喬宇，劉璐，吳繼軍，劉利，程薇，陳學(xué)玲，廖李，*

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北武漢430064；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東廣州510610；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所，江蘇鎮(zhèn)江202018）

白桑椹加工品質(zhì)評(píng)價(jià)分析

喬宇1，劉璐1，吳繼軍2，劉利3，程薇1，陳學(xué)玲1，廖李1，*

（1.湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工與核農(nóng)技術(shù)研究所，湖北武漢430064；2.廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)與農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣東廣州510610；3.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所，江蘇鎮(zhèn)江202018）

探討主成分分析在白桑椹加工用品種篩選中的應(yīng)用，篩選白桑椹加工品質(zhì)的有效指標(biāo)。選取9個(gè)白桑椹品種，測(cè)定影響白桑椹加工的主要營(yíng)養(yǎng)成分，并對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行主成分分析。主成分分析結(jié)果表明白桑椹加工品質(zhì)由3個(gè)主成分構(gòu)成，其中總糖、出汁率、總酚對(duì)桑椹加工品質(zhì)的貢獻(xiàn)率最大，占43.600%，篩選出可作白桑椹制汁加工用的品種為綠椹子和大白鵝。

桑椹；品質(zhì)；主成分分析

桑椹是桑科植物桑樹(shù)的果實(shí)，有果桑、藥桑等。桑椹是藥食同源的食物，含有豐富的抗氧化成分（如VE、VC、β-胡蘿卜素）和生物類(lèi)黃酮（如蘆丁、桑色素、槲皮素）等，具有抗氧化、增強(qiáng)免疫力、調(diào)節(jié)血脂、抗輻射等作用［1］。目前，對(duì)果桑的研究主要集中在黑桑椹方面，特別是利用黑桑椹加工成果酒［2］、果醬［3］等產(chǎn)品，相比之下，現(xiàn)在白桑椹的種植面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于黑桑椹，有關(guān)的加工利用較少，特別是白桑椹的品質(zhì)評(píng)價(jià)鮮見(jiàn)報(bào)道。白桑椹雖然花色苷含量低，但并不表示其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值低于黑桑椹，白桑椹果實(shí)碩大，果肉細(xì)膩，濃甜如蜜，食用性更強(qiáng)，因此，白桑椹的開(kāi)發(fā)利用也不容忽視。目前，有關(guān)白桑椹的研究報(bào)道很少。石瑛等人研究了白桑椹對(duì)老年大鼠的抗老化與降脂作用，白桑椹果和白桑椹果汁能降低血中總膽固醇，升高血中高密度脂蛋白，并顯著提高老年大鼠的抗動(dòng)脈硬化指數(shù)［4］。

主成分分析法（principal components analysis，PCA）是一種將多個(gè)因子簡(jiǎn)化成少數(shù)幾個(gè)綜合因子的分析方法，能從眾多變量中剔除具有相關(guān)性的因子，篩選出主要少數(shù)獨(dú)立綜合因子，目前已廣泛應(yīng)用于果蔬等加工專(zhuān)用品種的篩選、質(zhì)量評(píng)價(jià)研究領(lǐng)域。首先求出原始m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的m個(gè)主成分，然后根據(jù)累積方差貢獻(xiàn)率來(lái)選取少數(shù)幾個(gè)主成分來(lái)代替原始指標(biāo)，再將所選取的主成分用適當(dāng)形式綜合，得到一個(gè)綜合指標(biāo)，依據(jù)綜合指標(biāo)對(duì)被評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行排序比較［5-6］。本研究以湖北、江蘇兩地9個(gè)具有代表性的白桑椹品種為研究對(duì)象，分析研究可溶性固形物、總酸含量、還原糖含量、總糖含量、總酚含量等加工指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行主成分分析，并計(jì)算其綜合主成分值，篩選優(yōu)質(zhì)加工品種，以期為開(kāi)展桑椹加工品種選優(yōu)提供理論參考。

1材料與方法

1.1材料

試材來(lái)自湖北省的桂花蜜、珍珠白、大白鵝、白玉王4個(gè)桑椹品種，由湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院經(jīng)濟(jì)作物研究所提供；江蘇省的5個(gè)桑椹品種大馬牙、綠椹子、雞冠白椹子、大白椹、蘇白椹由中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蠶業(yè)研究所提供。分別從無(wú)病害成熟樹(shù)種上采摘并于1個(gè)工作日內(nèi)運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2試劑與設(shè)備

