杏果风味独特,糖酸比适宜,香气浓郁,深受消费者喜爱，但我国地方品种杏大都果软、不耐贮,集中上市易出现滞销和贮运难题,需要发展加工业,加大果实转化利用,提升杏农经济效益。杏加工产品有杏仁饮料、杏果饮料、杏干和杏脯等。本文利用电子鼻+电子舌技术,结合人工感官定量描述分析方法,从香气、滋味和色泽方面对不同原产地和类别的8个品种制成的杏汁感官品质进行分析,并基于检测数据进行主成分分析和聚类分析。
一、杏汁制备
图1 杏汁制备工艺流程
二、定量描述分析
按照GB/T16291.1选拔和培训感官评价员,确定感官评定小组由10人组成,5男5女,身体健康,嗅、味、视觉灵敏,年龄不超过40岁,提前训练熟悉杏果汁饮料特征。参考国标GB/T31121《果蔬汁类及其饮料》中感官要求和GB/T39501《感官分析定量响应标度使用导则》制定杏汁定量描述分析评分标准。感官评价小组人员需对样品的色泽、杏香气、甜味、酸味、咸味、苦味和涩味7个指标进行评分。评分采用10分制,0~2分表示指标“强度很弱”，2~4分表示“弱”，4~6分表示“中等”，~8分表示“强”，8~10分表示“非常强”。每种杏汁平行测定3次用于统计分析。
感官评价员按评分标准在统一的品评环境下对杏汁色泽、香气、甜味、酸味、咸味、苦味和涩味7个指标进行定量描述分析的结果(见表4)显示,8种杏汁在色泽方面差异大,黄杏比白杏更适合加工杏汁；8种杏汁在风味方面,涩味、苦味和咸味区别不大,杏香味、酸味和甜味存在一定差异,尤其酸味差异更明显。评价员对早橙(ZC)、孤山杏梅(GM)和沙金红(SJ)制成的杏汁认可度高,总体感官评价较好。
表4 8种杏汁7个评价指标的定量描述分析结果
三、电子鼻分析
对8种杏汁的电子鼻传感器响应值先取对数,然后进行方差分析(表5)再作图(图2)。方差分析结果表明:W1C对数响应值在早橙(ZC)、银川鸡蛋杏(YD)和沙金红(SJ)间无显著性差异,此3种杏汁与其他5种杏汁间存在显著性差异；W5S对数响应值在银川鸡蛋杏(YD)和孤山大杏梅(GM)间无显著性差异,这两种杏汁与剩余6种杏汁间存在显著性差异；W3C和W5C对数响应值在银川鸡蛋杏(YD)、沙金红(SJ)和孤山大杏梅(GM)间无显著性差异,早橙(ZC)和眉山鸡蛋杏(MD)间无显著性差异,剩余3种杏汁间存在显著性差异；W6S和W3S对数响应值在怀来香白(HX)与剩余7种杏汁间存在显著性差异；W1S对数响应值在银川鸡蛋杏(YD)和沙金红(SJ)间无显著性差异,此两种杏汁与剩余6种杏汁间存在显著性差异；W1W对数响应值在8种果汁间存在显著性差异；W2S对数响应值在早橙(ZC)、银川鸡蛋杏(YD)和沙金红(SJ)间无显著性差异,此3种杏汁与剩余5种杏汁间存在显著性差异；W2W对数响应值在银川鸡蛋杏(YD)和孤山大杏梅(GM)间无显著性差异,眉山鸡蛋杏(MD)和蓟县香白(JX)间无显著性差异,这两组杏汁与剩余4种杏汁间存在显著性差异(见表5)。
表5 8种杏汁电子鼻10种传感器(气味)对数响应值
由图2可直观看出,各传感器对8种杏汁的响应差别程度不同,传感器W1W和W5S的响应值较高,W2W、W2S和W1S的响应值处于中等水平、不突出，W3S、W1C、W3C、W6S和W5C的响应值均较低。这从侧面说明了为什么在杏香味的定量描述分析中评价员只辨别出两种鸡蛋杏杏汁与其余6种杏汁存在差异；电子鼻可获取杏汁挥发物质更详细的信息,能更精确地对8种杏汁加以区分。
图2 杏汁电子鼻香气值(取对数)雷达图
