基于感官評價、電子舌、電子鼻和LC-Q-TOFMS的佛手風味與化學成分研究

Research on Flavor and Chemical Components of the Buddha's Hand Fruit Based on Sensory Evaluation， E-Tongue， E-Nose， and LC-Q-TOF-MS

DING Zixuan， CHEN Yuehua， ZHANG Hui， KANG Tingguo， SONG Huipeng （School of Pharmacy，Liaoning University of Traditional Chinese Medicine，Dalian1166oo，China

Abstract： Objective： A systematic study was conducted on the taste characteristics， aroma profiles， and chemical composition offresh Buddhas hand fruit to provide a scientific basis forits quality control and safety evaluation.Method： The taste characteristicsoffresh Buddha’s hand fruits were analyzed through sensory evaluation and electronic tongue measurements conducted among l2O volunters，its volatile aroma components were detected using electronic nose technology，and qualitative analysis of its chemical composition was performed via liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry （LC-Q-TOF-MS）. Result： Sensory evaluation revealed that fresh Buddha's hand fruits exhibited taste characteristics such as pomelo peel flavor，fresh aroma， cooling sensation，sweetness，bitterness，tongue-numbing sensation，andastringency.It was furtherdemonstratedby electronic tongue analysis that fresh Buddha's hand fruits possessed sweetness，umami，and biternessaccompanied by a slight astringency.Eighteen aromatic volatile compounds were detected bythe electronic nose system， with terpenes，alcohols，and esters identifiedas majorcomponents.Through LC-Q-TOF-MS，a total of39 compounds were qualitativelyanalyzed， including 8favonoids，1lcoumarins，2 limonoids，8 glycosides，and10 organic acids. Conclusion：This study systematicallyanalyzed the taste，aromacharacteristics，and chemical compositionof fresh

Buddha's hand fruits through multi-dimensional technical methods，providing data support for its food safety evaluation and in-depth development in the food sector.

Keywords： fresh Buddha's hand fruit; sensory evaluation; electronic tongue; electronic nose; liquid chromatography-quadrupole-time-of-flight mass spectrometry

佛手是蕓香科植物佛手（CitrusmedicaL.var.sarcodactylisSwingle）的果實[1]，作為一種水果和中藥，在我國已有悠久的栽培和應用歷史。研究表明，佛手可以提升免疫力[2和抗衰老[3]。目前，對佛手的研究主要集中在干燥飲片形式，對其鮮果的研究相對匱乏。佛手鮮果因其獨特的感官特性，在觀賞和食用方面都具有重要價值。然而，現階段對其感官特性的研究仍停留在主觀描述階段，缺乏客觀、量化的評價方法。近年來，電子鼻、電子舌等技術在食品氣味與滋味檢測方面展現出快速發展的趨勢，為食品質量安全控制提供了有力的技術支持[4。此外，目前對佛手鮮果化學成分的研究仍不夠全面，利用液質聯用技術可以對佛手鮮果中的化學成分進行全面、系統的分析。本研究采用電子鼻、電子舌、液質聯用等技術對佛手鮮果的感官特性和化學成分進行全面解析，為佛手鮮果的質量評價提供理論依據。

1材料與方法

1.1材料與試劑

佛手鮮果購自中國廣東，經遼寧中醫藥大學宋慧鵬副教授鑒定為佛手CitrusmedicaL.var.sarcodactylisSwingle；橙皮苷（批號RFS-C00601910011）、5，7-二甲氧基香豆素（批號RDD-E02802108005）、佛手柑內酯（批號RFS-F00811811006）、諾米林（批號L-023-181216）、檸檬苦素（批號N-006-181216），購自成都瑞芬思生物科技有限公司；所有對照品純度均高于 98% ；氯化鉀（分析純），購自天津科密歐化學試劑有限公司；無水乙醇（色譜純），購自天津市富宇精細化工有限公司；甲醇、乙腈（HPLC級），購自德國Merck公司；純凈水，購自娃哈哈集團有限公司。

1.2 儀器與設備

SA-402B味覺分析系統，IntelligentSensorTechnology，Inc.，Japan；HeraclesNeo超快速氣相電子鼻，AlphaMOS，Toulouse，France；F-O10S型超聲波清洗機，蘇州邁弘電器有限公司；1290高效液相色譜－串聯6550Q-TOF質譜儀，安捷倫科技有限公司；FA1004型電子分析天平，上海力辰邦西儀器科技有限公司；HDL-4臺式離心機，金壇區西城新瑞儀器。

