三種不同預處理對銀香果品質特性的影響

中圖分類號：TS255.2 文獻標志碼：A

【結論】微波能明顯降低銀杏果的亮度、增加銀杏果的紅度，水煮能顯著降低銀杏果的黃度；三種預處理均能顯著降低銀杏果的苦味，其中水煮去苦效果最佳;微波預處理能最大程度降低銀杏果的硬度、彈性、咀嚼性等，水煮對銀杏果色澤及咀嚼性的保持效果最佳。

Abstract： 【Objective】 This study aimed to investigate the efects of different pretreatment modes on color，taste，odor and texture of ginkgo（Ginkgo biloba L.） seeds，and to provide theoretical basis for selection of ginkgo seed pretreatment mode.【Method】The quality of ginkgo seeds after boiling，microwaving and roasting were determined using color diffrence meter，electronic tongue，electronic nose and texture meter，and principal component analysis （PCA），partial least square discriminant analysis （PLS-DA） and grey relational analysis were performed.【Result】Pretreatment significantly reduced the hardness，elasticity，colloidality and chewability of ginkgo seeds 1 （Plt;0.05） ，and the cumulative contribution rate of the first two principal components in PCA was 99.1% . Microwaving had the greatest effect on the texture of ginkgo seeds compared with other pretreatments，and boiling could well preserve the texture of ginkgo seeds. Electronic nose test showed that the 3 pretreatment modes could reduce the contents of sulfide and aromatic compounds in ginkgo seeds，and slightly increase the contents of short-chain alkane and aromatic benzene compounds. PCA showed that there were obvious differences in color of ginkgo seeds under different pretreatment modes.Maillard reaction caused by roasting led to larger color difference and a darker color in ginkgo seeds. There were significant differences in biterness and saltyness between pretreated ginkgo seeds and fresh samples，and from the first two principal components，the taste of ginkgo seeds with pretreatment modes could be distinguished.PLS-DA results showed that the gingko seeds with different pretreatment modes difered significantly，and the total contribution rate of the first principal component and the second principal component was 81.0% ，which could explain most of the information of the sample. Sourness，yellowness ，redness （a^*） ，saltness，color difference （204號 （ΔE） ，cyanide response value （W6S），and astrigency were suitable as the symbolic variables. Grey correlation analysis showed that the correlations between bitterness and hardness，and biterness and colloidality were O.989，and O.987，respectively，indicating that the interactions of biternesshardness and bitterness-colloidality in pretreated ginkgo seeds were the highest.【Conclusion】Microwaving significantly reduces the brightness and increases the redness of ginkgo seeds，while boiling significantly reduces the yellowness of ginkgo seeds.The three pretreatment modes could significantly reduce the bitterness of ginkgo seeds，and roasting has the best effect on bitterness removal. Pretreatment of microwaving can reduce the hardness，elasticity and chewability of ginkgo seeds to the greatest extent，while boiling has the best effect on preserving color and chewability of ginkgo seeds.

Keywords： Ginkgo （Ginkgo biloba L.） seeds； pretreatment modes； principal component anal-ysis（PCA）； partial least square discriminant analysis （PLS-DA）；quality attributes

