我國是世界果蔬生產(chǎn)大國,但是每年由于采摘、分級、包裝、貯藏、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的技術因素,造成了大量損耗。其中運輸過程中的機械損傷是不良消耗的主要原因之一,我國果蔬在運輸過程中產(chǎn)生的損失達 25%~45%,國外發(fā)達國家果蔬的采后損傷也達到 15%~20%。因此,探究運輸振動對果蔬的影響就變得尤為重要。消費者購買果蔬一般會從口感、色澤、風味、營養(yǎng)成分等多方面進行果蔬品質的評價,果蔬產(chǎn)生機械損傷后氣味變化較大。因此,通過氣味品質檢測可探究出運輸振動對果蔬的影響。
茉莉酸甲酯(MeJA)是植物中天然存在的生長調(diào)節(jié)因子,在調(diào)節(jié)植物脅迫反應和發(fā)育過程方面發(fā)揮著重要的作用。MeJA可以修復果蔬外來的機械損傷,防止病原菌侵染,還可促進果蔬營養(yǎng)成分的有效積累,提高果實的營養(yǎng) 價 值,延 長 其 貯 藏 期。但MeJA 在振動蔬 菜 上 鮮 有 研 究,因 此 該 研 究 利 用電子檢測技術分析尖椒、青圓椒、西蘭花3種蔬菜在運輸振動后氣味品質的變化,探究茉莉酸甲酯處理對振動后果蔬氣味品質的影響。材料與方法
樣品處理
尖椒、青圓椒、西蘭花均以同種方法進行處理。以尖椒為例:將挑選好的尖椒平均裝 入5個紙箱中,分別做如下處理(表1)

結果與分析
尖椒振動電子鼻分析
尖椒運輸振動主成分分析
如 圖1所示,PCA是一種掌握事物主要矛盾的統(tǒng)計分析方法。該方法通過將所提取的傳感器多指標的信息進行數(shù)據(jù)轉換和降維,并對降維后的特征向量進行線性分類,最后在PCA 分析的散點圖上顯示試驗主要的兩維散點圖。圖1為運輸振動和未振動尖椒的 PCA 分析圖(A 組),處理組和對照組的尖椒主成分1的貢獻率為84.77%,主成分2的貢獻率為15.08%,總貢獻率為99.85%。表明2個主成分已經(jīng)基本代表了樣品的主要信息特征,電子鼻能夠對樣品和貯藏時 間 加 以 區(qū) 分。尖 椒 振 動 組 和 未 振 動 組 前6d的揮發(fā)性物質成分區(qū)域較為接近,說明振動組和未振動組貯藏前6d尖椒果實揮發(fā)性物質變化不大,而貯藏8d時揮發(fā)性物質成分區(qū)域與前6d距離較遠,10d果實的揮發(fā)性物質成分區(qū)域與8d距離較 遠,說 明 尖 椒 果 實 揮 發(fā) 性 物 質 在 貯 藏8d 和10d均有明顯變化,可以作為尖椒新鮮度降低的拐點。用 PCA 分析可以明顯對振動組和未振動組尖椒不同貯藏時間進行區(qū)分。

雷達圖是利用電子鼻的不同傳感器所檢測到的不同類型 揮 發(fā) 物 質 的 特 征 圖。從 圖2可以看出,隨著貯藏時間的延長,雷達圖的外形均不相同,2號和7號傳感器的響應值最大,說明尖椒揮發(fā)性成分主要含有氮氧化合物和有機硫化物。如圖2(A)為尖椒振動組和對照組在0~6d的雷達圖(A 組),前6d振動和不振動的尖椒氣味與初值相比,有所增加,說明振動并未減弱尖椒前6d氣味,甚至隨著貯藏時間的增加,尖椒的香氣更加濃郁。前4d不振動組2號和7號的傳感器響應值要高于振動組,說明前4d不振動尖椒香氣要明顯于振動尖椒,可能是振動組的果蔬發(fā)生了生物形 變,生物出現(xiàn)了細胞的破壞,比未振動組散發(fā)出較少的香氣物質。圖2(B)為尖椒0d和8~10d的雷達圖,8~10d尖椒2號和7號傳感器總體小于初值,說明貯藏8d后,尖椒散發(fā)的香氣物質要低于0d,8d后尖椒的商品價值明顯降低,風味品質下降。


