不同产区的妃子笑及怀枝荔枝的甜酸滋味物质比较及电子舌分析

乔 方，黄略略，方长发，顾亚萍，张树飞

（1.深圳职业技术学院 应用化学与生物技术学院，广东 深圳，518055；2.深圳市农产品质量安全检验检测中心，广东 深圳，518040）

我国是荔枝种植大国，种植面积大，产量高，2005年我国荔枝产量已经占全球产量的65%，到2010年，我国荔枝的种植面积达863.53万亩，产量为175.83万t。荔枝果肉鲜美，又富有独特的文化底蕴，深受消费者的喜爱。荔枝因其品种不同，成熟的时间也有所不同，妃子笑为早熟品种，一般的成熟时间大约在5月下旬或6月上旬。荔枝的种植地域不同也影响其成熟的时间，例如，海南妃子笑的成熟时间为4月底或5月初，而四川的妃子笑则要到8月份才能成熟。怀枝属于较晚熟品种，成熟的时间大约在7月初。虽然妃子笑和怀枝的口碑不如桂味和糯米糍，价格也明显低于桂味和糯米糍，但由于其成熟时间占有较大优势，因此对其进行详细的研究很有必要。

荔枝可以被加工成荔枝干[1]、荔枝汁[2]、荔枝果酒[3-4]和荔枝罐头[5]等，虽然荔枝加工业正在发展壮大，但由于新鲜荔枝的甜美口感，鲜食依然最受欢迎，而鲜食荔枝时，风味和滋味是影响荔枝品质的重要方面。作者详细分析了4大产区的妃子笑和怀枝的滋味物质，并与电子舌的测定结果进行了比较，为电子舌在新鲜荔枝滋味测定中的应用提供了支持。

1 材料与方法

1.1 材料与仪器

荔枝：妃子笑和怀枝，分别采自荔枝产业技术体系下设的深圳、广东惠东、广东惠来和广西钦州4个综合试验站。采摘时成熟度一致，外地荔枝于1 d内达到深圳，然后置于4℃冰箱中存放1～2 d，随即进行样品的前处理。

标样：蔗糖、果糖和葡萄糖为分析纯试剂；草酸、酒石酸、苹果酸、莽草酸、乳酸、乙酸、柠檬酸和富马酸：均为分析纯试剂。

仪器：离心机BECKMANJ-301；手持糖度计：日本ATAGO公司PAL-1；烘箱：上海精宏实验设备有限公司 DHG-9123A；pH 计：METTLER TOLEDO；冻干机：深圳艾斯兰德冷机制造有限公司VL-2W。

1.2 试验方法

1.2.1 干物质质量分数测定 先测定荔枝果肉中的水分，再计算出干物质质量分数。采用烘箱常压干燥法测荔枝中的水分[6]。取4 g左右的荔枝果肉放入恒重的称量瓶中，在103℃的烘箱中干燥3 h后取出，冷却后称重，再放入烘箱中继续干燥，每隔1 h取出称重，直到两次质量之差小于0.02 g，认为已经干燥完全。水分质量分数按下面公式计算：

1.2.2 可溶性固形物、pH值和可滴定酸度的测定新鲜荔枝去皮、去核后打浆，果浆离心后过滤，留清液备用。用手持糖度计进行可溶性固形物的测定；用pH计进行pH值的测定；可滴定酸的测定：取10 mL清液，滴入2～3滴酚酞试剂，用0.1 mol/L的NaOH测定，滴定终点为溶液粉红色[7]。所有试验均测定3次，取平均值。

1.2.3 荔枝果肉中糖的测定 参照Huang等的方法[8]，采用 HPLC（HP1200，Agilent）法测定荔枝中的含糖量。取1～2 g左右的冻干荔枝果肉，研磨之后转入100 mL的容量瓶中，用超纯水定容至刻度，然后将浆液先用滤纸进行过滤，再用0.45 μm的膜进行过滤。使用SugarPAK1柱子和示差折光检测器对样品进行分析，流动相为超纯水，流速为0.4 mL/min，进样量为10 μL。使用外标法进行定量，外标曲线使用250 μg/mL～5 mg/mL的糖溶液制得，运行时间为20 min，测定3次取平均值。

1.2.4 荔枝果肉中有机酸的测定 参照向阳等的方法[9]，采用 HPLC（HP1200，Agilent）法测定荔枝中的有机酸含量。前处理过程与测糖基本一致，在用0.45 μm的膜过滤之后，再将样液通过C18小柱，小柱在使用前先用甲醇活化。使用ODS柱（250 mm×4.6 mm）和紫外检测器对样品进行分析，流动相为20 mmol/L的 NaH2PO4溶液，流速为0.8 mL/min，进样量为10 μL，运行时间为15 min。在测定过程中先进单标，以确定每种物质的保留时间，再进混标，分别使用3种不同浓度的混标进样，作出每种物质的外标曲线。试验测定3次取平均值。