0 引言

【研究意義】銀杏（GinkgobilobaL.）果，常用別稱為“白果”，又被稱為“鴨腳子”“佛指柑”“靈眼”（楊計林等，2023），其口感香糯，清新甘美，含有豐富的淀粉、蛋白質、多糖、核黃素、胡蘿卜素和鈣、磷、鐵、鉀、鎂等微量元素，也有黃酮、內酯等功能成分，具有提高機體耐缺氧、抗疲勞、延緩衰老、平喘祛痰、抑制肺結核桿菌生長等作用（周昊和王成章，2021），兼具營養和藥用價值，被國家衛生健康委認定為“藥食兩用\"資源（WANGandZHANG，2019）。銀杏在我國有三千多年的栽培歷史，廣泛分布在江蘇、陜西、湖北、河南、廣西等省區，產量世界第一，占全球產量的 70% （鄒敏敏，2021）。近幾年銀杏果產量急劇增加，中國的銀杏果年產量達到了6萬t（BOATENGetal.，2021b）。當前市面上的銀杏果主要應用于藥物、保健品、化妝品等，食品領域制品多為初級果仁制品，其中少量果仁被加工成干果、全粉，或果仁提取物，用于加工功能性飲料（BOATENGandYANG，2021）、糕點、水果糖果和罐頭（BOATENGandYANG，2022），其余大部分被用作原料或配料，采用烤、燒、燉、煮等方式制成菜肴，但由于銀杏中含有銀杏酸、氰化物等毒性成分（ZOUetal.，2022），導致其食用價值受到了制約?！厩叭搜芯窟M展】經過預處理操作，銀杏果內的毒性成分含量可被有效降低至難以引發明顯毒性的水平：借助銀杏酸的熱不穩定性，預煮使得部分果殼開裂，可有效去除果皮中特殊成分，初步實現脫毒；在干燥制粉時，熱風干燥可一定程度上脫除銀杏酸（張鳳景，2017）；蒸煮、熱風干燥、去芯等操作可得到低毒安全白果粉（劉俊峰，2017）；紅外、微波和水煮處理都可以顯著降低白果的銀杏酸含量，達到降低其毒性的目的（倪洋，2018）。故對銀杏果進行預處理是加工和貯藏的重要環節。滋味是評價食品品質的重要指標，感官評價存在結果重復性差、個人主觀性強等缺點（任新樂等，2023）。電子舌是一種高效便捷識別、分析樣品滋味的新型仿生檢測技術，它采用與味蕾細胞工作原理相似的人工脂膜傳感技術來檢測味道，再將其感知的電信號轉化為味覺信號，從而探知和評估酸、甜、苦、澀、鮮、咸等各種口味（HEYDARIetal.，2022）。目前電子舌技術已被廣泛用于食品摻偽辨別、質量檢測、加工過程監測、中藥鑒別、茶葉分級及陳化預測等，在各種需進行味覺客觀評估的領域具有廣泛的應用價值（鄧夢青等，2023）?！颈狙芯壳腥朦c】質構是農產品眾多評價指標中的一個重要內容，可利用不同的物理處理模式對食品的硬度、彈性、柔軟性、膠性、咀嚼性等指標進行客觀描述，較之傳統的感官評價方法，更不易受主觀性和個體差異影響。質構儀較之傳統硬度計，更多了膠黏性、剪切力等指標數據，能更準確高效、簡便全面地構建樣品質地的評價體系。但目前針對蒸制、發酵、干燥、微波、膜分離、烘烤和煮沸等處理對鮮銀杏果的質地、滋味、風味等方面變化的研究鮮見報道。擬解決的關鍵問題】為了解不同預處理方式對銀杏果品質特性的影響，本研究以銀杏果為研究對象，利用水煮、微波、焙炒這三種方式對銀杏果進行預處理，采用質構儀、色差儀、電子舌、電子鼻對預處理前后銀杏果的質構特性、色澤品質、滋味和氣味等品質特性進行系統比較并加以分析，為銀杏果初加工、功能性食品研發等提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要材料與試劑

銀杏果采自廣西壯族自治區桂林市興安縣；電子舌所用分析純試劑氯化鉀、氯化銀、酒石酸、乙醇、氫氧化鉀均購自國藥集團化學試劑有限公司。

1.2 主要儀器與設備

電子舌（SA-402B味覺分析系統）購自日本IN-SENT公司；質構儀TMS-Touch專業級食品物性分析儀購自美國FTC公司；CR-400色差儀購自日本柯尼卡美能達公司；PEN3型電子鼻購自德國AIRSENSE公司；JJ500型電子天平購自美國雙杰公司。

1.3 試驗方法

1.3.1 樣品制備

以未處理的銀香果鮮樣作為對照，其余三種預處理方式見表1。

1.3.2 色度測定

參照文獻方法（任二芳等，2021；賈瑤，2023；張再冉，2023）采用色差儀測量銀杏果對照組和處理后的亮度（lightness， L^*） 、紅度（redness， a^*） 、黃度（yellowness， b^*） 值，測色光斑直徑為 10mm ，并計算出銀杏果在處理前后的色差值，公式：

