基于Z-score评价模型优化梨膏护色工艺

本研究将以鸭梨鲜榨汁为原料，采用煮沸浓缩工艺制备梨膏，在褐变度、总酚含量、总黄酮含量测定和感官评价的基础上建立Z-score（Z值）法综合评价模型，并以Z值为考察指标，通过单因素实验和响应面试验对梨膏护色剂种类的添加量进行优化，以期为鸭梨膏的进一步开发提供研究基础，为梨膏产品护色工艺改进提供参考。主要检测仪器：PEN3型电子鼻　德国Airsense公司；SA-402B型电子舌日本Insent公司。鸭梨膏的风味评价1、电子鼻对鸭梨膏的气味分析　采用主成分分析法将10种传感器的信号结果降维成第一主成分（PC1）和第二主成分（PC2），2组鸭梨膏挥发性物质的总贡献率为98.87%（图2），充分涵盖了样品的主要信息，且各组数据在PC1上的分布特征是决定区分效果的主要因素。护色梨膏和未护色梨膏在第一主成分可以实现完全分离，说明两种鸭梨膏在味觉指标上具有明显差异性，电子鼻可以准确识别和区分护色处理鸭梨膏和未护色鸭梨膏。利用载荷分析对各传感器的区分作用进行分析，由图3可知，第一主成分（PC1）贡献率占比为96.17%，PC1特征值越大对区分效果越有效，分布越靠近原点（0，0）附近的传感器对样品的区分作用越小。W3C、W2W、W5S和W6S这四种传感器具有明显的区分作用，其中W3C（对氨类、芳香族化合物敏感）传感器总贡献率最大，占到总变量的98.87%，为用于区分护色鸭梨膏和未护色鸭梨膏的主要传感器。2、电子舌对鸭梨膏的滋味分析　由图4可知，与未护色鸭梨膏相比，护色鸭梨膏的酸味和丰富度检测传感器响应值明显增大，甜味、苦味、涩味、回味-A、回味-B、鲜味、咸味检测传感器响应无明显差异。因此，通过对其酸味和丰富度进行测定，可以达到对护色鸭梨膏和未护色鸭梨膏的有效区分。食品工业科技Science and Technology of Food Industry第 43卷 第23期2022年12月Vol. 43 No.23Dee. 2022 李 月，等： 基于Z-score 评价模型优化梨膏护色工艺第 43 卷第 23期·211· 李 月，赵江丽，张笑莹 ，等.基于 Z-score 评 价模型 优化梨 膏 护色工艺.食品 工业 科 技 ，2022， 43(23)：210-217. doi：10.13386/j .issn1002-0306.2022030088 LI Yue， ZHAO Jiangl i ， ZHANG Xiaoying， et al . Optimization of Color Protection Technology of Pear Pas t e Based on Z-score Evaluation Model[J]. Sc i ence a nd Technology of Food I ndustry， 2022， 43(23)： 210-217. (i n Chinese w i th English abstrac t ). doi：10.13386/j .i ssn1002-0306.2022030088 ·工艺技术· 基于 Z-score 评价模型优化梨膏护色工艺 李 月，赵江丽，张笑莹，王永霞，关军锋 * (1.河北工程大学生命科学与食品工程学院，河北邯郸056038；2.河北省农林科学院生物技术与食品科学研究所，河北石家庄050051) 摘 要：为优化鸭梨 膏 护色 工 艺，以 褐变度、总酚、总 黄酮 含 量和 感 官 评价得分结果为基础建立Z-score(Z 值 )法 综 合评 价 模型，以Z值 为 评价 指 标，通过 单 因素试 验 和响应面试验确定鸭梨 膏 最佳护色参数，并采用电子 鼻 和电 子舌对护色和未 护 色鸭梨膏的气味和滋 味 进行比较分析。结果表明：鸭梨膏最优护色工艺为 抗坏 血酸添加量 0.02%(m/v)、柠 檬酸添加量0.05%(m/v)、偏重亚 硫酸 钾添加量0.02%(m /v)，在此条件 下 ，鸭 梨 膏 呈亮黄 色半透明 膏状 ，带有梨果特殊香味，酸 甜感适中，感 官 得 分为9.38，褐 变度为0.201，总 酚和 总黄 酮 含量分别为 59.80和 80.10 ug/mL， Z值法综合 评 价得分为5.14，与理 论 值 5.03接近。电子 鼻 可 以 准确区分护 色 和未 护 色的梨 膏 。电子 舌分析表明护色鸭梨 膏 具有明显的丰富 度 和酸味。 