韓麗娟，黃楚雄，李 潔，嚴(yán)守雷，劉義滿(mǎn)

（1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院，湖北 武漢 430070；2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院，湖北省水生蔬菜保鮮加工工程技術(shù)研究中心，湖北 武漢 430070；3.武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院林業(yè)果樹(shù)研究所，湖北 武漢 430070）

蓮藕（Nelumbo nuciferaGaertn.）是一種多年生宿根水生草本植物[1]，原產(chǎn)于中國(guó)和印度，俗稱(chēng)藕、蓮菜等。蓮藕肥嫩根狀莖可供食用，是我國(guó)重要水生蔬菜，在中國(guó)已栽培3 000多年，分布廣泛，以長(zhǎng)江流域?yàn)橹鱗2]。蓮藕不僅富含淀粉、蛋白質(zhì)、碳水化合物、脂肪等，而且含有礦物質(zhì)、生物堿、酚類(lèi)等活性物質(zhì)[3]。蓮藕的加工品種類(lèi)繁多，其中有東南亞地區(qū)的蓮藕發(fā)酵糖漿、國(guó)內(nèi)的蓮藕復(fù)合飲料、即食藕片、鹽漬藕、脫水藕、蓮藕罐頭、速凍藕等[4-6]。當(dāng)前有關(guān)蓮藕產(chǎn)品風(fēng)味的研究主要集中在鹵藕[7]、油炸藕夾[8]、蓮藕泡菜[9]、牛骨藕湯和排骨藕湯[10]等加工食品上，但是關(guān)注蓮藕本身風(fēng)味的報(bào)道較少。尤其是排骨蓮藕湯，以獨(dú)特而鮮美的味道深受湖北、廣東等南方消費(fèi)者的喜愛(ài)。蓮藕作為主要食材，風(fēng)味是其重要品質(zhì)指標(biāo)，因此選擇一種香氣濃郁、符合大眾口味的蓮藕尤其重要。

隨著風(fēng)味分析技術(shù)的發(fā)展，當(dāng)前測(cè)定揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)提取常用的方法包括蒸餾萃取法[11]、溶劑萃取法[12]、頂空掃集法[13]、頂空固相微萃?。╯olid phase micro-extraction，SPME）等[14]。SPME作為一種新的萃取技術(shù)，能夠減少風(fēng)味物質(zhì)的散失，集采樣、萃取、濃縮、進(jìn)樣一體，保證了食品風(fēng)味的完整性，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于食品風(fēng)味物質(zhì)的定性定量分析中。電子鼻能夠給出樣品風(fēng)味成分整體信息。將電子鼻和氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）共同檢測(cè)，對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，對(duì)檢測(cè)風(fēng)味物質(zhì)更具有可靠性和合理性。采用SPME技術(shù)檢測(cè)樣品中風(fēng)味物質(zhì)的種類(lèi)和含量，使用電子鼻技術(shù)代表樣品的整體性，已用于蝦膏、大米、魚(yú)等食品風(fēng)味分析中[15-16]。

雖然儀器分析具有客觀(guān)性和準(zhǔn)確性等諸多優(yōu)點(diǎn)，但是不能全面評(píng)價(jià)食材的品質(zhì)。因此需要借助感官評(píng)價(jià)。感官評(píng)價(jià)是一種借助人的感官器官檢測(cè)分析產(chǎn)品相關(guān)性的科學(xué)，通過(guò)視覺(jué)、嗅覺(jué)等反映測(cè)定分析解釋產(chǎn)品的一種科學(xué)方法[17]。如基于頂空SPME結(jié)合感官評(píng)價(jià)能夠有效綜合評(píng)價(jià)食材，如菜籽油的風(fēng)味[18]。

本研究以4 個(gè)蓮藕品種為材料，水煮30 min，通過(guò)SPME提取GC-MS定性定量分析，電子鼻技術(shù)進(jìn)行主成分分析，對(duì)蓮藕整體風(fēng)味進(jìn)行比較，結(jié)合感官評(píng)價(jià)，為建立水煮蓮藕風(fēng)味分析及其篩選風(fēng)味蓮藕提供理論指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 材料與試劑