式中： L₀^*，a₀^*，b₀^* 分別為對照組銀杏果亮度、紅度、黃度值： ：L^*，a^*，b^* 為預處理后銀香果的亮度、紅度、黃度值，其中 L^* 值從0到100表示從黑色到白色； ΔE 為預處理前后銀杏果的色差。每個樣品測3次，取平均值。

1.3.3 滋味測定

使用電子舌對銀杏果進行滋味測定。將經不同預處理的銀杏果去殼去芯，得到的銀杏果仁切碎后與 37^°C 的蒸餾水以1：5的比例混合后，以300目紗布過濾，取濾液裝樣品杯待測。6種味道的傳感器均經 24h 活化后待用，苦味、澀味、酸味、咸味、苦味回味、鮮味的檢測采用2步清洗法，樣品重復測定4次；甜味采用甜味測試法，重復測定5次，均保留最后3次較穩定的測試數據進行分析。

1.3.4 質構測定

使用質構儀對銀杏果進行質構測定。將銀杏果仁切成 1cm×1cm×0.5cm 的塊狀，采用質構儀2mm 直徑的圓柱形探頭（編號432-076）對銀杏果進行質地剖面分析（textureprofileanalysis，TPA）測試（賈瑤，2023）。將銀杏果去殼去種皮后切分為兩半，將隆起部分對準質構儀探頭。測試其硬度、彈性、膠黏性和咀嚼性，測試參數：力量感應元量程選25N ，探頭回升高度 9mm ，測試速度 60mm/min ，壓縮百分比為 30% 。每個樣品測3次，取平均值。

1.3.5 氣味測定

使用電子鼻測定銀杏果的氣味，將每組銀杏果去殼，選用10顆裝于頂空瓶內，密封置于 28^°C 環境內，頂空時間1h，每個樣品密封時間間隔 5min ，確保頂空時間一致。每個樣品測3次，取平均值。氣味檢測參數設置：進樣間隔時間1s，清洗時間 50s 零點配平時間10s，預進樣時間5s，測試時間 60s 進樣流速 400mL/min （王犇，2023；潘卓官等，2024）。

1.3.6 數據處理

所有數據利用Excel2016和SPSS26進行處理，采用軟件Origin進行雷達圖繪制，利用在線平臺MetaboAnalyst進行PCA、PLS-DA和繪圖，利用SPSSAU進行灰色關聯度分析。

2 結果與分析

2.1不同預處理對銀杏果色澤的影響

總色差是評價樣品色差的一個主要指標，本實驗中銀杏果對照組的 L₀^*=7.88±1.40，a₀^*=-1.02±0.24 ，b₀^*=11.24±1.20 ，不同熱處理下銀杏果的色差數據如圖1所示，銀杏果經三種預處理后，色澤都發生了變化。經過預處理，各組的色差均存在顯著差異，其中焙炒組的銀杏果色澤加深，色差最大，為13.40，這是由于三種預處理均使銀杏果基質疏松，提高了酚類物質的可提取性，其中焙炒因干熱處理使得銀杏果水分含量降低，其淀粉和蛋白質呈絲狀交聯，產生美拉德反應引起褐變（于淼，2021），其他兩組預處理帶來的美拉德反應相對較弱。銀杏果的亮度L都有所降低，其中除了對照組，水煮組的亮度值最高，微波組的亮度最低，且與其他兩種預處理存在組間顯著差異 （Plt;0.05） ；各預處理組紅度 a^*"較對照組有所升高，其中微波組最高，且與其他兩種預處理存在顯著差異 （Plt;0.05） ，說明經微波處理銀杏果的紅度比其他兩組更高；各預處理組的黃度 b^*"存在明顯差異。

Fig.1Chromatic values and color diference values of ginkgo seeds in different pretreatment modes 注：同一指標不同小寫字母表示處理間差異顯著 ?Plt;0.05 。 Note：Different lowercase letters for the same index indicate significant differences among the treatments ?Plt;0.05） ：