关键词：鸭梨 膏 ，Z-scroe 法，响 应面试验，护色，品质评价 中图分类号：TS255.4 文献标识码：B 文章编号：1002-0306(2022)23-0210-08 DOI ： 10.13386/j .i ssn 1002-03062022030088 本文网刊：：口 Optimization of Color Protection Technology of Pear Paste Based on Z-score Evaluation Model LI Yue ， ZHAO Jiangli ， ZHANG Xiaoying. WANG Yongxia ， GUAN Junfeng (1.College of Life Science and Food Engineering， Hebei Univer s ity of Engineering， Handan 056038， China；2.I nst it ute of Biotechnology and Food Science， Hebei Academy of Agricultural a nd Fore s try Sci e nces， Sh ij iazhuang 050051， China) Abstract： In order to optimize t he color protec t io n technology of “Y a li ’ p e a r p a ste ， a Z -s core (Z v a lue) comprehensive evaluation model was established based on browning degree， total phenolics， total f lavonoids content， and sensory score analysis and then t he Z v a lue was employed to optimize the color p r otec t ion parameters for “Yal i" pear p a ste t h rough s ingle factor tests and respon s e surface methodolog (RSM). The flavour and t a ste of “Yali " pear paste prepared under optimized conditions and without color protect i on were tested with electronic nose and electronic tongue technology， respect i vely. Resul ts show e d th a t the opt i mum process con d ition s for “Y a li pear paste color protection were ad ded amount of sodium ascorbate 0.02%(m /v )， ci t ric a cid 0.05%(m/v ) and pot a ss i um metabisul f ite 0.02%(m /v ).“Y al i ” pe a r paste prepar e d under the o ptimized conditions s howed a s emitransp a rent st a te with bright yellow color ， speci a l pe a r fl a vour ， moderate sour and sweet feeling， i ts browning degree， t otal phenolics ， tot a l flavonoid s content and the sensory score were 0.201， 59.80， 80.10 ug/mL a nd 9.38 respectively. Moreover， i ts Z-value for comprehensive evaluation method was 5.14， closing to the theoretica l valu e of 5.03. The electronic nose technology made a perfect dis t inct i on on flavour between t he opt i mized condi t ion and without color prot e ction of “Yali"pear paste . The electronic tongue a nalysi s showed that “Yali"pear paste prep a red under optimized conditions aroused s tronger signals t han past e w i t hout color protection i n tast e richness a nd sour sensors. Key words： “Ya l i ”pear paste；Z-scroe method ； RSM； color protection； quality ev a luation 收稿日期：2022-03-08 基金项目：国家财政部、农业农村部 ，现代农 业 产 业(梨)技术体 系 资助项目(CAR S -28-23)：河北省国际科 技合作 基地建 设 专项资金 。 作者简介：李 月 (1997-)，男 ，硕 士 研究 生 ，研 究 方 向 ：食 品加 工 与 安全，E -m ail： 1553131962@qq.co m 。 *通信作者 ：王 永霞(1972-).女，硕 士，副教授 ，研究方向 ：食品加工 与质量安全控制 ，E -ma i l：wyx h d2004@126.com。 关 军锋(1966-)，男，博士，研 究 员 ，研 究 方向 ：果 品 贮藏加 工，E-ma i l：j u nf en g -gu a n @263.n e t 。 梨 膏 是梨汁 的 热沐缩加工 产 品，富含糖类、酚 类 、有 机酸等 ，加工过 程中 极易发生酶促褐 变 和非 酶 褐 变-3，使成品梨 膏 颜色 变 深，影 响其风味和感 官品 质 ，因 此，护色 是 梨 膏 制 备工 艺的 重 要 环节。生产 和 研究中 常 以柠檬酸、L-半 胱 氨 酸 、维 生 素C 、亚硫酸 盐、氯化钠、植源成分等复合使用，采用果块护色处 理 后 再榨汁 的 工艺 ，以褐变度或感官品质指标进 行 护色效果评价 56。该法 对 果块和鲜榨汁的非酶褐 变 有较好的抑制作 用 ，但对 高 温熬 煮 过程中的美拉德 反 应、非酶 氧 化 等 非 酶 褐 变 的控制作 用 不明显 。以 褐变度 或 感官评分等单 一 指标作为评判依据，也不能 反映总酚、总黄酮 等 功能成分 的 含量和生物活性的 变化。因此，系统分析产品色泽、营养成分和功效活 性，建立多指标综合评价 方 法，开发对酶促褐 变 和非 酶 褐变均有抑制作用的护色工艺，对 梨膏质量研究具 有重要 意 义。 鸭梨 (Pyrus bretschneideri)为白梨系统优良 品 种，肉质细腻 、汁液丰 富，含 有糖 类、有 机酸、多酚、黄酮、多种维生 素 ，以及铁、钙 、磷等矿质成分 -12。梨膏是鸭梨的 主 要深加工 产 品，口感 清新，甜香适 中 ，具有止咳 平 喘、抗 炎抑 菌 、抗 氧 化、预 防 癌 症 等 功 效 ，深受消费者 喜 爱 。 本研究将以鸭梨鲜榨汁为原料，采用煮沸浓缩 工艺制备梨 膏 ，在褐变 度 、总酚含量、总黄酮含量测 定 和感官评价的基础上建立Z-score(Z值)法 综 合评 价模型 13-141，并以Z值为考察指标，通 过单因 素实 验 和响应面试验对梨 膏 护色剂种类的添加量进 行 优化，以期为鸭梨膏的进 一 步 开 发提供研究基础，为梨膏 产 品护色工艺改进提供参 考。 1材料与方法 1.1 材料与仪器 鸭梨 采摘于河 北 省赵县梨园，选取成熟 度 均 匀、无 病虫 害 的完好梨果人0℃冷 库 保存备 用 ；抗 坏血酸 食品级，郑州拓洋实业有 限 公 司 ；柠檬酸 食品级，河北百 味生 物科技有 限 公 司 ；偏重 亚 硫酸 钾 、亚硝酸钠、硝酸铝 分析纯，天津 市 大茂化 学 试 剂 厂 ；福林酚 分析纯，北 京博奥拓达科 技 有 限 公司；2，2-Diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)北京酷来博 科技 有限 公 司 ：没 食子 酸 分析纯，上海 BBI 生命 科 学 有限公 司 ；芦 丁分析纯 ，生工 生 物工 程 (上海)股 份有限公 司 。 LC -E A3S 灶头(电陶炉) 广东顺德忠臣电器有 限 公 司 ： UV-2600 紫外可 见 分光光度计 日本岛津 公 司 ；HU24FR3L 多功能榨汁机 韩国惠人电 子 有 限 公 司 ；PAL-a折光仪 日本ATOGO公司；PEN3型电子 鼻 德国 Air s ense 公 司 ：SA -4028型电 子 舌 日 本 Insent公 司 。 1.2 实验方法 1.2.1 鸭梨膏的制备 工 艺鸭梨(可 溶性 固 形物含量 (soluble solids content， SSC)为 11.8 Brix；果肉含水 率为 87.21%；pH 为 4.73；可滴定酸含量 为 0.06g/mL )洗净、去 核、切块后 立 即榨 汁，收集 于 预先加人护色 剂的容器中，混匀 后 过200目筛 得清 汁，采用传统煮 沸浓缩，浓缩过程 中 不断撇 去 浮沫，至 白利 度 为70±1 Brix °时浓缩结束，趁热分装 得 成品 。 由于梨 膏 过 于 粘 稠 ，需 要 稀 释后 测定有关指标 ，并 进 行品尝 试验 。取鸭梨 膏 适量，力水稀释 至与 原 初梨汁相同 的 SSC(11.8 Brix °)，于 6000 r/min 离 心 15 mi n ， 取上清液为梨膏稀释样品，进行 有 关指标的 测定分析 。 1.2.2单因 素实 验 参 考其它文献报道和预实验 结 果，选择 抗 坏血酸、柠 檬 酸和偏重亚硫酸钾为护色 剂 。以Z 值 为评价 指 标，通过 单 因素实验考察各成 分不同剂量、单独使用的护色效 果。 1.2.2.1 抗坏血酸 添 加量 的 确定 准 确量取1000 mL 梨 汁 ，分 别添加0.01%、0.02%、0.03%、0.04%、0.05%(m/v)抗坏血酸，共5个水平，以Z值为评价指标，进 行抗坏血酸最佳添加剂量 的 筛选 。 1.2.2.2柠檬酸添加量的确定 准确量取 1000 mL 梨汁 ，分别添加0.02%、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%(m/v)柠檬酸，共 5个水 平 ，以Z值为评价指标，进行 柠檬酸最佳添加 剂 量的筛选。 