試驗(yàn)所需試劑NaOH、HCl、濃硫酸、苯酚、酒石酸鉀鈉、碳酸鈉、沒(méi)食子酸、福林酚試劑等均由國(guó)藥集團(tuán)提供。

3802型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)：尤尼克（上海）儀器有限公司；PL2001型分析天平：Sartorius科學(xué)儀器（北京）有限公司；LXJ-ⅡB型離心機(jī)：上海安亭科學(xué)儀器廠；DF-101S型集熱式恒溫磁力攪拌水浴鍋：武漢科爾儀器設(shè)備有限公司；PB-10型pH：Sartorius科學(xué)儀器（北京）有限公司；MR550多功能手持式攪拌機(jī)機(jī)：德國(guó)博朗；LB32T阿貝折射儀：廣州市銘睿電子科技有限公司。

1.3檢測(cè)指標(biāo)

1.3.1pH和出汁率

桑椹稱(chēng)重（準(zhǔn)確到0.01 g）后用攪拌機(jī)勻漿3 min～5 min，得到果漿。用100目雙層濾布手?jǐn)D榨取果汁，以不出汁為準(zhǔn)。稱(chēng)取過(guò)濾后的桑椹汁的重量，將過(guò)濾后的桑椹汁的重量除以桑椹的總重，即得出汁率。用pH計(jì)測(cè)定果汁的pH。

1.3.2可溶性固形物

取1.3.1中得到的果汁用阿貝折射儀測(cè)定可溶性固形物含量（%）。

1.3.3總酚含量

精確稱(chēng)取桑椹100 g，加100 g水破碎后，取10 g用蒸餾水定容至100 mL，過(guò)濾，準(zhǔn)確移取3 mL樣品，加入1 mL的福林試劑，混勻，稍置片刻后加入1 mL 1 mol/L的碳酸鈉溶液，用蒸餾水定容至25 mL，混合均勻，在30℃水浴避光條件下放置1 h，用紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)測(cè)定760 nm處的吸光度值，代入標(biāo)準(zhǔn)曲線計(jì)算總酚的濃度，以沒(méi)食子酸為標(biāo)準(zhǔn)品代替樣品作標(biāo)準(zhǔn)曲線，樣品中的總酚以沒(méi)食子酸的含量表示單位為mg/g。

1.3.4總糖含量

采用苯酚-硫酸比色法測(cè)定總糖含量［7］。

1.3.5還原糖含量

采用菲林試劑法測(cè)定還原糖含量［7］。

1.3.6總酸含量

采用NaOH中和滴定法測(cè)定總酸含量［8］。

1.3.7固酸比

可溶性固形物與總酸的比值即為固酸比。

1.3.8蛋白質(zhì)含量

采用凱式定氮法測(cè)定蛋白質(zhì)含量。

1.4數(shù)據(jù)分析

利用SPSS軟件對(duì)9個(gè)桑椹品種的9項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析。利用主成分分析計(jì)算各品種的綜合主成分值，按綜合主成分值大小進(jìn)行排序，對(duì)各品種進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)比較。

2結(jié)果與分析

2.1主成分分析

桑椹各品種的品質(zhì)指標(biāo)測(cè)定見(jiàn)表1。

表1　不同品種桑椹的品質(zhì)指標(biāo)Table 1Quality characteristics of different mulberry varieties

由于各測(cè)定指標(biāo)具有不同的量綱，為了消除由此可能帶來(lái)的不合理影響，在進(jìn)行主成分分析之前先對(duì)數(shù)據(jù)作標(biāo)準(zhǔn)化處理，結(jié)果如表2所示。

采用SPSS13.0軟件對(duì)表2數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，其結(jié)果見(jiàn)表3和表4。

表2　桑椹品質(zhì)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化處理結(jié)果Table 2Standardization treatment results of quality indicators of mulberry

表3　桑椹品質(zhì)評(píng)價(jià)因子的特征值和累計(jì)貢獻(xiàn)率Table 3Eigenvalue and accumulative contribution rate of evaluating factors of mulberry

表4　主成分載荷矩陣Table 4Component matrix

由表3、4可以看出，第一主成分的特征值為3.924，其貢獻(xiàn)率為43.600%，第一主成分主要以總糖含量影響為主，出汁率和總酚含量為輔；第二主成分的特征值為2.588，其貢獻(xiàn)率為28.761%，第二主成分中以蛋白質(zhì)含量的影響為主；第三主成分的特征值為1.204，其貢獻(xiàn)率為13.376%，第三主成分以可溶性固型物含量的影響為主。根據(jù)各主成分的貢獻(xiàn)率，說(shuō)明對(duì)桑椹加工品質(zhì)影響最大的是總糖、蛋白質(zhì)和可溶性固形物含量。