2.2不同預處理對銀杏果滋味的影響

通過電子舌對測試樣品電子信號轉化為味覺信號（劉悅等，2024），可對三種預處理及對照組銀杏果的滋味品質進行分析，鮮味和甜味的味覺值均為負值，因低于無味點不作分析，取響應值高于無味點的苦味、澀味、咸味、酸味、苦味回味進行比較和分析，結果見圖2。由圖2可知，電子舌傳感器對4組樣品的5種味道均有響應，其中苦味、澀味的響應值較大，對照組銀杏果的苦味值最大，三種預處理均能降低銀杏果的苦味值，其中水煮能最大程度降低銀杏果的苦味。此外，三種預處理所得的銀杏果在咸味上存在顯著差異 （Plt;0.05） ，其中水煮后的銀杏果咸味值較低。

為了進一步分析不同預處理下銀杏果的滋味區別，對電子舌數據進行主成分分析（principalcom-ponentanalysis，PCA）。PCA是一種使用最廣泛的數據降維算法，是將多個變量通過線性變換為少數綜合變量，將數據降維投影到二維平面，找到不相關可用于區分樣本的變量，將其變成兩個主成分反映到 x 軸和y軸上，即用簡化的數據反映原始數據的多元統計分析方法（任晗慈，2020）。PCA貢獻率越大，說明PCA對電子舌數據的反映程度越好。將不同預處理及對照組的電子舌檢測數據進行在線PCA，得到其PCA圖，見圖3。在圖3中，第一主成分和第二主成分的貢獻率分別達到 72.6% 和21.2% ，二者的主成分貢獻率合計 93.8% ，說明可以代表不同預處理后銀香果滋味原始數據的整體信息。不同區域的距離代表了不同預處理后銀杏果樣品的味覺差異，水煮組和微波組置信區間有所重合，說明此兩種處理的銀杏果存在相似風味（SHENetal.，2014）。焙炒組和對照組置信區間的距離最大，說明經焙炒處理后銀杏果滋味較對照組變化最大，且焙炒處理所得樣本的離散程度要小于其他預處理及對照組，這可能與焙炒會促進其本身蛋白質與多糖等物質相互作用導致空間結構與組分含量的變化有關（王澤倫等，2024）。

注：同一指標不同小寫字母表示處理間差異顯著 （Plt;0.05 ）。Note：Diferent lowercase lettrs forthe same index indicate significant differences among the treatments ?lt;0.05）

2.3 不同預處理對銀杏果質構特性的影響

利用質構儀進行TPA測試，模擬人的牙齒咀嚼食物，測試范圍包括彈性、硬度、咀嚼性等屬性，用測定探頭對試樣的壓力以及其他相關質地參數（劉紫薇等，2021）進行測試。其中，硬度反映了果仁的堅實度（WANGetal.，2022）；彈性反映的是物料受到擠壓變形后，在一定時間內恢復原形的能力；膠性反映了果仁組織黏附力；咀嚼性是硬度、彈性及內聚性的綜合體現，反映了物料對咀嚼的持續抵抗性，咀嚼性值越大說明銀香果口感方面對應的嚼勁更好。不同預處理下銀杏果質構特性數據見圖4。由圖4可見，預處理使銀香果的硬度、彈性、膠性和咀嚼性顯著降低 （Plt;0.05） ，其中微波處理對硬度和咀嚼性的影響最大，說明微波能使果仁質地變松散、降低彈性，因為微波處理能誘導水分子進行高頻振動，使水分子在銀杏果組織中強烈擴散，進而破壞了其原有緊密排列的淀粉顆粒，形成了裂縫或空隙（劉紫薇等，2021；王澤倫等，2024）。數據說明微波處理對銀香果質構特性的影響最大，水煮能較好地保持銀杏果較佳的耐咀嚼性等口感。

