宁夏枸杞鲜果感官评价与仪器分析及其相关性研究
2022-09-22万世园何昕儒段淋渊戴国礼
黄 婷,万世园,秦 垦,刘 俭,张 波,何昕儒,段淋渊,戴国礼,田 军
(1.宁夏农林科学院枸杞科学研究所,银川 750002;2.北方民族大学生物科学与工程学院,银川 750002)
宁夏枸杞(Lycium barbarumL.)属于茄科(Solanaceae)枸杞属(Lycium)的一种落叶小灌木,是一种药用经济植物,其成熟干燥的果实被称为枸杞子。枸杞果实由果梗、果蒂、果皮、果肉(假种皮)及种子等几个部分组成,富含多达18种有益人体健康的氨基酸及微量元素,是兼具营养价值与保健功效的药食同源性食材[1]。枸杞全身是宝,其中,枸杞叶、枸杞果是主要的利用部分,含有甜菜碱、枸杞多糖、类胡萝卜素、类黄酮等丰富的营养成分[2]。枸杞鲜果因其外表鲜亮,口感甘甜,又是良好的滋补剂[3],倍受人们的青睐。但由于果皮薄果肉嫩,水分含量高,采摘后的鲜果在2~4 d会变色,变味,果肉腐烂,不易于长期储藏[4],因此,现在市面多为干果。枸杞鲜果经过浸泡、烘干、晾晒等一系列处理后得到易于储藏的干果,虽然解决了储藏的问题,但是经过处理的果实本身的营养流失严重[5]。随着人们认识和消费观念的转变,更加注重对天然、新鲜果品的追求,目前市场上鲜果所占比重逐渐增多。
感官评价(Sensory Evaluation)也称为感官分析(Sensory Analysis)或感官检验(Sensory Test)。国际标准ISO 5492中感官评价被定义为“Science involved with the assessment of the organoleptic attributes of a product by the senses”,即用感觉器官评价产品感官特性的科学[6-8]。通常有传统感官评价和模糊感官评价。传统感官评价作为最常用的评价方法,一般采用评分法,按照规定的评分标准对不同样品进行打分并计算平均值[9]。目前对食品品质的评价大多数都是用感官评价与仪器分析相结合的方式完成的,李丽娜等[10]研究了苹果的质构与感官评定的相关性,陈文等[11]利用感官评价与仪器分析对豆腐干质地进行研究,孔宇等[12]利用感官评价法和质构仪质地评价法对市售4种不同品牌薯片的质地特征进行分析,得到以质构测定仪所测指标为变量的感官评价指标线性回归模型。这些研究表明,食品的品质特性和感官评价具有较强的相关性,通过仪器测定参数能反映食品的感官品质。
本研究以23个品种(系)的宁夏枸杞鲜果为材料,利用传统感官评价法评价枸杞鲜果色泽、大小、果型、外观、口感5个感官指标,并利用考种仪、色差仪、高效液相色谱等仪器测定分析果形指数、面积、周长、直径、长/宽、偏角、圆度、紧致度、平均单果重、色差(L、a、b)、总糖、总酸、单宁、维生素C等理化指标,探索感官评价、仪器分析、理化特性之间的相关性,以期为宁夏枸杞鲜果评价及枸杞育种提供参考。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
枸杞鲜果选自宁夏农林科学院芦花台基地的23个 枸 杞品 种(系):“Z166”“14-26-5”“16-16-8-17”“14-17”、宁杞5号、“Z168”“14-402”“16-1-3-5”“16-17-5-6”、大麻叶、“14-02”“16-16-7-6”、宁杞1号 、“16-1-4-3”“14-2-3-20”“14-401”“14-4-4-13”“Z44”“14-03”“14-87”“16-16-8-16”、精杞4号、“16-23-8-10”。摘取每个品种(系)成熟、无病虫害的枸杞,保鲜盒存放,采后2~6 h完成感官评价。一部分鲜果采后立即-20℃储藏,48 h内完成理化指标测定。
