鄧婷婷,2,肖亞冬,*,劉春泉,徐亞元,*,鄭鐵松2,李大婧,宋江峰

(1.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所,江蘇南京 210014; 2.南京師范大學(xué)金陵女子學(xué)院,江蘇南京 210097)

葡萄(VitisviniferaL.)為葡萄科葡萄屬,是一種世界性的漿果類(lèi)水果[1]。其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)豐富,包括粗纖維、糖類(lèi)、有機(jī)酸、蛋白質(zhì)、酚類(lèi)物質(zhì)、氨基酸及多種維生素和礦物元素等[2-3],其中存在于果皮和籽粒中的酚類(lèi)物質(zhì)與抗氧化活性顯著相關(guān),對(duì)癌癥和心腦血管等疾病有一定的預(yù)防作用[4-6]。新鮮葡萄受季節(jié)性影響較大,不易保存。脫水干制是葡萄的一種主要保存方式,傳統(tǒng)葡萄干制大多以自然干燥為主,且產(chǎn)品形式單一[7-9],采用真空冷凍干燥制得的葡萄脆粒,不僅保留了葡萄原有的營(yíng)養(yǎng)成分和色澤,并賦予其一定的硬度和脆度,可作為一種營(yíng)養(yǎng)健康型果蔬休閑食品。在果蔬干制加工中,選擇優(yōu)良的加工品種是降低成本、提高品質(zhì)的關(guān)鍵,因而開(kāi)展果蔬制品原料的評(píng)價(jià),篩選出具有優(yōu)良加工性狀的品種具有重要意義。目前葡萄種類(lèi)較多,不同品種葡萄其外觀色澤、理化性質(zhì)及加工品質(zhì)差異較大,其中干制優(yōu)良品種很多,但適宜加工為葡萄脆粒的優(yōu)良品種還未有報(bào)道,因此針對(duì)葡萄脆粒干制品營(yíng)養(yǎng)和加工特性及品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究亟待開(kāi)展。

目前,常用的果蔬品質(zhì)評(píng)價(jià)方式包括感官評(píng)價(jià)和綜合評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)是由專(zhuān)業(yè)人士對(duì)果蔬產(chǎn)品的感官指標(biāo)進(jìn)行打分。綜合評(píng)價(jià)方法主要包括主成分分析、相關(guān)性分析、聚類(lèi)分析等,目前已在水果、蔬菜領(lǐng)域中廣泛運(yùn)用。姜曉青等[10]采用主成分分析對(duì)所測(cè)指標(biāo)提取了4個(gè)主成分,篩選出核心指標(biāo)并通過(guò)綜合評(píng)價(jià)模型挑選出最適宜速凍加工的菜用大豆籽粒。叢嘉昕等[11]就不同草莓品種凍干果粉進(jìn)行了主成分分析并篩選出核心評(píng)價(jià)指標(biāo),為產(chǎn)品品質(zhì)評(píng)價(jià)提供理論依據(jù)。目前,有關(guān)葡萄品質(zhì)評(píng)價(jià)的研究以新鮮葡萄和葡萄干為主。楊中等[12]以新疆地區(qū)26個(gè)葡萄品種為對(duì)象,運(yùn)用主成分分析和聚類(lèi)分析將9項(xiàng)指標(biāo)用5個(gè)主成分表示并篩選出核心指標(biāo),得出適宜鮮食的葡萄品種。樊丁宇等[13]運(yùn)用因子分析方法對(duì)50個(gè)品種葡萄干制品的9項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行篩選,最終通過(guò)品質(zhì)評(píng)價(jià)模型優(yōu)選出品質(zhì)較好的葡萄干。

本文以江蘇省內(nèi)10個(gè)無(wú)核葡萄品種為對(duì)象,測(cè)定了凍干葡萄脆粒的18項(xiàng)營(yíng)養(yǎng)及加工指標(biāo),通過(guò)描述性統(tǒng)計(jì)、主成分分析和相關(guān)性分析研究不同品種間加工品質(zhì)差異,提取葡萄脆粒品質(zhì)評(píng)價(jià)核心指標(biāo)并建立品質(zhì)評(píng)價(jià)模型,最終篩選出適宜加工為脆粒的葡萄品種,為葡萄深加工產(chǎn)業(yè)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料與儀器

