热处理刺梨汁香气物质的SPME-GC-MS检测与主成分分析

刺梨（Rosa roxburghii Tratt）是蔷薇科多年生落叶丛生灌木植物，其果实在药用和食用方面对健康均有益[1]，刺梨汁中含有大量的香气物质，周志等[2]鉴定出湖北宣恩刺梨汁中含有38 种游离态挥发性物质，含量较高的有（+）-柠檬烯、叶醇、丁酸乙酯、正己醇等。由于微生物的存在，果汁中的营养成分易被分解破坏，香气易逸散，贮藏期变短，食用安全性降低，热处理能减少果汁中的一些微生物及酶，增加或减少一些香气成分及微生物代谢产物，在果汁加工过程中是不可或缺的一道加工程序。Moshonas等[3]研究热处理对橙汁风味的影响，发现升高灭菌温度和延长灭菌时间对橙汁香气具有一定的负面影响。Bazemore等[4]也研究了加热对橙汁香气的影响，发现过度加热会产生一些新的物质，原有的一些物质消失，其中橙汁中最主要的几种香气物质含量明显降低。Lin Jianming等[5]对热处理后的葡萄汁与未经处理的葡萄汁进行比较，发现热处理后的葡萄汁中一些主要成分经热浓缩后损失达到99%，某些成分完全损失，而少量的物质在热浓缩之后有所增加，可能是热处理后所产生的。孔祥琪等[6]研究不同热处理对solo番木瓜香气成分的影响，结果得出热处理温度在70～80 ℃时对番木瓜汁原有香气影响更大。不同的热处理条件对果汁香气物质具有不同的影响，探讨刺梨汁最适的热处理条件具有一定重要意义。

模糊综合评价法是对受多种因素影响的事物作出全面评价的一种有效的多因素决策方法，这种方法可以大大减少人为主观判断的影响，对评价结果更为科学[7-10]。目前，关于刺梨汁的模糊综合评判的报道较少，运用模糊数学原理对刺梨汁进行感官质量评价，对优质刺梨汁的研究开发具有重要的指导意义。

本实验以刺梨汁为原料，通过固相微萃取-气相色谱-质谱联用（solid-phase microextraction-gas chromatography-mass spectrometry，SPME-GC-MS）检测热处理前后刺梨汁的挥发性成分，结合主成分分析，探讨刺梨汁在热处理过程中挥发性物质的变化，为增强刺梨加工制品的香气品质提供一定理论依据。

1 材料与方法

1.1 材料与试剂

刺梨：品种为贵农5号，8月份采摘于贵州龙里县，充分成熟、无霉烂变质。

氯化钠（分析纯） 重庆江川化工（集团）有限公司。

1.2 仪器与设备

JYZ-E6T九阳榨汁机 佛山市顺德区顺科键电器有限公司；数显恒温水浴锅 上海梅香仪器有限公司；手动固相微萃取装置、2 cm-50/30 μm萃取纤维头美国Supelco公司；HP6890/5975C GC-MS联用仪 美国Agilent公司。

1.3 方法

1.3.1 原料预处理

挑选新鲜成熟、无霉烂变质的刺梨果，经洗净、去蒂、切分后，于榨汁机中榨汁，过4 层纱布，用PE/PA薄膜袋密封包装，于-20 ℃冰箱中备用。

1.3.2 样品热处理

从冰箱中取出刺梨汁，常温下解冻于恒温水浴锅中加热处理，分别设计刺梨汁的不同热处理条件为60 ℃热处理30 min，65 ℃热处理30 min，70 ℃条件下分别加热10、20、30 min，75 ℃条件下分别加热10、20、30 min，80 ℃条件下分别加热10、20、30 min，85 ℃条件下分别加热10、20、30 min，90 ℃条件下加热30 min。

1.3.3 感官评定

感官评定人员由20 位专业评审老师及经培训后的研究生组成，评定人员对不同条件热处理后刺梨汁的香气、滋味、色泽、组织形态4 个感官指标进行评分。感官评定标准[11]如表1所示，采用模糊数学综合评价法对结果进行评价并统计各指标各等级的得票数。

