王玉榮，折米娜，靳昕東，雙全

（內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與工程學(xué)院，內(nèi)蒙古呼和浩特010018）

雪菊（Coreopsis tinctorial Nutt.），學(xué)名雙色金雞菊，屬菊科，為一年生草本植物，主要分布在海拔3 000 m以上的昆侖山脈[1-2]。研究表明，雪菊富含黃酮、氨基酸、維生素、多糖和揮發(fā)油等多種活性成分，具有調(diào)節(jié)三高、益肝明目、清熱解毒、提高抵抗力等功效[3-5]。雪菊不僅可以入藥，還可以食用，屬藥食兩用植物[6]。因具有豐富的營(yíng)養(yǎng)與藥用價(jià)值，近年來雪菊越來越受到藥理學(xué)家和營(yíng)養(yǎng)學(xué)家的關(guān)注，但目前的研究多集中在對(duì)雪菊活性成分的提取與檢測(cè)或雪菊復(fù)合飲料的研制方面，而與雪菊相關(guān)產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)的報(bào)道較少。

滋味和氣味是評(píng)價(jià)酒類產(chǎn)品品質(zhì)的重要指標(biāo)[7]。本研究采用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用（Gas Chromatograph Mass Spectrometer，GC-MS）[8-9]和電子鼻對(duì)采集的雪菊酒樣品中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定以確定它們中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的成分及含量，并探究造成其與白酒間產(chǎn)生風(fēng)味差異的原因。同時(shí)使用靈敏度高、應(yīng)用范圍廣的電子舌和色度儀對(duì)樣品的各滋味指標(biāo)相對(duì)強(qiáng)度及各色度指標(biāo)差異進(jìn)行定性定量分析[10-11]，并結(jié)合多元統(tǒng)計(jì)學(xué)手段對(duì)雪菊酒品質(zhì)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，以期為雪菊新產(chǎn)品的研發(fā)或雪菊產(chǎn)品品質(zhì)檢測(cè)提供一定的理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　材料與儀器

雪菊酒、白酒：市售；陽離子溶液、陰離子溶液、參比溶液、內(nèi)部溶液：日本Insent公司；SA402B電子舌：日本Insent公司；UltraScan PRO色度儀：美國Hunter－Lab公司；GCMS-QP2020：島津企業(yè)管理（中國）有限公司；PEN3電子鼻：德國Airsense公司。

1.2　試驗(yàn)方法

1.2.1　樣品采集

從呼和浩特市的家樂福、萬達(dá)、維多利等超市各采集3個(gè)品名的雪菊酒和白酒，編號(hào)分別為X1、X2、X3、B1、B2和B3。X1：貴州茅臺(tái)黃金集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的35%vol雪菊酒（露酒）；X2：香港萬基保健食品有限公司生產(chǎn)的35%vol雪菊酒（直接浸泡類配制酒）；X3：香港萬基保健食品有限公司生產(chǎn)的42%vol雪菊酒（直接浸泡類配制酒）；B1：北京順鑫農(nóng)業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的42%vol牛欄山（陳釀酒）；B2：湖北枝江酒業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的45%vol枝江糧谷酒（配制酒）；B3：瀘州老窖股份有限公司生產(chǎn)的42%vol醇香老窖（濃香型）。

1.2.2　雪菊酒滋味品質(zhì)評(píng)價(jià)

測(cè)定前，將傳感器和參比電極置于參比溶液中活化24 h[12]。樣品事先用蒸餾水稀釋一倍，然后將100 mL稀釋液均分在兩個(gè)樣品杯中待測(cè)。測(cè)樣前味覺分析系統(tǒng)先進(jìn)行診斷和自檢，以確保傳感器相應(yīng)信號(hào)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，測(cè)時(shí)傳感器在陽離子與陰離子溶液中洗滌以去除其人工脂膜表面吸附的雜質(zhì)，然后在參比溶液中浸泡30 s得出參比電勢(shì)，接著在樣品溶液中浸泡30 s測(cè)得樣品溶液電勢(shì)，樣品溶液電勢(shì)與參比電勢(shì)的差值即為樣品的酸味、苦味、澀味、咸味、鮮味和甜味的相對(duì)強(qiáng)度值。然后3個(gè)回味電極再在參比溶液中浸泡一定時(shí)間測(cè)得相應(yīng)電勢(shì)，該電勢(shì)與樣品溶液電勢(shì)的差值即為后味A（澀味的回味）、后味B（苦味的回味）和豐度（鮮的回味）這3個(gè)回味指標(biāo)的相對(duì)強(qiáng)度[13-15]。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)4次（甜味測(cè)5次），選取后3次（甜味取后4次）測(cè)定結(jié)果作為本研究要分析的原始數(shù)據(jù)。

