白桑椹加工品質評價分析

喬宇，劉璐，吳繼軍，劉利，程薇，陳學玲，廖李，*

（1.湖北省農業科學院農產品加工與核農技術研究所，湖北武漢430064；2.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所，廣東廣州510610；3.中國農業科學院蠶業研究所，江蘇鎮江202018）

白桑椹加工品質評價分析

喬宇1，劉璐1，吳繼軍2，劉利3，程薇1，陳學玲1，廖李1，*

（1.湖北省農業科學院農產品加工與核農技術研究所，湖北武漢430064；2.廣東省農業科學院蠶業與農產品加工研究所，廣東廣州510610；3.中國農業科學院蠶業研究所，江蘇鎮江202018）

探討主成分分析在白桑椹加工用品種篩選中的應用，篩選白桑椹加工品質的有效指標。選取9個白桑椹品種，測定影響白桑椹加工的主要營養成分，并對各指標進行主成分分析。主成分分析結果表明白桑椹加工品質由3個主成分構成，其中總糖、出汁率、總酚對桑椹加工品質的貢獻率最大，占43.600%，篩選出可作白桑椹制汁加工用的品種為綠椹子和大白鵝。

桑椹；品質；主成分分析

桑椹是桑科植物桑樹的果實，有果桑、藥桑等。桑椹是藥食同源的食物，含有豐富的抗氧化成分（如VE、VC、β-胡蘿卜素）和生物類黃酮（如蘆丁、桑色素、槲皮素）等，具有抗氧化、增強免疫力、調節血脂、抗輻射等作用［1］。目前，對果桑的研究主要集中在黑桑椹方面，特別是利用黑桑椹加工成果酒［2］、果醬［3］等產品，相比之下，現在白桑椹的種植面積遠遠低于黑桑椹，有關的加工利用較少，特別是白桑椹的品質評價鮮見報道。白桑椹雖然花色苷含量低，但并不表示其營養價值低于黑桑椹，白桑椹果實碩大，果肉細膩，濃甜如蜜，食用性更強，因此，白桑椹的開發利用也不容忽視。目前，有關白桑椹的研究報道很少。石瑛等人研究了白桑椹對老年大鼠的抗老化與降脂作用，白桑椹果和白桑椹果汁能降低血中總膽固醇，升高血中高密度脂蛋白，并顯著提高老年大鼠的抗動脈硬化指數［4］。

主成分分析法（principal components analysis，PCA）是一種將多個因子簡化成少數幾個綜合因子的分析方法，能從眾多變量中剔除具有相關性的因子，篩選出主要少數獨立綜合因子，目前已廣泛應用于果蔬等加工專用品種的篩選、質量評價研究領域。首先求出原始m個評價指標的m個主成分，然后根據累積方差貢獻率來選取少數幾個主成分來代替原始指標，再將所選取的主成分用適當形式綜合，得到一個綜合指標，依據綜合指標對被評價對象進行排序比較［5-6］。本研究以湖北、江蘇兩地9個具有代表性的白桑椹品種為研究對象，分析研究可溶性固形物、總酸含量、還原糖含量、總糖含量、總酚含量等加工指標，對其進行主成分分析，并計算其綜合主成分值，篩選優質加工品種，以期為開展桑椹加工品種選優提供理論參考。

1材料與方法

1.1材料

試材來自湖北省的桂花蜜、珍珠白、大白鵝、白玉王4個桑椹品種，由湖北省農業科學院經濟作物研究所提供；江蘇省的5個桑椹品種大馬牙、綠椹子、雞冠白椹子、大白椹、蘇白椹由中國農業科學院蠶業研究所提供。分別從無病害成熟樹種上采摘并于1個工作日內運至實驗室，進行試驗。

