陳蔚輝，李昶炎 ，彭 珩 ，張福平 ，黃俊生

（1.韓山師范學(xué)院 烹飪與酒店管理學(xué)院，廣東 潮州 521041；2.韓山師范學(xué)院 食品工程與生物科技學(xué)院，廣東 潮州 521041）

百香果，又名雞蛋果，為西番蓮科西番蓮屬多年生藤本植物西番蓮（Passiflora edulis）的成熟果實.產(chǎn)于熱帶亞熱帶地區(qū).我國種植面積4萬多hm2，主要分布在臺灣、廣西、福建、海南等地，栽培品種有黃果種、紫色種、雜交種、滿天星等［1］.百香果的果汁含有多種水果香味，營養(yǎng)成分豐富，是天然的保健飲品，深受人們的喜愛，被譽為“果汁之王”［2］.

目前，國內(nèi)外對百香果的引種栽培、貯運保鮮、營養(yǎng)分析等方面有許多研究報道.李杰等［3］開展了百香果新品種的引種試驗；帥良等［4-5］研究了熱處理及1-MCP結(jié)合保鮮袋處理對采后百香果保鮮效果的影響；王琴飛等［6-9］學(xué)者采用高效液相色譜等方法對百香果的營養(yǎng)成分進(jìn)行測定；滕浩等［10］從百香果果皮獲取多糖并分析了多糖的結(jié)構(gòu)和抗氧化活性；郭艷峰［11］等報道了不同品種百香果果汁的營養(yǎng)成分存在一定的差異性，根據(jù)不同品種百香果的營養(yǎng)特點，認(rèn)為在保健產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用方面，百香果中的黃金果品種是最為適宜的選擇；陳玲等［12］對海南西番蓮果實的香氣成分進(jìn)行了研究；Janzantti等［13］對百香果進(jìn)行采前技術(shù)處理并鑒定出其果汁含有64種香氣物質(zhì)；王文新等［14］發(fā)現(xiàn)西雙版納百香果果汁含有81種揮發(fā)性香氣化合物，其中含量最高的是酯類，這些揮發(fā)性物質(zhì)使百香果果汁呈現(xiàn)出獨特的芳香氣味；韓素芳等［15］研究了頂空固相微萃取結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)測定百香果香氣條件的優(yōu)化.

然而，對于不同百香果品種間的質(zhì)構(gòu)特性和氣味差異等方面仍有待進(jìn)一步研究.文中采用質(zhì)構(gòu)儀法和電子鼻技術(shù)對紫香一號、紫紅、黃金果等三個百香果品種的口感及氣味進(jìn)行探究，通過電子鼻技術(shù)對百香果果汁的揮發(fā)性氣味物質(zhì)進(jìn)行線性判別分析（LDA）、主成分分析（PCA）和負(fù)荷加載分析（Loadings），為不同品種百香果的口感和香味分型與評價提供一定的理論依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

三個不同品種的百香果分別為：黃金果、紫紅、紫香一號.果實均采摘于廣西容縣，選取成熟度一致且無蟲害的三個品種百香果，運往實驗室后置于陰涼干燥處備用.

PEN3 型便攜式電子鼻（德國AIRSENSE 公司）；TMS-Pro 質(zhì)構(gòu)儀（美國FTC 公司）；手持式糖度計；AUW120D 電子天平（日本島津公司）；PHS-3C+/3C 智能酸度計（成都世紀(jì)方舟科技有限公司）；15 mm游標(biāo)卡尺.

1.2 試驗方法

1.2.1 百香果物理特征常數(shù)測定

使用游標(biāo)卡尺測量果實的橫徑、縱徑和果皮厚度.縱徑即百香果頂部到低部之間的長度；與縱徑相垂直的最中心位置左右兩端之長度為橫徑；果形指數(shù)即果實縱徑與橫徑的比值；果皮厚度為百香果縱切面果皮的厚度.果實質(zhì)量用電子天平稱量.

1.2.2 電子鼻檢測

采取頂空吸氣法采集樣品的揮發(fā)性物質(zhì).取30 mL百香果果肉，置于50 mL干凈小燒杯中，以食品保鮮膜進(jìn)行封口，并用橡皮筋固定保鮮膜，靜置樣品.打開電子鼻裝置開關(guān)，預(yù)熱儀器30 min，連接電腦設(shè)備，先清洗傳感器后進(jìn)樣.設(shè)定參數(shù)為：洗器時間110 s，預(yù)進(jìn)樣時間5 s，進(jìn)樣流量0.3 L/min，檢測分析時間為80 s，頂空溫度18 °C.