表1 刺梨汁感官评定标准
Table 1 Criteria for sensory evaluation of R. roxburghii Tratt juice

指标及权重级别优（100～80 分） 良（79～60 分） 中（59～40 分） 差（39～0 分）色泽（20%）橘黄色，光泽明亮橘黄色，光泽较明亮橘黄色，光泽暗淡或带有少许光泽橘黄色，光泽暗淡或无光泽香气（30%）刺梨香气浓郁、柔和 刺梨香气清淡 刺梨香气清淡并带有少许异味刺梨香气淡，具有不良气味滋味（40%）酸甜适中，略带苦涩味酸甜适中，苦涩味较浓酸甜失调，苦涩味浓酸甜失调，苦涩味很浓组织形态（10%）浑浊均匀，无沉淀浑浊均匀，带少许沉淀浑浊不均匀，沉淀多浑浊不均匀，大量沉淀

建立模糊数学综合评价法，即因素集U=｛U1，U2，U3，U4｝，其中U1、U2、U3、U4分别代表香气、滋味、色泽、组织形态；评语集V=｛V1，V2，V3，V4｝，其中V1、V2、V3、V4分别代表优、良、中、差4 个评价等级并以100 分作为标准，其中优100～80 分，良79～60 分，中59～40 分，差39～0 分。根据各指标权重值确定权重域矩阵，采用强制决定法[12]确定刺梨汁的权重集A=｛a1，aaa=0.30.40.20.112，3，4｝ ｛ ， ， ， ｝，其中=，即刺梨汁的香气占30%，滋味占40%，色泽占20%，组织形态占10%。确定模糊数学综合评判矩阵Y=A×X，其中A为刺梨汁权重集，X为模糊数学评判矩阵。

1.3.4 刺梨汁挥发性香气物质的检测

SPME条件：取混匀的样品5 mL，置于10 mL SPME采样瓶中，放入搅拌子后密闭采样瓶。在磁力搅拌器上（100 r/min）40 ℃加热平衡15 min后，停止搅拌，插入装有2 cm-50/30 μm DVB/CAR/PDMS StableFlex纤维头（270 ℃老化0.5 h）的手动进样器，插入深度为1 cm，推下纤维头进行顶空吸附，保持萃取温度40 ℃，30 min后移出萃取头并立即插入GC仪进样口（温度250 ℃）中，热解吸5 min进样，进行GC-MS分析。

GC条件：色谱柱为HP-5MS 5% Phenyl Methyl Siloxane（30 m×0.25 mm，0.25 μm）弹性石英毛细管柱，柱温40 ℃（保留2 min），以5 ℃/min升温至255 ℃，运行时间：45 min；汽化室温度250 ℃；载气为高纯He（99.999%）；柱前压5.254×104Pa载气流量1.0 mL/min；不分流进样；溶剂延迟时间：1 min。

MS条件：电子电离源；离子源温度230 ℃；四极杆温度150 ℃；电子能量70 eV；发射电流34.6 μA；倍增器电压1 811 V；接口温度280 ℃；质量范围29～500 u。

定性定量分析：对总离子流图中的各峰经质谱计算机数据系统检索及核对Nist2005和Wiley275标准质谱图，取匹配度70%以上，初步确定刺梨汁的挥发性成分，再结合相关文献进行定性。采用峰面积归一化法确定各化学成分的相对含量[13]。

1.3.5 不同热处理挥发性香气物质的主成分分析

模糊综合评判法得出良以上的刺梨汁样品经SPMEGC-MS检测后，与刺梨原汁进行挥发性成分的主成分分析[14-22]，探讨刺梨汁贡献率较大的挥发性物质以及在刺梨汁挥发性成分中所占比例的大小，找出不同热处理条件下刺梨汁挥发性成分贡献较大的主要物质。

