枇杷为蔷薇科、苹果亚科常绿小乔木[1],其果实含有多糖、多酚、黄酮、有机酸、三萜酸、苦杏仁苷等生物活性物质,具有抗氧化、降血脂等生理功能。中国是枇杷生产大国,年产量占全球总量的2/3以上,其中四川、重庆、云南等地是国内主要的枇杷产区[2]。中国也是全球最大的枇杷消费国,枇杷种质资源丰富、品种多样,可为消费者提供不同外观和营养品质的选择。枇杷一般有白肉和红肉2个品类[3],枇杷品种及特性显著影响其营养价值。
枇杷采收期短、采后易腐烂等特性是制约其产业发展的关键因素,开展精深加工是延长贮藏期、提高产品附加值的有效途径,其中枇杷汁是常见的枇杷加工产品之一。Meng等[4]选择植物乳植杆菌(Lactiplantibacillus plantarum)和嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)发酵制备功能性枇杷汁,2种菌株发酵均可增强枇杷汁的抗氧化活性,植物乳植杆菌发酵更有效地提高了枇杷汁的总黄酮含量。新鲜枇杷汁脂肪和蛋白质含量低,含糖量适中,可以改善高脂/高蔗糖饮食小鼠的脂质代谢紊乱和肝脏氧化状态,可作为一种功能性食品[5],也能降低血糖并防止肝脏和脂肪组织中的质量增加和脂质积累[6]。然而,目前的研究多聚焦于枇杷汁的功能特性方面,对不同枇杷品种制汁加工特性的多维度评价鲜有报道。因此,本研究对6个枇杷品种制备的枇杷汁为研究对象,从理化特性、营养品质、风味及感官品质等多个维度进行评价,并结合主成分分析(principal component analysis,PCA)、相关性分析、聚类分析等多元统计方法,明确了不同品种枇杷制汁加工的适配规律,以期为枇杷加工产业升级与高质量发展提供参考。
1 材料与方法
1.1 实验材料
6个枇杷品种:金华1号(J1)、金华2号(J2)、金华3号(J3)、华白1号(H1)、华白2号(H2)、贵妃(GF),均采自西南大学园林园艺学院的枇杷基地,所有品种均在生理成熟期采收,新鲜枇杷在收获后于4 ℃下运送到实验室。没食子酸、福林酚试剂、芦丁、Na2CO3、无水乙醇、Al(NO3)3、NaOH、NaCl,均为分析纯,重庆跃翔化工有限公司;甲醇、NaH2PO4、乙腈、甲酸,均为色谱级,上海源叶生物科技有限公司;熊果酸、齐墩果酸、科罗索酸、草酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、琥珀酸、苦杏仁苷,均为色谱级,重庆跃翔化工有限公司。所用试剂和化学物质均为适合分析用途的等级。
1.2 仪器与设备
YZJ01果蔬榨汁机,浙江正红科技有限公司;FA2004电子天平,上海舜宇恒平科学仪器有限公司;DS-01色差仪,FRU威福光电有限公司;TD6M高速离心机,常州越新仪器制造有限公司;酶标仪,美国基因公司;PHS-3E酸度计,上海仪电科学仪器股份有限公司;LQ32T手持折光仪,广州速为电子科技有限公司;GCMS-QP2010气相色谱-质谱联用仪,日本岛津公司;cNose电子鼻、cTongue电子舌,上海保圣实业发展有限公司;LC-20A高效液相色谱仪,中国岛津企业管理有限公司。
1.3 实验方法
1.3.1 枇杷汁的制备
选择色泽均匀、成熟度适中、无机械损伤且无病虫害的枇杷果实,剔除腐烂、霉变、未成熟果。用清水冲洗表面灰尘、农药残留,沥干表面水分备用。摘除果蒂,沿果核纹路掰开果肉,去除果核和内膜。将去核的果肉放入榨汁机中榨汁,收集初榨汁,然后用4层无菌纱布过滤去除大块果肉残渣,获得6种枇杷汁样品直接装瓶,4 ℃冷藏贮存,48 h内完成所有指标测定。
1.3.2 理化指标测定