新鮮葡萄 品種分別為夏黑、紫金早生、金星無(wú)核、紅寶石、無(wú)核早紅、愛(ài)神玫瑰、瑞峰無(wú)核、無(wú)核白、楊格爾、京早白,同一品種選取成熟度一致、色澤均勻、無(wú)病蟲(chóng)害的,來(lái)源于江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院溧水植物基地園藝所果園,采摘后及時(shí)置于實(shí)驗(yàn)室4 ℃冷藏庫(kù)備用;1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)、水溶性維生素E(Trolox) 上?；晒I(yè)發(fā)展有限公司;總抗氧化能力(T-AOC)檢測(cè)試劑盒 南京建成生物工程研究所;2,6-二氯靛酚、考馬斯亮藍(lán)G-250 上海藍(lán)季科技發(fā)展有限公司;草酸、酚酞、氫氧化鈉、牛血清蛋白、苯酚、濃硫酸、蒽酮、碳酸鈉、Folin酚試劑、乙醇、亞硝酸鈉、硝酸鋁、碳酸氫鈉、鹽酸、氯化鉀、醋酸、醋酸鈉、葡萄糖 分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;沒(méi)食子酸、抗壞血酸、蘆丁 標(biāo)準(zhǔn)品,上海源葉生物科技有限公司。

CM-700d1全自動(dòng)色差計(jì) 日本柯尼卡美能達(dá)公司;CT3質(zhì)構(gòu)儀 英國(guó)CNS Farmell公司;UV-6300型紫外可見(jiàn)分光光度計(jì) 上海美譜達(dá)儀器有限公司;BLK-FD-0.5真空冷凍干燥機(jī) 江蘇博萊客冷凍科技發(fā)展有限公司;DHG-907385-III電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱 上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司;H-2050R臺(tái)式高速冷凍離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;BS-224-S萬(wàn)分之一分析天平 賽多利斯科學(xué)儀器(北京)有限公司;HH-8恒溫水浴鍋 金壇市環(huán)保儀器廠;KH-7200-DB型數(shù)控超聲波清洗器 昆山禾創(chuàng)超聲儀器有限公司;TG16-WS臺(tái)式高速離心機(jī) 長(zhǎng)沙湘儀離心機(jī)儀器有限公司;Epoch全自動(dòng)酶標(biāo)儀 BioTek公司。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 葡萄脆粒制備 將采摘的無(wú)核葡萄清洗、預(yù)凍經(jīng)真空冷凍干燥保存?zhèn)溆?。真空冷凍干燥流程具體如下:當(dāng)冷阱溫度達(dá)到-35 ℃時(shí),將預(yù)凍葡萄放入凍干倉(cāng)中并關(guān)閉倉(cāng)門(mén),關(guān)閉“冷阱制冷”,打開(kāi)“凍干倉(cāng)制冷”;待物料溫度降至-30 ℃后維持2 h,關(guān)閉“凍干倉(cāng)制冷”,打開(kāi)“冷阱制冷”;設(shè)置干燥工藝參數(shù),待冷阱溫度降至-40 ℃時(shí)開(kāi)啟“真空泵”,真空壓力下降至50 Pa以下時(shí),打開(kāi)“加熱自動(dòng)”,開(kāi)啟“循環(huán)泵”和“加熱開(kāi)關(guān)”,開(kāi)始干燥;待物料溫度與輻射板溫度一致后干燥結(jié)束,干燥時(shí)間約30 h。

1.2.2 水分含量測(cè)定 參照GB5009.3-2016,采用直接干燥法[14]。

1.2.3 產(chǎn)出率測(cè)定 隨機(jī)選取新鮮葡萄,準(zhǔn)確稱(chēng)取其質(zhì)量m1;真空冷凍干燥后,稱(chēng)量葡萄脆粒質(zhì)量m2,凍干后與凍干前質(zhì)量的百分比即為產(chǎn)出率。

1.2.4 色澤測(cè)定 采用全自動(dòng)色差計(jì)對(duì)葡萄脆粒的色度進(jìn)行測(cè)定,獲得L*值、a*值及b*值。其中L*是亮度值,從0～100表示從黑到白;a*是紅值,從負(fù)到正表示從綠到紅;b*為黃值,從負(fù)到正表示從藍(lán)到黃。取5個(gè)平行樣,重復(fù)測(cè)定2次。

1.2.5 硬度和脆度測(cè)定 采用質(zhì)構(gòu)儀對(duì)葡萄脆粒的硬度和脆度進(jìn)行測(cè)定。選用TA4/1000探頭,測(cè)試類(lèi)型為壓縮,目標(biāo)值:5.0 mm,測(cè)試速度:0.5 mm/s,以坐標(biāo)圖中出現(xiàn)的最大壓力峰值表示硬度,單位為g;以下壓探頭第一次沖向樣品過(guò)程中在坐標(biāo)圖上出現(xiàn)的第一個(gè)明顯壓力峰值表示脆度,單位為g。取5個(gè)平行樣,重復(fù)測(cè)定2次。