1.2.3　雪菊酒揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)品質(zhì)評(píng)價(jià)

1）取樣品1 mL稀釋20倍后置于125 mL電子鼻樣品杯中進(jìn)行香氣成分分析。該電子鼻的傳感器陣列由W1C（側(cè)重測(cè)芳香類物質(zhì)）、W5S（側(cè)重測(cè)氮氧化物）、W3C（側(cè)重測(cè)氨氣、芳香類物質(zhì)）、W6S（側(cè)重測(cè)氫氣）、W5C（側(cè)重測(cè)烷烴、芳香類物質(zhì)）、W1S（側(cè)重測(cè)甲烷）、W1W（側(cè)重測(cè)有機(jī)硫化物、萜類物質(zhì)）、W2S（側(cè)重測(cè)乙醇）、W2W（側(cè)重測(cè)有機(jī)硫化物）、W3S（側(cè)重測(cè)甲烷）等10個(gè)金屬氧化物傳感器組成，可對(duì)不同揮發(fā)性組分進(jìn)行測(cè)定[16]。每個(gè)樣品測(cè)試60 s，每秒測(cè)定一個(gè)響應(yīng)值，該值是傳感器測(cè)試樣品的電阻G與測(cè)試空氣的電阻GO的比值，比值越偏離1說明對(duì)應(yīng)的揮發(fā)性氣體濃度越大[17]。

2）直接取樣品0.5mL，注入GC-MS分析。條件為，色譜柱：SH-Rtx-Wax，30 m×2.25 mm×0.25 μm；進(jìn)樣方式：分流進(jìn)樣；分流比為20∶1；進(jìn)樣口溫度：200℃；升溫程序：40℃保持5 min，以5℃/min升溫至120℃，然后以10℃/min升溫至240℃，維持10 min；恒線速度：30.0 cm/s；離子源溫度：200℃；接口溫度：240℃；采集方式：Scan；質(zhì)量數(shù)范圍：m/z 45 amu～450 amu；MS 程序：3.8 min～5 min 燈絲關(guān)閉。

定性分析：利用NIST14標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)譜庫進(jìn)行定性分析。為保護(hù)燈絲，所有數(shù)據(jù)均在乙醇的出峰時(shí)間3.8 min～5 min關(guān)閉燈絲，定性結(jié)果表中為除去乙醇樣品的百分含量。

1.2.4　雪菊酒色度品質(zhì)評(píng)價(jià)

用校正光阱、黑卡和校正標(biāo)準(zhǔn)白板對(duì)色度儀進(jìn)行校正后將分裝在10 mm比色皿中的樣品置于透射室內(nèi)在“透射”模式下進(jìn)行測(cè)定。測(cè)試完成后采用CIE1976 LAB色度空間對(duì)所得結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)，其中L*表示明度（0～100：白～黑），a*表示紅綠度（-a*～+a*：綠～黃），b*表示黃藍(lán)度（-b*～+b*：藍(lán)～黃），樣品間的總色差 ΔE 通過公式計(jì)算得到[18-20]。

1.2.5　統(tǒng)計(jì)分析

采用聚類分析（ClusterAnalysis）、主成分分析（Principal Component Analysis，PCA）和非加權(quán)組平均法（Unweighted Pair-group Method with Arithmetic means，UPGMA）對(duì)樣品滋味整體結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行分析；采用方差分析（Analysis of Variance，ANOVA）及線性判別式分析（Linear Discriminant Analysis，LDA）對(duì)樣品間各滋味及色度指標(biāo)的差異性進(jìn)行分析。PCA和聚類分析使用SAS 9.2軟件，LDA使用R軟件，其他分析均采用Matlab 2010軟件，作圖采用origin8.5軟件。

2　結(jié)果與分析

2.1　雪菊酒滋味品質(zhì)的評(píng)價(jià)

