基于电子舌技术的滇橄榄汁滋味品质评价

李瑞婷，单林鲜，倪庆，张慧琼，白娴，曾文，姜燕*

（1.大理大学公共卫生学院，云南大理 671000）（2.川北医学院麻醉学系，四川南充 637000） （3.云南树翡翠农林科技有限公司，云南宾川 671600）

滇橄榄（Phyllanthus emblica），又称余甘子，大戟科叶下珠属植物的果实[1]，有悠久的药用历史[2]。作为药食同源的保健食品植物资源，滇橄榄具有保肝[3]、抗肿瘤[4]、健胃[5]、抗衰老[6]和抗突变[7]等多种药理活性。滇橄榄鲜果酸涩味偏重，鲜食量受限，橄榄深加工产品不断开发[8]，如果脯蜜饯、咸橄榄、橄榄果冻、橄榄汁[9,10]、保健茶、果酒和橄榄口服液等，改善了滇橄榄果实口感，并提高其附加值。滇橄榄汁风味独特，酸甜可口，具有醒酒、保肝和护喉等功效[11,12]。

滋味品质是饮料和酒类的重要评价指标之一[13]，一般采用传统感官鉴评的方法，其受主观因素和外界环境影响较大[14]。电子舌以低选择性、非特异性、交互敏感的多传感阵列为基础，模拟人体的舌器官，灵敏的将感官很难区分的样品进行鉴别，是判定滋味的客观方法，检测时间短、客观性强[15,16]，被广泛应用于茶叶质量鉴定[17]、酒类区分[18]、肉制品鉴定[19]和乳制品的工艺考察[20]等。目前，电子舌技术已用于鲜榨橙汁[21]、桑果汁[22]、刺梨果汁[23]、绿茶饮料[24]和蹄叶橐吾功能饮料[25]等的掺假识别、质量鉴定和滋味品质评价等智能感官分析中。

滇橄榄作为云南省的特色药食兼用植物，资源丰富，具有较高的保健功效，但目前对滇橄榄汁的研究有限。本文以不同品种（野生、翠珠和盈玉）滇橄榄为原料，制备3种滇橄榄原汁及1种复合滇橄榄汁，将其与3种市售橄榄汁的成分和滋味品质特征进行比较。对4种自制滇橄榄汁和3种市售橄榄汁饮料共7种样品采用传统感官评价结合电子舌技术和多元统计方法（PCA和聚类分析）进行整体滋味品质差异检测，以期为滇橄榄汁的开发提供参考及电子舌技术在橄榄饮料的应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 原料

“翠珠”、“盈玉”和野生3个品种滇橄榄鲜果，均采摘自云南树翡翠农林科技有限公司有机滇橄榄基地；市售1-滇橄榄原汁饮料，云南楚雄绿舟天然食品有限责任公司；市售2-滇橄榄汁饮料，云南玉丹食品饮料有限责任公司；市售3-橄榄汁饮料，福州大世界橄榄有限公司；罗汉果、甘草，云南向辉药业有限公司；蜂蜜，桂林周氏顺发食品有限公司；纯净水，大理娃哈哈饮用水有限公司。

1.2 试剂

葡萄糖标准品（纯度≥98%）、L(+)-抗坏血酸标准品（纯度≥99.7%）、福林酚、亚甲基蓝，国药集团化学试剂有限公司；芦丁标准品（纯度≥98%），贵州迪大科技有限责任公司；2,6-二氯靛酚，上海如吉生物科技发展有限公司；盐酸、草酸、偏磷酸、焦性没食子酸、氢氧化钠、乙醇、乙酸锌、亚铁氰化钾、硫酸铜、四水合酒石酸钾钠、三氯化铝、甲基红、醋酸钾等均为国产分析纯。

1.3 仪器

SC-3610低速离心机，科大创新股份有限公司；T6紫外可见分光光度计，北京普析通用仪器有限责任公司；cTongue-8电子舌，上海保圣实业发展有限公司。

1.4 方法

1.4.1 滇橄榄原汁的制备

采摘成熟的3个品种滇橄榄（野生、“翠珠”和“盈玉”），清洗后去核切碎与饮用水按固液比为1:3（g/mL）榨汁（破壁料理机1 min），4层纱布过滤后可得3个品种的自制滇橄榄原汁。