枇杷汁的颜色由色差仪测定[7],记录L*、a*、b*值;褐变度、透光率的测定参考Starowicz等[8]的方法;可溶性固形物含量由手持式折光仪测定;总糖的测定参考孙晓玲[9]的方法;出汁率及去皮率参考罗鑫等[10]的方法测定;pH值由酸度计测定;可滴定酸含量的测定参考GB 12456—2021《食品安全国家标准 食品中总酸的测定》[11]。每个样品重复测定3次。
1.3.3 活性成分测定
总酚含量采用Xu等[12]的福林酚法测定;总黄酮含量的测定采用Nowak等[13]的硝酸铝分光光度法;有机酸采用Deng等[14]的方法测定,并结合实际情况进行修改,在25 ℃条件下,采用C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm)进行分离,并使用二极管阵列检测器于210 nm波长下进行检测。流动相A为甲醇,B为0.5%(质量分数)的NaH2PO4,流速1 mL/min。梯度洗脱程序:0～6 min,A为40%;6～12 min,A为60%;12～18 min,A为80%;进样量20 μL;三萜酸含量采用Xue等[15]的方法并稍作修改,C18色谱柱(250 mm×4.6 mm;5 μm);检测波长210 nm;柱温30 ℃;流动相:0.1%(质量分数)甲酸水溶液-甲醇(体积比21∶79);流速0.8 mL/min;进样量10 μL;苦杏仁苷的含量采用郭咪咪等[16]的方法并稍作修改,C18色谱柱(250 mm×4.6 mm,5 μm);流动相:乙腈-0.1%(质量分数)磷酸水溶液(体积比8∶92);流速1 mL/min;检测波长207 nm,进样量20 μL。每个样品重复测定3次。
1.3.4 电子鼻测定
通过电子鼻系统分析6种枇杷汁的风味变化。传感器性能描述:S1分析芳香烃类化合物;S2分析氮氧化物;S3分析氨及芳香族化合物;S4分析氢化物;S5分析烯烃、芳香族化合物及极性分子;S6分析烷烃类化合物;S7分析含硫化合物;S8分析醇类及部分芳香族化合物;S9分析芳香烃类及含硫有机化合物;S10分析烷烃类及脂肪族化合物。取枇杷汁样品(8 mL)放入顶空样品瓶中。封盖后,将小瓶在40 ℃水浴15 min。测试参数:气体流速0.2 L/min,清洗时间120 s,测量时间60 s。
1.3.5 电子舌测定
通过电子舌系统分析6种枇杷汁的风味变化。传感器性能描述:P1～P3分析鲜味及丰富度;P4～P6分析酸味及酸的回味;P7～P9分析甜味及甜的回味;P10～P12分析苦味及苦的回味;P13～P15分析咸味及咸的回味;P16～P18分析涩味及涩的回味。6个探头参数设为100×,检测时间120 s,清洗时间10 s。
1.3.6 挥发性成分测定
采用Xu等[17]的方法。4 mL枇杷汁于20 mL顶空瓶中,加入2 g NaCl,于50 ℃下平衡10 min,将萃取头插入顶空瓶,顶空吸附30 min,将萃取头插入气相色谱进样口,解析5 min,初始温度50 ℃,以10 ℃/min升温至250 ℃,保持5 min。使用NIST质谱库和NIST质谱搜索程序将质谱与标准化合物的质谱进行比较定性分析,采用峰面积归一化法计算各成分的相对含量。
1.3.7 感官评价
选取12名经过基础感官训练的评价员开展盲测实验。将6种枇杷汁样品分别等量分装至随机编码的一次性小纸杯;评价员在通风、无异味的感官评价室中,依据表1中的感官评价标准,对每个样品进行独立打分。所有样品评价完成后,统一回收评分表,计算各样品的平均分作为最终感官评分。
表1 感官评价评分标准
Table 1 Sensory evaluation scoring criteria
