不同產(chǎn)區(qū)的妃子笑及懷枝荔枝的甜酸滋味物質(zhì)比較及電子舌分析

喬 方，黃略略，方長發(fā)，顧亞萍，張樹飛

（1.深圳職業(yè)技術(shù)學院 應用化學與生物技術(shù)學院，廣東 深圳，518055；2.深圳市農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢驗檢測中心，廣東 深圳，518040）

我國是荔枝種植大國，種植面積大，產(chǎn)量高，2005年我國荔枝產(chǎn)量已經(jīng)占全球產(chǎn)量的65%，到2010年，我國荔枝的種植面積達863.53萬畝，產(chǎn)量為175.83萬t。荔枝果肉鮮美，又富有獨特的文化底蘊，深受消費者的喜愛。荔枝因其品種不同，成熟的時間也有所不同，妃子笑為早熟品種，一般的成熟時間大約在5月下旬或6月上旬。荔枝的種植地域不同也影響其成熟的時間，例如，海南妃子笑的成熟時間為4月底或5月初，而四川的妃子笑則要到8月份才能成熟。懷枝屬于較晚熟品種，成熟的時間大約在7月初。雖然妃子笑和懷枝的口碑不如桂味和糯米糍，價格也明顯低于桂味和糯米糍，但由于其成熟時間占有較大優(yōu)勢，因此對其進行詳細的研究很有必要。

荔枝可以被加工成荔枝干[1]、荔枝汁[2]、荔枝果酒[3-4]和荔枝罐頭[5]等，雖然荔枝加工業(yè)正在發(fā)展壯大，但由于新鮮荔枝的甜美口感，鮮食依然最受歡迎，而鮮食荔枝時，風味和滋味是影響荔枝品質(zhì)的重要方面。作者詳細分析了4大產(chǎn)區(qū)的妃子笑和懷枝的滋味物質(zhì)，并與電子舌的測定結(jié)果進行了比較，為電子舌在新鮮荔枝滋味測定中的應用提供了支持。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

荔枝：妃子笑和懷枝，分別采自荔枝產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系下設(shè)的深圳、廣東惠東、廣東惠來和廣西欽州4個綜合試驗站。采摘時成熟度一致，外地荔枝于1 d內(nèi)達到深圳，然后置于4℃冰箱中存放1～2 d，隨即進行樣品的前處理。

標樣：蔗糖、果糖和葡萄糖為分析純試劑；草酸、酒石酸、蘋果酸、莽草酸、乳酸、乙酸、檸檬酸和富馬酸：均為分析純試劑。

儀器：離心機BECKMANJ-301；手持糖度計：日本ATAGO公司PAL-1；烘箱：上海精宏實驗設(shè)備有限公司 DHG-9123A；pH 計：METTLER TOLEDO；凍干機：深圳艾斯蘭德冷機制造有限公司VL-2W。

1.2 試驗方法

1.2.1 干物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)測定 先測定荔枝果肉中的水分，再計算出干物質(zhì)質(zhì)量分數(shù)。采用烘箱常壓干燥法測荔枝中的水分[6]。取4 g左右的荔枝果肉放入恒重的稱量瓶中，在103℃的烘箱中干燥3 h后取出，冷卻后稱重，再放入烘箱中繼續(xù)干燥，每隔1 h取出稱重，直到兩次質(zhì)量之差小于0.02 g，認為已經(jīng)干燥完全。水分質(zhì)量分數(shù)按下面公式計算：

1.2.2 可溶性固形物、pH值和可滴定酸度的測定新鮮荔枝去皮、去核后打漿，果漿離心后過濾，留清液備用。用手持糖度計進行可溶性固形物的測定；用pH計進行pH值的測定；可滴定酸的測定：取10 mL清液，滴入2～3滴酚酞試劑，用0.1 mol/L的NaOH測定，滴定終點為溶液粉紅色[7]。所有試驗均測定3次，取平均值。