湖北省洪湖藕（‘Honghu Lotus Root’，野生蓮藕，購(gòu)于洪湖農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)）、沔城藕（‘Miancheng Lotus Root’，傳統(tǒng)地方品種，購(gòu)于仙桃市南橋村農(nóng)戶(hù)）、毛節(jié)藕（‘Maojie Lotus Root’，傳統(tǒng)地方品種，購(gòu)于武漢市華中農(nóng)業(yè)大學(xué)菜市場(chǎng)）、鄂蓮五號(hào)（‘Hubei Lotus Root No. 5’，選育品種，來(lái)自武漢市農(nóng)業(yè)科學(xué)院）共4 個(gè)品種，采收日期2019年4月，選取大小均一蓮藕的中間部位。

無(wú)水乙醇、氯化鈉、環(huán)乙酮（均為分析純） 國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司。

1.2 儀器與設(shè)備

TSQ8000Evo型GC-MS聯(lián)用儀 美國(guó)Thermo公司；手動(dòng)SPME進(jìn)樣裝置、50/30 μm DVB/CAR/PDMS萃取頭 美國(guó)Supelco公司；FOX4000型電子鼻 法國(guó)Alpha M.O.S公司；BSA124S分析天平 德國(guó)賽多利斯集團(tuán)；DZ-500K傾斜式真空包裝機(jī) 上海申越包裝機(jī)械有限公司。

1.3 方法

1.3.1 SPME-GC-MS測(cè)定

參考唐翠娥等[19]的方法，略作修改。將40 g蓮藕切成碎丁，裝入100 mL頂空瓶中，蒸餾水定容100 mL加蓋封口，放入電磁爐上沸水煮制30 min，冷卻。均質(zhì)，放入5 g氯化鈉，再放入50 μL環(huán)己酮內(nèi)標(biāo)物（質(zhì)量濃度0.01 mol/L），在50 ℃水浴鍋中平衡20 min，將SPME萃取頭插入頂空瓶，伸出萃取頭中的纖維萃取40 min，縮回纖維、拔針，最后將萃取頭插入GC進(jìn)樣口，伸出纖維，解吸5 min。

GC條件：HP-5石英毛細(xì)管柱（30 m×320 μm，0.25 μm）；程序升溫：起始溫度40 ℃，以5 ℃/min升至230 ℃，保持3 min；進(jìn)樣口溫度250 ℃；氦氣（He），流速1 mL/min；進(jìn)樣方式：不分流。

MS條件：離子源溫度280 ℃，電子能量70 eV，質(zhì)量掃描范圍m/z45～550。

定性：由Xcalibur軟件系統(tǒng)完成，用MS Library of Wiley 7.0和NIST Chemistry WebBook譜庫(kù)相匹配，取正反匹配度均大于800的化合物[20]。

定量：采用內(nèi)標(biāo)法計(jì)算各揮發(fā)性物質(zhì)的絕對(duì)含量。

1.3.2 電子鼻樣品的檢測(cè)

將蓮藕水煮30 min后，打漿，取1 g置于10 mL的頂空進(jìn)樣瓶中，參考李黎[7]的方法，使用FOX4000型電子鼻對(duì)蓮藕中風(fēng)味物質(zhì)進(jìn)行測(cè)定。電子鼻系統(tǒng)共有18 個(gè)傳感器分別為L(zhǎng)Y2/LG、LY2/G、LY0/AA、LY2/GH、LY2/gCTL、LY2/Gct、T30/1、P10/1、P10/2、P40/1、T70/2、PA/2、P30/1、P40/2、P30/2、T40/2、T40/1、TA/2。

具體測(cè)定條件如下：頂空注射參數(shù)：注射體積2 500 μL，注射速率2 500 μL/s；獲取參數(shù)：獲取時(shí)間120 s，獲取周期1 s，延滯時(shí)間300 s；載氣參數(shù)：以干燥空氣為載氣，流速150 mL/min；樣品不加熱。每個(gè)樣品重復(fù)測(cè)定4 次。