对8种杏汁的电子鼻测试数据进行主成分分析结果(见图3)表明,PC1和PC2累计方差的总贡献率为93.4%。PC1对总变量信息的72.8%进行了解释,主要综合了W1C、W3C、W5C、W1S和W2S的信息,其中W2S和W1S呈负载荷,而W1C、W5C和W3C呈正载荷。PC2对总变量信息的20.6%进行了解释,主要综合了W5S、W1W和W3S的信息,呈正载荷。从PC1看,沙金红(SJ)、银川鸡蛋杏(YD)和早橙(ZC)有重叠,不能区分，蓟县香白(JX)和怀来香白(HX)有重叠,不能区分，眉县鸡蛋杏(MD)和银香白(YX)距离有重叠,不能区分，其他几个品种间可以区分。从PC2看,沙金红(SJ)、银川鸡蛋杏(YD)和早橙(ZC)距离较近但无重叠,可区分，蓟县香白(JX)和怀来香白(HX)距离较近但无重叠,可区分，眉县鸡蛋杏(MD)和银香白(YX)距离较远,可明显区分。综合PC1和PC2来看，8种杏汁分为4组:孤山大杏梅(GM)和早橙(ZC)一组,眉县鸡蛋杏(MD)单独一组,蓟县香白(JX)、怀来香白(HX)和银香白(YX)一组,银川鸡蛋杏(YD)和沙金红(SJ)一组,各种杏汁之间无重叠现象,可基本区分开。
图3 杏汁电子鼻主成分分析
四、电子舌分析
方差分析结果表明，8种杏汁间的酸味、苦味和咸味本味及鲜味回味响应值存在显著性差异(见表6)。从电子舌各传感器的平均响应值雷达图(见图4)可直观看出,除咸味响应值较低外,8种杏汁的酸味、甜味、鲜味、苦味响应值较大,说明酸甜鲜苦是杏汁的主要滋味表现。
表6 8种杏汁电子舌6种传感器(口味)响应值
图4 杏汁电子舌测试雷达图
对8种杏汁电子舌测定数据进行主成分分析的结果(见图5)表明,前两个主成分累计方差贡献率为80.5%,PC1贡献率为54.1%,PC2的贡献率为26.4%。PC1主要综合了酸味、涩味、丰富度(鲜味后味)、鲜味和甜味的信息,其中丰富度、鲜味和甜味呈正载荷,而酸味和涩味呈负载荷。PC2主要综合了涩味回味和苦味的信息,苦味呈负载荷,涩味回味呈正载荷。酸味、涩味、鲜味和甜味是8种杏汁主要的味觉特征。在PC1和PC2中,对8种杏汁的味觉贡献率较大的是酸涩组合和甜鲜组合,二者的贡献作用相反。在PC1和PC2两个维度上,怀来香白(HX)和蓟县香白(JX)为一组,且两者几乎完全重叠、无法区分，YX单独一组，沙金红(SJ)和孤山大杏梅(GM)一组，银川鸡蛋杏(YD)、眉县鸡蛋杏(MD)和早橙(ZC)一组。
图5 杏汁电子舌主成分分析
五、风味(电子鼻+电子舌)拟合分析
基于8种杏汁的电子鼻和电子舌测定数据进行主成分析的结果(见图6)表明,PC1贡献率为50.0%,PC2贡献率为26.9%,总贡献率为76.9%。各类杏汁分布与电子舌主成分分析结果类似,虽然怀来香白(HX)和蓟县香白(JX)杏汁在两个维度上有一定分离度,但区分仍不明显。
图6 杏果汁电子鼻和电子舌拟合主成分分析
基于电子鼻和电子舌测定数据,对8种杏汁样品进行聚类分析的结果(见图7)表明,8种杏汁划分为3个类群:第一类群由早橙(ZC)、眉县鸡蛋杏(MD)、银川鸡蛋杏(YD)、蓟县香白(JX)和怀来香白(HX)5个品种制成的果汁组成；第二类群包括孤山杏梅(GM)和沙金红(SJ)两个品种制成的杏汁；第三类群由银香白(YX)制成的杏汁单独组成。
图7 8种杏汁样品基于风味(电子鼻和电子舌测定数据)的聚类
根据3个类群杏汁的电子鼻和电子舌测定数据进行主成分分析结果(见图8),可以看出第一类群分布在第一、四象限,风味比较丰富,杏汁偏甜；第二类群分布在第三象限,杏汁风味偏酸甜；第三类群分布在第二象限,杏汁风味偏酸涩。
图8 3个类群杏汁的风味(电子鼻和电子舌测定数据)主成分分析
