不同品種獼猴桃制汁適應(yīng)性評(píng)價(jià)

梁 錦,黃天姿,王 丹,張 璐,李瑞娟,楊淑霞,羅安偉

(西北農(nóng)林科技大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院,陜西楊凌 712100)

獼猴桃因營(yíng)養(yǎng)豐富、風(fēng)味獨(dú)特、品種多樣而備受消費(fèi)者喜愛。近年來,隨著我國獼猴桃產(chǎn)量的迅速增加,鮮銷壓力越來越大,難賣現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生,加之采后損失高達(dá)15%～20%,獼猴桃經(jīng)濟(jì)效益急劇下降。因此,采后加工是延長(zhǎng)獼猴桃產(chǎn)業(yè)鏈,提升產(chǎn)業(yè)附加值的必由之路。目前市場(chǎng)上獼猴桃加工品主要有果干、果醬、飲料等產(chǎn)品,果干因加工條件及衛(wèi)生狀況較差,營(yíng)養(yǎng)成分流失大而使產(chǎn)品品質(zhì)較低,市場(chǎng)行情逐年萎縮;果醬因糖含量較高不符合消費(fèi)與健康潮流;100%果汁、非濃縮還原汁(Not From Concentrate,NFC)[1]等因營(yíng)養(yǎng)成分保存好,含有更多功能成分而受到消費(fèi)者推崇。在目前果汁類產(chǎn)品生產(chǎn)中,主要問題是沒有選擇好加工對(duì)路的品種,導(dǎo)致獼猴桃汁褐變嚴(yán)重、色澤差、口味偏酸、VC含量低、果香不典型等問題,因此,選擇適宜制汁的品種,是保證果汁類產(chǎn)品品質(zhì)的首要條件。故開展獼猴桃制汁品質(zhì)評(píng)價(jià),篩選適宜制汁的品種顯得尤為迫切。

表1 獼猴桃品種及采樣情況

目前,國內(nèi)外關(guān)于獼猴桃汁的研究主要集中在新型飲品研制開發(fā)、加工工藝的優(yōu)化改良和營(yíng)養(yǎng)功能成分分析方面,鮮有關(guān)于不同品種獼猴桃制汁適宜性的研究和報(bào)道。前人對(duì)梨、葡萄、桃、杏、柑橘等水果均有關(guān)于加工制汁適宜性的評(píng)價(jià)研究,篩選出了一批適于加工制汁的優(yōu)良品種,而對(duì)獼猴桃制汁的評(píng)價(jià)研究較少,但在實(shí)際生產(chǎn)中品種差異對(duì)制汁品質(zhì)影響較大,閆鵬等[2]對(duì)新疆野蘋果21個(gè)不同株系類型果實(shí)進(jìn)行了加工制汁適宜性評(píng)價(jià),按綜合評(píng)分篩選出了適宜、較適宜和不適宜的加工制汁品種。焦藝等[3]對(duì)北京平谷地區(qū)的7個(gè)蟠桃品種制汁特性進(jìn)行評(píng)價(jià),得到蟠桃鮮榨汁加工適宜性綜合排名,篩選出適宜制汁的優(yōu)勢(shì)品種。謝國芳等[4]以貴州黔東南州規(guī)模化種植的8個(gè)中晚熟藍(lán)莓品種為試材,通過主成分分析,得到不同品種藍(lán)莓果實(shí)制汁特性的綜合評(píng)分,篩選出了適合加工果汁、果酒類產(chǎn)品的品種原料。所以選擇適宜的制汁品種對(duì)獼猴汁相關(guān)產(chǎn)品的加工具有重要意義。

本研究對(duì)12個(gè)品種獼猴桃的多項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定分析,利用主成分分析對(duì)制汁品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),篩選適宜制汁的品種,為企業(yè)合理選擇精深加工品種提供科學(xué)參考。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