1.2試劑與設備

試驗所需試劑NaOH、HCl、濃硫酸、苯酚、酒石酸鉀鈉、碳酸鈉、沒食子酸、福林酚試劑等均由國藥集團提供。

3802型紫外可見分光光度計：尤尼克（上海）儀器有限公司；PL2001型分析天平：Sartorius科學儀器（北京）有限公司；LXJ-ⅡB型離心機：上海安亭科學儀器廠；DF-101S型集熱式恒溫磁力攪拌水浴鍋：武漢科爾儀器設備有限公司；PB-10型pH：Sartorius科學儀器（北京）有限公司；MR550多功能手持式攪拌機機：德國博朗；LB32T阿貝折射儀：廣州市銘睿電子科技有限公司。

1.3檢測指標

1.3.1pH和出汁率

桑椹稱重（準確到0.01 g）后用攪拌機勻漿3 min～5 min，得到果漿。用100目雙層濾布手擠榨取果汁，以不出汁為準。稱取過濾后的桑椹汁的重量，將過濾后的桑椹汁的重量除以桑椹的總重，即得出汁率。用pH計測定果汁的pH。

1.3.2可溶性固形物

取1.3.1中得到的果汁用阿貝折射儀測定可溶性固形物含量（%）。

1.3.3總酚含量

精確稱取桑椹100 g，加100 g水破碎后，取10 g用蒸餾水定容至100 mL，過濾，準確移取3 mL樣品，加入1 mL的福林試劑，混勻，稍置片刻后加入1 mL 1 mol/L的碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容至25 mL，混合均勻，在30℃水浴避光條件下放置1 h，用紫外可見分光光度計測定760 nm處的吸光度值，代入標準曲線計算總酚的濃度，以沒食子酸為標準品代替樣品作標準曲線，樣品中的總酚以沒食子酸的含量表示單位為mg/g。

1.3.4總糖含量

采用苯酚-硫酸比色法測定總糖含量［7］。

1.3.5還原糖含量

采用菲林試劑法測定還原糖含量［7］。

1.3.6總酸含量

采用NaOH中和滴定法測定總酸含量［8］。

1.3.7固酸比

可溶性固形物與總酸的比值即為固酸比。

1.3.8蛋白質含量

采用凱式定氮法測定蛋白質含量。

1.4數據分析

利用SPSS軟件對9個桑椹品種的9項品質指標原始數據進行主成分分析。利用主成分分析計算各品種的綜合主成分值，按綜合主成分值大小進行排序，對各品種進行綜合評價比較。

2結果與分析

2.1主成分分析

桑椹各品種的品質指標測定見表1。

表1　不同品種桑椹的品質指標Table 1Quality characteristics of different mulberry varieties

由于各測定指標具有不同的量綱，為了消除由此可能帶來的不合理影響，在進行主成分分析之前先對數據作標準化處理，結果如表2所示。

采用SPSS13.0軟件對表2數據進行主成分分析，其結果見表3和表4。

表2　桑椹品質指標標準化處理結果Table 2Standardization treatment results of quality indicators of mulberry

表3　桑椹品質評價因子的特征值和累計貢獻率Table 3Eigenvalue and accumulative contribution rate of evaluating factors of mulberry

表4　主成分載荷矩陣Table 4Component matrix

由表3、4可以看出，第一主成分的特征值為3.924，其貢獻率為43.600%，第一主成分主要以總糖含量影響為主，出汁率和總酚含量為輔；第二主成分的特征值為2.588，其貢獻率為28.761%，第二主成分中以蛋白質含量的影響為主；第三主成分的特征值為1.204，其貢獻率為13.376%，第三主成分以可溶性固型物含量的影響為主。根據各主成分的貢獻率，說明對桑椹加工品質影響最大的是總糖、蛋白質和可溶性固形物含量。

2.2綜合主成分分值

根據表2中各主成分載荷矩陣和表3中的特征值可以構建主成分與桑椹各品質指標的線性關系式［9-10］：

以3個主成分及以每個主成分所對應的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權重得到主成分綜合模型Y=0.51Y1+0.34Y2+0.16Y3。根據以上公式計算主成分分值和綜合評價分值，如表5所示。

表5　不同品種桑椹品質預測評價結果Table 5Evaluation results of prediction for different varieties mulberry quality