1.2.3 荔枝果肉中糖的測定 參照Huang等的方法[8]，采用 HPLC（HP1200，Agilent）法測定荔枝中的含糖量。取1～2 g左右的凍干荔枝果肉，研磨之后轉(zhuǎn)入100 mL的容量瓶中，用超純水定容至刻度，然后將漿液先用濾紙進行過濾，再用0.45 μm的膜進行過濾。使用SugarPAK1柱子和示差折光檢測器對樣品進行分析，流動相為超純水，流速為0.4 mL/min，進樣量為10 μL。使用外標法進行定量，外標曲線使用250 μg/mL～5 mg/mL的糖溶液制得，運行時間為20 min，測定3次取平均值。

1.2.4 荔枝果肉中有機酸的測定 參照向陽等的方法[9]，采用 HPLC（HP1200，Agilent）法測定荔枝中的有機酸含量。前處理過程與測糖基本一致，在用0.45 μm的膜過濾之后，再將樣液通過C18小柱，小柱在使用前先用甲醇活化。使用ODS柱（250 mm×4.6 mm）和紫外檢測器對樣品進行分析，流動相為20 mmol/L的 NaH2PO4溶液，流速為0.8 mL/min，進樣量為10 μL，運行時間為15 min。在測定過程中先進單標，以確定每種物質(zhì)的保留時間，再進混標，分別使用3種不同濃度的混標進樣，作出每種物質(zhì)的外標曲線。試驗測定3次取平均值。

1.2.5 維生素C的測定 取1 g樣品磨碎后用偏磷酸提取維生素C，參照Lee等[10]的研究，用高效液相法進行維生素C的測定，分析柱用ODS柱（250 mm×4.6 mm），流動相為甲醇∶水∶磷酸=5∶95∶0.05，流速為0.8 mL/min。進樣量為5 μL，在245 nm下用紫外檢測器檢測。使用外標曲線法進行定量，維生素C在6%偏磷酸中的濃度范圍為25～200 μg/mL，總運行時間為10 min。

1.2.6 滋味物質(zhì)的貢獻值計算 滋味物質(zhì)的貢獻用濃度閾值比（DOT），即滋味物質(zhì)的真實濃度與閾值的比值來表示，值大于1表明顯著影響滋味，值越大表明物質(zhì)對滋味的貢獻越大[7]。

1.2.7 電子舌分析 作者采用法國AlphaMOS公司研制的Astree電子舌對荔枝樣品進行分析。電子舌系統(tǒng)由傳感器陣列（7個味覺傳感器和1個參比電極 ）、LS48自動進樣器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及αSOFTV12.3數(shù)據(jù)分析軟件組成[11]。稱取20 g樣品于燒杯中，加入60 mL蒸餾水進行稀釋后抽濾，取濾液約20 mL進行分析，結(jié)果采用主成分分析。

1.2.8 數(shù)據(jù)分析 試驗數(shù)據(jù)用SPSS 11.5軟件進行分析，ANOVA程序用于方差分析，Bivariate程序用于組間相關(guān)性分析。當p≤0.05時認為平均值之間有顯著差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 妃子笑、懷枝荔枝中糖和有機酸的組成

四大產(chǎn)區(qū)妃子笑和懷枝的糖測定結(jié)果見圖1。由圖1可知，荔枝中含有3種糖，分別是葡萄糖、果糖和蔗糖。妃子笑和懷枝在含糖量上有共同的特點，除了深圳妃子笑外，所有的樣品中蔗糖質(zhì)量分數(shù)均為最少。對于同一產(chǎn)區(qū)的兩種荔枝來說，妃子笑的果糖質(zhì)量分數(shù)均高于懷枝；深圳和欽州妃子笑的總含糖量低于懷枝，而惠東和惠來妃子笑的總含糖量則高于懷枝。深圳妃子笑的葡萄糖質(zhì)量分數(shù)非常低，導致其無論在總含糖量還是在總甜度上均明顯低于其他荔枝樣品。對于同一品種的4種荔枝來說，無論是妃子笑還是懷枝，深圳的荔枝總含糖量均為最低。另外，從圖1還可以看出，惠東和惠來的妃子笑含糖量無論是總含糖量還是3種糖所占的比例均沒有顯著差異，幾乎是完全一致的；而惠東和惠來的懷枝中，蔗糖質(zhì)量分數(shù)也是相同的。

