主成分分析法在楊梅綜合品質(zhì)評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

楊梅是中國(guó)南方的一種獨(dú)特水果，屬于楊梅科和楊樹科多年生多年生喬木。成熟果實(shí)色澤艷麗,酸甜可口,營(yíng)養(yǎng)豐富,風(fēng)味濃郁。野生種生長(zhǎng)史已有7000多年,人工栽培史已有2000多年。我國(guó)楊梅栽培以長(zhǎng)江流域以南的浙江、江蘇、貴州、云南、福建等省份為主,栽培品種以浙江為最,其次是江蘇和福建楊梅果實(shí)富含糖、酸、花色苷、維生素和礦質(zhì)元素等,酸甜多汁,營(yíng)養(yǎng)豐富1材料和方法1.1不同楊樹林分酸型楊樹果酒發(fā)酵前后品質(zhì)指標(biāo)的測(cè)定本試驗(yàn)所用楊梅果實(shí)均為九成熟,采摘當(dāng)天采用泡沫箱加冰袋運(yùn)至浙江省農(nóng)科院食品所實(shí)驗(yàn)室,剔除損傷果,選擇大小、色澤相對(duì)均勻的新鮮果實(shí),用于鮮樣指標(biāo)測(cè)定;取部分楊梅果肉,用液氮速凍并置于-80℃冰箱保存,用于品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定分析。試驗(yàn)共采集楊梅品種35個(gè),分別為“浮宮1號(hào)”、“大葉種”、“硬絲安海變”、“軟絲安海變”、“大葉細(xì)蒂”、“小葉細(xì)蒂”、“紫晶”、“烏梅”、“東山浪蕩子”、“大核頭”、“小黑頭”、“鳳仙紅”、“黑東魁”、“大炭梅”、“早薺蜜梅”、“余姚黑梅”“早色”、“蕭山早色F1”、“遲色”、“白圃”、“早大梅”、“粉紅”、“烏紫”、“溫嶺大梅”、“荔枝”、“湘紅”、“早佳”、“木葉梅”、“柳葉梅”、“東魁”、“荸薺”、“水晶”、“深紅”、“晚稻”、“黑晶”。主要試劑:草酸、鹽酸、苯酚、碳酸鈉、冰醋酸、高純氮?dú)?、鐵氰化鉀、三氯化鐵、抗壞血酸、鄰菲羅啉、三氯乙酸、磷酸、沒食子酸、福林酚、過氧化氫、酒石酸、蘋果酸、檸檬酸、葡萄糖、果糖、蔗糖,以上試劑均為分析純。1.2儀器、檢測(cè)方法CR-400手持色差儀,日木柯尼卡美能達(dá)公司;PAL-1數(shù)顯式糖度計(jì),日木Atago公司;Metrohm877Titrinoplus自動(dòng)電位滴定儀,瑞士萬通公司;高速組織搗碎機(jī),上海精科實(shí)業(yè)有限公司;GBCCintra20紫外-可見分光光度計(jì),澳大利亞GBC儀器公司;ThermoMR23i高速低溫冷凍離心機(jī),法國(guó)Jouan公司;1200LC高效液相色譜儀,美國(guó)Agilent公司。1.3測(cè)試方法1.3.1單果重1.3.2果實(shí)指數(shù)選取10個(gè)大小均勻、無病害的果實(shí),用數(shù)顯式游標(biāo)卡尺分別測(cè)定并記錄其橫徑和縱徑,根據(jù)如下公式計(jì)算果形指數(shù)1.3.3深色選取10個(gè)大小均勻、無病害的果實(shí),采用CR-400手持色差儀進(jìn)行色澤的測(cè)定,以果實(shí)上2個(gè)對(duì)稱的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定,記錄L1.3.5可溶性糖度計(jì)可溶性固形物采用PAL-1數(shù)顯式糖度計(jì)測(cè)定。隨機(jī)選取5個(gè)外觀大小均勻的楊梅果實(shí),于高速組織搗碎機(jī)中,8000r/min搗碎成勻漿,過濾后取濾液1mL,置于糖度計(jì)中,讀取并記錄可溶性糖度計(jì)的值。重復(fù)3次,取平均值。1.3.6s自動(dòng)電位滴定法可滴定酸含量的測(cè)定采用Metrohm877Titrinoplus自動(dòng)電位滴定儀測(cè)定。果肉勻漿過濾后,取濾液1mL,用去離子水定容至100mL,以0.1mol/L的NaOH溶液滴定,記錄滴定終點(diǎn)所用堿液的體積,計(jì)算可滴定酸含量,重復(fù)3次。1.3.7總酚含量測(cè)定總酚含量的測(cè)定采用Folin-Ciocalteau方法1.3.8維生素c含量的測(cè)定采用分光光度法測(cè)定VC含量1.3.9顏色測(cè)定花色苷含量的測(cè)定采用pH示差法1.3.10.楊酸乙酸鈉和糖組分的測(cè)定有機(jī)酸組分參照MyrnaO等的方法糖組分測(cè)定參照Hu等的方法1.4平行試驗(yàn)結(jié)果本試驗(yàn)除特殊說明外,所有指標(biāo)測(cè)定均重復(fù)3次,結(jié)果所示數(shù)據(jù)均為3次平行試驗(yàn)的平均值。采用Excel2007,SPSS22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。