獼猴桃果實(shí) 共12種,于2019年8月～10月采收,各品種獼猴桃達(dá)到各自的商業(yè)采收成熟度時(shí)采收,選擇大小基本一致、無病蟲害、無機(jī)械損傷的果實(shí)采收后于室溫下放置后熟,具體采樣情況見表1;福林-酚試劑(Folin-Ciocalteu試劑)、1,1-二苯基-2-苦基肼(DPPH)、2,2-聯(lián)氮-雙(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二銨鹽(ABTS) 美國Sigma公司;沒食子酸、H2O2、NaOH、水楊酸、蒽酮、硫酸、咔唑、半乳糖醛酸、乙酸等 分析純,天津市天力化學(xué)試劑有限公司;蘆丁、VC、甲醇 色譜純,廣東光華科技股份有限公司。

MJ-BL25B3型榨汁機(jī) 廣州美的有限公司;UV1810紫外可見分光光度計(jì)、DSH-100A-1水分快速測(cè)定儀 上海佑科儀器儀表有限公司;TA.XT PLUS/50物性測(cè)定儀 英國Stable Micro Systems公司;PAL-1數(shù)字式手持折射儀 日本愛宕公司;DK-98-11A電熱恒溫水浴鍋、WGL-230B電熱鼓風(fēng)干燥箱 天津市泰斯特儀器有限公司;HC-3018R高速冷凍離心機(jī) 安徽中科中佳科學(xué)儀器有限公司;KQ-700DE型數(shù)控超聲波清洗器 昆山市超聲儀器有限公司;ALC-210.3型電子天平 賽多利斯艾科勒公司;LC-20A高效液相色譜儀 日本島津公司;色度儀Colorimeter 愛色麗(上海)色彩科技有限公司;PEN3型便捷式電子鼻 德國Airsense公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 獼猴桃汁制備 于室溫下放置后熟的獼猴桃,至果實(shí)硬度為1.0 kg/m2以下進(jìn)行榨汁處理。每個(gè)品種取20個(gè)果實(shí),去皮后榨汁,汁液通過200目濾布過濾即為鮮榨果汁,進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)的測(cè)定。

1.2.2 理化指標(biāo)測(cè)定方法 果肉硬度參照Bauchot等[6]的方法,采用物性測(cè)定儀測(cè)定。水分含量用水分測(cè)定儀測(cè)定,稱取5 g果肉,烘干后讀數(shù)記錄。可溶性固形物含量(Soluble Solids Content,SSC)用數(shù)顯手持折射儀測(cè)定。可滴定酸和多酚氧化酶活性(Polyphenol oxidase,PPO)的測(cè)定參照曹建康等[7]《果蔬采后生理生化實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》。可溶性糖的測(cè)定方法為蒽酮硫酸法[8]。糖酸比用可溶性糖/可滴定酸含量表示。果汁色澤:利用色差儀測(cè)定獼猴桃汁的L*、a*、b*值。出汁率的測(cè)定:采用1.2.1中所述方法制汁,所得果汁質(zhì)量與全果質(zhì)量之比即為出汁率。沉淀率[9]:將過200 目濾布的果汁樣品在離心管稱重后,8000 r/min離心15 min,取出后倒掉上清液,沉淀率=(管重±沉淀量)/(管重±果汁)。褐變度[9]:將果汁樣品在離心管中4000 r/min離心20 min,取出在紫外可見分光光度計(jì)420 nm處測(cè)吸光度,即為褐變度BI值,用來衡量褐變情況。

表2 不同品種獼猴桃汁理化指標(biāo)

1.2.3 營(yíng)養(yǎng)成分及體外抗氧化活性測(cè)定方法 VC含量:采用高效液相色譜法測(cè)定,參照李國秀等[10]的方法;多酚:采用Folin-Ciocalteu法[11],以沒食子酸為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定多酚含量;類黃酮:采用AlCl3顯色法[12],以蘆丁為標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)測(cè)定類黃酮的含量;果膠總含量:包括原果膠和可溶性果膠,采用咔唑比色法[7],以半乳糖醛酸為標(biāo)準(zhǔn)樣;蛋白質(zhì)和總氨基酸含量送于西北農(nóng)林科技大學(xué)測(cè)試中心檢測(cè),分別參照國標(biāo)GB 5009.5-2016和GB 5009.124-2016進(jìn)行檢測(cè)。體外抗氧化活性測(cè)定指標(biāo)包括DPPH自由基清除率、ABTS自由基清除率、總還原能力、羥基自由基(·OH)清除能力,均參照張淑娟等[13]的方法,略有改動(dòng)。

