摘要：采用固相微萃?。⊿PME）技術(shù)結(jié)合氣相色譜-質(zhì)譜（GC/MS）分析得到了21個蘋果樣品的香氣成分，對鑒定出的48種化合物進(jìn)行主成分分析（PCA）。結(jié)果表明，主成分分析能夠?qū)⒃夹畔⒓s化在主分量中，前5個主分量累積貢獻(xiàn)率達(dá)到7549%，分析得出煙臺富士蘋果的獨(dú)特風(fēng)味品質(zhì)主要由丁酸和己酸的酯類化合物以及某些高級醇、烯類、酸類和烯醛等構(gòu)成，較好地反映了煙臺富士系蘋果的香味構(gòu)成情況。

關(guān)鍵詞：富士蘋果；香氣成分；主成分分析

中圖分類號：S661.1文獻(xiàn)標(biāo)識號：A文章編號：1001-4942（2013）01-0063-04

香氣是果實(shí)品質(zhì)的重要質(zhì)量指標(biāo)，主要來源于各種微量的揮發(fā)性芳香物質(zhì)，它們雖然只占果實(shí)鮮重的001%～0001%，但對果品的風(fēng)味卻起著重要的作用[1]。研究者通過對果品中香氣成分的監(jiān)測了解其成熟度，分析果品在貯藏過程中品質(zhì)的變化以及控制果蔬加工品的質(zhì)量。

隨著分析儀器和樣品前處理技術(shù)的發(fā)展，關(guān)于芳香成分的分析水平得到很大的提高，在不同蘋果品種的香氣成分研究方面取得了很大進(jìn)展[2，3]。但這些研究大多就單一樣本進(jìn)行分析測定，其主要香氣成分的確定缺少多個樣本的統(tǒng)計(jì)依據(jù)。

果品香氣成分的形成受到多種因素的影響，同一品種在不同的氣候和地形條件下會產(chǎn)生不同的風(fēng)味[1]。雖然通過色譜分析及取樣技術(shù)的不斷改進(jìn)，能準(zhǔn)確地測定出果品香氣中各種微量成分的含量和比例關(guān)系，為揭開不同果品獨(dú)特風(fēng)味的形成奠定了基礎(chǔ)；但要明確果品中復(fù)雜成分與果品風(fēng)味之間的關(guān)系卻非易事，僅僅從色譜分析的原始數(shù)據(jù)，很難看出各種成分對果品品質(zhì)的貢獻(xiàn)。而主成分分析（principal component analysis）能將多個指標(biāo)簡化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)，以便進(jìn)行更深入的研究，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品業(yè)類眾多質(zhì)量指標(biāo)的選取[4]。

煙臺富士蘋果以其優(yōu)良的品質(zhì)享譽(yù)中外，受當(dāng)?shù)靥赜械臍夂蚝偷匦螚l件影響，形成了獨(dú)特的風(fēng)味品質(zhì)。本研究采用固相微萃?。⊿PME）技術(shù)結(jié)合GC/MS測定了21個不同蘋果樣本的芳香性物質(zhì)成分，并利用主成分分析方法對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得到了煙臺富士系蘋果的主要香氣成分，為評價蘋果品質(zhì)、發(fā)展當(dāng)?shù)毓飞罴庸ぬ峁┝死碚撘罁?jù)。

1材料與方法

11材料

實(shí)驗(yàn)用果于2011年10月8日采自煙臺蘋果主產(chǎn)區(qū)棲霞市，在全市范圍內(nèi)選取21個蘋果采樣點(diǎn)。采樣果樹品種為富士，中年樹齡。從樹冠中部選取未套袋果實(shí)，10月22日在江南大學(xué)分析測試中心進(jìn)行果實(shí)香氣成分的檢測分析。

12儀器及設(shè)備

手動SPME進(jìn)樣器、75 μm Carboxen/PDMS萃取頭（美國Supelco公司制造）；Finnigan Trace MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀（美國 Finnigan公司制造）；FQC-100超聲波清洗機(jī)。

13香氣成分測定

樣品處理：取新鮮待測蘋果樣品，去皮后用小型果汁機(jī)破碎攪勻成果漿，將10 g左右樣品裝入15 ml樣品瓶內(nèi)，加蓋封口。微萃取頭在氣相色譜進(jìn)樣口老化2 h（溫度250℃），然后將萃取頭插入樣品瓶頂空部分，推出纖維頭，室溫條件下超聲波萃取25 min，取出纖維頭插入設(shè)置好條件的GC/MS進(jìn)樣口，250℃條件下解吸25 min，開始數(shù)據(jù)收集。

色譜-質(zhì)譜條件：Finnigan Trace MS氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，OV-1701毛細(xì)管色譜柱（30 m×025 mm×025 μm），載氣He，流速08 ml/min，分流比12∶1，分流流速10 ml/min，恒壓35 kPa，進(jìn)樣口溫度250℃。起始溫度33℃，保留3 min，先以12℃/min上升到60℃，再以6℃/min上升到140℃，最后以20℃/min升至250℃，保持5 min。離子源溫度200℃，電離方式EI，電子能量70 eV。