電子鼻的數(shù)據(jù)分析采用FOX4000型電子鼻配套的軟件Alpha SOFT 12.4進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

1.3.3 蓮藕的感官評(píng)價(jià)

參考葛孟甜等[21]的方法，略作修改。蓮藕感官評(píng)價(jià)由專(zhuān)業(yè)6 人組成小組，品嘗前不能吃氣味較大食物。切換樣品時(shí)需要漱口。評(píng)分采取100 分，對(duì)不同品種蓮藕進(jìn)行感官評(píng)價(jià)，進(jìn)行總體打分，評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1。

表1 不同品種蓮藕感官評(píng)價(jià)得分Table 1 Sensory evaluation scores of lotus roots from different varieties

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SPSS 23軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)方差分析；使用Origin 8.0、Microsoft Office Excel 2016進(jìn)行圖表制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 基于SPME-GC-MS技術(shù)對(duì)不同品種蓮藕揮發(fā)性成分分析

2.1.1 不同品種蓮藕揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)測(cè)定

通過(guò)SPME-GC-MS技術(shù)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)GC-MS分析與譜圖檢索，4 個(gè)蓮藕品種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)及相對(duì)含量見(jiàn)表2。

4 種蓮藕共鑒定出38 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，其中醛類(lèi)、醇類(lèi)、酸類(lèi)、呋喃類(lèi)對(duì)蓮藕風(fēng)味具有突出貢獻(xiàn)，其中醛類(lèi)物質(zhì)突出，除此之外，還有烷烴類(lèi)、酮類(lèi)、芳香烴類(lèi)、硫類(lèi)、醚類(lèi)、烯烴類(lèi)、酯類(lèi)、其他都是蓮藕揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)的重要組成。其中洪湖藕23 種，沔城藕17 種，鄂蓮五號(hào)17 種，毛節(jié)藕20 種。4 種樣品中有8 種物質(zhì)共同檢出，分別為二甲基硫、正己醛、正辛醛、壬醛、十一醛、3,5-二甲基辛烷、癸醛、2,6-二叔丁基對(duì)甲酚?？闯霾煌贩N揮發(fā)性物質(zhì)的種類(lèi)和含量不同可能造成風(fēng)味差異，不同類(lèi)型的揮發(fā)性成分呈現(xiàn)不同味覺(jué)體驗(yàn)。

根據(jù)表2可知，洪湖藕所含的風(fēng)味物質(zhì)種類(lèi)最多、含量最高，共鑒定出23 種風(fēng)味物質(zhì)，得到風(fēng)味物質(zhì)含量為7.47 μg/kg，其中醛類(lèi)6 種相對(duì)含量為34.40%，烷烴類(lèi)4 種相對(duì)含量為6.02%，醇類(lèi)1 種相對(duì)含量為15.66%，酮類(lèi)2 種相對(duì)含量為2.81%，芳香烴1 種相對(duì)含量為0.54%，硫類(lèi)1 種相對(duì)含量為1.74%，醚類(lèi)1 種相對(duì)含量為0.40%，呋喃類(lèi)1 種相對(duì)含量為5.89%，酸類(lèi)2 種相對(duì)含量為16.87%，烯烴類(lèi)1 種相對(duì)含量為0.40%，酯類(lèi)1 種相對(duì)含量為5.09%，其他2 種相對(duì)含量為10.17%。

沔城藕共鑒定出17 種風(fēng)味物質(zhì)，得到風(fēng)味物質(zhì)2.47 μg/kg，其中醛類(lèi)6 種相對(duì)含量為63.56%，烷烴類(lèi)6 種相對(duì)含量為14.22%，醇類(lèi)1 種相對(duì)含量為8.00%，酮類(lèi)1 種相對(duì)含量為0.89%，硫類(lèi)1 種相對(duì)含量為7.56%，其他2 種相對(duì)含量為5.78%。