1.2.4 電子鼻香氣物質(zhì)測(cè)定 取10 mL榨好的果汁置于30 mL樣品瓶中,每個(gè)品種設(shè)10個(gè)進(jìn)樣。密閉平衡30 min,采用頂空抽樣的方法進(jìn)行檢測(cè)。檢測(cè)時(shí)間60 s,傳感器清洗時(shí)間300 s,流速300 mL/min。測(cè)定時(shí)電子鼻響應(yīng)值逐漸增大,第40 s后趨于平緩,取55～59 s處的信號(hào)作為傳感器信號(hào)分析的時(shí)間[14]。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有指標(biāo)測(cè)定均設(shè)三次重復(fù),結(jié)果均為平行實(shí)驗(yàn)的平均值。采用Excel 2010、SPSS 19.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行顯著性差異分析、主成分分析等。電子鼻所測(cè)得的數(shù)據(jù)使用其自帶的Winmuster軟件進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種獼猴桃的理化品質(zhì)分析

根據(jù)表2～表4所示的不同品種獼猴桃汁的理化品質(zhì),營(yíng)養(yǎng)成分及體外抗氧化活性結(jié)果,可看出22項(xiàng)指標(biāo)均存在不同程度的變異情況,說明制汁品質(zhì)在品種間的差異很大。其中加工品質(zhì)指標(biāo)(出汁率、沉淀率、褐變度、多酚氧化酶活性、L*、a*、b*)是評(píng)價(jià)各品種獼猴桃是否適宜加工制汁的重要指標(biāo)。其中出汁率基本都在80%以上,在品種間的離散度較小(變異系數(shù)<10%)。褐變度是衡量獼猴桃加工中褐變程度的一個(gè)重要指標(biāo)[15],是通過果汁吸光度的變化程度來確定。沉淀率和褐變度變異系數(shù)較大(>20%),軟棗獼猴桃品種益玉和綠迷這兩個(gè)指標(biāo)顯著大于其他品種。果汁中多酚類物質(zhì)在多酚氧化酶(PPO)的作用下極易氧化褐變,嚴(yán)重影響果汁的外觀色澤,使產(chǎn)品品質(zhì)下降[16],所以PPO是評(píng)價(jià)制汁特性的一個(gè)重要指標(biāo)。僅翠香、亞特、海沃德三個(gè)品種PPO活性大于0.01,其余品種獼猴桃中PPO活性均很小。果汁色澤是評(píng)定外觀品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo),不同獼猴桃汁的L*值為32～52,L*表示明亮度,體現(xiàn)顏色的深淺程度,總體來看明亮度排名為軟棗系>美味系>中華系,這與葉綠素總量的多少有密切關(guān)系;a*表示紅/綠值,其中紅陽、臍紅、東紅、亞特a*值均為正數(shù),這與紅陽、臍紅、東紅均為紅心品種有關(guān),其余品種a*為負(fù)值,表征其顏色偏綠;b*表示黃/藍(lán)值,均為正值,表明獼猴桃汁均為黃色偏向。a*和b*離散度較大,變異系數(shù)大于50%,說明不同品種間的呈色差異主要取決于a*和b*值[17],因?yàn)椴煌a(chǎn)品對(duì)果汁顏色要求不同,故在后面的主成分分析中剔除a*和b*值兩個(gè)指標(biāo)。獼猴桃汁中SSC、糖酸比等指標(biāo)對(duì)其酸甜度起著重要作用。各個(gè)品種獼猴桃果實(shí)糖酸比變異系數(shù)較大(>20%),變化范圍在6.79～12.74,說明口感風(fēng)味在品種間差異較大。從可溶性糖含量和可溶性固形物含量可以看出中華種系總體高于美味種系,這符合中華種系甜度高、酸度低的特點(diǎn)。

續(xù)表

2.2 不同品種獼猴桃汁的營(yíng)養(yǎng)成分分析

從表3可以看出,不同品種獼猴桃汁的VC、類黃酮、果膠、總氨基酸含量均存在較大變異系數(shù)(>20%)。VC是獼猴桃汁的一個(gè)重要營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。