1.2.6 平均單果重和果形指數(shù)測(cè)定

1.2.6.1 平均單果重 隨機(jī)選取10個(gè)葡萄脆粒,用電子計(jì)重秤稱(chēng)取其總質(zhì)量m(g),平均單果重(g/個(gè))=m/10。取10個(gè)平行樣,重復(fù)測(cè)定2次。

1.2.6.2 果形指數(shù) 每個(gè)品種隨機(jī)選取10個(gè)葡萄脆粒,用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)定其最大橫截徑(cm)和最大縱截徑(cm)[24],取平均值。果形指數(shù)=最大縱截徑(cm)/最大橫截徑(cm)。

1.2.7 樣品處理 真空冷凍干燥的葡萄經(jīng)研磨后制得葡萄粉,參考文獻(xiàn)[22]中方法并作適當(dāng)修改。準(zhǔn)確稱(chēng)取葡萄粉1 g于50 mL離心管中,依次加入20 mL 50%(v/v)的乙醇,超聲輔助浸提30 min(功率100 W、溫度為30 ℃),8000 r/min室溫離心15 min,移取上清液,沉淀再次浸提、離心,操作同上,合并兩次上清液,定容50 mL。

1.2.8 總酸測(cè)定 參照GB/T 12456-2008[15]。

1.2.9 總糖、可溶性糖和可溶性蛋白的測(cè)定 總糖采用苯酚-硫酸法[16],可溶性糖采用蒽酮比色法[17],可溶性蛋白采用考馬斯亮藍(lán)比色法[18]。

1.2.10 維生素C測(cè)定 參照GB5009.86-2016,采用2,6-二氯靛酚法[19]。

1.2.11 總酚測(cè)定 總酚采用Folin-Ciocalteu比色法[20]。將浸提液稀釋10倍,吸取1 mL于試管中,依次加入5 mL蒸餾水,1 mL稀釋1倍的Folin酚試劑,3 mL 7.5%的Na2CO3溶液,混合均勻,常溫下避光反應(yīng)2 h,以空白對(duì)照在765 nm波長(zhǎng)處測(cè)吸光值。其標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=0.114x+0.0699(R2=0.998)。

1.2.12 總黃酮測(cè)定 總黃酮采用NaNO2-Al(NO3)3-NaOH法[21]。移取浸提液2 mL于試管中,用50%乙醇補(bǔ)至3 mL,加0.5 mL 5%亞硝酸鈉溶液,混勻后靜置6 min,再加0.5 mL10%硝酸鋁溶液,搖勻后靜置6 min,再加4 mL 4%氫氧化鈉溶液,加蒸餾水至10 mL,搖勻,放置10 min,以空白對(duì)照在509 nm處測(cè)定吸光值。其標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=0.114x+0.0021(R2=0.9995) 。

1.2.13 花色苷測(cè)定 采用pH示差法[23]。

1.2.14 抗氧化能力測(cè)定

1.2.14.1 DPPH自由基清除能力測(cè)定 樣品預(yù)處理方法同1.2.7。移取0.1 mL稀釋10倍的浸提液,加0.1 mL DPPH 80%乙醇溶液,在避光條件下反應(yīng)30 min,517 nm處測(cè)定吸光度,結(jié)果以Trolox等價(jià)值(μmol Trolox/g)表示。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)以Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制,其濃度梯度為1.5～50 μmol/L。其標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=0.834x+10.767(R2=0.9874)。

表1 葡萄脆粒感官評(píng)分表Table 1 Sensory evaluation standards of grape crisp

1.2.14.2 ABTS+自由基清除能力測(cè)定 準(zhǔn)確稱(chēng)取葡萄粉0.5 g,加入5 mL生理鹽水,冰浴條件下勻漿,4 ℃,12000 r/min,離心5 min,取上清液測(cè)定。移取10 μL樣品液于96微孔板中,加入20 μL過(guò)氧化物酶應(yīng)用液(由過(guò)氧化物酶,PH4.5醋酸緩沖液組成,測(cè)定前以1∶9比例混合),170 μL ABTS工作液。室溫反應(yīng)6 min,405 nm處測(cè)定吸光值,并以相同體積的蒸餾水代替葡萄樣品液為對(duì)照。結(jié)果以Trolox等價(jià)值(μmol Trolox/g)表示。標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)以Trolox標(biāo)準(zhǔn)溶液繪制,其濃度為0.1、0.2、0.4、0.8、1.0 mmol/L。其標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)方程為y=-1.2685x+1.1346(R2=0.9938)。