圖1 四大產(chǎn)區(qū)妃子笑及懷枝荔枝中糖的種類及質(zhì)量分數(shù)Fig.1 Sugar types and contents of Feizixiao and Huaizhi lychees from four planting area

妃子笑和懷枝的有機酸質(zhì)量分數(shù)見表1。由表1分析可知，荔枝中主要含有草酸、酒石酸、乳酸和蘋果酸等8種有機酸，其中酒石酸和蘋果酸的質(zhì)量分數(shù)較高，而草酸、莽草酸和富馬酸的質(zhì)量分數(shù)較低，這與黃桂穎等[12]的分析結(jié)果存在相似之處，但也存在差異。本試驗結(jié)果中沒有檢測出丙酮酸，這應該是品種的原因。本試驗測定的是妃子笑和懷枝，而黃桂穎等測定品種為增城桂味。當然，測試所用的色譜儀器和柱子不同也會有一定的影響。對于妃子笑荔枝來說，深圳妃子笑的有機酸種類最少，不含乳酸和乙酸，而惠來和欽州的妃子笑均不含乳酸；對于懷枝荔枝來說，8種有機酸都含有的是惠來懷枝，深圳懷枝不含乙酸和檸檬酸，而惠東懷枝不含乳酸和乙酸，欽州懷枝不含乳酸。維生素C的測定采用單獨的方法，結(jié)果見圖2。由圖2可知，在同一產(chǎn)區(qū)內(nèi)，妃子笑的維生素C質(zhì)量分數(shù)均高于懷枝，從整體來看，所有妃子笑荔枝的維生素C質(zhì)量分數(shù)同樣高于懷枝。

圖2 四大產(chǎn)區(qū)妃子笑和懷枝荔枝中維生素C的質(zhì)量分數(shù)Fig.2 Vitamin C contents in Feizixiao and Huaizhi lychees from four planting area

2.2 不同品種和不同產(chǎn)區(qū)間的荔枝滋味物質(zhì)比較

四大產(chǎn)區(qū)8種荔枝樣品的滋味各項指標見表2。研究表明，水果的滋味很大程度上是由其糖酸比決定的[13]，一般意義上的糖酸比就是可溶性固形物與可滴定酸的比值。之所以這樣計算，是因為一般認為可溶性固形物代表原料中糖的質(zhì)量分數(shù)，是一種粗略的計算，在本試驗中，總糖質(zhì)量分數(shù)已經(jīng)被清楚的計算出來，因此糖酸比采用總糖和總酸的比值（TS/TA）。由表2可知，妃子笑和懷枝荔枝的糖酸比在 62～118 之間，明顯高于蘋果（20～60）[14]、柑桔（20～40）[15]和甜櫻桃（20～41）[16]的糖酸比，這與消費者對于荔枝很甜的印象和評價是一致的。

表1 四大產(chǎn)區(qū)妃子笑和懷枝荔枝中有機酸質(zhì)量分數(shù)的測定結(jié)果Tab.1 Results of organic acids in Feizixiao and Huaizhi lychees from four planting area mg/100g

表2 四大產(chǎn)區(qū)妃子笑和懷枝荔枝的品質(zhì)變化Tab.2 Changes of quality in Feizixiao and Huaizhi lychees from four planting area

對于四大產(chǎn)區(qū)的妃子笑來說，惠來和惠東的總甜度最高，而深圳的總甜度最低。pH值與可滴定酸之間存在著非常顯著相關(guān)性（p＜0.01），其中pH值越高，可滴定酸質(zhì)量分數(shù)越低?？傆袡C酸的質(zhì)量分數(shù)為表1中的各項之和再加上維生素C的質(zhì)量分數(shù)。由表2可知，總有機酸和可滴定酸度之間沒有顯著相關(guān)性。4種妃子笑的TS/TA從大到小的順序為：欽州=惠來＞惠東=深圳，深圳妃子笑的含糖量最低，惠東的含糖量最高，但深圳妃子笑的酸質(zhì)量分數(shù)同樣很低，而惠東妃子笑的酸質(zhì)量分數(shù)又是最高，所以兩種妃子笑的糖酸比之間并無顯著差異。