鄂蓮五號(hào)共鑒定出17 種風(fēng)味物質(zhì)，得到風(fēng)味物質(zhì)4.42 μg/kg，其中醛類(lèi)6 種相對(duì)含量為69.30%，烷烴類(lèi)2 種相對(duì)含量為11.06%，醇類(lèi)1 種相對(duì)含量為0.90%，芳香烴類(lèi)3 種相對(duì)含量為1.81%，硫類(lèi)1 種相對(duì)含量為0.45%，醚類(lèi)1 種相對(duì)含量為0.68%，呋喃類(lèi)1 種相對(duì)含量為10.16%，烯烴類(lèi)1 種相對(duì)含量為1.58%，其他1 種相對(duì)含量為4.06%。

表2 不同品種蓮藕揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)及相對(duì)含量Table 2 Composition of volatile substances of lotus roots from different varieties

毛節(jié)藕共鑒定出20 種風(fēng)味物質(zhì)，得到風(fēng)味物質(zhì)5.02 μg/kg，其中醛類(lèi)6 種相對(duì)含量為41.07%，烷烴類(lèi)4 種相對(duì)含量為3.77%，醇類(lèi)1 種相對(duì)含量為0.20%，酮類(lèi)1 種相對(duì)含量為1.39%，芳香烴類(lèi)2 種相對(duì)含量為1.19%，硫類(lèi)1 種相對(duì)含量為3.37%，醚類(lèi)2 種相對(duì)含量為1.19%，呋喃類(lèi)1 種相對(duì)含量為5.95%，其他2 種相對(duì)含量為41.87%。

2.1.2 不同品種蓮藕揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)比較

表3 不同品種蓮藕揮發(fā)性物質(zhì)SPM-GC-MS分析Table 3 SPM-GC-MS analysis results of volatile components of lotus roots from different varieties

表3 不同品種蓮藕揮發(fā)性物質(zhì)SPM-GC-MS分析Table 3 SPM-GC-MS analysis results of volatile components of lotus roots from different varieties

注：ND.未檢出。

時(shí)間/min 揮發(fā)性物質(zhì) 絕對(duì)含量/（μg/kg）洪湖藕 沔城藕 鄂蓮五號(hào) 毛節(jié)藕保留1.72 2-硝基乙醇 2-nitro-ethanol ND ND ND 0.01 1.94 二甲基硫 dimethyl sulfide 0.13 0.17 0.02 0.17 3.03 正丁醇 1-butanol ND ND 0.04 ND 5.85 正己醛 hexanal 0.11 0.10 0.18 0.12 7.84 對(duì)二甲苯 p-xylene 0.04 ND 0.05 0.02 8.26 正丁醚 n-butyl ether 0.03 ND ND ND 11.71 2-正戊基呋喃 2-pentyl-furan 0.44 ND 0.45 0.30 12.13 正辛醛 octanal 0.34 0.20 0.51 0.36 12.63 對(duì)甲苯甲醚 1-methoxy-4-methyl-benzene ND ND 0.03 0.05 12.79 鄰-異丙基苯 o-cymene ND ND 0.01 0.04 12.89 甲氧基辛烷 1-methoxy-octane ND ND 0.48 0.16 12.93 2-乙基己醇 2-ethyl-1-hexanol 1.17 0.18 ND ND 13.29 2-乙基-甲酯己酸 2-ethyl-methyl hexanoic acid 0.11 ND ND ND 13.79 2,4,6-三甲基癸烷 2,4,6-trimethyl-hecane ND 0.06 ND ND 14.73 1-(1-環(huán)己烯-1-基)-1-丙酮 1-(1-cyclohexen-1-yl)-1-propanone 0.11 ND ND ND 14.74 3,3,5-三甲基環(huán)己烯 3,3,5-trimethyl-cyclohexene ND ND 0.07 ND 15.30 壬醛 nonanal 1.17 0.80 1.64 1.08 15.39 2,3-二氫-2,2,6-三甲基苯甲醛 0.14 ND ND ND 1,3-cyclohexadiene-1-carboxaldehyde, 2,6,6-trimethyl 16.79 2,3-二甲基癸烷 2,3-dimethyldecane 0.37 ND ND ND 16.96 反式-2-壬醛 (E)-2-nonenal ND 0.01 ND 0.01 17.27 十一醛 dodecanal 0.31 0.07 0.19 0.12 17.35 2-甲基-2-丙基甲酯己酸 1.15 ND ND ND 2-methyl-2-propyl-methyl esterhexanoic acid 17.55 2,2-二甲基-3-氧代丁酸甲酯 0.38 ND ND ND 2,2-dimethyl-3-oxo-methyl ester butanoic acid 17.69 1-亞甲基-1H-茚 1-methylene-1h-indene ND 0.01 ND 0.02 17.68 萘 naphthalene ND ND 0.02 ND 18.18 3,5-二甲基辛烷 3,5-dimethyl-octane 0.01 0.10 0.01 0.01 18.32 癸醛 decanal 0.50 0.25 0.54 0.38 20.29 3,3-二甲基庚烷 3,3-dimethyl-hexane ND 0.04 ND ND 20.30 2,6,11-三甲基十二烷 2,6,11-trimethyl-dodecane ND ND ND 0.01 20.57 草蒿腦 estragole ND ND ND 0.01 21.00 正十三烷 tridecane 0.06 0.04 ND ND 21.57 2,6,10-三甲基十二烷 2,6,10-trimethyl-dodecane 0.01 0.02 ND ND 23.46 (Z)-3-十二碳烯 (Z)-3-dodecene 0.03 ND ND ND 23.63 1-甲基-3-丙基-1-茚 1-methyl-3-propyl-1h-indene 0.06 ND ND ND 23.67 正十四烷 tetradecane ND 0.06 ND 0.01 23.88 十二醛 dodecanal ND ND 0.01 ND 24.83 香葉基丙酮 (E)-5,9-undecadien-2-one, 6,10-dimethyl 0.10 0.02 ND 0.07 26.23 2,6-二叔丁基對(duì)甲酚 butylated hydroxytoluene 0.70 0.12 0.18 2.09