1.2.15 感官評(píng)價(jià) 根據(jù)GB/T 23787-2009中感官特性進(jìn)行一定修改[25],從色澤、形狀、組織結(jié)構(gòu)、氣味滋味4個(gè)方面制定感官評(píng)分表(見(jiàn)表1),同時(shí)選定15名食品專(zhuān)業(yè)人士(男∶女=7∶8)對(duì)其進(jìn)行打分。

1.3 數(shù)據(jù)處理

如無(wú)特殊備注,每組實(shí)驗(yàn)取3個(gè)平行樣,重復(fù)測(cè)定3次。采用Excel 2010對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,SPSS 16.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行Z-標(biāo)準(zhǔn)化處理、描述性統(tǒng)計(jì)分析、相關(guān)性分析和主成分分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種葡萄加工品質(zhì)分析

10種葡萄脆粒的品質(zhì)指標(biāo)如表2所示。產(chǎn)出率是衡量一個(gè)產(chǎn)品是否優(yōu)質(zhì)的重要指標(biāo),由表2可知,不同品種間產(chǎn)出率有一定差異,而且與平均單果重沒(méi)有一致性。無(wú)核早紅和無(wú)核白有較高的產(chǎn)出率,愛(ài)神玫瑰產(chǎn)出率最低;而平均單果重夏黑最高,其次為瑞峰無(wú)核、無(wú)核白和紅寶石,愛(ài)神玫瑰與楊格爾最低;果形指數(shù)變化范圍為0.91～1.68,無(wú)核白、夏黑、楊格爾果形指數(shù)較大,呈楔形,紅寶石、金星無(wú)核、瑞豐無(wú)核的果形指數(shù)接近1,呈圓錐形;L*值的變化范圍為25.15～62.13,b*值變化范圍為-0.44～36.68,所選品種葡萄脆粒的亮度和黃藍(lán)度差異明顯;a*值變化范圍為0.93～13.42,其中,紅寶石、無(wú)核早紅、瑞豐無(wú)核、愛(ài)神玫瑰的a*值分別為13.42、11.73、10.06、7.80,顯著高于其他品種(P<0.05),表明4種葡萄果實(shí)偏紅色。硬度、脆度是產(chǎn)品口感的重要指標(biāo),優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品具有酥脆的口感。10個(gè)葡萄品種中,夏黑的硬度值最高,顯著高于其他品種(P<0.05),其次為京早白和無(wú)核早紅,其余品種葡萄脆粒硬度值范圍在904.00～2396.00 g左右,楊格爾硬度最低;脆度值范為539.20～2371.00 g,其中夏黑的脆度值最大,其次為無(wú)核白、紅寶石和愛(ài)神玫瑰,楊格爾的脆度值最小,品種間葡萄脆粒硬度和脆度差異顯著(P<0.05);葡萄本身含糖量高,干制后總糖占比較大,總糖范圍為593.79～774.30 mg/g,其中愛(ài)神玫瑰的總糖含量高于其他品種,口感最甜,京早白總糖含量最低?？偹岷糠秶鸀?.62%～5.02%,其中夏黑總酸含量最高,愛(ài)神玫瑰總酸含量最低;葡萄脆粒中可溶性糖含量差別較大,瑞峰無(wú)核含量最高,為259.45 mg/g,其次為無(wú)核白、紅寶石和紫金早生,其余品種可溶性糖含量均低于200 mg/g;金星無(wú)核可溶性蛋白含量最高,為1.85 mg/g,京早白可溶性蛋白含量最低;葡萄干制后其維生素C含量范圍為5.14～14.61 mg/100 g,較新鮮葡萄(VC25 mg/100 g)有不同程度的減少;不同品種間總酚含量差別較大,金星無(wú)核含量最高,為13.48 mg/g,其次為愛(ài)神玫瑰和無(wú)核早紅,分別為12.23和12.08 mg/g,其余總酚含量均低于10.00 mg/g;金星無(wú)核的總黃酮含量最高,其次為無(wú)核早紅和愛(ài)神玫瑰,紅寶石含量最低;實(shí)驗(yàn)選取的葡萄花色苷含量均較低,其中綠色葡萄楊格爾、無(wú)核白和京早白未檢出花色苷,紫金早生花色苷含量最高,為0.65 mg/g;除京早白外,其余品種葡萄脆粒ABTS+·清除能力差異不大;而不同品種DPPH自由基清除能力差異性較大,愛(ài)神玫瑰DPPH自由基清除能力最強(qiáng),楊格爾和紅寶石最弱。