1.4 数据分析

本实验采用Excel 2010软件进行绘图制表与权重计算，采用SPSS 20.0进行相关统计分析。

2 结果与分析

2.1 热处理刺梨汁的模糊数学综合评价

2.1.1 刺梨汁模糊综合评判矩阵

评判小组对每个因素依次进行评判，统计每个因素各个评语的人次，将不同处理刺梨汁的香气、滋味、色泽、组织形态的感官评价得分依据评语等级统计各等级的得票数，每个因素的4 个评语共有20 人次，如表2所示。对每个因素得票数进行归一化处理，即W=′，，′，′]，其中′=wwi，则每一个因素Ui都对应一个模糊评价Rij=（ri1，…，ri2，…，rin），建立4 个单因素模糊评价矩阵，相应的得到15 个处理刺梨汁的感官评定结果。

表2 刺梨汁热处理感官评定结果
Table 2 Sensory evaluation of heated R. roxburghii Tratt juice

处理组号 热处理条件得票数香气 滋味 色泽 组织形态优 良 中 差 优 良 中 差 优 良 中 差 优 良 中 差1 60 ℃、30 min 6 4 5 5 4 7 3 6 7 3 8 2 8 3 4 5 2 65 ℃、30 min 5 3 7 5 4 6 2 8 6 5 5 4 9 3 4 4 3 70 ℃、30 min 9 7 3 1 14 3 1 2 14 5 1 0 8 7 3 2 4 75 ℃、30 min 8 7 4 1 10 4 4 2 15 3 1 1 7 6 5 2 5 80 ℃、30 min 4 3 7 6 5 4 6 5 7 5 5 3 6 7 3 4 6 85 ℃、30 min 9 3 5 3 6 5 6 3 8 4 6 2 7 6 5 2 7 80 ℃、20 min 7 6 4 3 11 6 2 1 14 4 2 0 8 8 2 2 8 85 ℃、10 min 8 5 4 3 12 4 2 2 12 5 2 1 9 8 2 1 9 75 ℃、20 min 5 7 6 2 9 2 2 7 3 7 6 4 5 5 6 4 10 70 ℃、20 min 6 6 4 4 7 4 5 4 5 3 6 6 6 6 4 4 11 75 ℃、10 min 4 2 9 5 3 3 5 9 7 4 4 7 8 4 5 3 12 70 ℃、10 min 7 3 5 5 6 4 4 6 6 2 8 4 5 3 5 7 13 80 ℃、10 min 8 1 7 4 5 3 5 7 5 5 7 3 7 7 1 5 14 85 ℃、20 min 9 3 4 4 4 4 8 4 7 6 4 3 6 6 2 6 15 90 ℃、30 min 5 4 5 6 2 2 8 8 5 4 6 5 8 5 4 3

以1号处理组刺梨汁为例，可建立香气、滋味、色泽和组织形态4 个单因素的模糊评价矩阵：

W香气=[0.30，0.20，0.25，0.25]

W滋味=[0.20，0.35，0.15，0.30]

W色泽=[0.35，0.15，0.40，0.10]

W组织形态=[0.40，0.15，0.20，0.25]

则得到模糊评判矩阵，即

同理，也可得到X2～X15不同处理刺梨汁的模糊评判矩阵。

经过模糊线性转换得到模糊综合评判矩阵：

同理，可得Y2～Y15的模糊综合评判矩阵。

2.1.2 模糊综合评判总分

根据设定的各评判等级的特殊分值，优（100 分），良（80 分），中（60 分），差（40 分），可建立感官特殊性数集B=（100，80，60，40），则样品的模糊综合评判总分为：T=Y×B。以1号处理组刺梨汁为例，其总分为：

T1＝（0.28，0.26，0.24，0.24）×（100，80，60，40）＝0.28×100+0.26×80+0.24×60+0.24×40＝72.80

同理，可得到T2～T15刺梨汁的模糊综合评判总分见表3。

表3 刺梨汁的模糊综合评判结果
Table 3 Fuzzy comprehensive sensory evaluation of heated R. roxburghii Tratt juice