滋味是評(píng)價(jià)酒類感官品質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)[21]，因而本研究首先使用電子舌對(duì)雪菊酒和白酒的滋味品質(zhì)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，各滋味指標(biāo)的相對(duì)強(qiáng)度如圖1所示。

圖1　酒樣各滋味品質(zhì)相對(duì)強(qiáng)度的熱圖Fig.1　The relative strength heat map of each taste quality of the wine

由圖1可知，雪菊酒與白酒在酸味和甜味這兩個(gè)指標(biāo)上差異較明顯，參照右側(cè)圖例可知雪菊酒的酸味不及白酒的酸味濃郁，而甜味要比白酒的甜味重，這可能與雪菊酒中添加有白砂糖、果糖等配料有關(guān)。值得一提的是，X2、X3的酸味較X1的濃郁；B1的酸味較B2、B3的濃郁而甜味卻不及B2、B3的重。

采用UPGMA對(duì)酒樣滋味整體結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行分析時(shí)所有樣品從整體上看可分為兩個(gè)聚類，即B1、B2、B3較相近可歸為一類，而X1、X2、X3較相似可歸為一類。進(jìn)一步采用多元方差分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)以樣品種類為分組依據(jù)時(shí)，多元方差分析檢驗(yàn)P值顯著（P=0.045）。

本研究進(jìn)一步采用PCA法對(duì)酒樣滋味整體結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行定性分析，分析結(jié)果如圖2所示。

圖2　酒樣滋味品質(zhì)的PC1與PC2因子得分圖Fig.2　PC1 and PC2 factor score chart of the taste quality of wine

使用PCA法對(duì)酒樣滋味整體結(jié)構(gòu)差異進(jìn)行研究時(shí)，PC1主要由酸味、苦味、澀味、咸味、鮮味、后味A、后味B 7個(gè)指標(biāo)構(gòu)成，且占全部變量82.73%的權(quán)重，而PC2的權(quán)重為14.01%僅由甜味和豐度這兩個(gè)指標(biāo)構(gòu)成。由圖2可知，以這兩個(gè)權(quán)重最高的主成分作圖時(shí)，酒樣呈現(xiàn)出明顯的區(qū)分，在水平方向上，雪菊酒較白酒明顯偏右；在垂直方向上，兩類酒無明顯差異，這與UPGMA法分析結(jié)果一致。

由上述分析可以看出雪菊酒與白酒滋味品質(zhì)整體上差異顯著，但究竟是哪些指標(biāo)的不同導(dǎo)致了上述差異的存在，是亟待本研究進(jìn)一步解決的問題。作為一種常規(guī)的判別樣品所屬類型的統(tǒng)計(jì)方法，LDA借助方差分析的思想通過投影將高維的模式樣本映射到最佳鑒別矢量空間，在最大限度提取樣品有用信息的同時(shí)降低特征空間維數(shù)，以提高樣品的可分離性[16-17]。酒樣各滋味品質(zhì)的線性判別分析結(jié)果如圖3所示。

圖3　酒樣各滋味品質(zhì)的LDA得分圖Fig.3　LDA score chart for each taste quality of the wine

由圖3可知，正是由于酸味、后味A、豐度、后味B、鮮味、澀味、甜味和咸味等滋味指標(biāo)的不同導(dǎo)致了兩類酒滋味品質(zhì)存在顯著差異。本研究進(jìn)一步使用顯著性分析對(duì)兩類酒各滋味品質(zhì)的差異性進(jìn)行了分析，其結(jié)果如表1所示。

表1　兩類酒各滋味品質(zhì)差異性分析Table 1　Difference analysis of each taste quality of the wine

由表1可知，雪菊酒在酸味這一指標(biāo)上較白酒清淡（P＜0.05），而在苦味、澀味、咸味、鮮味、甜味、后味 A和后味B這幾個(gè)指標(biāo)上明顯比白酒高（P＜0.05），其中兩類酒間的澀味和咸味差異極顯著（P＜0.001）。值得一提的是，雪菊酒和白酒在豐度上無明顯差異（P＞0.05）。

2.2　雪菊酒揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的分析

揮發(fā)性物質(zhì)作為構(gòu)成和影響酒的風(fēng)味的主要因素，是評(píng)價(jià)酒類品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)[22-23]。因此，分析酒中揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)對(duì)于評(píng)價(jià)酒品質(zhì)量具有重要的意義。