表2 葡萄脆粒理化和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo)Table 2 Physicochemical and nutritional quality evaluation indexes of grape crisp

注:不同小寫(xiě)字母者表示同行差異顯著(P<0.05);“/”表示未檢測(cè)到含量。

2.2 葡萄脆粒品質(zhì)指標(biāo)描述性和相關(guān)性分析

采用描述性統(tǒng)計(jì)分析不同葡萄品種制得葡萄脆粒的18項(xiàng)品質(zhì)指標(biāo),結(jié)果如表3所示。不同品種間各指標(biāo)變異系數(shù)差異較大,18個(gè)指標(biāo)的變異系數(shù)范圍為6.79%～146.78%。變異系數(shù)反應(yīng)了數(shù)據(jù)的變化程度,其中產(chǎn)出率和總糖含量的變異系數(shù)在10%以下,分別為6.79%和8.44%,數(shù)據(jù)變化范圍為13.99%～17.21%和593.79～774.30 mg/g,說(shuō)明不同品種葡萄干制后的產(chǎn)出率和總糖含量差異不明顯。b*值和花色苷含量變異系數(shù)最大,分別為146.78%和88.84%,數(shù)據(jù)的變化范圍為-0.44～36.68和0～0.65 mg/g,原因可能是所選品種外觀差異明顯導(dǎo)致b*值變化范圍較大，綠色葡萄品種花色苷含量極低。其余14項(xiàng)指標(biāo)變異幅度均較大表明所選指標(biāo)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

表 3 凍干葡萄脆粒理化和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的描述性分析Table 3 Descriptive analysis results of physicochemical and nutritional quality evaluation indexes for freeze-dried grape crisp

表4 凍干葡萄脆粒理化和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)相關(guān)性分析Table 4 Correlation analysis of physicochemical and nutritional quality indexes for freeze-dried grape crisp

注:*表示顯著相關(guān),P<0.05,**表示極顯著相關(guān),P<0.01。

對(duì)葡萄脆粒品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行相關(guān)性分析是為了揭示各指標(biāo)的關(guān)聯(lián)程度,為篩選核心指標(biāo)提供依據(jù)。由表4可知,凍干葡萄脆粒各品質(zhì)指標(biāo)在α=0.01水平上存在顯著相關(guān)性的有11個(gè),在α=0.05水平上存在顯著相關(guān)性的有11個(gè)。其中,L*值與a*值、花色苷含量和ABTS+·清除能力呈顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與總酚含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01);b*值與L*值呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與花色苷含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),表明花色苷、總酚含量和ABTS+自由基清除能力受色澤影響較大,且顏色越深含量越高、自由基清除能力越強(qiáng),這與Yang等[26]對(duì)葡萄酒中的酚類(lèi)物質(zhì)和抗氧化活性的研究具有一致性。從表4可以看出,硬度與脆度和平均單果重呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與總酸含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01);總酸含量與總糖含量呈極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),與維生素C含量呈顯著正相關(guān)(P<0.05),原因可能是維生素C易溶于水且呈酸性;總酚含量與可溶性蛋白含量和總黃酮含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與DPPH自由基清除力和ABTS+自由基清除力也有顯著相關(guān)性(P<0.05),與Xu等[27]發(fā)現(xiàn)的抗氧化活性與總酚含量之間的關(guān)系相同。綜上所述,葡萄脆粒的18項(xiàng)指標(biāo)之間存在不同程度的相關(guān)性,說(shuō)明所測(cè)指標(biāo)存在信息重疊,需進(jìn)一步對(duì)18項(xiàng)指標(biāo)簡(jiǎn)化、分類(lèi),從而提高品質(zhì)評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和規(guī)律性。

表5 方差貢獻(xiàn)分析表Table 5 Table of variance contribution analysis

2.3 葡萄脆粒品質(zhì)指標(biāo)主成分分析

主成分分析是為了達(dá)到降維和滿(mǎn)足原始數(shù)據(jù)信息的要求,采用較少的幾個(gè)綜合指標(biāo)替代原來(lái)較多的評(píng)價(jià)指標(biāo),這些指標(biāo)需保留原有指標(biāo)的絕大部分信息,且彼此之間不相關(guān)[28]。葡萄脆粒不同測(cè)定指標(biāo)之間有不同的數(shù)量級(jí)和量綱,為了避免對(duì)結(jié)果造成誤差,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化處理[29]。