组号 Yi的模糊综合评判矩阵 综合评判总分T 1 Y1=（0.28，0.26，0.24，0.24） 72.80 2 Y2=（0.26，0.23，0.22，0.29） 69.20 3 Y3=（0.60，0.25，0.09，0.07） 88.20 4 Y4=（0.51，0.25，0.18，0.08） 85.00 5 Y5=（0.26，0.21，0.29，0.24） 69.80 6 Y6=（0.37，0.22，0.28，0.14） 77.00 7 Y7=（0.51，0.29，0.13，0.08） 85.20 8 Y8=（0.53，0.25，0.13，0.10） 84.80 9 Y9=（0.31，0.24，0.22，0.23） 72.60 10 Y10=（0.31，0.23，0.24，0.22） 72.60 11 Y11=（0.23，0.15，0.30，0.34） 66.60 12 Y12=（0.31，0.16，0.26，0.27） 70.20 13 Y13=（0.30，0.16，0.28，0.26） 70.00 14 Y14=（0.32，0.22，0.27，0.20） 73.80 15 Y15=（0.21，0.17，0.32，0.32） 66.60

图1 不同热处理条件下刺梨汁感官评分结果
Fig. 1 Sensory scores of juices with different heat treatments

由表3和图1可知，15 个处理组刺梨汁样品的感官评分按大小顺序依次为：T3＞T7＞T4＞T8＞T6＞T14＞T1＞T9=T10＞T12＞T13＞T5＞T2＞T11=T15，其中7号、3号、4号、8号4 个处理组感官评判总分都是80 分以上，即评判等级为良以上，其余条件下皆为中和差，评分最高的处理组合为3号，即70 ℃、30 min，其次为7号，即80 ℃、20 min，再次是4号，即75 ℃、30 min，评分最低的处理组是8号，即85 ℃、10 min。由于刺梨汁香气浓郁，各处理组之间差异不是特别大，温度太高或太低感官评分都很低，这可能是因为温度过高，刺梨果汁中的一些氧化产物逐渐增加，产生不愉快的草味与辛辣味[23-28]，温度过低，可能未减少果汁中微生物的数量及种类，而果汁中少量的微生物产生相应的一些代谢产物，影响刺梨汁的香气。

2.2 不同热处理对刺梨汁挥发性物质的影响

通过模糊综合评价法对15 组不同热处理刺梨汁的感官得票数进行评判得分，初筛评分为良以上的4 个温度处理组经SPME-GC-MS检测得出相应温度处理组的挥发性物质，具体物质见表4。

表4 不同热处理下刺梨汁主要挥发性成分
Table 4 Main volatile components of R. roxburghii Tratt juices with different heat treatments