1.4.2 复合滇橄榄汁的调配

罗汉果浸提液：罗汉果清洗破碎后煮沸浸提（与饮用水固液比为1:30 g/mL，40 min浸提两次），4层纱布过滤，将两次浸提液混合备用[26]。

甘草浸提液：甘草煮沸浸提（与饮用水固液比为1:20 g/mL，1.5 h），4层纱布过滤后备用[27]。

将1.4.1所得翠珠滇橄榄原汁40 g/100 g、罗汉果浸提液5 g/100 g、甘草浸提液4 g/100 g与蜂蜜12 g/100 g、饮用水39 g/100 g调配，搅拌均匀后即得自制复合滇橄榄汁。

1.4.3 滇橄榄汁的感官评价

感官评定人员的筛选遵循GB/T 16291.1-2012《感官分析：选拔、培训与管理评价员一般导则：第1部分：优选评价员》[28]进行，由20名具有感官评价经验的食品质量与安全专业的老师和学生作为感官评价员，男女各10名。20名评价员根据样品的外观、色泽、香气、滋味对样品进行感官鉴评。取平均值作为感官评价评分结果。感官评分标准见表1。

表1 滇橄榄汁感官评分表 Table 1 Sensory rating table of Phyllanthus emblica juice

1.4.4 橄榄汁成分检测

检测4种自制滇橄榄汁与3种市售橄榄汁的总糖、总酸、抗坏血酸和多酚的含量。总糖测定参照GB 5009.8-2016第二法 酸水解-莱因-埃农氏法；总酸测定参照GB/T 12456-2008；抗坏血酸测定参照GB 5009.86-2016第三法 2,6-二氯靛酚滴定法；多酚测定参照文献[29]。

所有指标均重复测量3次，结果以¯x±s表示，采用SPSS 26.0进行单因素方差分析及多重比较分析（α=0.05）。

1.4.5 电子舌检测

cTongue-8电子舌含有6个惰性金属传感器，由交互敏感传感器阵列、信号采集电路、基于模式识别的数据处理方法组成。7个样品编号如下：1-野生滇橄榄原汁、2-翠珠滇橄榄原汁、3-盈玉滇橄榄原汁、4-自制复合滇橄榄汁、5-市售1（某品种滇橄榄原汁）、6-市售2（复合滇橄榄饮料）、7-市售3（复合橄榄饮料）。每个样品量取20 mL分别装入电子舌专用样品杯中，每次测5个平行样品。测试过程中采用自动进样系统，循环往复收集数据。电子舌测定数据采用自带的软件系统进行主成分分析PCA和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 橄榄汁样品的成分检测和感官评分结果

7种橄榄汁的总糖、总酸、抗坏血酸和多酚含量及感官评分有显著差异（p＜0.05），结果见表2和表3。

表2 7种样品的成分含量 Table 2 Composition content of seven samples

表3 7种样品的感官评分 Table 3 Sensory score of seven samples

由表2可知，3种自制滇橄榄原汁和市售1（某品种滇橄榄原汁）中，市售1的总糖、总酸、抗坏血酸含量显著高于3种自制滇橄榄原汁，但其感官评分最低，为74.40分（表3），且酸涩感较强，回甘较弱；野生滇橄榄原汁的多酚含量最高，为0.15 mg/mL，鉴于多酚类物质具有抗氧化[30]、抗炎[31]和降血糖[32]等多种生物活性，且多酚类物质是滇橄榄中最重要的功效成分[33,34]，野生滇橄榄更适合作为保健食品的原料。3种自制滇橄榄原汁中，野生滇橄榄原汁的总酸和抗坏血酸含量最高，说明3个品种中野生滇橄榄是加工高酸滇橄榄原汁的理想品种[35]；但野生滇橄榄原汁较其他两种自制原汁苦涩味稍重，口感欠佳，感官评分较低，为76.00分（表3），故可考虑和其他果汁调配，制成混合果汁饮料。云南省为全国野生滇橄榄资源最丰富的地区，合理开发利用野生滇橄榄可为服务当地经济提供参考。