PEN3電子鼻（德國AIRSENSE公司）是對揮發(fā)性物質(zhì)氣味檢測的重要儀器.該儀器由10個金屬氧化氣體傳感器組、控制和存儲芯片及數(shù)據(jù)采集分析軟件等組成［16］，表1 為電子鼻10 個傳感器的名稱和性能描述.

1.2.3 果皮硬度的測定

采用質(zhì)構(gòu)儀果皮穿刺法進(jìn)行實驗，將成熟度基本一致的不同品種百香果，沿橫向穿刺，重復(fù)3次，測量結(jié)果取平均值.質(zhì)構(gòu)儀穿刺參數(shù)設(shè)定為：探頭穿刺距離為30 mm，起始力2 N，壓力1 000 N，穿刺速度60 mm/min，回程速度60 mm/min.

表1 電子鼻傳感器性能描述

1.2.4 果肉質(zhì)構(gòu)特性檢測

百香果的果肉質(zhì)構(gòu)特性采用TPA 法測驗，TPA實驗又被稱為兩次咀嚼測試，主要是通過模擬人體口腔的咀嚼運動，對樣品進(jìn)行兩次壓縮［17］.可避免人為的誤差，進(jìn)而反應(yīng)百香果果肉的質(zhì)構(gòu)特性（內(nèi)聚性、彈性、粘膠性、咀嚼性等），可以使得感官分析更加科學(xué)和客觀.其設(shè)定參數(shù)：采用TPA P/10 型號探頭，起始力2 N，壓力為1 000 N，回到樣品表面高度30 mm，下降速率和返回速率均為60 mm/min，彈性形變百分比為60%，兩次壓縮間隔時間為5 s.每次取3個樣本，每次測試后，用擦鏡紙將探頭以及儀器擦拭干凈，重復(fù)進(jìn)行測試操作，將實驗數(shù)據(jù)和圖譜進(jìn)行比較分析.

1.2.5 果汁pH的測定

切開百香果，使用200目紗布擠出果汁過濾去核，分別得到三個品種的百香果果汁，置于25 mL燒杯中，在同一溫度（25 °C）下測量pH.pH測定：打開儀器預(yù)熱后，調(diào)到被測溶液的溫度值；清洗電極并用濾紙吸干；接著將電極放入被測百香果果汁樣品中，搖動燒杯或攪動溶液，待數(shù)字穩(wěn)定后，即可讀取被測溶液的pH值，每個樣品測量三次，結(jié)果取平均值.

1.2.6 可溶性固形物含量的檢測

采用手持式糖度計測定：打開折光儀的鏡蓋板，在折光棱鏡上滴2～3滴百香果果汁.蓋上鏡蓋板后，從目鏡觀察，通過目鏡在刻度尺上進(jìn)行讀數(shù)，即可得出百香果果汁的可溶性固形物含量（%）.每個樣品測量3次，結(jié)果取平均值.

1.3 數(shù)據(jù)處理

使用電子鼻自帶的Winmuster軟件，傳感器對百香果的相對重要作用采用載荷分析法（Loadings）進(jìn)行分析，不同品種百香果的區(qū)分采用主成分分析（PCA）和線性判別分析（LDA）.另外，結(jié)合Excel、SPSS 20.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行分析，結(jié)果以均值±SD表示.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種百香果物理特征常數(shù)分析

表2可以看出，三種不同品種百香果的物理特征常數(shù)中，黃金果與另外兩種百香果的果實橫徑、縱徑以及果實質(zhì)量之間存在顯著差異（p ＜0.05），紫香一號果的果實橫徑以及縱徑較長，果實質(zhì)量較重，而黃金果的質(zhì)量較輕；紫紅果和紫香一號果的果實橫徑、縱徑以及果實質(zhì)量間無顯著差異（p ＞0.05）；黃金果的果皮厚度與紫紅果存在顯著差異（p ＜0.05），與紫香一號百香果無顯著差異（p ＞0.05）；紫紅果的果皮厚度與紫香一號果存在顯著差異（p ＜0.05）；紫紅百香果的果皮較薄，另外兩種百香果果皮較厚.在果形指數(shù)上，三種品種百香果不存在顯著差異（p ＞0.05），果形指數(shù)均大于0.9，果實偏圓形.

