白桑椹加工品质评价分析

乔宇，刘璐，吴继军，刘利，程薇，陈学玲，廖李，*

（1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉430064；2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东广州510610；3.中国农业科学院蚕业研究所，江苏镇江202018）

白桑椹加工品质评价分析

乔宇1，刘璐1，吴继军2，刘利3，程薇1，陈学玲1，廖李1，*

（1.湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，湖北武汉430064；2.广东省农业科学院蚕业与农产品加工研究所，广东广州510610；3.中国农业科学院蚕业研究所，江苏镇江202018）

探讨主成分分析在白桑椹加工用品种筛选中的应用，筛选白桑椹加工品质的有效指标。选取9个白桑椹品种，测定影响白桑椹加工的主要营养成分，并对各指标进行主成分分析。主成分分析结果表明白桑椹加工品质由3个主成分构成，其中总糖、出汁率、总酚对桑椹加工品质的贡献率最大，占43.600%，筛选出可作白桑椹制汁加工用的品种为绿椹子和大白鹅。

桑椹；品质；主成分分析

桑椹是桑科植物桑树的果实，有果桑、药桑等。桑椹是药食同源的食物，含有丰富的抗氧化成分（如VE、VC、β-胡萝卜素）和生物类黄酮（如芦丁、桑色素、槲皮素）等，具有抗氧化、增强免疫力、调节血脂、抗辐射等作用［1］。目前，对果桑的研究主要集中在黑桑椹方面，特别是利用黑桑椹加工成果酒［2］、果酱［3］等产品，相比之下，现在白桑椹的种植面积远远低于黑桑椹，有关的加工利用较少，特别是白桑椹的品质评价鲜见报道。白桑椹虽然花色苷含量低，但并不表示其营养价值低于黑桑椹，白桑椹果实硕大，果肉细腻，浓甜如蜜，食用性更强，因此，白桑椹的开发利用也不容忽视。目前，有关白桑椹的研究报道很少。石瑛等人研究了白桑椹对老年大鼠的抗老化与降脂作用，白桑椹果和白桑椹果汁能降低血中总胆固醇，升高血中高密度脂蛋白，并显著提高老年大鼠的抗动脉硬化指数［4］。

主成分分析法（principal components analysis，PCA）是一种将多个因子简化成少数几个综合因子的分析方法，能从众多变量中剔除具有相关性的因子，筛选出主要少数独立综合因子，目前已广泛应用于果蔬等加工专用品种的筛选、质量评价研究领域。首先求出原始m个评价指标的m个主成分，然后根据累积方差贡献率来选取少数几个主成分来代替原始指标，再将所选取的主成分用适当形式综合，得到一个综合指标，依据综合指标对被评价对象进行排序比较［5-6］。本研究以湖北、江苏两地9个具有代表性的白桑椹品种为研究对象，分析研究可溶性固形物、总酸含量、还原糖含量、总糖含量、总酚含量等加工指标，对其进行主成分分析，并计算其综合主成分值，筛选优质加工品种，以期为开展桑椹加工品种选优提供理论参考。

1材料与方法

1.1材料

试材来自湖北省的桂花蜜、珍珠白、大白鹅、白玉王4个桑椹品种，由湖北省农业科学院经济作物研究所提供；江苏省的5个桑椹品种大马牙、绿椹子、鸡冠白椹子、大白椹、苏白椹由中国农业科学院蚕业研究所提供。分别从无病害成熟树种上采摘并于1个工作日内运至实验室，进行试验。

1.2试剂与设备

试验所需试剂NaOH、HCl、浓硫酸、苯酚、酒石酸钾钠、碳酸钠、没食子酸、福林酚试剂等均由国药集团提供。

3802型紫外可见分光光度计：尤尼克（上海）仪器有限公司；PL2001型分析天平：Sartorius科学仪器（北京）有限公司；LXJ-ⅡB型离心机：上海安亭科学仪器厂；DF-101S型集热式恒温磁力搅拌水浴锅：武汉科尔仪器设备有限公司；PB-10型pH：Sartorius科学仪器（北京）有限公司；MR550多功能手持式搅拌机机：德国博朗；LB32T阿贝折射仪：广州市铭睿电子科技有限公司。