硫酸铜、酒石酸钾、钼酸钠、磷酸、硫酸锂、无水碳酸钠、一水合没食子酸、偏磷酸、磷酸三钠、磷酸二氢钾、L-半胱氨酸、十六烷基三甲基溴化铵、甲醇、L(+)-抗坏血酸标准品、D(-)-抗坏血酸(异抗坏血酸)标准品购自天津市大茂化学试剂厂;氢氧化钠购自天津市风船化学试剂科技有限公司;乙酸锌、亚铁氰化钾、无水乙醇、葡萄糖、钨酸钠、冰乙酸购自天津市凯通化学试剂有限公司;盐酸自成都市科隆化学品有限公司;甲基红、亚甲基蓝、酚酞购自天津市光复科技有限公司。
1.2 仪器设备
MICROTEK Phantom 9900XL扫描仪(上海中晶科技有限公司)、SC-G自动考种分析及千粒重仪(杭州万深检测科技有限公司)、CM-5分光测色仪(日本柯尼卡美能达控股株式会社)、TU1810紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)、800B台式离心机(上海安亭科学仪器厂)、BS224S分析天平(德国赛多利斯公司)、高效液相色谱仪(Agilent 1260 RID美国安捷伦科技公司)、均质机(F6/10,上海净信实业发展有限公司)、超声波清洗机(KQ-500DE,昆山市超声仪器有限公司)、DK-8D电热恒温水槽(上海森信实验仪器有限公司)。
1.3 试验方法
1.3.1 感官评价问卷调查 同天同批采摘的23个品种(系)枸杞鲜果分别放于保鲜盒中编号,在广场人流量较多的区域,随机选择不同性别、不同年龄的50人参加23个品种(系)枸杞鲜果感官调查。感官评价分为色泽、大小、果型、外观、口感5个指标,要求被调查者按照5个指标对不同品种(系)枸杞鲜果进行1~10评分,分数可重复。
1.3.2 理化指标 总糖:按照国标GB/T 18672-2014《枸杞》中附录B进行测定。总酸:按照国标GB/T 12456-2008《食品中总酸的测定》中规定的方法测定。单宁:按照NY/T 1600-2008《水果、蔬菜及其制品中单宁含量的测定 分光光度法》中规定的方法测定。维生素C:按照国标GB 5009.86-2016《食品中抗坏血酸的测定》中高效液相色谱法测定。
面积、周长、直径、长/宽、偏角、圆度、紧致度、果形指数、平均单果重9个指标:参考李媛等[13]对野生小豆和栽培小豆种子表型性状分析的方法,每个品种(系)的枸杞鲜果随机选取10粒果子,利用SC-G型自动考种分析及千粒重仪进行分析,正片扫描自动导出相关参数。
色差:每个品种(系)随机选取10粒鲜果,利用CM-5分光测色仪测量并读取枸杞鲜果颜色指标:L(亮度)、a(红度)和b(黄度),取平均值。其中L表示明度(0~100),L值由小到大,其亮度由黑色向白色明度移动;a值由负值向正值移动,其色彩表示从红色到绿色之间的色彩指数;b表示从黄色到蓝色之间的色彩指数,黄色为正值,蓝色为负值。
1.4 统计分析
将问卷调查结果录入Excel表格中,23个枸杞品种(系)的打分结果用()表示,使用IBM SPSS Statistics 25统计软件进行相关性分析,计算Pearson相关系数。
2 结果与分析
2.1 宁夏枸杞鲜果感官评价结果
表1为宁夏枸杞鲜果样品的感官评价结果,23个品种(系)枸杞鲜果色泽平均得分为6.86~8.28分,大小平均得分为6.04~8.55分,果形平均得分为6.30~8.21分,外观平均得分为6.58~8.08分,口感平均得分为4.84~7.28分。在色泽评分中,“14-402”评分最高,与评分第二的“14-02”差异较小,与评分最低的“Z166”相差1.42分;在果实大小评分中,评分最高的“14-402”与其他品系差异明显,与评分最低的宁杞1号相差2.51分;在果形评分中,最高分也是“14-402”,与评分最低的宁杞1号相差1.91分;表1中外观即为综合外观,在外观评分中,评分最高的“14-402”与评分第二的“14-02”差异不大;在口感评分中,评分最高的是Z166,但与排名第二的“14-402”和排名第三的“16-1-3-5”差异不大。总体来说“14-402”的色泽、大小、果形和综合外观评分均为23个枸杞品种(系)中最高的,且口感评分也较高。