1.2.5 维生素C的测定 取1 g样品磨碎后用偏磷酸提取维生素C，参照Lee等[10]的研究，用高效液相法进行维生素C的测定，分析柱用ODS柱（250 mm×4.6 mm），流动相为甲醇∶水∶磷酸=5∶95∶0.05，流速为0.8 mL/min。进样量为5 μL，在245 nm下用紫外检测器检测。使用外标曲线法进行定量，维生素C在6%偏磷酸中的浓度范围为25～200 μg/mL，总运行时间为10 min。

1.2.6 滋味物质的贡献值计算 滋味物质的贡献用浓度阈值比（DOT），即滋味物质的真实浓度与阈值的比值来表示，值大于1表明显著影响滋味，值越大表明物质对滋味的贡献越大[7]。

1.2.7 电子舌分析 作者采用法国AlphaMOS公司研制的Astree电子舌对荔枝样品进行分析。电子舌系统由传感器阵列（7个味觉传感器和1个参比电极 ）、LS48自动进样器、数据采集系统及αSOFTV12.3数据分析软件组成[11]。称取20 g样品于烧杯中，加入60 mL蒸馏水进行稀释后抽滤，取滤液约20 mL进行分析，结果采用主成分分析。

1.2.8 数据分析 试验数据用SPSS 11.5软件进行分析，ANOVA程序用于方差分析，Bivariate程序用于组间相关性分析。当p≤0.05时认为平均值之间有显著差异。

2 结果与讨论

2.1 妃子笑、怀枝荔枝中糖和有机酸的组成

四大产区妃子笑和怀枝的糖测定结果见图1。由图1可知，荔枝中含有3种糖，分别是葡萄糖、果糖和蔗糖。妃子笑和怀枝在含糖量上有共同的特点，除了深圳妃子笑外，所有的样品中蔗糖质量分数均为最少。对于同一产区的两种荔枝来说，妃子笑的果糖质量分数均高于怀枝；深圳和钦州妃子笑的总含糖量低于怀枝，而惠东和惠来妃子笑的总含糖量则高于怀枝。深圳妃子笑的葡萄糖质量分数非常低，导致其无论在总含糖量还是在总甜度上均明显低于其他荔枝样品。对于同一品种的4种荔枝来说，无论是妃子笑还是怀枝，深圳的荔枝总含糖量均为最低。另外，从图1还可以看出，惠东和惠来的妃子笑含糖量无论是总含糖量还是3种糖所占的比例均没有显著差异，几乎是完全一致的；而惠东和惠来的怀枝中，蔗糖质量分数也是相同的。

图1 四大产区妃子笑及怀枝荔枝中糖的种类及质量分数Fig.1 Sugar types and contents of Feizixiao and Huaizhi lychees from four planting area

妃子笑和怀枝的有机酸质量分数见表1。由表1分析可知，荔枝中主要含有草酸、酒石酸、乳酸和苹果酸等8种有机酸，其中酒石酸和苹果酸的质量分数较高，而草酸、莽草酸和富马酸的质量分数较低，这与黄桂颖等[12]的分析结果存在相似之处，但也存在差异。本试验结果中没有检测出丙酮酸，这应该是品种的原因。本试验测定的是妃子笑和怀枝，而黄桂颖等测定品种为增城桂味。当然，测试所用的色谱仪器和柱子不同也会有一定的影响。对于妃子笑荔枝来说，深圳妃子笑的有机酸种类最少，不含乳酸和乙酸，而惠来和钦州的妃子笑均不含乳酸；对于怀枝荔枝来说，8种有机酸都含有的是惠来怀枝，深圳怀枝不含乙酸和柠檬酸，而惠东怀枝不含乳酸和乙酸，钦州怀枝不含乳酸。维生素C的测定采用单独的方法，结果见图2。由图2可知，在同一产区内，妃子笑的维生素C质量分数均高于怀枝，从整体来看，所有妃子笑荔枝的维生素C质量分数同样高于怀枝。

图2 四大产区妃子笑和怀枝荔枝中维生素C的质量分数Fig.2 Vitamin C contents in Feizixiao and Huaizhi lychees from four planting area

2.2 不同品种和不同产区间的荔枝滋味物质比较

四大产区8种荔枝样品的滋味各项指标见表2。研究表明，水果的滋味很大程度上是由其糖酸比决定的[13]，一般意义上的糖酸比就是可溶性固形物与可滴定酸的比值。之所以这样计算，是因为一般认为可溶性固形物代表原料中糖的质量分数，是一种粗略的计算，在本试验中，总糖质量分数已经被清楚的计算出来，因此糖酸比采用总糖和总酸的比值（TS/TA）。由表2可知，妃子笑和怀枝荔枝的糖酸比在 62～118 之间，明显高于苹果（20～60）[14]、柑桔（20～40）[15]和甜樱桃（20～41）[16]的糖酸比，这与消费者对于荔枝很甜的印象和评价是一致的。