表3 不同品種獼猴桃汁的營(yíng)養(yǎng)成分分析

由表3可見,VC含量在不同品種間的含量差異較大,變化幅度在27.3～130.38 mg/L之間。其中亞特含量最高,益玉含量最低。果膠是一種親水性植物膠,是獼猴桃果實(shí)中一種天然多糖類高分子化合物。研究表明果膠具有促進(jìn)消化、降低血脂水平、增強(qiáng)人的體力和耐力等功效[18]。關(guān)于水果清汁的大量文獻(xiàn)研究表明,果膠、蛋白質(zhì)、酚類、淀粉等易造成清汁后渾濁和二次沉淀等不良現(xiàn)象[19];相反渾濁汁因含有更多果膠、蛋白質(zhì)和酚類物質(zhì)形成的懸浮顆粒,具有更高的營(yíng)養(yǎng)和好的風(fēng)味,這些物質(zhì)也有利于提高濁汁渾濁穩(wěn)定性,避免果汁出現(xiàn)分層或乳化現(xiàn)象[20],在本文中把果膠、蛋白質(zhì)等考慮為營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。益玉和綠迷的類黃酮、果膠、蛋白質(zhì)和總氨基酸含量顯著高于其他品種,這體現(xiàn)了軟棗獼猴桃益玉和綠迷營(yíng)養(yǎng)極其豐富的特點(diǎn)。

2.3 不同品種獼猴桃汁的體外抗氧化活性分析

由表4可知,不同品種獼猴桃汁對(duì)DPPH·和ABTS+·清除率的清除效果變異系數(shù)較大(>20%),12個(gè)品種獼猴桃汁對(duì)DPPH·的清除能力均小于VC,但金艷和益玉與VC無顯著差異,具有較高的清除能力[21];各品種獼猴桃汁清除ABTS+·的能力差別較大,其中黃金果、徐香、海沃德對(duì)ABTS+·的清除能力小于VC,其余品種清除效果均顯著大于VC。羥基自由基(·OH)被看作氧化代謝的有毒副產(chǎn)物,能夠?qū)е录?xì)胞代謝、功能和結(jié)構(gòu)的改變,是活性氧中最活潑也最具危害性的的自由基[22]。以VC為陽性對(duì)照,各品種獼猴桃汁對(duì)·OH的清除效果均弱于VC;樣品的還原能力與抗氧化活性呈正相關(guān),吸光度高低可以間接反映抗氧化劑的還原能力大小,吸光度越大,還原能力越強(qiáng),即抗氧化性越強(qiáng),各品種獼猴桃汁總還原能力變異系數(shù)較小(<20%),均顯著(P<0.05)小于VC的總還原能力。

表4 不同品種獼猴桃汁在4種評(píng)價(jià)體系下的抗氧化活性

2.4 相關(guān)性分析結(jié)果

對(duì)12個(gè)品種獼猴桃的20項(xiàng)制汁指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析(表5),研究表明,水分含量和類黃酮、果膠、蛋白質(zhì)、總氨基酸含量呈極顯著(P<0.01)負(fù)相關(guān),與出汁率、沉淀率、褐變度顯著(P<0.05)正相關(guān),可見水分含量高,相關(guān)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量減少,出汁率和褐變度會(huì)隨之增加;SSC與可溶性糖顯著(P<0.05)正相關(guān),因?yàn)楣咧械目扇苄晕镔|(zhì)主要是可溶性糖;可滴定酸和糖酸比顯著(P<0.05)負(fù)相關(guān),可滴定酸越高,糖酸比比值越低;總還原力和可滴定酸極顯著(P<0.01)正相關(guān),與糖酸比顯著(P<0.05)負(fù)相關(guān)。L*和沉淀率、褐變度顯著(P<0.05)負(fù)相關(guān),說明獼猴桃汁顏色深淺與這些指標(biāo)關(guān)系密切;出汁率與果膠、蛋白質(zhì)、總氨基酸含量呈極顯著(P<0.01)負(fù)相關(guān),說明營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越多,出汁率越低。沉淀率和褐變度都與類黃酮、果膠、蛋白質(zhì)、總氨基酸顯著(P<0.05)負(fù)相關(guān),且兩者間呈極顯著(P<0.01)正相關(guān)。VC和總氨基酸顯著(P<0.05)負(fù)相關(guān);多酚與總還原力顯著(P<0.05)正相關(guān);類黃酮和果膠都與蛋白質(zhì)、總氨基酸極顯著(P<0.01)正相關(guān),且二者也呈顯著(P<0.05)正相關(guān)關(guān)系。果膠還與·OH清除率顯著(P<0.05)正相關(guān)。蛋白質(zhì)與總氨基酸極顯著(P<0.01)正相關(guān);DPPH·清除率與ABTS+·清除率顯著(P<0.05)正相關(guān)。由上述相關(guān)性分析結(jié)果可看出各指標(biāo)間均有不同程度的相關(guān)性,說明12個(gè)品種測(cè)定的指標(biāo)所反映的信息具有重疊性,因此對(duì)20項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分類與簡(jiǎn)化是十分必要的,以提高綜合評(píng)價(jià)的效率和準(zhǔn)確性。