注：同一指標不同小寫字母表示處理間差異顯著 。

由圖5可知，第一主成分和第二主成分的貢獻率分別為 97.3% 和 1.8% ，第一主成分貢獻率遠大于第二主成分，二者累計的主成分貢獻率達 99.1% ，說明這兩個主成分能解釋不同樣品之間的所有特征信息。在PCA中，焙炒組和微波組有所重合，其余樣品分布較為獨立，沒有重疊，說明焙炒和微波處理可使銀杏果產生相似的質構變化；質構分析能有效區分水煮和對照組銀杏果的質構特性，二者的質構差異可能是由于水煮時，銀杏果支鏈淀粉含量逐漸降低，銀香果中的可溶性蛋白質逐漸溶解，蛋白質逐漸變性，其水合能力逐漸降低，釋放了更多的親水性基團。三種預處理中幾個樣本點的距離大于對照組，表明預處理對其質構特性具有顯著影響，其中微波組和對照組置信區間的距離最大、影響最顯著。

2.4不同預處理對銀杏果氣味的影響

PEN3電子鼻10個傳感器描述見表2，不同性能的傳感器對不同濃度氣體的敏感程度不同，與氣味的屬性和含量相關。

圖6為電子鼻10個傳感器對不同預處理銀杏果的響應雷達圖。由圖6可見，10個傳感器對不同預處理銀杏果的響應強度各不相同，聯系表2分析可知：傳感器W1W（對無機硫化物等靈敏）的響應最強，其次是W2W（對芳香成分和有機硫化物靈敏）和W1S（對甲基類靈敏），且對照組銀杏果仁的響應值遠高于預處理組；響應較微弱的是W1C（主要檢測芳香成分苯類）、W5C（主要檢測短鏈烷烴芳香成分）。其次，針對三種預處理，W1W、W2S、W1S對焙炒組銀杏果的響應值較高，W1W、W2W對微波組的銀香果響應值最低，可見，焙炒組的無機硫化物、醇類化合物、醛酮類化合物含量比其他兩組略高。對照組的傳感器W1W、W2W、W1S、W2S、W5S響應值均明顯高于預處理組，傳感器W1C、W5C響應值低于預處理組，說明預處理能顯著降低銀杏果中有機和無機硫化物、萜烯類、吡嗪類、醛酮類化合物以及氮氧化合物、乙醇含量，輕微增加短鏈烷烴芳香成分和芳香苯類化合物含量。

不同預處理銀杏果的電子鼻PCA圖見圖7。由圖7可見，第一主成分的貢獻率為 98.9% ，第二主成分的貢獻率為 0.7% ，前兩個主成分的累計貢獻率達99.6% ，大于 95% ，可以有效反映原始數據的絕大部分信息。三種預處理銀杏果的距離與對照組較遠，存在顯著差異，說明三種預處理均改變了銀香果的揮發性風味物質，導致不同預處理的銀杏果之間風味特征各不相同，但四種不同干燥方式的銀杏果風味均各自分布在獨立的區域，說明電子鼻的PCA結果能很好地區分不同預處理銀杏果的揮發性風味物質。

2.5不同預處理銀杏果特征品質指標的篩選

偏最小二乘判別分析（PLS-DA）是一種通過建立數據本身與樣本分組之間關系的模型以進行監督的判別分析方法，用于處理分類和判別問題。PCA是一種無監督的判別方法，可以呈現組內重復性和組間差異性，但PLS-DA更適合在組內差異較大且組間差異較小的時候來區分不同組樣品，即通過多變量來區分不同樣品，并能指出導致組間區別的因素。若需要比較不同預處理后銀杏果不同類型指標的差異，就適合選用PLS-DA進行分析。由于數據來源存在差異，數據量綱以及量綱單位均存在不同，在進行PLS-DA前需先對數據進行標準化處理，再使用PLS-DA分析不同預處理下的銀杏果：數據矩陣 （23^*4） 包含4種樣品中10個電子鼻傳感器W1C、W5S、W3C、W6S、W5C、W1S、W1W、W2S、W2W、W3S數據，色差數據 L^*，a^*，b^*，ΔE，5 個電子舌味覺數據苦味、澀味、酸味、咸味、苦味回味和4個質構儀測得的TPA數據硬度、彈性、膠性、咀嚼性。由PLS-DA得分圖（圖8A）可知，不同預處理的銀杏果之間可以明顯區分開，證明它們之間存在差異；且第一主成分與第二主成分的總貢獻率是 81.0% ，能較好地解釋樣品的絕大部分信息，前兩個指標能區分不同預處理。由變量投影重要性（VIP）圖（圖8B）可知，在顯示15個變量的前提下，VIP值大于1的Sourness、 b^*，a^* 、Saltness、 ΔE 、W6S、Astrigency適合作為標志性的變量。

