桃果實低溫貯藏期間揮發(fā)性物質(zhì)與感官特性的關(guān)系
——偏最小二乘回歸分析法

陳小燕， 王友升， 安 琳， 王郅媛， 郭曉敏， 王貴禧， 李麗萍

(1.北京工商大學 植物資源研究開發(fā)北京市重點實驗室/食品添加劑與配料北京高校工程研究中心，北京 100048；2.中國林業(yè)科學研究院 林業(yè)研究所 國家林業(yè)局 林木培育實驗室， 北京 100091)

香氣物質(zhì)是影響桃果實品質(zhì)的重要因素，隨著生活水平的提高，消費者對果實香氣和營養(yǎng)品質(zhì)的要求越來越高. 在果實采后成熟過程中，香氣物質(zhì)的釋放受諸多因子的影響，如基因類型、采收成熟度和1-MCP (1-甲基環(huán)丙烯)處理等.

1-MCP是植物組織中乙烯受體的競爭性抑制劑，它能強烈地阻斷乙烯的生理效應，延緩植物的成熟與衰老[1]. 不同研究者就1-MCP處理對蘋果、木瓜、梨和香蕉等果實揮發(fā)性物質(zhì)的影響觀察的結(jié)果均表明，1-MCP能顯著降低果實揮發(fā)性物質(zhì)的產(chǎn)生[2-5].

感官評價是對桃果實綜合品質(zhì)的評判分析，它包括風味和口感等多種因素，反映了人們對果實的實際愛好程度. 由于易受主觀因素的影響，可靠性較差，因此評價果實品質(zhì)還需要與儀器測定結(jié)果對比[6]. 我們前期研究表明：1-MCP能顯著抑制大久保桃果實中內(nèi)酯類物質(zhì)的釋放，并通過主成分分析對樣品進行了模式識別，得到了1-MCP處理組的標志性揮發(fā)物[7]，但是通過主成分分析無法確定揮發(fā)物與感官特性之間的具體相關(guān)關(guān)系. 偏最小二乘回歸分析法能夠在自變量存在嚴重多重相關(guān)性的條件下研究多因變量對多自變量的回歸建模[8]. 利用偏最小二乘回歸分析法對于感官評價得到的香氣和不良氣味與通過GC-MS得到的揮發(fā)性物質(zhì)，二者之間存在怎樣的關(guān)系，目前未見相關(guān)報道.

本文以大久保桃果實為試驗材料，利用偏最小二乘回歸分析法探討桃果實芳香物質(zhì)和感官評價存在的相關(guān)關(guān)系，以期為桃果實風味品質(zhì)鑒定提供參考，也為進一步研究桃果實風味提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 試驗材料及處理

大久保桃于2009年8月1日采收于北京市順義區(qū)果園，當天運至實驗室，挑選大小均一、無病蟲害、成熟度一致的果實為試驗材料. 試驗設計兩組處理：對照組，用去離子水浸泡5 min；1-MCP處理組，用去離子水浸泡5 min后，晾干，將果實裝入塑料箱內(nèi)，用5 μg/L 1-MCP在20 ℃熏蒸24 h. 所有處理完畢后，轉(zhuǎn)入(8±0.5) ℃貯藏待用. 分別于貯藏的第0,3,6,9,12,16,20 d取樣分析.

1.2 主要儀器設備與試劑

固相微萃取裝置，100 μm PDMS萃取頭，美國Supelco公司；6890N型氣相色譜儀，美國Agilent公司；QP2010plus型氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，日本島津公司；氯化鈉、1-甲基環(huán)丙烯，分析純.

1.3 試驗方法

1.3.1 揮發(fā)性物質(zhì)的提取和分析

揮發(fā)性物質(zhì)的提取和分析參考胡玲等的方法[9]. 取大小和果色一致的10個桃果實清洗、晾干，從果實的大面均勻取樣，共取10 g，冰浴打漿，然后取3 mL裝入15 mL樣品瓶，加0.9 g NaCl和轉(zhuǎn)子，在50 ℃、400 r/min條件下平衡20 min，用100 μm PDMS萃取頭進行萃取，在50 ℃下萃取30 min后，于GC進樣口解析3 min，同時啟動儀器采集數(shù)據(jù).