表5 各指標(biāo)的相關(guān)系數(shù)

表6 制汁品質(zhì)的主成分方差貢獻(xiàn)率

2.5 主成分分析結(jié)果

利用SPSS 19.0軟件對(duì)12個(gè)品種獼猴桃的 20項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析(剔除a*、b*2項(xiàng)指標(biāo)),由表6主成分方差貢獻(xiàn)率可知,前 5 個(gè)主成分的特征值大于1,累計(jì)方差貢獻(xiàn)率達(dá)到87.156%>85%,表明前5個(gè)主成分可反映原始20個(gè)指標(biāo)的絕大部分信息。第一主成分的方差貢獻(xiàn)率為37.347%,主要綜合了水分、L*、出汁率、沉淀率、褐變度、VC、類黃酮、果膠、蛋白質(zhì)、總氨基酸,定義為加工與營(yíng)養(yǎng)因子;第二主成分的方差貢獻(xiàn)率為19.069%,主要綜合了SSC、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、PPO指標(biāo),定義為口感風(fēng)味因子;第三主成分的方差貢獻(xiàn)率為13.779%,主要綜合了多酚、ABTS+·清除率;第四主成分的方差貢獻(xiàn)率為11.128%,主要綜合了DPPH·清除率、總還原力,所以把第三、第四主成分定義為抗氧化因子。

根據(jù)主成分的特征向量和標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)(表7)可得到5個(gè)主成分的得分函數(shù)表達(dá)式(F1、F2、F3、F4、F5)。

表7 主成分因子對(duì)應(yīng)的載荷矩陣

F1=-0.302X1+0.057X2-0.079X3+0.106X4-0.131X5+0.264X6-0.281X7-0.313X8-0.342X9+0.022X10-0.183X11-0.006X12+0.292X13+0.336X14+0.328X15+0.321X16-0.024X17+0.012X18+0.213X19+0.138X20

式(1)

F2=-0.172X1+0.335X2+0.371X3-0.293X4+0.401X5-0.182X6-0.034X7+0.032X8+0.033X9+0.382X10-0.02X11+0.110X12+0.239X13-0.098X14+0.190X15+0.187X16-0.168X17+0.140X18-0.286X19-0.104X20

式(2)

F3=0.108X1+0.254X2+0.165X3+0.274X4-0.145X5-0.020X6+0.077X7+-0.086X8-0.101X9-0.090X10+0.275X11+0.524X12+0.115X13-0.052X14+0.078X15-0.122X16+0.270X17+0.437X18+0.042X19+0.341X20

式(3)

F4=-0.242X1+0.043X2-0.020X3-0.313X4+0.237X5+0.256X6+0.023X7-0.087X8-0.023X9-0.193X10+0.279X11-0.147X12-0.109X13+0.056X14-0.046X15-0.037X16+0.430X17+0.372X18+0.231X19-0.422X20

式(4)

F5=-0.019X1-0.281X2-0.119X3-0.011X4-0.047X5+0.044X6+0.502X7-0.284X8+0.007X9+0.481X10-0.295X11+0.057X12+0.119X13-0.104X14-0.082X15-0.012X16+0.427X17+0.052X18-0.061X19+0.040X20

(5)

式中:X1～X20分別對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化之后的水分含量、SSC、可溶性糖、可滴定酸、糖酸比、L*、出汁率、沉淀量、褐變度、PPO、VC、多酚、黃酮、果膠、粗蛋白、總氨基酸、DPPH清除率、ABTS清除率、·OH清除率、總還原力20個(gè)品質(zhì)指標(biāo)。