由表3可知，7种样品的感官评分差异主要由色泽和滋味决定（p＜0.05）；外观与香气的差异无统计学意义（p＞0.05），感官评分总分有显著差异（p＜0.05）。7种样品的滋味评分和感官评分总分结果一致，其中3种自制滇橄榄原汁和市售1的滋味评分和感官评分总分明显低于自制复合滇橄榄汁和2种市售复合饮料，这与滇橄榄鲜果独特的酸涩风味有关。自制复合滇橄榄汁，以3种自制滇橄榄原汁中感官评分最高的翠珠滇橄榄原汁为原料，辅料罗汉果浸提液和甘草浸提液减弱了滇橄榄的酸涩，保留了滇橄榄回甘清甜的口感，融合蜂蜜独特的清香，酸甜适中，口感佳，其感官评分值为88.20分，在7种橄榄汁中最高；且其总糖、总酸、抗坏血酸和多酚含量均高于2种市售复合饮料，自制复合滇橄榄汁的功效成分含量相对较高。综上，添加其他果汁或辅料制备营养丰富、风味独特的复合滇橄榄汁，既可改善橄榄汁口感又可保留其功效成分，在一定程度上丰富了滇橄榄饮料市场的多样性。

滇橄榄具清热凉血、消食健胃和生津止咳之效[36]。罗汉果具有清热、保肝、增强免疫力、止咳和润肺等功效[37]。甘草具有抑菌、抗肿瘤、抗病毒和抗氧化等多种生理功能[26]。蜂蜜具有增强抵抗力、润肠通便、助眠和消肿止血等功效[38]。本文自制复合滇橄榄汁由以上材料调配，其具体的保健功效如清咽功能、增强抵抗力和清热等仍需进一步探讨。

2.2 电子舌检测结果分析

2.2.1 PCA分析

对7种不同橄榄汁的电子舌滋味品质结果进行主成分分析（图1）可知，第一主成分所占整体信息量的75.50%，第二主成分所占整体信息量的9.35%，可知主成分1和主成分2的总贡献率为84.85%，与PCA累积碎石图（图2，P1～P24为24个主成分值）结果一致，基本可以代表样品全部信息。

由图1可知，各个样品分布在图中的不同区域内。7个样品中，除了1号样品（野生滇橄榄原汁）与3号样品（盈玉滇橄榄原汁）之间有交叉，2号样品（翠珠滇橄榄原汁）与3号样品之间有交叉，即3种自制滇橄榄原汁的滋味品质差异较小，符合其感官评价得分结果（表3）；其余样品相互之间没有交叉，重复性较好，距离较远，表明其余样品的滋味存在明显差异，与感官评分结果一致（表3）。5号样品（市售1某品种滇橄榄原汁饮料）与其他6个样品距离较远，说明市售1与其他6种橄榄汁味觉差异较大，这与感官鉴评中其表现出的强烈苦涩感有关。

3种复合橄榄饮料相比较，4号样品（自制复合滇橄榄汁）和6号样品（市售2）两种橄榄饮料距离较近，即二者整体滋味特征差异不大，可能因两款橄榄汁原料均产自云南，辅料皆有甘草和蜂蜜，故其滋味特征相近；而4号样品与7号样品（市售3）相距较远，即二者滋味特征差异较大，与市售3的原料是产自福建的橄榄有关，且样品4含蜂蜜、甘草和罗汉果而样品3未添加辅料；这与感官评分中滋味得分情况相符，样品4和6无显著差异（p＞0.05），而样品4与样品7差异显著（p＜0.05）。通过PCA分析说明电子舌可以鉴别不同橄榄汁样品的味觉差异。

