付山,梁鄴,徐玖亮,阮云澤,羅劍,李婷玉
基于多種方法的菠蘿果實(shí)質(zhì)地及食味品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)
付山1,2,梁鄴1,2,徐玖亮3,阮云澤1,2,羅劍4,李婷玉1,2
1海南大學(xué)三亞南繁研究院,海南三亞 572000;2海南大學(xué)熱帶作物學(xué)院,???570208;3中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院,北京 100083;4海南天地人生態(tài)農(nóng)業(yè)股份有限公司,海口 570100
【目的】本研究基于多種研究方法,闡明影響菠蘿感官品質(zhì)的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)和理化指標(biāo),建立菠蘿果實(shí)質(zhì)地及食味品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)方法,為優(yōu)良菠蘿品種的篩選提供科學(xué)支撐?!痉椒ā恳?個(gè)不同品種的菠蘿果實(shí)為研究對(duì)象,采用感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)測(cè)試和理化分析等方法,結(jié)合方差分析和不同維度指標(biāo)間的相關(guān)性分析,明確影響菠蘿感官總分的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)、理化指標(biāo),并進(jìn)一步采用主成分回歸分析法,以篩選出的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)特性、理化指標(biāo)為自變量,感官評(píng)價(jià)總分為因變量進(jìn)行回歸分析,得到具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的預(yù)測(cè)模型,用于菠蘿質(zhì)地及食味品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)。【結(jié)果】不同品種菠蘿部分質(zhì)構(gòu)屬性及理化指標(biāo)存在較大的差異,如硬度、咀嚼性、最大剪切力、糖酸比、可溶性蛋白、維生素C及可溶性果膠等在品種間的變異系數(shù)均大于25%,而彈性、凝聚性等在品種間的變異較小。不同品種菠蘿感官總分從高到低依次為‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’>‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’>‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’>‘金菠蘿’>‘臺(tái)農(nóng)11號(hào)’>‘無(wú)刺卡因’>‘巴厘’,‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’的果實(shí)質(zhì)地和食味品質(zhì)最佳,其固形物含量為16.23%,糖酸比為31.82,可溶性果膠含量為23.72 mg?g-1,咀嚼性為789.77 mJ,硬度和最大剪切力分別為1 826.55 N、3 491.37 N。相關(guān)性分析表明,影響感官總分的關(guān)鍵指標(biāo)包括質(zhì)構(gòu)屬性中的硬度、咀嚼性、最大剪切力和理化指標(biāo)中的可溶性固形物、糖酸比及可溶性果膠。利用主成分回歸分析方法建立的菠蘿感官預(yù)測(cè)模型決定系數(shù)2為0.916,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.11?!窘Y(jié)論】菠蘿品種間質(zhì)地與食味品質(zhì)差異大,采用單一評(píng)價(jià)方法不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)各品種菠蘿質(zhì)地與食味品質(zhì)。本研究明確了影響整體感官滿意度的6個(gè)關(guān)鍵分析指標(biāo),并建立了基于關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)和理化指標(biāo)的菠蘿感官預(yù)測(cè)模型,可以較準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)菠蘿的質(zhì)地與食味品質(zhì),以彌補(bǔ)人工感官分析中客觀性不足的缺陷。
菠蘿;感官評(píng)價(jià);質(zhì)構(gòu)屬性;理化成分;相關(guān)性分析
【研究意義】水果的口感決定性地影響了其在消費(fèi)者心中的歡迎程度,而質(zhì)地和食味品質(zhì)是影響口感的關(guān)鍵。質(zhì)地特性指食品從被接觸、咀嚼、吞咽時(shí)通過(guò)機(jī)械、觸覺(jué)、視覺(jué)等感受到的一種綜合性質(zhì),主要用于描述園藝產(chǎn)品硬度、脆度、致密、細(xì)嫩程度等特點(diǎn),是繼風(fēng)味品質(zhì)后用于農(nóng)產(chǎn)品特別是園藝作物品質(zhì)評(píng)價(jià)的重要內(nèi)容[1-5]。食味品質(zhì)是指水果在被消費(fèi)者食用過(guò)程中所表現(xiàn)出來(lái)的理化特性和感官特性,主要包括甜度、酸度、易嚼性等?;诙喾N方法的菠蘿果實(shí)質(zhì)地及食味品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)能夠更全面地反映各菠蘿品種的品質(zhì)特性差異,為優(yōu)良菠蘿品種資源的篩選提供科學(xué)支撐。【前人研究進(jìn)展】目前對(duì)食品質(zhì)地及食味品質(zhì)評(píng)價(jià)的主要方法有感官評(píng)價(jià)和儀器測(cè)量?jī)煞N。感官評(píng)價(jià)是指具有一定經(jīng)驗(yàn)的評(píng)價(jià)員對(duì)評(píng)價(jià)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行分類、定義,使之成為可以進(jìn)行交流的客觀信息[6-7],然后通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)、味覺(jué)對(duì)食品的特性進(jìn)行感知和評(píng)價(jià)[8-9]。感官評(píng)價(jià)可最直接反映樣品的質(zhì)地和食味品質(zhì),但也存在不夠客觀、不能很好地量化樣品間品質(zhì)差異等缺點(diǎn)[7,10]。