在對(duì)雪菊酒風(fēng)味特征進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)，本研究首先基于電子鼻這一仿生設(shè)備，使用10組選擇性的電化學(xué)傳感器陣列對(duì)其氣味進(jìn)行了識(shí)別。樣品稀釋20倍后，使用傳感器陣列對(duì)其分別測(cè)定60 s，每秒采集一個(gè)響應(yīng)值，在根據(jù)繪制傳感器響應(yīng)曲線的基礎(chǔ)上，進(jìn)而選擇最佳的測(cè)試時(shí)間。電子鼻各傳感器響應(yīng)曲線如圖4所示。

圖4　電子鼻各傳感器響應(yīng)曲線Fig.4　Response curves of each electronic nose sensor

由圖4可知，當(dāng)測(cè)試時(shí)間達(dá)到45 s以后，各傳感器的響應(yīng)曲線基本趨于穩(wěn)定狀態(tài)，在綜合考慮測(cè)試時(shí)間和響應(yīng)曲線穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，本研究選取49 s、50 s和51 s這3個(gè)測(cè)試點(diǎn)的平均響應(yīng)值作為原始數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。不同酒樣各傳感器電導(dǎo)率比值如表2所示。

表2　不同酒樣各傳感器電導(dǎo)率比值（n=6）Table 2　The conductivity ratio in each sensor of wine sample（n=6）

由表2可以看出，10個(gè)傳感器測(cè)出的電阻比值均大于 1，尤以 W5S、W1S、W1W、W2S和 W2W 最為明顯，說明樣品中氮氧化合物、甲烷、萜烯類、乙醇及有機(jī)硫化物的含量較高。

不同酒樣GC-MS分析結(jié)果見表3。

由表3可知，共檢測(cè)出18種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中從雪菊酒中檢測(cè)出14種，從白酒中測(cè)出10種，兩類酒中共有的揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)有6種。總體上看，兩類酒在酯類物質(zhì)種類上無明顯差異，但雪菊酒中的醇類物質(zhì)種類明顯比白酒中的多，這些醇類含量適當(dāng)可以改善酒的口味[24]，而白酒中含有雪菊酒沒有的乙酸、丁酸等物質(zhì)。值得一提的是，雪菊酒中還含有部分未知成分，而這些未知成分在雪菊酒揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)中也占有相當(dāng)大的比例。

2.3　雪菊酒色度品質(zhì)的評(píng)價(jià)

在對(duì)雪菊酒滋味和氣味品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，本研究進(jìn)一步使用色度儀對(duì)雪菊酒的色澤進(jìn)行了定量分析，其結(jié)果如表4所示。

表3　不同酒樣GC-MS分析結(jié)果（n=6）Table 3　The relative contents of wine samples GC-MS analysis（n=6）

表4　酒樣各色度指標(biāo)差異性分析（n=6）Table 4　The difference analysis of each chroma index among the wine（n=6）

由圖4可知，雪菊酒的L*值小于白酒，而a*和b*值呈現(xiàn)出相反的趨勢(shì)，由此可見，雪菊酒亮度要小于白酒，而顏色較白酒要偏紅偏黃，這可能與雪菊酒制作過程中添加了雪菊提取物、紅棗提取物和焦糖色等配料有關(guān)。經(jīng)計(jì)算發(fā)現(xiàn)，雪菊酒和白酒的平均△E值為65.99，遠(yuǎn)大于1.50，因而兩類酒的顏色差異即使通過肉眼觀察亦可識(shí)別[18]。

3　結(jié)論與討論

本研究表明，雪菊酒較白酒的甜味重而酸味要比白酒的淡，兩類酒在苦味、澀味、咸味、鮮味、甜味、后味A和后味B這幾個(gè)指標(biāo)上差異顯著。揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)上，雪菊酒與白酒中在酯類物質(zhì)種類上無明顯差異，但雪菊酒中醇類物質(zhì)種類要比白酒的多，而酸類物質(zhì)較白酒少，但總體來看，兩類酒在揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)上差異并不顯著。色度指標(biāo)上，二者色度差異明顯，經(jīng)肉眼即可區(qū)分出來。雪菊營(yíng)養(yǎng)豐富，然而目前市場(chǎng)上與雪菊相關(guān)的產(chǎn)品種類較少，雪菊酒更是少見，故期望本研究可為提高雪菊產(chǎn)品豐富度提供一定理論依據(jù)。

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