以5個(gè)主成分對(duì)應(yīng)的方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重,得到主成分綜合評(píng)價(jià)模型(式6),即獼猴桃制汁品質(zhì)評(píng)價(jià)模型。

F綜=0.428F1+0.219F2+0.158F3+0.128F4+0.067F5

式(6)

根據(jù)表8可知各品種獼猴桃加工制汁的適宜性排名為:綠迷>益玉>臍紅>華優(yōu)>紅陽>亞特>翠香>徐香>金艷>黃金果>東紅>海沃德

表8 獼猴桃品種主成分得分及排名

根據(jù)F值的大小可分為如下幾類:

第一類:較為適宜制汁品種(綜合得分F≥0),包括綠迷、益玉、臍紅、華優(yōu)。

第二類:一般適宜制汁品種(綜合得分F≥-1),包括紅陽、亞特、翠香、徐香、金艷、黃金果。

第三類:不適宜制汁品種(F≤-1),包括東紅、海沃德。

2.6 電子鼻分析12個(gè)品種獼猴桃果汁中香氣物質(zhì)

2.6.1 12個(gè)品種獼猴桃果汁對(duì)電子鼻傳感器響應(yīng)值的差異分析 提取各W1C:芳香類化合物;W5S:氮氧化合物;W3C:氨及芳香類物質(zhì)(苯等);W6S:氫類(主要為氫氣);W5C:烷烴類和芳香類物質(zhì);W1S:光譜甲基類(甲烷);W1W:硫化物、萜烯類、含硫有機(jī)物(硫化氫等);W2S:醇類和部分芳香類物質(zhì);W2W:芳香類物質(zhì)、含硫有機(jī)物;W3S:芳香烷烴[24];同一個(gè)傳感器帶有相同字母代表差異不顯著;小寫字母表示顯著性水平為P<0.05;大寫字母表示顯著性水平為P<0.01(Duncan法)。

表9 獼猴桃果汁的電子鼻傳感器響應(yīng)值

個(gè)傳感器的響應(yīng)值,如表9可看出 12個(gè)獼猴桃汁樣品對(duì)傳感器的反應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度不同,10 種傳感器響應(yīng)值的差異比較明顯,獼猴桃汁樣品之間有顯著差異,樣品能夠引起傳感器響應(yīng)的氣體濃度越大,則 G/G0的值越偏離 1(>1或<1),若樣品揮發(fā)性氣體濃度低于檢測(cè)限或者沒有感應(yīng)氣體,則 G/G0值接近甚至等于1[23]。由表9所示傳感器 W1S 和W1W對(duì)各獼猴桃汁香氣感應(yīng)值較大,可見果實(shí)軟熟達(dá)到制汁程度時(shí),其中的無機(jī)硫化物和甲基類物質(zhì)保留效果最好。W5S、W2S的響應(yīng)值較大,說明該階段氮氧化物、芳香醇類和有機(jī)硫化物的保留效果較好。W3C、W6S和 W5C 的感應(yīng)值接近1,可見果實(shí)中胺類、氫類和長(zhǎng)鏈烷烴保留效果最差,故這三種傳感器貢獻(xiàn)率可忽略不計(jì)。