物质种类保留时间/min 化合物相对含量/%原汁 70 ℃、30 min 75 ℃、30 min 80 ℃、20 min 85 ℃、10 min醇类1.78 甲硫醇 — 0.01 0.03 0.02 0.01 1.84 乙醇 3.71 1.44 4.11 2.49 1.87 4.35 2-甲基丁醇 — 0.05 0.10 — —7.25 （Z）-3-己烯醇 0.84 1.30 0.51 1.40 0.22 8.56 2-甲基-5-己醇 — 0.08 — — —11.05 1-辛烯-3-醇 — 0.22 — — —12.48 2-乙基己醇 — 0.04 — — —13.81 1-辛醇 0.57 0.79 — 0.84 —14.61 芳樟醇 0.08 0.05 — 0.05 0.06 18.92 异香草醇 1.07 0.98 — 0.61 —25.96 α-桉叶醇 0.54 0.09 0.30 0.33 0.29物质种类 6 11 5 7 5相对含量小计 6.81 5.04 5.05 5.73 2.44烯烃类21.61 α-荜澄茄油烯 0.18 0.42 0.22 0.11 0.18 22.33 α-蒎烯 0.20 0.53 0.16 0.14 0.15 22.41 δ-榄香烯 0.05 0.15 — — —22.75 β-榄香烯 0.19 0.36 0.07 0.10 0.06 23.49 反式-石竹烯 2.64 3.96 1.50 1.24 1.51 23.83 α-柠檬烯 0.06 0.07 — — —24.25 α-紫穗槐烯 0.02 0.03 — — —24.36 α-律草烯 1.77 2.64 0.95 0.86 1.18 25.09 γ-桉叶烯 4.10 0.20 2.57 2.34 2.78 25.34 瓦伦亚烯 0.26 0.26 0.14 0.12 0.14 25.38 α-桉叶烯 — 0.47 — — —25.54 β-二氢沉香呋喃倍半萜 0.24 0.10 0.07 0.14 0.09 25.85 白菖烯 0.05 0.27 0.01 0.02 0.01 26.02 δ-杜松烯 1.16 0.86 0.58 0.77 0.76物质种类 13 14 10 10 10相对含量小计 10.91 10.31 6.25 5.83 6.86酯类2.55 乙酸乙酯 12.28 15.69 15.29 15.18 14.23 3.87 乙酸丙酯 0.04 0.13 0.28 — —4.65 乙酸-2-丁酯 0.22 0.18 0.50 — 0.41 4.97 乙酸异丁酯 0.32 0.75 1.28 1.28 0.88 5.30 碳酸乙酯 0.04 0.14 0.23 0.17 —5.58 丁酸乙酯 1.46 2.17 4.18 4.09 3.00 6.84 乙酸-2-戊酯 6.80 5.35 7.92 — —6.94 异戊酸乙酯 1.67 1.18 1.58 2.05 —7.63 乙酸异戊酯 0.55 0.67 0.60 1.07 0.38 7.69 乙酸-2-甲基丁酯 2.57 1.85 2.44 2.98 2.96 11.38 己酸乙酯 0.39 2.17 1.00 1.86 1.94 11.63 （Z）-3-己烯基乙酸酯 13.01 13.69 9.99 — —12.70 乙酸-2-庚酯 0.33 0.26 0.17 — —13.29 2,3-丁二醇二乙酸酯 0.71 0.39 0.40 0.55 0.57 15.47 辛酸甲酯 0.05 0.27 0.09 — —17.05 苯甲酸乙酯 0.39 0.26 — — —17.35 辛酸乙酯 4.30 5.35 1.69 — —物质种类 17 17 16 9 8相对含量小计 45.14 50.47 47.62 29.22 24.37烷烃类1.94 戊烷 — 0.06 0.09 0.17 0.11 2.41 己烷 0.04 0.02 0.06 0.04 0.06 3.50 庚烷 0.33 0.03 0.13 0.02 0.10 5.48 辛烷 0.28 1.10 2.28 1.49 3.16 22.82 十四烷 — 0.19 — 0.14 0.02物质种类 3 5 4 5 5相对含量小计 0.65 1.39 2.57 1.86 3.45

续表4

注：—.未检测到。

物质种类保留时间/min 化合物相对含量/%原汁 70 ℃、30 min 75 ℃、30 min 80 ℃、20 min 85 ℃、10 min醛类3.07 2-甲基丁醛 0.03 0.04 0.15 0.07 0.04 3.61 戊醛 0.42 0.15 0.22 0.17 —11.61 辛醛 0.43— — — —14.69 壬醛 3.300.67— — —物质种类 4 3 2 2 1相对含量小计 4.17 0.85 0.37 0.24 0.04酮类8.17 2-庚酮 4.24 — — — —11.22 3-辛酮 0.81 — 0.08 — —12.90 反式-β-酮 9.06 10.77 3.57 4.68 3.36 23.70 α-紫罗酮 0.04 0.06 — — —物质种类 4 2 2 1 1相对含量小计 14.14 10.83 3.65 4.68 3.36酸类9.71 乙基丁酸 0.24 0.16 — — —17.61 辛酸 — 0.86 — 0.12—物质种类 1 2 0 1 0相对含量小计 0.24 1.02 0 0.12 0杂环类2.48 2-甲基呋喃 0.03 0.05 0.11 0.04 0.05 20.68 依杜兰 0.25 0.25 0.11 0.23 0.26 26.65 α-沉香呋喃 0.90 0.18 0.25 0.51 0.31 27.02 榄香素 0.05 0.40 — — —物质种类 4 4 3 3 3相对含量小计 1.23 0.88 0.47 0.78 0.61其他2.02 二甲基硫醚 0.58 1.75 5.97 5.39 18.28 9.29 甲氧基-苯基-肟 0.76 0.90 — — —13.33 梅西芬 4.07 5.78 0.74 2.90 2.35物质种类 3 3 2 2 2相对含量小计 5.40 8.43 6.71 8.28 20.62