感官指标标准分数色泽(15分)色泽自然明亮,呈鲜亮的橙色或乳白色10～15分色泽较明亮,呈橙色或略带微黄6～9分色泽较灰暗,呈褐色≤5分滋味(35分)枇杷风味纯正、浓郁持久且自然,甜酸比例恰到好处26～35分具有清晰、纯正的枇杷风味,甜酸度基本协调,没有突出的风味缺陷10～25分枇杷风味寡淡、不清晰,或者有明显的令人不悦的异味(如苦涩味等),甜酸度可能严重失衡≤9分组织状态(15分)呈均匀液态,无肉眼可见的杂质10～15分呈均匀液态,有少量杂质6～9分呈浑浊液态,有杂质≤5分气味(15分)香气清新、愉悦、浓郁10～15分气味较清晰,但偏淡6～9分气味微弱,有异味≤5分口感(20分)口感柔和、顺滑、细腻14～20分口感较细腻,欠柔和6～13分口感粗糙,可能有颗粒感≤5分
1.4 数据处理与统计方法
数据以“平均值±标准差”表示。使用单因素方差分析分析数据,显著性水平为P<0.05。采用SPSS 27.0.1软件进行单因素方差分析及事后多重比较,以确定各组平均值之间的显著性差异。采用Origin 2024软件进行Pearson相关性分析、PCA和聚类分析,PCA和聚类分析前对数据进行归一化处理。
2 结果与分析
2.1 不同品种枇杷汁理化特性分析
2.1.1 不同品种枇杷汁颜色分析
由图1-a可知,不同品种枇杷汁的外观色泽存在明显差异。白肉品种(H1、H2、GF)呈浅黄透亮的外观,而黄肉品种(J1、J2、J3)则呈现更深的黄红色外观。由图1-b可知,白肉品种的亮度值L*显著高于所有黄肉品种,表明这类品种的枇杷汁具有更高的光反射率与更明亮的外观。在色度方面,黄肉品种表现出更突出的红色调和更浓郁的黄色调。相比之下,白肉品种的a*值和b*值均显著较低(P<0.05),这可能与不同品种中色素的组成与含量有关[18]。由图1-c可知,金华系列品种中,J2褐变度最高,J1最低。H1、H2与GF之间的褐变度无显著差异,且显著高于J1、J3。由图1-d可知,不同品种的枇杷汁透光率差异显著,可能与果肉中果胶等不溶性物质含量密切相关。J1透光率较高,而J3、H2等的透光率较低。
a-枇杷汁实物图;b-色差;c-褐变度;d-透光率
图1 不同品种枇杷汁实物图及枇杷汁色差、褐变度、透光率
Fig.1 Physical images of loquat juice and color difference, browning degree, and light transmittance of loquat juice from different varieties
注:不同小写字母表示差异显著(P<0.05)(下同)。
2.1.2 不同品种枇杷汁理化指标分析
由图2-a可知,品种H1的出汁率显著高于其他品种,表明其果肉多汁性优良,在榨汁加工中的原料利用率更高,具备加工应用优势。去皮率是枇杷加工预处理环节的关键工艺指标,指去皮操作中去除的果皮质量占待加工枇杷原料总质量的百分比。该指标直接关联原料损耗程度:去皮率越高,代表原料损耗程度越大,加工成本相应增加;反之则原料利用率更高。品种GF与H2的去皮率相对较高,这一现象可能与其果皮厚度及组织结构特征密切有关;而品种J1与H1去皮率偏低,更有利于降低加工过程中的原料损耗。由图2-b可知,不同枇杷品种制汁后的pH值存在显著差异(P<0.05)。其中,品种J1与H1的pH值相对较高,可使汁液酸味更为柔和,更契合消费者的风味偏好。可溶性固形物与可滴定酸是衡量果实加工口感及营养品质的关键指标[19]。由图2-c可知,品种J2的可滴定酸含量最高,导致其酸味特征尤为突出,其余品种的可滴定酸含量相对均衡,风味适口性表现更佳。由图2-d和图2-e可知,品种H1和GF的可溶性固形物含量较高,使其风味更显醇厚。品种GF总糖含量最高,高糖特性使其口感更甜润。由图2-f可知,品种H1的固酸比最高,可溶性固形物相对有机酸的占比更高,风味更佳[20]。品种GF的糖酸比最高,口感更甜润。综上,不同枇杷品种在加工特性与风味品质上各具优势:品种H1出汁率高、去皮损耗低、可溶性固形物含量及固酸比高,加工优势与风味品质表现突出;品种GF以高总糖含量及高糖酸比为特色,口感优势显著;品种J1与J2则呈现出偏酸的风味特征。