2.6.2 不同品種獼猴桃汁主成分分析(PCA)和線性判別分析(LDA)結(jié)果 利用電子鼻對(duì)12 種獼猴桃汁的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析,建立前2個(gè)主成分的二維判別圖,如圖1所示。同一品種果汁平行檢測(cè)的數(shù)據(jù)構(gòu)成一個(gè)個(gè)獨(dú)立的組群,表明電子鼻分析檢測(cè)的重現(xiàn)性良好[25]。通過對(duì)所有樣品數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析后,得到所有樣品的主成分 1(貢獻(xiàn)率77.66%)和主成分 2(貢獻(xiàn)率15.58%)的累積方差貢獻(xiàn)率為93.24%(>85%),這說明PC1和PC2已經(jīng)包含較多信息量,能夠反映12種獼猴桃汁的主要信息特征[26]。12個(gè)品種在PC1上分布距離較大,區(qū)分較為明顯,中華獼猴桃基本分布在最左邊,有華優(yōu)、紅陽、臍紅、黃金果、金艷,且相互之間距離較小,說明香氣物質(zhì)差異較小。中華獼猴桃中的東紅品種香氣較為特殊,在PC1和PC2上橢圓區(qū)域距離都偏遠(yuǎn),這可能與東紅采摘于四川邛崍,地域差別較大造成的。美味獼猴桃四個(gè)品種,有徐香、翠香、亞特、海沃德,在PC1上分布距離較遠(yuǎn),其中翠香與華優(yōu)、金艷有交叉,香氣特征貼近中華獼猴桃。益玉和綠迷兩個(gè)品種數(shù)據(jù)點(diǎn)距離較近,說明其具有軟棗獼猴桃特有的香氣成分。12個(gè)樣品分析數(shù)據(jù)點(diǎn)分布于各自區(qū)域,重疊現(xiàn)象較少,并且距離都較大,這說明不同品種獼猴桃汁樣品揮發(fā)的氣味不同,電子鼻PCA作為一種簡(jiǎn)單快捷的氣味檢測(cè)分析方法能夠準(zhǔn)確的區(qū)分各個(gè)品種果汁香氣。

圖1 12個(gè)品種獼猴桃汁電子鼻PCA圖

圖2 12個(gè)品種獼猴桃汁電子鼻LDA圖

LDA是一種常規(guī)的模式識(shí)別和樣品分類方法,將數(shù)據(jù)降維后使組間數(shù)據(jù)分開,而組內(nèi)數(shù)據(jù)聚集[27]。由圖2看出,線性判別函數(shù)LD1和LD2的貢獻(xiàn)率分別為80.8%和14.72%,累計(jì)貢獻(xiàn)率為95.52%。不同組內(nèi)點(diǎn)非常集中,由圖2看出:數(shù)據(jù)采集點(diǎn)有不同的分布區(qū)域,圖左側(cè)大多數(shù)為美味獼猴桃(徐香、亞特、海沃德),和PCA結(jié)果相似,翠香與中華獼猴桃橢圓區(qū)域距離較近,香氣特征貼近中華獼猴桃。東紅品種在LD1和LD2上橢圓區(qū)域距離都偏遠(yuǎn),香氣較為特殊。LDA圖右下角為中華獼猴桃全部品種和軟棗獼猴桃-益玉,這些品種香氣分析的數(shù)據(jù)點(diǎn)較為集中,說明果汁中某些香氣物質(zhì)較為相似。通過LDA圖說明美味獼猴桃和中華、軟棗種系獼猴桃果汁的揮發(fā)性物質(zhì)組成有較大不同,中華和軟棗獼猴桃某些香氣物質(zhì)比較接近。

3 討論

關(guān)于獼猴桃加工制汁適宜性研究,張婷等[28]通過對(duì)四個(gè)中華獼猴桃和四個(gè)美味獼猴桃的研究,得出金艷固酸比最高(5.86),適宜鮮榨汁;臍紅、晚紅果肉中色素含量豐富,較適宜加工為果汁飲料。朱春華等[29]認(rèn)為中華獼猴桃果型橢圓、甜酸爽口,可加工成飲料,秦美、海沃特等美味獼猴桃為含糖量較低的品種,如用于加工則成品酸度較高;張龍飛等[30]以紅心獼猴桃加工果肉型飲料,最終成品顏色亮黃,色澤均勻一致,擁有獼猴桃自身的較濃郁果香,口感酸甜俱佳,是較理想的獼猴桃制汁種系。左麗麗等[31]以長(zhǎng)白山野生軟棗獼猴桃為研究對(duì)象,優(yōu)化了飲料的最佳配方,成品飲料為嫩黃綠色,口感細(xì)膩,酸甜可口,具有明顯的軟棗獼猴桃果香,是較理想的獼猴桃制汁種系。以上作者均是通過一種或幾種指標(biāo)來判定適宜加工制汁的獼猴桃品種或種系,或通過成品外觀和風(fēng)味特性對(duì)獼猴桃品種進(jìn)行適宜性得分排序,缺乏綜合性的評(píng)價(jià)指標(biāo)和權(quán)威的分析方法,所以其結(jié)果仍需要進(jìn)一步試驗(yàn)證明。