1.3 方法

1.3.1 溶液配制

供試品溶液配制：佛手鮮果（ FS1～FS11 ）經搗碎機充分破碎后混勻；稱取 5.00g 樣品至 50mL 錐形瓶，加入無水甲醇 10mL ，精確稱定總質量后，超聲處理 ^1h ；待體系恢復至室溫后復稱，加甲醇至初始質量；混勻后靜置，移取上清液于離心管中，以14000r?min^-1 的轉速離心 10min ，收集上清液備用。

對照品溶液配制：分別精確稱取標準品適量，用甲醇制備成濃度均為 100.00μmol?L^-1 的單一標準對照品儲備液；量取各單標儲備液適量，充分混勻，即得混合對照品。所有溶液均現配現用。

1.3.2 佛手鮮果感官評價

采用定量描述性分析對佛手鮮果的感官參數進行評估。組織一個由120名 20～24 歲志愿者（120名女性）組成的感官評價小組，對佛手鮮果進行感官評價。共設定11個屬性用于定量描述佛手鮮果，包括柚皮味、清香味、清涼感、麻舌感、甜味、酸味、澀味、苦味、咸味、脆感和軟感。定量評分包含0、1、2、3、4、5共6個等級，其中0表示該感官特征完全不可感知，5表示該感官特征感知強度最高。在感官評價之前，所有志愿者均簽署知情同意書，同意將其感官評價信息用于實驗研究與論文發表。在整個研究過程中，保護志愿者的權利和隱私。感官評價結果采用GraphPadPrism9.5進行分析。

1.3.3 電子舌檢測條件

稱取每批次佛手鮮果破碎混勻后的樣品各 1.0g 分別加入 100mL 純凈水，超聲 60min 后冷卻至室溫，離心取上清液備用。SA-402B味覺分析系統配有酸味、苦味、澀味、鮮味、咸味、甜味6個傳感器和2個參比電極。實驗前，使用人工唾液和 3.33mol?L^-1 氯化鉀溶液活化傳感器和電極。在測量時，每個傳感器均需要在人工唾液中清洗，并在平衡30s后對樣品進行檢測，檢測時間為 30s 。電子舌系統以人工唾液作為參照，將收集的電信號轉化為味覺值[5]。使用Origin2022對電子舌數據進行分析，生成電子舌數據雷達圖。

1.3.4 電子鼻檢測條件

稱取每批次佛手鮮果破碎混勻后的樣品各1.0g ，立即裝入 20mL 密封進樣瓶中，室溫平衡30min 后檢測。用正構烷烴（ C6～C16 混合物對照品進行校準。檢測條件：進樣量 1000μL ，進樣注射速度 125μL/s ，采集時間 110s ，進樣口溫度200°C ，閥溫度 250^qC ，進樣注射時間 37s ，捕集持續時間 42s ，捕集阱捕集溫度 40% ，捕集阱分流速率 10mL?min^-1 ，初始柱溫箱溫度 40°C ，柱溫程序升溫方式 1^°C?s^-1 至 80^°C 、 3^qC?s^-1 至 250°C ，檢測器溫度 ，火焰離子化檢測器（FlameIonizationDetector，FID）增益12。用Origin2022對電子鼻數據進行分析，生成電子鼻的指紋圖譜。

1.3.5 色譜條件及質譜條件

（1）色譜條件。色譜柱：苯基己基柱（ 50mm^× 4.6mm ！ 3.5μm ）；流動相： 0.1% 的甲酸水（A）、乙腈（B）；梯度洗脫條件： 0～5min 、 5%15%B 5～45min ！ 15%100%B ， 45～50min 一 100%B 流速： 0.4mL?min^-1 ；柱溫： 30^°C ；進樣量：4μL。

（2）質譜條件。使用安捷倫1290高效液相色譜－串聯 6550Q-TOF 質譜儀，采用正、負離子模式的四極桿－飛行時間串聯質譜系統（Quadrupole-TimeofFlight Tandem Mass Spectrometry，Q-TOF-MS/MS）進行掃描分析。氣體溫度： 200°C; 氣體流量：11Lmin^-1 ；鞘氣溫度： 350^°C ；鞘氣流量： 8Lmin^-1 ；噴霧器氣體壓力：35psi；電壓： 75V ；四極桿掃描范圍： m/z100～3000 ；碰撞能量：10、20、30eV^[6] 。用MassHunter軟件對數據進行分析。