a-出汁率及去皮率;b-pH值;c-可滴定酸含量;d-可溶性固形物含量;e-总糖含量;f-固酸比及糖酸比
图2 不同品种枇杷汁理化指标
Fig.2 Physico-chemical indexes of loquat juices from different varieties
2.2 不同品种枇杷汁活性成分分析
2.2.1 不同品种枇杷汁总酚、总黄酮以及苦杏仁苷分析
总酚作为一类重要的天然抗氧化活性物质,其含量直接关联产品的抗氧化潜力。由图3-a可知,品种H2、J2总酚含量显著高于其他品种,表明二者的抗氧化潜力更为突出。总黄酮具备抗氧化、抗炎、抗菌等多种生理活性[21],品种J1和GF的总黄酮含量较高(图3-b),使其在营养功能特性方面表现更为优异。苦杏仁苷属于典型的含氰苷类物质,已被证实具有抗炎、抗动脉粥样硬化及抗氧化等生物学功效[22]。由图3-c可知,品种J3的苦杏仁苷含量最高,品种J1和H1处于中等水平,品种GF的含量相对偏低。其中,品种J3因苦杏仁苷的高积累特性,展现出更为显著的生物活性潜力;其余品种中该物质含量较低,活性表现则相对温和。
a-总酚;b-总黄酮;c-苦杏仁苷
图3 不同品种枇杷汁总酚、总黄酮及苦杏仁苷含量
Fig.3 Contents of total phenols, total flavonoids, and amygdalin in loquat juice from different varieties
2.2.2 不同品种枇杷汁有机酸和三萜酸分析
由图4可知,不同枇杷品种的有机酸含量存在明显差异。其中,草酸含量以GF最高、J1最低(图4-a);酒石酸含量则呈现H1最高、J1最低的分布特征。
a-草酸;b-酒石酸;c-抗坏血酸;d-苹果酸;e-琥珀酸;f-熊果酸;g-科罗索酸;h-齐墩果酸
图4 不同品种枇杷汁有机酸、三萜酸含量
Fig.4 Contents of organic acids and triterpenic acids in loquat juice from different varieties
酒石酸具有独特的酸味特质,高含量可赋予汁液更为丰富的酸味层次。抗坏血酸是一类天然抗氧化物质,由图4-c可知,H2的抗坏血酸含量最高,J1最低,这表明H2的抗氧化功能优势更为突出。苹果酸是水果有机酸的重要组成部分,对果实风味与酸度具有决定性作用,亦是衡量水果加工品质的核心指标[23]。J1和H1的苹果酸含量相对较低(图4-d),使其风味表现更优[24]。同时,这2个品种的琥珀酸含量较高(图4-e),而琥珀酸的酸味柔和,其含量差异对枇杷汁整体风味的协调性具有一定调控作用。由图4-f可知,GF和H2的熊果酸含量较高,表明二者在抗氧化功能方面具备更大开发潜力。科罗索酸属于三萜酸类物质,具有较强的生物活性,H1与H2的科罗索酸及齐墩果酸含量均较高(图4-g、图4-h),表明这2个品种在代谢调节功能方面具有显著优势。综上,不同品种枇杷的有机酸与三萜酸含量存在显著差异,这些差异共同决定了各品种枇杷汁的加工品质潜力与功能优势。
2.3 不同品种枇杷汁风味品质分析
2.3.1 不同品种枇杷汁电子鼻及电子舌分析
如图5-a所示,J1对氮氧化物、含硫化合物的响应值较高,表明其挥发性风味物质的特征表现较为鲜明。J3对芳烃化合物、氮氧化物及烯烃类物质也存在明显响应,说明这类挥发性风味物质的种类丰富或浓度较高,风味特征更为突出。H1对氮氧化物、烯烃、芳香族化合物及极性分子的响应值较高,其风味轮廓与金华系列品种存在明显差异,呈现出独特的挥发性物质组成特征。H2在S2、S7传感器上的响应值较高,与J1存在一定相似性,其余传感器响应值的差异则体现出该品种的风味特异性。J2与GF的整体传感器响应值相对偏低,说明二者挥发性风味物质的丰富度或浓度弱于前述品种。如图5-b所示,华白系列品种在鲜味、甜味、咸味及涩味等多个味觉维度响应表现突出,味觉层次丰富,基于这一特征,华白系列品种可针对性开发高端营养型饮品。J1与GF的味觉特征相对均衡,其中J1的鲜味优势显著,GF则在甜味与涩味维度呈现特异性表现。J2与J3的整体味觉物质丰富度较低,但部分味觉维度(如酸味)响应表现较强,针对J2的高酸味特性,可将其应用于调配型果汁的开发。