2結(jié)果分析2.1早荸薺及果形指數(shù)如表1所示,不同楊梅品種果實(shí)間感觀品質(zhì)差異較大。其中單果重差異顯著,“東魁楊梅”最大為32.88g;早薺蜜梅最小僅為7.27g。果形指數(shù)大多在0.9~1.0之間,橫徑略大于縱徑,近橢圓形或長(zhǎng)圓形。果實(shí)色澤是衡量楊梅果實(shí)感官品質(zhì)的重要指標(biāo),根據(jù)CIELab顏色系統(tǒng)進(jìn)行分析,L2.2色苷類化合物楊梅的可溶性固形物和可滴定酸含量對(duì)果實(shí)品質(zhì)有重要影響,其含量的高低直接影響楊梅的口感和風(fēng)味植物多酚鄰位酚羥基極易被氧化,通過抑制氧化過程中的酶活性來抑制或減弱氧化反應(yīng)的產(chǎn)生花色苷是多酚的一種,是一類廣泛分布在植物體內(nèi)的多酚類黃酮化合物,其含有多酚羥基,能提供活潑的氫原子,可以與自由基發(fā)生反應(yīng),終止自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng),從而抑制膜質(zhì)過氧化和其它氧化修飾作用2.3不同原料配比的有機(jī)糖汁糖酸組分是楊梅果實(shí)營(yíng)養(yǎng)成分和風(fēng)味物質(zhì)如維生素、氨基酸、芳香物質(zhì)和色素等合成的基礎(chǔ)原料,有機(jī)糖和酸的種類以及比例的差異使得果實(shí)風(fēng)味各不相同2.4不同品種楊樹桃果實(shí)品質(zhì)分析主成分分析是利用降維的思想,將多指標(biāo)轉(zhuǎn)化為少數(shù)綜合指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)方法;這些綜合指標(biāo)保留了原有指標(biāo)的大部分信息,且彼此之間不相關(guān)2.5不同品種楊樹莓原汁的綜合評(píng)價(jià)為了消除不同單位和數(shù)據(jù)量綱的影響,需對(duì)各營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理,轉(zhuǎn)化成均值為0,標(biāo)準(zhǔn)差為1的無量綱數(shù)據(jù)。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化后的各指標(biāo)與因子載荷矩陣計(jì)算各主成分得分,公式如下:以7個(gè)主成分及以每個(gè)主成分所對(duì)應(yīng)的特征值占所提取主成分總的特征值之和的比例作為權(quán)重,計(jì)算主成分綜合模型:在主成分分析的基礎(chǔ)上,根據(jù)綜合得分模型計(jì)算不同品種楊梅果實(shí)的綜合得分,結(jié)果如表5所示,綜合得分越高說明該品種的綜合品質(zhì)越好。結(jié)果表明,綜合品質(zhì)排名前三的品種是“晚稻”、“硬絲安海變”和“荸薺”,說明這3個(gè)楊梅品種的綜合品質(zhì)相對(duì)其它品種要好;得分最低的3個(gè)品種分別為“黑東魁”、“荔枝”和“湘紅”,而這3個(gè)品種也恰好是實(shí)際生產(chǎn)中是瀕臨淘汰的品種。3不同品種楊樹莓果實(shí)品質(zhì)的主成分分析楊梅果實(shí)品質(zhì)指標(biāo)主要包括單果重、果形指數(shù)、色澤、TSS、TA、花色苷、多酚、維生素C和有機(jī)糖酸組分,這些指標(biāo)相互獨(dú)立又密切相關(guān),共同構(gòu)成了楊梅獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)風(fēng)味。本文通過對(duì)不同楊梅品種的感官品質(zhì)、營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)和糖酸組成進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上結(jié)合主成分分析對(duì)不同品種楊梅果實(shí)的綜合品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià),比較不同楊梅品種間的品質(zhì)差異。研究結(jié)果表明:不同品種楊梅果實(shí)感官品質(zhì)差異較大,在單果重、色澤和硬度方面差異顯著;可滴定酸和有機(jī)酸含量“黑東魁”、“柳葉梅”和“荔枝”等含量較高;“晚稻”、“硬絲安海變”和“荸薺”在色澤及抗氧化能力方面相對(duì)較好。對(duì)35個(gè)楊梅品種的17個(gè)品質(zhì)性狀進(jìn)行主成分分析,提取出7個(gè)主成分、累積方差貢獻(xiàn)率達(dá)到83.514%,得到楊梅果實(shí)品質(zhì)評(píng)價(jià)綜合得分模型。綜合得分排在前3名的依次是“晚稻”、“硬絲安海變”和“荸薺”,為