質(zhì)構(gòu)儀質(zhì)構(gòu)剖面分析(texture profile analysis,TPA)通過(guò)對(duì)試驗(yàn)樣品進(jìn)行壓縮、拉伸、剪切等測(cè)試,模擬人齒咀嚼食物的過(guò)程,能夠一定程度上反映樣品的物性特點(diǎn),并能夠?qū)悠返馁|(zhì)地特性進(jìn)行量化分析和表達(dá),具有客觀、快捷的優(yōu)點(diǎn)[11],但質(zhì)構(gòu)儀測(cè)出的質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)中哪些更能準(zhǔn)確表達(dá)消費(fèi)者感官上的真實(shí)體驗(yàn)還有待進(jìn)一步研究。此外,果實(shí)的質(zhì)地及食味品質(zhì)還與構(gòu)成初生細(xì)胞壁的薄壁細(xì)胞中粗纖維和果膠的成分及結(jié)構(gòu)有關(guān)[12],粗纖維和果膠含量少,則果肉肉質(zhì)更細(xì)嫩,化渣性好,清香爽口,口感佳;粗纖維和果膠含量多,化渣程度低,則入口粗糙生硬,甚至嚼不爛、難下咽。國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)蘋果、葡萄、蜜橘、獼猴桃、芒果等水果的感官、質(zhì)構(gòu)、理化等指標(biāo)已經(jīng)開(kāi)展了相關(guān)研究[13-19]。但對(duì)菠蘿的相關(guān)研究甚為缺乏,而菠蘿品種眾多,不同品種間的質(zhì)地和食味品質(zhì)差異較大[20]。目前對(duì)于菠蘿品質(zhì)的研究主要集中在糖、酸、維C等營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)上[21-24],對(duì)菠蘿感官品質(zhì)的研究很少,其中針對(duì)質(zhì)地品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究?jī)H通過(guò)品嘗后進(jìn)行簡(jiǎn)單描述[20],如嚴(yán)程明等[23]對(duì)5個(gè)品種菠蘿果實(shí)品質(zhì)比較和分析中,對(duì)果實(shí)質(zhì)地的評(píng)價(jià)僅用“爽脆”“粘滑”等描述詞進(jìn)行定性評(píng)價(jià),容易存在描述不準(zhǔn)確、無(wú)法定量等問(wèn)題,并且缺乏對(duì)于菠蘿質(zhì)構(gòu)特性及相關(guān)理化指標(biāo)的分析?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】本研究在前人的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步完善菠蘿感官評(píng)價(jià)的指標(biāo),增加了質(zhì)構(gòu)特性、理化成分指標(biāo)的分析;并運(yùn)用相關(guān)性分析、主成分回歸分析等統(tǒng)計(jì)方法,建立菠蘿質(zhì)地與食味品質(zhì)評(píng)價(jià)體系,以彌補(bǔ)感官評(píng)價(jià)客觀性不足、評(píng)價(jià)指標(biāo)不系統(tǒng)的缺陷?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】闡明目前主要菠蘿品種的質(zhì)地和食味品質(zhì)差異,明確影響菠蘿感官滿意度的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)和理化指標(biāo),運(yùn)用合理的統(tǒng)計(jì)方法構(gòu)建菠蘿質(zhì)地與食味品質(zhì)的預(yù)測(cè)模型,為菠蘿品質(zhì)評(píng)價(jià)提供參考。
受試菠蘿品種包括‘巴厘’‘無(wú)刺卡因’‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’‘臺(tái)農(nóng)11號(hào)’‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’及‘金菠蘿’,均為目前市面主要流通的菠蘿品種。各品種均來(lái)自海南天地人生態(tài)農(nóng)業(yè)股份有限公司菠蘿種質(zhì)資源圃,于2022年4月果實(shí)成熟期采摘,果實(shí)采摘標(biāo)準(zhǔn)參考NY/T 450—2001[25]中菠蘿采收技術(shù)要求中成熟度2的標(biāo)準(zhǔn):果實(shí)均自然成熟至果眼飽滿、果底部開(kāi)始出現(xiàn)桔黃色時(shí)統(tǒng)一采摘。果實(shí)樣品選取大小一致、外形良好的中大果,采摘后及時(shí)運(yùn)回實(shí)驗(yàn)室處理。用于人工感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)和理化分析的樣品每個(gè)品種各7個(gè),一共147個(gè)果,重復(fù)3次。
TA.XT plus質(zhì)構(gòu)儀,英國(guó)Stable Micro Systems公司;UVmini-1285紫外可見(jiàn)光光度計(jì),日本津島公司;TD-45數(shù)字手持折光儀,中國(guó)金科利達(dá)公司;臺(tái)式微量高速冷凍離心機(jī),德國(guó)Eppendorf公司。
1.3.1 評(píng)價(jià)員的組成 根據(jù)參與人的時(shí)間、興趣及感官靈敏度等最終挑選出26位優(yōu)選評(píng)價(jià)員進(jìn)行感官評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)員年齡在20—60歲,每10歲作為一個(gè)梯度。各年齡段的評(píng)價(jià)人數(shù)分布如下:20—30歲:8人、30—40歲:8人;40—50歲:6人;50—60歲:4人。各年齡段男女比例均為1﹕1。
1.3.2 描述詞及定義 在評(píng)價(jià)小組組長(zhǎng)的組織下,評(píng)價(jià)小組人員參照GB/T 16861—1997[26]進(jìn)行討論并確定評(píng)價(jià)描述詞和定義(表1)。
表1 感官評(píng)價(jià)建立的描述詞及其定義匯總
1.3.3 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn) 將果肉統(tǒng)一切成約邊長(zhǎng)為2 cm、體積為8 cm3的正方體塊放至托盤中,對(duì)不同品種菠蘿進(jìn)行隨機(jī)編碼,并以隨機(jī)順序呈送給每位評(píng)價(jià)員。評(píng)價(jià)員利用上述感官描述詞及定義對(duì)所有樣品進(jìn)行定量描述和評(píng)分,對(duì)于正向描述詞(香氣、細(xì)膩感、易嚼性、甜味),與參比越接近,得分越高;對(duì)于負(fù)向描述詞(殘?jiān)?、纖維感),與參比越不接近,得分越高[27],具體評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表2。評(píng)價(jià)結(jié)束后,由小組組長(zhǎng)統(tǒng)計(jì)各指標(biāo)得分及總分。感官評(píng)定總分是對(duì)菠蘿感官品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià),其值等于果實(shí)香氣、嫩度、脆度、易嚼性等11個(gè)感官評(píng)價(jià)指標(biāo)得分的總和,包含了菠蘿果肉香氣、質(zhì)地、殘?jiān)⒁捉佬院吞鸲鹊确矫娴男畔?,能夠客觀反映菠蘿的感官品質(zhì),作為衡量各品種菠蘿感官品質(zhì)好壞的標(biāo)準(zhǔn)[28],總分的分值在11—44。