主成分分析是多元統(tǒng)計(jì)分析中一種重要的數(shù)據(jù)降維方法,廣泛被應(yīng)用于實(shí)證分析尤其是多指標(biāo)綜合評(píng)價(jià)中。其思想是把相關(guān)聯(lián)的原始變量用不相關(guān)的新變量表示,表示方式為線性組合;選取的新變量個(gè)數(shù)會(huì)少于原始變量個(gè)數(shù),起到簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的目的,被選取的新變量就是“主成分”。選取的原則是不丟失主要信息,衡量信息量的指標(biāo)是主成分的方差,方差越大,說明主成分包含的信息量越大。張春嶺等[32]對(duì)15 個(gè)中、早熟桃品種的15 個(gè)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定,運(yùn)用主成分分析等方法對(duì)桃汁品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),通過綜合得分明顯區(qū)別了適宜制汁的桃品種。王靚鈺等[33]以浙江地區(qū)主栽的 19個(gè)柑橘品種為原料,采用主成分分析法建立了柑橘品質(zhì)評(píng)價(jià)體系,篩選出了適合生產(chǎn) NFC果汁的柑橘品種。鄧健康等[34]選取全國13個(gè)地區(qū)24個(gè)蘋果品種,共 55 份樣品,對(duì)其中的22個(gè)重要指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定與主成分分析,篩選出了適宜制汁和不適宜制汁的蘋果品種。采用主成分分析對(duì)品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行降維,通過對(duì)變量的提煉,以更簡(jiǎn)潔的方式綜合多項(xiàng)指標(biāo),計(jì)算綜合評(píng)價(jià)值,已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。

為了解不同品種獼猴桃揮發(fā)性成分,基于電子鼻PCA和LDA對(duì)獼猴桃鮮榨汁香氣進(jìn)行定性分析,檢測(cè)結(jié)果顯示,12種獼猴桃汁揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異明顯,采用電子鼻技術(shù)可以顯著區(qū)分,各品種果汁主要的揮發(fā)性物質(zhì)為無機(jī)硫化物、甲基類、氮氧化物和芳香醇類等。本內(nèi)容旨在為建立一種高效快速檢測(cè)獼猴桃鮮榨汁品質(zhì)的方法提供依據(jù),為不同品種獼猴桃鮮榨汁揮發(fā)性香氣定性結(jié)果提供參考,也為企業(yè)選擇制汁獼猴桃品種提供有利參考,此部分內(nèi)容后期還可與氣相-質(zhì)譜聯(lián)用針對(duì)硫化物、醇類和芳香型化合物進(jìn)行具體的成分分析,為獼猴桃制汁品質(zhì)數(shù)據(jù)庫的建立提供重要的參考。

4 結(jié)論

本文對(duì)不同地區(qū)12個(gè)品種獼猴桃的22項(xiàng)制汁品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)定和分析,對(duì)其中20項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了主成分分析,提取了5個(gè)主成分反映原變量的87.156%的信息,建立了直觀的獼猴桃制汁品質(zhì)評(píng)價(jià)模型,得出不同品種獼猴桃的綜合評(píng)分值排列順序,可客觀反映不同品種果實(shí)的制汁特性。經(jīng)計(jì)算,綜合得分較高的綠迷、益玉屬于軟棗種系,其優(yōu)點(diǎn)是各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)明顯較高,理論上最適宜作為制汁品種,缺點(diǎn)是軟棗產(chǎn)量低、價(jià)格高。得分排名其次是臍紅、華優(yōu)、紅陽、亞特等品種,為考慮成本因素和大規(guī)模的生產(chǎn)所需,可優(yōu)先選擇這些評(píng)分較高且產(chǎn)量大,品質(zhì)佳的品種,或者把制汁特性最好的軟棗品種與這些排名較優(yōu)品種進(jìn)行復(fù)配;12種獼猴桃果汁揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)差異明顯,采用電子鼻技術(shù)可以顯著區(qū)分,各品種果汁主要的揮發(fā)性物質(zhì)為無機(jī)硫化物、甲基類、氮氧化物和芳香醇類等。本試驗(yàn)為企業(yè)選擇獼猴桃制汁原料品種提供了充分的理論依據(jù)。