表2 百香果物理特征常數(shù)（n=20）

2.2 電子鼻對不同品種百香果氣味響應(yīng)的數(shù)據(jù)分析

2.2.1 載荷分析（Loadings）

Loadings分析結(jié)果如圖1所示，氣味物質(zhì)總貢獻(xiàn)率為99.99%，幾乎能反映百香果氣味的所有信息.其中，W1W和W2W傳感器對第一主成分貢獻(xiàn)率最大，且W1W＞W(wǎng)2W；W5S、W1S、W2S和W3S傳感器的第二主成分貢獻(xiàn)率較大；而W1C、W3C、W6S和W5C這四個傳感器的貢獻(xiàn)率幾乎為零，說明這四個傳感器幾乎不能識別百香果的氣味.

2.2.2 雷達(dá)圖分析

雷達(dá)圖分析結(jié)果見圖2，其中每個傳感器所對應(yīng)的每一數(shù)值，一般來說，響應(yīng)氣體濃度越大，其數(shù)值越偏離1，如果氣體濃度低于檢測限，則接近甚至等于1.從圖2可以看出，不同品種的百香果對各個傳感器的響應(yīng)趨勢基本是一致的，其中最靈敏的傳感器是W1W和W2W，其余傳感器均沒有明顯反應(yīng).對照表1可以看出，三種不同品種百香果的揮發(fā)性成分主要是無機硫化物、萜烯類、芳香成分、有機硫化物，響應(yīng)強烈程度為紫紅百香果＞紫香一號百香果＞黃金百香果.

圖1 不同品種百香果的負(fù)荷加載分析結(jié)果

圖2 傳感器對不同品種百香果香味特征的反應(yīng)

2.2.3 主成分分析（PCA）

進(jìn)一步PCA分析，選取檢測時間為67 s～70 s時傳感器多指標(biāo)的信息進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和降維，并對降維后的特征向量進(jìn)行線性分類，形成更直觀二維圖［18］（圖3），即不同品種百香果的PCA分析結(jié)果.圖3每個橢圓代表每種百香果的數(shù)據(jù)采集點，三種不同品種百香果的測定數(shù)據(jù)在PCA分析圖上基本聚集于同一區(qū)域，且存在一定的距離，說明電子鼻能有效辨別三種不同品種百香果的氣味，在第一主成分（PC1）軸上，越往右數(shù)值越大，所釋放的氣味越濃，其順序分別為紫紅百香果＞紫香一號百香果＞黃金百香果，這與雷達(dá)圖分析總結(jié)的規(guī)律相符.

2.2.4 線性判別分析（LDA）

LDA分析是將高維的模式樣本投影到最佳鑒別矢量空間，是PCA的進(jìn)一步放大，保證模式樣本在新的子空間有最大的類間距離和最小的類內(nèi)距離［19］.對于LDA分析，總的貢獻(xiàn)率大于75%～85%的方法即可使用［20］.三種不同品種百香果的LDA分析法結(jié)果如圖4，其中，紫紅百香果與紫香一號百香果的圖譜距離較近，而這兩者與黃金百香果距離較遠(yuǎn)，這可能是由于紫紅百香果與紫香一號百香果同屬紫紅品系，其揮發(fā)性成分更為相近，而與黃金百香果成分差別較大所致.從圖4還可以看出，第一判別式（橫軸）的貢獻(xiàn)率為99.87%，第二判別式（縱軸）的貢獻(xiàn)率為0.13%，總貢獻(xiàn)率為100%，因此可以使用LDA法分析.不同品種的百香果的分析數(shù)據(jù)點均分布于各自區(qū)域，相互之間無重疊或交叉，樣本之間距離較大，說明運用LDA法分析可以對這三種品種的百香果加以區(qū)分.

圖3 不同品種百香果的PCA分析結(jié)果

圖4 不同品種百香果的LDA分析結(jié)果

2.3 不同品種百香果果皮硬度分析

硬度是使食品達(dá)到一定變形所需要的力，在一定程度上水果的果皮硬度可以反映果實的貯藏時間，硬度越大，保存時間相對更久［21］.質(zhì)構(gòu)儀穿刺法測量不同品種百香果果皮硬度，其穿刺法測量曲線如圖5.三種不同品種的百香果中果皮硬度最大的是黃金百香果，數(shù)值為7.97 N，第二是紫香一號百香果，果皮硬度最小是是紫紅百香果.同時在數(shù)值上可以知道，黃金百香果的果皮硬度比紫紅百香果高出1.71 N，而與紫香一號百香果相差較小，僅0.19 N，推測果皮的硬度與果皮厚度有關(guān)，這與表2所分析的果皮厚度相一致.

2.4 不同品種百香果果肉質(zhì)構(gòu)特性分析

質(zhì)構(gòu)是描述食品的組織結(jié)構(gòu)特性，與人的觸覺有關(guān)，所以也是感官評定中的重要指標(biāo).不同品種百香果的果肉質(zhì)構(gòu)特性主要有內(nèi)聚性、彈性、粘膠性、咀嚼性［22］.