1.2.2.3 偏重亚硫酸钾添 加 量的确定 准 确 量取 1000 mL梨汁 ，分别添加0.01%、0.015%、0.02%0.025%、0.03%(m/v)偏 重 亚硫酸钾，共5个水 平 ，以 Z值为评价指标 ，进行偏 重亚 硫酸钾最佳添加剂量的 筛选 。 1.2.3响应面试验 在 单因素 实验的基础上 ，采用 Design Expert 8.06软件中的 Box -Behnken Des i gn 设计 响 应面试验 的 因素和水 平 ，三 因 素 三 水 平 试验设 计见 表 1。以Z值为响应值，对梨 膏 复合护色 工 艺进 行优化。并 在优化工 艺 条件下 制 备样 品 ，通过品质指 标 检 测和Z值 分 析对模型进 行 验证 。 表 1 响应 面试验 因 素 与 水 平 Table 1 Response surface test factors and levels 水平 因素 A抗坏血酸(%) B柠檬酸(%) C偏重亚硫酸钾(%) 一1 0.02 0.05 0.015 0 0.03 0.10 0.020 1 0.04 0.15 0.025 1.2.4褐变度测定 定 参照赵欣等 1的方法略作改动 。取梨膏稀释样品4mL，以蒸 馏 水作 空 白对照，以 OD420m m值代表其褐 变 度 。 1.2.5 总 酚含 量 测定 参 照付依依等16的方 法 稍作 修改 。准确吸取0.5 mg/mL 没 食子 酸标准液 0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0 mL加水定容 至 1.0mL 。分别取各 浓度梯度标准液 0.5mL 置于10mL 试管中 ，于 标准 管分别加人0.5m L 福林酚试剂，再加人1.0mL Na，CO，(7%)，加水定 容至 6mL，室 温避光反应1h 后，于 765 nm下 测 定吸光度值，以 蒸 馏水作为 空 白 对照，绘 制标准曲线 。分别 量 取各梨 膏 稀释样品 0.5mL 按照上述相同操作进行 显 色反 应 ，所得结 果 带 人回归方程y-0.0812x+0.1082(R =0.999)，计 算 样 品总酚含量。 1.2.6 总黄 酮含量测 定 总 黄 酮含 量 测定 参 照 Rekha 等川 的方法稍作修改。准确吸取 1 mg/mL 芦丁标准液 0.1、0.2、0.3、0.4、0.5mL，用70%乙醇定 容 至1mL 。分别取各浓度梯度标准液0.3 mL 置 于 50mL具 塞 比色管中，于标准管分别加入 0.3 mL 亚 硝酸钠(5%).6 min 后各加入0.3 mL 硝酸铝(10%)，混匀静置，6 min 后各加人4mL NaOH(1 mol /L)，静置10 min，于波长 510 nm 处测定吸光度 ，绘制标准曲线，同时做空白对 照。分别量取各梨膏稀释样品 0.3mL按照上述相 同操作进 行显 色反 应 ，所得 结 果带人回 归方 程 y =4.923x +0.1133(R -0.9993)，计 算 样品 总 黄酮含量 。 1.2.77感官 评 价标准 耳 取适 量 鸭梨 膏 于样品杯中，加 水稀释 至 与原梨汁的 SSC(11.8 Brix")一 致，以其色 泽、气 味 、滋 味 、组 织状 态 作为评价指标 8，召 集 5位 食 品专业相关人 员 组成评定小组进行评价，评分 标准见 表 2。 1.2.8Z-score 法综合评价模 型 的建 立 Z-score 法 综 合评价模型的建 立参 考 赵 应征 等131的方法略作修 改，计 算 公 式 如下： Zi=(Xi -Xi)/Si 式 (1) 式(1)中 ： Xi为某 一 指标值，x为该指标均值， Si 为该指标标准差；式(2)中：】Zi表 示 该试验组各指 标 Zi 值 总 和，Zig优为计算指标中数值越 大 结果越优 的指标值，Zi低优为计 算 指标 中 数值越小结果越优的 指 标值 。在计 算 习Zi时，对“高 优”指标的Zi值 予 以 “加上”，对 “低优”指 标的Zi值予以“减 去”，使计 算 结 果无量纲化，即 习Zi数值越大代表结果越优 。本研 究中感 官 评分、总酚含 量 、总 黄 酮 含 量为“高 优”指 标，褐 变度为“低优”指 标 。 1.2.9电子鼻气味测定 三 参 照 Hong 等 的方法略作 修改 。取 鸭梨 膏 稀释样品6mL 于顶空瓶中，于40℃孵浴 30 min，采用顶 空 取样，电 子鼻 清洗时间 100 s，调 零 时 间 5s，准备 时 间 5 s ，空气 流速400 mL /min.检测时间 120 s，选取110-112s响应值用 于 数据分 析 。PEN3型 10种传感器的响应特性 信 息见 表 3。 1.2.10 电 子 舌滋 味测定参照 Guan 等 21的方法略作 修改。取 鸭梨 膏 稀释样品 30 mL 于 样 品 杯中，并按顺 序摆放 电 极清洗液、校准液和参比 液 ，用 于电 子 舌测 定。