1.3.2 GC/MS分析條件

色譜條件 毛細管柱：HP-5MS(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；程序升溫：初溫50 ℃，保持2.0 min，以4 ℃/min升溫至250 ℃，保持10 min；載氣He，流量1.0 mL/min，不分流進樣；進樣口溫度220 ℃.

質(zhì)譜條件 接口溫度為250 ℃，離子源溫度220 ℃，電離方式EI，電子能量70 eV，掃描范圍為m/z 45～540.

1.3.3 感官評價方法

每個處理桃果實隨機編號后通過10位感官評價人員進行感官評定，評價指標為桃香氣和不良氣味. 以5點標度進行評價，不存在或者很低為1，非常顯著為5. 取10人評價結(jié)果的平均值.

1.4 統(tǒng)計分析

利用DPS(v.8.01)軟件進行偏最小二乘回歸分析(PLSR)，自變量為揮發(fā)性物質(zhì)，因變量為桃香氣和不良氣味. 大久保桃果實的揮發(fā)性物質(zhì)含量用峰面積表示. 數(shù)據(jù)進行分析前先做標準化處理.

2 結(jié)果與分析

2.1 感官評價結(jié)果

對8 ℃貯藏期間，兩組處理桃果實的香氣和不良氣味進行感官評價，結(jié)果如表1. 從表1可以看出，貯藏開始時桃果實香氣得分最高，貯藏期間香氣得分呈波動型變化. 1-MCP處理后香氣得分均低于對照組. 除了對照組貯藏6 d和20 d以及1-MCP處理組貯藏6 d后，其余樣品均沒有或有很低的不良氣味.

表1 8 ℃貯藏期間不同處理桃果實的感官評價得分

2.2 香氣、不良氣味與揮發(fā)物的偏最小二乘回歸分析

選取檢測到的26種揮發(fā)性物質(zhì)[7]為解釋變量，2個感官評價指標香氣y1和不良氣味y2為反應變量，建立PLSR模型.

表2中顯示出提取不同潛變量個數(shù)時數(shù)據(jù)標準化后模型誤差平方和和PRESS統(tǒng)計量變化情況，并可得到相應潛變量模型擬合的決定系數(shù)R2，R2是回歸模型擬合的回歸平方和與總離差平方和的比值，R2越接近于1，說明潛變量對因變量的解釋能力越強，回歸模型擬合效果越好[8]. 根據(jù)交叉有效性判斷，應該提取4個潛變量建立回歸模型，如表2所示，4個潛變量對y1的解釋能力累積達到92.4%，對y2的解釋能力累積達到44.0%，這表明潛變量對桃香氣的解釋能力很強，而對不良氣味的解釋能力則很弱.

表2 數(shù)據(jù)標準化后模型誤差平方和及PRESS殘差

表3 偏最小二乘回歸模型標準回歸系數(shù)

模型標準回歸系數(shù)見表3. 由表3可以看出，γ-癸內(nèi)酯、δ-辛內(nèi)酯、2-氟乙酰胺對香氣y1的標準化回歸系數(shù)分別為0.403，0.359，-0.313，對香氣的影響作用顯著；其次是2-甲基萘、萘、琥珀酸二異丁基酯、1,1,3-三甲基-3-苯基,茚、丙酸-2,2-二甲基-2,6-雙-(叔)-4-甲基苯酯，其標準回歸系數(shù)均在0.1以上，對香氣有重要的影響. 對不良氣味y2而言，2-氟乙酰胺、丙酸-2,2-二甲基-2,6-雙-(叔)-4-甲基苯酯、δ-辛內(nèi)酯、γ-癸內(nèi)酯的標準化回歸系數(shù)分別為0.329，0.245，-0.233，-0.231，對不良氣味的影響效應顯著，其次是2-甲基萘、萘己環(huán)、氰基乙酸、萘，這些物質(zhì)對不良氣味也有很明顯的影響.