由表5可以看出，各品種的綜合主成分值各不相同。綜合得分越高，說明該品種的綜合品質越好。綠椹子的綜合主成分分值最高為1.13，大白鵝綜合主成分分值也達到1.10分，排序第二，這兩個品種最適宜加工。雞冠白椹子、大白椹、大馬牙的綜合主成分值為0.87、0.85、0.20，均在0.100分以上，其余所有品種的綜合主成分得分均為負值。白玉王的綜合主成分值明顯低于其他品種，僅為-2.12分。說明綜合品質最好的品種為綠椹子和大白鵝，其次為雞冠白椹子、大白椹、大馬牙，而白玉王則綜合品質差，最不適宜加工。

以Z1（主成分1）的得分值為橫坐標，Z2（主成分2）的得分值為縱坐標，得桑椹樣品品質的散點圖，如圖1所示。

3結論

本試驗通過主成分分析法比較了不同白桑椹品種間的差異，并篩選了適宜的白桑椹加工用品種，研究結果顯示，參試的9個白桑椹品種中，綠椹子和大白鵝在總糖、可溶性固形物、總酚等加工性質綜合表現出較高的加工品質，其次為雞冠白椹子、大白椹、大馬牙，而白玉王則綜合品質差，最不適宜加工制汁。

圖19　個樣品主成分分類圖Fig.1Figure of PCA of nine samples

9個品種的桑椹共分為4類，綠椹子、大白鵝、白椹子、大白椹為一類；大馬牙和桂花蜜為一類；蘇白椹、珍珠王、白玉王為一類。這3類與綜合總成分得分結果一致，得分在前4名的品種分在一類，得分最低的3個品種分在一類。

［1］吳敏，張東雷，王爽，等.桑椹保健功能的研究進展［J］.食品研究與開發，2012，33（9）:214-217

［2］汪燕，方建平.多維低糖桑椹果醬的研制［J］.食品工業科技，2006，27（1）:135-137

［3］吳婧婧，梁貴秋，陸春霞.桑椹酒釀造工藝以及理化和營養指標分析［J］.食品與發酵業，2011，47（5）:90-94

［4］石瑛，袁保紅，石磊，等.白桑椹對老年大鼠的抗老化與降脂作用研究.中國食品學報，2007，7（2）:23-26

［5］聶繼云，李明強，張桂芳，等.白梨品質評價指標的聚類分析［J］.中國果樹，2000（2）:16-17

［6］傅榮林.主成分綜合評價模型的探討［J］.系統工程理論與實踐，2001（11）:68-74

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［8］中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB/T 12456-2008食品中總酸的測定.北京:中國標準出版社，2008

［9］楊中，張靜，湯兆星.新疆鮮食葡萄品質評價指標體系的建立［J］.安徽農業科學，2011，39（12）:7004-7007

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Analysis of Quality Evaluation for Different White Mulberry Varieties

QIAO Yu1，LIU Lu1，WU Ji-jun2，LIU Li3，CHENG Wei1，CHEN Xue-ling1，LIAO Li1，*
（1.Research Institute of Agricultural Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，Hubei，China；2.The Sericulture&Farm Produce Processing Research Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Guangzhou 510610，Guangdong，China；3.The Sericultural Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Zhenjiang 202018，Jiangsu，China）

Principal component analysis（PCA）was used in variety screening for white mulberry，and the effective indicators for processing quality were analyzed.The major nutritional components affecting white mulberry processing were determined from selected 9 white mulberry varieties.Results showed that the processing quality of white mulberry was constituted by 3 principal components.Total sugar，total phenol and juice yield exhibited the biggest contribution to processing quality of white mulberry which was account for 43.600%.Lvshenzi and Dabaie were selected and could be used for the processing of white mulberry.

mulberry；quality；principle component analysis

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.17.002

2014-05-08

農業部公益性行業（農業）科研專項（201303073）

喬宇（1981—），女（漢），副研究員，博士，研究方向：農產品加工。

廖李（1982—），女，助理研究員，研究方向：食品科學。