测定 味 觉指标 包 括酸味 、苦味、涩味、咸味 、鲜 味、甜味、丰富度、回味-A 和回味-B，味 觉 测试条件见 表 4。 1.3 数据处理 每 个梨 膏 样品 重复 3次测定，以 Design Expert V8.0.6.1软件进 行 响应面优化试验设计 ，以 Excel 软 件进 行 数据分析 、作图 ，以 GraphPad Prism 8软件进 行统计 学 处理 ，电 子鼻 采用 Winmuster 软件进行主 成分分析 和 载荷分析。 表 2 鸭梨 膏 感官评价标准 Table 2 Sensory ev a luation st a ndards of “Y a li” pear paste 等级 色泽(2分) 气味(2分) 滋味(3分) 组织状态(3分) 好 亮黄色，色泽均匀 (1.6-2.0分) 具有鸭梨特殊甜香气味，无焦糊感， 无异味(1.6-2.0分) 酸甜感可口，口感清新 (2.1~3.0分) 无正常视力可见异物，半透明膏状， 状态稳定(2.1-3.0分) 较好 亮黄色，色泽较均匀 (1.1~1.5分) 略有鸭梨特殊甜香气味，无焦糊感， 无异味(1.1~1.5分) 酸甜感适中，口感清新 (1.1-2.0分) 无正常视力可见异物，半透明膏状， 状态较稳定(1.1~2.0分) 一般 微黄色，色泽不均匀 (0.5-1.0分) 无鸭梨特殊甜香气味，略有异味 酸甜感失调，无清新感 (0.5-1.0分) 无正常视力可见异物，略微透明膏 状，状态较稳定(0.5-1.0分) (0.5-1.0分) 表 3 PEN3型 电子 鼻 传感器响应特 征 Table 3Response characterist i cs of PEN 3 elec t ronic nose sensor 编号 型号 传感器 响应特性 1 WIC Aromatic 对芳香族化合物敏感 2 W5S Broadrange 对氨氧化合物敏感 3 W3C Aromatic 对氨类、芳香族化合物敏感 4 W6S Hydrogen 对氢气敏感 5 W5C Arom-aliph 对烷烃、芳香族化合物敏感 6 WIS Broad-methane 对甲烷敏感 7 WIW Sulphur-organic 对硫化物和萜烯类敏感 8 W2S Broad-alcohol 对醇类和部分芳香族化合物敏感 9 W2W Sulph-chlor 对有机硫化物和芳香族化合物敏感 10 W3S Methane-aliph 对烷烃敏感 表4 电 子舌 滋味测定条件 Table 4 Electronic t o ng u e t a ste det e rmination condit i ons 顺序 处理时间 清洗液1 90s 清洗液2 120s 清洗液3 120s 校准液 30s，20 min：0.5、0.5、0.5、0.5、0.5，0.5，0.5，0.5mv 样品液 30s 清洗液4 3s 清洗液5 3s 参比液 30s 2 结果与分析 2.1 单因素实验结果 2.1.1 抗 坏血酸添加 量 的影响 不 同抗坏血酸添加 量 对鸭梨膏各 品 质指标及Z值的影响显 著 (表 5)。抗坏血酸的加人可明显降低梨 膏 的褐变 度，抗坏血酸 添加 量 为0.03%时褐变度最低为 0.22，之 后 继 续 增 加抗坏血酸，梨 膏 的褐 变度 基本 不 变或略有升 高。总 酚、总 黄酮 含 量和感官评价 得 分则随添加量的增加 总体呈先升 后 降趋势，且 抗 坏血酸添加量为0.03%时 ，梨膏感 官得 分、总酚、总黄酮 含 量 均最高，此时 Z值达到峰 值 为 5.10，梨 膏 色 泽 均匀 呈亮 黄色，带有 梨果特殊香 味 ，酸甜感适中，为半透明 膏 状 。这 与 徐 佳等21的研 究 结果相似，随 着 异抗坏血酸钠添加量 的逐渐增加，对杏 酒 的褐 变 抑制 率先 上升 后缓 慢下 降，当异抗坏血酸钠添加量为 0.6-0.8 g/L 时 对杏 酒 褐变抑制率最大 。抗坏血酸的还原性 远强于 酚 羟 基 ，可以通过自身 氧 化消耗 氧 化酶和活性 氧 ，抑制鲜梨汁 中的酶促褐变和 加工 中的 氧 化褐变，添加少量即可达 到抑制酶促褐变的目的。但抗坏血酸 氧 化、转化后 生成的多羟 基 酮 类可 通过 多 种非酶褐变途 径生 成褐 色 物质 。因此，过 量 的抗坏血酸还会 导致 褐变度增 加 。综 合考虑，选 择 抗坏血酸添加比例为0.02%、0.03%、0.04%用作后续研究 。 在 本 研究 中，Z值法 综 合评价 结 果 与 褐变 度 、感 官评 价得 分、总 酚 、总黄酮含 量 单 一 指标 评 价结果 一 致，表 明建 立 的Z值法综合评价模 型 成 立 ，能够较好 地反映指标间的 变 化关系。 2.1.2柠 檬酸添加 量 的影响 7不同柠檬 酸 添加 量 对 鸭梨膏各品质指标及Z值的 影 响显 著 (表 6)。柠檬 酸的加人可明 显 降低梨 膏 的褐变 度 ，柠 檬 酸添加量 为0.05%时褐变 度最 低为0.23，用量继续 增 加，梨膏 的褐变度显著升 高 (P <0.05)。总 酚 、总 黄 酮含 量 和 感官评价得分则随添加量的增加总体 呈 先升后降趋 势，且 柠 檬 酸添加量为0.05%时 .