2.2.2 聚类分析

聚类分析可用于衡量不同橄榄汁滋味特征间的相似性，是将不同橄榄汁按照滋味品质相似程度逐渐聚合在一起进行分类，相似度最大的优先聚合在一起[39,40]。

由图3可知，在0.15距离处，7个橄榄汁样品被聚为4类，样品2（翠珠滇橄榄原汁）、4（自制复合滇橄榄汁）和6（市售2-复合滇橄榄饮料）聚为一类，样品1（野生滇橄榄原汁）和3（盈玉滇橄榄原汁）被聚为一类，5（市售1-某品种滇橄榄原汁）和7（市售3-复合橄榄饮料）各被单独分为一类。

聚类分析结果表明：样品2、4和6在滋味上更接近，样品4（自制复合滇橄榄汁）是以样品2（翠珠滇橄榄原汁）为原料，由此可推断样品6（市售2-复合滇橄榄饮料）的原料可能是翠珠滇橄榄；样品4的感官评分（88.20分）与样品6的感官评分（87.50分）无显著性差异（表2），而样品2的感官评分与另两个复合滇橄榄饮料相比有明显差异（表2），可能跟样品2为滇橄榄原汁，苦涩味较重有关。样品1和3两种滇橄榄原汁滋味更接近，样品5（市售1-某品种滇橄榄原汁）和7（市售3-复合橄榄饮料）滋味品质存在一定差距，聚类分析结果与主成分分析和感官评价的结果相符一致。采用电子舌进行聚类分析，可以对不同配方橄榄汁滋味上的差异性进行智能感官分析，以此为优化橄榄汁配方提供参考。

2.3 感官评分与电子舌检测结果比较分析

对电子舌技术与感官评定结果进行比较，感官评定是依据人的主观感觉评判，可有效区分出滇橄榄原汁与复合滇橄榄饮料的差异，如样品2（翠珠滇橄榄原汁）和样品6（市售2-复合滇橄榄饮料）之间的差异，感官评分及滋味得分二者差异显著（p＜0.05，表3），但对样品间细小差异难以准确区分，如样品2与样品1、样品2与样品3的感官评分中滋味得分无差异（p＞0.05，表3）；而PCA分析和聚类分析结果表明：7种样品的滋味有差异，但样品2与样品6相较于其他样品滋味较接近（图1），聚类分析中样品2与样品1和3并未被聚为一类（图3），即利用电子舌技术结合多元统计学方法可较为精确和客观地区分二者的差别与联系；另一方面，感官评价时评价员可以较直观地对样品的外观、色泽、香气和滋味进行鉴定（表3），而电子舌技术侧重于样品的滋味分析，存在一定的应用局限性，若需考虑辨识和分析样品的气味特征，还需结合电子鼻技术进一步研究，对于样品风味的综合评价智能感官分析技术有待进一步发展。因此在进行不同橄榄汁风味评价时，将智能感官技术结合传统感官评定方法进行分析，二者相互补充，更利于得出准确可靠的结论[23]。

3 结论

3.1 7种橄榄汁的总糖、总酸、抗坏血酸和多酚含量以及感官评分和滋味评分有显著差异（p＜0.05），其中野生滇橄榄汁中多酚含量为最高，鉴于多酚的多种生物活性，表明野生滇橄榄更适合作为保健食品的原料。自制复合滇橄榄汁相较于滇橄榄原汁既改善了橄榄汁的口感又保留了其功效成分，其呈浅红棕色，外观均匀，微浑浊，无沉淀，有较浓的滇橄榄果香和较好的回甘效果，酸甜可口，具有一定的市场开发潜力。用电子舌评价7种橄榄汁的滋味品质，并采用主成分和聚类分析，筛选得到2个主成分和4个类别，主成分分析与感官评分结果相符，聚类分析与感官评分结果基本一致。以上结果表明电子舌可为不同种类橄榄汁滋味的检测提供高效、客观的分析方法。

3.2 本研究利用电子舌结合多元统计方法和传统感官评价可为不同橄榄汁的滋味品质评价及质量鉴别提供一种新思路；对复合滇橄榄汁的研发和云南省滇橄榄产业的发展具有一定的指导意义，同时对智能感官分析在橄榄深加工产品的应用中提供了理论基础。