圖5 不同品種百香果穿刺結(jié)果

從圖6a 可以看出，不同品種百香果果肉內(nèi)聚性比較，最大為紫紅百香果，與黃金百香果相差不大，內(nèi)聚性最低的是紫香一號百香果.圖6b可見，3種不同品種百香果果肉的彈性差異并不明顯，紫香一號百香果果肉的彈性僅稍稍高于黃金果和紫紅百香果，黃金果的果肉彈性最小.圖6c表明，不同品種百香果的果肉粘膠性比較，最大的是紫紅百香果，其次是黃金百香果，粘膠性最低的是紫香一號百香果.咀嚼性是指模擬牙齒將樣品咀嚼成吞咽穩(wěn)定狀態(tài)時所需要消耗的能量，咀嚼性能綜合反映果實在牙齒咀嚼過程中對外力的持續(xù)抵抗作用.圖6d顯示，不同品種百香果果肉的咀嚼性存在明顯的差異，其中咀嚼性最大的是紫紅百香果，其次是黃金百香果，最后是紫香一號百香果.

2.5 不同品種百香果果汁pH值和可溶性固形物含量分析

百香果果汁的pH值在一定程度上可反映果汁的酸度，會影響其口感，刺激味蕾.試驗表明，三個不同品種百香果果汁的pH值分別為黃金果3.02，其次為紫香一號2.96，紫紅最小2.82，差異性不明顯，均為弱酸性.

圖6 不同品種百香果果肉的質(zhì)構(gòu)特性

可溶性固形物含量是水果含糖量的一個重要指標(biāo)，常采用手持式糖度計測定.三個不同品種百香果的果汁中，紫紅的可溶性固形物含量最高，約為14.33%，其次是黃金果12.33%，紫香一號最低，僅為10.67%.

3 小結(jié)與討論

從香味特征看，使用電子鼻技術(shù)PCA法和LDA法所建立的模型分析能很好地區(qū)分黃金果、紫紅和紫香一號三個百香果品種.電子鼻對三個不同品種百香果揮發(fā)性成分的響應(yīng)強烈程度為：紫紅＞紫香一號＞黃金果，紫紅百香果所含的揮發(fā)性物質(zhì)含量最高，芳香氣味最濃.

三個百香果品種的質(zhì)構(gòu)特性比較，果皮硬度黃金果最大，果肉彈性三者差異不明顯，而果肉內(nèi)聚性、粘膠性、咀嚼性以紫紅百香果最好；三個品種的果汁pH值無明顯差異，但可溶性固形物含量則紫紅百香果最高.

潘葳等［23］采用HPLC和SPME-GC-MS方法從“紫香（ZX）”“實生株系紫果”“芭樂味黃金果”等5個百香果品種中鑒定出68種香氣成分，認(rèn)為百香果的芳香氣味是由酯類、醇類、酮類、萜烯類、烷類、醚類和雜環(huán)類所形成，其中，酯類含量最高占83.1%，而萜烯類只占3.6%，并認(rèn)為黃金果的香氣物質(zhì)含量最高.然而，本試驗通過電子鼻技術(shù)對百香果果汁的揮發(fā)性氣味物質(zhì)進(jìn)行LDA分析、PCA分析和Loadings分析后發(fā)現(xiàn)，傳感器W1W對三種百香果揮發(fā)性成分響應(yīng)最為強烈，W2W次之，其它傳感器幾乎可以忽略（圖1）.根據(jù)電子鼻傳感器的敏感性能可知，W1W傳感器對無機硫化物和萜烯類靈敏，W2W傳感器對芳香成分和有機硫化物靈敏.從本實驗數(shù)據(jù)分析，認(rèn)為百香果中，可能還存在一定比例的揮發(fā)性無機硫化物，且在三個百香果品種中的含量為：紫紅＞紫香一號＞黃金果；而從W2W傳感器響應(yīng)雷達(dá)圖（圖2）分析，結(jié)合潘葳等人的研究結(jié)果同樣認(rèn)為，百香果中還可能存在揮發(fā)性有機硫化物，且含量也是紫紅＞紫香一號＞黃金果，揮發(fā)性無機硫化物和有機硫化物可能參與了百香果芳香氣味的構(gòu)成，而構(gòu)成比有多高，有待進(jìn)一步研究.

綜上所述，不同品種百香果的感官品質(zhì)存在一定的差異性，作為鮮食品種，紫紅百香果較為香甜，有廣闊的消費市場.