桃果实低温贮藏期间挥发性物质与感官特性的关系——偏最小二乘回归分析法

陈小燕， 王友升， 安 琳， 王郅媛， 郭晓敏， 王贵禧， 李丽萍

(1.北京工商大学 植物资源研究开发北京市重点实验室/食品添加剂与配料北京高校工程研究中心，北京 100048；2.中国林业科学研究院 林业研究所 国家林业局 林木培育实验室， 北京 100091)

香气物质是影响桃果实品质的重要因素，随着生活水平的提高，消费者对果实香气和营养品质的要求越来越高. 在果实采后成熟过程中，香气物质的释放受诸多因子的影响，如基因类型、采收成熟度和1-MCP (1-甲基环丙烯)处理等.

1-MCP是植物组织中乙烯受体的竞争性抑制剂，它能强烈地阻断乙烯的生理效应，延缓植物的成熟与衰老[1]. 不同研究者就1-MCP处理对苹果、木瓜、梨和香蕉等果实挥发性物质的影响观察的结果均表明，1-MCP能显著降低果实挥发性物质的产生[2-5].

感官评价是对桃果实综合品质的评判分析，它包括风味和口感等多种因素，反映了人们对果实的实际爱好程度. 由于易受主观因素的影响，可靠性较差，因此评价果实品质还需要与仪器测定结果对比[6]. 我们前期研究表明：1-MCP能显著抑制大久保桃果实中内酯类物质的释放，并通过主成分分析对样品进行了模式识别，得到了1-MCP处理组的标志性挥发物[7]，但是通过主成分分析无法确定挥发物与感官特性之间的具体相关关系. 偏最小二乘回归分析法能够在自变量存在严重多重相关性的条件下研究多因变量对多自变量的回归建模[8]. 利用偏最小二乘回归分析法对于感官评价得到的香气和不良气味与通过GC-MS得到的挥发性物质，二者之间存在怎样的关系，目前未见相关报道.

本文以大久保桃果实为试验材料，利用偏最小二乘回归分析法探讨桃果实芳香物质和感官评价存在的相关关系，以期为桃果实风味品质鉴定提供参考，也为进一步研究桃果实风味提供依据.

1 材料与方法

1.1 试验材料及处理

大久保桃于2009年8月1日采收于北京市顺义区果园，当天运至实验室，挑选大小均一、无病虫害、成熟度一致的果实为试验材料. 试验设计两组处理：对照组，用去离子水浸泡5 min；1-MCP处理组，用去离子水浸泡5 min后，晾干，将果实装入塑料箱内，用5 μg/L 1-MCP在20 ℃熏蒸24 h. 所有处理完毕后，转入(8±0.5) ℃贮藏待用. 分别于贮藏的第0,3,6,9,12,16,20 d取样分析.

1.2 主要仪器设备与试剂

固相微萃取装置，100 μm PDMS萃取头，美国Supelco公司；6890N型气相色谱仪，美国Agilent公司；QP2010plus型气相色谱-质谱联用仪，日本岛津公司；氯化钠、1-甲基环丙烯，分析纯.

1.3 试验方法

1.3.1 挥发性物质的提取和分析

挥发性物质的提取和分析参考胡玲等的方法[9]. 取大小和果色一致的10个桃果实清洗、晾干，从果实的大面均匀取样，共取10 g，冰浴打浆，然后取3 mL装入15 mL样品瓶，加0.9 g NaCl和转子，在50 ℃、400 r/min条件下平衡20 min，用100 μm PDMS萃取头进行萃取，在50 ℃下萃取30 min后，于GC进样口解析3 min，同时启动仪器采集数据.

1.3.2 GC/MS分析条件

色谱条件 毛细管柱：HP-5MS(30 m×0.32 mm×0.25 μm)；程序升温：初温50 ℃，保持2.0 min，以4 ℃/min升温至250 ℃，保持10 min；载气He，流量1.0 mL/min，不分流进样；进样口温度220 ℃.

质谱条件 接口温度为250 ℃，离子源温度220 ℃，电离方式EI，电子能量70 eV，扫描范围为m/z 45～540.

1.3.3 感官评价方法

每个处理桃果实随机编号后通过10位感官评价人员进行感官评定，评价指标为桃香气和不良气味. 以5点标度进行评价，不存在或者很低为1，非常显著为5. 取10人评价结果的平均值.

1.4 统计分析

利用DPS(v.8.01)软件进行偏最小二乘回归分析(PLSR)，自变量为挥发性物质，因变量为桃香气和不良气味. 大久保桃果实的挥发性物质含量用峰面积表示. 数据进行分析前先做标准化处理.

2 结果与分析

2.1 感官评价结果

对8 ℃贮藏期间，两组处理桃果实的香气和不良气味进行感官评价，结果如表1. 从表1可以看出，贮藏开始时桃果实香气得分最高，贮藏期间香气得分呈波动型变化. 1-MCP处理后香气得分均低于对照组. 除了对照组贮藏6 d和20 d以及1-MCP处理组贮藏6 d后，其余样品均没有或有很低的不良气味.