PLS-DA先降維再建立了回歸模型， R² 代表所建立模型對數據的解釋率， Q² 代表的是所建立模型的預測能力，主成分的 R² 和 Q² 相加越趨近于1.00，此模型的表現越好。由交叉驗證圖（圖8C）可知，主成分1、2和3的 R² 相加結果約為0.95，其 Q² 相加趨近于0.80，故所建立模型的解釋率優于其預測能力。

A：PLS-DA得分圖，B：VIP得分圖，C：交叉驗證圖，D：置換檢驗圖A： PLS-DA scores diagram，B： VIP scores diagram， C： cross validation diagram，D： permutation test diagram由于PLS-DA在PCA的基礎上放大了組間差異，容易出現過擬合，故在構建模型之后需要對模型進行評價和檢驗，來判斷模型是否出現了過擬合。由置換檢驗圖（圖8D）可知，對所建模型進行置換檢驗，P 值為0.01，說明此模型擬合效果較優。

2.6不同預處理下銀杏果品質灰色關聯度分析

為了研究苦味與銀香果中其他品質指標的關聯度，以苦味值為特征序列，除苦味以外的其他22個品質指標為變量，分辨系數取0.5，進行關聯度分析，結果見表3。由表3可知，此22個指標中銀杏果硬度、膠性與苦味的關聯性最大，分別為0.989和0.987，說明銀香果中苦味與已測的硬度、膠性之間相互影響。

3 討論

不同的預處理對銀香果的產品性質會帶來不同的結果（BOATENGetal.，2021b），部分處理方式會耗費大量的能量和時間，因此，有必要在保持營養和產品良好質地的前提下，選擇合適的預處理。BOATENG等（2021a）認為，蒸、發酵、干燥、微波、膜分離、非熱處理、焙烤和煮沸等處理都可以在保留銀香果活性成分的前提下降低其毒性，是良好的預處理方式。祝夢柳（2019）比較了直接噴霧干燥和先預煮熱處理再經噴霧干燥制得的銀杏果粉的物理化學和結構性質，發現水煮對銀香果粉末的色澤破壞更大，不利于保持銀杏果本身的色澤，也影響了銀杏果粉微觀表面形態；預煮后銀杏果的支鏈淀粉微晶束結構也遭到破壞。微波加熱是一種較成熟的熱處理技術，是通過離子運動（離子傳導）和極性介電分子旋轉（偶極子損失）的摩擦相互作用，在300MHz 至 300GHz 之間產生熱量，和傳統加熱方式相比，其具有清潔環保、快速高效以及保持食物原有形態的優勢，對銀杏毒的降低作用卻是最小的（楊壯等，2024）。鄒敏敏（2021）比較了水煮、油炸、微波、烘烤對銀杏毒含量的影響，發現水煮、高溫烘烤、砂炒和鹽炒均能導致銀杏毒的分解，其中水煮由于能快速促使銀杏毒在水中分解從而達到降低毒性，是常規方法中速度最快的去毒方法，且延長水煮時間有助于降低銀杏毒含量。但目前針對上述預處理后鮮銀杏果的質地及風味等方面有待進一步研究和報道。

4結論

本研究采用色差儀、電子舌結合質構儀開展了不同預處理方式（水煮、焙炒、微波）對銀杏果色澤、滋味、氣味及質構特性影響分析，結果表明，微波處理能明顯降低銀香果的亮度、增加銀香果的紅度，水煮能顯著降低銀杏果的黃度；三種預處理方式均能顯著降低銀杏果的苦味，其中水煮的去苦味效果最佳，對銀杏果色澤及耐咀嚼性的保持效果也最佳；微波預處理能最大程度降低銀杏果的硬度、彈性、咀嚼性等；三種預處理均能降低銀杏果中硫化物、萜烯類、吡嗪類化合物含量，輕微增加短鏈烷烴芳香成分和芳香苯類化合物含量。

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（責任編輯 莫德原）