數(shù)據(jù)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理后采用主成分分析得到方差貢獻(xiàn)分析表(表5)和經(jīng)方差極大正交旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣表(表6),主成分個(gè)數(shù)根據(jù)特征值λ>1和累積方差貢獻(xiàn)率不低于85%的原則進(jìn)行確定[10,30]。由表5可知,前5個(gè)主成分的特征值大于1,其中第一主成分貢獻(xiàn)率為26.16%,第二主成分貢獻(xiàn)率為19.42%,第三主成分貢獻(xiàn)率為19.01%,第四主成分貢獻(xiàn)率為14.51%,第五主成分貢獻(xiàn)率為10.47%,累計(jì)貢獻(xiàn)率為89.57%,基本能反映初始指標(biāo)的信息,因此將初始的18個(gè)指標(biāo)降為5個(gè)主成分對(duì)葡萄脆粒的品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

最大方差法旋轉(zhuǎn)后的數(shù)據(jù),各因子的載荷值更接近于0或1,對(duì)各主成分下的因子可以更好地解釋和歸納[31]。由表6可知,第一主成分主要綜合了抗氧化能力的信息包括總酚含量、總黃酮含量、可溶性蛋白含量、DPPH自由基清除力、ABTS+自由基清除力;第二主成分主要包括總酸含量、總糖含量、硬度、維生素C含量;第三主成分主要綜合了色澤信息包括a*、b*、L*;第四主成分主要代表了外形和質(zhì)構(gòu)信息包括脆度、平均單果重、果形指數(shù);第五主成分主要代表了加工和營(yíng)養(yǎng)信息包括花色苷含量和產(chǎn)出率。根據(jù)品質(zhì)指標(biāo)篩選原則對(duì)其進(jìn)行分析。

由表6可知,總酚含量在第一主成分中絕對(duì)權(quán)重值最大為0.94,經(jīng)表3可知,總酚含量、總黃酮含量、可溶性蛋白含量、DPPH·、ABTS+·的變異系數(shù)為33.12%、38.73%、46.81%、35.08%、10.69%,均較大。經(jīng)表4相關(guān)性分析知,總酚含量與總黃酮含量和可溶性蛋白含量呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),與DPPH自由基清除力和ABTS+·自由基清除力呈顯著正相關(guān)(P<0.05),與L*值極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01),綜上,第一主成分選擇總酚含量。

表6 主成分載荷矩陣Table 6 Principal component load matrix

第二主成分中總酸含量、總糖含量、硬度、維生素C含量的變異系數(shù)為31.74%、8.44%、44.36%、39.98%(表3)?？偺堑淖儺愊禂?shù)小可舍棄?？偹岷吭诘诙鞒煞种薪^對(duì)權(quán)重值最大為0.95,總酸含量與硬度極顯著正相關(guān)(P<0.01),和維生素C含量顯著正相關(guān)(P<0.05);由于硬度和總酸含量反映不同信息,硬度又與第四主成分中的脆度顯著正相關(guān)(P<0.05),脆度和總酸無(wú)顯著相關(guān)性,故第二主成分選擇總酸。

第三主成分中綜合的色澤信息a*、b*、L*的變異系數(shù)為67.50%、146.78%、33.99%(表3),又L*與a*顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05),與b*呈極顯著正相關(guān)(P<0.01),a*的絕對(duì)權(quán)重值最大為0.87,因此第三主成分選擇a*。

第四主成分中脆度、平均單果重和果形指數(shù)的變異系數(shù)為52.29%、34.68%、21.57%,脆度的絕對(duì)權(quán)重值最大,且脆度與平均單果重呈極顯著正相關(guān)(P<0.01)。果形指數(shù)變異系數(shù)和權(quán)重相對(duì)較小,由此選擇脆度為第四主成分。

第五主成分中花色苷含量、產(chǎn)出率的變異系數(shù)為88.84%、6.79%,產(chǎn)出率的絕對(duì)權(quán)重值最大,二者沒(méi)有顯著相關(guān)性,故選擇花色苷含量和產(chǎn)出率為第五主成分。

表 7 核心指標(biāo)權(quán)重分布表Table 7 Weight distributionTable of core indicators

綜合以上分析結(jié)果,本實(shí)驗(yàn)選擇6項(xiàng)指標(biāo)作為葡萄脆粒品質(zhì)評(píng)價(jià)核心指標(biāo),即總酚含量、總酸含量、a*值、脆度、花色苷含量、產(chǎn)出率。