由表4可知，不同热处理的刺梨汁相对含量所占比例最高为酯类，物质数量随着温度的升高呈明显减少趋势，其次是烯烃类物质，物质数量呈减少趋势。原汁共检测出55 种香气成分，醇类物质6 种，相对含量6.81%，烯烃类13 种（10.91%），酯类物质17 种（45.14%），酮类4种（14.14%），主要以酯类、烯烃类、酮类为主。70 ℃、30 min热处理组刺梨汁共检测出61 种香气物质，醇类11 种，相对含量5.04%，烯烃类14 种（10.31%），酯类17 种（50.47%），酮类2 种（10.83%），也是以烯烃类、酯类、酮类为主且含量相对原汁有所增加。75 ℃、30 min热处理组刺梨汁检测出44 种香气物质，醇类5 种，相对含量5.05%，烯烃类10 种（6.25%），酯类16 种（47.62%），其他2 种（6.71%），主要以酯类、醇类和其他类别物质为主。85 ℃、10 min热处理组刺梨汁检测出40 种香气物质，其中酯类9 种（29.22%），其他2 种（8.28%），主要以酯类和其他类别物质为主。85 ℃、10 min检测出香气物质35 种，酯类8 种（24.37%），其他2 种（20.64%），同样以酯类和其他类别物质为主。70 ℃、30 min处理组酯类物质种类和相对含量最大，这与王雪雅等[29]研究的热处理条件对刺梨汁风味物质和营养成分的影响结果相一致。Georgilopoulos等[30]发现加热可以增加黑莓汁中的醛类、醇类和呋喃类化合物，对黑莓汁香气物质有一定的影响。随着温度升高，影响刺梨汁香气成分最大的酯类与烯烃类物质，相对含量和种类都呈先增加后下降的趋势，初步判定70 ℃、30 min为最佳的热处理组合。

2.3 不同热处理条件刺梨汁挥发性物质主成分分析

对热处理前后刺梨汁的挥发性物质按各自类别进行编号后（分别为1～53），采用SPSS 20.0软件进行主成分分析，以热处理前后共5 个样品所得的主要挥发性香气成分的相对含量为变量，由表5可知，第1主成分占总方差贡献率75.27%，第2主成分占18.11%，累计贡献率为93.38%，这2 个主成分已经包含刺梨汁香气的绝大部分信息量，因此，选择前2 个主成分分量进行后续成分分析。

表5 主成分因子的特征向量与载荷矩阵
Table 5 Eigenvectors and loading matrix of principal component factors