甜度最大的懷枝是欽州懷枝，深圳和惠東的懷枝總甜度最小。與妃子笑一樣，pH值與可滴定酸之間也存在著顯著相關(guān)性（p＜0.05），總有機酸和可滴定酸度之間沒有顯著相關(guān)性。4種懷枝的TA/TS按照從大到小的順序排列為：深圳＞惠東=欽州＞惠來，雖然深圳懷枝的含糖量較低，但由于其可滴定酸質(zhì)量分數(shù)很低，使得深圳懷枝的糖酸比最高，另外，深圳懷枝的含水量很高，這使得深圳懷枝有較好的鮮食口感。

2.3 滋味物質(zhì)的貢獻值

不論是糖或酸，含量越高并不意味著其對味覺的貢獻越大，對味覺的貢獻值不僅與含量有關(guān)，還與物質(zhì)本身的閾值有關(guān)。各種物質(zhì)在水中的閾值濃度引用自 Scharbert等[17]、Fabian 等[18]的研究，草酸、莽草酸和富馬酸的貢獻值全都小于1，表明對人體味覺的影響可忽略，因此未在文中列出。不同滋味物質(zhì)的貢獻值見表3。從表3中可知，果糖顯著影響所有被測荔枝的甜味；蔗糖對深圳妃子笑貢獻最大，而對欽州妃子笑和深圳懷枝的貢獻值均小于1。表明在這兩種荔枝中，蔗糖對其甜味的貢獻不明顯；葡萄糖對深圳妃子笑甜味的貢獻不明顯。對于所測荔枝樣品，與其它兩種糖相比，果糖的貢獻均為最大。

從表3還可以看出，酒石酸、蘋果酸和抗壞血酸對酸味的貢獻值全部大于1；乳酸、乙酸和檸檬酸對含有這3種有機酸的荔枝酸味貢獻明顯。其中，乳酸對惠來懷枝的酸味貢獻最大。總體來說，酒石酸和蘋果酸對所測荔枝樣品的酸味貢獻最大，檸檬酸和抗壞血酸的貢獻相對較小。

2.4 妃子笑和懷枝的電子舌分析

圖3和圖4分別是不同產(chǎn)區(qū)的妃子笑和懷枝荔枝的電子舌分析圖譜。將選取的理化指標也進行主成分分析，結(jié)果見圖5和圖6。從圖譜中可以看出，圖3、圖4、圖 5和圖6中 PC1與 PC2之和分別為98.792%、98.695%、99.855%和99.941%，均大于90%，表明取前2個主成分對應的特征向量所決定的兩維子空間就能夠充分保存原始數(shù)據(jù)的信息。圖3、圖 4、圖 5和圖 6的判別指數(shù)分別為 98、95、100和100，表明電子舌和理化指標都能夠明顯區(qū)分不同產(chǎn)區(qū)的妃子笑和懷枝樣品。將妃子笑的電子舌和理化指標進行對比（圖3和圖5），可以發(fā)現(xiàn)，兩張圖譜極為相似，4個產(chǎn)區(qū)的荔枝樣品均分布在圖中的4個矩形框中；將懷枝的電子舌和理化指標圖譜也進行比較（圖4和圖6），可以發(fā)現(xiàn)兩張圖譜同樣極為相似，欽州荔枝與惠來荔枝的差距最小，而深圳荔枝和其它3種的差距最大，這表明電子舌可以用于區(qū)分新鮮荔枝的滋味，并且結(jié)果可靠。

表3 主要滋味物質(zhì)的滋味貢獻值Tab.3 Dose-over-threshold value of main taste compounds

圖3 妃子笑的電子舌主成分分析圖譜Fig.3 PCA map of electronic tongue for Feizixiao lychees

圖4 懷枝的電子舌主成分分析圖譜Fig.4 PCA map of electronic tongue for Huaizhi lychees

圖5 妃子笑理化指標的主成分分析圖譜Fig.5 PCA map of physicochemical indices for Feizixiao lychees

圖6 懷枝理化指標的主成分分析圖譜Fig.6 PCA map of physicochemical indices for Huaizhi lychees

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