根據(jù)標準回歸系數(shù)可得各個揮發(fā)性物質(zhì)對桃香氣和不良氣味的作用效果，結(jié)果如表4.

表4 感官指標值與揮發(fā)性物質(zhì)的偏最小二乘回歸分析結(jié)果

注：揮發(fā)物順序為顯著性由高到低.

由表4可以看出，桃果實特征芳香物質(zhì)γ-癸內(nèi)酯、δ-辛內(nèi)酯與香氣呈顯著正相關(guān)，而與不良氣味呈負相關(guān)，說明這兩種物質(zhì)盡管釋放量較低，但對風味的作用是積極的，而且對風味的影響較大. 2-甲基萘和萘對大久保桃果實的香氣呈正效應，而2-氟乙酰胺和丙酸-2,2-二甲基-2,6-雙-(叔)-4-甲基苯酯對桃果實的香氣具有顯著負效應，對不良氣味具有顯著正效應. 另外，琥珀酸二異丁基酯和1,1,3-三甲基-3-苯基,茚對香氣具有正效應；萘己環(huán)和氰基乙酸對不良氣味具有正效應.

3 討 論

芳香物質(zhì)的檢測結(jié)果是對桃果實揮發(fā)性香氣物質(zhì)實際含量水平的反映，各芳香物質(zhì)的作用雖然可以通過閾值與含量計算出來，但在實際風味中不少芳香物質(zhì)的作用仍然是不確定的. 因為不同物質(zhì)的氣味特征不同，風味活性值高不一定有積極作用，也可能某一成分的含量升高會降低綜合風味. 因此需要對芳香物質(zhì)與感官評價建立一種聯(lián)系.

內(nèi)酯類尤其是γ-癸內(nèi)酯已被報道是桃果實的特征香氣物質(zhì)，提供果香、奶油香和背景香[10-11]. 乙醇的大量產(chǎn)生不僅削弱桃果實的耐性和抗病性，同時影響果實的風味，降低果實品質(zhì)[12]. 本試驗感官評價結(jié)果表明1-MCP處理后桃香氣品質(zhì)低于對照組，這主要是由于1-MCP處理顯著抑制了醛類和內(nèi)酯類物質(zhì)的釋放，并在貯藏后期顯著促進了乙醇的釋放[7].

López等[13]對“Pink Lady”蘋果的研究中使用偏最小二乘回歸分析法分析儀器測量結(jié)果和消費者接受度之間的相關(guān)性. 本試驗采用偏最小二乘回歸分析法分析桃香氣、不良氣味與揮發(fā)物的相關(guān)關(guān)系，結(jié)果顯示檢測出的26種揮發(fā)物與桃香氣的相關(guān)性較強，而與不良氣味的相關(guān)性則較弱，這與貯藏期間桃果實幾乎沒有不良氣味有關(guān). 其中γ-癸內(nèi)酯、δ-辛內(nèi)酯對香氣有較強的促進作用，這是由于內(nèi)酯類對桃果實具有特征香氣作用[10-11]. 同時，本試驗的結(jié)果表明，2-甲基萘和萘對香氣具有正效應而對不良氣味具有負效應，說明其含量的提高有利于香氣水平的提高，而且這兩種物質(zhì)在水蜜桃[10]和“京艷”桃[14]中也均有檢出. 但是，對于這兩種物質(zhì)是大久保桃果實本身所含的還是農(nóng)藥殘留所致，還需進一步探討.

4 結(jié) 論

對桃果實揮發(fā)物及感官評價的研究結(jié)果表明，1-MCP處理降低了桃果實香氣品質(zhì). 桃果實特征芳香物質(zhì)γ-癸內(nèi)酯、δ-辛內(nèi)酯含量的提高對香氣有顯著促進作用. 2-氟乙酰胺和丙酸-2,2-二甲基-2,6-雙-(叔)-4-甲基苯酯對香氣具有顯著負效應，而對不良氣味具有顯著正效應. 另外，琥珀酸二異丁基酯和1,1,3-三甲基-3-苯基,茚對香氣具有正效應，萘己環(huán)和氰基乙酸對不良氣味具有正效應.