根據(jù)表3可知，4 種蓮藕，醛類(lèi)物質(zhì)含量最為豐富，張靜妍[10]研究檢測(cè)出排骨藕湯中，醛類(lèi)物質(zhì)含量最豐富的，蓮藕增添排骨藕湯的風(fēng)味。不同品種蓮藕都含有6 種醛類(lèi)，類(lèi)別上有所差別，其次是含量上，分別檢測(cè)出洪湖藕、沔城藕、鄂蓮五號(hào)、毛節(jié)藕的含量為2.57、1.43、3.07 μg/kg和2.07 μg/kg。壬醛具有玫瑰香味、柑橘味、脂肪味，癸醛具有脂肪香甜瓜香，正辛醛具有清香橙香，十一醛具有蠟香、檸檬香。正己醛具有清草味、蔬菜芳香[22]。在4 種蓮藕中，洪湖藕的十一醛含量最高。洪湖藕與鄂蓮五號(hào)含量高于其他2 個(gè)品種。醛類(lèi)化合物一般是蓮藕在煮制的過(guò)程中脂肪氧合酶催化下不飽和脂肪酸氧化形成過(guò)氧化物的過(guò)程中產(chǎn)生的[23-24]。說(shuō)明脂質(zhì)氧化是生成蓮藕風(fēng)味的重要途徑，形成蓮藕的蒸煮風(fēng)味。

醇類(lèi)化合物主要來(lái)自熱處理過(guò)程中，源于脂質(zhì)氧化，洪湖藕和沔城藕檢測(cè)到2-乙基己醇，且含量相對(duì)較高為1.17 μg/kg和0.18 μg/kg，2-乙基己醇的感覺(jué)閾值為270 000 μg/kg[25]，基本對(duì)蓮藕風(fēng)味沒(méi)有貢獻(xiàn)。鄂蓮五號(hào)含有正丁醇，毛節(jié)藕含有2-硝基乙醇，含量相對(duì)較少。烴類(lèi)物質(zhì)化合物主要來(lái)源于烷氧自由基的分解，其中洪湖藕、鄂蓮五號(hào)的含量（0.45 μg/kg和0.49 μg/kg）明顯高于其他2 個(gè)品種的。雖然閾值較高，對(duì)蓮藕風(fēng)味直接貢獻(xiàn)不大，但起著一定作用，有助于提高蓮藕整體風(fēng)味。