2.2綜合主成分分值

根據(jù)表2中各主成分載荷矩陣和表3中的特征值可以構(gòu)建主成分與桑椹各品質(zhì)指標(biāo)的線性關(guān)系式［9-10］：

以3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)重得到主成分綜合模型Y=0.51Y1+0.34Y2+0.16Y3。根據(jù)以上公式計(jì)算主成分分值和綜合評(píng)價(jià)分值，如表5所示。

表5　不同品種桑椹品質(zhì)預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)結(jié)果Table 5Evaluation results of prediction for different varieties mulberry quality

由表5可以看出，各品種的綜合主成分值各不相同。綜合得分越高，說(shuō)明該品種的綜合品質(zhì)越好。綠椹子的綜合主成分分值最高為1.13，大白鵝綜合主成分分值也達(dá)到1.10分，排序第二，這兩個(gè)品種最適宜加工。雞冠白椹子、大白椹、大馬牙的綜合主成分值為0.87、0.85、0.20，均在0.100分以上，其余所有品種的綜合主成分得分均為負(fù)值。白玉王的綜合主成分值明顯低于其他品種，僅為-2.12分。說(shuō)明綜合品質(zhì)最好的品種為綠椹子和大白鵝，其次為雞冠白椹子、大白椹、大馬牙，而白玉王則綜合品質(zhì)差，最不適宜加工。

以Z1（主成分1）的得分值為橫坐標(biāo)，Z2（主成分2）的得分值為縱坐標(biāo)，得桑椹樣品品質(zhì)的散點(diǎn)圖，如圖1所示。

3結(jié)論

本試驗(yàn)通過(guò)主成分分析法比較了不同白桑椹品種間的差異，并篩選了適宜的白桑椹加工用品種，研究結(jié)果顯示，參試的9個(gè)白桑椹品種中，綠椹子和大白鵝在總糖、可溶性固形物、總酚等加工性質(zhì)綜合表現(xiàn)出較高的加工品質(zhì)，其次為雞冠白椹子、大白椹、大馬牙，而白玉王則綜合品質(zhì)差，最不適宜加工制汁。

圖19　個(gè)樣品主成分分類(lèi)圖Fig.1Figure of PCA of nine samples

9個(gè)品種的桑椹共分為4類(lèi)，綠椹子、大白鵝、白椹子、大白椹為一類(lèi)；大馬牙和桂花蜜為一類(lèi)；蘇白椹、珍珠王、白玉王為一類(lèi)。這3類(lèi)與綜合總成分得分結(jié)果一致，得分在前4名的品種分在一類(lèi)，得分最低的3個(gè)品種分在一類(lèi)。

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［2］汪燕，方建平.多維低糖桑椹果醬的研制［J］.食品工業(yè)科技，2006，27（1）:135-137

［3］吳婧婧，梁貴秋，陸春霞.桑椹酒釀造工藝以及理化和營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)分析［J］.食品與發(fā)酵業(yè)，2011，47（5）:90-94

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［9］楊中，張靜，湯兆星.新疆鮮食葡萄品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，39（12）:7004-7007

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Analysis of Quality Evaluation for Different White Mulberry Varieties

QIAO Yu1，LIU Lu1，WU Ji-jun2，LIU Li3，CHENG Wei1，CHEN Xue-ling1，LIAO Li1，*
（1.Research Institute of Agricultural Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，Hubei，China；2.The Sericulture&Farm Produce Processing Research Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Guangzhou 510610，Guangdong，China；3.The Sericultural Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Zhenjiang 202018，Jiangsu，China）

Principal component analysis（PCA）was used in variety screening for white mulberry，and the effective indicators for processing quality were analyzed.The major nutritional components affecting white mulberry processing were determined from selected 9 white mulberry varieties.Results showed that the processing quality of white mulberry was constituted by 3 principal components.Total sugar，total phenol and juice yield exhibited the biggest contribution to processing quality of white mulberry which was account for 43.600%.Lvshenzi and Dabaie were selected and could be used for the processing of white mulberry.

mulberry；quality；principle component analysis

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.17.002

2014-05-08

農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專(zhuān)項(xiàng)（201303073）

喬宇（1981—），女（漢），副研究員，博士，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品加工。

廖李（1982—），女，助理研究員，研究方向：食品科學(xué)。