綜上,利用PCA 分析方法可區(qū)分 MeJA 處理后的尖椒揮發(fā)性物質,但還有8d后區(qū)分不夠明顯,需要借助雷達圖進行細致分析。
茉莉酸甲酯對尖椒運輸振動影響雷達圖分析

青圓椒振動電子鼻分析
青圓椒運輸振動主成分分析
如圖5所 示,為運輸振動 CK 和不振動 CK青圓椒的 PCA 分析圖(A 組),2組的尖椒主成分1的貢獻率 為 97.05%,主成分 2 的貢獻率為2.85%,總貢獻率 為99.90%。表明2個主成分已經(jīng)基本代表了樣品的主要信息特征,電子鼻能夠對樣品和貯藏時間加以區(qū)分。從 圖5可以看出,青圓椒的振動 CK 和不振動 CK10d內(nèi)的揮發(fā)性物質成分區(qū)域較為接近,且不同貯藏時間內(nèi)揮發(fā)性物質成分區(qū)域有重疊,說明振動組和不振動組貯藏10d內(nèi)的青圓椒果實揮發(fā)性物質變化不大,在貯藏期內(nèi),運輸振動和不振動對青圓椒的氣味影響不大,均可保持青圓椒的香氣。

由圖6青圓椒的振動PCA 所示,青圓椒振動CK 組和不振 動 CK 組(A 組)在貯藏時間內(nèi),氣味變化并不明顯,以青圓椒貯藏2d和10d為例,做青圓椒的 振動雷達圖,如圖6(A)和(B)所示。振動 CK 組和不振動 CK 組的雷達圖的外形相近,接近于初值,2號和7號傳感器的響應值均為最大。運輸振動后貯藏10d內(nèi)對青圓椒的氣味影響并不大,不會影響青圓椒的商品價值。

如圖7所示,為運輸振動清水 CK 和不振動清水 CK 青圓椒的 PCA 分析圖(B組),其中尖椒主成分1的貢獻率為91.42%,主成分2的貢獻率為5.56%,總貢獻率為96.98%。表明2個主成分已經(jīng)基本代表了樣品的主要信息特征,電子鼻能夠對樣品和貯藏時間加以區(qū)分。從圖7可以看出,青圓椒振動清水 CK 組、不振動清水 CK 組和振動 MeJA 組在相同貯藏天數(shù)下,揮發(fā)性物質成分區(qū)域并未重合,可以很明顯的看出,振動 MeJA 組的揮發(fā)性物質成分區(qū)域比振動清水 CK 組和不振動清水 CK 組更接近初值。試驗表明,用MeJA 處理可以有效抑制青圓椒氣味的改變,延長青圓椒的貨架期,保持其新鮮度。

由圖8青圓椒的振動雷達圖可知,青圓椒在相同貯藏天數(shù)后,青圓椒振動清水 CK 組、不振動清水 CK 組和振動 MeJA 組(B組)呈現(xiàn)相同的變化,所以雷達圖以2d和10d為例。如圖8(A)和(B)所示,為青圓椒振動清水 CK 組、不振動清水CK 組和振動 MeJA 組在貯藏2d和10d的雷達圖。2號和7號傳感器的響應值均為最大,振動MeJA 組的青圓椒氣味的改變最小,其氣味接 近初值。因此,用 MeJA 處理振動后的青圓椒可以有效延長其貨架期,防止青圓椒的腐敗。

西蘭花運輸振動主成分分析
如圖9所示,振動 CK 組和不振動 CK 組(A組)的西蘭花主成分1的貢獻率為94.76%,主成分2 的貢獻率為 5.04%,總貢獻率為 99.80%。表明2個主成分已經(jīng)基本代表了樣品的主要信息特征,電子鼻能夠對樣品和貯藏時間加以區(qū)分。前3d,振動 CK 組和不振動 CK 組的揮發(fā)性物質成分區(qū)域接近初值,4d均遠離初值,西蘭花的揮發(fā)性物質在4d發(fā) 生 改 變,此時西蘭花的新鮮度降低,失去商品價值。在相同貯藏時間下,不振動CK 組比振動 CK 組揮發(fā)性物質成分區(qū)域更接近初值,說明在相同貯藏天數(shù)下,西蘭花經(jīng)過振動后,氣味更容易發(fā)生改變。運輸過程中更容易使西蘭花發(fā)生損傷,如擦傷、淤傷和擦傷帶有淤傷,這些擦傷會減少西蘭花貯藏時間,使西蘭花更易腐敗。