酮類(lèi)是脂肪氧化的產(chǎn)物，性質(zhì)較穩(wěn)定、香氣持久，一般具有花香氣味，對(duì)食品風(fēng)味貢獻(xiàn)較大[26-27]。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)出香葉基丙酮，生產(chǎn)上常用作香料。洪湖藕、沔城藕、毛節(jié)藕的含量依次為0.10、0.02 μg/kg和0.07 μg/kg。其中洪湖藕含量最高，對(duì)蓮藕總體風(fēng)味也起著關(guān)鍵作用。同時(shí)，洪湖藕還檢測(cè)出1-(1-環(huán)己烯-1-基)-1-丙酮，其他蓮藕中均沒(méi)有檢測(cè)到，可能是洪湖藕獨(dú)特的風(fēng)味。

呋喃類(lèi)呈蔬菜香、豆香，2-正戊基呋喃是亞油酸氧化產(chǎn)生的，洪湖藕與鄂蓮五號(hào)含量高于其他2 個(gè)品種。酸類(lèi)物質(zhì)在4 個(gè)蓮藕品種中只有洪湖藕中檢測(cè)到2 種，含量為1.26 μg/kg，相對(duì)含量較高，并且閾值較低，對(duì)香氣有一定貢獻(xiàn)。酯類(lèi)一般具有令人愉快的水果香氣、呈清香果香，4 個(gè)品種中只在洪湖藕中檢測(cè)到一種酯類(lèi)，2,2-二甲基-3-氧代丁酸甲酯（0.38 μg/kg），這可能是洪湖藕風(fēng)味優(yōu)于其他品種的原因。

芳香烴化合物含量較少甚至沒(méi)有檢測(cè)到，在鄂蓮五號(hào)中檢測(cè)出3 種，對(duì)二甲苯、鄰-異丙基苯、萘含量最高。與韓小苗等[28]檢測(cè)3 種鮮藕風(fēng)味其中鄂蓮五號(hào)含有對(duì)二甲苯結(jié)果相似，可能是由于蓮藕生長(zhǎng)在水下，受到水體污染產(chǎn)生的。硫類(lèi)、醚類(lèi)、烯烴類(lèi)、其他含量較低，增加了蓮藕的復(fù)雜性。

蓮藕水煮后各個(gè)品種種類(lèi)和含量上存在差異，可能是蓮藕品種差異引起的。羅慶[29]采用有機(jī)溶劑萃取檢測(cè)出大量烷烴類(lèi)、芳香烴類(lèi)等化合物，胡西洲等[30]采用水蒸氣蒸餾與乙醇提取蓮藕成分檢測(cè)出羧酸類(lèi)、胺類(lèi)、烷烴類(lèi)等化合物，與本研究有所不同，但是本研究通過(guò)SPME技術(shù)，更能體現(xiàn)蓮藕原有的風(fēng)味。存在差異的原因可能品種、風(fēng)味檢測(cè)方法不同引起的，需要再進(jìn)行研究探討。

綜上所述，在洪湖藕、沔城藕、鄂蓮五號(hào)、毛節(jié)藕4 個(gè)品種中揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)及含量差異較大，與鄧嬌等[31]檢測(cè)6 種蓮花花瓣揮發(fā)性物質(zhì)成分的差異與蓮花品種密切相關(guān)的結(jié)果類(lèi)似。洪湖藕的種類(lèi)最多為23 種，含量最高。醛類(lèi)、烷烴類(lèi)、呋喃類(lèi)、酸類(lèi)、酯類(lèi)含量均較高。香氣表現(xiàn)為脂肪香、玫瑰香味、柑橘味、蒸煮香、蔬菜香。因此洪湖藕可作為最適煨湯的蓮藕品種。

2.1.3 不同品種蓮藕揮發(fā)性物質(zhì)主成分分析比較

表4 主成分的特征值及其貢獻(xiàn)率Table 4 Characteristic values of principal components and their contribution rates to total variance