梨膏感官得分、总 酚、总黄酮 含 量 均较高，此时Z 值 达到峰 值 为1.84.梨 膏 酸甜感适中，状 态 稳定，呈 微 黄色半透明 膏 状。柠檬酸是 一 种有机弱酸，能够降低体 系 的pH，减缓 美 拉德反 应 的反应速率，其 自身的羧 基 还可 与多酚 氧化 酶活性中心的Cu 螯 合从而 抑 制多酚 氧 化酶的活 性，防止梨膏褐 变。张凯悦 等1241研 究 发现0.2%的 柠檬酸对 黄冠 梨 汁 褐变抑制效果最好；何 晓勇等 121研究 表 明 0.9 g/100 mL 的柠檬酸可显 著 降低花生芽 菜样液的吸光 度 。因 此 ，这 里 选择柠 檬 酸添加比例 0.05%、0.10%、0.15%作 为后 续研 究 。 2.1.3 偏重 亚 硫酸钾 添 加 量 的影响 7不同偏 重 亚硫 酸钾添加 量 对鸭梨 膏 各品质指标及Z值的影响显著 (表 7)。偏重 亚 硫 酸 钾的加人可 明 显降低梨膏的褐 变度，偏重 亚 硫酸钾添加量为 0.02%时 褐 变度最低 为0.17，继续增加用量梨 膏 的褐 变度 显 著 升 高 (P<0.05)。总 酚含量和感官评价得分则随添加量的增 加 总体 呈 先升后降趋势，而总黄酮 含 量 呈 先降后升趋 势，当 偏重 亚 硫酸钾添加量为 0.02%时，Z值达 到 峰 值为 2.37，梨 膏 呈 微黄 色半透明 膏 状，酸 甜感适中， 表 5不 同 抗 坏 血 酸 添加量时 Z-score 法综合评 价 结果 Table 5 Comprehensive evaluation res u lts of Z -score metho d with di f ferent sodium ascor b ate addition 抗坏血酸添加量(%) 褐变度X， 感官得分X 总酚含量(ug/mL)X， 总黄酮含量(pg/mL)X Zx Z Zy3 2x4 22 0.01 0.33 7.03 31.34 52.54 1.64 一-1.06 -1.30 -0.54 -4.54 0.02 0.23” 7.47* 35.76 56.88° -0.36° 0.04 -0.41 -0.12 -0.13 0.03 0.22 8.11 44.64 73.86 -0.54 1.65 1.37 1.54 5.10 0.04 0.22 7.36 37.13 46.62° -0.515 -0.23 -0.14 -1.12 -0.98 0.05 0.23 7.30 40.27 60.44" -0.37 -0.38 0.49 0.23 0.71 注 ：Zx表示 褐 变 度 的Z分 值 ，Z表示 感 官得 分的 Z分值 ，Zy 表 示 总酚 含 量 的Z 分值 ，Zx a 表示 总 黄酮含量 的 Z 分 值 ，二表 示模 型 算 法 下 各Z 分 值之和；同 列 小 写 字 母不同表 示 差 异显 著 (P<0.05)，表 6，表7同 。 表6不同柠 檬酸添 加 量 时Z-score 法综 合评价 结 果 Table6Comprehensive evaluation result s of Z-score method with di f ferent citric acid addi t ion 柠檬酸添加量(%) 褐变度X 感官得分X， 总酚含量(pg/mL)X 总黄酮含量(ug/mL)X， 4 Zyi Zx2 Zys Zx4 2万 0.02 0.27 6.87 28.87 37.94 0.00 -0.98 0.50 -0.90 -0.40 0.05 0.23 8.71 29.67 109.78 -1.77 4.00" 0.90 0.94 1.84 0.10 0.27 7.54 26.34 120.83 0.10 0.84 -0.79 1.22 0.44 0.15 0.28 7.33 30.60 48.59* 0.47 0.28 1.37 -0.63 0.74 0.20 0.28 7.59 27.96 48.20 0.42 0.98 0.04 -0.64 -0.60° 表7不同偏重亚硫酸钾添加 量时 Z-score 法综 合评 价 结果 Table 7 Comprehensive evaluation re s ults o fZ-score method with different emphasi s o n potassium sulfite addition 偏重亚硫酸钾添加量(%) 褐变度X 感官得分X，总酚含量(pg/mL)X， 总黄酮含量(ug/mL)X Zx1 Zy 2x3 Zy4 2z 0.01 0.25 7.31 36.72 46.22 1.18 -0.10 一1.41° 1.44 -1.25 0.015 0.21 7.54 39.04 24.12 0.00 0.51 0.58 -0.92 0.17 0.02 0.17 7.88 39.21 23.72 -1.21% 1.39 0.72 -0.96° 2.37' 0.025 0.20 6.99 39.33 32.80° -0.31 -0.96 0.82 0.01 0.19 0.03 0.20° 7.00° 37.56 36.75 -0.49 -0.91 -0.69° 0.43" -0.69 状态 稳 定 。