圖10(A)為西蘭花前3d的雷達圖(B 組),前3d西蘭花的氣味變化并不明顯,均接近初值,說明此時的西蘭花新鮮,具有商品價值。4d西蘭花的氣味與 初 值 相 比 明 顯 改 變,2號 和7號 傳感器的響應值變化明顯,此時西蘭花腐爛變質,出現(xiàn)其它氣味,失去商品價值。不振動 CK 組的氣味明顯好于振動 CK 組,說明振動影響西蘭花組織表皮細胞的滲透和細胞壁的降解,并影響運輸后西蘭花的硬度和外部變化,降低商品價值。

如圖11所示,清水CK 組和振動 MeJA 組(B組)的西蘭花主成分1的貢獻率為82.36%,主成分2的貢獻率為17.44%,總貢獻率 為99.80%。表明2個主成分已經(jīng)基本代表了樣品的主要信息特征,電子鼻能夠對樣品和貯藏時間加以區(qū)分。如圖11所示,2d后振動清水 CK 組、不振動清水CK 組和振動 MeJA 組的揮發(fā)性物質成分區(qū)域遠離初值,說明經(jīng)過清水浸泡的西蘭花,比未經(jīng)過清水浸泡的西蘭花更容易腐敗,貯藏2d氣味就改變較為明顯。在相同貯藏時間下,經(jīng)過 MeJA 處理的西蘭花揮發(fā)性物質成分區(qū)域距離初值較為接近,說明,運輸振動后的西蘭花,經(jīng)過 MeJA 浸泡可以有效減弱西蘭花氣味的改變,提高商品價值和貯藏品質。貯 藏4d后,西蘭花氣味改變較為明顯,此時西蘭花完全失去商品價值。

如圖12所示,2號和7號傳感器的響應值變化明顯。圖12(A)所示,貯藏1d時,不振動清水CK 組、振動清水 CK 組和振動 MeJA 組(B組)的西蘭花氣味變化均不大,說明貯藏1d西蘭花新鮮,具有較高的商品價值。MeJA 處理過的西蘭花與振動清水CK和不振動清水CK相比更接近初值,說明,用 MeJA處理振動后的西蘭花可以有效降低西蘭花的損傷,提高其商品價值。圖12(B)所 示,2d后,西蘭花的氣味改變明顯,經(jīng)過 MeJA 處理后的西蘭花氣味變化較小,因此用 MeJA 處理可以有效抑制振動后的西蘭花氣味變化,延長貨架期。

對振動組和 MeJA 處理組的尖椒、青 圓 椒 和西蘭花進行檢測,分析運輸振動對蔬菜變化與電子鼻無損檢測間的關系,利用對傳感器響應值進行PCA 方法的分析,實現(xiàn)了蔬菜運輸振動后的新鮮度鑒別。當采用 PCA 方 法分 析 時,電 子 鼻 可以區(qū)分處理組與對照組的蔬菜,并且可以區(qū)分不同貯藏時間的尖椒和西蘭花。采用雷達圖分析方法可得出,傳感器 W5S、W1W 在檢測中作用最大,對區(qū)分蔬菜是否新鮮,是否有商品價值貢獻最大。不振動組的尖椒和西蘭花的氣味改變較小,青圓椒的不振動組和振動組的氣味變化不大,所以減小運輸過程中果蔬的振動可以有效提高果蔬的商品價值。MeJA 可通過激活植物的防御反應和修復外來機械損傷來調(diào)控果蔬的品質,用MeJA 處理振動 后 的 尖 椒、青圓椒和西蘭花可以有效抑制尖椒、青圓椒和西蘭花氣味的改變。
為了提供更可靠的依據(jù),可以把電子鼻檢測與氣相色譜-質譜方法結合起來,分析出振動后果蔬的各自特征呈味物質及其所占的比例,分析對照組和經(jīng)過 MeJA 處理后蔬菜間的差別,為降低振動對果蔬損傷提供理論依據(jù)。以后可以從傳感器的優(yōu)化以及神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法等相結合的模式識別方法,模擬人的思維過程,獲得更為精確的模型。
來源:感官科學與評定 轉載請注明來源。
參考文獻:劉瑤,徐冬穎,劉婧,左進華,高麗樸,王清.基于電子鼻的運輸振動蔬菜氣味品質檢測[J].北方園藝,2019,{4}(18):100-109.轉載請注明來源。
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