2.4 葡萄脆粒品質(zhì)評(píng)價(jià)模型建立及驗(yàn)證

2.4.1 核心指標(biāo)權(quán)重確定 根據(jù)方差貢獻(xiàn)表和主成分載荷值,將篩選的葡萄脆粒核心評(píng)價(jià)指標(biāo),即總酚含量、總酸含量、a*值、脆度、花色苷含量和產(chǎn)出率,根據(jù)指標(biāo)理想值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,計(jì)算其在品質(zhì)評(píng)價(jià)模型中的系數(shù),各個(gè)指標(biāo)采用歸一化法確定權(quán)重。由表7可知,葡萄脆粒核心指標(biāo)的權(quán)重系數(shù)依次是0.27、0.20、0.09、0.20、0.16、0.08,說(shuō)明總酚、總酸、脆度對(duì)葡萄脆粒的品質(zhì)影響較大。

表 9 葡萄脆粒感官評(píng)價(jià)得分表Table 9 Grades of sensory evaluation of grape crisp

2.4.2 建立評(píng)價(jià)模型 將10種葡萄脆粒的核心指標(biāo)經(jīng)過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化處理后,與所對(duì)應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重做內(nèi)積,得到如下數(shù)學(xué)模型:

Z=0.27×總酚含量+0.2×總酸含量+0.09×a*+0.2×脆度+0.16×花色苷含量+0.08×產(chǎn)出率

通過(guò)數(shù)學(xué)模型計(jì)算獲得葡萄脆粒品質(zhì)的綜合得分(Z)和排名,得分越高表明該品種葡萄脆粒品質(zhì)越好,得分結(jié)果如表8所示。

表8 凍干葡萄脆粒品質(zhì)評(píng)價(jià)得分及排名Table 8 Socres and ranking of the quality evaluation of freeze-dried grape crisp

2.4.3 品質(zhì)評(píng)價(jià)模型驗(yàn)證

2.4.3.1 感官評(píng)價(jià)結(jié)果 根據(jù)表1從色澤、組織結(jié)構(gòu)、形狀、氣味滋味對(duì)葡萄脆粒進(jìn)行打分,得分結(jié)果與排名如表9所示。其中感官評(píng)價(jià)得分最高的為紫金早生,綜合得分為16.7分;其次是無(wú)核早紅和金星無(wú)核,綜合得分為16.5分、16.2分;楊格爾和京早白得分最差。在色澤方面,紅寶石、紫金早生和金星無(wú)核色澤均勻,呈葡萄本色;從組織結(jié)構(gòu)和形狀可知(圖1),紫金早生、無(wú)核早紅和金星無(wú)核皺縮較小,形態(tài)較完整;從氣味滋味得出,紫金早生和無(wú)核早紅具有較明顯的葡萄香味,口感酥脆。

圖1 不同品種葡萄脆粒產(chǎn)品Fig.1 Products of different varieties of grape crisp 注:a:無(wú)核早紅,b:愛(ài)神玫瑰,c:金星無(wú)核, d:夏黑,e:紫金早生,f:京早白,g:楊格爾, h:無(wú)核白雞心,i:瑞峰無(wú)核,j:紅寶石。

2.4.3.2 感官評(píng)分對(duì)數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)結(jié)果的線(xiàn)性檢驗(yàn) 利用線(xiàn)性回歸檢驗(yàn)?zāi)Ｐ屠L制線(xiàn)性曲線(xiàn),橫坐標(biāo)(X)為Z標(biāo)準(zhǔn)化處理的感官評(píng)分結(jié)果、縱坐標(biāo)(Y)為數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型得分結(jié)果。若線(xiàn)性擬合度良好,表明該數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型可應(yīng)用于構(gòu)建凍干葡萄脆粒品質(zhì)評(píng)價(jià)體系。驗(yàn)證模型前,需對(duì)10個(gè)品種凍干葡萄脆粒的感官得分進(jìn)行Z-標(biāo)準(zhǔn)化處理,結(jié)果如表10所示。

表10 葡萄脆粒感官評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果Table 10 Standard sensory evaluation scores of grape crisp

圖 2 凍干葡萄脆粒感官評(píng)價(jià)-數(shù)學(xué)模型驗(yàn)證Fig.2 Fitness test for sensory-PCA model of vacuum freeze-dried grape crisp

線(xiàn)性回歸分析結(jié)果如圖2所示。由圖2可知,感官得分和數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型二者的線(xiàn)性關(guān)系為Y=0.1757X+0.5283(R2=0.9357),其中R2>0.90,表明感官得分與數(shù)學(xué)評(píng)價(jià)模型擬合度良好。因此,利用數(shù)學(xué)模型反映凍干葡萄脆粒品質(zhì)的優(yōu)劣是合理的。