表2 感官評(píng)價(jià)打分標(biāo)準(zhǔn)
果實(shí)質(zhì)構(gòu)分析樣品制備參照吳旻丹等[18]的方法,具體步驟如下:統(tǒng)一選取菠蘿果實(shí)中間三目沿赤道部位切取果肉及果中柱,去皮后將果肉及果中柱統(tǒng)一切取邊長(zhǎng)為2 cm、體積為8 cm3的正方體樣品各4塊待測(cè)。質(zhì)構(gòu)剖面分析及剪切試驗(yàn)中每個(gè)品種測(cè)定5個(gè)果實(shí),每個(gè)果實(shí)設(shè)置4次重復(fù)。質(zhì)構(gòu)屬性分析指標(biāo)包括硬度、彈性、凝聚性、膠著性、咀嚼性、回復(fù)性和最大剪切力。硬度反映的是咀嚼時(shí)果實(shí)的堅(jiān)實(shí)度[10]。質(zhì)構(gòu)儀TPA測(cè)試采用P/36R探頭,具體參數(shù)設(shè)定如下:觸發(fā)點(diǎn)負(fù)載20 g,測(cè)前速率1 mm?s-1,測(cè)中和測(cè)后速率均為5 mm?s-1、目標(biāo)形變量10%,兩次下壓間隔時(shí)間為5 s;剪切力測(cè)試采用的探頭為HDP/BS,測(cè)前速率1 mm?s-1,測(cè)中和測(cè)后速率均為5 mm?s-1,距離為40 mm。
理化分析指標(biāo)包括:可溶性固形物、可滴定酸、還原性維生素C、可溶性蛋白、纖維素、原果膠及可溶性果膠。其中菠蘿可溶性固形物含量采用手持折光儀測(cè)定,可滴定酸含量采用酸堿中和滴定法(以檸檬酸計(jì))測(cè)定,還原性維生素C含量采用2,6-二氯靛酚法,可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法,具體試驗(yàn)步驟參照鮑士旦的《土壤農(nóng)化分析》[29]。纖維素、原果膠等理化成分含量測(cè)定采用相應(yīng)的分析試劑盒(蘇州科銘生物技術(shù)有限公司)測(cè)定,所有試驗(yàn)步驟均按照標(biāo)準(zhǔn)和試劑盒說(shuō)明書(shū)所示進(jìn)行。
使用SPSSAU數(shù)據(jù)處理軟件對(duì)影響感官品質(zhì)感官總分的質(zhì)構(gòu)、理化等關(guān)鍵指標(biāo)的數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間化的標(biāo)準(zhǔn)化,數(shù)據(jù)區(qū)間化的方法參考Xiong等[30]和劉競(jìng)研等[31],進(jìn)而開(kāi)展綜合評(píng)價(jià)。數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的公式如下所示:
式中:X為試驗(yàn)測(cè)得數(shù)據(jù);(X)為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù);min及max為樣品相應(yīng)測(cè)定指標(biāo)的最小值及最大值;=1,=4。
將數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后進(jìn)行打分,打分規(guī)則如下:與感官評(píng)價(jià)中感官總分顯著性正相關(guān)的指標(biāo)定義為正向描述詞,打分方法與標(biāo)準(zhǔn)化的方法一致,與感官總分呈顯著性負(fù)相關(guān)的指標(biāo)定義為負(fù)向描述詞,打分方法為Y=a+b-Std(X),即評(píng)分區(qū)間在[1,4]。對(duì)于正向描述詞,標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)結(jié)果越大,評(píng)分越高;對(duì)于負(fù)向描述詞,標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)結(jié)果越小,評(píng)分越高。
利用SPSS軟件分別對(duì)試驗(yàn)測(cè)得感官評(píng)定數(shù)據(jù)、質(zhì)構(gòu)參數(shù)及理化指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,計(jì)算不同品種菠蘿各指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差以及變異系數(shù)。通過(guò)SPSS 23統(tǒng)計(jì)軟件分析感官評(píng)價(jià)和質(zhì)構(gòu)參數(shù)及理化指標(biāo)之間的相關(guān)性,并采用主成分回歸法進(jìn)行回歸分析,建立菠蘿感官品質(zhì)的預(yù)測(cè)方程。
菠蘿品種間的感官評(píng)價(jià)各指標(biāo)得分均存在顯著性差異(表3,<0.05)。果肉的感官評(píng)價(jià)指標(biāo)中,殘?jiān)亢拖銡庠诓煌贩N間的差異最大,其次是果肉甜度、易嚼性及果肉嫩度,果肉纖維感在品種間的差異較小。菠蘿果中柱的品質(zhì)變異大于果肉,其中果中柱的易嚼性為高度變異,變異系數(shù)達(dá)到37%,其次是脆度、殘?jiān)考袄w維感,變異系數(shù)分別為35%、32%及32%,果中柱甜度的變異系數(shù)最小。
感官評(píng)價(jià)總分從高到低依次為:‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’>‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’>‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’>‘金菠蘿’>‘臺(tái)農(nóng)11號(hào)’>‘無(wú)刺卡因’>‘巴厘’。‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’的感官評(píng)價(jià)總分最高,為32.24,‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’菠蘿果肉的甜度最高且肉質(zhì)細(xì)嫩,果中柱最脆嫩,果實(shí)整體易咀嚼、纖維感弱而化渣性好;其次為‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’和‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’。‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’果肉質(zhì)地最細(xì)嫩,果中柱脆嫩,果實(shí)整體易咀嚼,纖維感最弱、殘?jiān)孔钌佟⒒宰詈?,果肉甜度較高,感官評(píng)價(jià)總分僅次于‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’菠蘿;‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’的果肉較甜,果中柱較脆嫩,果實(shí)整體較易咀嚼、纖維感較弱、化渣性較好,整體得分較高;其次是‘金菠蘿’及‘臺(tái)農(nóng)11號(hào)’,其中‘金菠蘿’的甜度較高,果實(shí)香氣濃郁,但肉質(zhì)細(xì)嫩度一般,且果實(shí)整體不易咀嚼,尤其是果中柱幾乎不可食用,同時(shí)纖維感強(qiáng)、化渣性差;‘臺(tái)農(nóng)11號(hào)’的感官總分得分中等偏下,果肉細(xì)嫩,果中柱較脆嫩,但果實(shí)整體易嚼性較差,纖維感較強(qiáng)、化渣性偏低,且果肉偏酸、香氣較弱;‘巴厘’和‘無(wú)刺卡因’的總分最低,果肉質(zhì)地不細(xì)嫩,果實(shí)整體咀嚼性差、纖維感強(qiáng)、化渣性差,果中柱較硬且可食性差。
表3 不同菠蘿品種果實(shí)感官評(píng)價(jià)得分及變異
顯著性分析采用Tukey檢驗(yàn)。同行不同小寫字母表示0.05水平上差異顯著。下同
Tukey test was used for significance analysis. Different lowercase letters in the same column show significant difference at 0.05 level. The same as below
在質(zhì)構(gòu)屬性指標(biāo)中,硬度反映的是咀嚼時(shí)果實(shí)的堅(jiān)實(shí)度[12],彈性反映的是被測(cè)樣品經(jīng)歷擠壓發(fā)生形變后恢復(fù)原形的能力,回復(fù)性和彈性相似,表征的是食物在受到壓力、咀嚼后回彈的能力。凝聚性又稱內(nèi)聚性,反映的是菠蘿果實(shí)內(nèi)部粘合力的大小,體現(xiàn)的是果實(shí)的致密程度和咀嚼過(guò)程中保持果肉完整的性質(zhì),凝聚性越高則果實(shí)口感越緊實(shí)[2]。膠著性表現(xiàn)為咀嚼吞咽一個(gè)無(wú)彈性的樣品所需的能量,為硬度和凝聚性的乘積。咀嚼性體現(xiàn)了樣品在被咀嚼過(guò)程中的持續(xù)抵抗性,樣品的硬度值越大、組織越致密,纖維感和凝聚性越強(qiáng),咀嚼性越強(qiáng),咀嚼起來(lái)越費(fèi)力。最大剪切力表示樣品在被剪切過(guò)程中需要的最大的力。
不同菠蘿品種新鮮果肉的力學(xué)特性存在顯著差異(表4),其中硬度、咀嚼性和最大剪切力是影響品種間質(zhì)構(gòu)屬性差異的重要指標(biāo)。7個(gè)供試菠蘿品種中,‘巴厘’菠蘿果肉的硬度、咀嚼性、最大剪切力顯著高于其他品種,其次是‘無(wú)刺卡因’和‘金菠蘿’;‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’及‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’菠蘿果肉的硬度、咀嚼性、最大剪切力顯著低于其他品種;其他指標(biāo)如彈性、凝聚性、膠著性及回復(fù)性等品種間變異較小。
影響菠蘿果中柱質(zhì)構(gòu)特性的關(guān)鍵指標(biāo)與果肉一致,但不同品種的果中柱質(zhì)構(gòu)表現(xiàn)與果肉略有不同(表5)。所有品種中,‘金菠蘿’果中柱的硬度、咀嚼性和最大剪切力顯著高于其他品種。其次是‘無(wú)刺卡因’和‘巴厘’,‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’及‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’的果中柱的硬度、咀嚼性、最大剪切力顯著低于其他品種。同一品種菠蘿其果中柱的硬度、膠著性、咀嚼性及纖維性明顯比果肉的強(qiáng),果中柱的硬度平均為8 582.62 N,是果肉的3—5倍。菠蘿果中柱的膠著性平均為果肉的4—7倍,咀嚼性為3—6倍。大部分受測(cè)菠蘿品種果肉和果中柱的質(zhì)構(gòu)特性在品種間的排名基本一致,但‘金菠蘿’果肉和果中柱的質(zhì)構(gòu)特性差異較大,其果肉的硬度、咀嚼性在受測(cè)的7個(gè)菠蘿品種中屬于中等,但果中柱的硬度、咀嚼性、最大剪切力都顯著高于其他品種。
表4 不同菠蘿品種果肉質(zhì)構(gòu)差異
表5 不同菠蘿品種果中柱質(zhì)構(gòu)差異
所有理化成分指標(biāo)在不同菠蘿品種間均存在顯著差異(表6,<0.05),其中可溶性蛋白和維生素C的差異最大,變異系數(shù)分別為64%、50%,均為高度變異;其次是糖酸比、可溶性果膠含量、可滴定酸,變異系數(shù)在16%—30%,為中等變異;可溶性固形物和纖維素的變異系數(shù)小于15%。
7個(gè)受測(cè)品種中,‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’的可溶性蛋白最高(1.95 mg?g-1),其次是‘金菠蘿’和‘巴厘’,其他品種的可溶性蛋白均低于1.0 mg?g-1,‘無(wú)刺卡因’的可溶性蛋白含量最低?!鸩ぬ}’的維生素C含量顯著高于其他品種(540 mg?kg-1),其次是‘臺(tái)農(nóng)11號(hào)’和‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’,其余品種維生素C含量均低于250 mg?g-1,其中‘無(wú)刺卡因’的維生素C含量最低。糖酸比為可溶性固形物和可滴定酸的比值,可當(dāng)作甜酸味的表示尺度[15]。‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’和‘金菠蘿’的糖酸比明顯高于其他品種,分別為31.82和27.86,其次是‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’和‘臺(tái)農(nóng)11號(hào)’,其他品種糖酸比低于20,其中‘巴厘’的糖酸比最低(14.9)。果膠作為菠蘿中重要的膳食纖維成分,能預(yù)防心腦血管疾病和控制血糖[32],并且對(duì)于口感也有一定的影響。本研究發(fā)現(xiàn),果肉硬度更低、肉質(zhì)更軟嫩的品種可溶性果膠含量更高,在受測(cè)品種中,果肉質(zhì)地較軟的‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’及‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’可溶性果膠含量均在23 mg?g-1以上,顯著高于其他品種,‘巴厘’果肉中的可溶性果膠含量最少。不同品種間可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.49%—0.83%,品種間變異系數(shù)較小,‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’和‘無(wú)刺卡因’的可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)顯著高于其他品種,分別為0.83%和0.74%,‘金菠蘿’和‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’的可滴定酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)最低,分別為0.49%和0.51%?!_(tái)農(nóng)17號(hào)’的可溶性固形物含量顯著高于其他品種,而‘巴厘’顯著低于其他品種。‘金菠蘿’纖維素含量顯著高于其他品種,‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’的纖維素含量最低。