表1 四大产区妃子笑和怀枝荔枝中有机酸质量分数的测定结果Tab.1 Results of organic acids in Feizixiao and Huaizhi lychees from four planting area mg/100g

表2 四大产区妃子笑和怀枝荔枝的品质变化Tab.2 Changes of quality in Feizixiao and Huaizhi lychees from four planting area

对于四大产区的妃子笑来说，惠来和惠东的总甜度最高，而深圳的总甜度最低。pH值与可滴定酸之间存在着非常显著相关性（p＜0.01），其中pH值越高，可滴定酸质量分数越低。总有机酸的质量分数为表1中的各项之和再加上维生素C的质量分数。由表2可知，总有机酸和可滴定酸度之间没有显著相关性。4种妃子笑的TS/TA从大到小的顺序为：钦州=惠来＞惠东=深圳，深圳妃子笑的含糖量最低，惠东的含糖量最高，但深圳妃子笑的酸质量分数同样很低，而惠东妃子笑的酸质量分数又是最高，所以两种妃子笑的糖酸比之间并无显著差异。

甜度最大的怀枝是钦州怀枝，深圳和惠东的怀枝总甜度最小。与妃子笑一样，pH值与可滴定酸之间也存在着显著相关性（p＜0.05），总有机酸和可滴定酸度之间没有显著相关性。4种怀枝的TA/TS按照从大到小的顺序排列为：深圳＞惠东=钦州＞惠来，虽然深圳怀枝的含糖量较低，但由于其可滴定酸质量分数很低，使得深圳怀枝的糖酸比最高，另外，深圳怀枝的含水量很高，这使得深圳怀枝有较好的鲜食口感。

2.3 滋味物质的贡献值

不论是糖或酸，含量越高并不意味着其对味觉的贡献越大，对味觉的贡献值不仅与含量有关，还与物质本身的阈值有关。各种物质在水中的阈值浓度引用自 Scharbert等[17]、Fabian 等[18]的研究，草酸、莽草酸和富马酸的贡献值全都小于1，表明对人体味觉的影响可忽略，因此未在文中列出。不同滋味物质的贡献值见表3。从表3中可知，果糖显著影响所有被测荔枝的甜味；蔗糖对深圳妃子笑贡献最大，而对钦州妃子笑和深圳怀枝的贡献值均小于1。表明在这两种荔枝中，蔗糖对其甜味的贡献不明显；葡萄糖对深圳妃子笑甜味的贡献不明显。对于所测荔枝样品，与其它两种糖相比，果糖的贡献均为最大。

从表3还可以看出，酒石酸、苹果酸和抗坏血酸对酸味的贡献值全部大于1；乳酸、乙酸和柠檬酸对含有这3种有机酸的荔枝酸味贡献明显。其中，乳酸对惠来怀枝的酸味贡献最大。总体来说，酒石酸和苹果酸对所测荔枝样品的酸味贡献最大，柠檬酸和抗坏血酸的贡献相对较小。

2.4 妃子笑和怀枝的电子舌分析

图3和图4分别是不同产区的妃子笑和怀枝荔枝的电子舌分析图谱。将选取的理化指标也进行主成分分析，结果见图5和图6。从图谱中可以看出，图3、图4、图 5和图6中 PC1与 PC2之和分别为98.792%、98.695%、99.855%和99.941%，均大于90%，表明取前2个主成分对应的特征向量所决定的两维子空间就能够充分保存原始数据的信息。图3、图 4、图 5和图 6的判别指数分别为 98、95、100和100，表明电子舌和理化指标都能够明显区分不同产区的妃子笑和怀枝样品。将妃子笑的电子舌和理化指标进行对比（图3和图5），可以发现，两张图谱极为相似，4个产区的荔枝样品均分布在图中的4个矩形框中；将怀枝的电子舌和理化指标图谱也进行比较（图4和图6），可以发现两张图谱同样极为相似，钦州荔枝与惠来荔枝的差距最小，而深圳荔枝和其它3种的差距最大，这表明电子舌可以用于区分新鲜荔枝的滋味，并且结果可靠。

表3 主要滋味物质的滋味贡献值Tab.3 Dose-over-threshold value of main taste compounds

图3 妃子笑的电子舌主成分分析图谱Fig.3 PCA map of electronic tongue for Feizixiao lychees

图4 怀枝的电子舌主成分分析图谱Fig.4 PCA map of electronic tongue for Huaizhi lychees

图5 妃子笑理化指标的主成分分析图谱Fig.5 PCA map of physicochemical indices for Feizixiao lychees

图6 怀枝理化指标的主成分分析图谱Fig.6 PCA map of physicochemical indices for Huaizhi lychees

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