2.4.4 品質(zhì)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)建立 利用凍干葡萄脆粒品質(zhì)評(píng)價(jià)模型的綜合得分和感官評(píng)價(jià)結(jié)果,結(jié)合概率分級(jí)法[32],將10個(gè)品種凍干葡萄脆粒劃分為4個(gè)等級(jí)。Z≥0.7為Ⅰ級(jí),表示凍干葡萄脆粒品質(zhì)優(yōu)秀;0.5≤Z<0.7為Ⅱ級(jí),表示凍干葡萄脆粒品質(zhì)良好;0.3≤Z<0.5為Ⅲ級(jí),表示凍干葡萄脆粒品質(zhì)一般;Z<0.3為Ⅳ級(jí),表示凍干葡萄脆粒品質(zhì)較差。

由建立的分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)表8可知,紫金早生、金星無(wú)核和無(wú)核早紅屬于Ⅰ級(jí),這三個(gè)品種含有較多總酚和花色苷且制得的脆粒脆度小,最適宜加工為葡萄脆粒;紅寶石、愛(ài)神玫瑰屬于Ⅱ級(jí),較適宜加工為葡萄脆粒;瑞峰無(wú)核、無(wú)核白、楊格爾和夏黑屬于Ⅲ級(jí);京早白屬于Ⅳ級(jí),品質(zhì)較劣,不適合加工為葡萄脆粒。

3 討論與結(jié)論

品種對(duì)果蔬干制品品質(zhì)影響較大,張利娟[7]研究了30個(gè)不同品種葡萄干的總酚、總黃酮及抗氧化活性,發(fā)現(xiàn)不同品種葡萄干之間的抗氧化能力、總黃酮和總酚含量存在顯著性差異。王沛等[33]以20種蘋(píng)果脆片為原料,測(cè)定其16項(xiàng)品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo),發(fā)現(xiàn)不同原料的指標(biāo)間有較大差異。本研究通過(guò)對(duì)江蘇省內(nèi)10個(gè)葡萄品種的18項(xiàng)理化指標(biāo)及加工品質(zhì)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定和分析,發(fā)現(xiàn)不同品種葡萄制得的葡萄脆粒營(yíng)養(yǎng)及加工指標(biāo)有很大不同,為進(jìn)一步篩選適宜加工為葡萄脆粒的優(yōu)良品種提供了理論依據(jù)。

葡萄脆粒品質(zhì)由外觀、風(fēng)味及質(zhì)構(gòu)特性決定,外觀包括顆粒大小、形狀及色澤,風(fēng)味包括可溶性糖、可溶性蛋白及總酸等營(yíng)養(yǎng)成分,質(zhì)構(gòu)特性有硬度和脆度。本研究共選取了硬度、脆度、色澤、產(chǎn)出率、可溶性糖、可溶性蛋白、總糖、總酸、總酚、總黃酮、抗氧化能力等18項(xiàng)指標(biāo)代表葡萄脆粒品質(zhì),描述性統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn),干燥后不同葡萄品種品質(zhì)之間存在較大差異,除產(chǎn)出率和總糖含量外,其它指標(biāo)變異系數(shù)均大于10%,表明所選指標(biāo)具有代表性;相關(guān)性分析可知,總酚、總黃酮與抗氧化能力呈一定的相關(guān)性,與李曉麗等[34]的研究結(jié)果具有一致性。本文通過(guò)主成分分析把18項(xiàng)指標(biāo)分為5個(gè)主成分,貢獻(xiàn)率為89.57%,并結(jié)合相關(guān)性分析把原始指標(biāo)減少為相互獨(dú)立的6個(gè)核心指標(biāo)即總酚、總酸、a*值、脆度、花色苷、產(chǎn)出率,并建立了品質(zhì)評(píng)價(jià)模型。經(jīng)感官評(píng)分驗(yàn)證后,采用品質(zhì)評(píng)價(jià)模型將不同品種葡萄脆粒分為四個(gè)等級(jí),Z≥0.7為Ⅰ級(jí),0.5≤Z<0.7為Ⅱ級(jí),0.3≤Z<0.5為Ⅲ級(jí),Z<0.3為Ⅳ級(jí),發(fā)現(xiàn)紫金早生、金星無(wú)核和無(wú)核早紅得分較高,適宜加工為葡萄脆粒。然而,本實(shí)驗(yàn)?zāi)壳皟H選擇了江蘇省內(nèi)10個(gè)葡萄品種,后期研究還需增加更多無(wú)核葡萄品種,以期建立更加完善的不同品種、不同產(chǎn)地葡萄脆粒品質(zhì)評(píng)價(jià)體系。