表6 不同品種菠蘿果肉理化指標(biāo)
研究發(fā)現(xiàn),菠蘿果肉質(zhì)地剖面分析指標(biāo)與感官評(píng)價(jià)中質(zhì)地相關(guān)的部分指標(biāo)存在顯著相關(guān)。質(zhì)構(gòu)指標(biāo)中的硬度、咀嚼性、最大剪切力與感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的易嚼性呈顯著負(fù)相關(guān),與殘?jiān)亢屠w維感呈顯著正相關(guān),相關(guān)系數(shù)均在0.89以上(表7)。同時(shí),這3個(gè)指標(biāo)與感官總分之間也表現(xiàn)出很強(qiáng)的相關(guān)性,是影響菠蘿感官特征的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)指標(biāo)?;貜?fù)性、膠著性、彈性和凝聚性與感官評(píng)價(jià)中的質(zhì)地指標(biāo)相關(guān)性不顯著。
菠蘿果中柱質(zhì)構(gòu)指標(biāo)和感官評(píng)價(jià)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析,得到的結(jié)論與果肉一致。因此,本研究選擇硬度、咀嚼性、最大剪切力3個(gè)質(zhì)構(gòu)指標(biāo)用于菠蘿果實(shí)質(zhì)地和食味品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。果肉的理化成分對(duì)于感官品質(zhì)具有較大的影響[33-35]。對(duì)菠蘿果肉的8個(gè)理化組分與感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)(表8),受測(cè)的8個(gè)理化指標(biāo)中,影響感官評(píng)價(jià)及感官總分的指標(biāo)包括可溶性固形物、糖酸比及可溶性果膠。其中,可溶性固形物與感官評(píng)價(jià)指標(biāo)果肉嫩度、果肉甜度及果肉易嚼性呈顯著性正相關(guān),與果肉殘?jiān)考袄w維感呈顯著負(fù)相關(guān);糖酸比與果肉甜度顯著相關(guān);可溶性果膠與果肉嫩度、易嚼性呈顯著性正相關(guān),與果肉殘?jiān)考袄w維感呈顯著負(fù)相關(guān)。纖維素含量與果肉纖維感顯著正相關(guān),但和感官總分相關(guān)性不明顯。而可溶性固形物、糖酸比及可溶性果膠與感官總分則存在顯著相關(guān)性,因此,篩選以上3個(gè)理化指標(biāo)用于菠蘿果實(shí)質(zhì)地和食味品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)。
表7 菠蘿果肉質(zhì)構(gòu)屬性和感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)性分析
*:在0.05級(jí)別(雙尾)相關(guān)性顯著;**:在0.01級(jí)別(雙尾)相關(guān)性顯著。下同
*: At 0.05 level (two-tailed), the correlation is significant; **: At 0.01 level (two-tailed), the correlation is significant. The same as below
表8 菠蘿果肉理化指標(biāo)和感官評(píng)價(jià)指標(biāo)的相關(guān)性分析
感官評(píng)價(jià)能夠直接反映樣品的食味品質(zhì),但其不能很好地量化樣品之間的品質(zhì)差異,通過(guò)質(zhì)地屬性和理化組分等指標(biāo)的補(bǔ)充,篩選出影響感官品質(zhì)的關(guān)鍵指標(biāo),將多維指標(biāo)融合,可有效補(bǔ)充感官評(píng)價(jià)中客觀性不足的缺陷。根據(jù)以上結(jié)果得知,顯著影響感官評(píng)價(jià)的質(zhì)構(gòu)和理化指標(biāo)包括:硬度、咀嚼性、最大剪切力、可溶性固形物、糖酸比及可溶性果膠。在綜合評(píng)價(jià)前,根據(jù)分析數(shù)據(jù)的特點(diǎn),使用SPSSAU軟件將數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間化的標(biāo)準(zhǔn)化[30-31],數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法見(jiàn)1.6。
基于關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)及理化指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果見(jiàn)圖1,綜合排名為:‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’>‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’>‘臺(tái)農(nóng)4號(hào)’>‘金菠蘿’>‘臺(tái)農(nóng)11號(hào)’>‘無(wú)刺卡因’>‘巴厘’,排名結(jié)果與單獨(dú)感官評(píng)價(jià)的結(jié)果基本一致,說(shuō)明選取的質(zhì)構(gòu)、理化指標(biāo)具有代表性。其中‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’果肉軟嫩、易咀嚼、可溶性果膠含量較高,且可溶性固形物和糖酸比最高,果實(shí)整體質(zhì)地和食味品質(zhì)最好。其次是‘臺(tái)農(nóng)16號(hào)’,果肉的可溶性果膠含量最高、果肉軟嫩、易咀嚼,可溶性固形物含量?jī)H次于‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’,但可滴定酸含量較高、糖酸比較低,屬于高酸高甜品種?!_(tái)農(nóng)4號(hào)’可溶性果膠含量較高、硬度適中、較易咀嚼,糖酸比適中、果肉較甜?!_(tái)農(nóng)11號(hào)’果肉質(zhì)地和甜度一般,可溶性固形物含量偏低??ㄒ蚝汀屠濉ぬ}果肉質(zhì)地和口感較差,果肉偏酸。