a-电子鼻;b-电子舌
图5 不同品种枇杷汁电子鼻及电子舌分析
Fig.5 Analysis of electronic nose and electronic tongue for loquat juice from different varieties
2.3.2 不同品种枇杷汁挥发性成分及感官分析
白肉与红肉枇杷的香气差异具有明显的品种特异性,为系统解析其风味物质基础,本研究采用顶空固相微萃取结合气相色谱-质谱联用技术,对6个枇杷品种汁样中的挥发性化合物进行定性与定量分析。由图6-a可知,6种枇杷汁中共鉴定出75种挥发性化合物,其中醛类10种、酯类16种、酮类10种、醇类17种、酚类4种、酸类2种、烃类16种。2-己烯醛、3-己烯醛、正己醛、乙酸乙酯、甲酸己酯为所有品种共有的高含量核心挥发性成分,也是枇杷汁基础果香风味的关键物质。β-环柠檬醛与β-紫罗兰酮仅在J1、J2和J3中检测到,且两者相对含量偏高,H1、H2、GF中未检出,体现了品种间的风味物质差异性。H1具有显著的挥发性成分特征,以3-己烯醛、正己醛、苯甲醛、甲酸己酯的高浓度积累为主要特征。H1正己醛相对含量达37.38%,这是赋予枇杷汁果香的关键来源,右旋柠檬烯相对含量较高,这一结果说明H1风味更清新。与黄肉枇杷相比,白肉枇杷的醛类物质含量显著偏高,表明其挥发性香气物质组成更丰富,果香风味更浓郁。J1、J2、J3的挥发性成分含量相对较低,香气更为清淡柔和。不同品种的风味差异是品种特性的直观体现,黄肉品种因挥发性成分相对含量较低,香气略显平淡;白肉品种则以更高的香气物质丰富度,满足了对浓郁果香的风味需求。
a-挥发性化合物;b-感官评价
图6 不同品种枇杷汁挥发性化合物环状聚类热图及感官评价
Fig.6 Circular clustering heatmap of volatile compounds and sensory evaluation of loquat juice from different varieties
由图6-b可知,不同枇杷品种的感官品质差异显著,H1因特征风味物质含量较高,在“气味”维度展现出显著评分优势,同时在色泽、滋味、组织状态等评价维度表现均衡,雷达图轮廓面积最大,感官品质最优;H2具备一定的风味辨识度,感官品质处于中等偏优水平;GF与J3因挥发性成分总量偏少,雷达图轮廓相对紧凑,综合感官表现柔和清淡,感官品质相对一般。综上,6种枇杷汁的挥发性风味物质组成与感官品质呈现高度关联性,既通过共性成分维持了枇杷汁的基础风味特征,又通过品种特异性成分形成了差异化的风味-感官组合特征。
2.4 不同品种枇杷汁指标PCA及综合评价
为优化枇杷汁品质评价体系,降低指标间信息冗余,本研究采用PCA对6种枇杷汁样品的21项品质指标进行降维处理。该方法提取相互独立的主成分,有效减少变量间的重叠信息[25]。采用最大方差法进行主成分提取与分析,结果如表2和图7所示。由表2可知,共筛选出3个特征值>1的主成分,其累计方差贡献率达到87.47%,满足PCA中累计贡献率≥85%的筛选标准,表明该3个主成分可充分表征原始21项品质指标的核心信息,实现了高效降维。其中,主成分1(PC1)特征值为7.76,方差贡献率为36.96%,主要聚焦于枇杷汁外观稳定性与风味特性的综合表征;主成分2(PC2)特征值为6.62,方差贡献率为31.52%,主要反映枇杷汁理化特性及有机酸组成特征;主成分3(PC3)特征值为3.99,方差贡献率为18.99%,重点反映枇杷汁营养品质水平。