表1 宁夏枸杞鲜果的感官评价结果 (单位:分)
2.2 宁夏枸杞鲜果理化指标分析结果
2.2.1 枸杞鲜果的理化指标统计分析 对23个品种(系)枸杞鲜果的16个理化指标进行描述性统计分析(表2),16个理化指标的变异系数范围为5.65%~44.49%,平均变异系数为16.23%。其中,枸杞鲜果成分指标中变异系数最大的是维生素C指标,为44.49%,其次是总糖,为17.56%,最小的是单宁,为10.57%;在枸杞鲜果物理指标中变异系数最大的是平均单果重,为28.11%,其次是面积,为23.54%,最低的是偏角,为5.65%。鲜果成分指标变异系数的最高值和最低值都大于物理指标变异系数的最高值和最低值,总体来说,鲜果成分指标变异系数高于物理指标变异系数。
表2 宁夏枸杞鲜果的理化指标性状统计分析
2.2.2 总糖含量 如图1所示,23个品种(系)枸杞鲜果的总糖含量最高的是“16-1-4-3”,其次是“14-26-5”和“14-402”,分别为32.88、32.26、31.56 g/kg,总糖含量前三的品系之间差异不明显。总糖含量最低的是“16-17-5-6”,为17.83 g/kg,比总糖含量最高的品系“16-1-4-3”低15.05 g/kg,2个品系总糖含量差异明显。
图1 23个品种(系)枸杞鲜果的总糖含量
水果中的总糖包括还原糖、蔗糖、果糖等,糖类物质决定着水果的甜度。李文生等[14]对12种水果中蔗糖、葡萄糖、果糖与甜度相关性进行分析,表明可溶性糖是反映水果甜度的适宜指标。成熟的枸杞鲜果中主要积累的是果糖和葡萄糖,所以对比不同品系的总糖含量可以间接反映枸杞鲜果的甜度。
2.2.3 总酸含量 如图2所示,23个品种(系)枸杞鲜果中总酸含量最大的是“14-26-5”,为5.06 g/kg,其次是“14-03”,为4.65 g/kg。最低的是“16-23-8-10”,比最高的“14-26-5”总酸含量低2.28 g/kg,差异明显。枸杞中的有机酸主要构成了枸杞总酸,酸是影响植物品质的重要因素之一,尤其是以果实为目的产品的果树作物,总酸与总糖一样对果实的风味组成有着重要的影响,对于鲜果产品而言,较高的含糖量和适中的含酸量会使产品风味达到一种令人愉悦的状态。
图2 23个品种(系)枸杞鲜果的总酸含量
2.2.4 单宁含量 如图3所示,23个品种(系)枸杞鲜果单宁含量最大的是宁杞1号,为1 386 mg/kg,其次是Z166,为1 376 mg/kg,与宁杞1号的单宁含量差异不明显。单宁含量最低的为“14-402”,只有931 mg/kg,比最高的宁杞1号低455 mg/kg,差异明显。单宁是一种存在于植物体的酚类有机化合物,当鲜果中存在大量单宁时,不仅会使鲜果产生一些特殊的气味,还会累积一些苦涩的口感,使得鲜果的感官品质大幅下降。
图3 23个品种(系)枸杞鲜果的单宁含量
2.2.5 维生素C含量 如图4所示,23个品种(系)枸杞鲜果维生素C含量最高的是“Z44”,为23.5 mg/100 g,其次是“14-87”,为23 mg/100 g,最低的为“14-401”,只有5.9 mg/100 g。维生素C是一种水溶性维生素,具有抗氧化、清除自由基、提高人体免疫力的功效,广泛存在于水果和蔬菜中,但不能被人体合成。维生素C又称抗坏血酸,会提供鲜果酸甜的感官体验。
图4 23个品种(系)枸杞鲜果的维生素C含量
2.3 宁夏枸杞鲜果感官评价指标和仪器测定指标的相关性分析