圖1 集合感官、質(zhì)構(gòu)及理化分析指標(biāo)的菠蘿果肉品質(zhì)綜合評(píng)價(jià)
進(jìn)一步建立基于菠蘿質(zhì)構(gòu)測(cè)試及理化分析的菠蘿感官品質(zhì)預(yù)測(cè)模型,將篩選出的6個(gè)顯著影響感官評(píng)價(jià)的質(zhì)構(gòu)和理化指標(biāo)作為自變量,感官評(píng)分作為因變量,在回歸分析之前先檢驗(yàn)各個(gè)參數(shù)變量的方差膨脹因子(variance inflation factor,VIF),判斷各指標(biāo)是否存在共線性問(wèn)題??傻糜捕?、咀嚼性、最大剪切力,可溶性固形物、糖酸比及可溶性果膠的VIF分別為9.521、44.472、8.453、9.237、6.603和12.645。診斷結(jié)果表明這6個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)間存在一定的共線性問(wèn)題,需要先進(jìn)行主成分分析,才能進(jìn)行回歸分析。
對(duì)篩選出的6個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行主成分分析,得到各主成分(F1—F6)的特征根、方差貢獻(xiàn)率(表9)。因前兩個(gè)主成分的特征值較大,且累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到93.87%,故提取2個(gè)主成分,即將F1、F2用作后期進(jìn)行回歸分析。將各主成分因子得分作為自變量,標(biāo)準(zhǔn)化后的感官總分作為因變量,進(jìn)行回歸分析建立多元線性回歸方程。將各主成分因子得分作為自變量,標(biāo)準(zhǔn)化后的感官總分作為因變量,進(jìn)行回歸分析建立多元線性回歸方程。感官總分的回歸模型2=0.916,意味著篩選的6個(gè)關(guān)鍵質(zhì)地、理化指標(biāo)可以解釋感官評(píng)價(jià)總分91.6%的變化原因,模型通過(guò)F檢驗(yàn)(F=21.681,=0.007<0.05)。另外,針對(duì)模型的多重共線性進(jìn)行檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn),模型中VIF值均小于5,意味著不存在共線性問(wèn)題;并且D-W值在2附近,說(shuō)明模型不存在自相關(guān)性,樣本數(shù)據(jù)之間并沒(méi)有關(guān)聯(lián)關(guān)系,模型較好。
表9 前6個(gè)主成分特征根與方差貢獻(xiàn)率
用原始變量替換模型中的主成分變量,從而得到質(zhì)構(gòu)特性和理化指標(biāo)對(duì)菠蘿感官評(píng)價(jià)的多元回歸方程:=-0.1811-0.1852-0.1823+0.1824+0.1485+0.1696。
式中:1為硬度;2為咀嚼性;3為最大剪切力;4為可溶性固形物;5為糖酸比;6為可溶性果膠。
為了檢驗(yàn)?zāi)P偷念A(yù)測(cè)精度,用20個(gè)樣品的試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)模型進(jìn)行外部檢驗(yàn),感官評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)的決定系數(shù)為0.916,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.11,說(shuō)明預(yù)測(cè)模型驗(yàn)證的精度較高,通過(guò)理化成分指標(biāo)和質(zhì)構(gòu)特性指標(biāo)建立的感官綜合評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型對(duì)不同品種菠蘿口感的判別具有較好的指示意義。
菠蘿品質(zhì)主要包括外觀、理化、質(zhì)地、營(yíng)養(yǎng)、感官等多方面指標(biāo),且存在很大的品種間差異,這些品質(zhì)差異直接影響菠蘿的口感和風(fēng)味[36-42]。因此,不同菠蘿品種果實(shí)品質(zhì)特性分析是篩選優(yōu)良菠蘿品種的重要依據(jù)。本研究測(cè)定了我國(guó)主栽的7個(gè)菠蘿品種果實(shí)的感官、質(zhì)地與理化指標(biāo)。研究結(jié)果表明,果肉感官指標(biāo)中,果肉殘?jiān)亢凸麑?shí)香氣在品種間的差異較大,變異系數(shù)為22%,果肉嫩度在品種間的差異最??;質(zhì)地及理化指標(biāo)中,可溶性蛋白和維生素C在品種間變異最大,變異系數(shù)為50%—64%,其次為硬度、咀嚼性及最大剪切力,變異系數(shù)在20%—30%,其他指標(biāo)變異均在20%以下,品種間差異較小。
劉聰?shù)萚43]在蜜瓜上的研究發(fā)現(xiàn),感官品質(zhì)與質(zhì)地指標(biāo)間有很強(qiáng)的相關(guān)性,本研究通過(guò)相關(guān)性分析得到質(zhì)構(gòu)屬性中的果肉硬度、咀嚼性與感官評(píng)價(jià)中果肉質(zhì)地顯著正相關(guān)。菠蘿果肉質(zhì)構(gòu)屬性中的硬度、咀嚼性、最大剪切力越大,果肉結(jié)構(gòu)越致密、粗纖維含量越多,切斷果肉所需的剪切力越大,人咀嚼時(shí)耗費(fèi)的能量越多,越不易咀嚼[28],整體感官總分較低。菠蘿品種間質(zhì)構(gòu)屬性的差異是造成果實(shí)質(zhì)地差異進(jìn)而影響感官總體評(píng)價(jià)的要素之一。
理化指標(biāo)中的可溶性果膠含量與果肉軟嫩度密切相關(guān),同樣是形成品種間果實(shí)質(zhì)地差異的關(guān)鍵因素。潘好斌等[2]在薄皮甜瓜上的研究表明,可溶性果膠含量較高品種口感更細(xì)軟,尹玲等[44]也發(fā)現(xiàn)果膠含量與南瓜果實(shí)硬度呈負(fù)相關(guān)。白牡丹等[45]對(duì)‘香露香梨’及其親本果實(shí)發(fā)育過(guò)程中質(zhì)地產(chǎn)生差異的原因進(jìn)行探究,也發(fā)現(xiàn)水溶性果膠的差異是導(dǎo)致‘香露香梨’與親本果實(shí)質(zhì)地差異的關(guān)鍵因素,在成熟果實(shí)中,硬度低、脆性較好的‘玉露香梨’和‘庫(kù)爾勒香梨’果實(shí)中水溶性果膠含量較高。本研究發(fā)現(xiàn),可溶性果膠含量高、纖維含量低的菠蘿品種果肉更細(xì)嫩、纖維感和殘?jiān)扛伲c前人的報(bào)道相似。