图7 不同品种枇杷汁指标双标图
Fig.7 Biplot of indicators for loquat juice from different varieties
表2 枇杷汁指标主成分贡献率
Table 2 Principal component contribution rate of loquat juice indicators
主成分数特征值贡献率/%累积贡献率/%17.7636.9636.9626.6231.5268.4933.9918.9987.47
进一步分析各主成分的指标载荷特征可知:PC1中,透光率、褐变度、固酸比、可溶性固形物及可滴定酸的载荷系数绝对值较高,为该主成分的关键贡献指标,其载荷特征直接关联果汁色泽稳定性与酸甜风味平衡度;PC2中,出汁率、去皮率、pH 值、草酸及苹果酸载荷系数显著,上述指标共同决定了果汁的理化基础特性与有机酸代谢特征;PC3中,总糖、总黄酮及苦杏仁苷载荷值较高,其中总黄酮作为典型功能性成分,其高载荷特征凸显了该主成分对果汁营养价值的表征作用。综上,本研究通过PCA成功将21项枇杷汁品质指标整合为3个具有明确生物学内涵与表征指向的核心主成分,构建了“外观风味-理化特性-营养品质”三维简化评价体系。
为实现6种枇杷汁样品品质的综合量化评价,本研究基于前文提取的3个核心主成分,进一步采用PCA计算各样品的主成分得分,构建综合评价模型。首先对原始品质指标数据进行标准化处理,以消除不同指标量纲差异对评价结果的干扰;随后将标准化数据代入3个主成分表达式,计算得到各样品的主成分得分(F1、F2、F3),以各主成分特征值占3个主成分特征值总和的比例作为权重,通过权重与对应主成分得分的乘积累加,建立枇杷汁品质综合评价模型,具体表达式为:即F=0.370×F1+0.315×F2+0.190×F3。由表3可知,综合得分F值区间为-0.602至0.595,F值越高代表其综合性状越优,表明该枇杷汁综合品质越优良[26],综合得分排名前3位的枇杷汁品种依次为H1、GF、H2。进一步分析主成分得分特征发现,3个品种在第1主成分中均获高分,提示其果汁色泽稳定性优良、酸甜风味协调、口感适宜,符合消费者对枇杷汁风味与口感的核心需求。
表3 不同品种枇杷汁品质主成分得分、综合得分及排序
Table 3 Principal component scores,comprehensive scores, and ranking of quality for loquat juice from different varieties
品种名称主成分得分值F1排序F2排序F3排序综合得分(F)排名J1-1.57660.74520.8262-0.1924J2-0.5645-1.0866-0.0643-0.5635J3-0.3074-0.6715-1.4606-0.6026H10.54631.5571-0.51150.5951H20.98310.0773-0.16840.3563GF0.9172-0.62241.37610.4052
2.5 不同品种枇杷汁品质指标相关性分析
如图8所示,各指标间存在显著性关联。在加工特性方面,出汁率与去皮率呈极显著负相关(P<0.001),与熊果酸呈显著负相关(P<0.05);去皮率与熊果酸、草酸呈显著正相关(P<0.05);理化指标方面,透光率与可滴定酸、可溶性固形物与固酸比呈极显著正相关(P<0.01);总黄酮与总糖呈显著正相关(P<0.05)。功能性成分方面,科罗索酸与固酸比、可溶性固形物呈极显著正相关(P<0.01),与齐墩果酸、抗坏血酸呈显著正相关(P<0.05);齐墩果酸与固酸比、可溶性固形物、抗坏血酸呈极显著正相关(P<0.01);草酸与苹果酸、琥珀酸呈显著负相关(P<0.05);酒石酸、抗坏血酸与固酸比分别呈显著正相关(P<0.05);苹果酸与琥珀酸呈极显著正相关(P<0.01);苦杏仁苷仅与自身呈极其显著正相关(P<0.001),说明其在枇杷汁中含量变化相对独立,与其他指标无明显线性关联。综上,枇杷汁加工特性、理化成分及功能性成分间存在广泛且显著的线性关联。