表1 8 ℃贮藏期间不同处理桃果实的感官评价得分

2.2 香气、不良气味与挥发物的偏最小二乘回归分析

选取检测到的26种挥发性物质[7]为解释变量，2个感官评价指标香气y1和不良气味y2为反应变量，建立PLSR模型.

表2中显示出提取不同潜变量个数时数据标准化后模型误差平方和和PRESS统计量变化情况，并可得到相应潜变量模型拟合的决定系数R2，R2是回归模型拟合的回归平方和与总离差平方和的比值，R2越接近于1，说明潜变量对因变量的解释能力越强，回归模型拟合效果越好[8]. 根据交叉有效性判断，应该提取4个潜变量建立回归模型，如表2所示，4个潜变量对y1的解释能力累积达到92.4%，对y2的解释能力累积达到44.0%，这表明潜变量对桃香气的解释能力很强，而对不良气味的解释能力则很弱.

表2 数据标准化后模型误差平方和及PRESS残差

表3 偏最小二乘回归模型标准回归系数

模型标准回归系数见表3. 由表3可以看出，γ-癸内酯、δ-辛内酯、2-氟乙酰胺对香气y1的标准化回归系数分别为0.403，0.359，-0.313，对香气的影响作用显著；其次是2-甲基萘、萘、琥珀酸二异丁基酯、1,1,3-三甲基-3-苯基,茚、丙酸-2,2-二甲基-2,6-双-(叔)-4-甲基苯酯，其标准回归系数均在0.1以上，对香气有重要的影响. 对不良气味y2而言，2-氟乙酰胺、丙酸-2,2-二甲基-2,6-双-(叔)-4-甲基苯酯、δ-辛内酯、γ-癸内酯的标准化回归系数分别为0.329，0.245，-0.233，-0.231，对不良气味的影响效应显著，其次是2-甲基萘、萘己环、氰基乙酸、萘，这些物质对不良气味也有很明显的影响.

根据标准回归系数可得各个挥发性物质对桃香气和不良气味的作用效果，结果如表4.

表4 感官指标值与挥发性物质的偏最小二乘回归分析结果

注：挥发物顺序为显著性由高到低.

由表4可以看出，桃果实特征芳香物质γ-癸内酯、δ-辛内酯与香气呈显著正相关，而与不良气味呈负相关，说明这两种物质尽管释放量较低，但对风味的作用是积极的，而且对风味的影响较大. 2-甲基萘和萘对大久保桃果实的香气呈正效应，而2-氟乙酰胺和丙酸-2,2-二甲基-2,6-双-(叔)-4-甲基苯酯对桃果实的香气具有显著负效应，对不良气味具有显著正效应. 另外，琥珀酸二异丁基酯和1,1,3-三甲基-3-苯基,茚对香气具有正效应；萘己环和氰基乙酸对不良气味具有正效应.

3 讨 论

芳香物质的检测结果是对桃果实挥发性香气物质实际含量水平的反映，各芳香物质的作用虽然可以通过阈值与含量计算出来，但在实际风味中不少芳香物质的作用仍然是不确定的. 因为不同物质的气味特征不同，风味活性值高不一定有积极作用，也可能某一成分的含量升高会降低综合风味. 因此需要对芳香物质与感官评价建立一种联系.

内酯类尤其是γ-癸内酯已被报道是桃果实的特征香气物质，提供果香、奶油香和背景香[10-11]. 乙醇的大量产生不仅削弱桃果实的耐性和抗病性，同时影响果实的风味，降低果实品质[12]. 本试验感官评价结果表明1-MCP处理后桃香气品质低于对照组，这主要是由于1-MCP处理显著抑制了醛类和内酯类物质的释放，并在贮藏后期显著促进了乙醇的释放[7].

López等[13]对“Pink Lady”苹果的研究中使用偏最小二乘回归分析法分析仪器测量结果和消费者接受度之间的相关性. 本试验采用偏最小二乘回归分析法分析桃香气、不良气味与挥发物的相关关系，结果显示检测出的26种挥发物与桃香气的相关性较强，而与不良气味的相关性则较弱，这与贮藏期间桃果实几乎没有不良气味有关. 其中γ-癸内酯、δ-辛内酯对香气有较强的促进作用，这是由于内酯类对桃果实具有特征香气作用[10-11]. 同时，本试验的结果表明，2-甲基萘和萘对香气具有正效应而对不良气味具有负效应，说明其含量的提高有利于香气水平的提高，而且这两种物质在水蜜桃[10]和“京艳”桃[14]中也均有检出. 但是，对于这两种物质是大久保桃果实本身所含的还是农药残留所致，还需进一步探讨.

4 结 论

对桃果实挥发物及感官评价的研究结果表明，1-MCP处理降低了桃果实香气品质. 桃果实特征芳香物质γ-癸内酯、δ-辛内酯含量的提高对香气有显著促进作用. 2-氟乙酰胺和丙酸-2,2-二甲基-2,6-双-(叔)-4-甲基苯酯对香气具有显著负效应，而对不良气味具有显著正效应. 另外，琥珀酸二异丁基酯和1,1,3-三甲基-3-苯基,茚对香气具有正效应，萘己环和氰基乙酸对不良气味具有正效应.