可溶性固形物和糖酸比則與果實(shí)的食味品質(zhì)密切相關(guān)。可溶性固形物主要以可溶性糖為主,糖酸比為可溶性固形物與可滴定酸的比值,二者均為果實(shí)甜味的主要來(lái)源[46],是影響感官評(píng)價(jià)中果肉甜度及感官總分的重要指標(biāo)。李麗梅[34]對(duì)北方23個(gè)梨品種的理化特性分析和感官評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn),可溶性固形物的含量能夠體現(xiàn)果實(shí)甜度,糖酸比則可以更明確地說(shuō)明果實(shí)的風(fēng)味,糖酸比高,果實(shí)甜度較大或酸度較小,整體風(fēng)味較好。本研究發(fā)現(xiàn)可溶固形物及糖酸比越高的菠蘿品種,果肉甜度及感官評(píng)價(jià)總分更高。
菠蘿的食用品質(zhì)是一個(gè)復(fù)雜的綜合性狀,包含口感、食味、營(yíng)養(yǎng)等,前人對(duì)菠蘿品質(zhì)的研究主要集中在外觀品質(zhì)、理化及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)[36-42],如張玉梅等[42]對(duì)‘金菠蘿’‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’‘巴厘’等5個(gè)菠蘿品種果實(shí)品質(zhì)進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)受測(cè)的5個(gè)菠蘿品種中‘金菠蘿’和‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’的品質(zhì)較好,其中‘金菠蘿’的品質(zhì)綜合排名最高,其次是‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’,這與本研究的結(jié)論有所不同,主要原因是其進(jìn)行不同品種菠蘿品質(zhì)評(píng)價(jià)時(shí)研究的品質(zhì)因子重點(diǎn)關(guān)注外觀品質(zhì)(果形指數(shù)、色度等)及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)(糖度、可滴定酸等),缺少關(guān)于菠蘿質(zhì)地和感官的評(píng)價(jià),本研究發(fā)現(xiàn)‘金菠蘿’果實(shí)的糖酸比較高,但果肉的化渣性差、不易咀嚼,果中柱幾乎不可食用;‘臺(tái)農(nóng)17號(hào)’果肉細(xì)嫩、好咀嚼且可溶性固形物、果膠和糖酸比更高,綜合品質(zhì)表現(xiàn)比‘金菠蘿’更好。水果的質(zhì)地及食味品質(zhì)是水果品質(zhì)評(píng)價(jià)中不可或缺的部分,然而目前針對(duì)菠蘿質(zhì)地品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究?jī)H通過(guò)品嘗進(jìn)行簡(jiǎn)單定性描述[20,42,47-50],缺乏定量的指標(biāo)和數(shù)據(jù)進(jìn)行支撐,帶有很強(qiáng)的主觀性。劉亞男等[20]對(duì)不同菠蘿品種產(chǎn)量及品質(zhì)差異進(jìn)行探究,其研究對(duì)于菠蘿口感、風(fēng)味的試驗(yàn)結(jié)果僅進(jìn)行“爽脆”“粗糙”及“甜酸”“清甜”等定性描述,難以進(jìn)行差異顯著性統(tǒng)計(jì)分析。
目前對(duì)于菠蘿的質(zhì)地及食味品質(zhì)的綜合評(píng)價(jià)比較缺乏,而這兩者又是影響消費(fèi)者歡迎度最重要的指標(biāo)。本研究將感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)屬性和理化組分多維方法結(jié)合,通過(guò)相關(guān)性分析得到菠蘿果實(shí)質(zhì)構(gòu)屬性中的硬度、咀嚼性、最大剪切力及理化指標(biāo)中的可溶性固形物、糖酸比、可溶性果膠與感官評(píng)價(jià)中質(zhì)地有關(guān)的指標(biāo)相關(guān)性顯著,這與前人在獼猴桃、夏橙、柑橘、芒果等水果上的研究一致[13-18,51-52]。另外,本研究運(yùn)用合理的統(tǒng)計(jì)方法構(gòu)建菠蘿感官評(píng)價(jià)的預(yù)測(cè)模型,形成了有效評(píng)價(jià)菠蘿感官品質(zhì)特征的綜合指標(biāo)體系,并對(duì)現(xiàn)有主流菠蘿品種的感官、質(zhì)構(gòu)和理化指標(biāo)進(jìn)行了系統(tǒng)分析,結(jié)果更加全面客觀。
15個(gè)質(zhì)構(gòu)、理化指標(biāo)在菠蘿品種間存在較大差異,其中,可溶性蛋白及維生素C在品種間差異最大,其次是糖酸比、咀嚼性、最大剪切力、可溶性果膠及硬度。利用相關(guān)性分析的方法篩選出影響感官評(píng)價(jià)的關(guān)鍵質(zhì)構(gòu)、理化指標(biāo)6項(xiàng),分別為硬度、咀嚼性、最大剪切力、可溶性固形物、糖酸比及可溶性果膠。對(duì)6個(gè)關(guān)鍵性質(zhì)構(gòu)和理化指標(biāo)的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與感官評(píng)價(jià)結(jié)果一致,進(jìn)一步利用主成分回歸分析方法對(duì)篩選的關(guān)鍵指標(biāo)構(gòu)建菠蘿感官評(píng)價(jià)的預(yù)測(cè)模型,Y(感官評(píng)價(jià)總分的預(yù)測(cè)值)=-0.181硬度-0.185咀嚼性-0.182最大剪切力+0.182固形物+0.148糖酸比+0.169可溶性果膠,模型精度較高。因此,根據(jù)感官評(píng)價(jià)、質(zhì)構(gòu)屬性和理化組分等多種方法的有效融合和關(guān)鍵指標(biāo)的篩選及模型的建立,可以更加有效地評(píng)價(jià)菠蘿的質(zhì)地和食味品質(zhì),此方法也可為其他作物優(yōu)良品種資源的篩選提供參考。
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Comprehensive Evaluation of Fruit Texture and Taste Quality of Pineapple Based on Multiple Methods
1College of Sanya Nanfan Research Institute, Hainan University, Sanya 572000, Hainan;2College of Tropical Crops, Hainan University, Haikou 570208;3College of Resources and Environmental Science, China Agricultural University, Beijing 100083;4Hainan Tiandiren Ecological Agriculture Co., LTD, Haikou 570100