1.3检测指标

1.3.1pH和出汁率

桑椹称重（准确到0.01 g）后用搅拌机匀浆3 min～5 min，得到果浆。用100目双层滤布手挤榨取果汁，以不出汁为准。称取过滤后的桑椹汁的重量，将过滤后的桑椹汁的重量除以桑椹的总重，即得出汁率。用pH计测定果汁的pH。

1.3.2可溶性固形物

取1.3.1中得到的果汁用阿贝折射仪测定可溶性固形物含量（%）。

1.3.3总酚含量

精确称取桑椹100 g，加100 g水破碎后，取10 g用蒸馏水定容至100 mL，过滤，准确移取3 mL样品，加入1 mL的福林试剂，混匀，稍置片刻后加入1 mL 1 mol/L的碳酸钠溶液，用蒸馏水定容至25 mL，混合均匀，在30℃水浴避光条件下放置1 h，用紫外可见分光光度计测定760 nm处的吸光度值，代入标准曲线计算总酚的浓度，以没食子酸为标准品代替样品作标准曲线，样品中的总酚以没食子酸的含量表示单位为mg/g。

1.3.4总糖含量

采用苯酚-硫酸比色法测定总糖含量［7］。

1.3.5还原糖含量

采用菲林试剂法测定还原糖含量［7］。

1.3.6总酸含量

采用NaOH中和滴定法测定总酸含量［8］。

1.3.7固酸比

可溶性固形物与总酸的比值即为固酸比。

1.3.8蛋白质含量

采用凯式定氮法测定蛋白质含量。

1.4数据分析

利用SPSS软件对9个桑椹品种的9项品质指标原始数据进行主成分分析。利用主成分分析计算各品种的综合主成分值，按综合主成分值大小进行排序，对各品种进行综合评价比较。

2结果与分析

2.1主成分分析

桑椹各品种的品质指标测定见表1。

表1　不同品种桑椹的品质指标Table 1Quality characteristics of different mulberry varieties

由于各测定指标具有不同的量纲，为了消除由此可能带来的不合理影响，在进行主成分分析之前先对数据作标准化处理，结果如表2所示。

采用SPSS13.0软件对表2数据进行主成分分析，其结果见表3和表4。

表2　桑椹品质指标标准化处理结果Table 2Standardization treatment results of quality indicators of mulberry

表3　桑椹品质评价因子的特征值和累计贡献率Table 3Eigenvalue and accumulative contribution rate of evaluating factors of mulberry

表4　主成分载荷矩阵Table 4Component matrix

由表3、4可以看出，第一主成分的特征值为3.924，其贡献率为43.600%，第一主成分主要以总糖含量影响为主，出汁率和总酚含量为辅；第二主成分的特征值为2.588，其贡献率为28.761%，第二主成分中以蛋白质含量的影响为主；第三主成分的特征值为1.204，其贡献率为13.376%，第三主成分以可溶性固型物含量的影响为主。根据各主成分的贡献率，说明对桑椹加工品质影响最大的是总糖、蛋白质和可溶性固形物含量。

2.2综合主成分分值

根据表2中各主成分载荷矩阵和表3中的特征值可以构建主成分与桑椹各品质指标的线性关系式［9-10］：

以3个主成分及以每个主成分所对应的特征值占所提取主成分总的特征值之和的比例作为权重得到主成分综合模型Y=0.51Y1+0.34Y2+0.16Y3。根据以上公式计算主成分分值和综合评价分值，如表5所示。

表5　不同品种桑椹品质预测评价结果Table 5Evaluation results of prediction for different varieties mulberry quality

