，综合得分越高，说明该品种的品质越好。由表5可知，2号(狮山菜薹)和目前市售的8号(白菜薹)、9号(红菜薹)品种的品质相近，有较好的食用价值和较大的推广市场。

表5 不同菜薹品种品质预测评价结果Table 5 Evaluation results of prediction for different flowering Chinese cabbage varieties

2.2.3 不同品种油菜薹的聚类分析

聚类分析是将品质风味相似的品种聚为一类，直观地表现品种间差异。对9个油菜薹品种的感官、VC和可溶性蛋白等13个指标进行层次聚类分析，结果如图1所示。结果表明，通过感官可辨识出甘蓝型油菜薹、白菜薹和红菜薹，且甘蓝型油菜薹和白菜薹品质较为相近，9个品种分为3大类。第1类为白菜薹(8号)，第2类为红菜薹(9号)，第2类由甘蓝型油菜薹(1～7号)组成。

图1 不同菜薹品种的聚类树形图Fig.1 Dendrogram obtained from cluster analysis of different flowering Chinese cabbage varieties

由表2可知，3类油菜薹各营养成分存在差异。第1类白菜薹(8号)口感较苦，总酚、总黄酮和铁含量较高。黄酮类物质虽然具有抗氧化和保护心血管等作用，但其本身有苦涩感，影响适口性，其含量并非越高越好。第2类红菜薹(9号)口感甘甜，可溶性糖含量较高；叶绿素含量较低，色泽较暗；钙含量较低；纤维素含量较高。纤维素是组成植物细胞壁的主要成分，影响着果实的脆度。但含量高时大多口感粗糙，影响适口性，其含量并非越高越好。第3类甘蓝型油菜薹(1～7号)感官评价较高，VC、可溶性蛋白含量均优于其他2类。蛋白质可分解成具有鲜味物质的氨基酸和小分子肽，使得油菜薹在具有营养的同时赋予其更好的滋味。其中，由主成分分析法得出的综合评价排序较高的狮山菜薹清香微甜、清脆可口，纤维素含量适中，适口性较好，各类营养物质含量较高且较为均衡，具有较好的推广价值。

3 结论与讨论

蔬菜的品质与感官和营养等指标有关，其品质研究同时受多种因素的影响，如加工方式、种植条件和品种差异等[24-26]。本研究采用同一区组、同一栽培管理条件下的油菜薹，较好地避免了采样误差。在感官品质评价中，熟食的方式几乎为水煮或微波加热，这2种加工方式操作简便，较易控制，结果较精确，但其结果可能与生活中实际食用感受存在差别[13]。本研究采用炒制的加工方式，严格控制了加工参数(油、盐的用量，火力和烹调时间)，并进行多次评定，减少了实验误差，提高了实验精确度，使评价更接近于人们的日常需要，结果更具指导意义。

采用主成分分析法对指标进行简化，能够降低人为因素的干扰，客观地反映实际情况。因此，主成分分析法广泛应用于品质评价研究中。刘伟等[27]对10个黄花菜品种的游离氨基酸进行主成分分析，提取3个主成分，筛选出较好的品种。原远等[28]采用主成分分析法确定7种菜心主要风味物质类别，综合评价风味品质。本研究比较了狮山菜薹与白菜薹、红菜薹的感官和理化指标，采用主成分分析法将12个指标简化为3个主成分，累积方差贡献率为85.04%，说明这3个主成分反映了油菜薹品质的绝大部分信息。由主成分分析法得出的综合评价函数可知，狮山菜薹(2号)和目前市售的白菜薹(8号)、红菜薹(9号)的品质相近。

聚类分析能够实现不同品种的特性划分、品质分级，已较好地应用于生菜[29]、葡萄[30]等品质评价中。本研究通过聚类分析将9个菜薹品种划分为3类。结果表明，狮山菜薹(2号)与白菜薹(8号)品质较为相近。结合感官和营养品质分析可知，狮山菜薹口感佳且营养成分均衡，具有较高的市场推广价值。

感官评价能够提供最为直接的总体评价，但是不可避免地存在个体差异的影响，如果能结合质构的分析，则有可能获得更为量化的数据，评价结果也会更客观。基于主成分分析、聚类分析的品质判定可为油菜薹的品质评价提供参考，由于研究中涉及的品种及评价指标偏少，如果能引入更多的指标及更多的油菜薹品种，将有利于建立更全面、更系统的油菜薹评价体系，从而为油菜薹品种选育提供参考。