【Objective】This study adopted different methodologies to identify the key texture characteristics and physicochemical indexes affecting the total sensory quality of pineapple (), and to establish a new comprehensive evaluation method for the precise testing of fruit texture and taste quality.【Method】In this study, seven different varieties of pineapple were selected for the measurement of sensory attributes, texture characteristics, and physicochemical compositions. Based on the variance and correlation analysis, the key texture properties and physicochemical indexes that affect sensory quality were identified. Further, the principal component regression analysis was performed, with key texture characteristics and physicochemical indexes as independent variables, and the total score of sensory evaluation as dependent variables, to obtain a statistically significant prediction model for the comprehensive evaluation of pineapple quality.【Result】There were significant differences in some texture properties and physicochemical indexes among different varieties of pineapple, such as hardness, chewiness, maximum shear force, sugar-acid ratio, soluble protein, vitamin C and soluble pectin; the coefficient of variation among varieties was greater than 25%, while the difference in elasticity and cohesiveness was not significant among varieties. The overall satisfaction score of different pineapple varieties from the highest to lowest was Tainong 17>Tainong 16>Tainong 4>MD-2>Tainong 11>Smooth Cayenne>Comte de Paris. Tainong 17 showed the best quality of fruit texture and taste, its total soluble solid content was 16.23%, sugar to acid ratio was 31.82, soluble pectin content was 23.72 mg?g-1, hardness was 1 826.55 N, Chewiness was 789.77 mJ, and the maximum shear force was 3 491.37 N. Correlation analysis showed that there were six key indexes affecting the overall satisfaction of sensory significantly, including hardness, chewiness, maximum shear force and physicochemical index of soluble solids, sugar-acid ratio and soluble pectin. The determination coefficientRof the sensory quality prediction model based on the principal component regression analysis was 0.916, and the standard deviation was 0.11. 【Conclusion】 The texture and taste quality of pineapple vary greatly among different varieties, and a single evaluation method could not accurately evaluate its comprehensive quality. A prediction model was established for pineapple sensory evaluation based on the key texture properties and physicochemical indexes, which could accurately predict the texture and taste quality of pineapple, and made up for the lack of objectivity in artificial sensory analysis.
pineapple; sensory evaluation; texture properties; physiochemical composition; correlation analysis
10.3864/j.issn.0578-1752.2023.15.014
2022-10-27;
2022-12-28
海南省院士工作站(SQ2019ysgzz0037)、海南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃-菠蘿種質(zhì)資源收集、鑒定及優(yōu)良品種綠色栽培技術(shù)研究(ZDYF2021XDNY117)、共建綠色鳳梨品牌及創(chuàng)新型人才培育合作協(xié)議(RH2100006535)、海南高附加值作物專用肥開(kāi)發(fā)及示范(RH2200004932)
付山,E-mail:18271660293@163.com。通信作者李婷玉,E-mail:lity@hainanu.edu.cn
(責(zé)任編輯 趙伶俐)
中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)2023年15期