图8 不同品种枇杷汁指标相关性分析
Fig.8 Correlation analysis of indicators for loquat juice from different varieties
结合PCA与相关性分析结果,从21项指标中筛选出4个核心评价指标,构建低冗余品质评价体系。PC1中,可溶性固形物与固酸比、透光率与可滴定酸均呈极显著正相关(P<0.01),且固酸比、可滴定酸对果汁风味影响显著,故选择二者作为风味品质指标。PC2中,出汁率与去皮率呈极显著负相关(P<0.001),去皮率与草酸呈显著正相关(P<0.05),且出汁率易测定,选取其作为加工特性指标。PC3中,总黄酮与总糖呈显著正相关(P<0.05),总糖含量高、数据稳定性好,选取其作为营养品质指标。综上,通过主成分降维与线性关联分析,精准锚定出汁率、固酸比、可滴定酸、总糖4个核心指标,建立高通量、低冗余的枇杷汁品质评价体系。
2.6 不同品种枇杷汁指标聚类分析
基于PCA结果,对21项枇杷汁品质指标进行系统聚类分析,将其划分为3类。由图9可知,第1类包含出汁率、透光率、可滴定酸、总黄酮、苦杏仁苷、苹果酸、琥珀酸;第2类包含去皮率、褐变度、总糖、糖酸比、总酚、草酸、熊果酸;第3类包含pH、固酸比、可溶性固形物、科罗索酸、齐墩果酸、抗坏血酸、酒石酸。结合聚类分析与前文研究结果,进一步验证并确定枇杷汁品质评价的4个核心质效指标为出汁率、固酸比、可滴定酸、总糖。品种间品质特征差异显著,其中GF的草酸、总黄酮、熊果酸、齐墩果酸、可溶性固形物含量较高;H1的出汁率、固酸比表现优异,且可滴定酸含量较低;J2与J1的可滴定酸含量偏高;GF与J1总糖含量优势突出。本研究通过聚类分析明确了不同品种枇杷汁的品质特征差异,与谢国芳等[27]的研究结论一致。
图9 不同品种枇杷汁指标聚类分析
Fig.9 Cluster analysis of indicators for loquat juice from different varieties
3 结论
本研究通过测定不同品种枇杷汁的理化、功能、风味及感官相关指标,结合PCA、聚类分析及相关性分析等方法,系统开展枇杷制汁适宜性评价。结果表明:不同品种枇杷汁的外观品质、加工特性、理化特性及功能成分含量均存在显著差异;电子鼻、电子舌、挥发性成分及感官分析证实,枇杷汁风味品质与品种具有强关联性。基于21项品质指标构建的主成分综合评价模型可全面表征制汁关键影响因素,聚类分析进一步验证了该评价体系的科学性;结合指标关联分析,筛选得出汁率、固酸比、可滴定酸、总糖4个核心指标,构建了高覆盖、低冗余的枇杷汁品质评价体系。综合评价模型显示,H1、GF、H2的综合品质排名靠前,其中H1在加工特性、风味协调性和感官接受度上表现最为均衡优异,其评价结果与感官评价、理化及活性成分分析结果高度契合。综合来看,H1制汁适宜性最优,兼具优良理化品质、丰富功能成分、浓郁特征风味及优异感官表现;H2、GF为次优适宜品种,加工适应性良好;J3综合表现较弱,制汁适配性低。本研究明确了不同品种枇杷制汁特性与适宜性等级,建立的多维度综合评价方法可为同类水果制汁适宜性研究提供参考,同时为枇杷加工专用品种选育、原料定向利用及加工工艺优化提供坚实的理论依据。
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