序号 化合物 第1主成分（75.27%） 第2主成分（18.11%）Z1 载荷 Z2 载荷1乙醇 1.32 0.46 0.20 0.36 2 （Z）-3-己烯醇 -0.25 -0.19 -0.17 -0.07 2 1-辛醇 -0.61 -0.31 -0.22 -0.20 4芳樟醇 -0.96 -0.47 -0.21 -0.27 5异香草醇 -0.54 -0.18 -0.22 -0.30 6 α-桉叶醇 -0.74 -0.39 -0.16 -0.20 7 α-荜澄茄油烯 -0.82 -0.40 -0.18 -0.25 8 α-蒎烯 -0.81 -0.38 -0.19 -0.26 9 δ-榄香烯 -0.97 -0.46 -0.22 -0.29 10 β-榄香烯 -0.87 -0.41 -0.21 -0.28 11 反式-石竹烯 0.78 0.46 0.12 -0.09 12 α-柠檬烯 -0.98 -0.46 -0.22 -0.29 13 α-紫穗槐烯 -0.99 -0.48 -0.22 -0.28 14 α-律草烯 0.21 0.13 0.05 -0.11 15 γ-桉叶烯 1.02 0.15 0.41 0.48 16 瓦伦亚烯 -0.85 -0.41 -0.19 -0.26 17 β-二氢沉香呋喃倍半萜 -0.89 -0.44 -0.20 -0.26 18 白菖烯 -0.94 -0.44 -0.22 -0.29 19 δ-杜松烯 -0.31 -0.21 -0.05 -0.09 20 乙酸乙酯 11.11 3.26 3.01 4.43 21 乙酸丙酯 -0.93 -0.44 -0.22 -0.28 22 乙酸-2-丁酯 -0.80 -0.42 -0.13 -0.20 23 乙酸异丁酯 -0.23 -0.35 -0.02 0.14 24 碳酸乙酯 -0.90 -0.45 -0.22 -0.25 25 丁酸乙酯 1.53 0.00 0.46 1.08 26 乙酸-2-戊酯 2.38 2.12 -0.22 -0.85 27 异戊酸乙酯 0.16 0.03 -0.22 -0.02 28 乙酸异戊酯 -0.43 -0.32 -0.14 -0.05 29 乙酸-2-甲基丁酯 1.14 0.05 0.45 0.70 30 己酸乙酯 0.20 -0.28 0.22 0.40 31 （Z）-3-己烯基乙酸酯 5.11 4.53 -0.22 -1.73 32 乙酸-2-庚酯 -0.87 -0.38 -0.22 -0.31 33 2,3-丁二醇二乙酸酯 -0.57 -0.34 -0.09 -0.12 34 辛酸甲酯 -0.94 -0.43 -0.22 -0.29 35 苯甲酸乙酯 -0.89 -0.38 -0.22 -0.33 36 辛酸乙酯 0.87 1.14 -0.22 -0.86

续表5

序号 化合物 第1主成分（75.27%） 第2主成分（18.11%）Z1 载荷 Z2 载荷37 己烷 -0.96 -0.48 -0.21 -0.26 38 庚烷 -0.90 -0.42 -0.20 -0.28 39 辛烷 0.32 -0.44 0.50 0.69 40 2-甲基丁醛 -0.95 -0.47 -0.21 -0.26 41 戊醛 -0.83 -0.38 -0.22 -0.28 42 辛醛 -0.93 -0.41 -0.22 -0.32 43 壬醛 -0.32 0.19 -0.22 -0.61 44 2-庚酮 -0.27 0.27 -0.22 -0.66 45 3-辛酮 -0.85 -0.33 -0.22 -0.35 46 反式-β-酮 4.25 2.40 0.54 0.16 47 α-紫罗酮 -0.99 -0.47 -0.22 -0.29 48 2-甲基呋喃 -0.95 -0.47 -0.21 -0.26 49 依杜兰 -0.82 -0.43 -0.16 -0.21 50 α-沉香呋喃 -0.63 -0.32 -0.15 -0.19 51 榄香素 -0.93 -0.42 -0.22 -0.30 52 二甲基硫醚 3.84 -1.52 3.93 4.70 53 梅西芬 1.62 0.76 0.31 0.18

由表5可知，第1主成分反映的指标主要有乙醇、乙酸乙酯、（Z）-3-乙烯基乙酸酯、乙酸-2-戊酯、丁酸乙酯、乙酸-2-甲基丁酯、γ-桉叶烯，指向酯类物质与烯烃类物质，与乙醇、乙酸乙酯、（Z）-3-乙烯基乙酸酯、乙酸-2-戊酯、丁酸乙酯、乙酸-2-甲基丁酯、γ-桉叶烯呈高度正相关，与α-紫穗槐烯、α-紫罗酮、α-柠檬烯呈高度负相关，对第1主成分贡献最大的是乙酸乙酯和（Z）-3-己烯基乙酸酯，载荷量分别为3.26、4.53，对第1主成分贡献最小的是乙酸异丁酯，载荷量为-0.24；第2主成分反映的指标主要有二甲基硫醚、梅西芬，指向其他类物质，与二甲基硫醚、梅西芬、反式-β-酮、辛烷、乙酸乙酯呈高度正相关，与异戊酸乙酯、乙酸丙酯、碳酸乙酯、辛酸乙酯等呈高度负相关，第2主成分贡献最大的二甲基硫醚，载荷量为3.93，贡献最小的是异戊酸乙酯，载荷量为-0.02。刺梨汁的主要香气物质可以综合成酯类物质、烯类物质以及其他物质等，可以用这几项指标来评价热处理刺梨汁香气成分的组成。