由表3可知,枸杞鲜果感官评价的大小评分与仪器测定面积、周长、直径呈极显著正相关,说明仪器测定的枸杞鲜果的面积、直径、周长可以用来评价枸杞果粒的大小。感官评价中的色泽、大小、果形、外观与仪器测定单宁含量呈极显著负相关。植物单宁广泛存在于自然界植物的叶、果实及树皮等部位中,除了幼嫩的分生组织外,几乎所有的植物组织中都含有单宁[15];单宁与蛋白质、维生素及矿物质会形成沉淀复合物,被视为抗营养物质,但单宁与唾液蛋白缔合而产生的涩味也是一种适宜的风味,某些水果等含适量单宁,食之独具风味[16];傅长明等[17]提到了单宁可从色、味方面影响食品的风味,天然植物单宁容易被氧化成红棕色或褐色的醌类产物,成为食品色素中的一部分,另外,单宁还对天然色素具有辅色作用。面积与周长、直径、长/宽呈极显著正相关(P<0.01),与圆度、紧致度、果形指数呈极显著负相关(P<0.01),说明面积越大,枸杞果实的果形就越大,反而它的外表会呈扁平状、不够紧致。同样周长也与直径、长/宽呈极显著正相关,与圆度、紧密度、果形指数呈极显著负相关(P<0.01)。
表3 宁夏枸杞鲜果感官评价指标和仪器测定指标之间的相关性分析
3 小结与讨论
本研究针对23个品种(系)的枸杞鲜果进行了感官评价和仪器分析,通过50份感官评价问卷调查发现,“14-402”的色泽、大小、果形均为23个品种(系)中最好的。在外观方面,“14-402”“14-02”“14-401”、Z44的评分基本持平。Z166的口感最受人们欢迎,它的评分为7.28。通过对23个品种(系)枸杞鲜果进行的仪器测定得到,“14-87”在面积、周长、直径3项指标中相对其他品系较大一点,而宁杞1号的面积、周长、直径3项指标在23个品种(系)里最低。偏角都在-90°左右;紧致度在0.6上下;果形指数也在0.6上下。“16-16-8-16”的圆度系数最低,比最高的宁杞5号低0.159 43。平均单果重方面,“14-03”是23个品种(系)中最高的,为2 g,大麻叶最小,为0.629 g。
感官评价与仪器分析的相关性分析结果表明,枸杞鲜果感官评价的大小与仪器测定面积、周长、直径呈极显著正相关(P<0.01),感官评价中的色泽、大小、果形、外观与仪器测定单宁含量呈极显著负相关(P<0.01),面积与周长、直径、长/宽呈极显著正相关(P<0.01),与圆度、紧致度、果形指数呈极显著负相关(P<0.01),同样周长也与直径、长/宽呈极显著正相关(P<0.01),与圆度、紧密度、果形指数呈极显著负相关(P<0.01);黄婷等[18]在基于主成分分析的枸杞鲜果品质评价核心指标筛选一文中提到,总糖可能与枸杞鲜果风味口感相关,但是本次研究,仪器检测到的总糖与感官评价中口感评分并无显著相关性,这说明总糖不能单一地影响鲜果口感,或是不同的枸杞样品、测试环境影响实验结果;张建辉等[19]在油炸马铃薯条的感官评价与仪器测定指标的相关分析中提到,应该针对感官评价实验的目的、感官评价的标准和要求对评价小组进行适当的培训。仪器测定理化指标总酸、总糖、维生素C与感官评价也均无明显差异。枸杞中总的糖类物质应由还原糖、多糖和糖醛酸类三部分组成[20],还原糖是指具有还原性的糖类,在糖类中,分子中含有游离醛基或酮基的单糖和含有游离醛基的二糖都具有还原性,枸杞果实发育过程中总酸含量呈低—高—低的变化趋势,果实成熟时其含量为0.59%,枸杞果实中主要的有机酸为苹果酸、柠檬酸、草酸[21],枸杞中所含的这些物质都是微量存在,只有利用仪器才能够直观地表现出来,普通人的味觉受环境的影响无法清晰地感知这些物质的存在,也就不能体现出来感官评价与仪器测定理化指标之间的相关性。总糖、总酸、维生素C、单宁均未与口感评分呈显著相关(P<0.05),其中总糖含量在23个品种(系)中变异系数最大,且相对含量最高。单宁在23个品种(系)中变异系数较小,可能是因为枸杞中单宁含量较低,因此品种(系)间差异不大。本次对宁夏枸杞鲜果感官评价以及对其成分和物理指标进行相关性探究,对后续探究枸杞鲜果感官品质与其他内在成分相关性奠定一定的数据基础,同时丰富了枸杞鲜果品质评价的理论依据。