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风味对决:人工感官联手电子鼻,不同产地八月瓜果肉风味特征差异分析
八月瓜,学名三叶木通(Akebiatrifoiate)、是一种广泛分布在中国长江流域的落叶缠绕木质藤本植物,属于木通科八月瓜属,别名又称八月炸、羊开口、活血藤等,其果实成熟期为7~9月,为不规则的长圆形或椭圆形,熟时呈红紫色或紫褐色且沿腹缝线自然开裂。八月瓜不仅具有独特的风味和营养价值,而且在传统医学中也占有一席之地。八月瓜果实富含多种可溶性果糖、氨基酸、蛋白质、脂肪、黄酮、维生素以及人体所需的钙、磷、铁、锌等矿物质元素,被誉为“保健果王”。在中医学中,八月瓜又被称为“预知子”,具有活血、消炎、利尿、镇痛等功效。尽管八月瓜果实具有诸多优点,但关于其果实风味特性的研究相对有限。目前,关于八月瓜主要集中于2个方面:一是对其基础成分的分析,如糖类、氨基酸、维生素等营养成分,以及齐墩果酸、多酚、黄酮、果胶等特征活性成分;二是相关产品的开发,例如果脯、饮料、果酱等。八月瓜果实风味的研究主要集中在感官评价和传统化学分析上,吴莹等利用气相色谱-质谱仪分析了陕西安康八月瓜果实的香气成分。这些方法虽然能够提供一定的风味信息,但往往缺乏对风味成分全面和深入的研究、理解。

 

随着人们对健康食品需求的增加,八月瓜及其制品的市场潜力逐渐受到重视。此外,为贯彻落实习近平总书记扶贫开发战略思想,四川、贵州、湖南等地将八月瓜作为重点扶贫项目进行大量推广种植。郭霞等对云南、四川等5省八月瓜人工种植现状进行了研究,WANG等比较分析了秦巴山16个基因型八月瓜的营养成分,筛选了3个优势基因型。不同产地的八月瓜可能因为土壤、气候等环境因素的差异,导致果实风味存在显著差异,这对八月瓜的品质评价和市场定位提出了新的挑战。

 

鉴于此,本研究旨在利用现代风味分析技术,如智能感官仪器电子鼻和电子舌,分子感官仪器氨基酸自动分析仪和气相色谱-离子迁移谱 (gas chromatography-ion mobility spectrometryGC-IMS)法,再结合人工感官评价等对不同产地八月瓜果肉的风味成分进行全面解析,评估不同产地八月瓜果肉风味的差异性,以期为八月瓜的品种改良以及市场推广提供科学依据、同时能够为八月瓜风味的科学评价提供新的视角和方法。

 

材料与方法

 

01材料

人工种植八月瓜,购自云南(A)、湖南(B)、四川(C)和贵州(D)当地农贸市场,所有果实无病虫害和机械损伤,均为自然成熟果实。为保证八月瓜成熟度一致,选取可溶固形物含量无显著差异,均在17%~19%的果实开展实验。八月瓜去皮除籽后取果肉浆,-20 ℃储藏。

 

02感官评价

参照DBS 52/052-2024《食品安全地方标准 八月瓜鲜果》,对不同产地八月瓜果肉风味进行评价,具体评价标准见表1。评价小组由10名已完成《感官评价》专业课程的食品专业学生组成(男女各半),所有成员均熟悉感官评价流程与标准。八月瓜果肉样品在评价前均统一制备,等量分装于一次性纸杯中,并采用3位随机数字编号,样品呈递顺序遵循随机平衡设计。评价员独立品评,依据表的标准对每个样品进行打分。每品尝1个样品前后,均需用清水漱口并咀嚼无盐苏打饼干以清除口腔残留味道。每个样品重复品尝3次。

 

03电子鼻分析

参考袁灿等的分析方法,并稍作修改。称取5.00 g八月瓜果肉于10 mL顶空瓶中,密封,进行电子鼻的测定。电子鼻的分析条件:顶空加热温度70℃,加热时间420s,进样2 000μL,数据采集时间120 s,数据采集延迟180 s。每组样品测定8次重复,选取3组稳定性较好的数据进行分析。电子鼻传感器性能特点及敏感物质类型如表2所示。

 

结果与分析

 

01感官评价结果

将不同产地的八月瓜果浆进行风味感官评定,结果见表3。从表3知,不同产地八月瓜果肉在风味方面存在差异。对于气味,湖南和贵州的八月瓜样品评分较高且无显著差异(P>0.05),云南和四川的八月瓜样品气味评分较低且无显著差异(P>0.05);对于滋味,四川和贵州的八月瓜样品评分较高且无显著差异(P>0.05),云南和湖南的八月瓜样品滋味评分较低且无显著差异(P>0.05)。总体上,贵州的八月瓜样品的气味和滋味评分均较高,说明产地为贵州的八月瓜更受人们喜欢。

 

02电子鼻分析

电子鼻是由气敏传感器列阵和模式识别系统组成的新型电子分析仪器,根据样品在传感器上的响应值绘制出八月瓜果肉气味雷达图(1-A)。如图1-A所示,传感器LY2/GLY2/AALY2/GhLY2/gCT1LY2/Gt响应较弱,且样品间差异不明显,LY2型传感器对氮氧化合物、硫化物、丙酮、丙烷和丁烷等物质敏感,说明八月瓜果肉中这些类型的物质含量较少。电子鼻的TP型传感器对八月瓜果肉的响应均较强,湖南和贵州的样品响应值接近且明显高于云南和四川,说明湖南和贵州的八月瓜果肉整体气味更浓郁,氟化物、乙醇、甲苯、氯化氢等挥发性风味物质含量更高。

 

PCA是一种有效的降维方式,可以最大限度地保留原始数据信息并对观测值进行重新分组,对样品的电子鼻数据进行PCA,结果如图1-B所示。PC1的贡献率为98.5%,能够充分表达样品的整体信息。PC1贡献率远大于PC2,说明样品在横坐标上的距离越大,其差异性越大。4个样品在图中明显分开,说明不同产地八月瓜果肉风味存在差异,但在横坐标上,BD样品、AC样品分别有重叠,说明贵州和湖南的八月瓜果肉整体香气轮廓接近,而云南和四川的相近。

 

结论

 

本研究通过多维度风味分析技术,系统阐明了云南、湖南、四川和贵州4个主产地八月瓜果肉的风味特征差异。不同产地的八月瓜在气味、滋味及挥发性成分上均呈显著差异;贵州产八月瓜香气浓郁、接受度高,且其风味轮廓与湖南样品相近。湖南样品表现出最高的总游离氨基酸含量最高,尤其富含赖氨酸,营养价值突出。GC-IMS鉴定出32种挥发性化合物,其中醇、酮、酯类为主要呈香物质。通过OPLS-DA模型筛选出乙酸乙酯、乙酸、2-丙酮、丙醛、2-甲基-1-丁醇、二烯丙基硫醚、正丁醛、异丙醇(VIP >1)8种物质可作为区分产地的关键标志物。综上,湖南八月瓜在氨基酸补充和鲜甜滋味产品开发方面潜力巨大,而贵州八月瓜更适于开发浓郁果香产品。本研究为八月瓜的产地鉴别与精深加工提供了理论依据。未来研究将致力于基于上述风味优势的定向加工产品开发,以提升八月瓜经济价值。

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