2 結果與分析

2.1 感官分析

120名年志愿者對佛手鮮果的風味描述在 0～5 進行打分，結果如圖1所示。佛手鮮果的風味特征為柚皮味（3.98）、脆感（3.88）、清香味（3.70）、清涼感（2.43）、苦味（1.69）、甜味（1.65）、麻舌感（1.37）和澀味（0.72），這些特征組成了佛手鮮果豐富的味覺層次。佛手鮮果不具有酸味、咸味和軟感。

2.2 電子舌和電子鼻分析

電子舌傳感器所采集的味覺信息測定值被轉化為雷達圖，如圖2所示。酸味的閾值為-13、咸味閾值為-6、其他口味閾值為0。當檢測值超過相應閾值時，表明樣品中存在該味道特征。甜味、鮮味和苦味是佛手鮮果的主要電子味覺特征，其次是澀味，與感官評價結果基本一致，進一步驗證電子舌檢測系統在味覺評價方面的準確性和可靠性。

基于HeraclesNeo超快速氣相電子鼻，采用MXT-5和MXT-1701兩根色譜柱對佛手鮮果樣品進行分析，結果如圖3所示。共檢測到18種氣味成分，包括烯萜類、酯類、醇類、酮類、羧酸類、呋喃類等，具體氣味成分為檸檬烯、萜品烯、甲基 -4- 異丙烯基-1-環己烯、己酸辛酯、肉桂酸戊酯、肉桂酸丁酯、δ-壬內酯、（Z）-4-羥基戊酸內酯、乙酸丙酯、8-辛內酯、異戊酸乙酯、3-己醇、1-十一醇、（Z）-2-己烯-1-醇、（2R，4R）-四氫-4-甲基-2-（2-甲基丙-1-烯基）-2H-吡喃、二萜、對甲基苯乙酮以及2-丁基呋喃，這些成分共同構成了佛手鮮果獨特的芳香特征。其中檸檬烯的氣味描述是桔子、橙皮味；肉桂酸戊酯的氣味描述是香料味。這些氣味特征與感官評價結果基本一致，進一步印證了電子鼻系統在氣味識別方面的有效性。電子舌傳感器與HeraclesNeo超快速氣相電子鼻的結合，可實現對佛手鮮果的滋味和氣味的客觀表征，為其品質控制提供了數據支持。

2.3佛手鮮果成分分析

根據上述色譜、質譜條件，對標準溶液和樣品溶液進行檢測，得到正、負離子模式總離子流圖，見圖4。通過分析離子峰質荷比、碎片離子信息，并結合相關文獻數據[7-10]，共鑒定出39種化學成分（正離子模式檢出18種，負離子模式檢出21種），包括黃酮及其苷類8種、香豆素類11種、有機酸10種、糖苷8種及檸檬苦素類2種，詳見表1。其中，橙皮苷、5，7-二甲氧基香豆素、佛手內酯、檸檬苦素和諾米林5種成分通過對照品比對驗證。其余化合物則通過與文獻進行比對確認，其 m/z 的系統誤差保持在±7以內。

在已確認的成分中，檸檬苦素具有抗癌、抗病毒等藥理活性[11-12]；佛手內酯則因其獨特的光敏性，在白癜風和銀屑病的治療中展現出潛在的應用價值[13]；諾米林則在抗炎、抗氧化及調控腫瘤生長與免疫功能方面展現出多重藥理效應[14；橙皮苷的抗氧化與抗炎特性已被多項研究證實，在減輕心肌細胞氧化應激損傷及抑制細胞凋亡方面具有顯著保護作用[15]

3結論

本研究結合感官評價、電子舌、電子鼻和HPLC-Q-TOFMS技術，對佛手鮮果的滋味、氣味特征以及化學成分進行了全面解析。感官評價結果顯示，佛手鮮果具有鮮明的柚皮味、脆感、清香味和清涼感，同時伴隨著輕微的麻舌感、甜味、苦味和澀味，形成了豐富的味覺層次。電子舌檢測結果進一步確認了佛手鮮果具有鮮味、甜味和苦味的電子味覺特征，與感官評價結果基本一致。通過HeraclesNeo超快速氣相色譜電子鼻系統，解析了佛手鮮果的18種氣味成分，主要包括萜烯類、醇類和酯類化合物，其中檸檬烯、（1S）- （-）-a- 蒎烯和乙酸苯乙酯等成分的氣味描述與感官評價相吻合。通過質譜分析共鑒定出39種化合物，包括黃酮類、香豆素類、有機酸類、糖昔類和檸檬苦素類等。本研究為佛手鮮果的品質控制及安全評價提供了數據支持。

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