偏重 亚 硫 酸 钾是 一 种常见的食品多功能 剂，对非酶褐 变和 酶促褐 变 均具有较好的抑制作用，同时可抑制微生物生长 20。许鹏丽 等 研 究结果 表 明，0.002%~0.008%的 亚 硫酸钠对 橙 汁有较好的褐 变抑制效果，且在此范围内褐 变度 随亚硫酸钠浓度的 增大而降低，继续 增 大用量，橙汁褐变度则会升 高 ，本 研究 结 果与之吻合 。综合考虑，选择偏重亚硫酸钾添 加比例为0.015%、0.02%、0.025%。 2.2响应面试验结果分析 2.2.1响应面设计及 结 果 以Z值 为 响应值，通过 响应面法对抗坏 血 酸添加量 、柠檬酸添加 量 和偏重 亚 硫酸钾添加量进行回归分析，响应面试验设计及结 果见 表 8。 表8响 应 面试验设 计与 结果 Table 8Response s ur f ace test design and results 试验号 A B C Zx1 2x2 Zy3 Zy4 1 一1 一1 0 1.32 6.33 0.29 -0.91 4.39 2 0 0 0 -0.32 2.22 -0.02 0.9 3.43 3 0 1 一1 -2.37 -5.09 -0.86 -1.22 -4.8 4 0 1 1 0.89 1.31 -0.45 -0.28 -0.32 5 1 0 1 -0.25 1.36 0.33 -0.37 1.57 6 1 0 -0.23 -3.51 0.30 0.22 -2.76 7 0 0 0 0.77 3.24 -0.40 0.06 5.13 8 一1 1 0 -0.26 1.62 4.32 -0.35 2.85 9 0 -1 -1 -0.35 0.45 -0.64 -0.67 -0.51 10 0 0 0 -0.51 -2.65 0.03 1.20 4.01 11 1 0 一1 1.70 -5.25 0.57 0.43 -5.96 12 0 0 0 1.16 4.58 -0.90 0.59 4.1 13 一1 0 一1 -0.58 3.18 -1.36 -1.52 0.87 14 0 一1 1 -0.28 -5.45 0.25 0.45 -1.48 15 1 -1 0 0.04 -1.80 2.91 1.62 2.7 16 0 0 0 0.51 -2.74 -0.55 1.48 3.32 17 -1 0 1 -1.00 2.22 -0.80 -1.64 0.77 注：A ：抗坏 血 酸添 加量；B：柠 檬酸添 加量：C：偏 重 亚 硫酸钾添 加量 。 将试验结果进行 二 次多项回归拟合，得到回归方 程：Z =3.77-1.79A-1.27B+1.52C-0.99AB+1.91AC+1.20BC-0.56A -1.42B-4.13C，二 次回 归 模 型 P-0.0005<0.01，说明该 二 次方程模型具有显 著 水平 ，回 归模型的失拟项 P=0.1348>0.05，证明该模型的拟 合 度 良好 ，试验设计 合理，模型的残 差 可 能是 由 于 随 机误 差 导致的。决 定系数R -0.9784，说明该模 型 成 立，可 以用来 反 映各因 素 对鸭梨 膏 的 差 异，可以通过 该 模型 确定鸭梨膏的 最佳 护色剂添加 量 (表9)。 由 表 9可以看出抗坏 血 酸、柠 檬 酸 、偏重亚硫酸 钾添加量都对梨膏的Z值有显 著 影响(P <0.05)，且 经过F值检验 可 以 得到 各 因 素对Z 值 的影响程度为 表 9回归模 型 方 差 分析 Table 9Analysis of variance of regression model 变异来源 平方和 自由度 方差 F值 P值 显著性 模型 164.26 9 18.25 17.41 0.0005 A 24.87 1 24.87 23.73 0.0018 B 12.83 1 12.83 12.23 0.01 准 C 17.89 1 17.89 17.06 0.0044 AB 4.03 1 4.03 3.85 0.0906 AC 14.55 1 1455 13.88 0.0074 BC 5.96 1 5.96 5.69 0.0485 A3 1.3 1 1.3 1.24 0.3016 B 7.21 1 7.21 6.88 0.0343 C 71.78 1 71.78 68.47 0.0001 残差 7.34 7 1.05 失拟项 5.26 3 1.75 3.38 0.1348 不显著 纯误差 2.07 4 0.52 合计 171.6 16 注：**差 异 极 显 著(P<0.01)：*差异显著 (P<0.05)。 抗坏血酸添加量 (A)>偏 重 亚硫酸钾 添 加量(C)>柠檬 酸添加量(B)。此外 ，AB、A²项对Z 值 无显著影响 (P>0.05)；BC、B²项对Z值影响显著(P<0.05)；AC、C ²项对Z值 影 响极显 著 (P<0.01)。 通过回归方 程 编织出的2D等高线 图 和3D 响 应 面 图形如 图1所 示。