對(duì)不同品種蓮藕的揮發(fā)性物質(zhì)的種類(lèi)峰面積進(jìn)行主成分分析，得到各主成分特征值、方差貢獻(xiàn)率，累計(jì)方差貢獻(xiàn)率。提取特征值大于1的主成分，結(jié)果如表4所示。第1主成分貢獻(xiàn)率為43.589%，第2主成分貢獻(xiàn)率為32.507%，第3主成分貢獻(xiàn)率23.904%，3 個(gè)主成分貢獻(xiàn)率達(dá)到100%，能夠表達(dá)樣品揮發(fā)性成分的組成，反映了原始變量信息，達(dá)到降維的目的。

圖1 不同品種蓮藕12 類(lèi)揮發(fā)性物質(zhì)的載荷分析圖Fig. 1 Loading plots of 12 volatile compounds in lotus roots from different varieties

如圖1所示，醛類(lèi)、呋喃類(lèi)作為蓮藕主要揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)與第1主成分高度正相關(guān)（載荷系數(shù)＞0.9），硫類(lèi)與第1主成分呈負(fù)相關(guān)（載荷系數(shù)＜－0.7）；第2主成分中載荷最高是酮類(lèi)、醇類(lèi)（載荷系數(shù)＞0.8）；第3主成分中載荷最高的正相關(guān)揮發(fā)性物質(zhì)是醚類(lèi)（載荷系數(shù)＞0.8）。上述結(jié)果說(shuō)明醛類(lèi)、呋喃類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)是水煮蓮藕中重要的揮發(fā)性物質(zhì)，其他種類(lèi)貢獻(xiàn)較大。

圖2 不同品種蓮藕得分圖Fig. 2 Score plots of lotus roots from different varieties

如圖2所示，4 個(gè)品種蓮藕均勻分布在坐標(biāo)軸上，樣品在分布圖上距離越近代表香氣組成相似度越高，第1主成分很好地將沔城藕、毛節(jié)藕與其他2 種蓮藕分開(kāi)，沔城藕與毛節(jié)藕距離相近，說(shuō)明2 種蓮藕香氣相似。第2主成分將洪湖藕、毛節(jié)藕、沔城藕與鄂蓮五號(hào)分開(kāi)，鄂蓮五號(hào)分布在第2主成分負(fù)半軸，影響物質(zhì)主要為芳香烴、烯烴類(lèi)、醛類(lèi)化合物。第3主成分將毛節(jié)藕與沔城藕分布在正負(fù)半軸，影響物質(zhì)主要為其他類(lèi)。

2.2 基于電子鼻技術(shù)對(duì)不同品種蓮藕風(fēng)味物質(zhì)分析

對(duì)4 種水煮蓮藕樣品進(jìn)行電子鼻分析，結(jié)果見(jiàn)圖3A。鄂蓮五號(hào)與洪湖藕、毛節(jié)藕、沔城藕輪廓不一，其中LY2/G、LY2/GH、LY2/gCTL、LY2/gCT為負(fù)值，其他均為正值。傳感器變化較大的為T(mén)30/1、P30/2、P40/2、T70/2、P30/1、PA/2、P40/1、P10/1、LY2/gCTL、LY2/gCT對(duì)鄂蓮五號(hào)與其他3 個(gè)品種感應(yīng)值較大，說(shuō)明洪湖藕、毛節(jié)藕、沔城藕距離相近，較為相似，與鄂蓮五號(hào)風(fēng)味區(qū)別較大，電子鼻主要依靠這些傳感器進(jìn)行區(qū)分。