14數(shù)據(jù)處理方法

由于棲霞市地理環(huán)境復(fù)雜，微地形因素對蘋果品質(zhì)的影響很大，每個樣點(diǎn)香氣成分的類型和含量不盡相同，需要利用主成分分析法對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。主成分分析（PCA）的目的是將數(shù)據(jù)降維，將原變量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以排除眾多信息中的重疊部分，使少數(shù)幾個新變量盡可能地表征原來變量的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)特征而不丟失信息[4]。

在進(jìn)行PCA分析之前，由于不同采樣點(diǎn)組分差異大，高含量組分的作用大大強(qiáng)于低組分，容易對統(tǒng)計(jì)結(jié)果產(chǎn)生影響，因而需要對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。由原始數(shù)據(jù)矩陣X（21，48）首先求出i個樣本的第j個指標(biāo)的平均值j和標(biāo)準(zhǔn)差Sj，利用以下公式求出原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化值：

經(jīng)過以上運(yùn)算得到標(biāo)準(zhǔn)化值矩陣X″（21，48），然后利用主成分分析，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)值矩陣X″（21，48）的特征根、貢獻(xiàn)率和累積貢獻(xiàn)率。其中標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)過程在Excel中運(yùn)算，主成分分析在DPS 2000數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中運(yùn)行。

2結(jié)果與分析

21香氣成分測定結(jié)果

蘋果樣品經(jīng)GC/MS分析后，對相似度大于60%的組分經(jīng)計(jì)算機(jī)譜庫（NBS/WILEY）檢索及與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對照分析，鑒定出蘋果香氣成分中的主要化合物，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，每個蘋果的香氣物質(zhì)均有區(qū)別，表1列出了其中一份檢測樣品蘋果中芳香物質(zhì)的測定結(jié)果。

第一主分量上2-甲基丁酸乙酯（03943）、2-甲基丁酸丙酯（03282）、乙酸乙酯（03063）的作用最大，雖然它們在所有樣本中的平均含量僅為631%；其中，乙酸乙酯作為一種最簡單的酯類化合物，廣泛存在于其他果蔬產(chǎn)品[5～8]中；2-甲基丁酸丙酯和2-甲基丁酸乙酯也存在于曼蜜、金帥和玫瑰等品種的香氣成分中，說明這三種成分是構(gòu)成蘋果香氣的共有成分。

在其它主分量上負(fù)荷量較大的香氣成分主要有乙酸己酯、1-己醇、E，E-2，4-己二烯醛、1-甲基丁酸丙酯、己酸、己酸乙酯、2-甲基丙酸己酯、2-甲基-丁酸己酯、2-甲基丁酸丁酯、丙酸己酯、己酸戊酯、à-法尼烯等（主成分的負(fù)荷量及其特征值和貢獻(xiàn)率見表2）。在這些成分中，包括11種酯類，醇類、烯類、酸類和烯醛類各1種，總含量達(dá)到了40%，這些物質(zhì)是決定煙臺富士蘋果風(fēng)味品質(zhì)的主要因子（特征香氣成分），它們與其它非特征香氣成分一起構(gòu)成了煙臺富士蘋果的獨(dú)特風(fēng)味品質(zhì)。

在非特征香氣成分中，有些雖然其相對含量比較高，但其貢獻(xiàn)率卻相對比較低，不能成為特征香氣成分；可見，以往有些研究僅僅依靠原始測定的含量高低來確定果品的特征香氣成分，存在一定局限性。

3結(jié)論與討論

31主成分分析能將大量指標(biāo)約化為少數(shù)幾個綜合指標(biāo)，本研究中前5個主分量的累積信息量達(dá)7549%，基本上綜合了所測試樣品的特征香氣成分，所得結(jié)果較好地反映了煙臺富士系蘋果的香味構(gòu)成情況。

32通過主成分分析，我們認(rèn)為煙臺富士蘋果的獨(dú)特風(fēng)味品質(zhì)主要由乙酸、丙酸、丁酸和己酸的酯類化合物（主要為2-甲基丁酸乙酯、2-甲基丁酸丙酯、乙酸己酯、1-甲基丁酸丙酯、己酸乙酯、2-甲基-丁酸己酯、2-甲基丁酸丁酯、己酸戊酯、丙酸己酯、2-甲基丙酸己酯等）以及某些高級醇（己醇）、烯類（à-法尼烯）、酸類（己酸）和烯醛（E，E-2，4-己二烯醛）等構(gòu)成。

33本研究的目的在于運(yùn)用數(shù)學(xué)方法剖析果品風(fēng)味品質(zhì)與色譜測定成分間的內(nèi)在關(guān)系，主成分分析法只是個開端，對于系統(tǒng)聚類等其它數(shù)學(xué)方法在這一領(lǐng)域的應(yīng)用及選取更多的品種進(jìn)行研究的工作正在深入，以便能從本質(zhì)上反映兩者間的內(nèi)在聯(lián)系。參考文獻(xiàn)：

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