其反 映 了单 因 素A、B 、C中 任 意一 个 变 量取0水平时，另 外 两 个单 变 量对Z 值 的影响 。当 两个 因 素间 存 在交 互 作用时，相应 等高 线图为椭圆 形 或 马 鞍形、响 应 面图弯曲程度越大，代 表该因素对Z值的影响就越大 。抗坏血酸 添 加量 (A)与 偏 重 亚硫酸钾添加 量 (C)、柠檬酸添加 量 (B)与偏 重亚硫酸钾添加量(C)交 互 作用明显，抗坏血酸 添加量(A)与 柠檬酸添加 量 (B)交互作用不明显，这 与方 差 分析 结 果 一 致。 2.2.2最 佳护色工艺预测及验证实验 根 据回归模 型，预测鸭梨 膏 最佳护色条件为抗坏血酸添加量 0.02%、柠 檬 酸添加量 0.05%、偏 重 亚硫酸钾添加 量 0.02%。在此条件下平 行 制备鸭梨 膏 3份，测得其平 均 褐变 度为 0.201、感 官 得分为9.38、总酚含 量 为 59.80 pg/mL、总 黄酮 含量为 80.10 ug/mL.Z 值为 5.14，与 预测值5.03接近，说明优化结果 可 靠 。 2.3 鸭梨膏的风味评价 2.3.1电子鼻对鸭梨膏的 气 味分析 采用主成分分 析法将10种传感器的信号结果降维成第一 主 成分 (PC1)和第 二 主成分(PC2)，2组 鸭梨 膏 挥发性物质 的总 贡献率 为98.87%(图 2)，充分 涵 盖了样品的主 图 1 各因 素 对鸭梨 膏 Z值交 互 作 用的 等 高 线和 响 应 面 图 Fig.1 Contour and response surface diagr a m of interaction of v a rious factor s on Z v a lue of “Yal i ” pear paste 要信 息 ，且各 组 数据 在 PC1上的分布特征 是 决定区 分效果的主要因 素。护色梨膏和未护 色 梨膏在 第一 主 成分可以实现完 全 分离，说明两种鸭梨膏在味觉指 标上 具 有明显 差 异 性，电 子鼻 可以准确识别和区分护 色处理鸭梨膏和未护色鸭梨膏 。 利用载荷分析对各传感器的区分作用进行分 析，由 图 3可知，第 一 主成分(PC1)贡 献率 占 比为 图2护 色鸭 梨 膏 和 未 护 色鸭 梨 膏 PCA结果 Fig.2PCA result of color-protected and no n color -protected “Yali” pe a r paste 96.17%， PC1 特征 值 越大对区分效果越有效，分布越 靠 近 原 点(0.0)附近的传感器对样品的区分作用越 小 型 。W3C、W2W、W5S 和 W6S 这 四 种传感器 具有明显的区分作用，其中W3C(对 氨类 、芳香族化 合物敏感)传感器总贡献 率最 大，占到 总 变 量 的 98.87%，为用于 区 分护色鸭梨 膏 和未护色鸭梨膏的 主要 传感器 。 护色鸭梨 膏 和未护色鸭梨 膏 载 荷贡献率分 析图 图3Fig.3Analysis of load contribution rate of color -protected and non color-protected“Yali " pear paste 2.3.22电子舌对 鸭 梨 膏 的滋味分析 由 图4可知 ，与 未 护色鸭梨 膏 相比，护色鸭梨 膏 的酸味和丰 富 度检测 传感器响应值明显增大，甜味、苦味、涩 味 、回味-A、 图4 护 色鸭梨膏和未 护 色 鸭 梨膏 口 味 雷 达图 Fig.4 Rad a r char t o f taste o f col o r -protected and non color-protected “Yali" pe a r paste 回 味-B、鲜味、咸味检测传感器响应无明显 差 异 。因 此，通 过 对 其酸味和 丰 富度 进 行测定 ，可 以达到对护 色鸭梨 膏 和未护色鸭梨 膏 的有效区分 。 3 结论 通过单因 素 实验和响应面试验确定鸭梨膏 最 优 护色工艺为：抗坏血酸添加 量 0.02%(m/v)、柠 檬 酸 添加 量 0.05%(m/v)、偏 重 亚硫 酸 钾添加量0.02%(m/v )，此时鸭梨 膏 褐 变 度为0.201、感 官 得分为9.38、总 酚含 量 为 59.80pg/mL 、总黄酮 含 量 为80.10 pg/mL Z值法综合评价得分为5.14。添加护色剂可以有效 降低梨膏 的 褐 变 度，提 高 总酚、总黄酮含量和感官评 价得 分 。综 合考虑褐变 度 、总 酚 含量 、总黄酮含 量 和 感官评分结果，建 立 Z值法综合评价模型，可 以提 高 评价结果的科 学性 和客观性 。利用电 子 舌和电子 鼻 等 仿 生 感 官 仪器还 可有 效对护色和未护色鸭梨 膏 的 气 味和滋味进行区分和判别。 参考文献 [1]杨 子涵 ，陈丹丹，季 俊夫 ，等.果 蔬 汁中多 酚 介导 的 非 酶褐变 研究进 展[J].食 品 工 业科 技 ，2021，42(24)：367-375. 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