如圖3B所示，主成分1的方差貢獻(xiàn)率為83.09%，主成分2方差貢獻(xiàn)率為8.22%。前2 個(gè)主成分的方差貢獻(xiàn)率達(dá)91.31%，能夠充分保存樣品的原始數(shù)據(jù)信息。洪湖藕、沔城藕、鄂連五號(hào)、毛節(jié)藕的揮發(fā)性香氣物質(zhì)的電子鼻檢測(cè)值不同重復(fù)的坐標(biāo)位置相對(duì)較為集中，重復(fù)性好，所有樣品基本都能被區(qū)分開(kāi)。洪湖藕、沔城藕、毛節(jié)藕距離較近，風(fēng)味方面有相似，但是每個(gè)樣品都各自成為一組，說(shuō)明不同品種蓮藕之間存在差異性，可能由于品種、地區(qū)位置環(huán)境以及不同栽培管理方式造成的。本研究通過(guò)電子鼻技術(shù)分析4 種蓮藕品種整體風(fēng)味上有明顯差異（圖3），SPME-GC-MS結(jié)果也顯示4 個(gè)品種蓮藕種類(lèi)含量上呈現(xiàn)的差異。SPME-GC-MS技術(shù)對(duì)樣品中揮發(fā)性物質(zhì)具體種類(lèi)的含量進(jìn)行檢測(cè)分析比較，電子鼻分析這些物質(zhì)作為整體時(shí)對(duì)風(fēng)味特征貢獻(xiàn)，得到樣品整體物質(zhì)結(jié)果，因此兩者配合有利于從宏觀(guān)和微觀(guān)上研究樣品風(fēng)味。

圖3 不同品種蓮藕揮發(fā)性物質(zhì)雷達(dá)圖（A）和主成分分析圖（B）Fig. 3 Radar pattern (A) and principal component analysis (B) of volatiles from roots of different lotus varieties

2.3 不同品種蓮藕的感官品質(zhì)分析

由圖4感官分析發(fā)現(xiàn)，洪湖藕的口感最粉糯，質(zhì)地均勻，顏色偏白，風(fēng)味濃郁，綜合評(píng)分最高；沔城藕質(zhì)地較均勻，色澤偏白，風(fēng)味較淡，藕湯滋味較純正；鄂蓮五號(hào)口感質(zhì)地偏硬，顏色粉紅，蓮藕風(fēng)味略淡，湯汁滋味較純正；毛節(jié)藕質(zhì)地較均勻，顏色粉嫩，風(fēng)味略淡，湯汁滋味純正。相比之下，考慮蓮藕口感與風(fēng)味，較適合煨湯的蓮藕是洪湖藕，藕香味濃郁，質(zhì)地均勻，口感粉糯。

圖4 不同品種蓮藕質(zhì)地、色澤、風(fēng)味和湯汁風(fēng)味感官評(píng)分（A）及綜合感官評(píng)分（B）Fig. 4 Sensory scores for texture, color, flavor and soup flavor of different varieties of lotus roots (A) and comprehensive sensory scores (B)

3 結(jié) 論

本實(shí)驗(yàn)利用不同技術(shù)綜合分析4 種蓮藕（洪湖藕、沔城藕、鄂蓮五號(hào)、毛節(jié)藕）的水煮風(fēng)味物質(zhì)成分及感官評(píng)價(jià)。采用SPME提取GC-MS分析檢測(cè)出38 種揮發(fā)性風(fēng)味物質(zhì)，8 種共有物質(zhì)，由不同品種蓮藕種類(lèi)載荷圖得出醛類(lèi)、呋喃類(lèi)、酮類(lèi)、醇類(lèi)、醚類(lèi)是水煮蓮藕中重要的呈香物質(zhì)，其他種類(lèi)貢獻(xiàn)較大。

通過(guò)主成分分析的總得分圖可以將4 個(gè)品種蓮藕進(jìn)行有效區(qū)分。電子鼻分析發(fā)現(xiàn)各個(gè)品種蓮藕揮發(fā)性成分都存在差異。在檢測(cè)的蓮藕中揮發(fā)性物質(zhì)種類(lèi)和含量洪湖藕最豐富，同時(shí)通過(guò)感官分析結(jié)果顯示洪湖藕的質(zhì)地粉糯，風(fēng)味濃郁與頂空SPME的結(jié)果一致。洪湖藕較適合作為煨湯品種，本研究通過(guò)比較4 種蓮藕品種的風(fēng)味結(jié)合感官評(píng)價(jià)，為蓮藕的深加工提供理論依據(jù)。