由表5可以看出，各品种的综合主成分值各不相同。综合得分越高，说明该品种的综合品质越好。绿椹子的综合主成分分值最高为1.13，大白鹅综合主成分分值也达到1.10分，排序第二，这两个品种最适宜加工。鸡冠白椹子、大白椹、大马牙的综合主成分值为0.87、0.85、0.20，均在0.100分以上，其余所有品种的综合主成分得分均为负值。白玉王的综合主成分值明显低于其他品种，仅为-2.12分。说明综合品质最好的品种为绿椹子和大白鹅，其次为鸡冠白椹子、大白椹、大马牙，而白玉王则综合品质差，最不适宜加工。

以Z1（主成分1）的得分值为横坐标，Z2（主成分2）的得分值为纵坐标，得桑椹样品品质的散点图，如图1所示。

3结论

本试验通过主成分分析法比较了不同白桑椹品种间的差异，并筛选了适宜的白桑椹加工用品种，研究结果显示，参试的9个白桑椹品种中，绿椹子和大白鹅在总糖、可溶性固形物、总酚等加工性质综合表现出较高的加工品质，其次为鸡冠白椹子、大白椹、大马牙，而白玉王则综合品质差，最不适宜加工制汁。

图19　个样品主成分分类图Fig.1Figure of PCA of nine samples

9个品种的桑椹共分为4类，绿椹子、大白鹅、白椹子、大白椹为一类；大马牙和桂花蜜为一类；苏白椹、珍珠王、白玉王为一类。这3类与综合总成分得分结果一致，得分在前4名的品种分在一类，得分最低的3个品种分在一类。

［1］吴敏，张东雷，王爽，等.桑椹保健功能的研究进展［J］.食品研究与开发，2012，33（9）:214-217

［2］汪燕，方建平.多维低糖桑椹果酱的研制［J］.食品工业科技，2006，27（1）:135-137

［3］吴婧婧，梁贵秋，陆春霞.桑椹酒酿造工艺以及理化和营养指标分析［J］.食品与发酵业，2011，47（5）:90-94

［4］石瑛，袁保红，石磊，等.白桑椹对老年大鼠的抗老化与降脂作用研究.中国食品学报，2007，7（2）:23-26

［5］聂继云，李明强，张桂芳，等.白梨品质评价指标的聚类分析［J］.中国果树，2000（2）:16-17

［6］傅荣林.主成分综合评价模型的探讨［J］.系统工程理论与实践，2001（11）:68-74

［7］中华人民共和国卫生部.GB/T 5009.7-2008食品中还原糖的测定.北京:中国标准出版社，2008

［8］中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 12456-2008食品中总酸的测定.北京:中国标准出版社，2008

［9］杨中，张静，汤兆星.新疆鲜食葡萄品质评价指标体系的建立［J］.安徽农业科学，2011，39（12）:7004-7007

［10］符勇，陶菲，郜海燕，等.荔枝干品质评价指标体系的建立［J］.中国食品学报，2013，13（1）:158-164

Analysis of Quality Evaluation for Different White Mulberry Varieties

QIAO Yu1，LIU Lu1，WU Ji-jun2，LIU Li3，CHENG Wei1，CHEN Xue-ling1，LIAO Li1，*
（1.Research Institute of Agricultural Products Processing and Nuclear-Agricultural Technology，Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan 430064，Hubei，China；2.The Sericulture&Farm Produce Processing Research Institute of Guangdong Academy of Agricultural Sciences，Guangzhou 510610，Guangdong，China；3.The Sericultural Research Institute，Chinese Academy of Agricultural Sciences，Zhenjiang 202018，Jiangsu，China）

Principal component analysis（PCA）was used in variety screening for white mulberry，and the effective indicators for processing quality were analyzed.The major nutritional components affecting white mulberry processing were determined from selected 9 white mulberry varieties.Results showed that the processing quality of white mulberry was constituted by 3 principal components.Total sugar，total phenol and juice yield exhibited the biggest contribution to processing quality of white mulberry which was account for 43.600%.Lvshenzi and Dabaie were selected and could be used for the processing of white mulberry.

mulberry；quality；principle component analysis

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.17.002

2014-05-08

农业部公益性行业（农业）科研专项（201303073）

乔宇（1981—），女（汉），副研究员，博士，研究方向：农产品加工。

廖李（1982—），女，助理研究员，研究方向：食品科学。