图2 热处理前后5 个刺梨汁的主成分散点图
Fig. 2 PCA biplot for R. roxburghii Tratt juices with five different heat treatments

根据表4中热处理前后5 个刺梨汁样品香气成分的相对含量、表5中2 个主成分的特征值和香气成分的载荷值计算出热处理前后刺梨汁的第1、第2主成分，以第1主成分为横坐标、第2主成分为纵坐标做散点图（图2），由图2可知，5 个刺梨汁样品根据距离的远近分为2 类，原汁与70 ℃、30 min热处理组、75 ℃、30 min处理组相对于另外2 组与刺梨原汁较相近，为第1类，80 ℃、20 min与85 ℃、10 min主成分具有相似性，为第2类，从分类来看，相同品种的刺梨汁经不同热处理后，其香气成分存在差异，而70 ℃、30 min热处理距离原汁最近，香气成分含量与种类相差不大，此热处理条件可达到灭菌效果[27-30]。王雪雅等[29]探讨了不同热处理条件对刺梨汁风味物质及营养成分的影响，原汁菌落总数为5×102CFU/mL，75 ℃、30 min热处理时，刺梨汁的菌落总数低于10 CFU/mL，杀菌效果达到98%，并且温度越高，菌落总数均低于10 CFU/mL。因此，70 ℃、30 min热处理条件可以有效地达到杀菌效果。主成分分析结果与模糊综合评判法的结果一致，进一步可以说明模糊数学法在刺梨汁的感官评价中具有可行性。因此，可以得出70 ℃、30 min热处理条件是刺梨汁热加工的最佳热处理条件。

3 结 论

通过模糊数学综合评判法，初筛对刺梨汁香气影响较小的4 组热处理温度组合，对热处理前后5 组刺梨汁香气物质的检测与分析，共检测出65 种香气物质，包括酯类、烯烃类、醇类、醛类、酸类、烷烃类等，经不同升温加热处理刺梨汁的挥发性成分均呈现先增加后减少趋势。

对5 组热处理刺梨汁进行主成分分析，可分为2 个主成分，第1主成分反映的指标主要有乙醇、乙酸乙酯、（Z）-3-乙烯基乙酸酯、γ-桉叶烯，指向酯类物质与烯烃类物质，并呈高度正相关，与α-紫穗槐烯、α-紫罗酮、α-柠檬烯呈高度负相关，对第1主成分贡献最大的是乙酸乙酯和（Z）-3-己烯基乙酸酯，贡献最小的是乙酸异丁酯；第2主成分反映的指标主要有二甲基硫醚、梅西芬，指向其他类物质，与二甲基硫醚、梅西芬、反式-β-酮呈高度正相关，与异戊酸乙酯、乙酸丙酯等呈高度负相关，第2主成分贡献最大的是二甲基硫醚，贡献最小的是异戊酸乙酯，对刺梨汁香气物质影响较大的为酯类物质、烯类物质以及其他物质等，可以用这几项指标来评价热处理刺梨汁香气成分的组成。

相同品种的刺梨汁经不同热处理后，其香气成分存在差异，而70 ℃、30 min热处理距离原汁最近，香气成分含量与种类相差不大，与模糊数学综合评判法结果相一致，因此，可以得出70 ℃、30 min热处理条件是刺梨汁热加工过程中的最佳条件。

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